Flecsographia_2011

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати

Дмитрий Токманцев 2012 1

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати Третье издание (дополненное и переработанное).

Данная

работа

рекомендована

для

специалистов,

производственников, студентов и аспирантов в качестве пособия для освоения флексографского способа печати.

ОГЛАВЛЕНИЕ 1 Введение 2 Допечатный процесс 3 Печатный процесс 4 Послепечатный процесс 5 Заключение

2

Введение

Введение Флексография является разновидностью высокого способа печати (печать с форм с возвышающимися печатающими элементами) с применением высокоэластичных печатных форм и низко вязких красок. Происхождение названия с латинского - «flexo» - «изогнутый», «grafia» - «пишу». Флексографская печать является прямым способом печати, т. е. запечатываемый материал контактирует непосредственно с печатной формой, которая закреплена на формном цилиндре. Благодаря использованию высокоэластичных форм, данным способом печати возможна печать на различных материалах, вследствие создания минимального давления в зоне печатного контакта (речь идет о давлении, которое создается печатным цилиндром). К числу таковых запечатываемых материалов относятся бумага, картон, гофрокартон, различные синтетические пленки (полипропилен, полиэтилен, целлофан, полиэтилентерефталат лавсан, полиамид, белкозин, фиброуз и др.), металлизированные бумага и фольга, различные комбинированные материалы (самоклеящиеся бумага и пленка). В настоящее время флексографский способ печати в СНГ используется преимущественно в производстве упаковки. Однако следует отметить, что данный способ печати имеет наибольший потенциал по сравнению с другими видами печати, Так, на 2010-ый год: флексография – 45%, традиционная офсетная – 31%, глубокая – 14%; к 2012 году ожидается следующий прогноз: флексография – 48 %, плоская офсетная – 28 % и глубокая – 18 %), что обусловлено прежде всего с экономической точки зрения при постоянно улучшающемся качестве печати, воспроизводимой флексографским способом. Данный вид печати имеет применение в мире и при изготовлении издательской продукции. Например, в США и Италии около 40 % от общего числа всех газет, запечатываются флексографским способом на специальных флексографских газетных агрегатах. Также в США данный способ применяется и при производстве книжных изданий т. наз. «карманного» формата. Ежегодный мировой прирост объемов флексографского производства составляет не менее 5–10 % в год от первоначального объема, при этом в России речь идет прежде всего об упаковочно-этикеточной отрасли. В России этот показатель находится примерно в таких же пределах – 7–9 %. Весь процесс технологии производства можно разделить на допечатный, печатный и послепечатный (если таковой необходим) этапы. Основными составляющими этих процессов являются следующие компоненты: оригинал, фото-

3

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати форма, печатная форма и соответствующее фотовыводное и формное оборудование (допечатный процесс); печатная краска, двухсторонняя липкая лента для монтажа форм на формном цилиндре и соответствующее монтажное и печатное оборудование (печатный процесс) и печатные лаки (для отделки, при необходимости), клеи, фольга для тиснения, вырубные штампы, штанцевальные пластины, ламинирующие устройства (в случае пленочной упаковки) и соответствующие устройства для обработки отпечатанных оттисков (лакирования, высечки, приклеивания, ламинирования, тиснения фольгой и т.д.). При этом на качество оттисков оказывают влияние также различные сменные запасные части оборудования.

Допечатный процесс Допечатный процесс начинается с присутствия оригинала. Он может быть как вещественным (выполнен на бумаге или пленке), или находиться в электронном виде (на дискете, CD или же отправлен посредством eMail (интернета)). При обработке оригинала необходимо знать максимально воспроизводимые элементы изображения флексографским способом, что зависит в первую очередь от максимальных возможностей формного материала (резинового или фотополимерного, в настоящее время наибольшее применение находит фотополимерный материал) и печатного оборудования. Они ограничиваются растровым изображением с максимальной линиатурой 60 (65) лин/см, и растровыми точками со следующими относительными площадями – 3 (2) и 95 %; при этом возможно воспроизведение точек с минимальным диаметром 0,25 (0,20) мм, а линий толщиной – 0,1 мм, текста величиной не менее 4 пунктов (хотя все выше перечисленное в большей мере зависит от возможностей растровых анилоксовых валов в печатной машине, и от самой формной фотополимерной пластины; в последнее время например, находят широкое применение фотополимерные пластины, изготовленные цифровым лазерным способом (computer-to-plate), разрешающая способность которых значительно выше, чем у т. наз. аналоговых («традиционных»). При этом, одним из основных недостатков печатного процесса в флексографии является излишнее растискивание, т.е. увеличение размеров растровых элементов (точек) на оттиске относительно размеров этих элементов на фотоформе и на печатной форме соответственно, на 10–15 (20) % (вместо 2–3 % точек – на оттиске воспроизводятся 10–15 % растровых точки, например). Растискивание в итоге приводит к уменьшению общего контраста воспроизводимых изображений, а также к не воспроизведению каких-либо теневых участков изображений. Для снижения значений растискивания необходимо

