Флексографская печать лекции Чижевский К А
план-конспект занятия

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

СОСТАВИТЕЛЬ Чижевский К А  

ФЛЕКСОГРАФСКАЯ ПЕЧАТЬ

ИСТОРИЯ ФЛЕКСОГРАФСКОЙ ПЕЧАТИ

Флексографская печать, наряду с офсетной и глубокой печатью, уже на протяжении нескольких лет относится к важнейшим способам печати на упаковках и другой продукции, предоставляя высокое качество печати, соответствующее потребительским целям продукта. Упаковка – это основная сфера применения флексографской печати. Упаковка производится сегодня из множества различных материалов. Это многообразие запечатываемых материалов объясняет относительно высокое число очень специальных машин для флексографской печати.

Способ флексографской печати используется при запечатывании следующих групп продукции сферы упаковки:

• упаковка из бумаги и картона;
• упаковка из пленки;
• упаковка из многослойных материалов;
• бланки\ канцелярские товары;
• лотерейные билеты\ школьные тетради;
• этикетки\ обои;
• газеты

Флексографская печать является высоким способом печати. Отличия флексографской печати от типографской высокой печати заключается в составе печатных красок, упругих печатных формах и возможности запечатывания различных материалов. Первоначально флексографская печать называлась анилиновой печатью, что объясняется применением тогда анилиновых красок. Название «анилиновая печать» приводило к некоторому раздражению, поскольку постоянно указывало на вредное побочное действие содержащихся в анилиновой печатной краске производных смол. Франклин Мосс в 1951 году стал инициатором конкурса на лучшее название «анилиновой печати». Резонанс был большим, из 200 предложений было выбрано новое название «флексография». С этих пор флексографскую печать называют способом непосредственной ротационной печати с упругих рельефных печатных форм, которые могут укрепляться на формных цилиндрах с различными диаметрами. Они закатываются краской при помощи накатного валика или валика с растрированной поверхностью с ракелем и переносят жидкие краски (на основе растворителей и воды) или пастообразные краски (УФ-краски) на запечатываемый материал любого рода.

Свидетельства историков о возникновении флексографской печати очень неточны, поэтому трудно определить точную «дату рождения» способа печати. В публикациях об истории печатания обоев считается, что уже в середине девятнадцатого века анилиновые краски использовались для запечатывания обоев. Из-за неточности источников начало флексографской печати датируется началом двадцатого столетия, а изобретение анилиновой печати приписывается машиностроителю Карлу Хольвегу. В 1907 году Карлом Хольвегом в г. Стразбурге немецким патентом (DRP Nr 200697) засвидетельствован способ, при котором бумажное полотно могло запечатываться на ротационной печатной машине, включенной в линию для производства печатных пакетов при использовании упругой резиновой печатной пластины и растворенной спиртом анилиновой краски. Анилиновая печатная краска, в противоположность использовавшейся тогда типографской краске, немедленно высыхает.

К сожалению, качество печати было очень плохим, что принесло анилиновой печати плохую славу и включение в разряд простого штемпелевания. Без труда можно было увидеть нечистый оттиск. На качество оказывали влияние простая конструкция печатных машин, неудовлетворительная передача печатной краски и недостатки использования печатных форм. Первые печатные машины имели очень простую конструкцию. Низкая светостойкость и недолговечность печатной краски явились слабыми сторонами анилиновых красок. Производство печатных форм было еще одной проблемой в то время. Качество резиновых пластин было низким ( не постоянная толщина, пузыри из-за плохой вулканизации).

Второй этап в истории флексографской печати начался с разработки новых упаковочных материалов. Уже в 1912 году во Франции было начато производство упаковочного материала - целлофана. Для анилиновой печати целлофан был интересным материалом, поэтому она получила в это время некоторое продвижение. Способы офсетной и типографской печати из-за масляной печатной краски не могли создать на этом запечатываемом материале равномерный, хорошо сцепляющийся красочный слой. Перенос краски в глубокой печати не представлял трудностей. Но из-за высоких затрат на производство формных цилиндров и высоких производственных затрат на печатные машины этот способ оказался неприемлемым.

Для использования при запечатывании невпитывающей целлофановой пленки печатные машины нужно было оборудовать сушильными устройствами. Первые машины с сушкой горячим воздухом между печатными секциями были разработаны в конце тридцатых годов. В это же время началось использование валиков с растрированной поверхностью (анилоксовые валики). Были изобретены новые краски для аналиновой печати. Были усовершенствованы технические приемы вулканизации резиновых печатных форм, изобретены валики для бесшовных мотивов.

 Третья фаза истории развития флексографской печати началась с 50-х годов двадцатого столетия. Прогресс в химии полимеров в пятидесятые годы сказался на всех отраслях промышленности. Это коснулось и полиграфии (запечатываемый материал, печатные формы). Был изобретен полиэтилен. Благодаря специальной обработке поверхности (сегодня это коронарный разряд) непосредственно перед печатанием печатная краска хорошо прилипает к поверхности не впитывающего материала.

