Цифровые технологии форм флексографской печати. Виды технологий производства флексоформ. Техническая характеристика изделия

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.

Подобные документы

Характеристика выбранного образца и общая технологическая схема его изготовления. Общие сведения о трафаретной печати. Ротационные печатные формы. Требования к оригиналам и фотоформам. Выбор технологии, материалов и оборудования для изготовления образца.

курсовая работа , добавлен 08.01.2012


Изготовление форм плоской офсетной печати, высокой печати на основе фотополимерных композиций. Разновидности форм глубокой печати. Изготовление форм для специальных видов печати. Влияние способов изготовления на требования к обработке информации.

реферат , добавлен 09.02.2009


Технические характеристики и показатели оформления издания. Основные понятия о плоской офсетной печати. Разновидности ее форм. Классификация формных пластин для технологии Computer-to-Plate. Выбор оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры.

курсовая работа , добавлен 21.11.2014


Анализ технических характеристик и эксплуатационных характеристик изделия (упаковки для косметической продукции). Проектирование комплексного технологического процесса изготовления печатных форм трафаретной печати. Изготовление печатных форм для упаковки.

курсовая работа , добавлен 02.04.2014


Основные технологические характеристики издания. Расчет объема издания в физических печатных и условных печатных листах, объема бумаги, необходимого для печати тиража издания. Выбор оптимального и более экономичного варианта для печати тиража издания.

реферат , добавлен 13.11.2014


Анализ и разработка количественных и качественных показателей полиграфического продукта, обоснование выбора способа печати. Изготовление печатных форм и карта технологического процесса офсетной печати. Расчёт оборудования, кадров, материальных потоков.

дипломная работа , добавлен 23.12.2012


Технология изготовления офсетных печатных форм. Технология Computer-to-Plate. Формные пластины для данной технологии. Основные способы изготовления печатных форм. Сущность косвенного и комбинированного способов изготовления трафаретных печатных форм.

курсовая работа , добавлен 24.01.2015

Выводим формы для флексографской печати

Докт. техн. наук, проф. МГУП им. Ивана Федорова

Разновидностью высокой печати, которая широко используется для печатания этикеток и упаковочной продукции из бумаги, фольги, полимерных пленок, а также для печатания газет, является флексография. Флексографская печать осуществляется с эластичных резиновых или высокоэластичных фотополимерных печатных форм текучими быстрозакрепляющимися красками.


В печатном аппарате флексографской печатной машины довольно жидкая краска наносится на печатную форму, закрепленную на формном цилиндре, не непосредственно, а через промежуточный накатной (анилоксовый) валик. Накатной валик выполнен из стальной трубы, которая может быть покрыта слоем меди. На эту поверхность методом травления или гравирования нанесена растровая сетка, углубленные ячейки которой делаются в виде пирамид с острой вершиной. Растровая поверхность анилоксового валика, как правило, хромируется. Передача краски из красочного ящика на печатную форму производится резиновым (дукторным) валиком на анилоксовый валик, а с него на печатающие элементы формы.

Использование упруго-эластичных печатных форм и маловязких быстрозакрепляющихся красок позволяет на высокой скорости запечатывать практически любой рулонный материал, воспроизводить не только штриховые элементы, но и одно- и многоцветные изображения (с линиатурой растрирования до 60 лин/см). Незначительное давление печатания обеспечивает бо льшую тиражестойкость печатных форм.

Флексография представляет собой прямой способ печати, при котором краска с формы переносится непосредственно на запечатываемый материал. В связи с этим изображение на печатающих элементах формы должно быть зеркально перевернуто по отношению к читаемому изображению на бумаге (рис. 1).

В современной флексографской печати используются фотополимерные печатные формы (ФПФ), которые не уступают офсетным по печатно-техническим и репродукционно-графическим свойствам, а по тиражестойкости, как правило, превосходят их.

В качестве фотополимерных материалов применяются твердые или жидкие фотополимеризуемые композиции. К ним относятся твердые или жидкие мономерные, олигомерные или мономерно-полимерные смеси, способные изменять под действием света химическое и физическое состояние. Эти изменения приводят к образованию твердых или упругих нерастворимых полимеров.

Твердые фотополимеризуемые композиции (ТФПК) сохраняют твердое агрегатное состояние до и после изготовления печатной формы. На полиграфическое предприятие они поставляются в виде формных фотополимеризуемых пластин определенного формата.

Структура фотополимеризуемых пластин для флексографской печати представлена на рис. 2.

Жидкие фотополимеризуемые композиции (ЖФПК) поставляются на полиграфические предприятия в емкостях в жидком виде либо их изготавливают непосредственно на предприятиях путем смешивания исходных компонентов.

Основной технологической операцией изготовления любых ФПФ, в ходе которой в фотополимеризуемой композиции протекает реакция фотополимеризации и образуется скрытое рельефное изображение, является экспонирование (рис. 3а ) фотополимеризуемого слоя. Фотополимеризация происходит только на тех участках слоя, которые подвергаются облучению УФ-лучами и только во время их воздействия. Поэтому для экспонирования используют негативные фотоформы и их аналоги в виде масочного слоя.

Рис. 3. Технологические операции получения фотополимерных печатных форм на твердых фотополимеризуемых пластинах: а — экспонирование; б — вымывание пробельных участков; в — сушка печатной формы; г — дополнительное экспонирование печатающих элементов

Проявление рельефного изображения, в результате которого удаляются незаполимеризовавшиеся участки фотополимеризуемой пластины, осуществляется их вымыванием спиртовым, щелочным раствором (рис. 3б ) или водой в зависимости от типа пластин, а для некоторых типов пластин — сухой термообработкой.

В первом случае экспонированная фотополимеризуемая пластина обрабатывается в так называемом сольвентном процессоре. В результате операции вымывания (см. рис. 3б ) незаполимеризовавшихся участков пластины раствором на форме образуется рельефное изображение. Вымывание основывается на том, что в процессе фотополимеризации печатающие элементы теряют способность растворяться в вымывном растворе. После вымывания требуется сушка фотополимерных форм. Во втором случае обработка осуществляется в термальном процессоре для обработки фотополимерных форм. Сухая термообработка полностью исключает использование традиционных химикалий и вымывных растворов, на 70% сокращает время получения форм, так как не требует их сушки.

После сушки (рис. 3в ) фотополимерная форма подвергается дополнительному экспонированию (рис. 3г ), повышающему степень фотополимеризации печатающих элементов.

После дополнительного экспонирования фотополимерные формы на основе ТФПК для флексографской печати имеют блестящую и слегка липкую поверхность. Липкость поверхности устраняется посредством дополнительной обработки (финишинга), в результате форма приобретает свойства стабильности и стойкости к различным растворителям печатных красок.

Финишинг может быть выполнен химически (с использованием хлорида и брома) или экспонированием ультрафиолетовым светом диапазона 250-260 нм, что оказывает на форму такое же действие. При химическом финишинге поверхность становится матовой, при ультрафиолетовом — блестящей.

Одним из важнейших параметров фотополимерных печатных форм является профиль печатающих элементов, который определяется углом при основании печатающего элемента и его крутизной. От профиля зависит разрешающая способность фотополимерных печатных форм, а также прочность сцепления печатающих элементов с подложкой, влияющая на тиражестойкость. Существенное влияние на профиль печатающих элементов оказывают режимы экспонирования и условия вымывания пробельных элементов. В зависимости от режима экспонирования печатающие элементы могут иметь различную форму.

При избыточном экспонировании образуется пологий профиль печатающих элементов, который обеспечивает их надежное закрепление на подложке, но является нежелательным из-за возможного уменьшения глубины пробелов.

При недостаточном экспонировании образуется грибообразный (бочкообразный) профиль, приводящий к неустойчивости печатающих элементов на подложке, вплоть до возможной потери отдельных элементов.

Оптимальный профиль имеет угол при основании 70±5º, что является наиболее предпочтительным, так как обеспечивает надежное сцепление печатающих элементов с подложкой и высокое разрешение изображения.

На профиль печатающих элементов также оказывает влияние соотношение экспозиций предварительного и основного экспонирования, длительность которых и их соотношение подбираются для различных типов и партий фотополимерных пластин для конкретных экспонирующих установок.

В настоящее время для изготовления фотополимерных печатных форм флексографской печати используются две технологии: «компьютер — фотоформа» и «компьютер — печатная форма».

Для технологии «компьютер — фотоформа» выпускаются так называемые аналоговые пластины, а для технологии «компьютер — печатная форма» — цифровые.

При изготовлении фотополимерных форм флексографской печати на основе ТФПК (рис. 4) выполняются следующие основные операции:

• предварительное экспонирование оборотной стороны фотополимеризуемой флексографской формной пластины (аналоговой) в экспонирующей установке;
• основное экспонирование монтажа фотоформы (негатива) и фотополимеризуемой пластины в экспонирующей установке;
• обработка фотополимерной (флексографской) копии в сольвентном (вымывание) или термальном (сухая термообработка) процессоре;
• сушка фотополимерной формы (сольвентно-вымывной) в сушильном устройстве;
• дополнительное экспонирование фотополимерной формы в экспонирующей установке;
• дополнительная обработка (финишинг) фотополимерной формы для устранения липкости ее поверхности.

Рис. 4. Схема процесса изготовления фотополимерных форм на основе ТФПК по технологии «компьютер — фотоформа»

Экспонирование оборотной стороны пластины является первым этапом изготовления формы. Оно представляет собой ровную засветку оборотной стороны пластины через полиэфирную основу без использования вакуума и негатива. Это важная технологическая операция, которая повышает светочувствительность полимера и образует основание рельефа необходимой высоты. Правильное экспонирование оборотной стороны пластины не оказывает влияния на печатающие элементы.

Основное экспонирование фотополимеризуемой пластины осуществляется методом контактного копирования с негативной фотоформы. На фотоформе, предназначенной для изготовления форм, текст должен быть зеркальным.

Фотоформы должны быть изготовлены на одном листе фотопленки, так как составные монтажи, склеенные липкой лентой, как правило, не обеспечивают надежного прилегания фотоформы к поверхности фотополимеризуемых слоев и могут вызвать искажение печатающих элементов.

Перед экспонированием фотоформу накладывают на фотополимеризуемую пластину эмульсионным слоем вниз. В противном случае между пластиной и изображением на фотоформе образуется зазор, равный толщине основы фотопленки. В результате преломления света в основе фотопленки может произойти сильное искажение печатающих элементов и закопировка растровых участков.

Для обеспечения плотного контакта фотоформы с фотополимеризуемым материалом фотопленку матируют. Микронеровности на поверхности фотоформы позволяют полностью быстро удалить из-под нее воздух, что создает плотный контакт фотоформы с поверхностью фотополимеризуемой пластины. Для этого используют специальные порошки, которые наносят ватно-марлевым тампоном легкими круговыми движениями.

В результате обработки фотополимерных копий на основе сольвентно-вымывных формных пластин вымывается не подвергнутый экспонированию и полимеризации мономер — он растворяется и смывается с пластины. Остаются только участки, прошедшие полимеризацию и образующие рельеф изображения.

Недостаточное время вымывания, пониженная температура, ненадлежащее давление щеток (низкое давление — щетина не касается поверхности пластины; высокое давление — щетина выгибается, уменьшается время вымывания), пониженный уровень раствора в вымывном резервуаре приводят к слишком мелкому рельефу.

Избыточное время вымывания, повышенная температура и недостаточная концентрация раствора приводят к слишком глубокому рельефу. Правильное время вымывания определяется экспериментально в зависимости от толщины пластины.

При вымывании пластина пропитывается раствором. Полимеризованный рельеф изображения набухает и размягчается. После удаления с поверхности вымывного раствора неткаными салфетками или специальным полотенцем пластину нужно просушить в сушильной секции при температуре не выше 60 °С. При температуре, превышающей 60 °С, могут появляться сложности в приводке, поскольку полиэфирная основа, которая при нормальных условиях сохраняет стабильные размеры, начинает сжиматься.

Набухание пластин при вымывании приводит к увеличению толщины пластин, которые даже после сушки в сушильном устройстве сразу не возвращаются к своей нормальной толщине и должны находиться еще 12 ч на открытом воздухе.

При использовании термочувствительных фотополимеризуемых пластин проявление рельефного изображения происходит путем плавления незаполимеризованных участков форм при их обработке в термальном процессоре. Расплавленная фотополимеризуемая композиция адсорбируется, впитывается и снимается специальной тканью, которая после этого направляется на утилизацию. Такой технологический процесс не требует применения растворителей, а следовательно, исключается сушка проявленных форм. Таким способом можно изготавливать как аналоговые, так и цифровые формы. Основным достоинством технологии с применением термочувствительных пластин является значительное снижение времени изготовления формы, что обусловлено отсутствием этапа сушки.

Для придания тиражестойкости пластину помещают в экспонирующую установку для дополнительного освещения УФ-лампами в течение 4-8 мин.

Чтобы ликвидировать липкость пластины после сушки, ее надо обработать УФ-излучением с длиной волны 250-260 нм или химически.

Аналоговые сольвентно-вымывные и термочувствительные фотополимеризуемые флексографские пластины имеют разрешающую способность, которая обеспечивает получение 2-95-процентных растровых точек при линиатуре растра 150 lpi, и тиражестойкость до 1 млн оттисков.

Одной из особенностей процесса изготовления плоских фотополимерных форм флексографской печати по технологии «компьютер — фотоформа» является необходимость учета степени растяжения формы вдоль окружности формного цилиндра при установке ее в печатной машине. Растяжение рельефа поверхности формы (рис. 5) приводит к удлинению изображения на оттиске по сравнению с изображением на фотоформе. При этом чем толще растягивающийся слой, расположенный на подложке или стабилизирующей пленке (при использовании многослойных пластин), тем длиннее изображение.

