Разработка технологии запечатывания упаковки мороженого
Особенности технологической схемы изготовления печатной формы аналоговым способом и с помощью цифровых технологий. Особенности при изготовлении упаковки мороженого с учетом применяемого запечатываемого материала, строения формной пластины и оборудования.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.02.2013 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- 1. Характеристика технологического процесса
- 2. Способы изготовления ФППФ для упаковки мороженого
- 2.1 Технологическая схема изготовления печатной формы аналоговым способом
- 2.2 Технологическая схема изготовления печатной формы с помощью цифровых технологий (CTP)
- 2.2.1 Технология изготовления ФПФ методом тепловой обработки (сухой термальный метод)
- 2.2.2 Технология прямого лазерного гравирования (бесконечные формы)
- 3. Особенности при изготовлении упаковки мороженого с учетом применяемого запечатываемого материала, строения формной пластины и оборудования
- 3.1 Характеристика запечатываемого материала: разновидности, особенности
- 3.2 Выбор печатных красок с учетом печатной формы и запечатываемого материала
- 3.3 Характеристика фотополимерных печатных форм
- 3.4 Характеристика печатного оборудования
- 5. Экспериментальная часть
1. Характеристика технологического процесса
Одной из технических предпосылок для появления флексографии явилось изобретение эластичных резиновых печатных форм. Основным материалом служил естественный каучук - эластичный материал растительного происхождения. В настоящее время основой для изготовления резиновых печатных форм служит синтетический каучук.
Первоначально печатные формы (ПФ) изготовляли матрицированием из каучука, а после создания фотополимеров - экспонированием и вымыванием или гравированием (ручным или лазером). Эти флексографские печатные пластины нашли применение при выполнении печатных работ на самых разнообразных типах упаковочных материалов, начиная с гофрокартона, картона, бумаги и пленки, и заканчивая лакированием.
Хотя печатные пластины помогают обеспечить оптимальные режимы печатного процесса, они не могут устранить механические и технологические дефекты самого печатного устройства.
Подготовка печатных пластин к печати тиража включает несколько этапов таких, как резка пластин, непосредственно изготовление печатной формы, монтаж, чистка и хранение.
При выборе формного материала для изготовления печатных форм руководствуются следующими характеристиками:
1. линиатура растра;
2. тип печатных красок и запечатываемого материала;
3. характер изображения (растр или штрих, плашка).
Существует 2 системы производства форм: твердые и жидкие. В данной работе рассматриваются твердые фотополимерные формы (ФПФ), изготавливаемые производителем, который обеспечивает качественное и безвредное (благодаря полиэфирной основе и покровной пленке) для окружающей среды производство формы в пределах допусков. Безопасность продукта и защита окружающей среды являются составной частью производства печатной формы.
В пластинах для прямой цифровой записи без фотоформы между покровной пленкой и ФП прокладывается дополнительный, чувствительный к лазеру слой, дающий возможность переноса информации на форму без фотоформ. [3]
Производство печатной формы включает несколько этапов:
1. Экспонирование оборотной стороны (УФ-А-излучением);
2. Основное экспонирование (экспонирование изображения) через пленочный негатив или маску (УФ-А-излучением);
3. Вымывание (проявление), которое производится в процессоре с органическим растворителем или водным раствором, либо в термопроцессоре;
4. Сушка;
5. Дополнительная обработка светом (финишинг) (УФ-С-излучением);
6. Дополнительное экспонирование (УФ-А-излучением).
Экспонирование оборотной стороны и основное экспонирование имеют различные цели, но тесно связаны друг с другом.
Они оказывают большое влияние на долговечность и прочность печатной формы. Для ФППФ, изготавливаемых аналоговым методом, в качестве оригинала используют негатив, для цифровых - интегральную маску.
За счет основного копирования на форме образуется позитивное рельефное изображение. Построение изображения начинается на поверхности формы и продвигается вниз в виде конуса. Экспонирование оборотной стороны - равномерное экспонирование поверхности формы через пленку-основу - является первой ступенью производства печатных форм.
Цели экспонирования оборотной стороны:
1. Определение глубины рельефа для готовой печатной формы (основание рельефа укрепляется, а глубина - уменьшается);
2. За счет повышения светочувствительности сокращается продолжительность основного экспонирования изображения, в частности, для отдельно стоящих и мелких элементов;
3. Обеспечивается сцепление между полиэфирной основой и полимерным слоем;
4. В непосредственной близости от полиэфирной основы создается основание рельефа и одновременно обеспечивается чистая поверхность;
5. В процессе вымывания ограничивается впитывание растворителя и возможная глубина вымывания.
В первую очередь, продолжительность предварительного экспонирования зависит от чувствительности пластин, но также необходимо учитывать и старение ламп, поэтому лучше рассчитывать экспозицию по количеству энергии, а не по времени.
При использовании различных осветительных установок продолжительность экспонирования различна. В любом случае продолжительность предварительного экспонирования должна обеспечивать необходимое основание рельефа (см. рис.1).
Глубина рельефа должна соответствовать различным областям применения, в соответствии с ними согласуется продолжительность засветки оборотной стороны и вымывания.
технология запечатывание упаковка мороженое
Рис.1 - Изображение отдельной растровой точки диаметром 200 мкм с правильной (вверху) и половинной по времени (внизу) предварительной экспозицией, при одинаковой основной экспозиции [4]
Основное экспонирование является второй ступенью обработки при производстве ФППФ и должно проводится сразу же после экспонирования оборотной стороны. Задача - создание рельефа для печатного процесса и скрепление печатающих элементов с его основанием, образованным при экспонировании оборотной стороны (см. рис.2).
Рис.2 - Проэкспонированная печатная форма перед вымыванием [4]
Продолжительность экспонирования как предварительного, так и основного выбирается опытным путем на основании тестовых шкал оперативного контроля и зависит от толщины пластины, состава копировального слоя, мощности и спектра излучения. Шкалы чаще всего они содержат наборы штриховых мир, а также растровые изображения с разными линиатурами.
