Характеристика способа флексографской печати, применение

В 1929 г. флексографию применили для изготовления конвертов для грампластинок. В 1932 г. появились автоматические упаковочные машины с флексографскими печатными секциями - для упаковки сигарет и кондитерских изделий.

Примерно  с 1945 г. флексографская печать используется для печати обоев, рекламных материалов, школьных тетрадей, конторских книг, формуляров и другой канцелярской документации.

В 1950 г. в Германии начали выпуск большими тиражами серии книг в мягких бумажных обложках. Печатались они на газетной бумаге, на рулонной ротационной машине анилиновой (через два года она будет названа флексографской) печати. Себестоимость книг была низкой, что позволило издательству резко снизить цены на книжную продукцию.

Примерно  в 1954 г. флексографию стали использовать для изготовления почтовых конвертов, рождественских открыток, особо прочной упаковки для сыпучих продуктов.

На  протяжении почти всего XX столетия продолжалось совершенствование, как  процессов печатания и материалов, применяемых для изготовления эластичных печатных форм, так и конструкции  печатных машин для флексографской печати.

Флексография в последние 10 лет стремительно развивалась. По данным многочисленных источников, этот вид печати занимает на рынке долю от 3% до 5% во всех подразделениях мировой упаковочной отрасли, а в полиграфической отрасли стремительно приближается к 70% всей упаковочной печатной продукции. Технологические разработки в области фотополимерных материалов, керамических растровых валов, ракелей и красок буквально перевернули сценарий постепенного развития флексографской печати и ускорили его.

Катализатором явились достижения химической отрасли  в области фотополимеров и печатных красок; к ним добавились особо тонкие многослойные формные материалы. Целью создания этих материалов стало улучшение качества флексографской печати. [2]

 

 

3.2 Разновидности пластин

 

Флексографская печать - это способ высокой прямой ротационной печати с эластичных (гибких резиновых, фотополимерных) рельефных печатных форм, которые могут крепиться на формных цилиндрах различных размеров. С помощью валика или растрированного цилиндра, взаимодействующего с ракелем, они покрываются жидкой или пастообразной быстровысыхающей (водорастворимой, на летучих растворителях) печатной краской и переносят ее на запечатываемый материал любого вида, включая и невпитывающие материалы. Изображение на печатной форме - зеркальное.

Повышение качества печати является одной из причин для использования различных  формных пластин во флексографии. Именно оно предъявляет требования к свойствам пластин. Современные формы могут переносить однородную красочную пленку при запечатывании сплошных заливных участков (плашек) и дают очень малое растискивание при печати текста, штриховых и растровых изображений. Дальнейшие требования это четкие элементы на выворотке (прием изготовления печатной формы со штрихового изооригинала, когда нужно получить на отпечатке негативное, выворотное изображение: белые штрихи на черном фоне), отсутствие забивания краской пробельных участков формы и лучшая градационная передача полутонов на оттиске.

Первоначально печатные формы изготовляли матрицированием  из каучука, а после создания фотополимеров – экспонированием и вымыванием.

Однако  есть еще один метод, который находит  и до сих пор применение для  изготовления авторских форм при  линогравюре. На линолеуме либо на сходном  с ним полимерном материале автор  гравирует изображение из различных  по величине линий и поверхностей, убирая материал и углубляя фон. Изображение  получается выпуклое, а все возвышающиеся  над фоном элементы лежат в  одной плоскости. А что это  такое, как не печатная форма высокой  печати? И так как печатающие элементы эластичные, то это и есть печатная форма для флексографского способа печати. Конечно, для промышленных целей печатные формы не делают из линолеума.

Развитие  технологии печатных форм идет в трех главных направлениях. Это печать на гибкой упаковке, печать на этикетках  и прямая печать на готовом гофрированном  картоне.

В этих трех областях применяют различные  формные пластины в зависимости  от используемых подложек, компрессионных прокладок или лент, формного материала, его толщины и твердости, устойчивости пластины к набуханию в растворителе краски, требований к качеству, совместимости  материалов, а также от конструкции  печатной машины.

Для прямой печати на готовом гофрокартоне используют пластины толщиной не менее 3 мм и то они рассматриваются как технология тонких печатных форм. При печати этикеток и на гибкой упаковке ультратонкими считаются пластины, толщиной меньше 1 мм.

Пластины  толщиной 2,54 мм устанавливаются на тонкой подложке или вспененной ленте толщиной 0,50 - 0,55 мм. Соответственно, пластины этой толщины в сочетании с амортизационной подложкой рассматриваются как печатные формы на мягкой ленте.