Толщина фотополимерных форм варьируется в пределах от 0,2 до 7 мм и выше. В связи с этим необходимо осуществлять компенсацию удлинения посредством уменьшения масштаба изображения на фотоформе по одной из ее сторон, ориентированной по направлению движения бумажного полотна (ленты) в печатной машине.

Для расчета величины масштаба М фотоформы можно воспользоваться константой растяжения k , которая для каждого типа пластин равна k = 2 h c (h c — толщина рельефного слоя).

Длина оттиска L отт соответствует расстоянию, которое проходит определенная точка, находящаяся на поверхности формы, при полном обороте формного цилиндра, и вычисляется следующим образом:

где D фц — диаметр формного цилиндра, мм; h ф — толщина печатной формы, мм; h л — толщина липкой ленты, мм.

На основе рассчитанной длины оттиска определяется необходимое укорачивание фотоформы Δd (в процентах) по формуле

.

Итак, изображение на фотоформе в одном из направлений должно быть получено с масштабом, равным

.

Такое масштабирование изображения на фотоформе может быть выполнено при компьютерной обработке цифрового файла, содержащего информацию о спуске полос или отдельных полосах издания.

Изготовление фотополимерных флексографских печатных форм по технологии «компьютер — печатная форма» основано на применении лазерных методов обработки формных материалов: абляции (разрушения и удаления) масочного слоя с поверхности формной пластины и прямого гравирования формного материала.

Рис. 5. Растяжение поверхности печатной формы при установке на формном цилиндре: а — печатная форма; б — печатная форма на формном цилиндре

В случае применения лазерной абляции последующее удаление незаполимеризованного слоя может производиться с помощью сольвентного или термального процессора. Для данного способа используются специальные (цифровые) пластины, которые отличаются от традиционных лишь наличием масочного слоя толщиной 3-5 мкм на поверхности пластины. Масочный слой представляет собой сажевый наполнитель в растворе олигомера, нечувствительный к УФ-излучению и термочувствительный к инфракрасному диапазону спектра. Этот слой служит для создания первичного изображения, формируемого с помощью лазера, и является негативной маской.

Негативное изображение (маска) необходимо для последующего экспонирования УФ-источником света формной фотополимеризуемой пластины. В результате дальнейшей химической обработки на поверхности создается рельефное изображение печатающих элементов.

На рис. 6 показана последовательность операций изготовления флексографской формы на пластине, содержащей масочный слой 1 , слой фотополимера 2 и подложку 3 . После удаления лазером масочного слоя в местах, соответствующих печатающим элементам, экспонируется прозрачная подложка с целью создания фотополимерной подложки. Экспонирование для получения рельефного изображения осуществляется через созданное из масочного слоя негативное изображение. Затем проводится обычная обработка, состоящая из вымывания незаполимеризованного фотополимера, промывки, доэкспонирования с одновременной сушкой и световым финишингом.

При записи изображения с помощью лазерных систем размер точки на маскированных фотополимерах равен, как правило, 15-25 мкм, что позволяет получать на форме изображения с линиатурой 180 lpi и выше.

При изготовлении фотополимерных форм в технологии «компьютер — печатная форма» используются пластины на основе твердых фотополимерных композиций, обеспечивающих высокое качество печатных форм, дальнейшая обработка которых происходит так же, как аналоговых флексографских фотополимерных форм.

На рис. 7 представлена классификация фотополимеризуемых пластин для флексографской печати на основе твердых фотополимерных композиций.

В зависимости от структуры формной пластины выделяют однослойные и многослойные пластины.

Однослойные пластины состоят из фотополимеризуемого (рельефообразующего) слоя, который находится между защитной фольгой и лавсановой основой, служащей для стабилизации пластины.

Многослойные пластины, предназначенные для качественной растровой печати, состоят из относительно твердых тонкослойных пластин со сжимаемой основой. На обеих поверхностях пластины находится защитная фольга, а между фотополимеризуемым слоем и основой расположен стабилизирующий слой, который обеспечивает почти полное отсутствие продольной деформации при изгибе печатной формы.

В зависимости от толщины фотополимеризуемые пластины делятся на толстослойные и тонкослойные.

Тонкослойные пластины (толщиной 0,76-2,84 мм) имеют высокую твердость, для того чтобы уменьшить растискивание в процессе печатания. Поэтому печатные формы, изготовленные на таких пластинах, обеспечивают высокое качество готовой продукции и используются для запечатывания гибкой упаковки, пластиковых пакетов, этикеток и ярлыков.

Толстослойные пластины (толщиной 2,84-6,35 мм) мягче тонкослойных и обеспечивают более плотный контакт с неровной запечатываемой поверхностью. Печатные формы на их основе применяются для запечатывания гофрокартона и бумажных мешков.

В последнее время при печатании на материалах типа гофрокартона чаще применяют пластины толщиной 2,84-3,94 мм. Это объясняется тем, что при использовании более «толстых» фотополимерных форм (3,94-6,35 мм) сложно получить высоколиниатурное многокрасочное изображение.

В зависимости от твердости выделяют пластины высокой, средней и малой твердости.

Пластины высокой твердости характеризуются меньшим растискиванием растровых элементов и применяются для печатания высоколиниатурных работ. Пластины средней жесткости позволяют одинаково хорошо печатать растровые, штриховые и плашечные работы. Более мягкие фотополимеризуемые пластины используются для печатания плашечных работ.

В зависимости от способа обработки фотополимерных копий пластины можно разделить на три типа: водорастворимые, спирторастворимые и пластины, обрабатываемые по термальной технологии. Для обработки пластин, принадлежащих к разным типам, необходимо применять разные процессоры.

Способом лазерной абляции масочного слоя фотополимеризуемых формных материалов изготавливают как плоские, так и цилиндрические печатные формы.

Цилиндрические (гильзовые) флексографские формы могут быть трубчатыми, надеваемыми на формный цилиндр с его торца, или представлять собой поверхность съемного формного цилиндра, устанавливаемого в печатную машину.

Процесс изготовления плоских флексографских печатных форм на основе сольвентно-вымывных или термочувствительных цифровых фотополимеризуемых пластин с масочным слоем по технологии «компьютер — печатная форма» (рис. 8) включает следующие операции:

• предварительное экспонирование оборотной стороны фотополимеризуемой флексографской формной пластины (цифровой) в экспонирующей установке;
• передача цифрового файла, содержащего данные о цветоделенных изображениях полос или полноформатного печатного листа, в растровый процессор (РИП);
• обработка цифрового файла в РИП (прием, интерпретация данных, растрирование изображения с заданной линиатурой и типом растра);
• запись изображения на масочном слое формной пластины путем его абляции в формовыводном устройстве;
• основное экспонирование фотополимеризуемого слоя формной пластины через масочный слой в экспонирующей установке;
• обработка (вымывание для сольвентно-вымывных или сухая термообработка для термочувствительных пластин) флексографской копии в процессоре (сольвентном или термальном);
• сушка фотополимерной формы (для сольвентно-вымывных пластин) в сушильном устройстве;
• дополнительная обработка фотополимерной формы (световой финишинг);
• дополнительное экспонирование фотополимерной формы в экспонирующей установке.

Процесс изготовления гильзовых фотополимерных флексографских печатных форм методом абляции (рис. 9) отличается от процесса изготовления плоских форм в основном отсутствием операции предварительного экспонирования оборотной стороны формного материала.

Применение метода абляции масочного слоя при изготовлении фотополимерных флексографских форм не только сокращает технологический цикл ввиду отсутствия фотоформ, но и позволяет исключить те причины снижения качества, которые прямо связаны с использованием негативов при производстве традиционных печатных форм:

• отсутствуют проблемы, возникающие вследствие неплотного прижима фотоформ в вакуумной камере и образования пузырей при экспонировании фотополимерных пластин;
• нет потерь качества форм вследствие попадания пыли или других включений;
• не происходит искажения формы печатающих элементов из-за низкой оптической плотности фотоформ и так называемой мягкой точки;
• нет необходимости работать с вакуумом;
• профиль печатающего элемента оптимален для стабилизации растискивания и точной цветопередачи.

При экспонировании монтажа, состоящего из фотоформы и фотополимерной пластины, в традиционной технологии свет, прежде чем достичь фотополимера, проходит через несколько слоев: серебряную эмульсию, матированный слой и основу пленки, а также стекло вакуумной копировальной рамы. При этом свет рассеивается в каждом слое и на границах слоев. В результате растровые точки получают более широкие основания, что приводит к увеличению растискивания. В отличие от этого при экспонировании лазером маскированных флексографских пластин нет необходимости создавать вакуум и отсутствует пленка. Практически полное отсутствие рассеяния света означает, что изображение с высоким разрешением на слое-маске точно воспроизводится на фотополимере.

При изготовлении флексографских форм по цифровой технологии абляции масочного слоя необходимо иметь в виду, что сформированные печатающие элементы, в отличие от экспонирования через фотоформу в традиционной (аналоговой) технологии, оказываются несколько меньше по площади, чем их изображение на маске. Это объясняется тем, что экспонирование протекает в воздушной среде и вследствие контакта ФПС с кислородом воздуха происходит ингибирование (задерживание) процесса полимеризации, вызывающее уменьшение размеров формирующихся печатающих элементов (рис. 10).

Рис. 10. Сравнение печатающих элементов фотополимерных форм: а — аналоговых; б — цифровых

Результатом воздействия кислорода является не только некоторое уменьшение размеров печатающих элементов, что в большей мере сказывается на мелких растровых точках, но и снижение их высоты относительно высоты плашки. При этом чем меньше растровая точка, тем меньше высота рельефного печатающего элемента.

На форме, изготовленной по аналоговой технологии, печатающие элементы растровых точек, наоборот, превышают по высоте плашку. Таким образом, печатающие элементы на форме, изготовленной по цифровой масочной технологии, отличаются по размерам и высоте от печатающих элементов, сформированных по аналоговой технологии.

Отличаются и профили печатающих элементов. Так, печатающие элементы на формах, изготовленных по цифровой технологии, имеют более крутые боковые грани, чем печатающие элементы форм, полученных по аналоговой технологии.

Технология прямого лазерного гравирования включает только одну операцию. Процесс изготовления формы сводится к следующему: пластину без всякой предварительной обработки устанавливают на цилиндр для гравирования лазером. Лазер формирует печатающие элементы, удаляя материал с пробельных, то есть происходит выжигание пробельных элементов (рис. 11).

Рис. 11. Схема прямого лазерного гравирования: D и f — апертура и фокусное расстояние линзы; q — расходимость луча

После гравирования форма не требует обработки вымывными растворами и УФ-излучением. Форма будет готова к печати после промывки водой и короткой сушки. Частицы пыли также можно удалить, протерев форму влажной мягкой тканью.

На рис. 12 представлена структурная схема технологического процесса изготовления фотополимерных флексографских печатных форм по технологии прямого лазерного гравирования.

Первые гравировальные установки использовали инфракрасный мощный ND:YAG-лазер на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом с длиной волны 1064 нм для гравирования на гильзе из резины. Позднее стали применять CO2-лазер, который за счет высокой мощности (до 250 Вт) имеет бо льшую производительность, а благодаря своей длине волны (10,6 мкм) позволяет гравировать более широкий спектр материалов.

Недостатком СО2-лазеров является то, что они не обеспечивают запись изображения с линиатурами 133-160 lpi, необходимыми для современного уровня флексографской печати, из-за большой расходимости луча q . Для таких линиатур запись изображения следует производить с разрешением 2128-2580 dpi, то есть размер элементарной точки изображения должен быть приблизительно 10-12 мкм.

Диаметр пятна сфокусированного лазерного излучения должен определенным образом соответствовать вычисленному размеру точки изображения. Известно, что при правильной организации процесса лазерного гравирования пятно лазерного излучения должно быть гораздо больше теоретического размера точки — тогда между смежными строками записанного изображения не остается необработанного материала.

Увеличение пятна в 1,5 раза дает оптимальный диаметр элементарной точки изображения: d 0 = 15-20 мкм.

В общем случае диаметр пятна излучения СО2-лазера составляет около 50 мкм. Поэтому печатные формы, полученные прямым гравированием СО2-лазером, главным образом применяются для печатания обоев, упаковки с несложными рисунками, тетрадей, то есть там, где не требуется высоколиниатурная растровая печать.

В последнее время появились разработки, позволяющие повысить разрешение записи изображения путем прямого лазерного гравирования. Это можно осуществить за счет умелого использования перекрывающихся записывающих точек лазера, которые позволяют получать на форме элементы меньше диаметра пятна (рис. 13).

Рис. 13. Получение мелких деталей на форме при помощи перекрывающихся пятен лазера

Для этого лазерные гравировальные устройства модифицируют таким образом, чтобы можно было перестроиться с одного луча на работу несколькими лучами (до трех), которые ввиду различной мощности гравируют материал на разную глубину и таким образом обеспечивают лучшее формирование склонов растровых точек. Еще одной инновацией в этой области является комбинация СО2-лазера для предварительного формирования рельефа, особенно глубоких участков, с твердотельным лазером, который из-за гораздо меньшего диаметра пятна может сформировать склоны печатающих элементов заранее определенной формы. Ограничения здесь заданы самим формным материалом, поскольку излучение лазера Nd:YAG поглощается не всеми материалами, в отличие от излучения СО2-лазера. 