4

Допечатный процесс производить так называемую компенсацию этих параметров на стадии разработки дизайна (на экране монитора компьютера) и использовать на фотоформе заведомо заниженные значения относительных площадей растровых элементов. Это производится посредством тестирования печатного процесса при помощи денситометра отраженного света. Опять же, для решения этой проблемы, при выводе печатных форм для флексографской печати, как правило, используются круглые растровые точки регулярной структуры. Стоит отметить, что на уменьшение растискивания в печати влияют также и свойства формного материала и печатных красок. Из-за этого также целесообразно разделение плашечных и растровых элементов в рамках одного цвета на различнные формные носители (печатные секции) из-за различного давления в зоне печати при плашечных (большего для насыщенности) и растровых (минимального для меньшего растискивания) изображений. При работе с растровыми изображениями необходимо учитывать следующий факт: подача краски на печатную форму в печатной секции машины осуществляется при помощи специального растрированного анилоксового валика (боковая поверхность этого вала представляет собой множество ячеек определенной формы и количества на единицу длины); и от него зависит выбор растровых углов при разработке дизайна. В случае использования анилоксовых валов с углом расположения ячеек – 45 ° к образующей цилиндра при их четырехугольной ромбовидной форме – необходимо использовать следующие специальные растровые углы (для соответствующих триадных красок – голубая, пурпурная, желтая и черная) для флексографской печати 7.5°, 37.5°, 67.5° и 82.5°. В настоящее время многими ведущими фирмами-производиителлями (напр. Apex, Simex, Zecher) производятся анилоксовые валы с ячейками шестиугольной формы и с углом 60 ° к образующей цилиндра, при которых обеспечивается более стабильный и максимальный переход краски на печатную форму (на возвышающиеся печатающие элементы формы); и для данных анилоксовых валов пригодны растровые углы изображения, как для традиционной офсетной печати – для соответствующих триадных красок 0 °, 45 °, 15 ° и 75 °. Естественно, в случае многокрасочных работ, на изображении должны присутствовать различные приводочные кресты (шпалы) в определенных местах (как правило, по краям изображения). Чаще всего для более плотного прилегания формы на формном цилиндре в процессе монтажа, в качестве приводочных крестов используются сплошные шпалы с крестами. Обработка оригинала и создание дизайна может происходить посредством сканеров, компьютеров РС или МАС, а также специальных графических станций. Далее информация посредством сети поступает на т. наз. «растр-имидж-

5

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати процессор» (РИП) при определенных параметрах (углах и форме растровой точки), где происходит растрирование и цветоделение изображения; после чего эта информация поступает уже на «фотовыводное» устройство определенного формата, в котором посредством лазерного излучения происходит формирование изображения на фотопленочном материале (или на фотополимерном формном материале в случае соответствующих лазерных систем с-t-p). После этого происходит проявление изображения (фотопленки) в проявочном устройстве посредством соответствующих химических растворов и изготовления прямых негативов. Возможно использование тех же растворов, что и при изготовлении фотоформ для других способов печати (плоской офсетной, высокой). В качестве пленки могут использоваться фото- технические пленки Fujifilm (Япония), отличающиеся высокой контрастностью рабочего слоя. Далее по технологической цепочке следует стадия изготовления печатных форм. О применяемом формном материале для изготовления флексографских форм, необходимо сказать отдельно. Существует два типа формного материала для изготовления флексографских форм – резиновый и фотополимерный. Изначально формы изготавливались на основе резинового материала (при этом достигалось довольно-таки низкое качество). В 1975 году впервые была представлена фотополимеризующаяся пластина в качестве формного материала для флексографского способа печати. Этот формный материал позволял воспроизводить высоколиниатурные изображения до 60 лин/см и выше, а также линии толщиной от 0,1 мм, точки диаметром от 0,25 мм, текст как позитивный, так и нега- тивный от 5 п. и растровые 3, 5 и 95 (98) % точки. И, естественно, фотополимеризующиеся пластины заняли лидирующее и основное положение в качестве формного флексографского материала особенно в Европе и в нашей стране. Резиновые (эластомерные) печатные формы могут быть получены способом прессования и гравирования. Изготовлению эластомерных (резиновых) печатных форм способом прессования предшествует изготовление первичной оригинальной формы – набора или клише. Типографские наборные формы, изготовленные ручным или машинным способом, могут быть использованы как оригинальные для последующего получения матриц и затем флексографских печатных форм. Изготовление клише – это фотомеханический процесс переноса изображения с негатива на поверхность металлической пластины, которая может быть выполнена из меди, магния и цинка. При последующем проявлении не задубленный копировальный слой с пробельных участков удаляется. Задубленный копировальный слой на участках печатающих элементов остается и дополнительно

6

Допечатный процесс задубливается химически и термически, чтобы обеспечить достаточную кислотоустойчивость при последующем травлении. При травлении металлов в кислоты вводят различные поверхностно-активные вещества (ПАВ) для уменьшения бокового стравливания. В зависимости от характера изображения клише бывают растровые и штриховые, от этого зависит глубина травления и твердость применяемого в последующем для прессования формы эластомера. После травления клише тщательно смывают и производят отделку. Далее изготавливают матрицы; причем для изготовления флексографских форм используют два способа: из картона, пропитанного фенольной смолой и из бакелитового порошка. После прессования для отверждения матрицы требуется около 20 мин. при температуре 145 °С. После чего матрица отделяется от оригинальной формы и охлаждается. В качестве материала для печатных форм используются разнообразные резиновые смеси, соответствующие установленным необходимым требованиям. Наибольшее применение находят три основных вида резины - на основе натурального каучука, актил- нитрилкаучука и бутилкаучука. Резина, предназначенная для изготовления форм должна иметь стойкость к растворителям, способность деформироваться, прочность к истиранию, стабильные свойства при хранении, оптимальное время вулканизации, вязкость, усадочность и т.д. Существует также и другой способ изготовления эластомерных (резиновых) форм. Потребность в бесшовных флексографских печатных формах стимулировала разработку методов их изготовления гравированием на заранее обрезиненном и вулканизированном валу (в России на предприятиях, производящих обои посредством флексографского способа печати, используются именно резиновые бесшовные формы; применение резины обусловлено, в первую очередь, экономическими соображениями). Сначала изготавливается и подготавливается вал. Гравирование может происходить двумя способами: при помощи системы с маскированием (прямым способом) и сканерной системы (косвенным способом). Первый способ заключается в следующем: процессом гравирования управляет металлическая маска, полученная на поверхности резины. Этот способ позволяет реализовать самые широкие потребности на флексографских резиновых печатных формах. Название метода говорит о том, что процесс гравирования изображения управляется металлической маской без участия электронного блока считывания. Способ доступен для контроля на всех этапах производства. Гравирование может осуществляться с повышенной скоростью, без опасности получения не резкости изображения из-за увеличения скорости подачи. Во 2-ом способе процессом