Технология  тонких пластин подразумевает «гибкую  подложку», которая представляет собой  крепление печатной формы. Эта компрессионная подложка, как правило, состоит из комбинации текстильных волокон  и резины, причем сорта резины в  отдельных подложках различаются  специфическими особенностями. Некоторые слои материала подобраны соответствующим образом для оптимизации всей системы «печатная форма – подложка – запечатываемая поверхность - зазор между формным и печатным цилиндрами». Материал состоит из резины-основы, двух волокнистых промежуточных слоев для стабилизации и сжимаемого полимерного микропористого слоя. Общая толщина структуры получается не более 2 мм.

Этот  материал, который является разновидностью двусторонней липкой ленты с компрессионной пенополиуретановой прокладкой внутри, может использоваться практически  со всеми типами флексографских формных пластин, предохраняет печатную форму от морщин и в то же время обеспечивает ее легкое позиционирование при монтаже и сохраняет в правильном положении в течение всего тиража.

Еще одна разновидность применения тонких печатных форм это гильзовая технология. В отличие от традиционной технологии, она обладает преимуществом многократного  использования. Эта система использует принцип воздушной подушки при  установке гильзы на формный цилиндр.

В печати на гибкой упаковке в качестве альтернативы тонким печатным формам могут использоваться многослойные пластины, поскольку те и другие имеют сходную структуру. Эти пластины сочетают в своей  структуре тонкую форму и сжимаемую  подложку. Они состоят из нижней защитной пленки, несущего эластичного  слоя, стабилизирующей пленки, светочувствительного рельефообразующего слоя и верхней  защитной пленки. Для высококачественной флексографской печати такая многослойная структура печатной формы имеет много преимуществ.

Однако  в случае применения химически активных красок, например, на основе этилацетата, необходимо использовать эластичные резиновые  формы. Обычные формы, изготовленные  из фотополимерных пластин, устойчивые к спиртам, не подходят для эфиросодержащих красок. Для этой цели можно использовать эфироустойчивые фотополимерные пластины.

Одна  из особенностей флексографии состоит в том, что давление необходимо для печати и для выравнивания неровностей соприкасающихся поверхностей в процессе печатания. Эти требования технологические. И чем больше давление, тем лучше для достижения конечной цели. С другой стороны, чем выше давление, тем больше искажения геометрии печатающих элементов. Эти нарушения печатной формы, вследствие высокого давления приводят и к снижению качества оттиска – высокое растискивание, смазывание, неравномерное распределение краски на плашках. Высокое давление влияет на тиражестойкость печатной формы и может привести к ее расслаиваю. Понятно, что здесь необходим компромисс или новая идея.

При использовании обычных формных  пластин, избыток давления частично поглощается ими. В результате деформации верхнего фотополимерного слоя печатной формы возникает растискивание, которое необходимо снизить, если печатаются высококачественные растровые работы.

Чтобы добиться этого, для печати на этикетках  и упаковке используют тонкие пластины толщиной в пределах 1-го мм. В этом случае большая часть избыточного  давления поглощается сжимаемой  подложкой и таким образом, степень  деформации печатающих элементов в  зоне печатного контакта снижается  благодаря способности подложки к сжатию, что приводит к значительному  улучшению качества печати.

Термин  «сжимаемость» («компрессионность») означает компенсацию давления посредством уменьшения в объеме. Точное восстановление подложкой первоначальных размеров оказывает эффект выравнивания нагрузки. Иными словами, применяемый для изготовления печатных форм для флексографии материал должен обладать способностью к высокоэластическим деформациям.

Сжимаемые гильзы, которые применяют в печати на упаковке, имеют поверхность, состоящую  из компрессионного слоя, который  не теряет своих свойств даже после  нескольких лет использования. Эффект вспененной структуры в том, что значительная часть давления, действующего на форму, поглощается подложкой. Поэтому рельеф печатной формы сохраняется более стабильным, в то время как сжатый пеноматериал распрямляется до первоначальной высоты после прохождения зоны печатного контакта. Это позволяет выполнять растровые, штриховые и плашечные работы с одной формы.

Основные  характеристики печатной формы это  толщина, жесткость и твердость, которые тесно взаимосвязаны. Твердость  одного и того же материала при  уменьшении его толщины, увеличивается. В то же время разные материалы  одинаковой толщины могут иметь  разную жесткость. Более тонкие и  жесткие печатные формы лучше  передают растровую точку, но с ними труднее работать. Для гладкого запечатываемого  материала при печати растровых  изображений лучше использовать более жесткие формы, чем при печати штрихов и текста. Поэтому надо гибко использовать разные типы формных пластин при изготовлении печатных форм.

