|
|
|
|||||||||||||||
Флексография – кентавр полиграфии
Поскольку далее будут изложены, за исключение исторических фактов, мысли вслух, хотелось бы сразу оговориться, что я не собираюсь любой ценой отстаивать как истины свои мысли и взгляды профессионального полиграфиста. Очевидно, что человек по существу, и как социальный индивидуум, особенно в наш век, не может мыслить независимо. Поэтому, когда человек обнародует свои мысли, он не только вносит свои мысли в общую копилку, но и учится на критических отзывах. Однако есть и другая сторона, и может быть она самая важная. Если обнародуемые мысли станут катализатором для коллективного творчества, высветят проблему, подтолкнут других на обнародование своих мыслей и взглядов, то все было не напрасно. В данном изложении хотелось бы рассмотреть флексографию как целое и как один из способов печати со своими сильными сторонами, ради чего она и была изобретена. Флексографский способ печати дает качество оттиска сравнимое с офсетным способом, но по разнообразию запечатываемого материала с ним может соперничать только способ глубокой печати, который при малых тиражах очень и очень неэкономичен и себестоимость единицы продукции очень высока из-за высокой себестоимости печатной формы. Разнообразие запечатываемого материала (бумага, картон, различные виды тонких синтетических пленок, металлическая фольга) диктует еще одно условие: печать должна быть рулонной.
О терминах договариваются
А флексографские печатные машины это печатные машины, в состав которых преобладающее количество печатных секций работает на базе способа флексографской печати. Так как первоначально (в начале нашего столетия) в этом способе печати использовались анилиновые синтетические красители, то способ определялся терминами «анилиновая печать» или «анилиновая резиновая печать». Термин «анилиновая печать» использовался и в первых работах на русском языке, посвященных этому способу.
История состоит из историй
Точно дату изобретения флексографии назвать трудно. Известно, что еще в середине XIX столетия анилиновые красители использовались при печатании обоев. Анилин - это ядовитая бесцветная малорастворимая в воде жидкость. Анилиновые красители использовались главным образом в текстильной промышленности. Понятие «анилиновые красители» было распространено позже на все органические синтетические красители вообще. Но в настоящее время это понятие считается устаревшим. Другой важной технической предпосылкой для появления флексографии явилось изобретение эластичных резиновых форм. Они были предназначены для изготовления резиновых штемпелей-печатей. Основным материалом для осуществления способа служил естественный каучук - эластичный материал растительного происхождения. В настоящее время основой для изготовления резиновых печатных форм служит синтетический каучук. Новый этап в развитии флексографии наступил около 1912 г., когда начали изготовлять целлофановые мешки с надписями и изображениями на них, которые были отпечатаны анилиновыми красками. Расширению области применения флексографии способствовали определенные преимущества этой разновидности способа высокой печати перед классическими способами, особенно там, где не требовалось получения высококачественных оттисков. Формы высокой печати изготовлялись раньше только из дерева или металла (типографского сплава - гарта, цинка, меди), но с появление эластичных печатных форм в флексографии, в высокой печати стали изготовлять печатные формы и из фотополимеров. Различие между печатными формами высокой классической печати и флексографии только в твердости печатающих элементов. Даже такое небольшое различие в физических свойствах «твердое – эластичное» привело к сильному расширению области применения принципиально одинаковых способов печати. Чтобы получить высококачественные оттиски в высокой печати, нужно обеспечить плотный контакт между печатающими элементами формы и воспринимающей поверхностью. Это может быть достигнуто за счет упругих деформаций элементов формы или давящей поверхности. Для твердых печатных форм классического способа высокой печати упругое сжатие практически отсутствует даже при повышенном давлении. А упругое сжатие необходимо, чтобы компенсировать недостатки печатной формы, поверхности запечатываемого материала и давящей поверхности. Основной недостаток - это неровности касающихся поверхностей, между которыми создается давления, необходимого для переноса краски с печатающих элементов формы на запечатываемую поверхность. Поэтому для получения качественного оттиска между давящей и воспринимающей поверхностью помещают упругую прокладку - декель. Этими же соображениями вызывается и необходимость в использовании приправки (приправка - метод усиления давления на отдельные участки печатной формы способа высокой печати путем подкладывания слоев бумаги под декель печатного цилиндра с целью выравнивания давления между касающимися поверхностями печатающих элементов и запечатываемого материала). Однако применение сравнительно больших удельных давлений при печатании (порядка 30-50 кг/см2) приводит к повышенному износу печатных форм, а это уже экономический фактор. Тиражестойкость печатной формы падает и при печати больших тиражей вместо одного комплекта печатных форм приходится изготавливать несколько одинаковых комплектов. Изнашивание печатной формы (в высокой печати, выступающие печатающие элементы стираются и таким образом меняют свой размер, как по площади, так и по высоте) сказывается и на качество печати. Офсетная печать с передачей красочного изображения через эластичное промежуточное звено (офсетное полотно на поверхности офсетного цилиндра) позволила в значительной степени устранить указанные недостатки. Качественные оттиски в этом случае могут быть получены при давлении около 5 кг/см2. Таким образом, была устранена необходимость в декеле и приправке. Вместе с тем офсетный способ усложняет технологический процесс получения красочного оттиска. Вводится лишний перенос красочного слоя, отсутствующий в способах с непосредственной передачей краски с поверхности печатной формы на воспринимающую поверхность запечатываемого материала. В офсетной печати можно использовать в качестве запечатываемого материала грубые бумаги без увеличения давления печати. Способом высокой печати тоже можно печатать на грубых бумагах, но при этом необходимо увеличение давление печати и отсюда реальность возникновения рельефа на оттиске. И чем бумага (картон) тоньше, тем рельеф становиться более заметным. Сравнение с кентавром не является художественный прием. Флексография как бы соединяет в себе преимущества высокой и офсетной печати и, вместе с тем, она лишена недостатков этих способов, которые были рассмотрены и выделены. Именно это и способствовало расширению сфер использования флексографии. Первоначально метод использовался для запечатывания бумажных и целлофановых пакетов и других упаковочных материалов. В 1929 г. его 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.
Технология состоит из процессов, материалов, оборудования и контрольных операций и приборов
Печатные формы
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 (вырезает специальными резцами различного профиля) 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. Для промышленных целей печатные формы не делают из линолеума. Для этой цели используют, как правило, офсетное резинотканевое полотно (пластины). Полученные гравированием печатные формы используют, и это очень распространено в последнее время при изготовлении форм при фрагментарном лакировании. Лакирование как технология – это тот же флексографский способ печати с применением эластичных фотополимерных печатных форм, но вместо печатной краски используют лак, который наносят на оттиск. Повышение качества печати является одной из причин для использования различных формных пластин во флексографии. Именно оно предъявляет новые требования к свойствам ультратонких 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, отсутствие забивания краской пробельных участков формы и лучшая градационная передача полутонов на оттиске. От последнего поколения фотополимерных формных пластин ожидают много. Печатные формы на их основе должны быть совместимы со всеми типами красок - не только с водоразбавляемыми красками или с красками на основе различных растворителей, но и с красками ультрафиолетового отвердения, обладая стойкостью к набуханию. 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 использование пластин 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 рельефаобразующего 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 давления, тем лучше для достижения конечной цели. С другой стороны, чем выше давления, 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 ее к расслаиваю. Понятно, что здесь необходим компромисс или новая идея. При использовании обычных формных пластин, то 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. Детальное обсуждение печатной формы для флексографской печати продиктовано тем, что в ней и заложены сильные стороны этого способа печати. Суть флексографии – эта особенность печатной формы, все остальное работает на нею усиливая положительные факторы. Далее еще не раз вернемся к печатной форме, когда будем анализировать остальные составные звенья технологии.