На этапе вымывания, или проявления, также встречаются факторы, которые могут косвенно оказать влияние на интервал экспозиции. Например, если проявляющий раствор процессора недостаточно подкреплен или неправильно выбрано положение щеток в процессоре, то возможно заполнение элементов выворотки. И в этом случае создастся неверное представление, что экспозиция выбрана неправильно. [4]
Хронологически первым и наиболее распространенным (в России) растворителем для вымывания ФППФ был смесевой состав на основе перхлорэтилена и н-бутанола, взятых в соотношениях 4: 1 или 3: 1 (Ткип. С = 150170С). Этот растворитель применялся с очень большим успехом, так как обеспечивал высокую скорость растворения пробельных элементов ФФПФ, легко регенерировался путем обычной перегонки при атмосферном давлении, отличался высоким уровнем пожаробезопасности. Вместе с тем, его существенным недостатком является токсичность для обслуживающего персонала и окружающей среды. Реакцией на рост законодательных актов за рубежом была разработка и организация производства так называемых альтернативных растворителей (например, Flexosol (алифатические углероды), Diasol (ароматические углероды), Optisol (эфирный спирт), Unisol, Ткип. С = 260270С), которые не содержат хлорированных углеводородов, но в России они пока не нашли применения в связи с высокой стоимостью регенерационного оборудования. [5]
Цель дополнительного экспонирования - обеспечение полимеризации и сшивания всех неэкспонированных мономеров формы. При неполном сшивании мономеров не могут быть обеспечены твердость и достаточный срок службы формы. При слишком коротком дополнительном экспонировании мелкие детали теряются во время печатания, а на растровых формах точки высоких светов пропадают или печатаются некачественно.
Дополнительное экспонирование повышает сопротивляемость формы к растворителям красок и чистящих средств, проводится "с лица"; в зависимости от типа устройств продолжается 10-15 минут (если лампы старые, то время увеличивается на 5 минут).
Финишинг бывает световой и химический. При дополнительной обработке светом необходимо соблюдать правила безопасности, т.к. УФ-излучение С (л=256 нм) опасно (вызывает ожоги) для кожи и глаз человека. Продолжительность зависит от:
1. типа материала;
2. типа вымывного раствора;
3. продолжительности сушки.
Резка, монтаж, чистка и хранение ФППФ
Если позволяют габариты устройства, пластины с каждого края должны быть на ~ 58 мм больше, чем размеры печатного изображения. При резке необходимо следить за тем, чтобы полиэфирная подложка не была порвана; нельзя пользоваться тупым режущим инструментом. Для резки хорошо подходят Стол для резки пластин, стандартный резак для бумаги, дисковые ножи или острые лезвия. Кроме этого скашиваются углы пластин и ее края под углом.
При монтаже имеются следующие варианты крепления пластины:
1. крепление непосредственно на формный цилиндр;
2. крепление на промежуточный цилиндр-гильзу из стекловолокна, полиэфира или никеля;
3. крепление с помощью полиэфирной монтажной пленки.
Одним из заметных экономических преимуществ печатных пластин является возможность их повторного использования. Для этого требуется регулярно и правильно чистить пластины и соблюдать правила их хранения.
Тщательная чистка печатных форм повышает качество получаемой печати и обеспечивает длительный срок их службы, а также их длительное хранение.
Чистку следует проводить:
1. с регулярными интервалами при выполнении большого тиража, когда теневые участки начинают забиваться краской;
2. во время остановки печатной машины и после завершения тиража.
Необходимо следить за тем, чтобы на поверхности формной пластины не происходило засыхания печатной краски. Её очень трудно удалять, а при ее растрескивании она может повредить пластину.
Во время остановки печатной машины не следует оставлять печатную форму в контакте с анилоксовым валом или оттиском, т.к. пластина может прилипнуть и повредиться при запуске печатной машины.
Для чистки пластин могут использоваться растворители, совместимые с материалом:
1. при использовании печатных красок на водной основе, рекомендуется чистить пластину водой с добавлением небольшого количества специальной жидкости для чистки пластин;
2. при использовании печатных чернил на основе растворителя - неразбавленный этиловый или изопропиловый спирт.
Средства чистки вала можно использовать только в том случае, если они не содержат агрессивных растворителей (например, ацетон, сложный эфир, бензол). Средства чистки офсетных валов и валов для высокой печати не подходят для этой цели.
Даже кратковременное воздействие таких растворителей может привести к разрушению сформированной поверхности печатной формы, позволяя растворителям в дальнейшем проникнуть внутрь пластины. Это может привести к преждевременному износу пластины.
Также, можно осторожно и тщательно чистить пластины вручную, используя мягкую щетку или кусок нетканого материала, не содержащего линта.
Все пластины изготавливаются централизованно (основной слой - фотополимеризующаяся композиция на основе модифицированного полибутадиенстиролнитрильного каучука). Срок хранения 6-12 месяцев, можно хранить либо на печатном валу, либо в плоскогоризонтальном положении на строго выровненных поверхностях, высотой ? 10 пластин (ТС = 19-21С 2С, влажность = 55-60). Использованные печатные формы можно хранить в течение длительного времени, а затем вновь использовать.
Необходимо придерживаться следующих правил:
1. перед уборкой пластин на хранение, их нужно почистить и высушить. Следы от средства для чистки, оставшиеся на пластине, могут проникнуть вглубь и снизить ее твердость;
2. во время хранения необходимо оберегать пластины от попадания на них прямого солнечного света, УФ-излучения, а также от продолжительного воздействия белого света (флюоресцентные лампы или лампы дневного света), т.к. при продолжительном воздействии они могут вызвать опережающую полимеризацию. Рекомендуется использовать светонепроницаемую упаковку. Для освещения помещения и рабочего места подходят люминесцентные лампы желтого цвета: TL 20/16, TL 40/16 (Philips), TLL 1500/65, W 1500/85 W (Silvania);
3. пластины не следует подвергать воздействию высокого давления или неравномерных нагрузок в течение длительного времени. При хранении пластин прокладываются между ними листы из пеноматериала;
4. кислород, особенно в сочетании со светом, вызывает хрупкость и выцветание пластин. Озон является особенно активной формой кислорода и образуется вблизи экструдеров, которые используют коронный разряд для предварительной обработки поверхности. Он быстро разрушает пластины, поскольку они не обладают стойкостью к озону;
5. Т.о., пластины, снятые с печатных машин, должны храниться в коробках, крафтбумаге или черных полиэтиленовых мешках, уложенных в плоскогоризонтальном положении. [3]
2. Способы изготовления ФППФ для упаковки мороженого
На фотополимерных пластинах можно производить изготовление печатных форм аналоговым (см. рис.3) или цифровым способами.
