Гильзы и их разновидности *

Гильзы создавались на замену тяжёлым цельнолитым формным цилиндрам из стали и имеют очевидные преимущества. Хотя известны уже давно, серьёзную роль стали играть лишь с появлением бесшестерёнчатных сервоприводных печатных машин. Такое оборудование — бесшестерёнчатое, консольного типа (cantilevered), с сервоприводами и поддержкой гильз — сейчас предлагают практически все производители широкорулонной флексографской печатной техники, и на рынке постоянно появляются новые модели.

Типовая современная гильзовая система состоит из стального шпинделя с отдельным источником подачи сжатого воздуха; промежуточной гильзы, которая с применением пневматики надевается на шпиндель, давая нужный диаметр; печатной гильзы, которая тоже монтируется с помощью воздуха, но уже поверх промежуточной, образуя систему «гильза на гильзе». Сама печатная гильза может предназначаться для монтажа печатной формы традиционным способом либо представлять собой бесшовную рукавную форму.

Многие гильзы токопроводящие, исключая накапливание статических разрядов. Это особенно важно при работе с сольвентными красками.

Гильзы-адаптеры

При описании промежуточных гильз бывает путаница в терминах: одни поставщики именуют их «гильзами-адаптерами» (adaptor sleeve), другие — «несущими гильзами» (carrier sleeve). Встречается также термин «гильзы-мосты» («bridging sleeve»). Как бы то ни было, их задача — формировать нужный диаметр шпинделя для печати тонкостенными формными гильзами, поскольку такая конструкция гораздо легче, точнее и дешевле. Мы будем называть их адаптерами, поскольку термин использует основная часть поставщиков.

При работе с фотополимерными формными гильзами необходимо иметь по комплекту адаптеров различного раппорта. У предназначенных для таких гильз адаптеров, как правило, есть компрессионный внешний слой, но не всегда: амортизирующая подложка может быть частью бесшовной рукавной формы, как у решений AKL.

Если гильза используется для монтажа печатной формы, не нужен комплект адаптеров разного диаметра, поскольку результата добиваются, варьируя толщину стенок печатной гильзы. То же относится практически ко всем бесшовным гильзам для гравирования лазером.

Гильзы-адаптеры появились относительно недавно. На их разработку было затрачено немало усилий, ведь к этому компоненту печатной машины предъявляются жёсткие требования — исключительная точность, минимальный вес конструкции, способность выдерживать высочайшую скорость печати. Отвечающие им изделия выпускаются преимущественно из материалов на основе углеродного волокна, которому присущи такие свойства, как высокая прочность и жёсткость, а значит, гильза остаётся стабильной даже при толщине стенок в 100 мм. Характерная для гильз из углеволокна жёсткость позволяет гасить связанные с печатной формой вибрации, сводит к минимуму риск проворачивания (barring) в печатной машине и помогает справиться с высокой скоростью.

Адаптер rotec Atlas от Flint Group, рассчитанный на скоростные высокопроизводительные современные печатные машины, представляет собой полую структуру из углеволокна, покрытую полиуретаном для повышения стойкости к царапинам и растворителям. По словам поставщика, гладкое поверхностное покрытие упрощает смену надеваемых поверх него гильз. Повреждённое покрытие можно стереть и восстановить гильзу, продлив срок её службы. По словам Flint Group, помимо минимизации проворачивания (barring) и поддержки высоких скоростей, гильзы из углеволокна эффективно гасят вибрации, а значит, повышают качество печати.

Гильзы-адаптеры из углеволокна выпускает и Rossini, подчёркивая, что единственная среди поставщиков располагает отделом углеволокна, позволяющим вести самостоятельные исследования. Её Carbobridge — полая гильза из углеволокна, рассчитанная на скорость печати свыше 700 м/мин. Гильза Carrier — цельная конструкция со вспененным сердечником и углеволоконным внешним слоем; выпускается в соответствии с жёсткими допусками, но для столь высокой скорости не подходит. По данным Rossini, некоторые типографии выбирают дорогие гильзы Carbobridge для цветов с характерным биением цилиндра, а дешёвые Carrier — для секций, где оно не критично. Это позволяет сократить затраты и повысить производительность за счёт наращивания скорости печатной машины.    