Флексографские машины
Первая машина анилиновой печати, работающая с рулона на рулон, была пущена в эксплуатацию в 1914 г. Она послужила предшественницей наших сегодняшних флексографских печатных машин. Всего в мире несколько десятков фирм-изготовителей разрабатывают, производят и продают десятки моделей печатных машин различной красочности, под различную ширину запечатываемого материала, с разными видами отделки, поэтому правильнее было бы говорить не о машинах, а о печатно-отделочных линиях и агрегатах. Все выпускаемые на сегодняшний день флексографские печатные машины (линии, агрегаты) можно разделить: · по конструкции - на машины секционного и планетарного построения, а также на машины со встраиваемыми печатными секциями; · по форме запечатываемого материала – на листовые и на рулонные машины; · по ширине рулона запечатываемого материала - на широко - и узкорулонные (узкоформатные), хотя деление по этому признаку представляется достаточно условным. Граница между ними - примерно 500-600 мм ширина запечатываемого материала; · по виду запечатываемого материала – на машины для печати на гофрокартоне, на газетные флексографские печатные машины и на универсальные печатные машины. В свою очередь, машины секционного построения по расположению печатных секций можно разделить на горизонтальные линейные и вертикальные линейные (ярусные) машины. Кроме того, машины могут включать только флексографские печатные аппараты, но могут быть и комбинированными - с аппаратами флексографской, трафаретной, офсетной и высокой печати. Обычно комбинированными являются узкорулонные печатные машины.
Сделаем небольшой исторический экскурс.
Однако только после появления фотополимерных печатных форм в 70-е годы флексографская печать приобрела по-настоящему большой вес. Тогда и стала возможной качественная растровая печать. В 1980 г. в газетных типографиях США были впервые установлены и опробованы флексографские печатные секции и в последующие годы появились первые флексографские газетные печатные машины, наибольшая скорость печати, в которых достигла 12 м/с. Приблизительно в то же время некоторые из машиностроителей этой отрасли разработали рулонные машины для печатания на гофрокартоне шириной от 2200 до 2500 мм, и им удалось выпустить на рынок такие машины как секционного, так и планетарного построения. Вследствие этого для флексографской печати открылась новая обширная область рынка - печатание на гофрокартоне. С тех пор, уже много лет, проблему прямого печатания на гофрокартоне можно считать в значительной степени решенной. Но одновременно с этого началось и строительство флексографских печатных машин для печатания на материале шириной 300-400 мм. Эти малые секционные и планетарные печатные машины применяются почти исключительно для печатания и изготовления этикеток и малоформатных упаковок из тонкого картона. Попытаемся понять, почему возник этот тип печатных машин. Противоречие малый тираж – высокая скорость рулонной печати может быть снята только работой с узким рулоном. При работе с узким рулоном динамические нагрузки машины резко уменьшаются, а деформационные воздействия на полотно рулона (перекос, растяжение, биение и пр.), тем меньше, чем меньше ширина рулона. Меньше динамических нагрузок на узлы машины, меньше деформационных воздействий, следовательно, упрощенная конструкция самой печатной машины в целом и проводящих и компенсирующих устройств, в частности. А это все сказывается на конечной цене машины. Продолжим наши рассуждения дальше. Меньше динамических нагрузок (вибраций), меньше деформационных воздействий и как следствие этому – выше качество печати. Именно то, что необходимо в идеале для высококачественной печати этикеток и малоформатной упаковки небольшими повторяющимися тиражами. Принимая во внимание дополнительные возможности, появляющиеся в последние годы, и успешную практику эксплуатации 8-красочных планетарных машин, можно смело утверждать, что в полиграфической промышленности флексографская печать встала в один ряд с офсетной и глубокой печати. Флексографские печатные машины всех уже указанных групп применяются для запечатывания различных упаковочных материалов - от тончайших синтетических пленок до толстого картона и гофрокартона различных типов. Эти машины используют для печатания обоев, этикеток, газет, книг, школьных тетрадей и других специальных изделий. Каждую область применения машин не имеет смысла рассматривать обособленно, так как независимо от вида продукции машины одной и той же группы строятся, в основном, одинаково. Чрезвычайно важно верно выбрать машину в соответствии с ее назначением, чтобы в каждом случае получить оптимальный результат. И так.
Печатные машины со встраиваемыми печатными секциями
При этом получается экономия по сравнению с производимыми раздельно печатью и обработкой, так как не требуются ни лишние перевозки полуфабрикатов, ни дополнительные помещения, ни дополнительный обслуживающий персонал, а количество отходов существенно снижается. Встраиваемые секции делаются для ширины запечатываемого материала от 250 до 3200 мм. В зависимости от производительности обрабатывающих устройств скорость движения материала достигает 400 м/мин. На рынке чаще всего встречается 3- окрасочные секции, однако строятся и 1-красочные секции, а наибольшая красочность одной секции - 6. За малым исключением, встраиваемые секции имеют ярусное построение, при котором в каждой печатной секции устанавливается индивидуальный печатный цилиндр. Простые встраиваемые секции нельзя использовать для печатания всех видов многокрасочных изображений и поэтому важно четко представлять себе технические возможности и границы применения каждого из их устройств. На простых встраиваемых секциях, как правило, печатают штриховые изображения в виде штриховых рисунков, плашек и текста. Отличительная черта флексографских печатных машин со встраиваемыми печатными секциями это постоянство габаритных размеров печатной машины в целом, так как на общей платформе подготовлены гнезда для встраиваемых печатных секций. Во время эксплуатации машины можно докупать и встраивать дополнительные печатные секции. В машине по габаритам ничего не меняется. В этом и сильная сторона данной конструкции – однажды установленная в рабочем помещении можно увеличивать ее красочность без изменения габаритов и самой машины в целом.
Печатные машины ярусного (вертикального линейного) построения
Ярусные машины используются для печатания на различных, но обычно, как правило, нерастягивающихся материалах. Точность продольной приводки в таких машинах достигает в настоящее время ±0,2 мм. Для печатания на растягивающихся материалах и для получения более точной приводки на нерастягивающихся материалах применяются планетарные машины. В ярусной секционной шестикрасочной машине можно печатать или 6 красок на одной стороне ленты, или 5 красок на лицевой стороне и 1 краска на обороте, или соответственно можно печатать 4+2 или 3+3 красок. Скорость печати в машинах ярусного типа достигает 400 м/мин, ширина материала составляет от 250 до 2500 мм.
Печатные машины с планетарным построением печатного аппарата
Сердцевиной планетарной машины является общий печатный цилиндр, радиальная точность (геометрическая форма цилиндра) которого должна быть очень велика, а его температура - строго постоянной во время печатания всего тиража. Планетарные машины более дорогие и металлоемкие, но, тем не менее, они применяются для печатания не только на растягивающихся пленках и фольге, но и для печатания на нерастяжимых материалах, многослойных материалах и бумаге, если требуется более высокая точность приводки красок на оттиске. Применяются эти машины и для печатания обоев, и для печатания на гофрокартоне. Самые большие машины строятся с диаметром печатного цилиндра более 2000 мм для печатания на материале шириной до 2500 мм. На этих машинах достигнута скорости печати до 250 м/мин, в то время как на секционных машинах - до 400 м/мин.