2.1 Технологическая схема изготовления печатной формы аналоговым способом
1. Входной контроль негатива:
Dmin?0,02, Dmax?3,5-4,0;
- пленка должна быть матированная.
2. Входной контроль пластины:
- проверяется степень прижатия защитной пленки.
3. Экспонирование оборотной стороны:
- проводится без вакуума;
- УФ-излучение А (л=360 нм);
- образование активных центров, повышение светочувствительности;
- формирование правильного профиля печатных элементов;
- формирование основы будущей печатной формы, регулировка рельефа;
- в процессе вымывания ограничивается впитывание растворителя и возможная глубина вымывания.
4. Основное экспонирование:
- проводится с лицевой стороны через негатив под вакуумом;
- происходит формирование будущих печатных элементов.
Основное экспонирование должно быть по возможности коротким и одновременно достаточным. Должны соблюдаться следующие минимальные значения (на практике они несколько выше):
- отдельно стоящие линии 0,17 мм;
- отдельно стоящие точки 0,25 мм;
- размер шрифта 6 пт;
- растровые точки в высоких светах 2% при 60 лин/см.
Очень важно, чтобы по окончании экспонирования отдельные печатающие элементы были прочно соединены с основанием рельефа. Негативы с мелкими деталями изображения (тонкие линии, мелкий/высоколиниатурный растр) пропускают меньше света, поэтому экспонируются дольше. Тесты показали, что для безупречного качества печати достаточна глубина 0,1 мм для линии шириной 0,8 мм на сплошной поверхности. [3]
Оптимальный результат для растровых форм можно получить при соблюдении следующих условий:
- выбирать линиатуру в зависимости от запечатываемого материала и изображения. При этом предпочтительнее растр низкой линиатуры, чем высокой;
- выбирать только такую глубину вымывания, которая необходима;
- выбирать такую продолжительность основного экспонирования, при которой сохраняются света.
При слишком коротком основном экспонировании:
- Полимеризация недостаточна для образования рельефа, боковые грани печатающих элементов остаются слишком крутыми;
- при вымывании боковые грани точек размываются, тонкие линии становятся волнистыми и не вытягиваются;
- отдельно стоящие точки или растровые поля высоких светов вымываются, теряются детали изображения;
- Печатающая поверхность склонна к образованию апельсиновой корки, срок службы готовых форм значительно сокращается.
Слишком продолжительное основное экспонирование приводит к:
- Сужению пробельных элементов, потере негативных деталей изображения;
- Нечеткости формы, склонности к тенению;
- Более интенсивному изображению при печати растров.
5. Проявление:
- происходит преобразование незаполимеризованного копировального слоя и полное удаление его с пробельных элементов
Данный технологический процесс является очень вредным, необходимо проводить при местной вытяжке. Проводится в три стадии:
- грязное проявление - удаляется основная масса незаполимеризованного слоя;
- очищенным раствором - удаляются остатки незаполимеризованного слоя;
- обработка свежим раствором - и лицевая, и оборотная стороны.
Продолжительность вымывания и прижимное давление зависят от необходимой глубины рельефа. Они определяются при помощи предварительных тестов. Также продолжительность вымывания зависит от:
- состава вымывного раствора;
- температуры вымывного раствора;
- конструкции устройства для вымывания;
- прижимного давления щеток;
- используемого типа пластин.
Вымывание формы считается правильным, если основание рельефа гладкое и не имеет жирного блеска, а вокруг рельефа нет мономера (наплывов). При вымывании неэкспонированный мономер должен быть промыт до основания. Щетки в щеточных вымывных устройствах при регулировании надо устанавливать на всю глубину рельефа. [3]
6. Сушка:
- из разбухшей в процессе вымывания формы улетучивается растворитель за счет повышения температуры (ТС = 60-65С) и воздушного обдува. Недопустимо уменьшать время проявления за счет интенсивности сушки, т.к. на копии могут образоваться трещины.
7. Акклиматизация:
- ТС = 19-21С;
- влажность 55-60%;
- не < 12 часов.
Для придания печатной форме одинаковой высоты печатного рельефа. При исключении этой операции при печати форма может крошиться или возникать непропечатки.
8. Дополнительное экспонирование:
- для равномерной полимеризации слоя по всей площади печатного элемента;
- УФ-излучение А (л=360 нм).
Эта ступень изготовления ФППФ может осуществляться и вместе с финишингом.
9. Финишинг (дополнительная обработка):
- УФ-излучение С (л=256 нм);
- происходит закрытие пор и как следствие:
- устраняется липкость с поверхности пластины;
- обеспечивается стабильность печатного процесса.
Рис.3 - Традиционный метод изготовления флексографской формы
Комбинация растровых и штриховых работ
В результате получается печатные формы с печатными элементами, одинаковыми по высоте. При использовании высококачественных формных пластин растровые и штриховые работы можно копировать на одну форму и печатать с одного цилиндра. Но обычно при натяжении формы на цилиндр форма растягивается и печатные элементы, имеющие большую площадь, становятся ниже (явление дисторсии). Для того чтобы одинаково пропечатать всю печатную форму необходимо увеличить давление, что может привести к растискиванию. Поэтому в критических случаях, например, при использовании печатных цилиндров с небольшим диаметром, с формы, изготовленной по такой технологии, не рекомендуется печатать плашку и растровое изображение. Рекомендуется выносить плашку на отдельную форму. Как правило, в программном или аппаратном обеспечении экспонирующих устройств (чаще всего в RIP) предусмотрена компенсация удлинения или сжатия изображений. Такое искажение изображения происходит как вдоль оси формного цилиндра, так и по его окружности.
Пластина должна обеспечивать разрешающую способность 24-60 лин/см и тиражеустойчивость от 500 тыс. до нескольких млн. оттисков. [6]
2.2 Технологическая схема изготовления печатной формы с помощью цифровых технологий (CTP)
В 1995 г. на выставке Друпа впервые была представлена технология, получившая за счет исключения недостатков, связанных с применением в качестве оригинала негатива, в кратчайшие сроки широкое распространение и признание изготовителей ФППФ - прямое лазерное копирование. Здесь в отличие от обычного экспонирования, информация переносится непосредственно на пластину, имеющую чувствительный к лазерному излучению слой - маскирующий слой, состоящий из аморфного мелкодисперсного углерода (см. рис.4).