В середине 60-х годов началось запечатывание гофрокартона, а в 80-е годы самоприклеивающихся этикеток. В 80-е же годы флексографской печати удалось утвердиться в печатании газет. Применение водных красок для тонкой, впитывающей газетной бумаги, по сравнению с офсетной и типографской печатью исключало перетискивание. В США, Великобритании и Италии флексографская печать успешно используется при печати газет, в других странах эта технология не смогла соперничать с укрепившейся офсетной печатью.

В 70-е, 80-е годы началось воспроизведение полутоновых изображений способом флексографской печати, что стало возможным благодаря улучшенной рецептуре красок. Возможность получать мелкий растр появилась с введением фотополимерных печатных форм, получившие преимущества перед резиновыми печатными формами возможностью печати с линиатурой растра до 48 лин\см.

Распространение печатания с растровых форм требовало более чувствительной системы нанесения краски, которую удалось реализовать путем применения валиков с растрированной поверхностью. Накатные системы теперь оснащаются ракельным устройством для более точной дозировки печатной краски.

Флексографская печать постоянно развивается. Сегодня она конкурирует с офсетной и глубокой печатью, прежде всего в сфере упаковки. Критерием в этом соперничестве является высокое качество печати при низких затратах. Сегодня растр 60 лин\см не представляет проблемы для флексографской печати. Флексографская печать достигла такого положения благодаря следующему:

1. Использование сверхтонких фотополимерных печатных пластин, которые сегодня могут производится цифровым методом (технология компьютер – пластина)
2. Использование быстро сменяющихся цилиндров-гильз
3. Использование высокоавтоматизированных печатных машин с точно дозирующими и легко очищающимися системами наката краски, устройствами видеоконтроля за прохождением полотна для постоянного контроля качества

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ФЛЕКСОГРАФСКОЙ ПЕЧАТИ

 Многоцилиндровые печатные машины:

• печатный аппарат-приставка в установке для отделки;
• печатные машины компактного построения;
• печатные машины секционного построения;

ПЕЧАТНЫЕ МАШИНЫ С ЦЕНТРАЛЬНЫМ ЦИЛИНДРОМ

(ПЛАНЕТАРНОГО ТИПА)

Красочные аппараты располагаются вокруг большого печатного цилиндра по планетарной схеме. Первая машина была разработана в 1953-1954 г.г.

Печатный аппарат-приставка возникли в начале 20 века. Они устанавливались на машинах для изготовления бумажных пакетов и служили для запечатывания сумок и пакетов одной или двумя красками. Сегодня можно утверждать, что каждое предприятие для отделки бумаги и пленки, а также расфасовки должно применять печатные аппараты- приставки для флексографской печати, чтобы рентабельно и рационально работать. Рабочая ширина печатных аппаратов-приставок от 250 до 3200 мм. Производительность до 400 м\сек. Обычными на рынке являются печатные секции с тремя или четырьмя печатными аппаратами, существуют также секции с 1 -6 печатными аппаратами. Для этих машин используют красочные аппараты с индивидуальными печатными цилиндрами.

Привод печатной секции-приставки осуществляется, как правило, от привода отделочной машины. При быстро работающей машине всегда необходимы установки для сушки нагретым воздухом. Печатная секция-приставка подходит не для всех печатных мотивов, поэтому очень важно знать технические возможности печатной машины. Обычные мотивы для этих аппаратов состоят из штриховых рисунков и текстов. Неправильно и нерентабельно использовать такие установки для печати растровых поверхностей.

Компактная многоцилиндровая печатная машина.

Как правило, многоцилиндровая печатная машина имеет от 4 до 8 печатных аппаратов, при чем с каждой стороны печатной секции размещены от двух до четырех красок. Здесь происходит многокрасочная печать, при чем после каждого печатного аппарата производится сушка поверхности. После последнего печатного аппарата полотно материала полотно материала проводится через сушильный канал для дополнительной сушки, где нанесенная краска должна окончательно высохнуть. Многоцилиндровая машина используется для запечатывания самых разнообразных, но жестких материалов. Точность продольной приводки такой машины составляет +- 0,2 мм. Скорость печати до 600 м\сек. Рабочая ширина от 600 до 2500 мм.

Печатные машины секционного построения.

На каждом печатном аппарате можно печатать лишь одну краску, но при этом можно установить друг за другом любое количество аппаратов. Преимуществом является длинный путь сушки между отдельными печатными аппаратами, поэтому можно печатать на большой скорости. При большой ширине печатания на машинах секционного построения на машинах секционного построения печать производится со скоростью до 600 м\мин. На таких машинах для смены заказа требуется только несколько минут. Эти машины имеют очень высокую производительность.

Машины с центральным цилиндром.

Первая печатная машина с печатным цилиндром, называемая также планетарной машиной, на которой красочные аппараты располагаются вокруг большого печатного цилиндра по планетарной схеме была разработана в 1953\1954 г.г. При печати полотно запечатываемого материала не смещается, поэтому во время печати нет отклонений в приводке. Диаметр центрального печатного цилиндра самых больших машин составляет более 2000 мм. Машины большого формата печатают со скоростью 250 м\мин, машины среднего формата имеют скорость до 400 м\мин.

