Флексографская печать

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

флексография тираж расходный технологический

Флексография - один из самых популярных в мире видов печати. Такое широкое признание этой разновидности высокой печати объясняется прежде всего тем, что она практически не имеет ограничений по типу запечатываемого материала: это может быть как тонкая пленка, так и достаточно грубый гофрокартон, не говоря уже о различных видах бумаги, фольги и пр.

Флексографская печать - относительно новый вид полиграфической технологии. После первых ограниченных шагов вместе с открытием и изучением ее возможностей, расширением области применения началось совершенствование. Потребовались и были созданы жесткие высокоточные печатные машины, специальные материалы и современная технология.

Флексографская печать по экономическим и технологическим факторам в настоящее время бурно развивается. Сегодня область применения флексографии очень широка, однако наиболее востребованным этот способ печати оказался в производстве упаковки и этикетки. Флексо-способом печатают на различных пленках, многослойных комбинированных материалах, алюминиевой фольге и многих других материалах.

Флексопечать предоставляет высокое качество оттиска этикетки и разнообразие запечатываемого материала. Кроме того, по сравнению с другими способами печати самоклеящихся этикеток, флексопечать позволяет сократить расходы при печати этикетки, что позитивно сказывается на себестоимости этикетки. Эта особенность делает флексопечать наиболее экономичной для печати этикетки.

В последние годы в нашей стране наблюдается значительный рост интереса к высококачественной упаковке. Российские производители товаров и продуктов питания, попав в условия жесткой конкуренции как между собой, так и с зарубежными производителями, наконец, осознали, что товар мало изготовить, надо его еще правильно преподнести потенциальным покупателям. Красивая, грамотно сделанная этикетка и упаковка способна сама по себе заинтересовать клиентов, что положительно отразится на объемах продаж и конкурентной борьбе.

В данной курсовой работе рассматриваются различные технические характеристики изделия, а также происходит выбор способа печати, оборудования и материалов, выбор технологических параметров и патентные исследования, для повышения качества продукции.

Цель данной курсовой работы - разработать технологию изготовления этикетки «Sprite».

1. Техническая характеристика изделия

Для проектирования технологии изготовления упаковки флексографским способом печати, была выбрана этикетка для лимонада «Sprite». Технологическая характеристика выбранного изделия приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Технологическая характеристика этикетки для лимонада «Sprite»

Наименование показателя	Изделие, принятое к проектированию
Формат, мм	50 х 290
Вид изделия	Этикетка на бутылку Sprite из термоусадочной пленки
Красочность изделия	6+0
линиатура, лин/см	Линиатура растра - 60 лин/см
Способ печати	флексография
Бумага и краска для печати	Жемчужный полипропилен (ПП ж/б), термоусадочная пленка, УФ-краски
После печатная обработка	Резка на рулоны
Тираж	4 млн. экз.

Подробная характеристика, изложенная в данной таблице, дает возможность правильно выбрать технологическую схему изготовления изделия, начиная от его допечатной подготовки и заканчивая послепечатной обработкой.

1.1 Общая технологическая схема изготовления изделия

Для изготовления данного образца, предлагается следующая технологическая схема, учитывающая особенности запечатываемого материала, экономичность расходов и экологичность процессов производства.

Допечатная обработка:

1. Обработка изображений:

- цветокоррекция и цветоделение оригиналов;

2. Электронная верстка изображения.

Изготовление флексографской печатной формы методом негативного копирования:

1. Входной контроль (оборудования, формного материала);

2. Засветка оборотной стороны;

3. Основное экспонирование;

4. Проявление;

5. Сушка;

6. Дополнительное экспонирование;

7. Финишинг.

В результате получается печатная форма с прямоугольным цоколем и трапециевидным основанием, одинаковыми по высоте.

Печатные процессы:

2-х красочная печать, тираж - 4 млн., запечатываемый материал - термоусадочная пленка.

1. Подготовка машины:

- выбор запечатываемого материала;

- выбор печатной формы;

2. Подготовка печатной машины:

- подготовка печатного устройства (установка печатных форм);

- подготовка красочного аппарата;

- подготовка системы для подачи, проведения и приема запечатываемого материала;

- проверка дополнительных устройств (сушильного и противоотмарывающего);

- контроль качества;

3. Печатание тиража.

