Наилучший способ контроля качества отверждения на печатном производстве — фиксация гарантирующих качественное отверждение параметров печати и тщательное отслеживание их стабильности. Если всё сделано верно, необходимость в тестировании готовых оттисков сводится к минимуму. На отверждение влияет множество параметров, относящихся к оборудованию и техпроцессу в целом: настройки ламп, ресурс их работы и мощность, точность фокусировки, чистота ламп и рефлекторов, скорость печатной машины, толщина красочной плёнки и цвет краски.
Дополнительные сложности привносят УФ-краски. Например, полноте отверждения красок и лаков свободно-радикальной полимеризации препятствует кислородное ингибирование процесса. Результат — незакреплённый красочный слой, приводящий к отмарыванию краски на обратную сторону запечатанного полотна в процессе его намотки.
Полноценное функционирование модуля УФ-отверждения зависит от точности и стабильности фокусировки ламп; способности удерживать скорость печати, при которой обеспечивается максимальная выходная мощность излучения; чистоты ламп и рефлектора и связанной с ней интенсивности излучаемой энергии УФ-спектра. Фокусировку лампы несложно проверить, замерив расстояние до полотна. Просто контролируется и скорость, управляемой электроникой печатной машины. Лампы и рефлекторы регулярно чистят согласно плану техобслуживания — иначе загрязнения крайне отрицательно скажутся на мощности излучения (при работе в пыльном помещении чистка должна выполняться чаще). Водяное охлаждение снизит интенсивность движения потока воздуха вокруг модуля отверждения — лампы и рефлектор будут меньше загрязняться пылью и брызгами краски.
При очистке лампы предпочтительнее снимать — это упростит и ускорит процедуру, снизит риск их повреждения. Обязателен удобный доступ к рефлекторам и лампам, как в новых системах IST, после извлечения выдвижного кассетного модуля. Запатентованная разработка компании — опция быстрой замены ламп без отсоединения кабелей (FLC, Fast Lamp Change): у опытного оператора замена вставляющейся в кассету c рефлектором УФ-лампы (по аналогии с флуоресцентной трубкой) занимает считанные секунды. Отказ от отвинчивающихся деталей и подсоединяемых кабелей существенно сокращает простои при очистке ламп и рефлекторов, замене отслуживших срок компонентов. Такой подход не только даёт возможность использовать лампы и рефлекторы в оптимальном режиме, но и продляет их срок службы.
Мощность любых ртутных газоразрядных УФ-ламп среднего давления со временем снижается — ещё до момента полного выхода из строя они становятся непригодными к эксплуатации. Основная часть печатных производств заменяет лампы по окончании гарантийного срока (1000 ч), но ведь не исключено, что лампа своё ещё не отслужила.
Отслеживание и измерение мощности ламп в течение срока службы позволяет избежать их преждевременных дорогостоящих замен. Контроль стабильности излучения также оперативно выявляет отклонения в их работе, в т. ч. от загрязнения. Для этой цели IST предлагает компактные измерительные устройства, главная особенность которых, по данным разработчика, — стабильность при измерениях.
Щуп-датчик прибора вставляется в специальное отверстие корпуса модуля отверждения IST MBS-5, благодаря чему мощность (мДж/см) излучения измеряется в жёстко зафиксированном по отношению к УФ-лампе положении, гарантируя точный и повторяющийся результат. Полученные данные помогут понять, работает ли лампа в оптимальном режиме, обеспечивающем полное отверждение при установленном сочетании остальных рабочих параметров. А это позволит не просто проверить состояние ламп, но и отрегулировать их мощность в зависимости от специфики тиража, обеспечив и экономию электроэнергии. Пригодится прибор и в случае проблем с отверждением красок.
При отверждении свободно-радикальных красок и лаков без ограничения доступа воздуха в рабочую зону (обычно так и происходит) свободные радикалы на поверхности красочной плёнки вместо формирования красочного слоя образуют связи с кислородом, к которому имеют сильное химическое сродство. Результат — неполнота отверждения, при котором краска отмарывается на обратную сторону запечатываемого полотна, становится источником посторонних привкусов и запахов упаковки. Хотя производители красок предлагают новые их серии с пониженным уровнем миграции компонентов, для таких требовательных рынков, каковым является сегмент пищевой упаковки, предпочтительнее выполнять отверждение в атмосфере с пониженным содержанием кислорода. Это рекомендовано и при нанесении очень тонких покрытий, например силиконовых.
Суть технологии — замещение воздуха в зоне отверждения подаваемым в ламповый модуль инертным газом, размещаемым в баллонах в сжатой или сжиженной форме. Им может быть углекислый газ, но чаще используется жидкий азот в контейнерах. Альтернативный и более дешёвый вариант — генератор азота, который химическим путём удаляет из сжатого воздуха кислород, оставляя азот в концентрации 20–30 промилле. Оборудование также требует инвестиций, но недорого в эксплуатации и, по заявлениям поставщиков, служит около 15 лет.
Технология отверждения в инертной атмосфере с пониженным содержанием кислорода не нова, в ряде отраслей активно применяется годами. Среди дополнительных преимуществ: существенное снижение уровня остаточных фотоинициаторов в краске, меньшая усадка красочной плёнки, пониженные требования к воздушному охлаждению, отсутствие озона, повышение скорости печати, экономия энергопотребления, повышенный глянец, прочность и стойкость к истиранию красочной плёнки. Вложения в подобное оборудование отчасти компенсируются ростом производительно-
сти, потенциальным удешевлением работы с красками, сокращённым потреблением электроэнергии и отсутствием необходимости в вытяжке озона. Тем не менее достоинства в глазах производств пока не окупают затрат — отверждение в инертной атмосфере не получило широкого распространения.
Специалисты GEW считают, что следующим эволюционным шагом станут именно «инертные» технологии УФ-отверждения. Компания уже предложила серию устройств, в комбинации с генератором азота удешевляющими технологический процесс. По её данным, при работе в инертной атмосфере скорость отверждения кроющих белых красок на машинах с центральным печатным цилиндром возрастает в 4 раза, а пониженное энергопотребление снимает необходимость в охлаждающих валах даже при работе с термочувствительными материалами без ущерба для качества.
Недавно GEW провела серию тестов на европейском предприятии, специализирующемся на выпуске упаковки и переработке продуктов питания, продемонстрировав, насколько улучшается полнота УФ-отверждения лаков при использовании модулей с подачей азота. На графике показана зависимость качества отверждения от мощности ламп при различной концентрации кислорода.
В проблемах с отверждением зачастую винят поставщиков красок, но даже печатники признают: независимо от их качества и сертификации нормативными органами всегда есть риск неполного отверждения. В первую очередь это касается производств, где печатные машины работают на приближённых к максимально допустимым с точки зрения полноты отверждения скоростях, а состояние ламп и других важнейших компонентов техпроцесса недостаточно тщательно отслеживается и контролируется.
Оптимизировав параметры производства, важно их зафиксировать и поддерживать, что сделает УФ-печать и лакирование управляемыми и контролируемыми. Но для этого печатник должен выполнять необходимые контрольные процедуры, ибо даже самые лучшие краски и УФ-модули не гарантируют успеха. Поэтому недопустимо винить в плохом результате краски и лампы, предварительно не убедившись, что контроль за параметрами технологического процесса был выполнен полностью, а результаты контрольных замеров соответствуют требованиям.
Взаимосвязь между качеством отверждения, мощностью ламп и концентрацией кислорода