Выпускаеются несколько типов аналоговых и цифровых (СТР) пластин TOYOBO Cosmolight®

толщиной от 1,14 до (включительно) 2,84 мм и твердости от 40 до 75 по Шору «А» позволяют

решить практически все задачи этикеточно-упаковочного отечественного флексографского рын-

ка при выпуске: этикетки, упаковки, колбасной оболочки, пакетов, мешков, упаковочного скотча,

фольги и т. д. Воспроизводимый  интервал тоновых градаций у аналоговых водовымывных пластин TOYOBO Cosmolight® от 2 до 98 % при линиатуре 150 (170) lpi. Отдельно воспроизводимые точки – 0,1 мм и линии – 0,05 мм. Тиражестойкость до1 миллиона печатных оттисков и выше. На цифровых пластинах – воспроизводимые градации от 1 до 99 % при линиатуре 175 (200) lpi. Отдельно стоящие точки – 0,08 мм и линии – 0,03 мм.

 

Основные преимущества водовымывной технологии TOYOBO:

• Срок изготовления готовой формы  не более 1 часа

• Отсутствие вредных испарений  вымывного раствора

• Высокое и стабильное качество печати

• Простота процесса обработки формныхпластин

• Невысокая себестоимость формного производства

• Пригодность к использованию  любого типа фототехнических пленок для аналоговых пластин

• Наличие в ассортименте цифровых СТР пластин с черным масочным слоем

Использование спиртовых или сольвентных растворов приводит к ухудшению экологической ситуации на предприятии, необходимости регенерации и утилизации растворов, подорожанию готовых форм из-за высокой стоимости сольвента и увеличению срока их изготовления до 4-8 часов в зависимости от исходной толщины фотополимера. Поэтому в конце прошлого десятилетия японская фирма Toyobo разработала водовымывные флексографские пластины, благодаря которым была решена проблема с экологией, сокращено время изготовления форм до 1 часа и снижена их себестоимость за счет отсутствия необходимости в приобретении и регенерации сольвентных растворов.

Поскольку при вымывании фотополимерная пластина набухает, ее необходимо просушить  горячим воздухом при температуре 600 С. Как уже указывалось, время  сушки сольвентовымывных пластин составляет не менее 2 часов, в то время как водовымывных — максимум 20 минут. После сушки для увеличения износостойкости формы выполняются операции ее дополнительной обработки УФ-светом диапазонов А и С.

 

Таблица 3 – Характеристики пластин

	Жидкая фотополимеризующаяся композиция	Пластины Сольвентовымывные	Пластины Водовымывные	Пластины Термальные
До экспонирования	Жидкая	Растворимы в сольвентах	Растворимы в воде или способны абсорбировать воду	Имеют низкую температуру  плавления
После экспонирования	Твердая	Нерастворимы в сольвентах	Нерастворимы в воде или не способны абсорбировать воду	Имеют высокую температуру  плавления

 

Таким образом, суть флексографии – это особенность печатной формы, все остальное работает на нее, усиливая положительные факторы. [2]

 

Флексографские фотополимерные печатные формы можно разделить на формы изготовленные из твердой и из жидкой фотополимеризуемой композиции.

 

 По конструкции различают следующие флексографские формы:

 

-  пластинчатые однослойные, состоящие из одного упрогоэластичного материала, например, резины, каучука, фотополимера;

 

- пластинчатые двух- и  трехслойные, у которых слои отличаются упругоэластичными свойствами, позволяющими улучшать деформационные характеристики печатных форм;

 

- цилиндрические в виде полых сменных цилиндров (или рукавов) с упругоэластичным покрытием.

Однослойные пластины состоят из рельефного слоя (не "сшитого" фотополимера), покрытого защитной фольгой. Разделительный слой обеспечивает лёгкое отделение защитной фольги (рис. 1). Лавсановая основа на оборотной стороне пластины служит для ее стабилизации.

 

Рисунок 1. Строение флексографских форм

При обработке однослойных формных  материалов сначала равномерно засвечивается  оборотная сторона без копировального оригинала. Засветка оборотной стороны  обеспечивает равномерное по всей площади "сшивание" фотополимеризующегося слоя и ограничивает глубину вымывания. Кроме того, она повышает светочувствительность слоя, обеспечивает стабильную структуру боковых граней и возможность образования промежуточного рельефа в тонких структурах, например, на растровых площадях.