Вокруг печатного цилиндра расположено, как правило, 6 или 8 печатных аппаратов по планетарной схеме. Наиболее распространенной является восьмикрасочная печатная машина, на которой сегодня можно производить печатание с растровых форм высокой линиатуры отличного качества. Для машин с центральным цилиндром ширина печатания составляет от 300 до 2500 мм.

Гарантом высокой точности приводки и высокого качества печати является общий печатный цилиндр – сердцевина машины с центральным цилиндром. Очень важно поддержание постоянной температуры цилиндра, которое осуществляется при помощи воды, иначе изменяется точность вращения во время печатного процесса. Большое значение имеет осторожная работа с цилиндром и тщательный уход за ним. На машинах с центральным цилиндром полотно материала, поступающее с размотки, плотно прижимается обрезиненным валиком к печатному цилиндру, чтобы между цилиндром и запечатываемым материалом не было воздуха. Так запечатываемый материал проводится через все запечатываемые секции и отходит от цилиндра только после последнего печатного аппарата. Таким образом, запечатываемый материал не смещается и не происходит отклонений в приводке. Машина с центральным цилиндром – лучшая база для универсальной машины, на которой с высоким качеством могут запечатываться почти все материалы.

Поточные линии - машины флексографской печати с рулона на рулон, комбинированные с другими процессами отделки. Хорошо зарекомендовала себя следующая комбинация: машина для флексографской печати с центральным цилиндром с одним или двумя аппаратами глубокой печати, аппаратами для нанесения слоя лака или клея на оборотной стороне запечатываемого материала. Все поточные линии экономят время на транспортировку материалов и рабочую силу, сокращают брак.

Флексографские печатные машины используются очень часто для печати этикеток. Производство этикеток характеризуется большим количеством обрабатываемых материалов, а также широким спектром применения этикеток. Поэтому существует необходимость в оснащении машины для печатания этикеток всеми распространенными спрособами отделки. Поскольку эти машины рассчитаны на производство готовой продукции в виде высеченных этикеток, то оснащаются штанцевальной секцией. Часто используются секции для перфорирования и поперечной разрезки. Для отделки продукта должны быть в распоряжении лакирование, ламинирование и каширование.

Важным видом упаковки, который производится на поточной линии, являются складные коробки,составляющие около 70% всего производства изделий из гофрокартона. На поточную линию для отделки гофрокартон поступает из установки для производства гофрокартона. На поточной линии листы:

• подаются через автоматическую загрузку
• вводятся через самонаклад
• запечатываются на аппаратах для флексографской печати
• станок для вырубки производит биговку, продольные разрезы
• предусмотренный штанцевальный аппарат высекает, например, отверстия-ручки для захвата при транпортировке.
• машина для складывания и склеивания соединяет части коробки посредством проклейки, скобами или клейкой лентой, складывает, пересчитывает и стапелирует коробки.

        Поточная линия может быть оснащена от 1 до 4 печатными аппаратами. Печатание производится снизу, поэтому последующее сгибание сверху. Для прикрепления печатных пластин, замены краски и т.д. печатные аппараты могут выдвигаться.

После введения офсетной печати в сферу печатания ежедневных газет, прежде всего в США, появилось стремление к простой машине. Положительные результаты черно-белой и цветной печати и высокая рентабельность флексографских печатных машин стали для газетных предприятий поводом для заказа на поставку комплексов для газетной печати. Для таких предприятий применение флексографской печати предоставляет следующие преимущества:

• простой способ
• удобные для обслуживания печатные аппараты и машины
• незначительное количество дефектных оттисков
• использование более тонкой бумаги
• незначительное просвечивание печатной краски
• отсутствие истирания краски
• более низкое потребление электроэнергии
• машины, не требующие высоких затрат

Четырехкрасочная офсетная печатная машина может запечатывать полотно бумаги шириной 1500 мм, обеспечивать длину отрезания полотна 600 мм. Скорость печати 750 м\мин, т.е. 75000 газет в час.

ПЕЧАТНО - КРАСОЧНЫЙ АППАРАТ

Печатно-красочные аппараты являются важнейшей составной частью машины для флексографской печати. Всеобщий интерес сегодня вызывают только две конструкции печатно-красочных аппаратов: печатная секция с тремя краскопередающими цилиндрами ( с формным, растровым цилиндрами и дукторным обрезиненным валиком, погруженным в красочную ванну, а также печатная секция с двумя краскопередающими цилиндрами (формным цилиндром и растрированным, оснащенным ракелем).