7

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати гравирования управляет вал с изображением. Так же как на «гелиоклишографе» (для изготовления формных цилиндров для глубокого способа печати) могут обрабатываться оригиналы с повторяющимся узором. Маска здесь не требуется, но необходимо изготовление сканируемого валика (валика с изображением). Электронное устройство считывает этот валик и управляет лазерным лучом посредством импульсов. По сравнению с прямым способом недостатком здесь является некоторая не резкость краев изображения. Как указывалось выше, вследствие небольшой производительности, низких технологических возможностей (линиатура не более 34 лин/см), трудоемкости формного процесса и экономического фактора (высокой стоимости) резиновых форм, этот формный материал в данное время не имеет большого распространения, особенно в Европе и России. Но, у него есть и бесспорные преимущества в виде очень высокой тиражестойкости и износостойкости в десятки раз, превышающие например, фотополимерные формные материалы. В последнее время (как указывалось выше), наибольшее распространение получили именно фотополимеризующиеся флексографские пластины, что в свою очередь определяет выбор фотоформы с необходимыми характеристиками (при аналоговом, «традиционном» способе изготовления форм). Фотополимеризующиеся слои являются слоями негативного проявления (т. е. там, где действует свет – уменьшается растворимость, где светового излучения нет –увеличивается), в качестве фотоформы необходимо использовать негатив (что указывалось при описании изготовления клише выше). При этом, для изготовления фотополимерных флексографских форм желательно использовать матированную фототехническую пленку, что необходимо для создания наиболее плотного контакта между эмульсионной стороной пленки и фотополимеризующимся слоем формной пластины. Однако, в случае пластин с матовым фотополимеризующимся слоем (водовымывные пластины TOYOBO (Япония), например) возможно использование обычных глянцевых (офсетных) негативов. Формируется прямое изображение на эмульсии, в результате на форме – зеркальное изображение (на оттиске в печати – прямое). Вообще, фотополимерные формы изготавливаются традиционным (аналоговым) и цифровым (с-t-p) способами (что указывалось выше). Как правило, с экономической точки зрения, чаще всего флексографские печатные фотополимерные формы изготавливаются аналоговым методом, посредством экспонирования фотополимерного слоя через негатив – это т. наз. «традиционный» способ изготовления форм. Далее приводится технологическая схема изготовления флексографских фотополимерных печатных форм:

8

Допечатный процесс 1. Предварительное экспонирование – это воздействие УФ-излучением диапазона «А» (к данному диапазону длин волн относится интервал от 200 до 400 нм) определенной длины волны, на оборотную сторону пластины (со стороны полиэфирной подложки) для формирования основания будущих печатающих элементов и для увеличения адгезии (сцепления) между фотополимерным слоем и полиэфирной подложкой, а также для очувствления самого фотополимеризующегося (рельефного) слоя. В том числе эта операция оказывает значительное влияние и на закрепление мелких печатающих элементов, особенно тонких растровых элементов.

2. Основное экспонирование – это воздействие тем же (чтои при первой операции) УФ-излучением диапазона «А» на фотополимеризующийся слой через негатив, который укладывается эмульсионной стороной и под вакуумом (через вакуумную пленку), в результате чего происходит реакция фотополимеризации на будущих печатающих элементах. При этом стоит отметить тот факт, что экспонирование происходит именно через пленку, а не через стекло, как в офсетных копировальных рамах, т. к. только эта пленка пропускает в полной мере необходимое для данной операции излучение.

3. Вымывание – удаление незаполимеризованного материала с пробельных элементов будущей формы под действием специального вымывного раствора (на основе ароматических углеводородов и органических спиртов

Рис. 1. Вымывание фотополимерной печатной формы.

9

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати в случае сольвентных растворов) или мыльного (щелочного) водного раствора и при помощи щеток, что тем самым формирует возвышающие печатающие и углубленные пробельные элементы на поверхности печатных форм.

4. Сушка горячим воздухом. Вследствие этого происходит испарение растворителя с поверхности и глубины формы под действием горячего воздуха определенной температуры (60–65 °С).

5. Окончательная (финишинговая) обработка – воздействие коротковолновым УФ-излучением диапазона С при длине волны l»254 нм посредством специальных ламп и отдельной в отличии от первых двух операций, экспонирующей секции, для устранения появляющейся в процессе вымывания и сушки формных пластин, липкости поверхностного слоя форм.

6. Дополнительное экспонирование – воздействие УФ-излучением диапазона «А» (как и при первой и второй операциях в секции экспонирования) всей поверхности формы со стороны печатающих элементов для полной их полимеризации и увеличения тиражестойкости и износоустойчивости готовых печатных форм. Теперь же перечислим то оборудование, которое необходимо для проведения выше отмеченных операций. Для проведения предварительного, основного и дополнительного экспонирований требуется специальное оборудование (секцию экспонирования, как указывалось выше), которое должно содержать определенное количество УФ-ламп с излучением «А» при длине волны около 360 нм и горизонтальную металлическую пластину.

Рис. 2. Водовымвной процессор COSMO.

10

Допечатный процесс Стоит отметить то, что для проведения основного экспонирования необходимо наличие вакуумной пленки, вакуумного насоса и отверстий в этой металлической пластине для удаления воздуха. При этом для проведения этих операций может использоваться одно или несколько устройств. Для вымывания необходима специальная установка, имеющая металлический резервуар достаточного для вымывного раствора объема, систему подогревания раствора и систему щеток для удаления вымытого полимера. Она может быть как горизонтальной, так и вертикальной. Пластина может крепиться на различные поверхности для закрепления, как плоского, так и ротационного типа («барабан») При этом, система подогревания раствора должна поддерживать температуру на заданном и необходимом уровне. Вымывание происходит, как указывалось выше, либо при помощи специального вымывного раствора на основе органических спиртов и углеводородов, либо при помощи мыльного водного раствора (для пластин TOYOBO (Япония), например). В последнем случае нет необходимости в вытяжном устройстве и регенерационной установки. С экологической и экономической точек зрения в качестве формных материалов целесообразно использование водовымывных пластин. Репродукционная и разрешающая способности водовымывного и сольвентного формных материалов подобны.