Формные гильзы

Гильзы для монтажа печатных форм, как правило, тяжелее и толще бесшовных фотополимерных. Они заменяют литые формные цилиндры, поэтому иногда на их поверхность наносится штриховка для упрощения монтажа печатных форм и прочной фиксации. Чтобы применять формную гильзу для печати разноплановых заказов и окупить расходы, она должна иметь достаточный срок службы.

При коротких, но часто повторяющихся заказах иногда целесообразнее хранить гильзы вместе с печатными формами, чтобы не заниматься постоянным монтажом/демонтажом. А это требует дополнительного комплекта гильз аналогичного раппорта, поэтому к такому варианту чаще прибегают в случае с более тонкими и дешёвыми формными гильзами.

Формные гильзы можно надевать прямо на шпиндель, но с увеличением длины оттиска растёт толщина стенок, а вместе с ней — вес и цена. Поэтому при работе с большими раппортами используются адаптеры, дающие нужный диаметр шпинделя. Соответствующие самым жёстким допускам адаптеры позволяют экономить на формных гильзах и выбирать тонкостенные варианты.

Формные гильзы поставляются либо с жёстким верхним слоем из стекло- и углеволокна, на который с помощью двухсторонней компрессионной ленты монтируются печатные формы, либо с амортизирующей поверхностью, для которой достаточно тонкой жёсткой ленты.

Альтернатива от Polymount International — формная монтажная гильза Twinlock с уникальным самоклеящимся компрессионным слоем при допусках в ±10 мкм. Относительно жёсткая полимерная поверхность с перманентными клеящими свойствами скомбинирована с мягкой вспененной подложкой из полиуретана, которая обеспечивает амортизацию. Благодаря такой поверхности, печатные формы монтируются на гильзу без двухсторонних лент. Для восстановления клеящих свойств достаточно очистить гильзу после печати и демонтажа формы. Как сообщают поставщики, решение выдерживает множество циклов и исправно функционирует в течение нескольких лет.

Хотя в узкорулонном сегменте гильзы по распространённости далеко уступают широкорулонной печати, количество сервоприводных узкорулонных моделей постепенно растёт. Формная гильза AccuPrint от RotoMetrics рассчитана именно на них. Облегчённый печатный цилиндр с внешней поверхностью из алюминия, предотвращающей накопление статического электричества, и сердечником из поликарбоната предлагается с шириной до 560 мм и диаметром до 840 мм.

Бесшовные формные гильзы

Делятся на два основных типа: бесшовные формные для гравировки лазером и бесшовные фотополимерные формные. Те и другие способны воспроизводить непрерывный сюжет, по аналогии с глубокой печатью.

Гильзы данного типа снимают необходимость в традиционном монтаже печатных форм, поскольку с помощью сжатого воздуха надеваются непосредственно на гильзу-адаптер. В ориентированных на работу с ними адаптерах, как правило, есть компрессионный слой, жёсткость которого варьируется в зависимости от толщины и твёрдости формной гильзы по Шору. Соответственно, при полном переходе типографии на формные гильзы исчезает потребность в монтажном оборудовании и обслуживающем его персонале. Исключены ошибки и деформации при монтаже — качество приводки определяется исключительно уровнем печатной машины. Именно поэтому при работе с формными гильзами уровень приводки во флексографии не уступает альтернативным технологиям, а качество действительно соответствует офсету или глубокой печати.

Поверхность предназначенных для гравировки лазером бесшовных формных гильз покрыта слоем эластомера. Некоторые компании (например, Polywest) поставляют заготовки гильз для лазерной обработки, другие же, подобно британской North West Roller, предлагают услуги по нанесению покрытия и собственно гравированию.

Стандартные гравируемые лазером гильзы представляют собой достаточно толстый слой эластомера на жёсткой основе, а отсутствие компрессионной подложки ограничивает качество печати. Rossini предложила систему ThermoPolymer Max/Flex с более тонким слоем эластомера, основой из стекловолокна и компрессионной подложкой между ними. По её мнению, конструкция подразумевает более высокую скорость и качество печати.