Флексографские печатные формы - описание процесса изготовления..

Для того, чтобы получить требуемую печатную продукцию, необходимо изготовить или купить печатную
форму, которая будет наносить краску на запечатываемый материал.

Чтобы изготовить печатную форму, необходима фотополимеризуемая (формная) пластина, при
воздействии на которую и ее последующей обработке получается нужная печатная форма, пригодная
для печатания тиража. Таким образом, формная пластина - это регистрирующий материал,
используемый для изготовления формы для флексопечати.

Возможны следующие технологии изготовления флексографских форм:

• Аналоговая - исходная информация для записи на формную пластину представлена в
  вещественном виде;
• Цифровая - исходная информация для записи на формную пластину представлена в цифровом
  виде.

Аналоговая технология заключается в следующем: необходимо привести в контакт формную пластину и
фотоформу - негатив, который содержит в себе информацию для записи на формную пластину. После
этого проходят следующие стадии:

• Экспонирование (засвечивание) оборотной стороны формной пластины. Засвеченные молекулы
  полимера образуют сетчатую структуру и становятся нерастворимыми. Данная стадия служит для
  формирования основания печатной формы, которое определяет глубину пробельных элементов.
  Стадия проводится под действием УФ-А излучения.
• Основное экспонирование (засвечивание) - служит для формирования правильного профиля
  печатающего элемента. Данная стадия должна проходить в вакууме, благодаря чему достигается
  необходимое качество формы для флексопечати и, как следствие, печатной продукции. Здесь
  происходит процесс полимеризации (закрепления) фотополимеризуемого слоя. Эта стадия также
  проводится под действием УФ-А излучения.
• Вымывание - служит для удаления участков полимера, не затвердевшего при экспонировании.
• Сушка - служит для удаления растворителя, который впитался в формную пластину, чтобы
  устранить набухание печатающих элементов, стабилизировать печатные свойства и повысить
  тиражестойкость печатной формы.
• Финишинг - эта стадия служит для устранения липкости, которая возникает из-за наличия на
  поверхности формы тонкого слоя высоковязкой жидкости. Осуществляется под действием УФ-С
  излучения.
• Дополнительное экспонирование - служит для увеличения прочности печатающих элементов.
  Осуществляется под действием УФ-А излучения.

По типу вымывного раствора формные пластины можно разделить на:

• Водовымывные.
• Сольвентные.

Для водовымывных пластин используется обыкновенная водопроводная вода. После осуществления
процесса вымывания получившийся раствор можно сливать в канализацию, так как в нем нет твердых
остатков, хлорпроизводных и иных вредных органических веществ и все его составные части могут
биологически разлагаться.

Для спиртовымывных пластин используется смесь спирта и воды. После осуществления процесса
вымывания получившийся раствор необходимо собирать в емкость и очищать в регенерационных
установках, либо утилизировать как специальные отходы. К тому же процесс изготовления форм при
помощи спирта не является экологически чистым: образующиеся пары оказывают вредное влияние на
здоровье человека.

Однако при использовании спиртовымывных пластин можно получить лучшие градационные
характеристики оттисков, например, проработку сложных цветовых оттенков, и тиражестойкость данных
форм будет выше, чем водовымывных. Если к печатной продукции не предъявляются особые
требования по градационным характеристикам, то лучше использовать водовымывные формные
пластины.

Для улучшения качества оттисков флексографиских форм в аналоговой технологии необходимо устранить некоторые трудности:

• Неплотный прижим фотоформы к формной пластине при экспонировании.
• Получение низкой оптической плотности непрозрачных участков фотоформы и, как следствие,
  низкую оптическую плотность на оттиске.
• Возможность искажений из-за попадания пыли при экспонировании с фотоформы на формную
  пластину.

Устранение этих трудностей - достаточно сложная задача.

Аналоговая технология получила своего последователя в виде технологии Kodak Flexcel NX, которая
позволяет получить стабильную жесткую точку с плоским верхом. Суть технологии заключается в
использовании вместо фотоформы термочувствительной многослойной пленки, разработанной
компанией Kodak - Kodak Flexcel NX 830 Thermal Imaging Layer - TIL, на которой записывается
негативное изображение. После записи изображения пленку прикатывают к обычной аналоговой форме
с помощью ламинатора. Далее следует обычная последовательность стадий, которые свойственны
аналоговому процессу.

Цифровые технологии изготовления печатных форм (форм для флексопечати) осуществляются:

• Прямым лазерным гравированием.
• По цифровой масочной технологии.

Прямое лазерное гравирование предполагает использование лазера, чаще всего - на углекислом газе,
который удаляет приемный слой на участках воздействия излучения. При его использовании с
применением различных способов модуляции излучения обеспечивается получение лазерного пятна
диаметром, не превышающим 20 мкм. В качестве формного материала для прямого гравирования
применяется либо предварительно фотополимеризуемая (формная) пластина, либо эластомеры (резина
и ее производные), либо полимеры.

Данный способ получения формы для флексопечати имеет следующие
недостатки:

• Из-за влияния теплопроводности при высоких мощностях лазера в экспонируемом материале
  неизбежно возникает эффект смазывания, что приводит к появлению зернистой структуры.
• В момент включения и выключения лазера возникает так называемый «эффект памяти», который
  приводит к отклонениям в работе лазера и, как результат, к кратковременной неправильной
  передаче тонов изображения. Производительность данной технологии при записи
  высоколиниатурных изображений не превышает 0,06 м²/ч (что соответствует одной странице
  формата А4 в час). Поэтому высокомощные лазеры применяются только для записи штриховых
  изображений или изображений с низкой линиатурой, не превышающей 48 лин/см.
• Образование большого количества пыли, что, несмотря на наличие необходимых мощных
  отсасывающих и фильтрующих устройств, часто приводит к загрязнению оборудования и
  производственных помещений.

Однако большим преимуществом технологии прямого гравирования является получение готовой
печатной формы сразу после завершения процесса гравирования. Это одноступенчатый процесс, не
требующий дополнительной обработки материала, связанной с временными и денежными затратами.

Цифровая масочная технология заключается в том, что запись изображения осуществляется с
помощью лазера на масочном слое формной пластины и создается маска. Масочный слой представляет
собой слой формной пластины толщиной 8-10 мкм. Это сажевый наполнитель в растворе олигомера,
который обладает чувствительностью к ИК-излучению (больше 830нм), т.е. это термочувствительный
слой. Благодаря поглощению ИК-излучения масочным слоем происходит изменение его агрегатного
состояния на поверхности формной пластины и формируется негативное изображение - маска (аналог
фотоформы). Изображение, полученное на маске, при основном экспонировании в дальнейшем
переносится на формную пластину. Дальнейшие стадии изготовления форм не отличаются от
изготовления печатных форм по аналоговой технологии.

В цифровой масочной технологии есть ряд преимуществ по сравнению с
аналоговой и технологией прямого лазерного гравирования

• В классической цифровой технологии основное экспонирование происходит без вакуумирования и
  осуществляется на воздухе, в отличие от аналоговой технологии;
• отсутствие проблем из-за неплотного прижима фотоформы к формной пластине при
  экспонировании, как в аналоговой технологии.
• Отсутствие искажений из-за низкой оптической плотности непрозрачных участков фотоформы, и как
  следствие, темных участков оттисков.
• Отсутствие искажений из-за возможности попадания пыли при экспонировании с фотоформы на
  формную пластину.

Цифровая масочная технология позволяет добиться следующих результатов:

• Воспроизводить на печатной форме растровые точки меньших по размеру от 1% до 99%.
• Получить изображение с линиатурой растрирования до 180 lpi.

У цифровой масочной технологии имеются следующие последователи:

• Технология LUX от MacDermid - заключается в нанесении специальной пленки LUX на
  поверхность формной пластины, которая препятствует процессу кислородного ингибирования, тем
  самым позволяя получить на формной пластине точку с плоской вершиной. После чего проводятся
  следующие действия: основное экспонирование, снятие мембраны, после этого стадии создания
  формы не отличается от классической.
• Технология Next от FlintGroupe - заключается в использовании более мощного источника УФ-
  излучения, встроенного в экспонирующее устройство. Мощный световой поток ускоряет процесс
  полимеризации, тем самым уменьшая кислородное ингибирование, благодаря чему печатные
  элементы приобретают плоскую вершину.
• Технология DigiFlow от DuPont - заключается в том, что стадия основного экспонирования
  производится в среде инертного газа - азота. Таким образом, создается контролируемая
  атмосфера, что позволяет воспроизводить на формной пластине элементы изображения 1:1 и
  получать точки с плоской вершиной.
• Технология FAST от DuPont - заключается в том, что термально размягченные
  незаполимеризованные элементы формной пластины переходят в вязко-текучее состояние и
  переносятся на нетканый материал - «полотенце». Таким образом, не требуется операция сушки.
  Технологическая цепочка сокращается до 5 этапов - экспонирование оборотной стороны,
  основное экспонирование, удаление незаполимеризованного слоя, финишинг, дополнительное
  экспонирование.
• Технология Сyrel round от DuPont - заключается в том, что для печати используются не плоские
  пластины, а гильзовые Cyrel round или Cyrel FAST round. Формы на гильзах монтируются до
  вымывания, что обеспечивает одинаковую высоту растровых и штриховых элементов. Данная
  технология обеспечивает возможность безразрывной печати.

Фотополимерные формы из жидких фотополимеризуемых материалов (ЖФПМ) появились в 1969 г. в Японии. Фотополимеризуемые пластины из твердых фотополимеризуемых материалов (ТФПМ) стали применяться для изготовления форм типографской печати с середины 70-х годов прошлого столетия. В 1975 г. На мировом рынке появились флексографские фотополимеризуемые материалы (ФПМ) Cyrel (фирма DuPont, США). Совершенствование свойств ТФПМ привело к упрощению аналоговой технологии изготовления форм высокой печати, а также к разработке водовымывных пластин, таких как Nyloprint WD, WM, и водомывной установки Nylomat W60 (BASF, ФРГ), которые появились в начале 80-х годов. В 1985 г. началось широкое промышленное внедрение пластин Nyloflex. В 1986 году фирма Letterflex (США) выпустила флексографские формы на стальной подложке для газетной печати Newsflex-60 и высокопроизводительное формное оборудование.

Улучшение печатно-технических свойств фотополимерных флексографских форм происходило благодаря разработке и применению тонких формных пластин с высокой жесткостью. Гильзовая технология получила развитие с 90-х годов XX в. Благодаря выпуску фирмой Rotec гильз с жесткой и сжимаемой поверхностями. Крепление на гильзе флексографской формы, изготовленной в том числе на тонкой пластине, дало возможность значительно повысить качество печатания.

Разработки сольвентных вымывных растворов, не содержащих хлористого углеводорода, существенно улучшили экологические показатели формного процесса производства флексографских печатных форм.

Внедрение в 1999 г. технологии FAST (DuPont) для термического проявления рельефного изображения на флексографских фотополимерных формах благодаря отсутствию растворителей и стадии сушки позволило сократить в 3-4 раза время создания печатной формы.

Применению цифровых технологий для флексографских печатных форм предшествовали технологии, известные с 70-х годов прошлого столетия, использующие поэлементную запись информации на формный материал (в основном из резины) путем гравирования, управляемого аналоговыми носителями информации. Способ изготовления резиновых форм лазерным гравированием использовался в виде двух наиболее распространенных технологий: гравирование под управлением металлической маски, созданной на поверхности обрезиненного формного цилиндра, и гравирование под управлением электронного устройства, считывающего информацию с вала, несущего изображение. Основными этапами производства форм лазерным гравированием с маскированием являются: обрезинивание формного цилиндра; шлифовка поверхности резины; обтягивание цилиндра медной фольгой, края которой соединяются встык; нанесение на фольгу копировального слоя; копирование фотоформ; травление меди на участках, соответствующих пробельным элементам формы, с получением гравировальной маски; гравирование СO2-лазером; удаление маски с поверхности формы.

Цифровые технологии для изготовления флексографских печатных форм получили широкое развитие начиная с 1995 г. в результате создания фотополимеризуемых пластин с масочным слоем фирмой DuPont.

В 2000 г. на выставке Drupa фирмой BASF была представлена установка для прямого лазерного гравирования форм флексографской и высокой печати на базе СO2-лазера мощностью 250 Вт для гравирования специально созданного полимерного формного материала.

Цифровая технология в производстве печатных форм для печати бесстыковых изображений была предложена фирмой BASF в 1997 году и получила название компьютер - печатная гильза (Computer to Sleeve) .

В числе последних разработок - процесс прямого лазерного гравирования Flexdirect, заключающийся в одностадийном гравировании полимерного или эластомерного материалов с формированием рельефа формы. Для повышения линиатуры гравируемого изображения в устройствах прямого гравирования Flexposedirect (компания ZED, Англия; концерн Luesher, Швейцария) за счет модуляции сигнала уменьшен размер пятна, что позволило воспроизводить печатающие элементы размером 20-25 мкм и менее.

Флексографские фотополимерные печатные формы можно разделить в зависимости от физического состояния формного материала - фотополимеризуемой композиции (ФПК), на формы, изготовленные из твердой и из жидкой ФПК. В цифровых технологиях применяются формы из твердой композиции.

По конструкции различают следующие флексографские формы:

• пластинчатые однослойные , состоящие из одного упругоэластичного материала, например резины, каучука или фотополимера;
• пластинчатые двух- и трехслойные , у которых слои отличаются упругоэластичными свойствами, позволяющими улучшать деформационные характеристики печатных форм;
• цилиндрические в виде полых сменных цилиндров (или рукавов) с упругоэластичным покрытием.