Секционные печатные машины с горизонтальным линейным расположением печатных секций
Для этих машин характерно, что в каждой печатной секции запечатывается только одна краска. Печатные секции располагаются на одном уровне, одна за другой последовательно и связываются между собой карданным валом либо другим подобным силовым механизмом. Эти машины занимают большую площадь и требуют значительных капиталовложений. Поэтому имеет смысл использовать их для печатания больших тиражей на высокой скорости. Вначале эти машины использовались для печатания на алюминиевой фольге, а впоследствии - и для печатания на бумаге и картоне. Сильная сторона этих машин является длинный путь ленты в сушильном устройстве между соседними печатными секциями, благодаря чему можно на большой скорости печатать с наложением красок на оттиске в процессе печатания в двух соседних секциях. Скорость движения запечатываемого материала достигает в современных высокопроизводительных машинах этого типа до 600 м/мин (10 м/с). Из-за этого в таких машинах между печатными секциями устанавливаются регистровые валики (чтобы корректировать ошибки продольной приводки красок). Безусловно, в этих машинах могут применяться поворотные штанги и, таким образом, можно использовать различные варианты проводки ленты для ее запечатывания только с лица или с лица и оборота нужным числом красок. Этой возможности лишены флексографские печатные машины выше рассмотренных типов построения - машины с планетарным построением печатного аппарата и машины со встраиваемыми печатными секциями. С другой стороны, большой путь ленты между печатными аппаратами приводит к трудностям с приводкой красок на оттиске. Встречаются в этих машинах и конструкции печатных секций, в которых можно отставлять формный цилиндр вместе с красочным аппаратом, чтобы при смене тиража сократить время простоя машины. В последнее время на рынке флексографских печатных машин появились модели, в которых некоторые из печатных секций могут переоборудоваться с флексографского способа печати на способ глубокой печати. На основе этого можно получить комбинированную машину - агрегат. Следует упомянуть и о таком варианте построения секционных печатных машин, когда каждая печатная секция является 2-красочной, и во время работы одной половины секции (одна краска) производится переналадка второй половины на печатание следующего тиража. Тогда для перехода к печатанию нового тиража требуется всего лишь несколько минут. Последним этапом развития этого типа машин явилось такое построение печатной секции, когда смена форм для нового тиража может производиться без остановки машины, на ходу.
Комбинированные линейные секционные печатные машины и агрегаты
Появились машины для каширования (припрессовки, соединение двух материалов)), запечатывания шестью красками алюминиевой фольги с последующим тиснением и перфорацией оттисков. И это все с соблюдением необходимой точности продольной приводки для всех технологических операций. Появилась возможность изготовлять в линии подходящие материалы, необходимые для автоматической упаковки различных пищевых продуктов, такие как масло и маргарин. Затем появились комбинированные машины, объединяющие флексографскую и глубокую печать с последующим лакированием. В области изготовления упаковочной продукции благодаря разработке процесса каширования без выделения паров растворителей возникла возможность получить за один прогон многослойную пленку с изображением на одном из внутренних слоев, отпечатанным флексографским способом. Все названные выше линейные секционные агрегаты позволяют экономить время, материалы и трудозатраты и сократить потребность в транспортировке полуфабрикатов. Однако создан и вариант агрегата на основе планетарной флексографской печатной машины. К печатной машине добавлены одна или две секции глубокой печати, служащие для запечатывания ленты и, непосредственно за этим, нанесения на ее оборотную сторону ПВДХ (поливинилденхлоридного) покрытия или клеевого слоя с соблюдением требуемой приводки. Исторически так сложилось, что изобретение флексографской печати было вызвано потребностью массового изготовления упаковочной продукции. Развитие этого способа печати проходило параллельно с созданием агрегатов, не только запечатывающие упаковочный материал, но и изготовляющие упаковку и даже заполняющие упаковку содержимым. Поэтому современные флексографские печатные машины это линии, содержащие не только печатные секции, но и полный набор звеньев, необходимых для качественного изготовления этикеток и упаковок, отвечающих современным требованиям рынка.
Печатная машина это печатный аппарат плюс антураж
Печатный аппарат у флесографских печатных машин по конструкции намного проще, чем у машин высокой и особенно по сравнению с машин офсетной печати. Он состоит в своей классической схеме из двух цилиндров – формного и печатного, и один абсолютно простой и короткий красочный аппарат.
Красочные аппараты
В настоящее время наибольший интерес представляют два типа красочных аппаратов: дукторный (двухцилиндровый), и ракельный, причем в последнее время в новых машинах чаще встречается ракельный тип. Дукторные красочные двухцилиндровые аппараты впервые появились много лет назад, длительно совершенствовались и до сих пор применяются во многих флексографских печатных машинах. Они относительно просты в обслуживании и наладке, имеют весьма гибкие технические возможности и недороги. Эти красочные аппараты состоят из дукторного валика, растрированного (анилоксного) цилиндра и красочного корыта.
Дукторный валик
В машинах большой ширины печати между дукторным валиком и растрированным цилиндром возникает чрезмерно большое гидравлическое давление, из-за чего дукторный валик прогибается в середине. Тогда в процессе печатания в этой зоне передается слой краски увеличенной толщины. Чтобы этого избежать, в некоторых случаях при шлифовке придают дукторному валику слегка бочкообразную форму. При заказе дукторных валиков следует сообщить поставщику, какие растворители будут применяться в флексографских красках. В противном случае резиновый слой может разбухнуть или начать разрушаться. Так как сейчас все чаще применяются красочные ракельные аппараты, то можно предположить, что в будущем применение дукторных валиков еще более сократится. Прижим дукторного валика к растрированному цилиндру также имеет большое значение для равномерной передачи краски между ними. Прижим с обеих сторон должен быть одинаковым и не чрезмерным, иначе возможен прогиб цилиндров. Это уже приводит к нарушению равномерности подачи краски на печатную форму. Изменением межцентрового расстояния между дукторным валиком и растрированным цилиндром можно регулировать количество подаваемой на форму краски. Это является большим достоинством красочных аппаратов данного типа. Недостатком их является то, что при изменениях скорости работы меняется и количество подаваемой на форму краски, что ведет к изменениям плотности оттисков. Чтобы этого избежать, требуется устанавливать в контакте с растрированным цилиндром ракель, тогда, на форму передается только та краска, которая находится в ячейках растрированного цилиндра, а краска с его поверхности полностью снимается. На этом основании в последние годы стали оснащать дукторный красочный аппарат еще и ракельным устройством. Ракель прижат к растрированному цилиндру сверху и во время вращения снимает с его поверхности избыток краски, подобно тому, как это происходит в аппаратах глубокой печати, где ракель прижат к поверхности формного цилиндра. При этом происходит постоянный износ поверхности растрированного цилиндра, который в обычных безракельных дукторных аппаратах незначителен. Тем не менее, продолжаются разработки ракельных аппаратов в связи с повышением требований к качеству особенно, растровых полутоновых оттисков, и поиски новых решений. Одно из них - это красочный аппарат ракельного типа. Одноцилиндровый он как бы дополняет еще не потерявший своего значения двухцилиндровый аппарат дукторного типа. Этот новый вариант построения красочного аппарата для флексографских печатных