1-защитная пленка 2-черный маскирующийся слой 3-фотополимеризующийся слой 4-адгезийный подслой 5-полимерная положка |
Рис.4 - Структурная схема пластины
Рельеф в данном случае создается путем удаления слоя посредством высокой плотности энергии (3 Дж/м2). Чем выше энергия, тем чище удаление. В процессе экспонирования на полимер под чувствительным слоем-маской лазер не оказывает никакого влияния, т.к. он работает в ИК-диапазоне, а фотополимер чувствителен в УФ-области. В результате получается интегральная маска с резкими краями, содержащая всю информацию и непосредственно связанная с печатной формой, а следовательно, препятствующая нежелательному рассеянию света, приводящему к увеличению площади растровых точек (см. Приложение Д).
Лазерные источники могут быть различными:
1. Лазер с твердым активным веществом, например, YAG;
2. Лазер с активным веществом в газообразном состоянии, например, гелио-неоновый;
3. Полупроводниковый лазер, например, лазерные диоды.
Качество ФППФ, изготовленных цифровым методом, зависит, в частности, от их адресации (способности лазера быть управляемым во всей совокупности своих конструкции), развертки (величины пикселов на печатном изображении (RIP) и фокусированного лазерного луча, которые должны соответствовать друг другу), градации в серых тонах (для хорошей растрированной работы необходимо не менее 100).
В качестве основы маскированных фотополимеров (или "цифровых" форм) производители используют традиционные, проверенные на практике фотополимерные композиции, хорошо зарекомендовавшие себя как в печати, так и при изготовлении форм. Как уже говорилось, главной отличительной особенностью этих материалов является наличие тонкого (несколько микрон 3 мкм) черного масочного покрытия, имеющего высокую оптическую плотность, удаляемую с помощью сфокусированного пучка ИК-лазера.
Поскольку маскированные фотополимеры разработаны на основе традиционных материалов, у них нет существенных отличий в технологии экспонирования и последующей обработки. Поэтому цифровой способ может быть легко интегрирован в уже существующие технологические цепочки изготовления флексографских форм, а выбор той или иной марки фотополимера целесообразно делать, ориентируясь на важные для печатного процесса параметры: твердость, устойчивость к растворителям и т.д.
На сегодняшний день в мире ФПФ для цифровой обработки предлагаются несколькими компаниями:
- DuPont - Cyrel DPS, DPH, DPU;
- BASF - серия DigiFlex;
- Polyfibron - 50SA Flexlight;
- Asahi Photoproducts - AFP-DHD. [7]
Сокращение числа стадий технологического цикла изготовления форм позволяет не только упростить допечатный процесс, но и избежать тех причин снижения качества, которые прямо связаны с использованием негативов (диффузная/рассеянная передача) при изготовлении традиционных печатных форм:
- следствия неплотного прижима фотоформ в вакуумной камере и образования пузырей при экспонировании фотополимерных пластин;
- следствие попадания пыли или других включений, сгибов пленки;
- искажения формы печатающих элементов из-за низкой оптической плотности фотоформ и так называемой "мягкой" точки;
- нет необходимости работать с вакуумом и выполнять дополнительный переконтакт фотоформы на матовую пленку, следовательно уменьшается растискивание;
- деформация пленки из-за изменения влажности воздуха;
- дефекты покрытия матовой пленки;
- профиль печатающего элемента оптимален для стабилизации растискивания и точной цветопередачи, пробелы и печатающие элементы имеют четкую дифференциацию, отсутствуют непропечатки (см. рис.5);
- расширение диапазона тонопередачи за счет стабильного воспроизведения растровых точек от 2% до 98%, на форме прочно закрепляются более мелкие элементы и как следствие четко воспроизводятся тонкие детали изображения, а света плавно переходят в белый цвет;
- улучшается краскопередача, цвета получаются более чистыми
- возможность уверенной печати изображений с линиатурой до 80 лин/см и даже выше.
Недостатком является более низкая тиражеустойчивость, т.е. при наличии мелкого растра и большого тиража форма может крошиться, поэтому в отношении рассматриваемого образца будет особенно важно максимально оптимизировать все этапы производства печатной формы в совокупности с процессом печати.
Технологический процесс изготовления цифровых флексографских форм состоит из следующих технологических операций:
1. Обратное экспонирование цифровой фотополимерной пластины;
2. Запись оцифрованного изображения оригинала с помощью лазера в черном графитовом маскирующем слое на лазерном экспонирующем устройстве;
3. Основное экспонирование пластины со стороны изображения через маску;
4. Вымывание пробельных элементов;
5. Сушка;
6. Финишинг;
7. Дополнительное экспонирование (см. Приложение А).
При традиционном экспонировании свет, прежде чем достичь фотополимера, проходит через несколько слоев: серебряную эмульсию, матированный слой и основу пленки, стекло вакуумной копировальной рамы. При этом свет рассеивается в каждом слое, а также на границах слоев. В результате растровые точки получают более широкие основания, что приводит к увеличению растискивания. Как уже упоминалось при экспонировании цифровых флексографских пластин нет необходимости создавать вакуум и отсутствует негатив. При записи изображения с помощью лазерных систем размер точки на маскированных фотополимерах равен, как правило, 15-25 мкм.
Вследствие контакта фотополимерного слоя с кислородом воздуха происходит ингибирование процесса фотополимеризации, что вызывает уменьшение печатающих элементов изображения. Этот эффект необходимо учитывать при изготовлении цифровых флексографских форм. Для уменьшения влияния кислорода воздуха на полимеризацию промежуток времени между записью изображения и основным экспонированием должен быть не более 1 часа.
Для проведения следующей за записью изображения операции экспонирования с помощью УФ-излучения используются традиционные копировальные рамы.
Экспонирование считается достаточным, если все печатающие элементы прочно установлены на основании рельефа, образованного при предварительном экспонировании. Между рельефом и основанием не должно быть незаполимеризованного материала.
Продолжительность основного экспонирования цифровых форм зависит от:
- интенсивности УФ-излучения;
- чувствительности сырья/необработанного материала;
- необходимой глубины рельефа.