Формы, изготовленные по цифровым технологиям, делятся на флексографские формы, полученные способами лазерного, воздействия на приемный слой формного материала с последующей обработкой, и формы, полученные способами прямого гравирования резиновых или полимерных форм.

В зависимости от формного материала флексографские формы, изготовленные по цифровым технологиям, классифицируются на фотополимерные и эластомерные (резиновые). Фотополимерные формы по сравнению с эластомерными отличаются стабильностью и качеством воспроизведения высоколиниатурных изображений, однако менее устойчивы к эфирам и кетонам, присутствующим в печатных красках.

Производство гравированных форм может осуществляться на формных пластинах, закрепленных на формном цилиндре или гильзе, а также на бесшовных формных материалах из резины, полимера или фотополимера, установленных на металлическом стержне, формном цилиндре или гильзе. Бесшовные формы из ФПМ изготавливаются на пластинах или на рукавах, размещенных чаще всего на гильзах.

Структура фотополимерной формы определяется строением фотополимеризуемой формной пластины и процессом изготовления. Формы, созданные на наиболее широко применяющихся однослойных фотополимеризуемых пластинах, имеют печатающие и пробельные элементы из фотополимеризованного слоя, находящегося на размероустойчивой подложке. Эластомерные формы, гравированные лазером, состоят в основном из вулканизированной резины.

Технологическая схема изготовления флексографских форм на фотополимеризуемых пластинах с масочным слоем включает следующие операции:

• экспонирование оборотной стороны формной пластины;
• запись изображения на масочном слое с помощью лазерного излучения;
• основное экспонирование фотополимеризуемой пластины через интегральную маску;
• вымывание (или термическое удаление) незаполимеризованногослоя;
• сушка формы;
• финишинг (finish - окончание);
• дополнительное экспонирование.

Иногда на практике технологический процесс начинают с записи изображения на масочном слое, а экспонирование оборотной стороны пластины проводят после основного экспонирования.

При использовании термического проявления по технологии FAST после основного экспонирования пластины следует термическое удаление незаполимеризованного слоя с последующим финишингом и дополнительным экспонированием формы.

Особенность производства цилиндрических форм состоит в том, что формная пластина с масочным слоем, предварительно экспонированная с оборотной стороны, наклеивается на гильзу, а затем в лазерном устройстве проводится запись изображения на масочный слой. Существует технология получения бесшовной формы с нанесением масочного слоя на поверхность фотополимеризуемого слоя перед лазерной записью. Дальнейшие операции выполняются в соответствии с изложенной схемой.

Цифровая технология изготовления эластомерных печатных форм прямым лазерным гравированием содержит следующие стадии:

• подготовка формного цилиндра, включающая обрезинивание его поверхности;
• подготовка поверхности формного цилиндра к лазерному гравированию, заключающаяся в обтачивании и шлифовке резинового покрытия;
• прямое гравирование лазером;
• очистка гравированной поверхности цилиндра от продуктов сгорания.

Особенностью технологии при использовании гильзы с резиновым покрытием, предназначенным специально для лазерного гравирования, является отсутствие необходимости подготовки поверхности к гравированию и сокращение операций в схеме технологического процесса.

Формирование печатающих элементов фотополимерных форм, изготовленных по цифровой технологии на пластинах или цилиндрах с масочным слоем, происходит в процессе основного экспонирования. При этом за счет направленного светорассеивания светового потока, проникающего через ФПК, формируется профиль печатающего элемента (рис. 2.1 ).

Фотоинициированная радикальная полимеризация происходит по следующей схеме:

возбуждение молекул фотоинициатора

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook724/files/f10.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

обрыв цепи с образованием конечного продукта

выделение">рис. 2.2 ). Отличие крутизны граней печатающих элементов форм связано с условиями их формирования в процессе основного экспонирования. По аналоговой технологии при экспонировании через негатив излучение, прежде чем достичь фотополимеризуемого слоя, проходит через несколько сред (прижимную пленку, фотоформу), рассеиваясь на их границах, что приводит к образованию печатающего элемента с большей площадью и с более широким основанием. Уменьшение светорассеивания при основном экспонировании фотополимеризуемого слоя через интегральную маску позволяет сформировать печатающие элементы, обеспечивающие воспроизведение изображения в широком интервале градаций.

На форме, полученной по цифровой технологии, формируется рельеф (рис. 2.3 ), являющийся оптимальным для стабилизации и уменьшения растискивания в процессе печатания..gif" border="0" align="absmiddle" alt=" с относительной площадью растровых элементов в цифровом массиве данных (рис. 2.4 ).

При монтаже печатной формы на формном цилиндре или гильзе за счет растяжения формы происходит увеличение высоты растровых участков изображения. Растровые элементы печатных форм, полученных по аналоговой технологии, выступают над плашечными, что приводит к сильному растискиванию в светах. При использовании цифровой технологии давление на растровые участки изображения оказывается меньше, чем на плашку, что благоприятно сказывается на воспроизведении различного по характеру изображения (рис. 2.5 ).

Важной задачей при формировании печатающих элементов фотополимерных форм является придание их поверхности свойств, позволяющих обеспечить хорошее восприятие и отдачу краски в печатном процессе и высокую износостойкость. При этом решающее значение имеют физико-механические свойства рельефа, которые достигаются во время доэкспонирования и финишинга за счет соответственно фотополимеризации в толще ФПК и поверхностного окисления. Результатом дополнительного экспонирования является создание гомогенной структуры печатной формы с высокими печатно-эксплуатционными характеристиками.

Формирование пробельных элементов способами вымывания или термического проявления фотополимерных форм, изготовленных по цифровой масочной технологии, не имеет существенных отличий от процессов создания фотополимерных форм по аналоговой технологии.

В флексографской печати печатная форма испытывает упругие деформации в печатном процессе. Эти деформации, зависящие, в частности, от запечатываемого материала, толщины и строения формных пластин, должны быть учтены при выборе минимально допустимой глубины рельефа печатной формы. При выборе глубины рельефа учитываются характер изображения (штриховое или растровое), условия печатания, толщина формной пластины. При наличии высоколиниатурного изображения на форме рекомендуется меньшая глубина рельефа во избежание потерь мелких растровых элементов. В случае использования шероховатых и пылящих запечатываемых материалов необходима большая глубина пробельных элементов.

Формирование пробельных элементов фотополимерных форм происходит в процессе вымывания под действием вымывного раствора (при использовании водовымывной ФПК применяется вода). На процесс вымывания влияют гидродинамические факторы, такие как давление вымывных щеток и способ подачи вымывного раствора, а также его состав и температура.

Процесс создания пробельных элементов начинается сольватацией с постепенным переходом ФПК в гелеобразный слой, последующим неограниченным набуханием полимера и заканчивается полным удалением ФПК с неэкспонированных участков.

При действии вымывного раствора на экспонированные участки процесс взаимодействия растворителя с полимером останавливается на этапе ограниченного набухания фотополимеризованного слоя. Это обусловлено наличием пространственной сетки в полимере, подвергнутом облучению.

Формирование пробельных элементов флексографских форм может происходить при удалении незаполимеризованной ФПК с помощью термического процесса. Процесс реализуется за счет наличия термопластических свойств неэкспонированной ФПК, которые утрачиваются под действием УФ-А-йзлучения. В процессе экспонирования в полимере образуется пространственная сетка и ФПК теряет способность переходить в вязкотекучее состояние.

Удаление ФПК с пробельных элементов форм проводится при локальном нагревании поверхности формы инфракрасным излучением. При этом незаполимеризованная часть ФПК переходит в вязкотекучее состояние. Поглощение расплавленного полимера происходит за счет капиллярной абсорбции и проводится с помощью нетканого материала при неоднократном плотном контакте формы с абсорбатом (рис. 2.6 ). Этот процесс зависит от температуры нагревания, тиксотропных свойств ФПК и толщины формной пластины. Масочный слой удаляется с пробельных элементов при вымывании или при термическом проявлении вместе с незаполимеризованным слоем.

При прямом лазерном гравировании флексографская форма изготавливается за один технологический этап на одном оборудовании. Формным материалом служат резина или специальные полимеры. Формирование пробельных элементов осуществляется лазерным излучением за счет передачи материалу большого количества энергии, при этом образуются продукты горения. Под действием лазера, обеспечивающего температуру в несколько тысяч градусов, резина выжигается. Например, СO2-лазером в пятне диаметром 1 мм создается температура 1300 °С.

Формирование рельефа происходит в результате физического удаления эластомера с пробельных элементов формы. Для создания нужного профиля печатающего элемента при прямом лазерном гравировании используются специальные режимы модуляции лазерного излучения или метод обработки формного материала за несколько проходов. Пробельные элементы углубляются на установленную глубину, в то время как печатающие элементы остаются в одной плоскости. Профиль печатающих элементов устанавливается режимом гравирования и имеет отличительные особенности по сравнению с печатающими элементами, полученными под действием УФ-излучения (рис. 2.7 ). Боковая грань печатающего элемента формы, гравированной лазером, направлена перпендикулярно к плоскости печатающего элемента, что дает определенные преимущества в процессе печатания, обеспечивая меньшую степень растаскивания и хороший краскоперенос. Помимо этого, при истирании формы в процессе печатания не происходит увеличения оптической плотности оттиска, так как относительная площадь печатающих элементов не изменяется. Расширение основания печатающего элемента придает большую тиражеустойчивость и стабильность форме в печатном процессе.

Разновидности формных пластин. Флексографские формные пластины различаются по строению, способу проявления, составу ФПК, природе вымывного раствора, толщине и твердости пластины и по другим признакам. По способу проявления изображения они подразделяются на пластины для термического проявления и вымывные пластины. Последние, проявляемые вымыванием, в зависимости от природы вымывного раствора делятся на сольвентные и водовымывные.

В цифровой технологии изготовления флексографских форм применяются пластины, имеющие, помимо фотополимеризуемого слоя (ФПС), дополнительный регистрирующий масочный слой (рис. 2.8 , а ). Он служит для создания первичного изображения, формируемого с помощью лазера, и является маской при последующем экспонировании фотополимеризуемой пластины УФ-излучением. Масочный слой, не чувствительный к УФ-излучению и термочувствительный в ИК-диапазоне спектра, имеет толщину 3-5 мкм и представляет собой сажевый наполнитель в растворе олигомера. ФПС формной пластины чувствителен к УФ-излучению в диапазоне 330-360 нм и по составу и свойствам аналогичен слою, используемому в аналоговой технологии. Этапами изготовления фотополимерной формной пластины с масочным слоем являются: нанесение масочного слоя на защитную пленку, включающее процессы лакирования, кэширования и напыления; кэширование пленок с нанесением ФПК на подложку с помощью экструдера при постоянном контроле толщины слоя; разглаживание ленты формного материала с помощью каландра; предварительное экспонирование со стороны подложки; разрезка ленты по формату пластины (рис. 2.9 ). Для приобретения необходимых свойств пластины выдерживаются в течение нескольких недель.

В качестве слоя, чувствительного к лазерному излучению, на некоторых формных пластинах используют слой на основе алюминия толщиной 1-2 мкм, позволяющий устранить рассеивание излучения внутри масочного слоя.

Основные характеристики формных пластин. Толщина фотополимерной флексографской пластины в большинстве случаев указывается в тысячных долях дюйма (от 30 до 250) или в миллиметрах. Различают тонкие пластины - 0,76 или 1,14 мм, обычные - от 1,70 до 2,84 мм и толстые - от 3,18 до 6,5 мм. Толщина подложки тонких пластин составляет 0,18 мм, толстых - 0,13 мм.

Если на поверхности формного цилиндра должны располагаться несколько печатных форм, то контролю толщин формных пластин следует уделять особое внимание, поскольку перепады толщин могут отрицательно сказаться на распределений давления в процессе печатания. Допуск по толщине одной пластины составляет + 0,013 мм, разных пластин ± 0,025 мм.

Твердость является важнейшей характеристикой формной пластины, позволяющей косвенно судить об износостойкости будущей печатной формы и ее репродукционно-графических характеристиках. Твердость фотополимеризуемой пластины принято указывать в единицах твердости (в градусах по Шору >опред-е">Выбор формных пластин для конкретных условий осуществляется с учетом характера изображения, вида запечатываемого материала, типа печатной краски, а также зависит от печатной машины и условий печатания.

Воспроизведение изображения, содержащего мелкие элементы, требует применения тонких формных, пластин, обладающих высокой твердостью. Необходимые деформации при печатании достигаются за счет упругоэластичнрго материала, располагаемого на формном цилиндре или гильзе. Для воспроизведения растрового изображения используют пластины с большей твердостью, чем для печатания плашки. Это связано с тем, что растровые элементы сильнее реагируют на давление в процессе печатания. При контакте формы с анилоксовым валом при сильной деформации мелких растровых элементов возможен переход краски на склон растровой точки. Недостаточная твердость формной пластины может привести к увеличению растаскивания.

Для печатания на шероховатых пылящих бумагах выбирают толстые пластины, обеспечивающие более глубокий рельеф на печатной форме; при использовании гофрокартона применяют толстые пластины с невысокой твердостью. В случае если в печатной машине имеется встроенное устройство, в котором проводится обработка пленки коронным разрядом, формные пластины для печати на полимерных пленках выбирают с учетом устойчивости к озону. Данные характеристики указываются, так же как устойчивость пластин к некоторым органическим растворителям (например, этилацетату) и рекомендуемые типы печатных красок. При выборе формной пластаны учитывается ее совместимость с печатной краской (на основе воды, органических растворителей, УФ-отверждаемая).

