Dans le monde de l'impression flexographique, le maintien des rouleaux d'anilox en céramique est crucial pour obtenir des imprimés cohérents et de haute qualité. Les méthodes de nettoyage traditionnelles sont en cours de révolution par la technologie de nettoyage laser - une solution précise, efficace et sûre qui transforme l'industrie.
Le fond du nettoyage au laser
Les rouleaux en céramique Anilox, en raison de leurs avantages tels que une précision élevée de transfert d'encre et une longue durée de vie, ont joué un rôle important dans le développement de l'impression flexographique. Ils ont progressivement remplacé les rouleaux anilox métalliques et deviennent un équipement standard pour les machines d'impression flexographique et les sociétés d'impression. Tout au long de ce processus, le problème de nettoyage des rouleaux en céramique Anilox a toujours coexisté avec leurs divers avantages.
La raison pour laquelle le problème de nettoyage des rouleaux anilox en céramique est souligné est que, par rapport aux rouleaux anilox métalliques, le nettoyage des rouleaux anilox en céramique (ci-après dénommés en céramique anilox rollers) est plus difficile. Les principales raisons sont les suivantes:
1. La couche céramique sur le rouleau Anilox est appliquée à la surface du rouleau de base à l'aide d'un processus de pulvérisation thermique. En raison des propriétés des matériaux de la céramique et des caractéristiques du processus de pulvérisation thermique, la couche de céramique contient naturellement des pores, bien que la porosité varie entre les différents rouleaux Anilox. La présence de ces pores augmente l'énergie de surface de la couche céramique, ce qui rend l'encre résiduelle adhérer plus obstinément à l'intérieur des cellules.
2. Les cellules à la surface du rouleau Anilox sont formées par gravure laser. Les parois intérieures des cellules et les bords des parois cellulaires sont relativement rugueuses. Cette rugosité améliore encore l'adhésion de l'encre résiduelle dans les cellules.
3. Le nombre de lignes d'un rouleau Anilox peut atteindre jusqu'à 1600 LPI (lignes par pouce). Cela signifie que la taille d'ouverture des cellules sur la surface du rouleau Anilox peut être inférieure à 15 μm. Le nettoyage de ces petites ouvertures obstrués à l'encre durcie est assez difficile.
4. Certains rouleaux d'anilox poursuivent excessivement des dénombrements de lignes élevées et de grands volumes d'encre, ce qui entraîne des ouvertures de cellules profondes extrêmement déraisonnables. Combinée à des profondeurs de cellules irrationnelles, cela conduit souvent à de nombreux rouleaux anilox qui ne sont pas épuisés par une utilisation, mais à la place endommagés pendant le nettoyage ou à devenir inutilisable en raison d'un nettoyage incomplet, ce qui empêche même la distribution d'encre.
5. Les performances des encres flexographiques ont également amélioré rapidement ces dernières années, en particulier en termes d'augmentation de la vitesse d'impression et d'amélioration de la résistance aux intempéries. Plus les performances d'utilisation de l'encre sont meilleures, plus il devient difficile de supprimer les résidus d'encre séchés ou durcis en utilisant des méthodes de nettoyage conventionnelles.
Par conséquent, depuis l'avènement des rouleaux en céramique Anilox, comment les nettoyer en toute sécurité et efficacement et les maintenir pour prolonger leur durée de vie efficace a toujours été un sujet de préoccupation importante.
Méthodes de nettoyage des rouleaux Anilox courants:
★ Nettoyage à la main du solvant
★ Nettoyage à ultrasons
★ Nettoyage d'eau à haute pression
★ NAHCO₃ (bicarbonate de sodium) Nettoyage de pulvérisation
★ Nettoyage de l'explosion à glace sèche
★ Nettoyage du dynamitage des médias en plastique
Si ces méthodes sont classées, elles peuvent généralement être divisées en:
- Méthode du solvant (méthode 1)
- Solvant + Spray Media (Méthodes 2 et 3)
- Spray médiatique (méthodes 4, 5 et 6)
Chacune de ces méthodes a ses propres avantages et inconvénients. Lorsqu'ils sont utilisés de manière appropriée, ils peuvent obtenir d'excellents résultats de nettoyage; Cependant, s'ils sont mal utilisés, ils peuvent également entraîner de graves conséquences. Par exemple, une mauvaise sélection de solvants peut provoquer un gonflement du rouleau Anilox, une mauvaise utilisation du nettoyage à ultrasons peut entraîner la fissuration des parois cellulaires du rouleau Anilox, et la pulvérisation des supports ne convient pas aux rouleaux Anilox à comptoir élevé, entre autres problèmes. Nous n'élaborerons pas chacun ici.