Правильное экспонирование определяется с помощью тестов при вводе оборудования в эксплуатацию и при использовании новых необработанных пластин. Т.к. УФ-излучение ламп уменьшается с течением времени, рекомендуется проводить периодическую проверку интенсивности.
После основного УФ-экспонирования пластина помещается в обычный вымывной процессор, где происходит вымывание неэкспонированных участков фотополимера вместе с черным масочным слоем.
Остальные технологические операции - сушка, финишинг, дополнительное экспонирование - проводятся в соответствии с рекомендациями производителя пластин.
Рис.5 - Сравнение формы печатающих элементов аналоговых и цифровых фотополимерных форм
Фактически при использовании цифровой технологии ограничения по качеству печати определяются, главным образом, характеристиками печатного оборудования, а не печатной формой.
Особенности цифровой технологии позволяют оптимизировать производственный процесс, а именно:
- упростить технологический цикл за счет исключения ряда операция;
- сократить численность обслуживающего персонала;
- уменьшить необходимые производственные площади;
- сократить номенклатуру расходных материалов;
- снизить количество брака;
- снизить себестоимость изготовления печатных форм;
- улучшить экологию на предприятии за счет уменьшения числа "химических" процессов.
Данные об изображениях отдельных форм хранятся, как правило, в виде файлов (PostScript, TIFF или PCX), поэтому для повторного изготовления конкретной печатной формы необходимо записать еще раз соответствующее изображение и обработать фотополимер в процессоре.
Сравнение кривых растискивания растровых точек для традиционных и цифровых печатных форм показывает, какие преимущества могут дать высокое разрешение и более четкие растровые точки в процессе печати. Градационная кривая для цифровых пластин ближе к идеальной прямой и доходит вплоть до светов (см. рис.6).
Рис.6 - Сравнение тонопередачи при печати с традиционных и цифровых флексографских форм
Таким образом, в типографиях с хорошо отработанным печатным процессом можно добиваться впечатляющего качества продукции, обеспечивая высокий уровень конкурентоспособности своего производства. [2]
CTP на практике
Цифровая технология изготовления ФПФ имеет определенные требования к рабочему процессу. В основном, применяются тонкие пластины (до 1,7 мм), хотя в настоящее время разработчики говорят о применении пластин толщиной более 3,9 мм. Но при таких толстых пластинах их масса ограничивает число оборотов экспонирующего цилиндра, что вызывает определенные трудности при записи.
Важным требованием к режиму обработки лазером является интеграция в существующие систему предприятия. Привязки возможны, но нецелесообразны и непрактичны. Цифровые пробы в цифровом производственном процессе также занимают важное место. Только там, где действительно гарантируется, что цифровые пробы по форме, размерам, цветности и возможности репродуцирования наиболее приближены к заказанной продукции, есть шанс полного использования преимуществ цифрового способа печати.
К сожалению, возможность цифровых проб в обычных цифровых системах ограничена из-за ориентации, главным образом, на 4-хкрасочные изображения. Т.о., передача многих специальных цветов чрезвычайно трудна и может быть реализована только приблизительно и с большими затратами. Также надо учитывать наличие множества модулируемых кривых растискивания, получаемых из самых разнообразных запечатываемых подложек, применяемых печатных форм, различных печатных машин, красок.
2.2.1 Технология изготовления ФПФ методом тепловой обработки (сухой термальный метод)
Технология тепловой обработки (Cyrel FAST (Dupon)) предусматривает использование специальных фотополимеризующихся пластин из термореактивного фотополимера, который удаляют с пробельных элементов с помощью теплового воздействия. Основным достоинством такого метода является исключение процесса вымывания с использованием растворителей, что значительно улучшает экологические аспекты, сокращает технологическую цепочку (отпадает необходимость длительной операции сушки и время изготовления печатной формы может быть сокращено до 25%), понижает себестоимость готовых форм. Т.о., достоинства и недостатки такого метода можно сформулировать следующим образом.
Достоинства:
- отсутствие растворителя;
- скорость изготовления печатной формы - 30-40 мин.;
- более высокий растр;
- меньшая производственная площадь (1 ПК + 1 лазер-гравер + 1 устройство для оплавления и сжигания "полотенец").
Недостатки:
- высокая стоимость оборудования, нетканого материала;
- ограниченный по толщине ассортимент пластин.
Технологических процесс:
1. экспонирование оборотной стороны;
2. экспонирование лицевой стороны через негатив или маску (пластины могут обрабатываться на то же оборудовании, что и классические);
3. монтаж экспонированной пластины на цилиндр;
4. нагрев цилиндра;
5. тепловое размягчение полимера на неэкспонированных участках до состояния текучести;
6. поглощение расплавленного полимера нетканым материалом (происходит удаление слоя с будущих пробельных элементов, осуществляется с помощью проявочного валика);
7. помещение пластины с проявленным рельефом в секцию очистки для шлифовки основания и крупных штриховых элементов изображения.
После использования формные пластины Cyrel FAST могут быть утилизированы так же, как и прочие пластины Cyrel путем сжигания в сочетании с рекуперацией тепловой энергии.
Технологический процесс изготовления печатных форм аналогичен традиционному. Для получения скрытого изображения на фотополимеризующейся пластине используют традиционное оборудование. Пластину экспонируют в обычной копировальной раме. Новым является способ удаления незаполимеризованного материала с пробельных элементов, для чего используют специальный процессор. Пластину помещают на цилиндр в процессор, где под воздействием ИК-нагревателя происходит размягчение неэкспонированных участков и их удаление с пластины. Это происходит с помощью нетканого рулонного материала, прижимаемого к поверхности пластины с помощью резинового валика. Процесс удаления материала с пробельных участков формы занимает несколько минут, при этом достигается рельеф до 0,8 мм. По данным производителей тиражеустойчивость достигает нескольких млн. оттисков, но на практике она ограничена в зависимости от типа изображения (чем выше линиатура, тем ниже тиражестойкость).
Для изготовления формных пластин для запечатывания рассматриваемого образца я выбираю данную технологию. Обоснование выбора будет проведено в п.4.
