Характеристика способа флексографской печати, применение

Основное экспонирование производится под вакуумом после отделения  защитной пленки с лицевой стороны  пластины и размещения на лицевой  поверхности пластины негатива (копируемого оригинала). Рельеф образуется путём фотополимеризации. Продолжительность и интенсивность основной экспозиции влияют на образование точек, углов боковых граней и глубину рельефа в тонких структурах.

Влияние продолжительности экспонирования: 
а образование основания растровых точек (например, для линейной структуры) при УФ-излучении; 
б углы боковых граней и глубина пробельных элементов (растрированных элементов изображения), рельеф флексографской цифровой печатной формы, толщиной около 0,6–0,7мм с минимальной глубиной пробельных элементов 70 мкм

Передача изображения при флексографской печати: 
а нарушение передачи, деформация печатной формы, однослойная печатная форма; 
б правильная передача печатного изображения при использовании печатной формы со сжимаемой подложкой, многослойная печатная форма (BASF)

После основного экспонирования производится вымывание. Посредством растворителя неполимеризированные (незасвеченные) участки печатной формы вымываются. При этом используется механическая обработка щеткой. После вымывания печатная форма должна быть основательно высушена для того, чтобы проникший в рельефный слой растворитель полностью испарился. Далее следует равномерная засветка пластины по всей площади без фотоформы, чтобы все области рельефа были полностью полимеризованы. Флексографская печатная форма в этом состоянии имеет клейкую верхнюю поверхность, к которой прилипают пыль и грязь. При засветке УФлучами или при погружении в раствор брома клеящая способность теряется. Клише для флексографской печати полностью готово.

Однослойные печатные формы изготавливаются  толщиной от 0,76 мм (например, для печати на пакетах, плёнках, тонком картоне) до 6,35 мм (например, для печати на гофрокартоне, мешках из бумаги или пластика). При работе на пластинах толщиной до 3,2 мм могут использоваться линиатуры до 60 лин/см. Возможный диапазон градаций составляет при этом от 2 до 95%. Более толстые печатные формы (от 4 до 5 мм) используются с линиатурами до 24 лин/см, они обеспечивают градационный диапазон от 3 до 90%.

Многослойные пластины комбинируют  в своей структуре принцип  относительно твёрдых тонкослойных пластин со сжимаемой основой. Подложка сама образует сжимаемую основу для рельефного слоя и принимает на себя деформацию при печати. При этом сохраняется печатный рельеф. Стабилизирующий слой обеспечивает почти полное отсутствие продольной деформации вследствие изгиба плоской печатной формы при монтаже на формный цилиндр. Достигаемый эффект повышения качества печати имеет место в том случае, когда тонкие однослойные печатные формы со сжимаемым пористым слоем приклеиваются на формный цилиндр.

У формной пластины для системы "Компьютер - печатная форма" при удалении защитной фольги освобождается "чёрный" слой, на который, например, с помощью луча лазера (с длиной волны 1064 нм) можно осуществлять запись путем разрушения слоя (абляции). Лазерный луч разрушает чёрный абсорбирующий энергию слой. При этом на формной пластине осуществляется запись точка за точкой. Чёрный 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 пояснялось в случае изготовления резиновых клише). [3]

 

 

 

3.3 Общие схемы изготовления  печатных форм различными способами

Печатные формы для флексографии изготавливаются несколькими способами. Рассмотрим некоторые из них.

 

3.3.1 Негативное копирование

 

При негативном копировании используются фотополимерные пластины (рис. 2) различной толщины от 0,76мм до 6,5 мм и жесткости. Жесткость пластины зависит от ее толщины.

 

 

Рисунок 2. Структурная схема пластины

 

1- защитный слой;

2- жидкий светочувствительный фотополимерный  копировальный слой;

3- адгезийный подслой;

4- полимерная подложка.

 

Первый  этап процесса копирования – экспонирование (рис.3) обратной стороны формной пластины, которое выполняется через пленку-основу без применения вакуума. [4] Проводится УФ-излучением определенной длины волны (примерно 360 нм) для формирования основания будущих печатающих элементов, для образования активных центров, повышения светочувствительности и обеспечения правильной трапециевидной формы печатающих элементов[1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3. Схема изготовления печатной формы

 

Продолжительность экспонирования зависит от требуемой  глубины рельефа и подбирается  методом проб и ошибок.

Если  репродуцируются мелкие точки и  тонкие линии, необходим более плоский  рельеф, для чего следует увеличить  продолжительность предварительного экспонирования.

Основное экспонирование является второй ступенью обработки при производстве фотополимерных печатных форм и должно производиться сразу же после  экспонирования оборотной стороны.