машин возник недавно и за короткое время успел распространиться повсеместно в новых машинах, предназначенных для высококачественной печати. Красочный одноцилиндровый аппарат состоит из прижатого к формному цилиндру растрированного (анилоксового) цилиндра, ракельного устройства и красочного корыта. Многие ракельные устройства снабжены механизмами осевого возвратно-поступательного перемещения ракеля для удаления попадающих на него загрязнений и посторонних частиц в краске. Вначале в Европе была принята только «попутная», или позитивная, установка ракепя, а в США делали и устройства со встречной, или негативной, установкой ракеля. Почти все флексографские машины, предназначенные для высококачественной растровой печати, оснащаются сейчас красочными ракельными аппаратами. Эти аппараты обеспечивают нанесение тонкого, равномерного и строго определенного по толщине красочного слоя по всей длине образующей формы при всех скоростях работы машины. Очень важно точно прижать ракель к цилиндру с минимально необходимым усилием, так как иначе происходит усиленный износ поверхности растрированного цилиндра. Красочный ракельный аппарат имеет и некоторые слабые стороны. Кроме повышенного износа поверхности растрированного цилиндра к недостаткам можно отнести и определенная зависимость толщины слоя краски, наносимого на форму, от линиатуры растра на цилиндре. Поэтому приходится применять различные растрированные цилиндры с различной линиатурой при печатании изображений разного рода: текста, плашек или полутоновых растровых иллюстраций, т.е. менять растрированные цилиндры при изменении характера изображения. Это требует увеличения капиталовложений - нужны сменные растрированные цилиндры - и увеличения затрат времени на переналадку машины при переходе на печатание нового тиража. Однако, очень сильная сторона красочных ракельных аппаратов это точная подача тонкого слоя краски на форму для получения хорошего и стабильного качества флексографских оттисков. Стабильная подача особенно тонкого слоя краски на форму под силу только ракельным аппаратам. На основе положительных результатов, полученных при работе со встречным ракелем, были разработаны и установлены на многих флексографских печатных машинах в той или иной степени закрытые щелевые красочные камеры, сделанные из алюминия, оснащенные установленным на выходе из камеры негативным ракелем. Достоинствами такой камеры являются равномерная подача краски по всей ширине под небольшим давлением, незначительная циркуляция краски, минимальное испарение растворителей благодаря использованию закрытой системы, щадящие условия работы для растрированного цилиндра благодаря специальному устройству подвески всей камеры и возможность простой и быстрой смывки аппарата при смене краски. Запатентована конструкция красочной системы с камерным ракелем lnkJector. Она состоит из двух камер, разделенных маленькой узкой перегородкой. Обе камеры соединяются с помощью небольшой щели (менее 4 мм), которая расположена в верхней части перегородки. Краска или лак накачивается в первую «подающую» камеру под низким давлением. Низкое давление жидкости и вращение анилоксового вала способствуют поступлению краски или лака ко входу в щель с одинаковой линейной скоростью по всей образующей анилоксового цилиндра. Течение краски в щели сопровождается высоким местным гидравлическим давлением, создаваемым в зазоре. Когда ячейки анилоксового вала проходят подающую камеру, они на 80% наполнены воздухом. Под воздействием сил, возникающих в зазоре, краска или лак затекает на дно ячеек, вытесняя из них воздух вместе со старой краской или лаком. Вытесняемый воздух из второй «выпускной» камеры выводится вместе с излишками краски. Две силы влияют на процесс, происходящий внутри ячеек. Первая сила, упоминавшаяся ранее локальное высокое гидравлическое давление. Но давление само по себе, невзирая на его высокое значение, действует лишь на поверхность краски в ячейке, не влияя на ее внутренние слои у поверхности анилоксового цилиндра. Вторая сила - перепад давления - является причиной возникновения вихревого потока внутри ячеек. При этом воздух и отработанные жидкости не задерживаются на дне ячейки. Как только воздух и излишки краски проходят через зазор в выпускную камеру, давление снова падает. Система lnkJector позволяет равномерно подавать краску по всей ширине печатного поля и получать повышенную оптическую плотность, одинаковую по всему оттиску. Поскольку количество передаваемой краски уменьшено, меньше времени требуется для сушки. А это в свою очередь ведет к увеличению скорости печати и производительности. Результат печати более предсказуем, что особенно важно при повторной печати заказа. lnkJector устраняет такие проблемы, как тенение, вспенивание краски и ее утечку. Благодаря высокой стабильности система допускает минимальный натиск между формным и печатным цилиндрами и анилоксовым цилиндром. При остановках машины формный цилиндр должен отводиться от печатного цилиндра, чтобы не происходило прилипание запечатываемой лента к поверхности печатной формы. Это производится путем небольшого подъема формного цилиндра по вертикали или небольшого его смещения по горизонтальному направлению. Одновременно формный цилиндр нужно остановить и отвести от красочного аппарата, чтобы на форме не скапливалась краска. Формный цилиндр при выключенном натиске должен останавливаться для смывки формы и, при необходимости, внесения небольшой корректуры. Валики и цилиндры красочного аппарата должны в это время вращаться, чтобы краска не засыхала на их поверхностях. От растровой флексографской печати с программным управлением остается один небольшой шаг до модифицированной, а именно, глубокой непрямой (косвенной) печати. Найдена возможность печатать этим способом на флексографских машинах, устанавливая там формные цилиндры глубокой печати. Качество оттисков, получающихся при этом, близко к качеству оттисков глубокой печати. Этот специальный способ печати может применяться для печатания на шероховатых поверхностях и на растягивающихся материалах, которые нельзя запечатывать в обычных машинах глубокой печати. По такому принципу могут строиться и планетарные машины. Вместо обычного формного цилиндра в этом случае к печатному цилиндру прижимается цилиндр с резинотканевой обтяжкой или обрезиненный валик такого же диаметра, что и формный цилиндр глубокой печати. Это значит, что для каждого формного цилиндра определенного диаметра должен иметься обрезиненный валик того же диаметра, который устанавливается на том месте, где в обычной флексографской машине устанавливается формный цилиндр. На месте растрированного цилиндра устанавливается формный цилиндр глубокой печати, а на месте дукторного валика устанавливается ракельное устройство, отрегулированное для определенной подачи краски. Все другие элементы и устройства печатной секции остаются теми же, что и при флексографской печати. С точки зрения техники этот способ печати не встречает значительных трудностей, хотя и возникают проблемы с красками и резиновыми обтяжками. Следует помнить, что краска при передаче от формного цилиндра не должна засыхать на промежуточном цилиндре, но после передачи на запечатываемый материал должна закрепляться в очень короткий промежуток времени, до наложения следующей краски. Это ограничивает производительность машины данного типа. Скорость печати на них, в зависимости от типа промежуточного сушильного устройства не превышает 150 м/мин. Этот способ в последние годы теряет свое значение, так как появилась возможность печатать на растягивающихся материалах при соблюдении хорошего качества приводки на обычных машинах глубокой печати. Качество флексографской растровой печати за эти годы значительно улучшилось благодаря продолжавшемуся совершенствованию печатных машин и использованию фотополимерных формных пластин. Эта конкуренция приводит к сильному сближению возможностей двух способов печати, что может привести к мощному импульсу развития глубокой печати, которая недостигаема для других способов печати по критерию качества печати полутоновых изображений.