Parce que ces méthodes de nettoyage viennent avec des avantages et des risques, et qu'ils nécessitent un niveau d'expertise relativement élevé des utilisateurs, au fil des ans, les gens ont eu des sentiments mitigés à leur sujet, les aimant et les détestent. Cette réalité a créé une opportunité pour l'émergence de méthodes de nettoyage au laser.
Principe de base du nettoyage au laser
Tout d'abord, qu'est-ce que le nettoyage au laser?
En termes simples, le nettoyage au laser implique l'utilisation d'un faisceau laser spécifique pour scanner la surface d'un rouleau anilox. L'encre à l'intérieur des cellules absorbe l'énergie laser et se vaporise, atteignant ainsi l'objectif de nettoyage sans endommager les cellules du rouleau Anilox.
Pour comprendre la logique de base derrière le nettoyage au laser, il est essentiel d'identifier d'abord le matériau cible nettoyé. Dans le processus de nettoyage d'un rouleau Anilox, le matériau cible est sans aucun doute le résidu d'encre séché à l'intérieur des cellules.
Les composants de l'encre, en termes simples, peuvent être divisés en pigments, liants et additifs. Parmi ceux-ci, le liant détermine la résistance à l'adhésion et les propriétés de formation de films de l'encre, et c'est aussi le principal composant de l'encre après son séchage, à part les pigments. En d'autres termes, pour nettoyer soigneusement le résidu d'encre séché à l'intérieur des cellules du rouleau Anilox, le problème clé est de traiter efficacement le liant à encre séché dans les cellules.
Par conséquent, la sélection et le réglage du laser doivent être basés sur le type de liant d'encre. Le laser devrait être capable de vaporiser le classeur d'encre tout en veillant à ce que la couche céramique ne soit pas affectée.
Sur la base de cette logique fondamentale, nous pouvons décomposer le nettoyage au laser dans les étapes suivantes pour une meilleure compréhension:
1. L'énergie laser est absorbée par l'encre résiduelle dans les cellules du rouleau Anilox pendant la numérisation;
2. L'injection soudaine d'énergie élevée fait que le liant (résine) à l'encre se dilate et forment rapidement le plasma;
3. Dans les petites cellules du rouleau Anilox, le gaz instable hautement ionisé généré augmente instantanément la pression à l'intérieur des cellules, créant un flux d'air fort vers les ouvertures cellulaires, qui expulse des contaminants hors des cellules.
4. La puissance laser et le seuil d'énergie sont sélectionnés et ajustés en fonction des composants de résine du liant. Pendant le balayage, seules les composants de résine (ou composants similaires) peuvent absorber pleinement l'énergie de ce type de laser, tandis que les composants en céramique et la plupart des composants pigmentaires ne peuvent pas changer en absorbant l'énergie laser;
5. Alors que le laser scanne, il y aura un port d'échappement à côté de la tête laser connectée à une pompe à vide externe, qui aspire continuellement les contaminants (principalement des gaz et des pigments de type plasma qui ne peuvent pas être vaporisés);
6. Une petite partie des pigments qui ne sont pas aspirés se dispersera à la surface du rouleau Anilox. Ceux-ci peuvent être époustouflés à l'aide de l'air comprimé. Pour éviter de générer de la poussière, un chiffon sans peluche trempé dans de l'alcool peut être utilisé pour essuyer la surface du rouleau Anilox.
Efficacité du nettoyage au laser
Comme le montre la figure 1, il s'agit d'un test de nettoyage effectué sur un rouleau anilox de type manche en utilisant de l'encre à base de solvant. Les spécifications du rouleau Anilox sont Ø130 × 1290 mm, avec un nombre de lignes de 900 LPI.