2.2.2 Технология прямого лазерного гравирования (бесконечные формы)
К особенностям технологии прямого лазерного гравирования (LEP) можно отнести использование в качестве пластины специальной двухслойной резины 3-7 мм, отсутствие стадии отверждения и как следствие более низкую стоимость. Прямое гравирование является позитивным процессом, формирующим точки непосредственно на материале формы. Жесткость пластины составляет 30-58А. Речь идет или о формных цилиндрах и гильзах или о печатных формах, монтируемых на носитель-основу для гравирования. Цилиндры и гильзы имеют множество преимуществ по сравнению с формами: простое обращение, соблюдение приводки, отсутствие растяжений или деформаций при монтаже на круглом предмете, бесконечное печатное изображение без швов и т.д.
Технология базируется на использовании современного и мощного лазера, например, CO2, который был признан наиболее подходящим для прямого лазерного гравирования. Дальнейшие разработки направлены на снижение мощности лазеров, что позволит сократить время гравирования и его себестоимость.
Над этим проектом уже несколько лет работает компания BASF Drucksysteme, а недавно к ее разработке присоединилась фирма Stork Screens.
Рельеф такой формы принципиально отличается от рельефа ФППФ, на которых боковые грани печатающей точки постепенно расходятся до основания рельефа. Эта форма рельефа неизбежно получается при изготовлении формы, в частности, при полимеризации фотополимера. В данном же способе форму рельефа печатных форм можно свободно выбирать.
Традиционный формный процесс во флексографии - довольно длительный и сложный, предусматривающий изготовление негатива (при аналоговой технологии) и еще шесть операций - каждая из этих операций имеет свои технологические особенности и требует соответствующего оборудования. При цифровой технологии негативы не нужны, после записи изображения на черном слое-маске следуют такие же операции по обработке пластины.
Технология прямого лазерного гравирования включает в себя только одну операцию - пробельные элементы на пластине выжигаются лазерным лучом, после чего форма готова к печатанию. Хотя эта технология принципиально проста, она обладает целым рядом достоинств: достигается экономия на оборудовании и материалах, экономится время изготовления формы, а прямая передача данных из компьютера с помощью лазера позволяет практически исключить возможные ошибки, экологичность процесса (см. Табл.1).
Процесс изготовления формы сводится к следующему: пластину без всякой предварительной обработки устанавливают на цилиндр для обработки лазером. Пробельные элементы выжигаются сразу в процессе лазерного облучения (см. рис.7). В процессе обработки контролируется глубина рельефа и профиль растровых точек, т.е. вероятность потери мелких деталей сводится к минимуму. После гравирования с формы нужно удалить частички пыли, протерев ее влажной мягкой тканью. Изготовленные печатные формы имеют повышенную тиражестойкость и долговечность, а также высокие изобразительные возможности. Время изготовления формы форматом А4 составляет около 1 часа. Если же используется пластина, то чтобы получить бесконечную форму для печати без полей, стык между концами формы заливают мономером и полимеризуют, а затем шлифуют (см. Приложение Д).
Рис.7 - Прямое лазерное гравирование обычных и гильзовых флексографских форм [8]
Применяются при изготовлении обоев, упаковки, декоративной продукции, салфеток, гофрокартона, этикеток, бланков, линованной бумаги и др. Резиновые печатные формы, гравированные лазерным лучом, используются как для штриховых, так и для растровых полутоновых изображений до 36 лин/см.
Но при имеющихся достоинствах в настоящее время технология прямого лазерного гравирования имеет ряд недостатков, не позволяющих использовать её при изготовлении печатной формы для рассматриваемого в работе образца. В частности, это невозможность печати высококачественных, высоколиниатурных изображений, ограниченный ассортимент пластин по толщине, высокая энергоемкость и устойчивость не ко всем видам печатных красок. [3]
Таблица 1 - Сравнение ФППФ и ПФ, гравированной лазером
Основные характеристики |
ФППФ |
ПФ, гравированная лазером |
|
1 |
2 |
3 |
|
Lmax, лин/см |
60 |
36 |
|
Печать |
Как правило, не бесконечная, не бесшовная |
Бесконечная, бесшовная |
|
Поверхность ПФ |
Гладкая |
Немного шероховатая |
|
Передача краски |
Очень хорошая |
Хорошая |
|
Процесс изготовления |
Комплексный и дорогостоящий |
Простой |
|
Ступени процесса изготовления |
Много ступеней |
Одна ступень |
|
Продолжительность изготовления, час |
24 |
3 |
|
Увеличение тона при износе |
Да |
Нет |
|
Установка в печатной машине |
Простая и быстрая |
Сложная и продолжительная |
|
Цена за ед. площади |
Ниже |
Выше |
При сравнении можно сделать вывод, что, учитывая особенности образца, данный способ изготовления печатных форм для запечатывания упаковки мороженого не подходит.
3. Особенности при изготовлении упаковки мороженого с учетом применяемого запечатываемого материала, строения формной пластины и оборудования
3.1 Характеристика запечатываемого материала: разновидности, особенности
Согласно результатам исследований пленка из искусственных материалов в качестве запечатываемого материала, как в стоимостном, так и в количественном выражении занимает во всем мире всё большую часть рынка упаковки: пищевых продуктов, предметов гигиены, промышленных товаров. Доля рынка упаковки из искусственных материалов в сфере пищевых продуктов достигла в Европе в 1994 году 5,5 млн. тонн (18,23 млрд. долларов), к 2001 г. достигла 6,5 млн. тонн (23,17 млрд. долларов). В стоимостном выражении это соответствует росту от 56,3 до 59,3%, а в количественном - от 41 до 43,6% всего рынка упаковки пищевых продуктов. [3] Полипропиленовые пленки составляют около 20% всех пленок, производимых в Западной Европе под торговой маркой Fasson. [9]
В зависимости от продукта и сферы применения к упаковочной пленке предъявляются различные требования. Типичными требованиями или свойствами являются:
свойства пригодности для сваривания
прочное горячее скрепление
возможность сваривания поверхностей
барьерные свойства:
проницаемость к кислороду (О2)
проницаемость к азоту (N2)
проницаемость к диоксиду углерода (CO2)
проницаемость к водяному пару (WD)
непроницаемость к запахам
механические свойства:
возвратное сжимание
эластичность
устойчивость к растяжению
устойчивость к разрыву
растяжение
устойчивость к пробиванию
прочность сварного шва
"жесткость"
пригодность для глубокой вытяжки
пригодность для запечатывания/соблюдение раппорта
дальнейшие свойства:
устойчивость к кипячению
устойчивость к водяному пару при стерилизации
свойства скольжения
электростатика (антистатическое оборудование)
противовуальные свойства
неизменность продукта (упаковываемого материала)
миграция (взаимодействие упаковки и упаковываемого материала).