Послепечатная обработка:

1. Обрезка

2. Припрессовка

1.2 Преимущества флексографии

В чем принципиальное отличие флексографии от других видов печати? Прежде всего - это гибкая фотополимерная форма, с которой краска под низким давлением переносится непосредственно на запечатываемый материал. Именно от нее флексография и получила свое название. Такая форма имеет целый ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с формой, используемой в других типах печати. Она сочетает в себе простоту изготовления (процесс, несколько похожий на изготовление офсетной формы) с высокой тиражестойкостью, присущей форме при высокой и глубокой печати. Тиражестойкость фотополимерной формы превышает тиражестойкость обычной монометалической офсетной формы на порядок и составляет от 1 до 5 миллионов оттисков. Эластичность формы позволяет ей работать и как декель, что исключает процесс приправки, а так же печатать на материалах с такой грубой фактурой, на которой печать офсетным способом вообще невозможна Как следствие, флексомашины дают возможность использовать очень широкий диапазон материалов. Разумеется, изготовление форм для флексо дороже, чем для офсетной печати, поэтому флексография не предназначена для коротких тиражей. Впрочем, тиражи в сотни тысяч или даже миллионные в упаковочной индустрии - обычное дело.

Флексография идеально подходит для изготовления всех видов этикетки и упаковки. Но сфера ее применения стремительно расширяется. Сегодня множество различных видов полиграфической продукции во всем мире печатают, используя флексографию, это журналы, рекламная продукция, книги, газеты и газетные вкладки.

Флексографская печать, впитав сильные стороны высокой и офсетной печати, по технологической гибкости не имеет себе равных. Бурное развитие флексографии стимулирует развитие и других способов печати путем переноса технологических и технических решений.

Основные достоинства флексографии

* Большой выбор типов носителей для печати.

* Возможность печати на очень толстых материалах.

* Относительная экономичность на довольно широком диапазоне тиражей.

* Гибкость конфигурации форм для печати оттисков разных размеров.

* Возможность применения водных красок.

* Возможность объединения послепечатных процессов (ламинирования, вырубки штампом, фальцовки и склейки) в единую линию.

1.3 Технологические особенности флексографии

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

Флексографские машины изначально разрабатывались для печати на упаковочных материалах и практически не имеют ограничений по типу запечатываемого материала. Как правило, материал выбирается, исходя только из технологического процесса, который необходим для создания упаковки или иной продукции. Возможно использование бумаги, любого вида картона (мелованный, со специальным покрытием, ламинированный и т.д.), самоклеющихся материалов, металлической фольги, пленочных полимерных материалов любого типа и толщины (современные производители используют специальные средства для печати на ультратонких, чувствительных к нагреву пленках, как например уникальная система «холодное зеркало» фирмы Mark Andy). Кроме того, можно печатать на нестандартных материалах с грубой фактурой, таких, как, например, ткань.

Строение и многофункциональность

Все флексографские машины условно подразделяются на два класса: узкорулонные и широкие печатные машины. Кроме того, существуют специализированные листовые флексографские машины, предназначенные в основном для печати на гофрокартоне и других толстых упаковочных материалах. Традиционные флексографские прессы с шириной рулона более 600 мм имеют, как правило, планетарный или агрегатный (ярусный) тип построения. Такой тип машин обладает высокой скоростью, но при этом низкой оперативностью при переходе с тиража на тираж и расчитан на очень большие тиражи. Это очень большие и сложные в обслуживании машины, требующие крупных капиталовложений.

В настоящее время самое широкое распространение получили узкорулонные флексографские машины, не требующие больших вложений и обеспечивающие достаточную производительность и функциональность. Стоимость такой машины может быть в 3-10 раз меньше стоимости средней широкой машины. Это значит, что ее могут приобрести не только крупные комбинаты, но и средние и даже малые типографии. Узкорулонные машины имеют в основном линейный (секционный) тип построения, который позволяет формировать конфигурацию, максимально соответствующую нуждам и возможностям конкретного заказчика. Такие машины легко комбинируются в одну линию с различными отделочными устройствами, что значительно упрощает и ускоряет технологический процесс. Помимо флексографских печатных секций на них устанавливаются устройства вырубки / высечки, удаления облоя (для самоклейки), горячего тиснения, ламинации, УФ-лакирования, ламинирования, разрезки на листы и разделения на несколько рулонов, секции трафаретной печати и многие другие. Все это дает возможность сосредоточить весь технологический цикл в одном агрегате и получать на выходе готовое изделие, будь то гибкая рулонная упаковка или раскрой коробки.

Красочный аппарат и краски

Строение красочного аппарата любой печатной машины связано в первую очередь со свойствами используемой краски. Во флексографии используются жидкие краски, вязкость которых близка к вязкости воды. Это дает возможность отказаться от сложной системы из 10-20 раскатных валиков, которая используется для получения тонкого красочного слоя в офсетных машинах. Флексографский красочный аппарат состоит всего из трех валиков. Резиновый валик, вращающийся в красочном резервуаре, передает краску на стальной или керамический передаточный валик, на поверхности которого имеются мельчайшие углубления. Такой валик называется растровым или анилоксовым. Избыток краски с его поверхности удаляется с помощью ракельного ножа. После этого дозированный слой краски с анилоксового вала переходит на печатные элементы формы, установленной на печатном цилиндре, и с нее - на запечатываемый материал. Поскольку толщина красочного слоя точно регулируется, отпадает необходимость зональной регулировки краски, что сильно упрощает процесс наладки на тираж. Печатные и пробельные элементы на форме разнесены физически и по этому нет надобности в аппарате увлажнения. Все это сильно удешевляет конструкцию машины и делает простой и быстрой наладку на тираж.