Figure 1: Comparaison avant et après le nettoyage au laser pour les rouleaux d'anilox à base de solvant
Comme le montre la figure 2, il s'agit d'un test de nettoyage effectué sur un rouleau anilox de type manche en utilisant de l'encre à base d'eau. Les spécifications du rouleau Anilox sont Ø178 × 1300 mm, avec un nombre de lignes de 900 LPI.
Figure 2: Comparaison avant et après le nettoyage au laser pour les rouleaux d'anilox à base d'eau
Comme le montre la figure 3, il s'agit d'un test de nettoyage effectué sur un rouleau anilox à l'axe de la courroie d'impression à l'aide de l'encre UV. Les spécifications du rouleau Anilox sont Ø105 × 418 mm, avec un nombre de lignes de 400 LPI.
Figure 3: Comparaison avant et après le nettoyage au laser pour les rouleaux Anilox à l'encre UV
Les effets de nettoyage des rouleaux anilox ci-dessus sont illustrés à la figure 4 et à la figure 5, qui sont également clairement visibles.
Figure 4: Vue agrandie des cellules avant le nettoyage
Figure 5: Vue agrandie des cellules après le nettoyage
En fait, avant de démarrer officiellement le nettoyage des rouleaux Anilox, nous avons effectué de nombreux tests et réglé en permanence les paramètres d'application laser pour déterminer les paramètres de nettoyage optimaux pour différents types d'encres. Cela garantit un nettoyage efficace dans diverses conditions de travail. Bien sûr, la grande quantité de données et de scénarios applicables accumulés au cours de ce processus peut également être importé dans le système de contrôle de l'appareil.
Sécurité du nettoyage au laser
1. Sécurité pour les personnes et l'environnement
Le nettoyage au laser n'utilise aucun solvant chimique et ne nécessite aucun autre milieu en plus du laser lui-même. Les déchets de nettoyage sont également rapidement extraits pour un traitement ultérieur. Au cours de ce processus de nettoyage, le seul polluant est une petite quantité de poudre de pigment dispersée sur la surface du rouleau, qui peut être considérée comme négligeable en termes d'émissions. Par conséquent, il est sans aucun doute très amical avec la santé des opérateurs et est suffisant pour répondre aux exigences environnementales de plus en plus strictes.
2. Sécurité pour les rouleaux anilox
Peut-être influencé par certaines expériences négatives antérieures, la plus grande préoccupation de nombreuses personnes face au nettoyage au laser est de savoir si elle peut absolument assurer la sécurité des rouleaux Anilox. Cette préoccupation peut être divisée en deux directions différentes:
① Craigne que le nettoyage au laser pourrait endommager les parois en céramique du rouleau Anilox.
Figure 6: Cas échoué de la machine de nettoyage laser précoce par une certaine marque
Le laser est essentiellement un faisceau de lumière avec une phase et une fréquence très cohérentes, mais elle a une excellente directionnalité et une énergie concentrée. Différents matériaux ont des taux d'absorption différents pour la lumière et les lasers ne font pas exception. Nous pouvons ajuster le type de laser et diverses valeurs de seuil de ses indicateurs pour modifier le taux d'absorption d'un matériau spécifique pour le laser. Dans le cas du nettoyage au laser au rouleau Anilox, tant que nous trouvons un laser approprié et ajustez raisonnablement les seuils afin que les composants de résine à l'encre atteignent leur taux d'absorption de pic pour cette lumière, tout en garantissant que la couche en céramique absorbe le laser à son niveau le plus bas, nous pouvons atteindre le nettoyage d'encre tout en protégeant le rouleau anilox céramique des dégâts. C'est la logique de base derrière le nettoyage au laser.
Quant au risque d'effets thermiques accumulés, il peut être ignoré en toute sécurité car la lumière laser elle-même ne génère pas de chaleur. La chaleur n'est libérée que lorsque l'objet absorbe l'énergie laser et subit une vaporisation. En faisant correspondre la vitesse de nettoyage du rouleau Anilox de manière appropriée, cette chaleur peut être facilement dissipée.