Рис. 3. Фотополимерная флексографская печатная форма на примере материала TOYOBO.

11

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати Для сушки используются устройства, содержащие горизонтальные металлические поддоны (при чем их может быть различное количество от одного до нескольких), а также калориферы и вентиляторы для подачи горячего воздуха определенной температуры. Для проведения завершающей или окончательной (финишинговой) обработки для удаления липкости, необходима секция, подобная экспонирующему устройству, с той лишь разницей, что здесь нужны специальные УФ-лампы диапазона «С» с коротковолновым излучением. Лампы, установленные в секции экспонирования для данной операции не подходят, так как только коротковолновое излучение (при длине волны »254 нм) позволяет устранить липкость верхнего слоя фотополимерных печатных форм. Эта секция может иметь как горизонтальное, так и вертикальное расположение. При этом все перечисленные устройства должны содержать электронные таймеры для установления времени и соответствующих параметров определенных процессов, а также систему отвода выделяющихся вредных испарений (озона, тепла). Устройства для изготовления форм могут быть представлены как в разрозненном (единичном модульном), так и в поточном (комбинированном) виде различных форматов. Разница между типами (модульного или комбинированного) формного оборудования заключается в различии форматов обрабатываемых пластин. В случае модульных процессоров формат обрабатываемых пластин может достигать до 1 метра и выше с обеих сторон пластины. С экономической точки зрения и с точки зрения удобства, наиболее целесообразно использование комбинированного процессора, который содержит все выше перечисленные устройства с одним электроннопрограммируемым управлением. Максимальный формат обрабатываемых пластин в данном случае составляет 66 х 88 см. В качестве комбинированного башенного и «In-line» поточного типов стоит отметить водовымывное оборудование с маркой Cosmo для обработки пластин TOYOBO Сosmolight. В последнее время имеет место быть (с увеличением использования и распространения) и так называемый цифровой способ изготовления форм. При данном способе посредством лазерного излучения происходит нанесение информации на фотополимерный слой и таким образом формируется негативная маска на самом слое. При этом не происходит изготовления негативов, а изображение на поверхности фотополимеризующегося слоя формируется на-

12

Допечатный процесс Рис. 4. Цифровая СТР пластина TOYOBO с черной маской после лазерной обработки.

прямую из компьютера при помощи лазерного луча, осуществляющего т. наз. «лазерную абляцию, маскирование». Для лазерного способа изготовления форм применяются специальные пластины с черным т. наз. «масочным» слоем на основе углерода, нанесенным на фотополимеризующийся слой. Именно на этот черный слой светочувствительный (к излучению более 1640 нм) и наносится информация лазерным излучением. После чего происходят те же операции в определенной (указаной выше) последовательности, соответствующие изготовлению форм традиционным способом. Однако, основное экспонирование происходит без вакуума (и без вакуумной пленки и негатива). Цифровые пластины могут быть как сольвентовымывные, так и водовымывные. (Cм. рис. 4). При этом, только в случае цифровых пластин достигается лучшее качество, а именно - формируется более правильная трапециидальная форма точки, что приводит к меньшему растискиванию в процессе печати. Это происходит за счет того, что вследствие ингибирующего влияния кислорода в процессе экспонирования, воспроизводимая точка на поверхности формной пластины имеет размер меньше необходимого. (См. рис. 5). К преимуществам данной технологии также можно отнести отсутствие негатива (фотоформ), что значительно

Аналоговая

CTP

Рис. 5. Профили печатающих элементов на аналоговой и СТР форме.

13

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати упрощает и оптимизирует процесс изготовления флексографских фотополимерных форм, прежде всего с точки зрения его «прозранчости» и контроля. Печатная форма является очень существенным и во многом определяющим звеном по-отношению к итоговому качеству флексографского печатного оттиска. В частности, «краеугольный камень» в флексографии – возможность воспроизведения идентичных изображений по контрасту и главным образом, в области светлых градационных переходов изображений (без «ступеньки») – офсетному и глубокому способам печати, напрямую зависит от характеристик печатной формы. Неминуемое повышенное (по-сравнению с традиционным офсетным способом, например) растискивание из-за мягкого формного материала и конструкции самого аппарата флексографской печатной секции, очень затрудняет выше обозначенный момент – достижение высококонтрастных изображений в флексографии. Одним из путей решения явилась разработка формных материалов с воспроизведением т. наз. плоских вершин печатающих элементов. Как известно, из-за неминуемого ингибирующего влияния кислорода в процессе основного экспонирования (фотоинициированной полимеризации на будущих печатающих элементах), края печатающих элементов на флексографских печатных формах всегда получаются немного закругленными, что и приводит к излишнему растискиванию в процессе печати, в том числе. Некоторые производители формных материалов предложили использование специальных так называемых ламинационных пленок, которые с нанесенным изображением лазером, прикатываются к самой фотополимерной пластине, и таким образом, устраняется инигибирующее влияние кислорода на формирование печатающего элемента с воспроизведением плоских вершин. Но, сам факт необходимости ламинирования значительно усложняет сам технологический процесс и делает его не очень производительным, экономичным и стабильным.

Рис. 6. «Микрофотографии различных растровых точек (в светах и тенях) с «плоскими» вершинами идеальной формы на новых формах TOYOBO Cosmolight».