Формные пластины выбираются с учетом формата печатной машины и зазора (расстояния) в печатной паре.

Применяемые формные пластины должны обеспечивать возможность получения необходимых печатно-эксплуатационных характеристик будущих форм, а также соблюдение требований экологии при их изготовлении.

Данные об изображении хранятся в виде файлов PostScript, TIFF или PCX и используются для вывода информации на формную пластину. В растровом процессоре (RIP) значения тоновых градаций для каждого цвета преобразуются в растровые точки большего или меньшего размера. В современные растровые процессоры встроена функция, позволяющая сохранить специальные калибровочные кривые с тем, чтобы при записи они накладывались на выводимые данные.

На этапе допечатной подготовки должен быть известен размер минимально печатаемой точки с тем, чтобы на форме отсутствовали точки площадью ниже минимального значения. Это делается с целью предотвращения нарушения градационной передачи на оттиске в светах изображения. Размер минимальной точки зависит от печатной машины, толщины и жесткости формной пластины и свойств запечатываемого материала. Тонкие формы с неглубоким рельефом способны воспроизводить меньшую точку, чем толстые. Формы, изготовленные на более жестких пластинах, также воспроизводят меньшую по площади растровую точку. Установка минимальных размеров точки задается в программе компенсации растаскивания.

RIP контролирует соотношение минимального размера печатающего элемента и размера ячейки анилоксового вала. Необходимость контроля вызвана явлением аномального краскопереноса, когда меньшие по размеру печатающие элементы могут захватывать больше краски, попадая внутрь ячейки анилоксового вала.

Размер минимального печатающего элемента в файле однобитного растрового изображения, полученного после растеризации с помощью RIP, существенно отличается от размера печатающего элемента на печатной форме.

Компенсация градационных искажений для цифровой технологии включает компенсацию формных и печатных процессов. При изготовлении печатных форм в связи с ингибирующим воздействием кислорода при экспонировании возникают градационные искажения. Их компенсация проводится с помощью флексографских RIP и позволяет восполнить уменьшение размера печатающих элементов на этапе формирования TIFF-файла, передаваемого при записи маски (рис. 2.10 ). Для этого для формирования печатающего элемента нужного размера, от относительной площади растровой точки в файле. RIP пересчитывает размеры растровых точек исходного PostScript-файла и записывает в TIFF-файл необходимый размер окна на интегральной маске. Перед отправкой файла на RIP задаются необходимые параметры: разрешение записи, линиатура, угол поворота растровой структуры и выбранная компенсационная кривая.

Как правило, в программном или аппаратном обеспечении устройств (чаще всего в RIP) предусмотрена компенсация удлинения или сжатия изображения. Такое искажение изображения происходит как вдоль оси формного цилиндра, так и по его окружности. Растяжение печатающих элементов по окружности цилиндра приводит к отличию их размеров на оттиске от размеров на плоской форме - дисторсии (рис. 2.11 ). Эта величина, связанная с печатной машиной и с толщиной печатной формы, учитывается в RIP на этапе растрирования. Так, например, в RIP FlexWorks системы Laser Graver компенсация удлинения или сжатия изображений выполнена в виде задания соответствующих коэффициентов.

Модуль электронного монтажа должен позволить геометрически точно расположить изображения, представленные в виде отдельных файлов. Таким образом можно смонтировать, например, повторяющиеся небольшие изображения, характерные для печатания этикеток.

Запись изображения на формной пластине с масочным слоем проводится с помощью лазеров различного типа. Для этой цели используются волоконный лазер, YAG-лазер, а также лазерные диоды.

YAG и волоконные лазеры отличаются от диодных источников излучения большей стабильностью и меньшей расходимостью светового пучка. За счет этого на масочном слое формной пластины создаются точки стабильных размеров и требуемой круглой формы. Системы для экспонирования флексографских форм обеспечивают запись изображения с линиатурой до 200 lpi. Разрешение может изменяться в пределах 1800-4000 dpi. Скорость экспонирования составляет до 4 м2/ч при размере пятна 15 мкм.

Считается, что для записи изображения на фотополимеризуемую пластину с масочным слоем достаточно глубины резкости 100 мкм. В аппаратах, использующих линейки лазерных диодов, расходимость и диапазон фокусировки лазерного пучка хуже, чем у волоконного и YAG-лазера, что приводит к малой глубине резкости лазерного пучка в зоне обработки материала (рис. 2.12 ). Наибольшую глубину резкости имеют лазеры, работающие в одномодовом режиме, при котором достигаются наилучшие параметры излучения. В мощном многомодовом режиме, позволяющем реализовать высокоскоростную запись изображения, параметры снижаются и глубина резкости уменьшается. При недостаточной глубине резкости отклонения по толщине формной пластины могут привести к изменению диаметра экспонирующего пятна лазера и дефектам записи.

Выбор оптимальных режимов изготовления форм на фотополимеризуемых пластинах с масочным слоем осуществляется с помощью тестирования. Определение увеличения размера растрового элемента при лазерной записи изображения неразрывно связано с подбором режимов обработки формной пластины после получения на ее поверхности интегральной маски.

Для определения времени экспонирования служит тестобъект. Его содержание рассмотрено на примере тест-объекта фирмы DuPont (рис. 2.13 ). Тестирование проводится путем поэлементной записи тест-объекта на фотополимеризуемую пластину с масочным слоем. Цифровой базовый тест-объект включает бесступенчатые градационные элементы, растровые шкалы с относительной площадью растровых точек от 2 до 100%, позитивные и негативные штрихи и точки различных размеров. Файл для тест-объекта создан с использованием программы Macromedia FreeHand 8,0. Если применяемая линиатура не соответствует потребностям пользователя, то ее можно заменить с помощью данной программы. Когда файл нужно конвертировать в другой формат или использовать с другой программой, необходимо следить за тем, чтобы контрольные элементы не изменялись в процессе конвертирования. Для определения оптимального времени экспонирования на одной фотополимеризуемой пластине с масочным слоем последовательно записывают несколько копий тест-объекта, обычно не менее десяти. Во избежание различия одну копию, отрастрированную в RIP, размножают с помощью интерфейса соответствующего устройства для изготовления печатных форм.

Тестирование последующих операций технологического процесса проводится так же, как при изготовлении фотополимерных форм по аналоговой технологии.

Экспонирование оборотной стороны пластины выполняется с целью формирования основания печатной формы. За счет повышения светочувствительности ФПС в результате экспонирования оборотной стороны пластины улучшаются условия формирования печатающих элементов при основном экспонировании и их сцепление с основой. Экспонирование проводится через подложку пластины (см. рис. 2.8 , б ). Излучение, проникая в глубь ФПК, приводит к послойной полимеризации, степень которой постепенно снижается. С ростом экспозиции толщина фотополимеризованного слоя возрастает, уменьшая возможную глубину рельефа будущей формы. Толщиной основания является разность между толщиной формы и максимальной глубиной пробельных элементов. Фотополимеризованное основание ограничивает проникновение вымывного раствора и, следовательно, глубину рельефа.

Величина экспозиции при экспонировании оборотной стороны пластины зависит от ее толщины и характера изображения на печатной форме. Слишком короткое экспонирование может привести к вымыванию мелких печатающих элементов формы из-за недостаточной полимеризации основания и как следствие недостаточной устойчивости к действию вымывного раствора. Излишняя продолжительность экспонирования может создать слишком толстое основание формы и затруднить формирование пробельных элементов необходимой глубины. Определение времени экспонирования оборотной стороны пластины проводится с помощью тестирования. Отдельные участки формной пластины с оборотной стороны подвергаются дозированной экспозиции, задаваемой различным временем экспонирования. Оно зависит от толщины формной пластины и может составлять, например, 10, 20, 30 с и более. Обычно экспонируется 8 ступеней. Необходимое время экспонирования оборотной стороны пластин определяется по графику, связывающему время с глубиной пробелов, полученных после экспонирования и вымывания.

В установку лазерной записи изображения входят: оптическое устройство; экспозиционный цилиндр из угольного волокна или цилиндр для гильз; рабочая станция с обслуживающим установкой и программой для управления экспонирующей установкой; вакуумное устройство, обеспечивающее крепление формной пластины во время записи; система вытяжки отходов, возникающих при удалении масочного слоя. Качество записи зависит от адресации - способности лазера быть управляемым во всей совокупности своих конструктивных признаков, развертки и фокусировки лазерного пятна.

Создание первичного изображения на регистрирующем масочном слое осуществляется с помощью лазерного луча высокой плотности энергии. Благодаря активному поглощению ИК-излучения черным масочным слоем происходит его абляция. На поверхности фотополимеризуемого слоя формируется интегральная маска, несущая негативное изображение оригинала, обладающее высокой оптической плотностью (см. рис. 2.8 , в ). При этом лазер, излучающий в инфракрасном диапазоне, не оказывает влияния на фотополимеризуемый слой, чувствительный к УФ-излучению. Необходимая мощность может быть генерирована одиночным лазерным лучом или несколькими лучами; такая многолучевая технология повышает производительность системы.

Формная пластина закрепляется на барабане и удерживается на нем с помощью вакуума. При экспонировании толстых формных пластин их масса снижает число оборотов вращения барабана.

Получение четкого изображения на интегральной маске зависит от структуры и технических характеристик масочного слоя (однородности, высокой оптической плотности, хорошей адгезии к фотополимеризуемому слою), а также от правильной установки глубины воздействия лазерного луча. Система настраивается на этот параметр путем предварительного тестирования. Встроенное устройство динамической фокусировки позволяет компенсировать изменения толщины слоев фотополимеризуемой формной пластины и улучшить параметры записи.

Проведение последующих операций технологического процесса не имеет принципиальных отличий от их выполнения при изготовлении флексографских фотополимерных печатных форм по аналоговой технологии. Разница заключается в том, что основное экспонирование проводится без вакуума, а изображение переносится с помощью экспонирования фотополимеризуемого слоя формной пластины через интегральную маску.

Основное экспонирование. Целью основного экспонирования является формирование печатающих элементов. Во время этого процесса через негативную интегральную маску на участках, свободных от масочного слоя, происходит фотополимеризация ФПК с формированием профиля печатающих элементов. Благодаря отсутствию фотоформы не происходит ослабление светового потока, воздействующего на ФПК, а высокая резкость краев маски и ингибирующее воздействие кислорода позволяют достичь необходимого значения крутизны профиля печатающих элементов (см. рис. 2.8 , г ).

Если процесс изготовления формы начинают с лазерной записи изображения на формной пластине, то для обеспечения сохранности цифровой интегральной маски последовательность операций основного экспонирования и экспонирования оборотной стороны пластин выбирается в зависимости от особенностей экспонирующего устройства. Тогда, чтобы не повредить маску, вначале проводят основное экспонирование, а затем экспонирование оборотной стороны пластины. Время основного экспонирования устанавливается с помощью бесступенчатого градационного элемента тест-объекта (см. рис. 2.13 ). Оптимальным считается время, начиная с которого воспроизведенные на форме бесступенчатые градационные элементы имеют примерно одинаковую длину и перестают удлиняться с последующим ростом экспозиции. В этом случае при наименьшей экспозиции обеспечивается наибольший интервал градаций на печатной форме.

При недостаточной экспозиции тонкие линии на форме приобретают волнистость, а на поверхности пластины возникает эффект «апельсиновой корки», приводящий к преждевременному износу формы. При избыточном основном экспонировании изображение на форме теряет четкие контуры, снижается контраст изображения в тенях, глубина пробельных элементов оказывается недостачной.

Удаление незаполимеризованной композиции. К растворителям полимеров предъявляется ряд общих требований, включающих высокую растворяющую способность при минимальном воздействии на сшитые участки и способность образовывать концентрированные растворы с небольшой вязкостью. Растворители должны характеризоваться низкой степенью летучести, обладать невысокой стоимостью, безопасностью в пожарном отношении и нетоксичностью. Сольвентные вымывные растворы представляют собой смесь алифатического или ароматического углеводорода и спирта. Хлорсодержащие растворы из-за токсичности имеют ограниченное применение. Вымывные растворы, содержащие органические растворители, регенерируют в специальных установках (испарителях), которые могут быть соединены с вымывными машинами. Это позволяет организовать замкнутый цикл процесса вымывания, уменьшающий загрязнение окружающей среды.

Целью вымывания является проявление скрытого рельефного изображения, полученного при экспонировании, и формирование пробельных элементов формы. Сущность процесса заключается в том, что скорость диффузии проявляющих растворов в незаполимеризованные участки пластины в несколько раз выше, чем в фотополимеризованные. Для повышения селективности проявления в проявляющие растворы вводят вещества (например, бутанол или изопропанол), уменьшающие набухание облученных пленкообразующих фотополимеров.

Излишнее время вымывания вызывает набухание рельефа, что может вместе с недостаточным основным экспонированием привести к нарушению структуры поверхности («апельсиновая корка»).

По мере насыщения раствора реагентами, входящими в состав ФПК, вымывная способность раствора снижается. Режим регенерации вымывного раствора зависит от размера пластины и глубины пробелов. Его определяют из расчета приблизительно 10-15 л вымывного сольвентного раствора на 1 м2 поверхности пластины и 1 мм глубины пробелов. Определение времени вымывания незаполимеризованного слоя пластины проводят путем тестирования. Оно основано на допущениях, что для различных толщин пластин устанавливается свое постоянное давление щеток вымывного процессора, температура раствора поддерживается стабильной, поглощающая способность раствора не изменяется благодаря его регенерации.