Дукторный красочный аппарат. Аппарат этого типа был разработан много десятилетий назад, постоянно усовершенствовался и до сих пор часто используется в области флексографской печати. Он относительно прост в обслуживании и регулировании . При помощи изменения зазора между передаточным и растрированным валиком можно менять переносимое на запечатываемый материал количество краски. Это является значительным достоинством печатного аппарата с дукторным валиком. А недостаток состоит в том, что при изменении скорости печатания или вязкости краски происходит изменение количества переносимой краски, которое приводит к изменениям цветового тона на оттиске. Во избежание этого и для переноса установленного постоянного количества краски на поверхность формы валик с растрированной поверхностью должен обрабатываться ракелем, чтобы на поверхность формы переносилась только краска из ячеек, а не с поверхности растрированного валика. По этой причине дукторные красочные аппараты стали оснащаться ракельными устройствами. Они размещаются над растрированными валиками. Это означает постоянный износ растрированного валика, которого не было в обычных печатных аппаратах с передаточным валиком. При применении керамических растрированных валиков этот износ был сведен к минимуму.

Печатный цилиндр

В машинах секционного типа сегодня преимущественно используется стальная труба с цапфами. Цилиндр должен быть рассчитан на соответствующую нагрузку, в противном случае возникает прогиб, не позволяющий произвести равномерный оттиск по всей ширине полотна. Поверхность цилиндра хорошо шлифуется, а иногда хромируется. На машинах с большой скоростью печатный цилиндр может охлаждаться водой, чтобы поддерживать постоянную температуру запечатываемого материала и краски.

 В планетарных машинах общий печатный цилиндр является сердцем печатной машины. Делается он из стали или специального литья. В моделях высшего класса его биение не превышает 0,005 мм. Поверхность шлифованная или хромированная. Применяются печатные цилиндры как с одной, так и с двойной стенкой. В обоих случаях необходимо поддержание постоянной температуры поверхности цилиндра. Для того, чтобы сохранить неизменность диаметра цилиндра во время печатания, используются специальные приборы для автоматического поддержания постоянной температуры в 32 градуса. Для этой цели вода постоянно поступает в цилиндр и вымывается из него.

Из-за своей точности печатные цилиндры достаточно дорогие, поэтому на практике требуют тщательного ухода и осторожного обращения.

Формный цилиндр

        Обычные формные цилиндры, используемые сегодня на флексографских печатных машинах состоят из стальной трубы с цапфами. Они имеет самую высокую скорость вращения. Допуск на биение составляет около 0,01 мм.

Воздушные цилиндры. 

        Из-за короткой продолжительности выполнения заказов и связанных с этим частых смен заказов все большее распространение получают гильзовые системы. Речь идет о тонких гильзах различных конструкций из никеля и пластмассы, которые могут надеваться или сниматься при помощи сжатого воздуха. Преимуществами этих систем являются: возможность хранения часто использующихся мотивов для повторных заказов.

        Для рабочей ширины до 1 м разработана система со встроенными в машину цилиндрами-вставками, на которые в машине вручную надеваются пластмассовые гильзы.

        Для тяжелых формных цилиндров современные флексографские машины оснащены подъемными устройствами, чтобы облегчить обслуживающему персоналу замену формных цилиндров.

Растрированный валик

Процесс переноса краски в флексографской печати является очень простым принципом, несмотря на это, множество факторов оказывают влияние на качество печати.

Термин «растрированный валик» произошел в немецком языке от растрирования поверхности валика на равномерно распределенные ячейки.

В английском же языке речь идет об «анилоксовом валике». Здесь термин образовался в связи с применяемыми анилиновыми красками.

Задачей растрированного валика является перенос краски на поверхность формного цилиндра. Форма ячеек, их геометрия, а также материал растрированного валика являются решающими для количества краски, которая забирается и переносится поверхностью валика на форму, а затем на запечатываемый материал.

Для соблюдения требований процесса печатания при гравировании растрированного валика следует учитывать множество параметров:

ЛИНИАТУРА РАСТРА – число ячеек вдоль одной линии, приходящейся на 1 см или на 1 дюйм называют растром валика. Перевод из одной системы в другую: 100 лин\см = 254 лин\дюйм. Применяемое сегодня в практике печатания гравирование валиков охватывает линиатуру от 60 до 500 л\см. Гравирование с более высокой линиатурой технически осуществимо (например 1000 лин\см), но требования флексографской печати пока не соответствует.

ГЛУБИНА ГРАВИРОВАНИЯ  Глубина нанесения ячеек в значительной мере определяет их объем и поэтому является важным и решающим параметром растрированного валика. Гравирование может быть очень глубоким, но при этом могут возникнуть трудности с опорожнением ячеек. Наоборот, гравирование может быть неглубоким, но возможный объем при этой ширине ячейки будет не использованным. Глубина гравирования, как правило, измеряется микроскопом и указывается в мкм.

СООТНОШЕНИЕ ЯЧЕЕК И ПЕРЕГОРОДОК. Линиатура указывает размер шага ячейки, т.е. расстояние между центрами соседних ячеек. Перегородка образует необходимую опору для ракеля и ограничивают ячейку.

Пример: гравирование в 100 лин\см означает, что шаг ячейки составляет 100 мкм. Если гравирование рассчитывают так, что ширина перегородки составляет 50 мкм, то ширина отверстия составляет также 50 мкм. В этом случае мы говорим о соотношении ячеек 1:1.