14

Допечатный процесс Выше упомянутый производитель водовымывных флексографских пластин фирма TOYOBO (Япония) смог пойти дальше и выпустить цифровые СТР фотополимерные пластины с уже интегрированным, подобным выше упомянутой пленке по своим свойствам, «антиингибирующим» слоем, что в свою очередь приводит к подобному эффекту – воспроизведение печатающих элементов с плоскими вершинами (см рис. 6) с вытекающими положительными последствиями в виде уменьшенного растискивания в процессе печати! И, этот фактор все ближе и ближе приближает по качеству и контрастности изображений, флекосографию к выше обозначенным, плоскому офстеному и глубокому способам печати. Но, сразу стоит отметить несомненное преимущество при этом флексографии – более экономичная и универсальная возможность (по-отношению к запечатываемым материалам) печати любых (минимальных в том числе) тиражей! Печатный процесс начинается с монтажа печатной формы (предварительно обрезанной с четырех сторон по формату оттиска) на формный цилиндр при помощи двухсторонней липкой ленты. При этом выбор типа двухсторонней липкой ленты зависит от характера изображения и вида запечатываемого материала; выбор толщины (так же как и выбор толщины печатной формы) зависит от зазора (расстояния) между формным и печатным цилиндром печатной секции в машине. При сложных растровых многокрасочных работах, особенно на широкорулонных печатных машинах, рекомендуется применять так назвыаемые электронные монтажные устройства, которые осуществляют данный процесс при помощи видео-мониторов и позициометров. При этом достигается наибольшая точность монтажа печатных форм друг относительно друга и в итоге – максимальная приводка на оттиске. Также можно получить пробный оттиск и с полной уверенностью приступать к тиражу. Для получения пробного плашечного типа оттиска может использоваться специальный двухваликовый пробопечатный станок – «колор-тестер» с соответствующим анилоксовым и резиновым валиками. Это устройство позволяет до печати тиража получать объективное представление о пигментации и адгезии краски к определенному типу запечаытваемого материала, а также весьма условно, но подбирать необходимый цветовой оттенок. Монтаж форм может осуществляться и не на цилиндре, а на специальной гильзе (при использовании которой достигаются наилучшее качество печати и удобство при монтаже). Вообще, применение гильз обеспечивает большую оперативность перехода с одного тиража на другой при различной длине печати. Это особенно целесообразно при частой смене заказов с различной длиной печати. Существуют гильзы с клеящим слоем, что исключает примене-

15

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати ние самой монтажной двухсторонней липкой ленты. При этом печатные секции машины должны быть предназначены для крепления данных гильз, что значительно увеличивает их стоимость. Целесообразность использования гильз в печатных секициях (вместо формных цилиндров) определяется форматом печатной машины (шириной рулона-печати), при ширине печати свыше 600-т мм использование гильз просто необходимо из-за громоздкости обычных формных цилиндров. При монтаже формы происходит удлинение формы на опре­деленную величину, которая рассчитывается по специальной фор­муле: D = K / R х 100 %, где К = 2 π t, где t – толщины формы – (минус) толщины полиэфирной подложки (≈ 0,125 мм).

R – длина печати (рапорта) или диаметр формного цилиндра. В итоге получается % от необходимой длины оттиска, на который надо уменьшить изображение для изготовления форм. В случае цилиндрических (бесшовных) флексографских печатных (как правило, эластомерных, полимерных) форм, данный дефект (растяжение) отсутствует. Однако, необходимо специальное формное оборудование для изготовления (обработки) гильзовых круглых форм. В флексографском способе печати на практически всех запечатываемых материалах в основном применяются рулонные машины, работающие по принципу «с роля на роль». Только в случае печати на гофрокартоне и «тяжелых» мешках применяют листовые машины. Все рулонные печатные машины по расположению печатных секций делятся на три типа: планетарного, линейного секционного и ярусного (балконного) построений. В случае машин планетарного типа построения – вокруг одного пе-

Рис. 7. Флексографская планетарная печатная машина.

16

Печатный процесс чатного цилиндра располагаются несколько печатных секций. Как правило, на данных машинах запечатывают тянущиеся пленочные материалы большой ширины (до 1 метра и выше), при этом достигается наиболее оптимальная приводка (соответствие красок друг относительно друга), и особенно, в случае тянущегося пленочного материала полиэтилена (и других типов синтетических пленок). На рис. 7 представлено изображение флексографской широкорулонной планетарной печатной машины.

Печатный процесс На машинах линейного секционного построения каждая печатная секция имеет «свой» печатный цилиндр и располагается друг за другом по горизонтали. На таких машинах целесообразно производить узкорулонную (до 60 см шириной рулона) этикеточную продукцию (т.е. печатать на бумажных, пленочных (за исключением полиэтилена), самоклеящихся материалах, а также на фольге), возможно дополнять машину (в одну линию) различными послепечатными секциями (высечкой, лакированием, припрессовкой пленки и т.д.). Количество печатных секций может быть неограниченно. Стоит отметить, что на современнных секционных машинах при использовании охлаждения сушильных устройств (УФ-излучением) и отдельных приводов на печатных секциях, реальна и печать различной гибкой упаковки (особенно, это актуально при небольших тиражах) и даже термоусадочных (ПВХ) пленок. На рис. 8. представлено изображение линейной секционной флексографской печатной машины.

Рис. 8. Линейная секционная флексографская печатная машина.

17

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати У машин ярусного (или т. наз. стекового) построения также каждая печатная секция также имеет «свой» печатный цилиндр, только они располагаются друг над другом по каждую сторону станины. На машинах данного типа рекомендуется запечатывать различные не тянущиеся материалы: бумагу, фольгу и т.д. На рис. 9 представлено изображение ярусной флексографской печатной машины. Современные печатные машины (как линейного секционного, так и планетарного и ярусного построений) оснащены электронными устройствами для наиболее максимального позиционирования цилиндров друг относительно друга и видеомониторами для контроля приводки многокрасочных изображений в печати. В зависимости от рекомендуемых печатных красок машины могут быть оснащены различными сушильными устройствами: при помощи горячего воздуха или УФ-излучения (в случае использования лаков и красок УФ-отверждения). В последнем случае машины должны быть оснащены водяным (или воздушным) охлаждением ламп, специальными противоозоновыми фильтрами и системой вытяжки паров озона. При этом машины для печати на пленочных материалах должны быть оснащены устройствами для коронного разряда: для обработки этим разрядом поверхности пленочного материала, в результате чего происходит изменение поверхностного натяжения пленочного полотна. Это необходимо для создания наиболее оптимальной адгезии краски к пленочному материалу (полиэтилену, полипропилену, полиамиду, целлофану и т.д.); в противном случае краска не будет закрепляться на данной поверхности. Процесс печати заключается в следующем: на анилоксовый вал поступает краска (посредством «купания» этого вала в краске или подачи на него краски через дукторный вал или посредством т. наз. «красочной системы»).