Помимо относительной простоты строения печатного аппарата, использование жидкой краски дает еще одно преимущество, которое делает флексографию незаменимой в пищевой промышленности. Это возможность использования водорастворимых красок, необходимых при изготовлении упаковки для пищевых продуктов.

Формы

Для флексографской печати используются гибкие фотополимерные формы. Именно от них флексография и получила свое название. Такие формы имеют целый ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с формами, используемыми в других типах печати. Они сочетают в себе простоту изготовления (процесс, несколько похожий на изготовление офсетной формы) с высокой тиражестойкостью, присущей формам при высокой и глубокой печати. Тиражестойкость фотополимерной формы превышает тиражестойкость обычной монометалической офсетной формы на порядок и составляет от 1 до 2,5 млн оттисков. Эластичность формы позволяет ей работать и как декель, что исключает процесс приправки, а так же печатать на материалах с такой грубой фактурой, на которой печать офсетным способом вообще невозможна.

Флексография идеально подходит для изготовления большинства типов упаковки. Кроме присущей флексографии гибкости в выборе носителей еще одним ее преимуществом является цена. Фотополимерные флексографские формы гораздо дешевле, чем металлические формы для глубокой печати, и это только одно из слагаемых относительной дешевизны флексографии. Поскольку флексографские машины часто комбинируются в одну линейку с устройствами для ламинирования, высечки, фальцовки и склейки, они оказываются экономичнее других печатных машин, с раздельным технологическим процессом. Флексографская машина в типичной конфигурации может печатать на листах пластика, высекать в них отверстия, складывать их в пакет, а затем склеивать его - и все это в одном технологическом цикле.

Флексография - один из самых популярных в мире видов печати. Такое широкое признание этой разновидности высокой печати объясняется прежде всего тем, что она практически не имеет ограничений по типу запечатываемого материала: это может быть как тонкая пленка, так и достаточно грубый гофрокартон, не говоря уже о различных видах бумаги, фольги и пр.

2. Выбор технологии, оборудования, материалов для изготовления изделия

Флексо-печать, достаточно требовательна - в ней имеет значение тип запечатываемого материала, характеристики фотополимерных форм, печатных красок и технического оснащения. При разработке дизайна для флексографии необходимо учитывать все вышеизложенные параметры. Каждый материал требует индивидуального подхода, 6 удь то бумажный, картонный, пленочный или комбинированный

2.1 Допечатная подготовка

флексография тираж расходный технологический

Допечатная подготовка - это комплекс мероприятий, позволяющий воспроизвести физиологически (или, по крайней мере, психологически) точную копию оригинала при помощи того или иного печатного процесса, а также позволяющий учитывать большую часть ошибок, которые могут возникнуть при печати, и, соответственно, их исправить (или не допустить), и который заканчивается изготовлением печатных форм.

В допечатную обработку входят следующие этапы:

1. Разработка дизайна или общей концепции конечного полиграфического изделия.

2. Изготовление электронного макета изделия с использованием программного обеспечения (программы верстки).

3. Корректорская вычитка / правка текстового содержания макета.

4. Внесение необходимых коррекций в макет с учетом особенностей печатного и послепечатного оборудования (цветокоррекция, расстановка треппинга и т.д.).

5. Изготовление цветопробы (цветной образец конечного изделия)

6. Изготовление электронного спуска полос с учетом последующей послепечатной обработки изделия (биговка, фальцовка, резка и т.д.).

7. Изготовление цветоделеных диапозитивов (вывод пленок) или отправка электронных спусков полос на устройство CTP для изготовления печатных форм.

8. Изготовление печатных форм для печатного оборудования для последующей печати изделия.

Препресс, или допечатная подготовка, играет особенно важную роль в достижении успешных результатов, т.к. прямо влияет на качество печати. Многие ошибки, возникающие при печати, являются следствием неправильно выполненных работ препресс. Многие недостатки технологий печати можно устранить с помощью препресс операций. Допечатная подготовка, проведенная на высоком качественном уровне (ретушь, цветокоррекция, цветоделение, треппинги, оверпринты, создание спусков полос, проверка сюжета и текста на ошибки и т.д.), обеспечивает 80% успеха при печати тиража.