Перед выполнением основного экспонирования с формной пластины необходимо удалить  защитную пленку.

Главное экспонирование выполняется через  негативную фотоформу. Рельеф формируется  в результате полимеризации. На формную  пластину копируются присутствующие на негативной фотоформе в виде прозрачных участков растровые точки, текст  и тонкие линии. Внести изменения  в получившуюся копию невозможно.

Сначала необходимо выполнить тестовое экспонирование, чтобы точно определить продолжительность  засветки. Для этого нужны тестовые негативы [4]. С помощью тестов можно устранить различия в тоновых значениях и снизить риск неправильной оценки копии.

На продолжительность основного  экспонирования влияют следующие факторы:

– площадь основания точки 

– угол наклона стенки

– наличие сплошных участков с  насыщенным цветом

Если  время экспонирования слишком мало, на предварительно экспонированном  с обратной стороны основании  пластины не может сформироваться приемлемое основание рельефа, поскольку сквозная полимеризация отсутствует. Таким  образом, образуется растворимая область, которая в дальнейшем вымывается вместе растровыми точками. Прежде всего, вымываются точки небольшого размера  и тонкие линии.

Помимо  того, что необходимо оптимальное  формирование стенок рельефа, особое внимание следует уделять сплошным промежуточным  областям изображения.

Сплошные насыщенные области, присутствующие на негативе, подвергаются наибольшему  риску переэкспонирования, в результате чего такие области печатаются сплошной заливкой.

Процесс проявления заключается в удалении с помощью растворителя неполимеризованных участков формы. Вспомогательными в процессе вымывания являются различные механические приспособления, щетки или мягкие скребки.

Проявление ведется в 3 стадии:

- набухание полимера;

- удаление полимера;

- обмывание копии. [2]

Процесс вымывания должен быть насколько  это возможно коротким. Чем продолжительнее  контакт с растворителем, тем  глубже рельеф.

Если вымывание длится слишком  долго, рельеф может быть поврежден, возможны даже признаки его отделения. Разрушение возможно и при неправильном выборе растворителя. Оптимальное время  определяется опытным путем.

Сушка осуществляется в специальном сушильном  шкафу.

Во время сушки вымывающий раствор, проникший в покрытие рельефа, испаряется под воздействием теплого воздуха  при t⁰ 40-60 С⁰. чем дольше время сушки, тем выше тиражеустойчивость формы и стабильность печати.

После сушки нужно выдержать флексографскую форму примерно в течение 12-15 часов при комнатной температуре, чтобы она полностью восстановила свои размеры. Рекомендуем оставлять пластину на ночь при комнатной температуре.

В процессе основного экспонирования в зависимости  от характера изображения оказывается  эффективным большее или меньшее  количество света. В результате уровень  полимеризации на отдельных участках изображения может оказаться  недостаточным.

Поэтому проводится дополнительное экспонирование – экспонирование УФ-излучением (360 нм) всей поверхности формы при отсутствии негатива для полной полимеризации печатающих элементов формы и увеличения ее тиражестойкости.

Во время дополнительного экспонирования недостаточно полимеризованные зоны в полной мере связываются с получившимся рельефом, образуя единую по характеристикам и твердости печатную форму.

Финишинг - последняя ступень изготовления. Проводится в УФ-излучении (256 нм). Финишинг необходим для закрытия пор, что позволяет устранить липкость печатной формы и повысить стабильность свойств.

  Недостаток этого способа —  возможные искажения толщины  штриховых и растровых элементов  — при экспонировании рассеянным  светом, а также — неточности  экспозиции.

В 2000 году фирма Du Pont предложила технологию тепловой обработки отэкспонированных копий Cyrel Fast [5].

Технология  тепловой обработки — «сухой»  способ изготовления флексографских печатных форм. Данная технология может быть реализована как в аналоговом, так и в цифровом варианте с получением всех преимуществ цифровой технологии. Технология тепловой обработки (FAST) предусматривает использование специальных фотополимеризующихся пластин из термореактивного фотополимера, который удаляют с пробельных элементов с помощью теплового воздействия.

