Moderne Farbsysteme weisen grundsätzlich eine hohe Konzentration an Pigmenten auf. Werden diese von Rasterwalzen mit sehr feinen Näpfchen überträgen, so führt dies zu dem Phänomen des schnellen Verstopfens der kleinen Hohlräume. Dadurch reduziert sich das Schöpfvolumen, was sich negativ auf den Farbtransfer und damit auch auf die Druckqualität auswirkt. Beispielswiese weist eine Walze mit einem Durchmesser von 300 mm, einer Ballenbreite von 3000 mm und einer Farbschichtdicke von 10 µm ein potentielles Verschmutzungsvolumen von 28 ml auf.

Martin de Wit, Gründer von Laserclean: "Um die auf der Walzenoberfläche wie auch an den Näpfchenwänden anhaftenden Farbpartikel zu entfernen reicht eine tägliche manuelle Reinigung nicht aus, da auf diese Weise die feinen Näpfchen nicht ausreichend von Verschmutzungen befreit werden können. Darüber hinaus muß in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daß UV-härtende Flexodruckfarben neben Pigmenten auch Photoinitiatoren enthalten. Dabei handelt es sich um Monomere, die sich unter der Einwirkung der UV-Strahlung zu Polymerketten verbinden und damit die Aushärtung der Farbe bewirken. Im Gegensatz zu den Farbpigmenten, die durchaus auch mit traditionellen Reinigungsverfahren entfernt werden können, sind diese Polymere optisch nicht zu erkennen und können somit nur durch Verdampfung entfernt werden."

Periodische Tiefenreinigung mit Lasersystemen

Zur Gewährleistung optimaler Produktionsbedingungen benötigen Druckereien daher eine entsprechend regelmäßige Reinigung ihrer Rasterwalzen. Diese muß nicht nur intensiv und gründlich wirken, sondern auch ohne Maschinenstillstand durchgeführt werden, um die Herstellungsabläufe nicht zu beeinträchtigen. Nach Einschätzung von Laserclean können gründliche Reinigungserfolge daher nur durch den regelmäßigen Einsatz entsprechender lasergestützer Systeme erzielt werden. Die von Laserclean angebotene Tiefenreinigung ist durch den Einsatz in vielen Flexodruckbetrieben praxiserprobt und liefert laut de Wit  äußerst zufriedenstellende Ergebnisse. Darüber hinaus habe deren Erfahrung gezeigt, daß die Reinigungsgeschwindigkeit von einer Stunde pro 2,5 m Rasterwalzenlänge von den Kunden durchaus akzeptiert wird.

Darüber hinaus finde die Tatsache eine besondere Wertschätzung, daß dieses Verfahren gänzlich ohne Chemikalien auskommt und die Reinigung bei minimalem Aufwand seitens des Kunden vor Ort ausgeführt wird. Die hierfür eingesetzten Lasersysteme müssen jedoch verschiedene Grundbedingungen erfüllen, um die gewünschten Reinigungserfolge zu erzielen:  

• Die verschmutze Walze muß derart gereinigt werden, daß ihr potentielles Schöpfvolumen (Originalvolumen abzüglich Verschleiß) wieder erreicht wird.
• Während der Reinigung dürfen keinerlei Beschädigungen der Walze auftreten.
• Die Prozeßgeschwindigkeit muß so gewählt werden, daß der komplette Rasterwalzensatz einer Druckmaschine in 6-8 Stunden gereinigt ist.
• Der Reinigungsprozeß muß sowohl innerhalb wie außerhalb der Druckmaschine ausführbar sein.
• Initiierung und Beendigung des Reinigungsvorgangs dürfen jeweils nicht mehr als 15 Minuten in Anspruch nehmen.
• Abgelöste Schmutzpartikel müssen mit Hilfe einer Absauganlage entfernt werden.
• Das Lasersystem muß kompakt aufgebaut sein und eine optimale Mobilität aufweisen.
• Der Energieverbrauch muß sich auf ein unvermeidbares Minimum beschränken.

Dieser Anforderungskatalog bildete Richtschnur und Grundlage bei der Entwicklung des speziellen Lasersystems, das von Laserclean zur Reinigung keramischer Rasterwalzen eingesetzt wird.

Lebensdauer und Umweltverträglichkeit

Die Lasereinheit wurde als robustes Gerät mit langer Lebensdauer konstruiert. Daher kann die Laserquelle ohne Wartung etwa 15.000 Stunden betrieben werden, was in der Praxis einem Einsatzzeitraum von etwa 15 Jahren entspricht. Zum Betrieb benötigt die Anlage lediglich den erforderlichen Energieeinsatz (Anschluß: 220V/10A; Verbrauch: < 1500W), während auf Verbrauchsmaterialien wie Granulate, Chemikalien oder Wasser völlig verzichtet werden kann.

