Задача сушки в флексографии
Флексографская краска наносится на подложку в виде тонкого слоя, и перед тем как лист или рулон попадет в следующий печатный цилиндр, часть растворителя должна покинуть поверхность. Если краска не успеет высохнуть, она переносится на анилоксовый вал или на прижимные элементы, появляется растекание, а при многосекционной печати — наложение одного цвета на другой с дефектами. Задача сушки состоит не в том, чтобы удалить растворитель мгновенно, а в том, чтобы обеспечить его удаление в пределах времени, которое подложка проводит между секциями.
Испарение как основной механизм
Растворитель покидает пленку краски через испарение: молекулы переходят из жидкой фазы в воздух, окружающий полотно. Скорость этого процесса зависит от температуры поверхности краски, влажности воздуха и от того, насколько быстро от поверхности отводится насыщенный пар. Чем толще слой краски и чем выше его вязкость, тем дольше путь молекул к поверхности. Вода как растворитель испаряется медленнее большинства органических растворителей, поэтому водные краски при прочих равных требуют более длительного времени или более интенсивного воздушного потока.
Роль воздушного потока
Воздух, проходящий над или под полотном, выполняет две функции. Он уносит насыщенный пар от поверхности и поддерживает разность концентраций, необходимую для продолжения испарения. Направление потока имеет значение: встречный поток обдувает поверхность и усиливает отвод, а встречный поток снизу поднимает пар от подложки. Скорость воздуха влияет на результат, но нелинейно: при очень высоком напоре возникает неравномерность, закручивание полотна и механическое воздействие на еще не схватившуюся краску, что может дать полосы или разводы.
Скорость полотна и время контакта
Скорость машины определяет, сколько секунд краска проводит в зоне сушки. Увеличение скорости сокращает это время, и если испарение не успевает, остаточная влажность краски растет. На практике операторы выбирают компромисс: либо снижают скорость, либо усиливают обдув, либо корректируют состав краски. При этом каждое из трех решений имеет цену — производительность, расход энергии или стабильность цвета.
Влияние подложки
Подложка участвует в сушке не только как носитель краски. Бумага и картон впитывают часть растворителя, что ускоряет высыхание, но меняет цвет и плотность оттиска. Пленки и нетканые материалы не впитывают, поэтому весь растворитель должен уйти в воздух. Плотность и толщина подложки влияют на теплопроводность: тяжелый картон дольше прогревается, и зона сушки должна быть рассчитана на его инерцию. Впитывающие подложки также создают риск того, что краска «уходит» вглубь волокна, и цвет становится бледнее, чем на образце.
Взаимные ограничения
Три параметра — испарение, воздушный поток и скорость — связаны. Увеличение обдува компенсирует рост скорости до определенного предела, после которого дальнейшее ускорение воздуха дает мало эффекта и начинает вредить полотну. Повышение температуры ускоряет испарение, но при высоких температурах возможны испарение растворителя слишком быстро, образование поверхностной корки и усадка краски, что ухудшает перенос. Состав краски задает верхнюю границу: растворитель с низкой температурой кипения испаряется быстрее, но требует контроля по безопасности и стойкости цвета.
Типичные проявления нарушения баланса
Недостаточная сушка проявляется в переносе краски на анилоксовый вал, в размазывании при перемотке и в наложении цветов с растеканием границ. Избыточная сушка, особенно при высокой температуре, дает поверхностную корку, при которой краска не успевает проникнуть в волокна бумаги, и оттиск становится матовым или шелушащимся. Оба случая указывают на то, что режим не согласован с конкретным сочетанием краски, подложки и скорости.