Растрированный цилиндр
Для нанесения ячеистой растровой сетки на поверхность растрированного цилиндра существуют различные способы: 1. Накатка, при которой на поверхности цилиндра одновременно развальцовывается множество ячеек. 2. Электронное гравирование алмазным резцом, при котором каждая ячейка обрабатывается отдельно. При этом процессе инструмент вдавливается в материал, происходит его уплотнение и образование углубленных ячеек. 3. Травление (фотохимический способ, применяемый для изготовления формных цилиндров глубокой печати). 4. Электронное гравирование на гелиоклишографе, при котором штихель выбирает объем ячеек. 5. Лазерное гравирование керамического слоя (например, оксида хрома), при котором материал из ячеек испаряется. Растровые ячейки чаше всего делаются в виде пирамид с острой вершиной или в виде усеченных пирамид. Ячейки обычно образуются непосредственно на поверхности стальной трубы или, при тонких (высоколиниатурных) растрах, в слое меди, покрывающем стальную поверхность. В настоящее время часто применяются цилиндры с диагональным крестообразным растром с линиатурой 140 линий/см; растровые линии направлены под углом 45° к оси цилиндра. При печатании плашек часто используют растр 60 линий/см, при лакировании - растр 40 линий/см. Для высококачественной полутоновой растровой печати применяют растр с линиатурой 170 линий/см и выше. Очень важно, чтобы при покупке новой машины были четко сформулированы требования к растру, иначе невозможно будет получить нужную толщину слоя краски, так как растрированный цилиндр может передавать ее в зависимости от параметров ячейки больше или меньше, чем нужно. Для повышения тиражестойкости растрированных цилиндров уже много лет ведется работа по определению наилучшего, наиболее твердого типа их поверхности. Часто эта задача решается путем специального хромирования, или двойного хромирования, которое значительно увеличивает износостойкость поверхности. Другой путь - нанесение керамического покрытия. Поверхность получалась весьма твердой и одновременно пористой. Новый тип растрированных цилиндров это керамические цилиндры, гравированные лазером. Уже сейчас такой цилиндр в совокупности с камерным ракельным устройством является, как уже говорили в разделе «красочные аппараты», наиболее современным краскопитающим устройством.
Формные цилиндры
Формные цилиндры снабжаются продольными и поперечными рисками, чтобы упростить размещение фрагментарных печатных форм при их наклейке. Все формные цилиндры должны устанавливаться таким образом, чтобы их можно было бы быстро и легко заменить. Таким образом, и простои машины при смене тиража сведены к минимуму. Поэтому очень важно иметь простые в обслуживании подшипниковые замки. В основном современные флексографские печатные машины оснащаются подъемниками, чтобы облегчить обслуживающему персоналу смену формных цилиндров. Диаметр формного цилиндра определяют исходя из требуемого формата, т.е. длины оттиска, с учетом толщины формы и клейкой ленты. Значения этих толщин могут быть весьма различными, поэтому изготовителям формных цилиндров очень важно знать все эти размеры. При покупке машины следует точно задать «цену деления», чтобы знать, с каким шагом можно менять длину оттиска и как рассчитывать зубчатые колеса для привода формного цилиндра и всей машины. Новинкой является применение гильз, в частности, тонких гильз из никеля или синтетического материала, которые с помощью сжатого воздуха раздуваются и надеваются или натягиваются на базовый формный цилиндр, который может быть строго цилиндрическим или иметь небольшую конусность. Около 90% всех новых машин, выпускаемых сейчас для флексографии, предназначены для работы с применением гильз. Гильзовые технологии это технологии будущего. На выставке DRLIPA 2000 были представлены новые тенденции флексографской печати. Специалисты уверены, что будущее исключительно за цифровой обработкой данных. В области гильзовых технологий была представлена система «лазер-гильза». В основе системы лежит принцип прямой лазерной гравировки, при котором информация и изображение наносятся прямо на фотополимер - отпадает необходимость обычных процессов обработки: экспонирования, вымывания, сушки.
Печатный цилиндр
В современных машинах биения печатного цилиндра составляют около 0,01 мм, а сам он устанавливается на подшипниках качения. Поверхность цилиндра обрабатывается тонким шлифованием и только в редких случаях хромируется и подвергается дополнительной обработке. В быстроходных машинах печатный цилиндр может охлаждаться изнутри водой, чтобы поддерживать температуру запечатываемого материала и краски на постоянном невысоком уровне. Общий печатный цилиндр в планетарных машинах делается из стали или специального чугуна. В наиболее совершенных моделях машин биение его цилиндрической поверхности около 0,005 мм. Опоры у цилиндров наименьших размеров, до 1500 мм диаметром, делаются на высокоточных шариковых подшипниках, у больших и тяжелых цилиндров - на роликовых подшипниках. Применяют цилиндры с одинарной или двойной стенкой. В обоих случаях охлаждением водой поддерживается постоянная температура на поверхности цилиндра, так как под действием подаваемого для сушки оттисков теплого воздуха могут возникнуть деформации поверхности, что приведет к неравномерности печати и несовмещению красок на оттиске, а это, напомним, сильные стороны машин этой конструкции.
Процессы печатания. Печать на гофрированном картоне
Коробки из гофрированного картона признаны изделиями, равноценными деревянным. Для изготовления коробки из гофрированного картона лист этого материала вначале бигуется. По концам четырех линий биговки на листе делаются разрезы, благодаря которым получаются клапаны, образующие затем дно и крышку упаковки. Уже многие годы существуют машины, в которых объединены операции запечатывания, биговки и разрезки картона. Флексографская печать в промышленности гофрированного картона отличается от флексографской печати на бумаге с рулона на рулон. Существуют большие различия и в форматах машин, и в запечатываемых материалах, печатных формах, красках, и в готовой продукции, и, наконец, в необходимой подготовке специалистов по обслуживанию машин. Толщина гофрированного картона имеет значительные отклонения от номинала. Чтобы при этих обстоятельствах добиться удовлетворительного его покрытия краской, печатные формы должны быть более мягкими, чем обычные. Формы предварительно монтируются на материале-носителе с соблюдением правильной приводки. Печать ведется на листах, которые из - за своей жесткости должны проходить через всю машину в горизонтальном положении. В настоящее время машины флексографской печати по гофрированному картону обычно агрегатируются с другими установками с целью непрерывной обработки материала вплоть до готовой коробки. Листы бигуются, режутся, вырубаются, изгибаются, склеиваются, и пересчитанная продукция собирается в штабеля. Для печати по гофрированному картону обычно используются водоразбавляемые флексографские краски. Они не глянцевые, обладают хорошей стойкостью к истиранию и быстро впитываются в картон. Поэтому отпадает надобность в сушильных устройствах. Дозирование краски производится либо двумя валиками, либо валиком и ракелем. В качестве накатного может использоваться обычный стальной растрированный валик с хромовым покрытием или какой-либо из керамических валиков, гладкий или растрированцый. Все более широкое применение в печати по гофрированному картону находит обратный ракель, так как уход за ним несложен, а если подача краски прекращается и система начинает вращаться сухой, то дефект устраняется быстро. При использовании водоразбавляемых флексографских красок проблемы защиты окружающей среды обычно не возникает. Порядок сброса сточных вод должен быть строго регламентирован, хотя сточные воды не токсичны. В некоторых фирмах они используются при изготовлении клеев для установок, вырабатывающих гофрированный картон. Флексография в настоящее время является главным способом печати в промышленности гофрированного картона, хотя есть уже листовые печатные машины офсетной печати, предназначенные для печати на микрогофрокартоне. В связи с трудностями запечатывания готового гофрированного картона из-за его разнотолщинности появился новый путь получения высококачественной печатной продукции. Гофрированный картон в большинстве случаев состоит из двух плоских и одного гофрированного полотен, соединенных клеящим веществом на водной основе. Существует возможность в качестве последнего (плоского) полотна применять предварительно запечатанный материал. При использовании для изготовления гофрированного картона предварительно запечатанных рулонов к печатной краске предъявляются более высокие требования. С одной стороны, она должна, как и при обычной флексографской печати, обеспечивать необходимую насыщенность описка и его цветное воздействие. С другой стороны, в установке для изготовления гофрированного картона на краски действуют значительные влажность и нагрев. Влажность возникает при испарении воды, входящей в состав клея для соединения гофрированного и плоских полотен. Нагрев исходит от пластин зоны высушивания клея. Одновременно на слои краски воздействует довольно большая истирающая нагрузка. Гофрированный картон в процессе нагрева и высушивания вскользь проводится по нагревательным пластинам картонодепательной установки. Кроме того, дополнительному истиранию он подвергается также в зоне охлаждения. При этой технологии получения запечатанного гофрокартона используют и офсетную печать для запечатывания плоских полотен, когда к качеству печати предъявляются повышенные требования.
