Качество флексографской печати: роль формы и краски

Часто при печати высококачественной продукции флексографским способом возникают технологические проблемы, связанные, например, с проработкой мелких деталей, выворотных элементов небольшого размера, а также с потерей контраста изображения в процессе печати тиража и невозможностью достижения насыщенных изображений. Зачастую эти проблемы определяются свойствами формного материала и краски, расходных материалов, которые играют одну из основных ролей в достижении качества печатного оттиска.

Несмотря на то, что в мире все большее распространение получает цифровой способ изготовления форм (СtР), в России по-прежнему доминирует традиционный аналоговый способ изготовления форм с применением негативов на сольвентовымывных пластинах.

Воспроизведение мелких элементов

Воспроизведение каких-либо элементов на оттиске зависит не только от характеристик печатного оборудования и анилоксовых валов, но и, в первую очередь, от формного материала. Пластины разных марок имеют разные свойства.

Например, формные пластины фирмы MacDermid марки Flexlight EPIC позволяют без проблем воспроизводить изображение с разрешением 60 лин/см с интервалом тоновых градаций от 2 до 98%, линии толщиной 0,051 мм и отдельно стоящие точки диаметром 0,076  мм. Эти характеристики можно использовать при выполнении дизайна и допечатной подготовки оригинала.

Негативы на глянцевой фотопленке

Известно, что для правильного воспроизведения изображений, особенно растровых с линиатурой свыше 48 лин/см, необходимы «матовые» негативы (на фотопленке с матированной эмульсионной стороной). Однако все репроцентры, как правило, работают для офсетной печати и используют более дешевые глянцевые фотопленки. Даже при наличии собственного фотовыводного оборудования вывод матовых пленок является проблематичным, так как эти пленки относительно дорогостоящие и требуют значительных коррекций в режимах обработки и при составлении рецептур проявляющих растворов.

При экспонировании через глянцевый негатив не возможен идеальный контакт фотоформы и фотополимерного слоя обычных пластин. Из-за неполного контакта на форме появляются пятна или воспроизводятся особо мелкие элементы и тонкие растровые точки. В такой ситуации не поможет ни идеальная вакуумная пленка, ни вакуумный насос. Выходом может быть опять же только сама фотополимерная пластина, а точнее — ее фотополимерный слой. В случае пластины Flexlight EPIC поверхность фотополимерного слоя является оптически матовой, за счет чего даже при работе с глянцевым негативом достигается максимально плотный контакт и возможно воспроизведение с него высоколиниатурных работ со сложными тоновыми переходами. Все остальные фотополимерные сольвентовымывные пластины, представленные на рынке, имеют глянцевую поверхность фотополимерных слоев.

Растискивание

При воспроизведении растровых изображений в процессе печати неизбежно растискивание. Одним из наиболее эффективных способов борьбы с ним является компенсация этого параметра на стадии разработки дизайна и вывода фотоформ.

Но даже при компенсации растискивания полностью избежать его невозможно. Дело в том, что растровая точка, особенно на традиционных аналоговых формах, из-за светорассеяния имеет сечение в виде трапеции. В процессе печати происходит истирание точки (рис.1). В результате этого площадь поверхности точки увеличивается и в итоге — растискивание возрастает, а общий контраст изображения падает. Немаловажно и то, что у первого оттиска характеристики изображения будут одни, а у последнего — другие, и различаться они будут, прежде всего, по контрасту.

Исключить это практически невозможно. Какие-либо технологические новшества, например, использование липкой ленты, гильз с компрессионным слоем или же совершенных печатных машин, решить эту проблему не могут. Решение может быть только в свойствах печатных форм.

Фотополимерный слой пластины Flexlight EPIC состоит из двух частей (рис. 2). Верхняя часть этого слоя более твердая, чем нижняя. Из-за оптических свойств составляющих этого полимера эффект светорассеяния чрезмерно не сказывается на форме верхней части точки. Она формируется прямоугольной в сечении. Нижняя же часть является трапецеидальной и, если так можно выразиться, берет на себя все «негативное» при экспонировании, а именно излишнее светорассеяние. Эта многослойность оказывает значительное влияние на основное прямое экспонирование, так как в процессе этой операции УФ-излучение воздействует на эти два слоя. И практически не оказывает никакого влияния на оборотное экспонирование, так как на верхний более твердый подслой УФ-излучение в процессе обратного экспонирования не действует (оно просто не доходит до него). При этом очувствления этого верхнего подслоя не требуется, так как его составляющие изначально восприимчивы к УФ-излучению и не содержат ингибиторов (органических веществ, тормозящих фотополимеризацию). Формирование основания печатающих элементов происходит только за счет нижнего, более мягкого слоя. Стоит отметить, что многослойность также не влияет и на процесс вымывания, так как эти слои представляют собой единое целое еще до полимеризации. И в случае отсутствия их полимеризации одновременно удаляются щетками под действием вымывного раствора.