Для определения оптимального времени вымывания несколько одинаковых пластин, подвергнутых одной и той же экспозиции (с защитой части поверхности пластины шаблоном), вымывают в течение различного времени, выбираемого с учетом толщины пластины. После высушивания и измерения толщин вымытых и невымытых участков получают зависимость, по которой определяют время вымывания, необходимое для достижения требуемой глубины рельефа. При этом оптимальному времени соответствует требуемая глубина рельефа плюс 0,2-0,3 мм. Увеличение времени вымывания объясняется тем, что между полимеризованной и незаполимеризованной частями слоя находится фаза, в которой материал частично полимеризован и поэтому вымывается медленно. При использовании вымывного процессора время вымывания определяется скоростью движения формы в процессоре (рис. 2.14 ). В автоматических процессорах непрерывного действия соответствующее значение времени вымывания заносят в программу.

При термическом проявлении рельефного изображения по технологии FAST проэкспонированная пластина закрепляется на барабане термического процессора и подводится к источнику ИК-излучения. Необходимая глубина рельефа, зависящая, в частности, от толщины используемой формной пластины, достигается при 10-12 циклах контакта формы, локально разогретой до t = 160 °С, с абсорбирующим нетканым материалом (см. рис. 2.6 ).

Сушка формы. Назначением сушки является удаление жидкости из фотополимеризованного слоя формы с помощью тепла. Этот слой при вымывании пропитывается вымывным раствором, рельеф изображения набухает и размягчается. Относительное содержание поглощенного фотополимером растворителя после вымывания обычно превышает 30%, поверхность покрыта очень тонкой сплошной пленкой, а капилляры заполнены растворителем.

Влагосодержание фотополимера после вымывания зависит от способности материала к набуханию, времени вымывания, степени сшивки полимера, природы и температуры растворителя. Набухание рельефа формы происходит неравномерно, его степень зависит от характера изображения. Растрированные участки поглощают больше растворителя, чем плашки. Влияние природы вымывного раствора на длительность сушки связано со степенью набухания фотополимерного слоя и со значением летучести растворителя, входящего в состав раствора.

В процессе сушки происходят движение молекул растворителя из внутренних слоев материала к наружным и последующая миграция с поверхности формы в среду теплоносителя. При сушке теплым воздухом, нагретым до температуры 65 °С, растворитель удаляется с поверхности формы за счет конвективной диффузии. Для увеличения скорости внутренней диффузии растворителя возможно применение ФПК на основе гранулированных полимеров, содержащих микропоры.

Интенсивность процесса сушки зависит от химической природы и структуры материала формы, размера и состояния ее поверхности, температуры теплоносителя, его насыщенности парами растворителя и скорости движения относительно формы.

Сушка является наиболее длительной операцией изготовления флексографской печатной формы. Продолжительность сушки может составлять 1-3 ч, после чего возвращается первоначальная толщина пластины, а ее поверхность остается немного липкой. После сушки, перед дополнительной обработкой УФ-С-излучением, форму необходимо остудить, поскольку преждевременная обработка может зафиксировать остаточное разбухание слоя и толщина готовой формы окажется неравномерной.

Устранение липкости и дополнительное экспонирование формы. Дополнительная обработка (финишинг ) проводится с целью устранения липкости, которая образуется благодаря наличию на поверхности тонкого слоя высоковязкой жидкости. Она представляет собой макромолекулы термоэластопласта или другого полимера, растворенного или смешанного с молекулами незаполимеризованных мономеров или олигомеров. Компоненты, не вступившие в реакцию фотополимеризации при экспонировании, в процессе вымывания диффундируют на поверхность, вызывая ее липкость.

Устранение липкости может достигаться двумя способами: обработкой поверхности химическими реагентами, в частности бромид-броматным раствором, или УФ-С-облучением поверхности (см. рис. 2.8 , е ). При первом способе бром, вступая в реакцию присоединения, уменьшает концентрацию ненасыщенных двойных связей и способствует превращению ненасыщенных мономеров с низкой температурой кипения в насыщенные бромпроизводные, которые благодаря более высокой температуре кипения являются твердыми соединениями. Однако химический финишинг с применением растворов реакционноспособных соединений является экологически небезопасным.

Наиболее широкое применение получил финишинг УФ-Соблучением формы в газовой среде. В процессе такой обработки излучением, обладающим высокой энергией и низкой проникающей способностью, устраняется липкость поверхностного слоя печатной формы. Для финишинга используют установки, оснащенные трубчатыми УФ-лампами с максимумом излучения в зоне С с длиной волны 253,7 нм. Слишком длительная обработка делает поверхность формы хрупкой и снижает ее красковосприимчивость. На продолжительность обработки УФ-С-излучением оказывают влияние тип формной пластины, природа вымывного раствора и длительность предшествующей сушки. Время финишинга у тонких пластин обычно больше, чем у толстых.

Дополнительное экспонирование проводят УФ-А-излучением (см. рис. 2.8 , ж ) с целью повышения устойчивости формы к растворителям печатных красок и для достижения необходимых физико-механических свойств. Время дополнительного экспонирования может быть меньшим или равным времени основного экспонирования.

Контроль формы. Показатели качества флексографских форм включают наличие печатающих элементов требуемых размеров, формы и структуры поверхности, определенную высоту рельефа, соответствующую характеру изображения на печатной форме, а также необходимую адгезию к подложке.

К возможным дефектам форм, изготовленных по цифровой технологии, относится появление на форме (и возможно впоследствии в печати) одноцветного муара из-за циклического разнообразия форм печатающих элементов, соответствующих одному и тому же уровню серого, т. е. в зонах постоянного тона растровые точки имеют одинаковую площадь, но разную форму. Причина этого состоит в комбинации воздействия кислорода на фотополимер вдоль контура окна на маске и технологии растрирования, так как уменьшение площади печатающего элемента пропорционально изменению его периметра, размер элемента на печатной форме будет зависеть от его геометрической формы. На возникновение дефекта также оказывают влияние мощность лазера, чувствительность масочного слоя, траектория движения щеток в вымывном процессоре. Избежать его возможно путем оптимизации алгоритмов растрирования и устранения разницы в форме печатающих элементов.

Цифровая технология изготовления форм на гильзах путем лазерного экспонирования фотополимеризуемых пластин с масочным слоем состоит из следующих этапов:

• предварительное экспонирование оборотной стороны пластины;
• монтаж пластины на гильзе с помощью липкой ленты;
• установка гильзы в сменный держатель экспонирующего устройства;
• воздействие лазером на масочный слой фотополимеризуемой формной пластины;
• экспонирование фотополимеризуемого слоя УФ-А-излучением.

Все последующие операции: вымывание, сушка, финишинг, и дополнительное экспонирование проводятся в обычном порядке, но на специальном оборудовании для обработки цилиндрических печатных форм. Для получения бесшовных печатных форм из фотополимера пластина экспонируется с оборотной стороны, затем крепится вокруг гильзы, края пластины крепко сжимаются встык и фотополимер расплавляется для скрепления краев пластины. После этого он шлифуется до необходимой толщины в специальной установке и на бесшовную поверхность наносится регистрирующий термочувствительный масочный слой. На нем лазером записывается изображение, далее следуют операции формного процесса. Формы, изготовленные по технологии компьютер - печатная гильза (CTS), не требуют компенсации искажений, связанных с растяжением формы.

Цилиндровые бесшовные (рукавные) формы (digisleeve ) изготавливаются на полимерном формном материале в виде гибкого полого цилиндра, который натягивают на гильзу, и далее ее обрабатывают на оборудовании, предназначенном для цилиндрических форм. В зависимости от свойств фотополимеризуемого слоя после лазерной записи изображения на масочном слое и экспонирования обработка может проводиться либо вымыванием, либо термическим проявлением незаполимеризованной ФПК.

Компрессионные гильзы используются при печатании с тонких печатных форм. Поверхность гильзы обладает высокими компрессионными свойствами, за счет чего под давлением при печатании мелкие печатающие элементы частично вдавливаются в компрессионный слой из полиуретанового эластомера. В результате плашка вдавливается меньше и на ее долю приходится большее удельное давление (рис. 2.15 ). Это позволяет печатать с одной формы различные по характеру изображения без сильного растаскивания.

Преимущества бесшовных форм заключаются в высоком качестве печати, точном соблюдении приводки, высокой скорости печати, возможности управлять размещением на форме повторяющихся изображений (раппортов). Для формирования бесшовных (бесконечных) изображений необходимы соответствующие программное обеспечение и алгоритмы растрирования. Большое влияние на результаты записи информации оказывают параметры гильз (диапазон диаметров, весовые характеристики) и оптико-механическое оснащение устройства, обеспечивающее необходимую длину хода фокусирующего объектива. Сопряжение устройства лазерной записи с оборудованием для последующей обработки дает возможность создания единой автоматизированной технологической линии по изготовлению гильзовых форм.

Для изготовления печатных форм лазерным гравированием служат формные цилиндры или гильзы с покрытием из эластомера. В состав резиновых покрытий входят полимеры (например, этиленпропиленовый каучук, акрилнитрилбутадионовый каучук, натуральный и силиконовый каучуки), наполнители (сажа, мел), инициаторы и ускорители (сера, амиды и перекиси), пигменты, красители, пластификаторы и другие компоненты. Формные цилиндры имеют длину по образующей до нескольких метров и диаметр до 0,5м.

Подготовка формного цилиндра начинается с механической очистки старого покрытия и пескоструйной обработки поверхности стержня. На очищенную поверхность наносится клеевой слой, состав которого выбирается в зависимости от материала стержня и состава эластомера. Пластина из эластомера толщиной от 3 до 10 мм накладывается на клеевой слой и заматывается бандажной лентой. Цилиндр помещается в автоклав, где вулканизируется при давлении 4-10 бар несколько часов в атмосфере пара или горячего воздуха. После удаления бандажной ленты поверхность цилиндра обтачивается и шлифуется. Размерные параметры и твердость формного цилиндра подвергаются контролю.

Эластомерные формы, гравированные газовым лазером, изготавливаются для печатания штриховых и растровых изображений с относительно невысокой линиатурой (до 36 лин/см). Это связано с тем, что удаление эластомера проводится с помощью лазерного излучения с размером пятна элементарной точки около 50 мкм. Большая расходимость пучка СO2-лазера не позволяет обеспечить запись изображения с высокой линиатурой. При правильном выборе режима гравирования, если размер пятна в 1,5 раза больше теоретического размера точки, между смежными строками записанного изображения не остается необработанного материала. Для получения элементарной точки размером 10-12 мкм, необходимой для воспроизведения изображения высокой линиатуры (60 лин/см), требуется пятно лазерного излучения диаметром 15-20 мкм. Это может быть обеспечено применением Nd:YAG-лазера при использовании специальных формных материалов.

Широкому применению лазеров с твердым активным веществом и лазерных диодов будет способствовать создание формных материалов (полимеров), обладающих необходимыми печатнотехническими свойствами (устойчивостью к растворителям печатных красок, твердостью, тиражестойкостью) и позволяющих обеспечить высокую производительность процесса прямого лазерного гравирования.

Гравирование форм осуществляется в установке для лазерного гравирования. Во время вращения формного цилиндра луч лазера перемещается вдоль оси цилиндра, формируя изображение по спирали. Ход спирали обычно составляет 50 мкм. Синхронизация движения формного цилиндра и лазера, а также управление лазерным излучением осуществляются с помощью компьютера.

Испускаемое лазером излучение с помощью системы зеркал направляется на линзу, которая фокусирует луч на поверхности формного цилиндра (рис. 2.16 ). В зависимости от мощности излучения и технологических параметров глубина гравирования может быть установлена от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Под воздействием лазерного излучения эластомер выжигается и испаряется в процессе, подобном сублимации, а образующиеся газообразные отходы и частицы материала отсасываются и фильтруются. Гравированная лазером печатная форма очищается от оставшихся на поверхности продуктов горения и подвергается контролю.

В статье описывается с конкретными технологическими примерами процесс допечатной подготовки в флексографии, т. е. каким образом файл (оригинал) готовится к процессу печати (формированию красочного изображения на том или ином запечатываемом материале).

Допечатный процесс

Обработка оригинала.

Допечатный процесс начинается с обработки оригинала. Он может быть как вещественным (выполнен на бумаге или пленке), так и электронным (компьютерный файл). При обработке оригинала необходимо знать максимально воспроизводимые элементы изображения флексографским способом, что зависит в первую очередь, от возможностей самого формного материала (резинового или фотополимерного, в настоящее время наибольшее применение имеет фотополимерный материал) и печатного оборудования. Обычно используются следующие ограничения: максимальная линиатура растровых изображений –

60-65 лин/см; относительные площади растровых точек – от 2-3 до 95 %; минимальный диаметр точек – 0,20-0,25 мм; толщина линий – от 0,1 мм; кегль текста – не менее 4 пунктов.

Стоит отметить, что вышеуказанные факторы являются нормированными «данными флексографского печатного производства», гарантирующие их стабильность воспроизведения. Благодаря современным технологиям формного производства, вполне реально воспроизведение и значительно большей линиатуры (например, 80 лин/см) при градационном диапазоне 1 – 99 %, текст 2 пункта и т. д., однако из-за характеристик печатного производства, не всегда это стабильно воспроизводится непосредственно на оттиске.