La pratique est le seul critère pour tester la vérité. Sur la base de la logique fondamentale ci-dessus, nous avons utilisé un laser avec d'excellentes performances de nettoyage pour nettoyer à plusieurs reprises un nouveau rouleau anilox inutilisé 100 fois. Nous avons ensuite comparé les formes de cellules avant et après le nettoyage (comme le montre la figure 7) et les modèles 3D (comme le montre la figure 8). La conclusion finale est que le nettoyage au laser ne cause aucun dommage aux rouleaux anilox en céramique.
Figure 7: État après nettoyage au laser
Figure 8: Images 3D des cellules d'encre sur le rouleau Anilox avant et après le nettoyage du laser
② De nombreux fournisseurs de rouleaux Anilox ajoutent des charges de polymère à la couche de céramique pour compenser la porosité de la céramique. Beaucoup de gens craignent que le nettoyage au laser puisse avoir des effets négatifs sur ces charges de polymère, affectant ainsi les performances du rouleau Anilox.
De telles préoccupations reflètent en fait une compréhension approfondie des rouleaux Anilox, mais il y a encore un certain manque de clarté concernant les détails du processus de gravure.
Nous avons examiné les matériaux de nombreux fabricants de rouleaux nationaux et internationaux bien connus. En fait, ce type de remplissage, communément appelé «scellant», est largement utilisé par de nombreux fabricants, bien qu'il porte des noms différents, quelqu'un l'appellent «scellant», d'autres l'appellent «l'agent mouillé» et certains l'appellent simplement «revêtement». Essentiellement, ils servent tous le même objectif, avec seulement des différences mineures de composition.
Ce remplissage ne fournit aucun avantage pour contrôler la précision de la gravure ou la précision mécanique du rouleau Anilox. Certains fabricants ont même provoqué l'instabilité dans la gravure des cellules d'encre en raison de problèmes avec la formulation de remplissage. De même, il n'a aucun effet sur l'amélioration de la douceur des parois des cellules de l'encre ou l'augmentation de la fluidité de l'encre. Sa fonction principale est la prévention de la corrosion. Plus précisément, il est utilisé pour remplir les pores de la céramique, isolant le substrat métallique de l'air externe et de divers liquides, empêchant ainsi la pénétration du liquide dans la couche céramique et la corrosion subséquente du substrat métallique, ce qui pourrait entraîner la mise à l'écart du rouleur anilox.
Pour atteindre l'objectif de la prévention de la corrosion, l'utilisation d'une base en alliage suivie d'une pulvérisation en céramique est mieux que d'utiliser un «scellant», mais il semble que la méthode d'étanchéité des trous avec des charges soit plus populaire.
La gravure des cellules d'encre sur le rouleau Anilox est également terminée à l'aide de la technologie laser. La puissance laser utilisée pour la céramique de gravure est extrêmement élevée, peut-être plusieurs fois, voire des dizaines de fois supérieure à la puissance de l'équipement de nettoyage au laser. On peut imaginer si le remplissage qui nous préoccupe pourrait survivre à l'intérieur des parois des cellules d'encre sous une telle irradiation laser haute puissance. Quant aux parties des parois cellulaires d'encre en haut qui n'étaient pas gravées par le laser, théoriquement, il pourrait encore y avoir un remplissage présent. Cependant, en réalité, pendant le processus de gravure du rouleau Anilox, en raison de l'effet répété du laser, une couche de formes de céramique fondues au-dessus des parois cellulaires d'encre, qui se solidifie ensuite en une céramique dure et dense lors du refroidissement. Cette couche de céramique a une densité et une dureté très élevées, et sa résistance à la liaison avec la paroi céramique normale est encore plus élevée que la force de liaison entre les couches céramiques normales. Après polissage, le haut des parois cellulaires d'encre du rouleau Anilox est en fait couvert par une couche de céramique "fondu", ce qui rend difficile l'exposition de la couche céramique d'origine.