Если ширина перегородки 10 мкм, то на ширину ячейки приходится 90 мкм. Соотношение ячеек и перегородок составляет 1:9.

На этом примере видно, что, например, при соотношении ячеек\перегородок 1:1 относительно широкая перегородка не будет закатываться краской. Капли краски из ячейки шириной 50 мкм должны распространяться через ширину перегородки в 50 мкм, не закатанную краской. Как правило, следствием является относительно пористое и нестабильное печатное изображение. Можно сделать вывод о том, что минимальная ширина перегородки является оптимальной для наката краски.

Теоретически этот вывод правильный, но на практике нельзя забывать, что перегородка должна нести всю механическую нагрузку от ракеля. Поэтому необходимо найти компромисс между теорией и практикой.

ОБЪЕМ. Все параметры гравирования стараются обеспечить такими, чтобы получить необходимый объем и необходимое количество краски для печатания. Поскольку главным в функции растрированного валика является емкость ячейки, то объем считается главным фактором при оценке растрированного валика. Указание объема производится в кубических сантиметрах на квадратный метр (куб.см\кв.м)

Виды растрированных валиков:

ХРОМИРОВАННЫЕ РАСТРИРОВАННЫЕ ВАЛИКИ. Для того, чтобы получить поверхность валика, пригодную для гравирования, на стальную заготовку валика наращивается медное гальванопокрытие. Медь обладает свойствами пластичности и на ее поверхность наносится гравирование. Поскольку медь является относительно мягким материалом, то после гравирования для повышения износостойкости производится хромирование. Название «хромированный валик» можно объяснить наличием последнего внешнего защитного слоя. Но гравирование на самом деле производится на медном слое. Слой хрома можно наращивать гальваническим путем. Хромированные растрированные валики за десятилетия их использования в печатных аппаратах с дукторным обрезиненным валиком и сегодня являются оптимальным решением.

Для изготовления данных валиков применяется алмазный резец. Посредством электронного управления каждая ячейка «выбирается» этим алмазом отдельно и достигается высокая точность гравирования.

КЕРАМИЧЕСКИЕ РАСТРИРОВАННЫЕ ВАЛИКИ. Оптимально короткий красочный аппарат выполняет задачу переноса на запечатываемый материал красочного слоя толщиной от 0,5 мкм и менее. В офсетной печати это достигается посредством множества раскатных валиков. Во флексографской печати эту задачу берет на себя только растрированный валик. Это выдвигает высокие требования к точности растрированного валика. Ранее рассмотренные хромированные валики при обработке ракелем приводят к быстрому износу их поверхности. По этой причине производители искали более износоустойчивые поверхности. В этом случае хорошо подходят механические свойства керамического слоя, поэтому фирма Union Carbide в конце семидесятых годов выпустила на рынок первые керамические валики. Керамический слой наносится на поверхность валика, которая в дальнейшем будет растрироваться при помощи плазмотрона. Слой обладает отличным сопротивлением к истиранию. Стоек к кислотам и растворителям, поэтому хорошо подходят для применения в флексографской печати. Кроме того, эти слои допущены к применению в пищевой отрасли.

Аналогично разработке печатных форм, где гильзовые системы достаточно быстро утвердились во флексографской печати на основе требования наиболее быстрой и простой из замены, в области растрированных валиков гильзы также получили распространение. Поскольку при производстве растрированных валиков-гильз сокращается расход материалов и ресурсов, они имеют преимущества в плане экологии.

При лазерном гравировании подготовленных к растрированию валиков применяются различные технологии. Наиболее распространено применение лазеров СО2. Керамический слой при этом расплавляется и испаряется. Благодаря конденсации расплавленного материала образуется особо твердый слой.

При дальнейшем повышении линиатуры растра используются другие лазеры YAG, работающие с твердыми телами. Они производят луч с высокой энергией, который по сравнению с лазером СО2 значительно тоньше и при попадании на поверхность приводит к испарению керамики. При помощи этого лазера можно производит гравирование растрированных валиков с высокой линиатурой ( 500 лин\см и более).

Очистка растрированных валиков. 

Очистка красочного аппарата с растрированным валиком производится при помощи различных автоматизированных систем. В современных машинах для флексографской печати имеются автоматические системы смывки, которые производят очистку всех деталей для подачи краски при помощи растворителей. При всех видах очистки преимущество оказывается растрированному валику как важнейшей детали. Необходимо так производить очистку растрированных валиков, чтобы в ячейках не осталось остатков краски. Обычно очистка производится с помощью растворителей. Кроме того, для сильно загрязненных растрированных валиков применяются установки для очистки ультразвуком или высоким давлением.

Ракели флексографской печати

Задачей ракеля является перенос на клише объема печатной краски, определяемого объемом забора растрированного валика. Ракельное устройство должно иметь регулируемый угол наклона ракеля и точную регулировку прижимного давления ракеля. При негативном ракеле угол наклона меняется очень просто, в то время как в закрытой системе камерного ракеля угол наклона определяется ракелем и не меняется. Толщина пластины ракеля варьируется от65 до 120 мкм. Толщина пластины должна соответствовать линиатуре растрированного валика. Чем выше линиатура растрированного валика. Тем тоньше пластина ракеля. В последнее время применяются мягкие ракели, имеющие дополнительный покровный слой. Срок службы данного ракеля в 4,5 раз дольше.