Подготовка оригинала

Результат флексографской печати, определяемый в конечном счете качеством полученного печатного изображения, складывается из многих составляющих, начиная от оригинала и заканчивая отделкой продукции. Применяемые для воспроизведения оригиналы, процессы, с одной стороны, должны отвечать требованиям и специфике флексографской печати, а с другой - необходимо по возможности применять такие процессы, которые позволяют с наибольшей точностью воспроизвести этот оригинал.

В зависимости от типа машины, конструкции красочного аппарата, особенностей анилоксовых валов, системы сушки, кинематики материалопроводящего тракта достигается различный уровень качества печати подготовленного оригинал-макета.

Дизайнеры и художники, создавая оригинал для флексографской печати, должны работать в контакте с технологами-производственниками. Так, очевидно, нецелесообразно включать в оригинал элементы, находящиеся на грани или за пределами технологических возможностей применяемых процессов, материалов и оборудования. На стадии создания оригинала необходимо соблюдать предупредительные меры, исключающие последующие отклонения в воспроизведении оригинала. Невозможно добиться высокого качества продукции, если оригинал не отвечает требованиям и возможностям технологического процесса.

Изготовление фотоформы

Первым этапом воспроизведения оригинала является изготовление фотоформы, в качестве которой применяется негатив. На этой стадии необходимо правильно выбрать линиатуру растра и учесть последующие размерные искажения при изготовлении формы и монтаже их на формном цилиндре печатной машины.

Формы для флексографской печати бывают резиновые и фотополимерные. Наибольшее распространение получили формы из фотополимеров, которые созданы и впервые представлены на рынке фирмой DuPont. Технология изготовления форм следующая: на фотополимер экспонируется негативные фотоформы УФ-излучением, засвеченные участки полимеризуются, незасвеченные вымываются специальным раствором.

Существуют десятки марок формных пластин. Они отличаются друг от друга степенью твердости, стойкостью к растворителям, лакам, вымывным растворам. Основные характеристики форм - это толщина и твердость. Жесткость одной и той же пластины как бы увеличивается с уменьшением толщины. Более тонкие и жесткие лучше передают растровую точку, но с ними труднее работать. Для гладкого запечатываемого материала при печати растра лучше использовать более жесткие формы, чем при печати штрихов и текста. Типичная толщина флексоформ 2.84 мм, 2.54 мм, и тд. Форма не только переносит краску на оттиск, но и работает как декель. Формы укрепляются на печатных валах с помощью специальной двухсторонней липкой ленты (двухсторонний скотч). В процессе печатания при одинаковой деформации упругих печатающих элементов давление на плашке и мелком элементе различно, что может привести к потере качества. Чтобы избежать этого, растр и плашки печатаются в одной секции, а штриховое изображение и текст - в другой.

Фотоформы должны быть негативными и читаемыми со стороны эмульсии, кроме того содержать обязательные элементы: кресты для приводки, контрольные шкалы и др. Монтаж форм на цилиндры при многокрасочной печати занимает много времени. В процессе изготовления фотоформ нужно учитывать такие факторы печати, как, например, растискивание. Кроме того, при установке формы на печатный цилиндр из-за изгиба формы происходит удлинение изображения (дисторция), которое зависит от толщины формы, скотча и диаметра вала. Для компенсации этих искажений уменьшают негатив. Диаметр минимальной растровой точки на форме не должен быть меньше ширины ячейки анилоксного растра.

Оптическая плотность фотоформы на участках, соответствующих будущим пробельным элементам, должна составлять 4,0 D и пленка должна иметь шероховатую поверхность для устранения воздушных пузырей между пленкой и формной пластиной в копировальной раме. Присутствие воздушных пузырей между фотоформой и формной пластиной в процессе копирования приводит к искажению печатающих элементов и к появлению на печатной форме кольца Ньютона.

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.

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.

Изготовление печатной формы

Фотополимеризующиеся материалы, из которых изготавливаются флексографские печатные формы, могут быть жидкими (системы Liquid) или твёрдыми (система Solid), причём твёрдая их форма используется чаще. Сырьём для фотополимеризующихся материалов служат эластомерное связующее вещество, ненасыщенные мономеры и УФ-фотоинициаторы. Они растворимы в воде или в органических растворителях. При засветке УФ-лучами происходит реакция полимеризации или «сшивание». Образованные путем этой реакции фотополимеры становятся нерастворимыми. При частичной засветке фотополимеры могут частично задубливаться, в то время как незасвеченные участки можно растворить, т.е. они сохраняют способность к вымыванию. Это свойство используется при изготовлении рельефных печатных форм.