Рис. 9. Ярусная печатная машина.

18

Печатный процесс После этого краска полностью заполняет ячейки анилоксового вала; ракелем или же другим способом (прикосновением к резиновому дукторному цилиндру) краска счищается с боковых поверхностей ячеек и происходит полное заполнение этих ячеек краской. В случае дукторного резинового цилиндра удаление излишков краски происходит посредством того, что скорость этого резинового вала меньше, чем у анилоксового. Далее анилоксовый вал входит в контакт с печатной формой, закрепленной на формном цилиндре, в результате происходит равномерная дозированная подача краски на возвышающиеся печатающие элементы формы. Затем при помощи давления, создаваемого печатным цилиндром, происходит перенос изображения прямым способом на запечатываемый материал. Стоит отметить, что количество краски поступающей на печатную форму, можно изменить только путем замены анилоксового растрированного валика с другой краскоемкостью (линиатурой). Величина давления между формой и запечатываемым материалом, регулируется при помощи выставления различного зазора между соответствующими цилиндрами. При этом, в случае типа Б – камерный ракель может быть заменен на позитивный или негативный ракели. Позитивный – ракель направлен по направлению вращения анилоксового валика. Негативный – против. Камерный – одновременно негативный и позитивный. При камерном достигается наилучшее и стабильное заполнение ячеек анилокса краской, наряду с равномерным и стабильным переносом краски в процессе печати. При негативном ракеле – достаточно хороший и стабильный, при позитивном – наихудший перенос краски. В случае типа В – подача краски происходит систематизировано при помощи наноса на камерный ракель. Наиболее современные машины оснащены секциями типа В. Этот тип красочной секции обеспечивает наиболее равномерную и оптимальную подачу краски на анилоксовый цилиндр (т. наз. «красочная система», упомянутая выше). Тип А является наиболее распространенной конструкцией на машинах линейного секционного построения. Для качественной этикеточной продукции вполне достаточно негативного ракеля и дукторного вала (противоположное направление ракельного ножа и наличие дукторного цилиндра позволяют наиболее оптимально при минимальных экономических затратах достигать хорошего и стабильного краскопереноса). Необходимо отметить, что выбор линиатуры анилоксового растрированного вала зависит от линиатуры воспроизводимого изображения. Соотношение должно быть кратно минимум 4-ем, т.е. линиатура на анилоксовом вале должна превышать линиатуру на форме минимум в 4 раза для воспроизведения всех не-

19

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати Печатные секции могут быть следующих видов: Тип А:

Тип Б:

Тип В:

1 – красочный резервуар с краской 2 – дукторный резиновый цилиндр 3 – анилоксовый растрированный вал 4 – формный цилиндр с печатной формой 5 – ракельный нож 6 – запечатываемый материал 7 – печатный цилиндр.

1 – красочный резервуар с краской 2 – камерный ракель 3 – анилоксовый растрированный вал 4 – формный цилиндр с печатной формой 5 – запечатываемый материал 6 – печатный цилиндр

1 – «красочный» ракель 2 – растрированный анилоксовый вал 3 – формный цилиндр с печатной формой 4 – запечатываемый материал 5 – печатный цилиндр

Рис. 10. Схемы построения печатных секций.

обходимых растровых элементов. Для наиболее оптимального воспроизведения высоко- линиатурных изображений с малыми размерами растровых элементов (в светах) рекомендуется выбирать соотношение в 5–6 раз и выше. А в случае стабильного воспроизведения, наряду с высокой линиатурой, и 2–3% растровых точек при линиатурах растровых изображений 65 - 80 лин/cм – в 8–10 раз. Для воспроизведения штриховых, плашечных и текстовых изображений рекомендуются растровые валы с линиатурой 60–80 лин/см. Для воспроизведе-

20

Печатный процесс ния растровых (полутоновых) картинок с линиатурой 40–60 лин/cм – анилоксовые валы должны быть с линиатурой 250–350 лин/ см и т. д. Другой важной составляющей печатного процесса является печатная краска. Как указывалось выше, она является очень маловязкой (жидкой), посравнению с печатными красками для других видов печати. Вообще, печатные краски играют важную роль в процессе флексографской печати. Печатными красками определяются многие печатно-технические и потребительские свойства оттиска, а также сама возможность запечатывания определенного материала и получения изображения определенного характера (растрового, штрихового или текста) и оттенка. Краска должна обеспечивать точное воспроизведение цветового тона оригинала, стабильность и бесперебойность работы при печати всего тиража; предоставлять саму возможность воспроизводить на оттиске изображения любой сложности, с получением мелкого текста (кегля), в том числе и на выворотке, и растрового изображения с высокой линиатурой (до 60 лин/см и выше) и т.д. Флексографские краски состоят из связующего (пленкообразователя), растворителя, пигмента и различных добавок (которые могут находиться в различных соотношениях в зависимости от вида краски). Пленкообразующее несет ответственность за печатные свойства и закрепление пигмента на запечатываемом материале. В настоящее время важнейшими связующими для флексографских печатных красок являются: 1. Производные целлюлозы - такие, как нитроцеллюлоза, этилцеллюлоза, ацетобутират целлюлозы или ацетопропионат целлюлозы.

2. Полиамидные смолы.

3. Продукты полимеризации винила - такие, как поливинилбутираль, полиакрилат или смешанный поливинлхлорид.