Процессы печатания. Газетная флексографская печать
Были созданы первые экспериментальные секции. Они имели облегченную конструкцию или представляли собой компактные версии подобных секций, имевшихся в машинах высокой и офсетной печати. Они могли встраиваться в эти машины или устанавливаться отдельно. (Для офсетчиков знакомы впечатывающие устройства и секции в печатных машинах офсетной печати, которые работают на базе способа высокой печати). Вначале отдельные печатные секции и малоформатные машины делались только для экспериментальных или специальных работ. Тем временем и в США, и в Западной Европе стало появляться все больше полностью укомплектованных машин, которые использовались для выпуска ежедневных периодических изданий, и много машин уже находилось в стадии изготовления и сборки. Хорошее качество как черно-белой, так и многокрасочной печати и высокая экономическая эффективность нового способа печати заставили многие газетные типографии, особенно в США, заказывать и устанавливать у себя полные комплекты оборудования для флексографской печати газет.
Выбор флексографского способа печати в новых газетных типографиях диктовался рядом причин: В настоящее время для печатания упаковочной продукции в США (и частично в Англии и Италии) предпочитают использовать прямую фпексографскую печать и печатные секции, состоящие из печатного цилиндра, формного цилиндра с мягкой эластичной формой и растрированного цилиндра с прижатым к нему ракелем. При этом применяют водные краски. В Германии, Нидерландах и Швейцарии применяют непрямой способ флексографской печати (типоофсет, высокий офсет, офсетная печать без увлажнения), и печатные секции включают и цилиндр с резиновым покрытием. Краски при этом используются на масляной основе. Европейские исследования и разработки в области водных красок и соответствующих печатных форм пока уступают тем, которые проведены в США, поэтому при современных технических возможностях качество флексографской печати пока ниже, чем офсетной. Расширение применения флексографской печати в области изготовления газет, несложных журналов и телефонных книг дает импульс дальнейшему совершенствованию этого способа и позволяет ему сравниться по значению с офсетной и глубокой печатью. При этом, однако, не следует оставлять без внимания различия в качестве между большинством американских газет и многими ежедневными газетами в некоторых западноевропейских странах. Не следует также забывать и тотальное снижение тиражей, что является немаловажный фактор развития отдельных способов печати, альтернативных флексографскому способу. Применение флексографского способа для печати газет привела и к совершенно неожиданному результату. Так как использование красок на водной основе в флексографии приводит к полимеризации краски на бумаге и к нерастворимости полимера при повторной переработке макулатуры и запечатанной бумаги (старых газет) для изготовления бумаги, то возникли новые препятствия внедрения флексографии в газетном производстве. Однако нет худа без добра. И тогда первоначальную идею сменила другая идея – создать укороченные красочные аппараты для газетных машин офсетной печати. И красочные двухцилиндровые аппараты из машин флексографской печати перекочевали в машины офсетной печати. Они очень реактивны, а количество валиков и цилиндров сведено до минимума – всего два. Количество цилиндров и валиков в красочном аппарате машин офсетной печати находится в интервале 14 – 26, не говоря о красочном ящике, у которого одна стенка, это целая система шаберов (пластинок).
Особенности допечатных и печатных процессов
Особого внимания требует выбор линиатуры растра. С одной стороны, чем тоньше элементы изображения, тем больше должна быть линиатура. С другой стороны, высокая линиатура растра сопровождается сильными графическими искажениями. Так, при одинаковом физическом искажении контура 2% искажения точки в светах при растре 40 линии/см соответствует 20% искажений при растре 54 линии/см. В результате может оказаться, что при линиатуре 40 линии/см с воспроизведением точек от 2 до 98% можно получить оттиски более высокого качества, чем при линиатуре 54 дин/см, но с воспроизведением точек от 20 до 80%. Шершавый материал требует больше краски, давления, и, следовательно, более грубого растра. Для гладких пленок - наоборот. Наиболее распространенная линиатура растра для печати на пленках в Германии - 48 линии/см, на лощеных бумагах - 36 линии/см, на нелощеных - 32-28 линиисм. Растр с прямоугольными или овальными точками, тем более линейчатый растр, иногда применяемые в офсете, не годятся - допустимы только круглые точки, иначе из-за разной деформации по разному ориентированных точек возникнут цветовые искажения. Линиатура анилоксового цилиндра должна быть в 3-5 раз выше линиатуры растра печатной формы. В любом случае растровая точка не должна погрузиться в ячейку анилоксового цилиндра. Для этого диаметр минимальной точки не должен быть меньше ширины ячейки анилоксового цилиндра. Поэтому модное на сегодняшний день в офсете частотно-модулированное растрирование с использованием точек минимально возможных размеров дает в флексографии плохие результаты. Чтобы минимизировать влияние растра анилоксового цилиндра, углы поворота растров при изготовлении цветоделенных фотоформ во флексографии отличаются от принятых в офсете. Угол поворота растра анилоксового цилиндра определяет и комплект углов поворота растровых структур цветоделенных изображений. Выбор проводится по критерию минимизация муаровой структуры на оттиске. Как правило, углы в флексографии отличаются на 70 от величин углов в офсетной печати. В современных машинах краска подается прямо на анилоксовый цилиндр камерным ракелем. Чем выше требования к качеству печати, тем тоньше должен быть слой подаваемой краски. Водорастворимые краски, применяемые во флексографии в основном для печати на бумаге, подразделяются на три типа: чистые водорастворимые краски без органических веществ; с небольшим (до 5%) добавлением органических веществ и водоразбавляемые, в которых доля органических веществ достигает 20-25%. Применение красок последнего типа должно сопровождаться сжиганием паров растворителей. Среди красок на органических растворителях распространены двухкомпонентные краски, применяемые, когда краска не должна разрушаться под действием других красок или воды, например для упаковки подлежащих замораживанию продуктов. Краски УФ-отверждения дороги, требуют большого расхода энергии и применяются пока в малоформатных машинах с шириной полотна до 450 мм секционного построения, так как в машинах планетарного построения УФ-сушка сопровождается чрезмерным нагревом печатного цилиндра. Хотя в последнее время появились так называемые холодные УФ сушки (лампы) и это может явиться существенным фактором в расширении УФ-печати. Рекомендуемая в процессе печати последовательность нанесения красок - от более светлой краски к более темной, чтобы меньше загрязнялась краска в последних секциях, стала принципом. Если технология этого не позволяет, например, при печати с обратной стороны прозрачной пленки, необходимо применять сушку краски на оттиске между печатными секциями. Лучше работать с максимально возможной вязкостью