Твёрдые фотополимеризующиеся пластины поставляются в готовом для экспонирования виде такими фирмами, как BASF (например, формные пластины Nyloflex) или DuPont (пластины Cyrel). Они бывают одно- и многослойными.

Рисунок 1 Структура различных формных материалов, применяемых для изготовления печатных форм флексографской печати:

а) однослойная формная пластина (BASF);

б) многослойная формная пластина (BASF);

в) формная пластина для технологии «Компьютер-печатная форма» (цифровая флексография, BASF);

Однослойные пластины состоят из рельефного слоя (не «сшитого» фотополимера), покрытого защитной фольгой. Разделительный слой обеспечивает лёгкое отделение защитной фольги. Лавсановая основа на оборотной стороне пластины служит для ее стабилизации. На рис. 1, а представлено строение однослойной печатной формы.

При обработке однослойных формных материалов сначала равномерно засвечивается оборотная сторона без копировального оригинала. Засветка оборотной стороны обеспечивает равномерное по всей площади «сшивание» фотополимеризующегося слоя и ограничивает глубину вымывания. Кроме того, она повышает светочувствительность слоя, обеспечивает стабильную структуру боковых граней и возможность образования промежуточного рельефа в тонких структурах, например, на растровых площадях (рис. 2).

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 (например, растрированные участки на рисунке 2).

Рисунок 2 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 0,6-0,7 мм с минимальной глубиной пробельных элементов 70 мкм.



Рисунок 3 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 УФ-лучами 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, предназначенные для качественной растровой печати, имеют строение, показанное на рис. 2, б. Они комбинируют в своей структуре принцип относительно твёрдых тонкослойных пластин со сжимаемой основой. Подложка самообразует 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.

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.

Технология изготовления печатных форм

Технологическая цепочка операций по изготовлению флексографских фотополимерных печатных форм (ФФПФ) выглядит следующим образом.

1. Экспонирование оборотной стороны. Воздействие УФ-излучением определенной длины волн (примерно 360 нм) на пластину со стороны полиэфирной подложки для формирования основания будущих печатающих элементов и для увеличения адгезии между ФС и полиэфирной подложкой.

2. Основное экспонирование. Воздействие тем же УФ-излучением на фотополимеризующийся слой через негатив, который под вакуумом (через вакуумную пленку) укладывается на ФП эмульсионной стороной, в результате чего происходит реакция фотополимеризации на будущих печатающих элементах. Экспонирование происходит именно через пленку, а не через стекло, как в офсетных копировальных рамах, так как только эта пленка пропускает необходимое для данной операции излучение.

3. Вымывание. Удаление незаполимеризованного материала с пробельных элементов будущей формы с помощью специального вымывного раствора и щеток. Тем самым формируются печатающие и пробельные элементы. Как отмечалось выше, вымывание может происходить с использованием сольвентного раствора на основе спиртов и углеводородов (например, Solvit) или лее при помощи смеси воды с различными моющими средствами.

4. Сушка горячим воздухом. Под действием горячего воздуха (t = 60-65° С) происходит испарение растворителя с поверхности ФФПФ.

5. Финишинговая обработка. Воздействие коротковолновым УФ-излучением для устранения липкости поверхностного слоя формы.

6. Дополнительное экспонирование. Воздействие УФ-излучением на всю поверхность ФФПФ (без вакуума и негатива) для полной полимеризации печатающих элементов формы и увеличения ее тиражестойкости. Точные режимы перечисленных операций для каждого типа ФП определяются специальным тестированием. Изготовление сольвентных форм занимает, в зависимости от их толщины, от двух часов и более (на сушку требуется минимум час), водовымывных форм - 1-1,5 ч. (сушка - 20-30 мин.) [11].

В результате получается печатная форма с трапециевидными печатными элементами.

Печать осуществляется в 6 красок тиражом 4 млн. экз.

Далее следует печатный процесс:

Сначала проводится подготовка печатной машины (LISHENG ярусного типа): подготовка печатного устройства (установка печатных форм); красочного аппарата (краска FLEXO PRINTING STARFLEX Серия: RX); системы подачи, проведения и приема запечатываемого материала; проверка дополнительных устройств (сушильного). Затем происходит печать - сначала контрольных оттисков, затем непосредственно тиража.

После этого проводится послепечатная обработка, которая включает в себя: разрезку материала на рулоны, припрессовка изделия.

2.2 Выбор материалов

При выборе основных материалов необходимо провести сравнение с учетом таких показателей, как получаемое качество, безопасные условия работы, минимальный расход материалов, их стоимость, условия хранения, длительность технологического процесса.

Запечатываемый материал

При печатании на синтетических пленках краски должны соответствовать виду пленки и условиям использования продукции. Целесообразно до печатания тиража провести лабораторные или производственные испытания красок на соответствующей пленке, по возможности приближая условия испытания к условиям печатания. Наиболее часто используются пленки из полиэтилена, полипропилена и полиэфиров.