Технологический процесс изготовления печатных форм аналогичен традиционному. Для получения скрытого изображения на фотополимеризующейся пластине используют традиционное оборудование. Пластину экспонируют в обычной копировальной раме. Новым является способ удаления незаполимеризованного материала с пробельных элементов, для чего используют специальный процессор. Пластину  помещают на цилиндр в процессор, где под воздействием ИК-нагревателя  происходит размягчение неэкспонированных участков и их удаление с пластины. Это происходит с помощью нетканого рулонного материала, прижимаемого к поверхности пластины с помощью резинового валика. Процесс удаления материала с пробельных участков формы занимает несколько минут, при этом достигается рельеф до 0,8 мм. Использование технологии тепловой обработки позволяет получать формы с помощью «сухой» обработки, при этом отсутствует процесс вымывания с использованием растворителей. При этом отпадает необходимость длительной операции сушки, и время изготовления печатной формы может быть сокращено до 25 %. [6]

 

 

3.3.2 Технологии СТР

 

Беспленочные способы изготовления флексографских печатных форм лазерной записью обеспечивают более резкие и плотные растровые точки и, в конечном счете, обеспечивают существенное улучшение качества печати за счет значительно большего градационного охвата и контраста изображения с лучшей проработкой светов. Тонкие негативные и позитивные штриховые элементы воспроизводятся с высокой точностью [7].

По  своей сути технология CtP представляет собой управляемый компьютером процесс изготовления печатной формы методом прямой записи изображения на формный материал. Этот процесс, реализуемый с помощью однолучевого или многолучевого сканирования, характеризуется высокой точностью, так как каждая пластина является первой оригинальной копией, изготовленной на основе одних и тех же цифровых данных. В результате удается повысить резкость точек, точность приводки и воспроизведения всего тонального диапазона исходного изображения, снизить растискивание растровой точки, а также значительно ускорить подготовительные и приладочные работы на печатной машине.

Изготовление  флексографских печатных форм по технологии ComputertoPlate может осуществляться двумя способами: прямым лазерным гравированием флексографских форм и с использованием маскированных фотополимеров.

 

3.3.2.1 Технология прямого  лазерного гравирования (LEP)

 

Технология  прямого лазерного гравирования (LEP) предусматривает использование  специальной полимерной пластины из несветочувствительного эластомера, имеющей твердость выше средней. В этой технологии сочетается высококачественный полимерный материал и быстрый способ его обработки с помощью лазера [8].

Технология  базируется на использовании современного и мощного лазера, например, CO2, который  был признан наиболее подходящим для прямого лазерного гравирования.

Технология  прямого лазерного гравирования включает в себя только одну операцию — пробельные элементы на пластине выжигаются ИК-лазером путем возгонки, после чего форма готова к печатанию (рис.4).

 

 

 

 

D и f — апертура и фокусное расстояние линзы;

θ — расходимость луча; d₀ — диаметр пятна

 

Рисунок 4. Схема прямой лазерной гравировки

 

 Хотя эта технология принципиально  проста, она обладает целым рядом  достоинств:

1) достигается экономия на оборудовании  и материалах,

2) экономится время изготовления  формы,

3) прямая передача данных из  компьютера с помощью лазера  позволяет практически исключить  возможные ошибки.

Процесс изготовления формы сводится к следующему: пластину без всякой предварительной  обработки устанавливают на цилиндр  для обработки лазером. Пробельные элементы выжигаются сразу в процессе лазерного облучения.

В процессе обработки контролируется глубина  рельефа и профиль растровых  точек — т. е. вероятность потери мелких деталей сведена к минимуму. После гравирования с формы нужно  удалить частички пыли, с помощью  специального пылесоса или промыв проточной  водой. Изготовленные печатные формы  имеют повышенную тиражестойкость и долговечность, а также высокие изобразительные возможности. Время изготовления формы форматом А4 составляет около 1 часа.

В настоящее  время технология прямого лазерного  гравирования имеет ряд недостатков. Это ограниченный ассортимент пластин  по толщине, высокая энергоемкость, необходимость удаления продуктов  горения, необходимость периодической  замены силовых элементов лазеров  и устойчивость не ко всем видам  печатных красок.

 

 

3.3.2.2 Косвенное лазерное  гравирование

 

Изготовление  флексографских форм по технологии CtP с применением маскированных фотополимеров получило широкое распространение в производстве высококачественной печатной продукции. В качестве основы маскированных фотополимеров используются фотополимеризующиеся композиции, хорошо зарекомендовавшие себя при аналоговом изготовлении печатных форм. Главной отличительной особенностью цифровых формных материалов является наличие тонкого (несколько мкм) масочного покрытия, поглощающего лазерное излучение. Это покрытие удаляется с поверхности формной пластины в процессе экспонирования инфракрасным лазером. В результате на поверхности пластины создается негативное изображение, заменяющее фотоформу при последующем экспонировании УФ-излучением. Поскольку маскированные фотополимеры разработаны на основе традиционных фотополимеров для флексографии, процессы их обработки одинаковы (рис.5).