Полипропилен, из которого изготовлен образец, относится к монопленкам (состоит из однородного материала) из искусственных материалов, применяемых в сфере упаковки в качестве упаковочного и защитного материала с диапазоном толщины от 5 мкм до 300 мкм. Как правило, эта пленка в виде рулона устанавливается на отделочных и печатных машинах, машинах для разрезки рулонного материала, фасовочных машинах. Одна из особенностей - высокая гладкость поверхности.
Важнейшие виды пленки: полиэтилен, полипропилен, полиэфир, полиамид (см. Табл.2).
Таблица 2 - Типы пленки для упаковки
Сокращенное наименование |
Расшифровка аббревиатуры |
|
LDPE |
Полиэтилен низкой плотности |
|
LLDPE |
Линейный полиэтилен низкой плотности |
|
HDPE |
Полиэтилен высокой плотности |
|
PP-Сast |
Полипропиленовая монопленка, невытянутая, литье |
|
PP-OPP, ориентированный |
Полипропилен, моноаксиальный и/или биаксиальный, вытянутый |
|
PETP |
Полиэфир |
|
PETP-OPETR, ориентированный |
Полиэфир, моноаксиальный или биаксиальный, вытянутый |
|
PA |
Полиамид |
|
PA-OPA, ориентированный |
Полиамид, моноаксиальный и/или биаксиальный, вытянутый |
В Таблице 3 представлены основные свойства полипропилена, определяющие его выбор в качестве запечатываемого материала для упаковки.
Таблица 3 - Основные характеристики полипропилена
Тип пленки |
Полимер |
Свойство сваривания |
Барьер д/ водяного пара* |
Барьер для газа |
Прозрачность |
Пригодность для запечатывания |
Пригодность для глубокой вытяжки |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
PP-литье |
гомо/ сополимер |
++ |
++ |
- |
+++ |
++ |
+ |
||
PP, ориенти-рованная |
гомо/ сополимер |
/++ |
+++ |
- |
+++ |
+++ |
- |
||
+++ - очень хорошие свойства ++ - хорошие + - достаточные - плохие |
|||||||||
Общие свойства [9] |
|||||||||
Стабильность размеров |
Стойкость к УФ-излучению |
Стойкость к погодным воздейс-м |
Эластич-ность |
Легкость нанесения |
Температур. стойкость |
Рабочие темпер-ры |
Необходимость поверхностной обработки |
Качество печати |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
++ |
+ (до 6 мес.) |
+/++ |
+ |
++ |
до 120°С |
0°+120°С |
Коронная или покрытие |
+/++ |
При толщине 100 мкм проницаемость РР для водяных паров составляет 0,26 г/м2 - довольно низкий показатель, что определяет широкое использование в пищевой промышленности (РР находится на втором месте после фольги (0,1 г/м2)). [10]
Как видно из Таблицы 3, ориентированный полипропилен (ОРР) во своим свойствам очень хорошо подходит для упаковки мороженого.
Сферы применения полипропилена:
1. Сфера упаковки для пищевых продуктов;
2. Техническая пленка;
3. Канцелярские товары;
4. Сфера медицины и гигиены;
5. Сфера глубокого замораживания.
Для производства двуосноориентированого полипропилена существуют два основных процесса: выдув и плоская ориентация. Оба процесса позволяют проводить соэкструзию и дают материалу несколько различные свойства. При выдувном процессе материал сохраняет большую прочность в машинном (долевом) направлении, а при плоской ориентации - в поперечном. Кроме того, различают пленку из гомополимеров, блок-сополимеров и статических сополимеров.
Широкое распространение получила вытянутая/ориентированная пленка ОРР, моноаксиальная, а чаще биаксиальная. Физические свойства:
- плотность 0,85-0,92;
- кристаллитовая точка плавления составляет 155С (LDPE 105С), возможность стерилизации в автоклавах без ограничений (медленная стерилизация до 140С);
- полипропилен становится ломким уже при температуре 0С, в то время как ориентированный полипропилен ОРР остается устойчивым до 60С;
- паропроницаемость немного выше, чем у полиэтилена низкой плотности, а кислотопроницаемость - во много раз ниже;
- высокий глянец и устойчивость к истиранию;
- высокая прозрачность;
- высокая механическая устойчивость к разрыву, прочнее полиэтилена;
- в невытянутом состоянии может свариваться, для ориентированного полипропилена необходим слой для сваривания в виде лака, экструзии/соэкструзии или модифицирования полимеризуемой субстанции;
- не содержит пластификатора.
Свойства и особенности типов пленки
Полипропиленовая пленка (РР) родственна полиэтилену, появилась на рынке в 1960 году. Получают посредством полимеризации газообразного пропилена.
РР имеет большую устойчивость к разрыву, поэтому при намотке и размотке на печатной машине можно использовать более высокое натяжение. Для РР пленки, необходимы более высокие затраты на предварительную обработку, чем для РЕ пленки низкой плотности, чтобы обеспечить хорошее прилипание печатной краски.
Важным свойством РР является то, что при длительном хранении на складе и старении эффект предварительной обработки ослабевает или исчезает до начала печати тиража.
Биаксиальная ориентированная полипропиленовая пленка (ОРР), как и невытянутая пленка (литье), производится из модифицированного сырья, рукавная или плоская пленка вытягивается по методу Stenter или Bubble, затем производится термозакрепление.
Пленка различных типов производится для различных целей:
a) биаксиальная ориентированная без нанесения покровного слоя с предварительной обработкой с одной или с двух сторон;
b) биаксиальная ориентированная вытянутая посредством соэкструзии возможность сваривания с обеих сторон с предварительной обработкой с одной или с двух сторон;
c) биаксиальная ориентированная с покрытием PVDC, PVC или полиакрилом и т.д. с обеих сторон, с возможностью запаивания с обеих сторон.