краски. Общепринятой считается вязкость 28-30 сек при диаметре измерительной воронки 4 мм. Количество краски, переходящее на оттиск, зависит от гладкости материала и его пористости и меняется от 6-8 г/м2 (для пленок) до 17-20 г/м2 для бумаги. Впитывающая способность материалов может определяться разными тестами. Такое тестирование и контроль помогает в оптимальном подборе красок. Это особенно важно при повторных тиражах. Для надежного закрепления краски невпитывающие полимерные пленки должны иметь вполне определенное состояние запечатываемой поверхности. Это состояние характеризуется поверхностным натяжением 38 – 45 мН/м. Достигается это состояние запечатываемой поверхности разными способами - обработкой открытым газовым пламенем или коронным разрядом. Желательно, чтобы перерыв между такой обработкой и печатью был не более 1-2 недель, так как поверхность пленки постепенно теряет приобретенные печатные свойства. Проконтролировать указанное значение поверхностного натяжения можно специальным пробным карандашом или пробной жидкостью. При тестировании с использованием жидкости, то ее небольшое количество не должно ни растекаться, ни собираться в каплю. Печатные формы для флексографии изготавливаются несколькими способами. Наиболее распространены печатные формы из фотополимеров. Наилучшие результаты дает лазерное экспонирование специального формного материала, так как отсутствует рассеяние света, в отличие от обычной копировальной рамы, где оно происходит из-за неплотного контакта фотоформы с формным материалом. Основные характеристики печатной формы это толщина, жесткость и твердость, которые тесно взаимосвязаны. Твердость одного и того же материала при уменьшении его толщины с 2,84 до 1,14 мм как бы увеличивается с 60° до 82° по ШОРу. В то же время разные материалы одинаковой толщины, например 2,84 мм, 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. Фотополимерные пластины, которые используют для изготовления печатных форм, состоят в основном из слоя мономера, соединенного с жесткой подложкой. Для увеличения диапазона экспозиции и улучшения краскопереноса на него иногда наносят специальный слой, который, в свою очередь, часто покрывают защитной пленкой. Чтобы пленка легче отделялась, между ней и мономером нередко размещают еще один разделительный слой. При экспозиции в копировальной раме самая сильная полимеризация происходит с поверхности. Чтобы усилить сцепление слоя мономера с подложкой проводят предварительное экспонирование пластины (если она прозрачна, то подложкой к источнику освещения) без всяких негативов. Это способствует созданию так называемого основания, на которое опирается печатающий элемент. При толщине формы 1,7 мм рекомендуется методом проб подобрать предварительную экспозицию, чтобы высота основания составляла 0,7 мм, а рельеф - 0,7-0,8 мм. Чтобы правильно выбрать время основной экспозиции, используется тест-негатив, контроль ведется по 2-процентной растровой сетке, отдельно стоящей точке диаметром 0,25 мм и тонким линиям. При недостаточном экспонировании растровая сетка и точки не воспроизводятся на форме или имеют неправильный профиль, а тонкие линии приобретают волнообразный характер. Следует ориентироваться на минимальное время экспозиции с небольшим добавлением, поскольку определить максимально допустимую экспозицию можно только в лабораторных условиях. При вымывании неэкспонированный мономер должен быть промыт до основания. Щетки в щеточных вымывных устройствах при регулировании надо устанавливать на всю глубину рельефа. При хранении форм их нельзя подвергать давлению, действию прямых солнечных лучей; а использованные формы надо очищать от краски, так как в ее состав часто входят вещества, с течением времени разрушающие форму. Другим пока малораспространенным способом, о котором было упомянуто при рассмотрении вопроса о формных цилиндрах, это изготовление печатных форм выжиганием рельефа лазером на предварительно обрезиненном и прошлифованном формном цилиндре. Таким способом можно получить изображение с линиатурой до 60 линии/см и хороший профиль печатающих элементов. Все новые машины оснащаются формными цилиндрами со съемными гильзами. Гильзы, на которые крепится форма могут быть металлическими тонкостенными (толщина стенки 0,125 мм) или в последние два года получили распространение многослойные пластмассовые гильзы, у которых толщина стенок может быть различной. Это позволяет при одном формном цилиндре и комплекте гильз не только подготавливать формы для следующего тиража, но и менять длину оттиска (естественно, при наличии соответствующего комплекта приводных зубчатых колес). Снаружи гильза может быть снабжена эластичным слоем, на который крепится форма. Он облегчает условия печати с тонких жестких форм. При креплении форм необходимо следить, чтобы в сумме радиус формного цилиндра, толщина гильзы, печатной формы и липкой ленты соответствовали радиусу делительной окружности зубчатого колеса формного цилиндра. В небольших пределах корректируют это расстояние, изменяя толщину липкой ленты. Необходимо помнить, что формы разной толщины, имеющие в плоском состоянии одинаковую длину, при размещении на цилиндре дают оттиски разной длины. Размер корректировки, которую нужно вносить на стадии подготовки фотоформ, можно подсчитать, исходя из условия, что подложка фотополимерной формы не растягивается. Корректировка длины нужна также и в случае печати на растягивающихся пленках, так как напечатанное изображение может не совпасть с высекаемым. Например, оттиски на полиэтилене в свободном состоянии короче на 0,5%, чем на натянутом полотне в печатной машине; для полипропилена усадка составляет приблизительно 0,2%. Размер усадки определяют опытным путем. В последнее время появились сжимаемые липкие ленты различной толщины и жесткости. Они, как и гильзы с эластичным верхним слоем, позволяют применять более тонкие формы. Это приводит к повышению качества и скорости печати, особенно на старых изношенных машинах. Для печати плашек лучше брать более жесткий эластичный слой, а для растра - более мягкий. При наклеивании на формный цилиндр печатных форм для облегчения приводки используют дополнительные устройства и различные приемы. В одном из устройств применяют полупрозрачное зеркало, позволяющее координировать положение формы по оттиску, оставленному на вспомогательном цилиндре уже смонтированной формой. Этот способ дает возможность монтировать форму, состоящую из отдельных кусочков (фрагменты формы), и тем самым экономить формный материал и снизить неприводку по всей площади оттиска. В других устройствах для координации положения формы относительно формного цилиндра или гильзы используются телекамеры, анализирующие координаты приводочных меток. В устройствах третьего типа форма составляется из отдельных фрагментов, наклеиваемых на сплошной лист, который затем крепится на формный цилиндр. Для малоформатных машин с шириной печати до 450 мм используется прозрачность печатной формы. Форма накладывается печатной стороной на координатную сетку, а формный цилиндр опускается на форму сверху. Чтобы получить бесконечную форму для печати без полей, стык между концами формы заливают мономером и полимеризуют, а затем шлифуют.