Подчеркнем, что все вышеперечисленные параметры в большей степени зависят от характеристик растровых анилоксовых валов, свойств печатной краски и формной фотополимерной пластины. В последнее время находят широкое применение фотополимерные пластины, изготовленные цифровым лазерным способом (Computer-to-Plate), разрешающая способность которых значительно выше, чем у так называемых аналоговых («традиционных») пластин. Одним из основных недостатков печатного процесса в флексографии является высокое растискивание. Это связано с использованием жидких печатных красок и высокоэластичных мягких печатных форм), т.е. увеличение размеров растровых элементов (точек) на оттиске относительно размеров этих элементов на фотоформе и на печатной форме соответственно, в среднем на 15–25 (20) % в полутонах (так, вместо 2–3 % точек на оттиске воспроизводятся 10–15 % растровые точки). Растискивание в итоге приводит к уменьшению общего контраста отпечатков, а также к невоспроизведению теневых участков изображений. Для компенсации растискивания необходимо производить корректировку на стадии разработки дизайна и использовать на фотоформе (печатной форме) заведомо заниженные значения относительных площадей растровых элементов. При этом необходим контроль печатного процесса при помощи денситометра отраженного света. При выводе печатных форм для флексографской печати, как правило, используются круглые растровые точки регулярной структуры. Стоит отметить, что на уменьшение растискивания в печати влияют также и свойства формного материала и печатных красок. Также целесообразно разделение плашечных и растровых элементов одного цвета на различные формные носители (печатные секции) из-за различного давления в зоне печати плашечных (большего для насыщенности) и растровых (минимального для меньшего растискивания) изображений.

При работе с растровыми изображениями необходимо учитывать, что подача краски на форму в печатной секции осуществляется при помощи специального растрированного анилоксового валика (внешняя поверхность этого вала имеет множество ячеек определенной формы и количества на единицу длины) и от его параметров зависит выбор растровых углов при разработке дизайна. В случае применения анилоксовых валов с ячейками четырехугольной ромбовидной формы, расположенными под углом 45° к образующей цилиндра, необходимо использовать следующие растровые углы (для голубой, пурпурной, желтой и черной триадных красок): 7,5°, 37,5°, 67,5° и 82,5° (по сравнению с традиционными офсетными углами – разница +7,5°). В настоящее время многими ведущими фирмами-производителями (напр. Apex, Simex, Zecher) производятся анилоксовые валы с ячейками шестиугольной формы и с углом 60° к образующей цилиндра, при которых обеспечивается более стабильный и эффективный переход краски на печатную форму (на возвышающиеся печатающие элементы) – для данных анилоксовых валов пригодны традиционные (офсетные) растровые углы 0°, 45°, 15° и 75°.

Естественно, в случае многокрасочных работ на изображении должны присутствовать приводочные кресты (шпалы) в определенных местах (как правило, по краям изображения). Чаще всего для более плотного прилегания формы к формному цилиндру в процессе монтажа, в качестве приводочных крестов используются сплошные шпалы с крестами.

Фотоформа

После обработки оригинала и создания дизайна информация поступает на т. н. «растр-имидж-процессор» (РИП), где происходит растрирование с определенными параметрами (углами поворота и формой растровой точки) и цветоделение изображения. Затем информация поступает на фотовыводное устройство, в котором посредством лазерного излучения формируется изображение на фотопленочном материале (или на фотополимерном формном материале в случае применения систем CTP). Изображение (фотопленка) проявляется в проявочном устройстве с применением обычных химических растворов – в результате получается готовая фотоформа (прямой негатив, т. е. с прямым изображением на эмульсионной стороне фотополенки). Рекомендуется использовать фототехнические пленки Agfa, Kodak, Fujifilm, отличающиеся высокой контрастностью рабочего слоя; либо современные фотопленки, выведенные на специализированных принтерах Jet (Epson).

Существует два типа формного материала для изготовления флексографских форм – резиновый и фотополимерный. Изначально формы изготавливались на основе резинового материала (при этом достигалось довольно низкое качество). В 1975 году впервые была представлена фотополимеризующаяся пластина для флексографского способа печати. Этот формный материал позволял воспроизводить изображения с линиатурой до 60 лин/см и выше, а также линии толщиной от 0,1 мм, точки диаметром от 0,25 мм, текст как позитивный, так и негативный, от 5 пунктов и растровые точки с площадью от 3-5 до 95-98 %. И, естественно, фотополимеризующиеся пластины быстро заняли лидирующее положение на рынке формных материалов для флексографии. Отметим, что в то время речь шла только об аналоговых формах, изготавливаемых при помощи копирования с фотоформ (негативов).

Резиновые (эластомерные) печатные формы могут быть получены способом прессования и гравирования.

Изготовлению эластомерных (резиновых) печатных форм способом прессования предшествует изготовление первичной оригинальной формы – набора или клише. Типографские наборные формы, изготовленные ручным или машинным способом, могут быть использованы как оригинальные для последующего получения матриц, а затем флексографских печатных форм.

Изготовление клише – это фотомеханический процесс переноса изображения с негатива на поверхность металлической пластины, которая может быть выполнена из меди, магния и цинка. При последующем проявлении незадубленный копировальный слой с пробельных участков удаляется. Задубленный копировальный слой на участках печатающих элементов остается и дополнительно задубливается химически и термически, чтобы обеспечить достаточную кислотоустойчивость при последующем травлении.

При травлении металлов в кислоты вводят различные поверхностно-активные вещества (ПАВ) для уменьшения бокового стравливания.

В зависимости от характера изображения клише бывают растровые и штриховые, от этого зависит глубина травления и твердость применяемого в последующем для прессования формы эластомера. После травления клише тщательно смывают и производят отделку.

Далее изготавливают матрицы; причем для изготовления флексографских форм используют два способа: из картона, пропитанного фенольной смолой и из бакелитового порошка. После прессования для отверждения матрицы требуется около 20 мин. при температуре 145°С. После чего матрица отделяется от оригинальной формы и охлаждается.

В качестве материала для печатных форм используются разнообразные резиновые смеси, соответствующие установленным требованиям. Наибольшее применение находят три основных вида резины - на основе натурального каучука, актилнитрилкаучука и бутилкаучука. Резина, предназначенная для изготовления форм должна характеризоваться стойкостью к растворителям, способностью деформироваться, прочностью к истиранию, стабильными свойствами при хранении, оптимальным временем вулканизации, вязкостью, усадочностью и т.д.

Потребность некоторых видов отрасли в бесшовных флексографских печатных формах стимулировала разработку методов их изготовления гравированием на заранее обрезиненном и вулканизированном валу (в России на предприятиях, производящих обои с помощью флексографского способа печати, используются именно резиновые бесшовные формы; применение резины обусловлено, в первую очередь, экономическими соображениями). Сначала изготавливается и подготавливается вал. Гравирование может происходить двумя способами: при помощи системы с маскированием (прямым способом) и сканерной системы (косвенным способом). При первом способе процессом гравирования «управляет» металлическая маска, сформированная на поверхности резины. Способ доступен для контроля на всех этапах производства. Гравирование может осуществляться с повышенной скоростью, без опасности получения нерезкого изображения. При косвенном способе процессом гравирования управляет вал с изображением. Так же, как на «гелиоклишографе» (для изготовления формных металлических цилиндров глубокой печати), могут обрабатываться оригиналы с повторяющимся узором. Маска здесь не требуется, но необходимо изготовление сканируемого валика (валика с изображением). Электронное устройство считывает этот валик и управляет лазерным лучом посредством импульсов. По сравнению с прямым способом, недостатком здесь является не которая не резкость краев изображения.

Как указывалось выше, вследствие небольшой производительности (это связано с необходимость удаления от 0.5 до нескольких мм резинового слоя лазером), низких технологических возможностей (линиатура не более 34 лин/см - это связано с характеристиками применяемого наиболее мощного (в «природе») лазера СО2 с размером самого пятна 30 – 50 мкм), трудоемкости формного процесса и экономического фактора (высокой стоимости) резиновых форм, этот формный материал в данное время не имеет большого распространения, особенно в Европе и России. Но, у него есть и бесспорные преимущества – очень высокая тиражестойкость и износостойкость, в десятки раз превышающие характеристики фотополимерных формных материалов, особенно в случае материала EPDM.

В последнее время наибольшее распространение получили фотополимеризующиеся флексографские пластины, что в свою очередь определяет выбор фотоформы с необходимыми характеристиками (при аналоговом, «традиционном» способе изготовления форм). Фотополимеризующиеся слои являются слоями негативного проявления (т. е. там, где действует свет – уменьшается растворимость в проявляющем растворе), поэтому в качестве фотоформы необходимо использовать негатив. При этом рекомендуется применять матированную фототехническую пленку, которая обеспечивает наиболее плотный контакт фотоформы с фотополимеризующимся слоем формной пластины в процессе экспонирования во избежании образования т. н. оптических «колец Ньютона», по бытовому, пятен.

На эмульсии негатива формируется прямое изображение, на форме – зеркальное, на оттиске – прямое.

Фотополимерные формы изготавливаются традиционным (аналоговым, при помощи фотоформ) и цифровым (СtP) способами (что указывалось выше).

Как правило, по экономическим причинам, флексографские фотополимерные формы по-прежнему также изготавливаются и аналоговым («традиционным») методом, посредством экспонирования фотополимерного слоя через негатив.

Процесс изготовления флексографских фотополимерных печатных форм включает следующие этапы:

1. Предварительное экспонирование – воздействие УФ-излучением диапазона «А» (к данному диапазону длин волн относится интервал от 200 до 400 нм) на оборотную сторону пластины (со стороны полиэфирной подложки) для формирования основания будущих печатающих элементов и для увеличения адгезии (сцепления) между фотополимерным слоем и полиэфирной подложкой, а также для очувствления фотополимеризующегося слоя. Эта операция оказывает значительное влияние и на закрепление мелких печатающих элементов, особенно тонких растровых элементов; и главным образом, все же определяет высоту печатающего элемента.

2. Основное экспонирование («копирование») – воздействие УФ-излучением диапазона «А» на фотополимеризующийся слой через негатив, который укладывается на пластину эмульсионной стороной под вакуумом, в результате чего происходит реакция фотополимеризации на будущих печатающих элементах. При этом стоит отметить тот факт, что экспонирование происходит через вакуумную пленку, а не через стекло, как в офсетных копировальных рамах, т. к. только эта пленка пропускает в полной мере необходимое УФ излучение определенной длины волны.

3. Вымывание («проявление») – удаление незаполимеризованного материала с пробельных элементов будущей формы под действием специального вымывного рас- твора (на основе ароматических углеводородов и органических спиртов в случае сольвентных растворов или водного раствора) и при помощи щеток. При этом на поверхности формы формируются возвышающиеся печатающие и углубленные пробельные элементы.

4. Сушка горячим воздухом (60–65 °С) для испарения вымывного раствора с поверхности и из глубины формы.

5. Обработка коротковолновым УФ излучением диапазона «С» (254 нм) посредством специальных ламп в специальной экспонирующей секции, т. н. «финишинг». Необходима для устранения липкости поверхностного слоя форм, появляющейся в процессе вымывания и сушки*.

6. Дополнительное экспонирование («задубливание») УФ-излучением диапазона «А» (как и при первой и второй операциях) всей поверхности формы со стороны печатающих элементов для полной их полимеризации и увеличения тиражестойкости и износоустойчивости готовых печатных форм.

* - последние операции могут выполняться как в другой последовательности, так и одновременно, в зависимости от типа и условий производства.

Для выполнения предварительного, основного и дополнительного экспонирований требуется специальное оборудование, которое должно быть оснащено УФ-лампами с излучением «А» при длине волны (максимуме излучения) около 360 нм. Пластина укладывается на горизонтальную металлическую пластину. Для основного экспонирования необходимо наличие вакуумной пленки, вакуумного насоса и отверстий в этой металлической пластине для удаления воздуха. Может использоваться одно или несколько устройств.

Для вымывания необходима специальная установка, имеющая металлический резервуар достаточного для вымывного раствора объема, систему подогрева раствора и систему щеток для удаления вымытого полимера. Установка может быть как горизонтальной, так и вертикальной. Пластина может крепиться как на плоских, так и на цилиндрических ротационных («барабанах») поверхностях. При этом система подогрева раствора должна поддерживать температуру на заданном уровне.

Вымывание происходит, как указывалось выше, либо при помощи специального «сольвента», либо при помощи воды (для пластин JET, Япония) или водного мыльного раствора (для пластин TOYOBO (Япония), например). в последнем случае нет необходимости в вытяжном устройстве и регенерационной установке. С экологической и экономической точек зрения в качестве формных материалов целесообразно использование водовымывных пластин, однако сольвентные пластины – «традиционны» и более дешевые, как правило. Репродукционная и разрешающая способности современных водовымывного и сольвентного формных материалов подобны.

Для сушки используются устройства, содержащие горизонтальные металлические поддоны (от одного до нескольких), а также калориферы и вентиляторы для подачи горячего воздуха определенной температуры.

Для проведения УФС (финишинговой) обработки (против липкости) необходима экспонирующая секция, оборудованная УФ-лампами диапазона «С» с коротковолновым излучением 254 нм (излучение диапазона «А» не позволяет устранить липкость верхнего слоя фотополимерных печатных форм из-за физико-химии процесса фотоинициированной полимеризации). Эта секция может иметь как горизонтальное, так и вертикальное построение.

Все перечисленные устройства должны содержать электронные таймеры для регулирования времени и других параметров технологических процессов, а также систему отвода выделяющихся вредных испарений (озона, тепла).

Рис. 1. Вымывание фотополимерной печатной формы в башенном водном процессоре

Для изготовления форм выпускаются как модульные, так и комбинированные устройства различных форматов. В модульных («in-line», горизонтального поточного типа) процессорах формат обрабатываемых пластин может достигать метра и более, и в принципе не иметь ограничений.