Полиэтилен - термопластический синтетический материал, получаемый полимеризацией газообразного этилена при высоком давлении и температуре. Полиэтиленовая пленка, которая изготавливается методом экструдирования, - относительно светлая, прозрачная, без запаха и вкуса, не вызывающая физиологических изменений в организме, водо- и паронепроницаемая, способная к свариванию, прочная и исключительно эластичная даже при температурах ниже 0°С. Химически полиэтилен относится к насыщенным углеводородам. Его свойства могут изменяться при изменении молекулярной массы, плотности и разветвленности молекул. Так, существует полиэтилен низкой, средней и высокой плотности.

На полиэтилене, экструдированном в виде пленки, нельзя печатать, пока его поверхность не подготовлена специально, иначе краска на нее не ложится. С другой стороны, обработка для печатания ухудшает свариваемость полиэтилена и может снизить разрывную и ударную прочность. Обычно печатные свойства придаются полиэтиленовой пленке непосредственно после экструзии с помощью коронного разряда. В этом методе оказывается также и косвенное воздействие через озон, который образуется на поверхности пленки при высоковольтном электрическом разряде. Такая обработка легко поддается контролю, экономична и дает хорошие результаты.

Пленки с плоской поверхностью склонны приклеиваться к формующим элементам пакетоделательных машин. Чтобы этого избежать, в процессе полимеризации полиэтилена в него вводится скользящая добавка. Нередко она ведет себя как пластификатор в целлофане и других пленках, диффундирует на поверхность, влияет на адгезию краски, а иногда размягчает красочный слой, что нередко приводит к слипанию, непропечатке или другим дефектам. Влияние предварительной обработки полиэтиленовой пленки после многонедельного хранения ослабевает, особенно у сортов с большим содержанием скользящей добавки, так что имеет смысл предпринимать такую обработку еще раз непосредственно перед печатанием.

Пленки из полиэтилена средней и высокой плотности менее эластичны, чем пленки из полиэтилена низкой плотности, но обладают лучшей масло-, жиро- и термоустойчивостью. Полиэтилен средней и высокой плотности нуждается в усиленной обработке для печатания и менее прочен, чем полиэтилен низкой плотности. Печать обычно ведется на пленке толщиной 30-80 мкм, вообще же диапазон применяемых толщин лежит между 10 и 250 мкм. Для запечатки используют плоскую и рукавную полиэтиленовую пленку. Рукавный материал легко перерабатывается в мешки, для этого нужно лишь отрезать рукав желаемой длины и заварить его край. Но если нужно запечатывать и лицевую, и оборотную стороны полиэтиленового рукава, то обе поверхности должны подвергнуться предварительной обработке. Печатная машина должна быть в состоянии запечатывать обе стороны и иметь мощность, достаточную для высушивания обеих сторон.

Полиэтилен с двусторонней обработкой для печати встречается редко, т.к. обработанные поверхности легко слипаются. Вследствие относительно низкой прочности и способности размягчаться при довольно низкой температуре, полиэтиленовая пленка является одной из наиболее трудно поддающихся запечатке. Главная проблема состоит в соблюдении приводки. Этим объясняется предпочтительное применение флексографских машин планетарного типа. Усилия натяжения при размотке и намотке должны быть малыми. В случае если пленка не имеет опоры, скорость воздуха на вводе и выводе должна быть низкой и равномерной, чтобы не вызывать вибрации пленочного полотна.

Температура поверхности полотна при печати на полиэтилене зависит от режима печатного процесса, однако не должна превышать 90°С.

Большей частью полиэтиленовая пленка запечатывается флексографским способом полиамидными красками, т.к. они надежно сцепляются с обработанным полиэтиленом, быстро сохнут, меньше склонны к слипанию и выдерживают контакт со льдом и водой, неизбежный при упаковке замороженных продуктов или свежих овощей. Модификации этих красок используются там, где требуется жиро-, масло- и термостойкость. Нитроцеллюлозные краски редко применяются для печати на полиэтиленовой пленке; исключение должно быть сделано лишь для тех случаев, когда термостойкость более важна, чем адгезия к материалу и сопротивление слипанию.

Полипропилен, близкий родственник полиэтилена, получается полимеризацией газообразного пропилена. По физическим свойствам полипропилен настолько схож с некоторыми типами пленок из полиэтилена высокой плотности, что их бывает трудно различить. Но полипропилен все же превосходит полиэтилен по жиро- и газонепроницаемости, а также по ударной и разрывной прочности.

С точки зрения печатания, между полипропиленом и полиэтиленом средней и высокой плотности разницы почти нет.