Efficacité du nettoyage au laser
Théoriquement, plus la puissance du laser est élevée, plus la vitesse de nettoyage est plus rapide, ce qui est hors de doute. Cependant, du point de vue de la sécurité, comme nous en avons discuté précédemment, nous devons sélectionner une source laser appropriée et contrôler divers seuils du laser. Parmi ces contrôles, l'un des plus importants est de contrôler le seuil de puissance du laser. En d'autres termes, même si la source laser la plus appropriée est sélectionnée, la puissance laser ne peut pas être augmentée indéfiniment; Une fois que la puissance laser dépasse le seuil de tolérance de la couche céramique, elle peut endommager le rouleau Anilox. Par conséquent, nous pensons que la limite supérieure de l'efficacité du nettoyage au laser est très claire.
Cette limite supérieure de l'efficacité du nettoyage au laser détermine également que lors de la rencontre des rouleaux d'anilox avec des blocages graves (tels que ceux qui n'ont pas été utilisés depuis plusieurs années ou qui sont presque mis au rebut en raison du blocage), des nettoyages multiples peuvent être nécessaires pour les nettoyer soigneusement.
Machine de nettoyage laser en ligne ROLLS ROLLS
Prenant l'exemple de la machine de nettoyage laser dans mon entreprise, selon le degré de blocage, la vitesse de nettoyage varie de 500 mm / h à 1200 mm / h (c'est-à-dire que le laser se déplace de 500 à 1200 mm le long de l'axe du rouleau anilox par heure). Bien sûr, si les coûts de l'équipement ne sont pas préoccupants, l'efficacité de nettoyage peut être améliorée en augmentant le nombre de têtes laser.
Comparaison avec les méthodes de nettoyage traditionnelles
1. Facilité de fonctionnement
L'équipement de nettoyage au laser est précis et stable. Pendant la phase de test initiale, les paramètres obtenus à partir des tests peuvent être enregistrés dans le système de contrôle de l'appareil. En usage réel, il vous suffit de sélectionner les paramètres appropriés en fonction des conditions de travail spécifiques, sans nécessiter une intervention manuelle excessive pour les ajustements.
2. Sécurité
◎ En raison de l'augmentation du niveau d'intelligence, le système de contrôle peut incorporer de nombreux mécanismes de protection pour assurer la sécurité des personnes, l'environnement et le rouleau Anilox. Si le coût n'est pas une préoccupation, il est même possible de fournir des commentaires en temps réel sur l'état du laser.
◎ Aucun solvant n'est requis, réduisant efficacement la probabilité de corrodé des rouleaux d'anilox.
Surtout pour les rouleaux anilox de type manchon, l'auteur a vu de nombreux cas de corrosion, dont la plupart sont causés par un nettoyage inapproprié, où les solvants ou l'eau s'infiltrent dans l'interface entre la surface en fibre de verre du rouleau Anilox et le noyau en aluminium.
◎ Évite l'effondrement de la paroi web ou les fissures causées par d'autres méthodes de nettoyage physique.
3. Intelligence élevée, bonne expérience utilisateur
◎ Le nettoyage au laser est simple et pratique à utiliser. Placez le rouleau Anilox dans la position appropriée sur l'équipement, cliquez sur le bouton Démarrer et le nettoyage de ce rouleau Anilox sera achevé sans aucune intervention manuelle au cours de cette période. Le temps gagné peut être utilisé pour d'autres tâches ou repos.
◎ Le processus de nettoyage au laser n'implique ni solvants ni autres milieux, il n'y aura donc pas d'odeurs irritantes dans l'atelier, et il n'y aura pas non plus d'eaux usées de différentes couleurs, garantissant un atelier propre et bien rangé.
4. nettoyage minutieux
Dans le passé, lorsque nous avons rencontré des rouleaux d'anilox avec des blocages graves, il était souvent très gênant car il n'y avait pas de méthode très efficace pour assurer un nettoyage approfondi sans endommager le rouleau Anilox. Pour le nettoyage au laser, des rouleaux anilox gravement bloqués ne nécessitent que plusieurs nettoyages.
5. Réduire les coûts d'exploitation globaux
Dans l'ensemble, l'introduction du nettoyage au laser entraîne directement une diminution du volume total d'approvisionnement des rouleaux anilox. Ce n'est pas une bonne nouvelle pour les fabricants de rouleaux Anilox, mais c'est une bénédiction pour les sociétés d'impression.