Пленки а) и b) обрабатываются коронным разрядом для обеспечения достаточно высокого поверхностного натяжения и хороших предпосылок для запечатывания флексографическим способом печати.
Пленка с) может запечатываться, кашироваться или приклеиваться без предварительной обработки, но флексографские и оклеечные машины оснащены устройствами для предварительной обработки для улучшения прилипания краски.
Обычная толщина пленки составляет от 15 (для ламинирования) до 50-60 мкм. Пленка эластичная и гибкая, устойчивость к разрыву пленки ОРР очень высокая.
РР пленка очень хорошо запечатывается флексографическим способом, особенно высокое качество получается при печати на планетарной печатной машине.
Расширение применения пленки ОРР за последние годы и достаточно хорошие перспективы на будущее можно обосновать следующим образом:
1. благодаря низкому удельному весу, около 0,91, пленка очень экономична;
2. поверхность остается стабильной при колебаниях влажности и температуры, что обеспечивает упаковке хороший внешний вид;
3. несмотря на термопластический характер, при соответствующей регулировке машины и благодаря хорошему растяжению пленки, низким допускам по толщине, хорошему скольжению и ровному положению на упаковочной машине можно добиться такой же производительности, что и при обработке целлофана;
4. Благодаря превосходной устойчивости к удару исключается опасность повреждения даже при низких температурах (углы коробок, упаковываемый материал с острыми углами и т.д.). [3]
Предварительная обработка
Смачиваемость является основным условием для адгезии печатных красок, грунтовок и лаков на искусственных материалах, металлах и бумаге. Смачиваемость характеризует поведение жидкости на твердой поверхности, например, запечатываемой пленке.
Смачивание поверхности искусственного материала жидкостью происходит тогда, когда энергия поверхности превышает энергию смачивающей жидкости. Обработка поверхности для снятия заряда при помощи коронного разряда со средней частотой является самым распространенным методом модификации поверхности ленты из искусственного материала, металла и бумаги.
Как правило, искусственная пленка обрабатывается коронным разрядом ещё при производстве, но из-за хранения на складе поверхностное натяжение уменьшается. Обработка коронным разрядом в печатной машине приводит к улучшению поверхностного натяжения перед запечатыванием и к хорошей адгезии между пленкой и печатной краской.
Для запечатывания полипропилена величина поверхностного натяжения в среднем составляет 38 мН/м. [3] По другим данным для РР, ОРР, ВОРР - 29-31 дин/см2. [11]
Типичная установка для обработки коронным разрядом состоит из системы электродов с высоким электрическим потенциалом и противоположного электрода с потенциалом массы, например, валика, проводящего обрабатываемую ленту.
Для очистки отработанного воздуха (при коронном разряде выделяется озон, вредный для здоровья, вызывающий коррозию оборудования, негативно влияющий на печатные формы) все большее применение находят озоновые фильтры. В них при помощи катализатора озон превращается в кислород.
Наряду с обработкой коронным разрядом используются следующие способы:
- предварительная обработка пламенем газовой горелки;
- обработка фтором;
- обработка озоном;
- атмосферно-плазменная разрядка. [3]
3.2 Выбор печатных красок с учетом печатной формы и запечатываемого материала
Печатные краски, как и бумага, - основной полиграфический материал. Они создают изображение на запечатываемом материале, поэтому должны обладать оптическими и печатно-технологическими свойствами, а также способностью закрепляться на оттиске.
Требования к печатным краскам:
1. Краска должна обладать комплексом оптических свойств: цветовым тоном, насыщенностью, светлотой, прозрачностью или кроящей способностью, блеском (глянцем);
2. Комплексом печатно-технических свойств: вязкостью, липкостью, эластичностью, пластичностью, способностью закрепляться на оттиске;
Подобные документы
Назначение и свойства упаковываемой продукции. Разработка и описание технологической схемы изготовления тары и упаковки. Расчет технологических параметров изготовления тары и упаковки. Причины появления дефектов тары и упаковки и методы их устранения.
дипломная работа [234,3 K], добавлен 05.06.2016Характеристика сырья и готового продукта; методы их технохимического контроля. Расчет материального баланса производства мороженого. Описание технологической линии производства мороженого. Принцип действия основного и вспомогательного оборудования.
курсовая работа [553,2 K], добавлен 15.08.2014Составление проекта технологической линии по производству мороженого. Характеристика ассортимента продукта, показателей качества и применяемого сырья. Исследование процесса приготовления, обработки, охлаждения смеси, фасовки и закаливания мороженого.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 11.05.2011Обзор возможных материалов для упаковки молока. Характеристика и подбор оборудования для производства упаковки и розлива молока, для дополнительного оформления упаковки. Принципиальная схема картонной упаковки, её дизайн и расчет расходного материала.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 19.11.2013Разработка и выбор материала для упаковки. Обзор программных продуктов САПР. Взаимосвязь автоматизированного проектирования и производства упаковки из картона. Технологии производства упаковки для пельменей. Расчет себестоимости полиграфической продукции.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 22.11.2010Особенности организации в цехе производства мороженого (линия производства крупнофасованного мороженого) в ОАО "Могилёвская фабрика мороженого". Рациональный вид движения предметов труда в процессе производства. Основные параметры поточной линии.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 12.11.2014Обзор мирового рынка мороженого, отличий российского рынка и западного. Технологические особенности производства и хранения мороженого. Разработка технологического процесса упаковывания продукта. Выбор упаковочного оборудования. Расчёт расхода материалов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.04.2013Размеры производства, специализации и организационная структура предприятия. Технология производства мороженого, подбор поточно–технологической линии и расчет технологического оборудования. Инструкция по охране труда и экономическая эффективность.
дипломная работа [132,2 K], добавлен 11.01.2012Техническая характеристика и показатели оформления издания. Характерные особенности оттисков флексографской печати. Оценка качества цвета, оттиска упаковки и разнообразие запечатываемого материала. Применение водных красок, набора анилоксовых волокон.
контрольная работа [119,8 K], добавлен 23.04.2015Обзор упаковок для чая на российском рынке. Выбор комбинированного упаковочного материала. Художественное конструирование упаковки для чая "Чашечка чая". Расчет основных размеров развертки для вертикальной упаковки. Характеристики картона Strompack.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 07.08.2013