Полипропиленовая пленка, так же как и полиэтиленовая средней и высокой плотности, имеет прочность на разрыв большую, чем полиэтиленовая пленка низкой плотности, так что при размотке и намотке в печатной машине можно применять несколько повышенные усилия натяжения. Для полипропиленовых пленок, как и для пленок из полиэтилена высокой плотности, требуются заметно более высокие затраты на обработку перед печатанием, чем для пленок из полиэтилена низкой плотности, чтобы обеспечить столь же хорошую адгезию печатной краски.

У полипропилена есть некоторые свойства, которые обязательно должны учитываться при печатании. Наиболее важным является тот факт, что даже всюду рекомендуемые полиамидные краски не сразу проявляют удовлетворительную адгезию к обработанной для печати полипропиленовой пленке. Рекомендуется сделать один или несколько пробных оттисков выбранной краской на обработанной поверхности полипропилена, по крайней мере, за день до начала изготовления заказ на машине. Адгезия краски к пленке проверяется через 12 часов (или через 24 часа) с помощью известных тестов - царапанием, смятием и липкой лентой. Если после этого срока адгезия удовлетворительна, то можно начинать печатать.

Вторая заслуживающая внимания особенность полипропилена состоит в том, что эффект предварительной обработки может быть утрачен при хранении и старении еще до того, как начнется печатание (как у полиэтилена с большим содержанием скользящей добавки). Если пленка уже была один раз запечатана и удержала краску, то хорошая адгезия не исчезает. Полипропиленовую пленку не следует хранить после обработки до начала запечатывания дольше месяца. Если это все же произойдет, обработку нужно повторить. Обработка выдуваемой нерастянутой пленки происходит больше, чем плоской пленки.

Полиэфирные пленки прозрачны, без вкуса и почти без запаха, очень прочны, химически неактивны и обладают низкой проницаемостью для водяного пара. Химически полиэфирные материалы представляют собой полимеризованные эфиры, которые, в свою очередь, образуются при конденсации многофункциональных спиртов (например, этиленгликоля) с многоосновными ароматическими кислотами (например, терефталевой). 
Полиэфирные пленки обладают высокой прочностью на разрыв - около 1500 кгс/см2. Для сравнения: у полиэтилена низкой плотности - 150 кгс/см2, а у целлофана - 500 кгс/см2. Полиэфирные пленки отличает также большой диапазон температур, в котором они сохраняют свои положительные свойства, стойкость к растворителям и другим химикатам, стабильность размеров, жесткость, износостойкость и общая устойчивость. Все это определяют широкую область применения данного вида пленок.

Полиэфирные пленки имеют очень высокую диэлектрическую прочность, что важно при использовании их в качестве электроизолирующего материала. Для обработки на печатной машине и следующих за ней установках в зависимости от типа краски могут понадобиться ионизаторы для удаления электростатического заряда.

Ориентация молекул полиэфирной пленки улучшает ее прочность и стойкость (это справедливо и для других синтетических пленок). Ориентация осуществляется во время изготовления пленки посредством растягивания ее в одном или обоих направлениях. В подавляющем большинстве случаев флексографская печать производится именно на ориентированной полиэфирной пленке. Неориентированная пленка из-за ее ломкости, трудной обработки и т.п. почти не применяется.

Часть полиэфирных пленок, предназначенных для упаковки, покрывается поливинилиденхлоридным слоем в целях достижения лучшей кислородонепроницаемости и способности к термосварке, которых нет у исходной пленки. Обычно применяются покрытия того же вида, что и для целлофана.

Для запечатывания пригодны полиэфирные пленки толщиной от 12 мкм.

Хотя полиэфирные пленки жесткие и имеют высокую прочность на разрыв, под действием температуры и натяжения, которые возникают при печатании и ламинировании, они могут удлиняться. Поэтому необходимо следить за режимом натяжения. При печатании на полиэфирной пленке требуется уменьшенное натяжение. Однако здесь нет таких трудностей, как при работе с полиэтиленом.

Обычно для печатания на полиэфирных пленках применяются полиамидные краски. Однако при изготовлении пакетов, в которых пищевые продукты можно разогревать, и в т. п. случаях следует использовать термостойкие краски.

Рассматриваемый в данной работе образец произведен из термоусадочной полипропиленовой пленки.

Печатные краски

Краски играют очень важную роль в процессе флексографской печати. Именно благодаря краскам можно достичь необходимых для многих упаковок яркости, насыщенности и глянца. Печатные краски определяют многие печатно-технические и потребительские свойства оттиска, а также саму возможность запечатывания какого-либо материала и получения изображения определенного характера (растрового, штрихового или текста).