Одной из последних систему для прямого лазерного гравирования пластин Flexcel Direct System представила Kodak. В основе комплекса для изготовления пластин на производстве — разработанный компанией эластомерный состав и технология лазерного экспонирования Kodak. Вместо CO₂-лазеров — лазерные диоды, обеспечивающие разрешение в 70 лин./см (175 lpi) при скорости вдвое выше, чем у конкурентов.

В формных гильзах второго типа фотополимерные материалы наносятся на очень тонкие гильзы-основы и обрабатываются по аналогии с обычными печатными пластинами. Такие предлагают все крупные поставщики, включая DuPont, Flint Group, Asahi и MacDermid, а также AKL. Но все решения существенно разнятся, поэтому при переходе на гильзы надо внимательно разобраться в достоинствах и недостатках альтернативных систем.

Одна из основных проблем — и при гравировке лазером каучука, и при экспонировании, и при обработке фотополимера нужно время на подготовку бесшовной формы, которое даже сейчас измеряется неделями. Затянутые сроки делают невозможной оперативную печать заказов, и флексография теряет одно из главных преимуществ перед глубокой печатью.

Намереваясь решить проблему, DuPont недавно завершила строительство крупного производственного предприятия в Северной Америке, где будут выпускаться бесшовные гильзы Cyrel Fast Round (первые заказы уже отгружены американским клиентам). Крупные инвестиции компании демонстрируют серьёзную заинтересованность в долгосрочных перспективах флексопечати. С увеличением объёмов выпускаемых гильз ускорятся поставки, а со временем, возможно, снизится и цена. Регулярно работающим с гильзами типографиям компания сможет предложить те же сроки, что и для стандартных печатных форм. Дополнительное преимущество ориентированного на большие объёмы производства — повышение точности и стабильности рукавных гильз.

Цена на рукавные формы обычно в несколько раз выше, чем на стандартные, но DuPont заверяет, что её гильзы выдерживают до 10-ти тиражей при общей тиражестойкости примерно в 2 млн метров. Высокая стоимость окупается и повышением производительности. Анализ экономичности рукавных форм с учётом срока их службы показывает, что затраты могут быть вдвое меньше по сравнению с обычными формами.

Комплектные гильзы

В последнее время DuPont также работает над монтажом на один шпиндель/адаптер нескольких гильз. На Ipex-2010 была представлена лишь концепция, а теперь перед нами реальность, способная подвигнуть часть типографий к переходу с пластин на бесшовные гильзы по экономическим соображениям. Пока при скорости печати до 700 м/мин хорошо зарекомендовала себя конструкция из трёх монтируемых на один адаптер гильз, но со временем их может стать больше.

Идея в том, чтобы работающие исключительно с красками HiFi на многокрасочных машинах могли печатать одновременно несколько работ триадой. Это сулит весомые преимущества для компаний, печатающих короткие заказы в несколько ручьёв — они смогут объединить их, выиграв в скорости. Например, три тиража по 10 000 м, которые печатаются в 3 полосы, можно скомпоновать в одну приладку, получив в итоге тираж в 30 000 м. Это сократит количество приладок, снизит время простоя машины и позволит печатать на более высоких скоростях. Стратегия подразумевает дополнительное планирование, но если компания решит эту задачу, экономия будет серьёзной.

Самостоятельное направление

Рукавные гильзы наконец становятся самостоятельным направлением. По мере распространения они должны способствовать повышению скорости работы флексомашин и качества печати. Особенно в широкорулонном сегменте, где действуют новейшие бесшестерёнчатые машины консольного типа с поддержкой гильз. Всё больше типографий (в основном в Германии, где значительная доля сегмента приходится на частные предприятия) переходят на бесшовные гильзы, оценив их выгоду. Растёт интерес к формным гильзам и в Великобритании, где уже намечена инсталляция первой системы Cyrel Fast Round: вполне вероятно, что в последующие год-полтора пользователей таких гильз здесь станет гораздо больше. В конце концов, всё упирается в цены. Несмотря на преимущества формных гильз, всегда будут компании, которым работа с ними просто невыгодна.