Сечение точки показано на рис. 3. Ее  трапецеидальная форма является своего рода компрессионной основой, компенсирует возможные перепады давления в процессе печати и обеспечивает прочное прикрепление. Твердая часть составляет примерно 5% всего фотополимерного слоя и прочно сцеплена с нижней более мягкой частью. Эти части состоят из подобных веществ, но с введением добавок, определяющих различную их твердость. Твердость этих слоев различается на 10–15 ед. по Шору  А. Сами составляющие этих слоев (олигомеры и мономеры) являются представителями одного класса (олигоэфир- и олигоуретанакрилатов), что определяет унифицированность их печатно-технических свойствах. В случае пластины EPIC толщиной 1,14 мм эти слои имеют разные цвета (верхний — темно-зеленый, нижний – красный), а в случае других толщин (1,7; 2,29; 2,54; 2,7; 2,84 и 3,18 мм) — единый светло-зеленый цвет.

Благодаря этим свойствам полимера размер точки, который задан при экспонировании формы (на негативе), практически не меняется в процессе печати тиража.

Воспроизведение растровых и выворотных элементов

Другая часто возникающая проблема  — невозможность воспроизведения одновременно тонких растровых и выворотных плашечных элементов на одной форме. Из-за особенностей распространения УФ-излучения и протекания реакции фотополимеризации в слое особо тонкие выворотные элементы имеют тенденцию затекать и не воспроизводиться (рис. 4), так как для формирования, например, 2% растровой точки необходимо большее время экспонирования, чем для выворотки на плашке.

Выходом может служить маскирование, когда после определенного времени экспонирования изображение с вывороткой закрывают непрозрачным для УФ-излучения материалом. Но это неудобно, и в случае полной загрузки формного участка велика вероятность того, что оператор просто забудет это сделать.

Другим выходом может служить раздельный вывод плашечных и растровых элементов на различные негативы и, соответственно, печатные формы. Но это возможно только при наличии большого числа секций на печатной машине и ведет к излишнему расходу фотопленки, формного и красочного материала, а также к снижению производительности и повышению себестоимости продукции.

Гораздо лучшим способом решения проблем может быть пластина, фотополимерный слой которой имеет широкий диапазон экспонирования, благодаря чему даже при значительном увеличении времени засветки затягивания выворотки на плашках и «проседания» растровых точек в тенях не наблюдается. При увеличении времени воздействия УФ-излучением на пластине Flexlight EPIC (рис. 5) не происходит расширения уже ранее заполимеризованной части полимера, то есть уменьшения размеров незаполимеризованной части (выворотного элемента). Этот эффект, как указывалось выше, определяется широким диапазоном экспонирования, что в свою очередь зависит от природы олигомеров и мономера фотополимерного слоя.

Плашечные элементы

Как получить насыщенные плашечные изображения на оттиске, если на форме имеются и растровые элементы? Можно увеличить давление в зоне печати, но при этом будет наблюдаться «перетискивание» (очень высокое растискивание) растровых элементов, а тонкие выворотные элементы могут затекать и не воспроизводиться.

Достичь высокой насыщенности плашек при минимальном растискивании растровых элементов, то есть при минимальном давлении, можно благодаря свойствам самого фотополимерного слоя и красок. Если печатающая поверхность является шероховатой, то есть развитой с неоднородной структурой микронеровностей, то она хорошо воспринимает и передает на оттиск красочный слой (рис. 6). Высота микронеровностей верхнего слоя пластины Flexlight EPIC лежит в пределах 2–6 мкм. В флексографских красках вне зависимости от состава, как правило, используется мелкодисперсный пигмент с величиной от 2 до 6 мкм. Такое совпадение размеров позволяет форме оптимально воспринимать частицы краски и передавать их на оттиск. Но и этого может быть недостаточно для достижения высококонтрастных насыщенных ярких изображений, если краска не отличается высоким содержанием пигмента. Как правило, многие флексографские краски имеют концентрацию пигмента от 15 до 30%.

Краски формы Van Son, как на водной, так и на спиртовой основе, содержат от 30 до 40% пигмента. Соответственно, сама величина частицы пигмента не превышает 2–4 мкм, что позволяет работать даже с высоколиниатурными анилоксовыми валами (500 лин/см и выше). За счет этого красочный слой даже при минимальной толщине яркий и насыщенный.

Проблемы, связанные с потребительскими свойствами оттиска (истиранием, откалыванием и т. д.), чаще всего решаются путем применения красок со специальными прочностными свойствами. Отметим, что краска Van Son имеет высокие показатели на истирание и устойчивость к различным воздействиям (в том числе и к свету).

Мы рассмотрели далеко не все возможные дефекты, встречающиеся в производстве качественной упаковки и этикетки. Однако описанные пути решения этих проблем помогут не только оптимизировать флексографский процесс в целом, но и предотвратить появление новых видов брака.

Все вышеописанное может быть отнесено и к печати на гофрокартоне и других неравномерных толстослойных материалах, но здесь, правда, есть свои особенности.

Статья опубликована в № 5 журнала "Флексо Плюс" за 2002 г.