4. Другие различные связующие - такие, как полиэфир, полиуретан, кетоновые смолы, малеинаты, акриловые смолы и т.д. Кроме вышеперечисленных компонентов, в состав краски могут входить различные растворители, которые определяют непосредственно сам способ закрепления печатной краски на оттиске. В флексографских красках в основном в качестве растворителей используются: вода, различные спирты (этанол, метанол, бутанол и др.) и органические растворители. Не последнее место занимают различные добавки, которые определяют как печатно-технические, так и потребительские свойства будущих покрытий, содержание которых во многих красках на основе растворителей не превышает 5 %. Сам процесс производства флексографских печатных красок представля-

21

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати ет собой диспергирование (перетир) пигмента до определенной дисперности (средняя степень диспергирования – 10 мкм), смешивание с растворителем и связующим, и внесение различных добавок. Причем все описанные компоненты флексографских красок могут располагаться в следующем соотношении (для красок на основе растворителей): растворитель – 70%, пигмент – 15%, пленкообразующее – 12% и добавки – 3%. Вообще, флексографская краска, наряду с краской для глубокой печати, является наименее вязкой - 15–35 сек (из числа практически всех печатных красок, используемых для других способов печати, что указывалось выше) и зависит от типа запечатываемого материала (бумага, пленка, фольга или какой-либо комбинированный материал) и характера получаемого изображения. Вязкость определяется при помощи вязкозиметра ВЗ-4 (DIN4) и секундомера. Это устройство заполняется краской и засекается время, за которое вытекает краска из воронки диаметром 4 мм, объем краски 150 мл. Причем наименее вязкая краска (18–22 сек, как правило, водная дисперсионная) применяется при печати на бумаге, самоклеящейся бумаге, картоне и гофрокартоне. При печати же на различных пленках, таких как полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат лавсан, полиамид, целлофан, используется более вязкая краска – до 25 сек (спиртовая) и выше. Причем, вязкость флексографских красок чаще всего регулируется непосредственно на предприятии или же в самой печатной машине путем добавления определенного растворителя – воды, спирта или же смеси этих веществ в определенном соотношении. Стоит отметить, что при печати первая и более кроющая краска должна иметь большую вязкость, чем следующая и чем менее кроющая. Одна из принятых очередностей печати красками в флексографиим (в порядке наложения на оттиск, триадные) – Черная (Black, Kontur), Голубая (Cyan), Пурпурная (Magenta), Желтая (Yellow) (могут быть и различные другие варианты, или наоборот, в зависимости от типа и характеристики работы). По типу закрепления на оттиске все флексографские краски можно разделить на водные дисперсионные (закрепляются за счет впитывания и испарения), спиртовые ((закрепляются за счет испарения летучих растворителей) и на УФ-отверждаемые (закрепляющиеся посредством действия лучей УФ-излучения (от 200 до 430 нм) в специальных модулях УФ-сушки печатных машин. Наиболее экологически чистыми и удобными в работе являются дисперсионные (воднодисперсионные), или, как их называют, водоразбавляемые краски. В них основным растворителем является вода или же смесь воды и спирта. Эти краски используются при печати на впитывающих материалах, та-

22

Печатный процесс ких, как бумага (самоклеящаяся), картон, гофрокартон и самоклеящаяся бумага. Запечатывать какую-либо синтетическую пленку такими красками не представляется возможным из-за плохой адгезии данного типа красок на пленках, хотя в последнее время появились и ведутся разработки водоразбавляемых красок для печати на пленках. Процесс закрепления красок на основе данного растворителя представляет собой следующее: например, акриловая смола, которая сама не растворима в воде, омыляется аммиаком, переводится в растворимую соль и таким образом, переводится в краску; аммиак при отверждении испаряется. Связующее обволакивает каждую частичку пигмента. Причем при использовании данных красок изображение на оттиске получается матовым, которое необходимо при печати на гофрированном картоне, например. Для ускорения отверждения водных красок в их состав может добавляться до 10 % этилового спирта. Пленкообразование также устраняется путем использования специальных добавок, распыляемых на пену. Спиртовые краски закрепляются на запечатываемом материале за счет испарения растворителя; чаще всего в качестве спирта используется этанол, метанол, пропанол и др. Также к испаряющимся растворителям можно отнести различные кетоны (ацетон), эфиры и производные гликолей, а также углеводороды (бензин, толуол и ксилол). Эти краски являются менее экологически чистыми и

Рис. 11. Образцы печати УФ-отверждаемыми красками.

23

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати более дорогостоящими чем водоразбавляемые; но обладают значительно лучшей адгезией (т.е. переходом краски на запечатываемый материал) и получаемый оттиск имеет больший глянец, чем в случае водных красок. Вследствие этого большинство применяемых в упаковочной индустрии пленок (типы перечислены выше) запечатываются именно красками на основе летучих растворителей, чаще всего спиртов. Хотя стоит отметить, что пленка должна быть предварительно обработана коронным разрядом, для наиболее оптимальной адгезии краски к запечатываемому материалу. При необходимости глянцевая бумага также может запечатываться спиртовыми красками, при этом достигается лучший глянец изображений. Для ускорения отверждения спиртовых красок, в качестве разбавителя может применяться смесь этанола и этилового спирта (в соотношении 80 : 20). Для замедления высыхания красок в их состав добавляется до 5% метокси- или этоксипропанола. При этом, для удаления (смывки) таких красок используются специальные растворители или спирт.(т. е. вода не нужна). При использовании таких красок необходима вытяжка. Флексографскими красками, позволяющими достигать наилучших условий печатного процесса и получать соответствующее высокое качество печатного оттиска – высокую линиатуру, точность цветопередачи, великолепное воспроизведение всех цветовых оттенков (в том числе и телесных), стабильность цветового баланса при печати всего тиража, наиболее короткое время высыхания - являются УФ-отверждаемые краски. При этом достигается необходимая адгезия краски к любому запечатываемому материалу. Вследствие того, что отверждение данных красок происходит под действием УФ-излучения, печатные машины должны быть оснащены модулями УФ-сушки (как указывалось выше), которые отличаются небольшими габаритами и небольшим расходом электроэнергии. Закрепление красок на оттиске в данном случае происходит за счет реакции фотополимеризации и практически мгновенно. Причем данные краски не содержат растворителя и состоят в основном из связующего (около 65%), пигмента (около 15%) и добавок (порядка 20%). Связующим в данных лакокрасочных материалах является смесь полимеризационноспособных олигомеров, мономеров и фотоинициаторов, влияющих на скорость отверждения и печатно-технические свойства получаемых покрытий. Стоит подчеркнуть, что при узкорулонном этикеточном производстве использование УФ-отверждаемых красок является в современных условиях, стандартом качества и стабильности. К недостаткам этих красок стоит отнести все-таки их дороговизну, (что связано, прежде всего, с меньшим по сравнению с водными и спиртовыми красками,

24

Печатный процесс, Послепечатный процесс

Рис. 12. Образцы самоклеящихся этикеток после высечки.