С экономической точки зрения и с точки зрения удобства наиболее целесообразно использование комбинированного процессора, который включает все вышеперечисленные устройства с одним электронно-программируемым управлением. Максимальный формат обрабатываемых пластин в данном случае составляет 80 (90)х100 (110) см.

Качественное, компактное и экономичное комбинированное оборудование башенного и поточного типов выпускается под маркой Jet (Голландия). Оно предназначено как для обработки пластин Jet, так и других марок и производителей. На рис. 2 представлен водовымывной процессор Waterpress комбинированного башенного типа.

В последнее время растет использование цифрового способа изготовления форм Computer-to-Plate (CtP). Появилась эта технология еще в 90-х годах прошлого столетия. При данном способе посредством лазерного излучения (светодиоды, оптиковолоконный, Nd:Yag лазер, с длиной волны 800-1100 нм) формируется своего рода, негативная маска на фотополимерном слое. Для лазерного способа изготовления форм применяются специальные пластины с черным (т. н. «масочным») слоем на основе углерода (толщиной 5-10 мкм), нанесенным на фотополимеризующийся слой. Именно на этот черный, чувствительный к излучению более 1640 нм слой и наносится информация лазерным излучением, осуществляющим т. н. «лазерную абляцию». После лазерного экспонирования выполняются те же операции, что и при изготовлении форм традиционным способом. Однако, основное экспонирование выполняется без вакуума (без вакуумной пленки и негатива).

Цифровые пластины могут быть как сольвентовымывными, так и водовымывными. Также на рынке присутствуют т. н. «термопроявляемые» пластины, которые не получили большого распространения. Также пока не получила большого распространения, но имеет хорошие перспективы, разновидность СtР технология прямого лазерного гравирования, когда лазер (СО2, YAG, диоды) напрямую формирует возвышающиеся печатающие элементы, удаляя полимер или резину с поверхности пробельных элементов. Это относительно новая и мало распространенная технология, находящая пока основное применение при изготовлении бесшовных гильз - печатных форм (круглых для бесконечной печати, без краев в печати); однако, она может быть использована и для производства как фотополимерных, так и эластомерных (резиновых) печатных форм и имеет существенные преимущества в виде отсутствия процессов экспонирования/вымывания/сушки/регенерирования растворов и т. д. Однако, этой технологии необходим больший практический опыт ее использования на различных предприятиях со стороны пользователей.

Отметим, что к «сольвентам» относятся различные органические ароматические спирты и углеводороды (как правило, имеющие неприятные удушающие запахи с агрессивным испарением) например, перхлорэтилен с бутанолом. По мере загрязнения сольвентного раствора он подлежит процессу регенерации на специальных регенерационных устройствах посредством возгонки летучих растворителей и формирования осадка загрязненного раствора, подлежащего утилизации. Как правило, восстановлению подлежит порядка 80-90% изначального объема раствора. Пример регенерационной установки Reclaim представлен на рис. 4

Для обработки водовымывных пластин используется обычная вода, в которую могут добавляться смягчающие (моющие) поверхностно-активные вещества в зависимости от типа проявления пластин.

При применении цифровых (CtP) пластин (технологии лазерного маскирования, LAMS, рис. 5) достигается лучшее качество печати, так как формируется более правильная «столбикообразная» (даже почти прямоугольная) форма профиля печатающих элементов, что приводит к меньшему растискиванию в процессе печати, т. е. к более высокому качеству печати. Это происходит за счет того, что вследствие ингибирующего влияния кислорода в процессе экспонирования, воспроизводимая точка на поверхности формной пластины имеет размер меньше необходимого (рис. 6). К преимуществам данной технологии также можно отнести отсутствие негатива (фотоформ), что значительно упрощает и оптимизирует процесс изготовления флексографских фотополимерных форм, прежде всего с точки зрения его «прозрачности» и контроля.

Печатная форма во многом определяет качество флексографского оттиска. В частности, возможность воспроизведения изображений, идентичных по контрасту офсету и глубокой печати, и без «ступеньки» в области светлых градационных переходов, напрямую зависит от характеристик печатной формы. Повышенное (например, по сравнению с традиционным офсетом) растискивание из-за мягкого формного материала и конструкции флексографского печатного аппарата очень затрудняет получение высококонтрастных изображений.

Рис. 2 Формные водовымывной процессор (сверху) и сольвентовымывной процессор Interflex (внизу)

Рис. 3. Фотополимерная тестовая водовымывная форма на основе пластины Jet (Япония) – внизу; сольвентовымывная тестовая форма на основе пластины также производства JET (Япония) - вверху

Рис.4 Регенерационная установка для восстановления сольвентного раствора фирмы Reclaim

Рис. 5 Цифровая СtР-пластина с черной маской после лазерной обработки на устройстве СtР (Computer-to-Plate, лазерного маскирования LAMS).

Рис. 6 Профили печатающих элементов на аналоговой (слева) и цифровой форме.

Одним из путей решения этой проблемы стала разработка формных материалов, позволяющих воспроизводить т. н. «плоские» вершины печатающих элементов. Из-за ингибирующего влияния кислорода в процессе основного экспонирования (фотоинициированной полимеризации на будущих печатающих элементах), края печатающих элементов на флексографских печатных формах всегда получаются немного закругленными, что и приводит к излишнему растискиванию в процессе печати, т. е. к потере каких-либо деталей и ухудшению воспроизведения изображений в флексографии, особенно иллюстрационных.

Некоторые производители формных материалов предложили использование специальных т. н. ламинационных пленок, которые с нанесенным изображением лазером, прикатываются к самой фотополимерной пластине, и таким образом, устраняется ингибирующее влияние кислорода на формирование печатающего элемента с воспроизведением плоских вершин, наряду с возможностью т. н. «микрорастрирования» поверхности печатающих элементов, что в свою очередь определяет более высокий краскоперенос печатающих элементов..Пионером и разработчиком этой технологии и подобных систем выступила компания Kodak. Далее стоит остановиться поподробнее на некоторых моментах этой технологии:

Плоские вершины точек.

В отличие от традиционных флексографских пластин, где кислород ингибируется в процессе УФ экспонирования и делает профиль точки скругленным, особенно в светлых тонах, система Kodak Flexcel NX устраняет воздействие кислорода во время экспонирования, для получения плоской по всей поверхности и крепкой точки с четкими гранями. Такая структура точки является решающей для высокой производительности при печати, давая постоянное, повторяемое качество пластин, малочувствительных к изменению давления, износу от запечатываемого материала и чисткам. Микрофотография плоских вершин представлена на рис. 7.

Вывод форм с высоким разрешением

Существенной составляющей технологии является также повышенное разрешение вывода форм, что дает увеличение диапазона воспроизводимых тонов и превосходное воспроизведение изображений.

Устройства вывода Flexcel NX используют технологию вывода квадратными точками размером 10 микрон при разрешении 10 000 dpi, позволяя воспроизводить легчайшие полутоновые детали, растяжки до ноля на всем доступном уровне градации серого. И поскольку достигается воспроизведение изображения «один-в-один» и пластины имеют плоскую точку, ни одна деталь не теряется на всем протяжении тиража.

Повышенный краскоперенос

Эффективность краскопереноса вносит вклад, как в качество отпечатка, так и в эффективность производства. Пластины Flexcel NX с их плоской точкой и нечувствительностью к давлению позволяют печатать с более высокой плотностью и ровными заливками. Значительное улучшение краскопереноса, в тех работах, что раньше вызывали затруднения, также может быть достигнуто использованием технологии Kodak DigiCap, которая применяет «микротекстутирование, или микрорастрирование» поверхности пластин Flexcel NX

Растрирование DigiCap NX

Растрирование DigiCap NX это программная опция системы Flexcel NX, которая позволяет значительно улучшить краскоперенос вследствие «микротекстурирования» поверхности печатных элементов пластины Flexcel NX. Работы, которые традиционно являлись проблемными, теперь могут быть с легкостью выполнены с высокими плотностями и равномерностью заливок и увеличенным цветовым охватом. Инновационное решение использует возможность системы Flexcel NX воспроизведения «один-в-один» (растровых печатающих элементов любого диапазона градаций) для формирования микротекстуры на всей плоскости печатных элементов пластины. Элементы размером 5х10 микрон равномерно распределяются по всей поверхности печатных элементов пластины как на заливках, так и на тоновых элементах (за исключением очень светлых элементов). Микрозернистость и равномерность получаемой структуры значительна. Именно эта структура и увеличивает краскоперенос фотополимерной поверхности печатающих элементов флексографской формы. Результат данного микрорастрирования представлен на рис. 8.

Согласно практическому Отечественному опыту многих крупнейших производителей гибкой упаковки («Эдас Пак», «Дельта Пак», «Данафлекс», «Томь лтд» и т.д,), наиболее лучшие результаты печати с этих форм достигаются в случае использования спиртовых печатных красок при запечатывании различной пленочной продукции. Однако, положительные и впечатляющие результаты по печати есть и в случае узкорулонных этикеточных флексографских предприятий при использовании УФ-отверждаемых и водных красок (например, «Девятый вал», «Нео-принт» и т.д.).

Компания JET выпустила цифровые водовымывные СtР-пластины с интегрированным «антиингибирующим» слоем, также обеспечивающим воспроизведение печатающих элементов с плоскими вершинами и, как следствие, уменьшение растискивания в процессе печати. Из опыта отечественных этикеточных предприятий («ПК Альянс», «Верже» и др.) в этом случае наилучшие результаты достигаются при печати УФ-отверждаемыми красками различной самоклеящейся этикеточной продукции.

Благодаря этим и другим разработкам, флексография все ближе приближается по качеству и контрастности изображений к плоскому офсетному и глубокому способам печати, прежде всего с потребительской точки зрения, что в свою очередь является определяющим фактором при рыночной экономике, и в условиях конкурентной борьбы между типографиями. При этом флексография характеризуется большей экономичностью и универсальностью, позволяя печатать различные (в т.ч. минимальные) тиражи на широкой номенклатуре материалов.

Подготовка к печатному процессу начинается с монтажа обрезанной по формату оттиска печатной формы на формный цилиндр при помощи двухсторонней липкой ленты (у каждого производителя имеются, как правило, несколько типов по жесткости, степени адгезии и цветам). При этом точный выбор типа двухсторонней липкой ленты зависит от характера изображения и вида запечатываемого материала, а выбор ее толщины (так же как и толщины печатной формы) зависит от зазора (расстояния) между формным и печатным цилиндром. Пример изображения двухсторонней липкой монтажной ленты Biesse представлен на рис. 9.

При сложных растровых многокрасочных работах, особенно на широкорулонных печатных машинах, рекомендуется применять электронные монтажные устройства, которые позволяют контролировать данный процесс при помощи видеомониторов и позициометров (объективов). При этом достигается наибольшая точность монтажа печатных форм друг относительно друга и максимальная точность приводки красок на оттиске. Пример изображения современного монтажного устройства производства J. M. Heaford представлен на рис. 10.

Пробный оттиск.

Для получения пробного оттиска плашечного типа может использоваться специальное двухваликовое пробопечатное устройство – «колор-тестер» (рис. 11) с соответствующим анилоксовым растрированным валиком (подробное описание анилоксов см. ниже) и резиновым (формным) валиками. Это устройство позволяет до печати тиража получать объективное представление о пигментации и адгезии краски к определенному типу запечатываемого материала, а также с некоторой погрешностью подбирать необходимый цветовой оттенок.

Рис.7. Микрофотографии различных растровых точек (в светах и тенях) с «плоскими» вершинами идеальной формы на формах Kodak Flexcel NX

Рис. 8 Микрорастрирование поверхности печатающих элементов Kodak DigiCap NX

Рис. 9 Различные двухсторонние липкие монтажные ленты Biesse»

Рис. 10 Монтажное устройство J. M. Heaford (для узкорулонной печати)

Рис. 11 Пробопечатное устройство «колор-тестер»

Рис. 12 Формная гильза Axcyl

Монтаж форм

Формы могут монтироваться не только на цилиндр, но и на специальную гильзу (при использовании которой достигаются наилучшее качество печати и удобство монтажа). Вообще, применение гильз обеспечивает большую оперативность перехода с одного тиража на другой при различной длине печати. Это особенно целесообразно при частой смене заказов с различной длиной печати. Существуют гильзы с клеящим слоем, не требующие применения монтажной двухсторонней липкой ленты. Печатные секции машины должны быть оборудованы для крепления гильз, что значительно увеличивает их стоимость.

Целесообразность использования гильз вместо формных цилиндров определяется форматом печатной машины, так, при ширине печати свыше 600 мм использование гильз просто необходимо из-за громоздкости обычных формных цилиндров.

Пример гильзы Axcyl представлен на рис. 12

При монтаже формы происходит ее удлинение на определенную величину, которая рассчитывается по формуле:

D = K / R х 100 %, где К = 2 π t, где t – толщина формы за вычетом толщины полиэфирной подложки (примерно, 0,125 мм).

R – длина печати (раппорта) или диаметр формного цилиндра. π = 3,14.

В итоге рассчитывается доля в процентах от необходимой длины оттиска, на которую надо уменьшить изображение перед изготовлением печатной формы (либо изображение в электронном виде, либо фотоформу-негатив).

При использовании цилиндрических бесшовных флексографских печатных форм, растяжение отсутствует. Однако, необходимо специальное дорогостоящее формное оборудование для изготовления (обработки) гильзовых круглых форм (о них было также указано выше).

Таким образом, полностью описан процесс допечатной подготовки в флексографии будущего печатного оттиска.