Die durch das Verdampfen der Verunreinigungen hervorgerufenen Emissionen in Form von Rauch werden über eine Abzugshaube abgesaugt und durch Filter aufgefangen. Abhängig von den Walzenabmessungen, beträgt das Abfallvolumen in Form von Staub lediglich einige wenige Gramm Staub pro Walze, was entsprechend entsorgt werden kann.  Vor diesem Hintergrund ist die Laserreinigung von Rasterwalzen ein nicht nur ökonomisch sondern auch ökologisch sinnvolles, günstiges und wirksames Verfahren.

Das Prinzip der Laserreinigung

Die Laserreinigung basiert auf den Prinzipien der Emission, Absorption und Reflektion von Energie. Der von der Laserquelle abgegebene, kontinuierlich pulsende Strahl wird mit Hilfe eines Glasfaserkabels durch die Fokussieroptik geleitet und auf die verschmutzte, rotierende  Oberfläche gerichtet und in vertikale horizontale Vorschubrichtung versetzt. Die im Laserstrahl gebündelte Energie wird von der Verschmutzung (Polymere und Pigmente) absorbiert, wodurch sich diese bis zur Verdampfung erhitzt. Dabei ist die Menge der eingetragenen Energie so berechnet, daß nur die Verschmutzung verdampft und nicht die Keramik. Dies kann problemlos gesteuert werden, da im Mittelwert die Schmutzpartikel bei 500 °C verdampfen, während dies bei der Keramik erst bei 2000 °C der Fall ist. Nach dem Verdampfen der Verschmutzung wird der Laserstrahl durch die Keramik reflektiert und dadurch jegliche Beschädigung der nunmehr sauberen Oberfläche vermieden.

Die Reinigungspraxis

Die praktische Anwendung des Reinigungsverfahrens ist denkbar einfach und auf zweierlei Art möglich. Große und schwere Walzen, wie sie vor allem im Karton- und Wellpappenbereich zum Einsatz kommen, werden zumeist nicht ausgebaut sondern direkt in der Maschine gereinigt. Hierfür wird eine Traverse mit aufmontierter Laserquelle vor die rotierende Walze gefahren und der Reinigungsprozeß eingeleitet.

Kleinere und leichtere Walzen werden zumeist mit Hilfe einer entsprechenden Hebemaschine aus der Druckmaschine herausgehoben und auf einem speziellen Reinigungstisch im Servicewagen von Laserclean plaziert. Dieser Tisch ist mit insgesamt vier Rädern ausgestattet, wovon eines über einen Eigenantrieb verfügt. Die Laserquelle fährt dabei mit einer Geschwindigkeit von 4 cm/Minute an der Walze entlang und entfernt so die Verschmutzungen, wobei die ausgebauten Walzen komplett mit den Lagern und Zahnrädern gereinigt werden kann. Nach der Behandlung sind die Walzen sofort wieder einsatzbereit. Der Reinigungsprozeß verläuft ohne jegliche Entwicklung von Abfallstoffen oder Lärm.

Der Vorteil der Laserreinigung

Verschmutzungen wirken sich nicht nur negativ auf das Schöpfvolumen und damit die Qualität der Farbübertragung aus, sondern sie verringern auch die Oberflächenspannung der Keramik und beeinträchtigt dadurch das Farbentleerungsverhalten von den Näpfchen auf die Druckform. Neben der gründlichen Tiefenreinigung besteht ein weiterer, sehr wichtiger Vorteil der Laserbehandlung besteht darin, daß die Oberflächenspannung der Rasterwalze nach der Behandlung wieder ihr ursprüngliches Niveau erreicht und der Druckprozeß in dieser Hinsicht wieder unter optimalen Bedingungen ablaufen kann.

Bei der Laserreinigung kommt es zu keinem direkten physischen Kontakt mit der Walze. Unter der Voraussetzung präziser Steuerung der Temperatur des Laserstrahls sind daher Beschädigungen der Walzenoberfläche nahezu ausgeschlossen. Darüber hinaus arbeitet das System mit einer ansehnlichen Prozeßgeschwindigkeit von 2-3 m/h.

Die Marktchancen

Die Methode der Laserreinigung von Rasterwalzen steht durchaus noch am Anfang ihrer Verbreitung. Die bisherige Anwenderresonanz ist durchweg positiv und die Reinigungsergebnisse sind äußerst zufriedenstellend. Laserclean bietet diese innovative und umweltfreundliche  Reinigungstechnologie den Druckereien als mobile Vor-Ort-Serviceleistung an. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Laser-Reinigungsanlagen zu erwerben und sie damit als ständig verfügbarer Elemente in den Workflow für hochqualitativen Flexodruck zu integrieren.