спросом на данный лакокрасочный материал, пока еще, но процент использования в целом именно УФ-отверждаемых красок растет из года в год) и озон, выделяющийся при работе УФ-ламп, который является небезопасным для здоровья человека; однако, в последнее время появились лампы с водяным охлаждением, выделяющие малое количество озона, и специальные озоновые фильтры.

Послепечатный процесс Вследствие определенной специфики использования флексографского способа печати (печать на упаковочных материалах рулонного типа), основными послепечатными операциями являются лакирование, тиснение фольгой («горячее» - при нагреве штампа и высокой температуре, и «холодное»), склейка и высечка (штанцевание). Склейка и лакирование производится в специальных секциях (печатные секции при этом могут быть переоборудованы для выполнения данных операций). Нанесение лака позволяет также и в случае использования водных красок достигать высокого глянца и хорошей химической и механической стойкости оттиска (например, этикетки). При этом лакирование может быть как

25

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати сплошным, так и избирательным. В последнем случае целесообразно использование обычных флексографских фотополимерных печатных форм. При проведении т. наз. «холодного» тиснения фольгой целесообразно в качестве штампа также использование фотополимерных печатных форм, но более твердых, чем для печати и лакирования. При этом обязательно используются УФ-сушки. В случае изготовления этикеточных материалов чаще всего используется высечка (вырубка этикетки по необходимому контуру и размерам) при помощи специальных высекальных штампов ротационного типа, закрепляемых при помощи магнита. На примере изготовления коробок из гофрокартона применяется термин штанцевание, которое также представляет собой вырубку, но с использованием специальных штанцевальных пластин, представляющих собой сочетание резины различных типов и характеристик (в зависимости от характера формируемой коробки и материала) и различных биговальных, режущих и перфорирующих линеек (ножей) на специальной фанере определенной толщины. В качестве отделки упаковочной продукции может выступать и припрессовка (ламинирование) пленки (при этом припрессовка пленки и лакирование могут эффективно заменять друг друга). Все перечисленные операции могут происходить как в печатной машине (единый процесс в линию), так и отдельно на соответствующих устройствах.

26

Послепечатный процесс, Заключение

Заключение С увеличением объемов производства различной пищевой и непищевой продукции (в том числе первой необходимости), , увеличивается и потребность в многообразной этикеточной и упаковочной продукции. По экономическим и техническим показателям флексографский способ является наиболее оптимальным для печати упаковки и этикетки. В тоже время флексография является относительно новым способом печати, с отсутствием стандартов производства и достаточного опыта (по сравнению, например, с листовым плоским офсетным способом печати) в нашей стране. Это издание направлено на повышение, прежде всего, теоретических знаний как по самому флексографскому способу печати, так и по различным технологическим нюансам. В книге приводятся сведения, также полученные на основе практической деятельности отечественных предприятий. Выражаю надежду, что благодаря этому изданию, Вы сможете не только получить необходимые сведения о флексографии, но и правильно освоить технологию, решить многие технические проблемы на флексографском производстве.

С уважением, Дмитрий Токманцев,

дипломированный магистр полиграфии

В издании использованы материалы книги «Флексографская печать», авторы: Сорокин Б. А., Здан О. В., Москва, МГАП «Мир книги», 1996 г. Автор выражает признательность и благодарность Сорокину Б. А., как учителю, наставнику и руководителю в области освоения технологии флексографской печати.

27

Необходимые и общие сведения о флексографском способе печати 117420 МОСКВА ул. Профсоюзная, 57 тел.: (495) 234-9000 факс (495) 334-2801 е-mail: info@yam.ru www.yam.ru

Филиалы и представительства ЯМ Интернешнл 197110 САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Чкаловский пр., 15 тел: (812) 495-5552 e-mail: spb@yam.ru www.yam.ru 630048 НОВОСИБИРСК ул. Немировича-Данченко, 104 тел: (383) 227-7007 e-mail: nsk@yam.ru www.yam.ru 620086, ЕКАТЕРИНБУРГ ул. Пальмиро Тольятти, 11а, офис 4 тел: (343) 234-4493 e-mail: ural@yam.ru www.yam.ru 344064, РОСТОВ-НА-ДОНУ ул. Вавилова, 53, офис 208 тел: (863) 223-2155 e-mail: rostov@yam.ru www.yam.ru 03680 УКРАИНА, КИЕВ ул. Крижановского, 4, 5 эт. тел: (380 44) 393-0540/41 e-mail: info@yam.com.ua www.yam.com.ua 220013 БЕЛАРУСЬ, МИНСК ул. В. Хоружей, 29, офис 703 тел: (375 17) 335-29-58/60/61 e-mail: info@yam.by www.yam.ru 050000 КАЗАХСТАН, АЛМАТЫ пр. Сейфуллина, 531, офис 605 тел: (727) 272-0230 e-mail: asia@yam.ru www.yam.kz 100000, УЗБЕКИСТАН, ТАШКЕНТ ул. Дагестанская, 68/25 тел.: (998 71) 237-5425, 237-5299 e-mail: tashkent@yam.ru www.yam.ru

28