Сильные стороны флексографской печати в целомМодули высечки и отделки оттисков в флексографских печатных машинахИх компоновка может быть разной в зависимости от вида выполняемых работ. В большинстве случаев стандартная штанцевальная секция характеризуется наличием трех звеньев, в каждое из которых можно установить устройства ротационной высечки, продольной резки полотна, высечки в листы или отделочный модуль (для ротационного тиснения фольгой и т. п.). Для печати самоклеящихся этикеток к модулю высечки монтируется устройство намотки облоя, для выполнения отделочных работ и межспайной печати устанавливается секция ламинирования. Как правило, при работе с картоном используются специальные кассетные модули ротационной высечки, имеющие жесткие платформы и позволяющие монтировать устройства отделки и приспособления для вывода готовой продукции. Узкорулонные флексографские машины имеют очень широкий спектр возможностей по отделке различных видов материалов (холодное ламинирование, ламинирование пленкой с УФ-лаком, трафаретная печать, продольная резка и перфорирование, ротационное тиснение фольгой, ротационное конгревное тиснение). Они имеют стандартные комплектации для изготовления продукции с защитой от подделок (различные виды билетов, идентификационные марки, лотерейные билеты, этикетки с голограммой и т. д.). Существуют также мультирулонные системы, позволяющие соединять при печати несколько полотен из различных основ вместе. Для печати изображений на обратном (клеевом) слое самоклеящихся этикеток используется устройство расслоения/припрессовки, позволяющее расслоить самоклеящийся материал, а после печати припрессовать подложку к собственно самоклеящемуся материалу. При необходимости печати на обратной стороне используется устройство переворота ленты (полотна), представляющее собой систему горизонтальных и вертикальных роликов, а также расположенных крест-накрест шлифованных стальных цилиндров с мелкими отверстиями, через которые подается воздух, создавая воздушную подушку при скольжении по ним материала. Печать на гофрированном картоне Флексография в настоящее время является ведущим и единственным способом печати в промышленности гофрированного картона, хотя есть уже и листовые печатные машины офсетной печати, предназначенные для печати на микрогофрокартоне. Будущие разработки в области флексографских печатных красок, форм и машин еще более укрепят положение флексографии как наиболее экологически чистого, быстрого и экономичного способа печати.
Предварительные выводы
В некоторых областях печати флексографский способ пока незаменим, так как можно проводить печать на материалах очень широкого спектра по качеству и химической активности поверхности запечатываемых материалов – от тонких тянущихся пленок до гофрокартона и различных видов фольги и пластмасс. Флесографская печать, впитав сильные стороны высокой и офсетной печати, открыла перед собой светлое будущее. По технологической гибкости флексографская печать не имеет себе равных. Печать этикеток, газет и книг на дешевых легких бумагах, печать на упаковке из бумаги, картона, гофрокартона, пленок, фольги и целлофана, печать миллионными тиражами, печать в линии с секциями послепечатной обработки и упаковки продуктов и товаров это всего лишь грани блестящего будущего флексографии. Бурное развитие флексографии стимулирует развитие и других способов печати путем переноса технологических и технических решений. Флексографские печатные машины это скорее печатные линии и агрегаты, которые проводят не только печать. Подбирать тип машины необходимо под конкретную продукцию и под конкретные условия ее размещения. Но и в этом случае должны быть очень внимательными, чтобы не пропустить что-то такое, которые не смогли учесть, но которое оказалось бы необходимы при решении наших задач.
Горячая тема или взлет флексографии
Как уже выяснили, флексография относится к способу прямой высокой печати, и ей присущи основные недостатки этого способа - неодинаковость давления на плашке и отдельно стоящем печатающем элементе. В отличие от высокой классической печати, где деформируется декель, во флексографии деформируются отдельные печатающие элементы печатной форма и сама форма как целое, но возможность приправки отсутствует. Чтобы получить хорошее качество, надо печатать растровые изображения и плашки в одних секциях, а штриховые изображения и текст - в других. Поэтому современные флексографские машины имеют зачастую 6-12 печатных аппаратов. Уже уточнили, что усилие печати зависит от гладкости запечатываемого материала. Кроме того, чем тоньше печатающие элементы, тем жестче должна быть печатная форма. А так как сюжеты и материалы, на которых производится печать, различны, имеется, как уже отметили, большое разнообразие типов формных пластин и, следовательно, печатных форм. В виду упрощенной структуры красочных аппаратов, применяемых в флексографских печатных машинах, отсутствует и возможность местной регулировки подачи краски. Однако необходимо заметить, что принятая структура красочных аппаратов не прихоть конструкторов, а необходимость и требование технологии. Здесь определяющим фактором является особенность печатной краски – маловязкая и быстросохнущая, состоящая приблизительно на 70% из растворителя и на 30% из сухого остатка. И, тем не менее, даже при таком количестве и разнообразии требований, если для тиражного вида бумаги и сюжета подобрать оптимальную жесткость формы, соответствующую краску и печатную машину, то можно получить очень хорошие результаты. Трудности контроля синтеза цвета на оттиске во флексографии связаны с тем, что для этого способа нет печатных красок стандартизированных цветов, как в офсетной или высокой печати. Выпускается большое количество красок, имеющих цвета, зачастую недостижимые при использовании офсетных красок европейской триады. Производственникам приходится смешивать краски самим или заказывать их производителю красок. Понятно, что при этом целесообразно проводить измерения цвета в стандартизированном цветовом пространстве, например, CIE LAB. Однако, в любом случае классический денситометр неприменим - необходимо пользоваться спектрофотометром. Всем известно, что каждый способ печати имеет свои сильные и слабые стороны, которые неразделимы и обуславливают друг друга. Что касается печати на гибких упаковочных материалах, бумаге и картоне, необходимо рассматривать сразу несколько способов печати, принимая во внимание как степень ползучести (растяжимости) этих материалов, так и параметры, влияющие на стоимость процесса, а также предполагаемые изменения рыночной конъюнктуры. По сути дела, рынок - это каждый из нас. Мы и есть потребители упакованных продуктов, а на уровень потребления оказывают влияние вкусы и привычки каждого индивидуума, государства или нации. И как часть рынка все мы находимся в постоянном поиске чего-нибудь нового, что модно попробовать, применить или чем можно обладать. 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. Что касается оборудования, здесь становится очевидным рост спроса на машины планетарного построения с общим печатным цилиндром, неоспоримое преимущество которого - совершенство в совмещении красок во всех скоростных режимах печати и на любых материалах. В ближайшие годы мы станем свидетелями быстрого роста количества секционных рулонных и листовых флексографских машин, предназначенных, в особенности, для печати на жестких материалах типа картона и гофрокартона, например, в производстве складных коробок. Ширина рулона и формат печати определяют в общих чертах вид производимой упаковки, который может варьировать в очень широком спектре. Например, от этикеток до любого гибкого материала для упаковки пищевых продуктов, рукавной пленки, бумажных мешков промышленного формата, конвертов и оболочек, подарочной бумаги, картонных коробок. В то время как в Европе для флексографской печати на пластиках в основном применяются краски на основе растворителя, в США все чаще используются краски на водной основе (особенно в связи с вступающими в силу законами о защите окружающей среды), а флексографская печать находит новый рынок сбыта, используя ультрафиолетовые краски. Известно, что флексография по экономическому критерию больше подходит для малых и средних тиражей, чем глубокая печать. По этой причине производится оборудование, лучше приспособленное к необходимости сокращения времени простоя для смены заказа и нового запуска машины. Вероятно, «рубашка» («рукав», гильза) формного цилиндра и «рубашка» для анилоксового вала в значительной степени способствовали достижению этой цели. Это подтверждается растущим спросом на машины среднего класса, на которых возможна смена заказа за несколько минут.
Характерные особенности оттисков флексографского способа печати
Вместо общего вывода
Источник: www.aqualon.ru Стефан Стефанов, главный эксперт компании АКВАЛОН |
|
|