ФОРМЫ ФЛЕКСОГРАФСКОЙ ПЕЧАТИ

 Флексография – способ печати, которым могут запечатываться очень тонкая гибкая фольга, почти все виды бумаг, упаковочные материалы, ткани. Достигаемое качество флексографской печати ниже, чем в офсете. Максимальное разрешение 48 лин/см, в то время как в офсетной печати обычно используют линиатуры от 60 до 120 лин/ см. Современные печатные формы изготовленные способом «Компьютер – печатная форма» улучшают качество печати. Становится возможным печатать с линиатурой 60 лин/см. Эластичность форм флексографской печати в сочетанием с красками низкой вязкости позволяет печатать на невпитывающих материалах, что является актуальным в производстве упаковки. Печатные формы изготавливаются из резины или фотополимеризующихся материалов. Поскольку спектр продукции, выпускаемой флексографской печатью, достаточно велик и разнообразен, то и краски, применяемые для печати достаточно разнообразны. Это могут быть краски на водной основе, спиртоустойчивые, УФ краски и т.д. Печатные формы имеют либо плоскую форму и закрепляются на формном цилиндре с помощью двухсторонней липкой ленты, либо уже изготовлены в цилиндрической форме( например, по гильзовой технологии «Компьютер – печатная гильза»).

До начала 70-х годов во флексографской печати печатание производилось при помощи вулканизированных, а с оборотной стороны шлифованных резиновых форм высотой 2,7 мм для запечатывания пленок, 3 мм – для бумаги. Высота форм зависела от запечатываемого материала. Они изготавливались путем матрицирования и с использованием сырой резины с последующей ее вулканизацией. Равномерность по толщине обеспечивалась шлифовкой оборотной стороны клише. В последнее время применяются клише, гравированные лазером. Однако линиатура растра , полученная таким способом составляет 40 лин/см, что существенно ниже, чем у фотополимерных печатных форм.

Фотополимерные печатные формы

Пластины для изготовления флексографских печатных форм Пластина защищена посредством покровной пленки от механических повреждений и воздействия кислорода.

Однослойные печатные формы изготавливаются толщиной от 0,76 мм (например, для печати на пакетах, пленках, тонком картоне) до 6,35 мм (для печати на гофрокартоне, мешках из бумаги и пластике). При работе на этих пластинах используется линиатура до 60 лин/см.

Многослойные пластины предназначены для качественной растровой печати. Они комбинируют в своей структуре принцип относительно твердых тонкослойных пластин со сжимаемой основой. Подложка сама образует сжимаемую основу для рельефного слоя и принимает на себя деформацию печати. Стабилизирующий слой обеспечивает почти полное отсутствие продольной деформации при монтаже на формный цилиндр.

Основу изготовления фотополимерных форм составляет процесс полимеризации, который начинается под воздействием коротковолнового УФ излучения. При полимеризации из многочисленных отдельных частиц, так называемых мономеров, образуются длинные цепочки, полимеры. Сырьем является эластомерное связующее вещество, которое восприимчево к УФ лучам. В процессе полимеризации первоначальные физические свойства сырья так изменяются, что вещество становится нерастворимым в воде.

Существуют две системы производства форм: твердые и жидкие

Твердая система Solid

Производство рельефной формы разделяется на шесть ступеней, четыре из которых осуществляются посредством экспонирования:

1. Экспонирование оборотной стороны
2. Основное экспонирование (экспонирование изображения)
3. Вымывание
4. Сушка
5. Дополнительная обработка светом
6. Дополнительное экспонирование

Экспонирование оборотной стороны является первой ступенью производства печатных форм. Это равномерное экспонирование поверхности формы через пленку-основу без вакуума и негатива. Обеспечивается сцепление между полиэфирной основой и полимерным слоем, создается основание рельефа и одновременно обеспечивается чистая поверхность. При экспонировании оборотной стороны основание рельефа укрепляется, а глубина рельефа уменьшается. Экспонирование оборотной стороны должно иметь такую продолжительность, чтобы полностью полимеризовалось необходимое основание рельефа.

Основное экспонирование является второй ступенью обработки при производстве фотополимерных форм и должно проводиться сразу же после экспонирования оборотной стороны. Задачей основного экспонирования является создание рельефа для печатного процесса и скрепление печатающих элементов с основанием рельефа, образованным при экспонировании оборотной стороны. Во время основного экспонирования посредством полимеризации мономеров создается рельеф. При этом на поверхности формы возникает изображение.

В противоположность экспонированию оборотной стороны основное экспонирование проводится с лицевой стороны через негатив. Негатив после удаления защитной пленки фиксируется вакуумом на поверхности формы. Негатив укладывается на пластину матовой стороной с эмульсией и прижимается к ней с помощью вакуума. Полимеризация начинается на поверхности пластины и с увеличением экспонирования проникает в глубину. При этом очень важно, чтобы по окончании экспонирования отдельные печатающие элементы были прочно соединены с основанием рельефа.