Флексографские краски отличаются от красок для других видов печати низким уровнем вязкости. Флексо краски, которые используются в печатных машинах, позволяют при помощи всего 3-х раскатных валиков добиваться тонкого распределения красочного слоя. Жидкая текстура краски для флексопечати удешевляет флексопечать, позволяя экономно расходовать краску и увеличивать тираж. Краска для флексографии подходит для использования в пищевой промышленности.

Водорастворимые краски считаются самыми экологически чистыми и удобными в работе. В них основным растворителем является вода или же смесь воды и спирта. Краски на водной основе предназначаются в первую очередь для запечатывания впитывающих поверхностей (бумаги и картона). Запечатывать какую-либо синтетическую пленку такими красками не представляется возможным из-за плохой адгезии к пленкам. При использовании водорастворимых красок изображение на оттиске получается матовым, что иногда предпочтительнее глянцевого, например, при печати на гофрированном картоне. Немаловажно, что утилизация водоразбавляемых красок и смывок гораздо сложнее и связана с более высокими затратами, чем утилизация прочих флексографских красок. Широко распространенная физико-химическая технология утилизации основана на том, что сначала растворенные остатки красок осаждаются путем введения солей металлов при определенном значении рН и отфильтровываются. Затем осажденный продукт утилизируют как специальные отходы, а фильтрат и соответствующим образом проверенная вода отводятся в канализацию. Энергозатраты на сушку водоразбавляемых красок в процессе печати из-за низкой летучести воды неизмеримо выше, чем у спирторазбавляемых или УФ-красок.

Краски на основе летучих растворителей закрепляются за счет испарения растворителя. Компоненты флексографских красок на основе растворителей могут комбинироваться в следующих соотношениях: растворитель - 40-60%, пигмент - 15-40%, пленкообразующее - 10-15% и добавки до 5%. В настоящее время в качестве связующих в красках этих типов чаще всего используются следующие вещества: производные целлюлозы; полиамидные смолы; продукты полимеризации винила; другие связующие, такие, как полиэфир, полиуретан, кетоновые смолы, малеинаты, акриловые смолы и т.д. Краски на основе растворителей являются экологически менее чистыми, однако они дешевле водорастворимых; при этом они обладают значительно лучшей адгезией, и получаемый оттиск имеет больший глянец, чем при печати водорастворимыми красками. Они лучше всего подходят для печати на невпитывающих подложках и поэтому широко используются при печати на гибких упаковках.

Становятся все более модны краски УФ-отверждения. Они дают наилучшие результаты печати - высокую линиатуру растрового изображения, точность цветопередачи, адекватное воспроизведение всех цветовых оттенков, стабильность цветового баланса при печати тиража, короткое время закрепления. Они имеют постоянную вязкость, что обеспечивает неизменность цветовых параметров печати. С помощью УФ-красок отлично воспроизводятся растровые изображения при исключительно невысоком растискивании растровых точек и возможности воспроизведения двупроцентных точек. Эти краски не содержат растворителя и состоят в основном из связующего (около 50-65%), пигмента (около 20-40%) и добавок (около 10-20%). Связующим в этом случае является так называемая фотополимеризующаяся композиция, включающая мономер, олигомер, фотоинициатор. Этим краскам свойственна достаточная адгезия к любому запечатываемому материалу. Как нельзя лучше они подходят для использования в пищевой и фармацевтической промышленности, так как не имеют вкуса и запаха.

В настоящее время существуют две системы УФ-красок - радикальные и катионные. Радикальные краски имеют химический состав на базе акрилатов. Они обладают невысоким эффектом последубления, имеют незначительный запах, хорошую устойчивость к механическим и термическим воздействиям - ими можно печатать на впитывающих материалах, имеющих щелочную поверхность. Химической основой катионных красок являются эпоксидные смолы. Такие краски обладают слабым запахом, хорошим сцеплением с замкнутыми поверхностями запечатываемых материалов; имеют высокую механическую и химическую устойчивость. Однако они непригодны к использованию на впитывающих запечатываемых материалах со щелочным меловальным слоем или высокой остаточной влажностью. В то же время возможно их применение для первичных упаковок пищевых продуктов.

Зачастую во всех видах красок используют похожие окрашивающие вещества (органические и неорганические, металлические, глянцевые и флуоресцентные пигменты) и примеси. Использование примесей упрощает процесс производства, улучшая поведение краски во время печати и обеспечивает оптимальную сушку краски на материале. Все более популярными становятся именно пигменты. Пигменты - это устойчивые к воде и органическим растворителям цветные, черные или белые высокодисперсные кристаллические порошки. Пигменты могут быть синтетическими, органическими, лаковыми и искусственными неорганическими; также существуют металлопигменты (под серебро, бронзу и золото).