Между рельефом и основанием, образовавшимся после предварительного экспонирования, не должно быть неполимеризованных участков .

Вымывание. Во время процесса вымывания неполимеризованный фотополимер растворяется и удаляется с формы. Остается полимеризованное рельефное изображение. Целесообразно проводить вымывание формы непосредственно после основного экспонирования. Экспонированная форма слоем вверх натягивается на барабан устройства для вымывания. Продолжительность вымывания зависит от: состава вымывного раствора, температуры вымывного раствора, используемого типа пластин.

Сушка. После процесса вымывания формы сушатся нагретым воздухом в сушильном устройстве. Сушка оказывает существенное влияние на качество формы. Поэтому следует учитывать следующее:

• следить за соблюдением температуры. Температура не должна быть выше 65 градусов
• продолжительность сушки зависит от используемого растворителя и толщины формы.
• перед отделкой формы ее необходимо охладить

Во время процесса вымывания форма впитывает вымывной раствор, рельефное изображение размягчается и набухает. Средняя продолжительность нахождения в сушильном устройстве зависит от набухания формы и от используемого вымывного раствора и составляет от 2 до 3 часов. После сушки поверхность формы остается немного липкой, поэтому формы нельзя складывать в стапель. Формы в это время особенно восприимчивы к грязи, дневному свету. Свою липкость они теряют только после дополнительной обработки.

Дополнительная обработка  Различают химическую и световую дополнительную обработку. Химическая обработка в настоящее время практически не применяется. Поэтому производится дополнительная обработка только УФ светом. Продолжительность дополнительной обработки зависит от количества остатков растворителя, которые находятся в материале и после сушки. Рекомендуется производить дополнительную обработку сразу после сушки. УФ излучение, необходимое для дополнительной обработки светом , опасно для человека. Даже кратковременное воздействие может вызвать ожоги на коже, поэтому во время дополнительной обработки устройство должно быть закрыто. Готовая высушенная форма обрабатывается в течение 4 минут, а затем проверяется ее липкость. Этот процесс следует повторять по 1-2 мин до тех пор , пока липкость не будет утрачена. Необходимая продолжительность зависит от типа материала, типа вымывного раствора, продолжительности сушки.

Дополнительное экспонирование Заключительное экспонирование необходимо для того, чтобы обеспечить полимеризацию и сшивание всех неэкспонированных мономеров формы. При неполном сшивании мономеров не может быть обеспечен достаточный срок службы формы. Завершающее экспонирование повышает сопротивляемость формы к растворителям красок и чистящих средств. Оно придает форме окончательную прочность. Оно проводится в обычных экспонирующих устройствах с передней стороны без негатива и вакуума. Продолжительность экспонирования 10-15 минут.

Фотополимерные печатные формы на основе жидкой фотополимеризующейся композиции

Для изготовления данных форм требуется от 40 до 60 минут.

Процесс изготовления состоит из 4 этапов:

1. Подготовка
2. Экспонирование
3. Процесс вымывания
4. Дополнительная обработка

Подготовка Светочувствительная композиция в зависимости от необходимой толщины формы заливается на пленку-основу и покрывается защитной пленкой толщиной несколько микронов. Во время этого процесса пленка-основа, на которой налита композиция, обеспечивает размероустойчивость формы.

Экспонирование Фотополимерная композиция затвердевает при УФ-излучении. Экспонирование оборотной стороны производится с подложки и определяет высоту рельефа. Последующее экспонирование рельефа производится через негатив с верхней стороны. Фотополимер сцепляется с фотополимером–основой благодаря процессу экспонирования УФ-излучением

Процесс вымывания Защитная пленка снимается с формы при помощи ракеля. Для удаления небольшого количества оставшейся неполиризованной композиции форма вымывается раствором, содержащим небольшое количество нейтрального мыла.

Дополнительная обработка Вся поверхность формы обрабатывается УФ-излучением для обеспечения равномерного отверждения. Последующее экспонирование УФ-излучением устраняет липкость формы.

Изготовление флексографских печатных форм по технологии Компьютер-печатная форма

Для изготовления форм по данной технологии используются в основном пластины фирмы BASF. После удаления защитной фольги освобождается черный слой. На который с помощью луча лазера с длиной волны 1064 нм можно осуществлять запись путем разрушения слоя (абляции). Лазерный луч разрушает черный абсорбирующий энергию слой. Черный слой выполняет задачу копируемого оригинала (негатива). После завершения записи пластина засвечивается по всей ее площади (предварительная и основная экспозиции) и дальше обрабатывается так же, как однослойная формная пластина для получения рельефа (здесь нет никакого лазерного гравирования, как в случае изготовления резиновых форм).

Бесконечные печатные формы (гильзы)

Принцип этой технологии состоит в том, что на тонкую металлическую оболочку – гильзу ( Sleeve) – нанесен формный материал.

Внутренний диаметр гильзы выбран так, что при подаче сжатого воздуха гильза может быть надета на формный цилиндр. После прекращения подачи сжатого воздуха гильза закрепляется на формном цилиндре. Вся поверхность гильзы при изготовлении формы покрывается формным материалом. Далее поверхность формного материала экспонируется лазерным лучом. При этом отсутствует продольное растяжение и неравномерности, связанные с наклеиванием форм при стандартном монтаже.

При производстве формы необходимо выполнить следующие операции:

1. Нанесение липкого слоя
2. Резка фотополимера
3. Экспонирование оборотной стороны
4. Плавление фотополимера
5. Шлифовка фотополимера
6. Экспонирование фотополимера
7. Вымывание фотоплимера
8. Сушка печатной формы
9. Отделка

Нанесение липкого слоя На гильзу наносится липкий слой, который гарантирует последующее прочное соединение фотополимерной формы с гильзой.

Резка фотополимера. Основываясь на данных длины и ширины печатания, фотополимерная печатная форма вырезается точно по размерам на столе, чтобы в направлении движения стыковые края формы были наложены друг на друга.

Экспонирование оборотной стороны Следующей рабочей операцией является экспонирование оборотной стороны. Ее следует проводить особенно тщательно, поскольку во время этого процесса определяется высота рельефа печатной формы.

Плавление фотополимера Фотополимерная форма стык в стык обматывается вокруг гильзы. После удаления пленки гильза с фотополимером помещается в плавильную печь, где под воздействием вакуума и тепла происходит как прилипание фотополимера к гильзе, так и сплавление стыковых краев. При этом процессе, прежде всего, необходима текучесть фотополимера, чтобы обеспечить бесшовное соединение стыковых краев.

Шлифование фотополимера. После охлаждения и некоторого выстаивания заготовка шлифуется до окончательного размера. Шлифование поверхности производится при помощи круглошлифовального станка, управляемого лазерной системой.

Экспонирование фотополимера. После того, как полуготовая бесконечная печатная форма отшлифовывается до нужного размера, проводится основное экспонирование в ротационном экспонирующем устройстве через негатив. При наложении негатива требуется высокая точность. Только негатив, наложенный под абсолютно прямым углом к оси гарантирует точное соблюдение приводки.

Вымывание фотополимера Экспонированная печатная форма вымывается в ротационном вымывном устройстве при помощи вращающихся щеток и вымывного раствора, специально разработанного для этих целей, при этом неэкспонированный фотополимер должен быть полностью вымыт.

Сушка печатной формы После тщательного удаления остатков вымывного раствора печатная форма помещается в сушильную печь для высушивания.

Отделка В машине для отделочной обработки печатная форма подвергается окончательной обработке для достижения необходимой степени полимеризации бесшовной бесконечной фотополимерной печатной формы.

Пробная печать В рамках контроля качества при помощи готовой печатной формы изготавливают пробный оттиск, который направляется клиенту.

Преимущества бесшовной печатной формы

• точное соблюдение приводки
• высокая скорость печати
• вращение без биения
• твердая однородная поверхность
• высокое качество печати
• продолжительный срок службы

Бесконечные резиновые печатные формы

Бесконечные резиновые печатные формы, гравированные лазерным лучом, находят свое применение при изготовлении такой продукции, как обои, упаковка, декоративная продукция, салфетки, гофрокартон, этикетки, бланки и др. Можно печатать однокрасочные и многокрасочные изображения. Резиновые печатные формы, гравированные лазерным лучом, используются как для штриховых , так и для растровых полутоновых изображений до 36 лин\см.

Началом производства печатных форм является создание изображения. Прежде всего этот оригинал сканируется, а затем обрабатывается в цифровом виде на рабочей станции, оснащенной компьютером, ретушируется, добавляются шрифты, производится цветоделение. Изготавливается цифровой оригинал для печати. Затем этот файл растрируется на рабочей станции RIP и передается на компьютер, управляющей установкой для гравирования.

Резиновые печатные формы состоят из стержня, на который наносится резиновое покрытие от 3 до 10 мм. В качестве стержня используется цельный стальной корпус или гильза. На поверхность цилиндра наносится клеевой слой для обеспечения сцепления. Затем необработанная резина наматывается на цилиндр. В автоклавах цилиндры вулканизируются. Продолжительность вулканизации составляет несколько часов. При вулканизации полимер становится мягким и получается однородное , бесшовное покрытие. Затем цилиндр шлифуется. В гравировальной установке лазерным лучом материал выжигается и испаряется. При этом могут возникать температуры в несколько тысяч градусов Цельсия. Образующиеся газообразные отходы и частицы должны отсасываться и фильтроваться.

Во время обработки вал вращается под лазерным лучом. В соответствии с данными компьютера лазерный луч включается и выключается в определенных местах. В то время как вал выполняет вращательное движение, луч лазера медленно движется по оси движения вала, чтобы необходимое движение наносилось в виде спирали. На последнем этапе обработки вал очищается от остатков обжига.