Флексографические формы играют важную роль в получении высокого качества продукции. Даже на самом современном оборудовании невозможно получить хороший результат без использования печатных форм с соответствующими возможностями.

 

Флексографские формы играют немаловажную роль в получении высокого качества продукции, т. к. даже на самом современном оборудовании невозможно получить хороший результат без использования печатных форм с соответствующими возможностями.
Во флексографии в настоящее время применяют следующие виды печатных форм:
1) эластичные (резиновые), изготовленные методом прессования;
2) эластомерные (резиновые), изготовленные методом прямого лазерного гравирования;
3) фотополимерные;
4) новые виды, изготовленные другими методами.
Изготовление резиновых печатных форм методом прессования — длительный процесс. Кроме того, такие формы имеют низкие изобразительные возможности и поэтому сегодня применяются очень редко.
Резиновые печатные формы, изготавливаемые методом прямого лазерного гравирования, имеют ряд достоинств по сравнению с эластичными. Они не усаживаются при изготовлении, более точно воспроизводят изображение, имеют бесконечный (бесстыковый) рисунок и поэтому применяются только в производстве обоев.
О новых видах печатных форм речь пойдет в следующей статье. 

 

Фотополимерные формы изготавливаются с использованием фотополимеризующихся композиций и материалов, включающих эластомерное связующее (чаще всего каучук), ненасыщенный мономер и фотоинициатор. При воздействии на такие материалы ультрафиолетового излучения (около 360 нм) молекулы фотоинициатора расщепляются на радикалы, которые присоединяются к молекулам мономера и образуют новые радикалы. Множество таких радикалов полимеризуется и образует цепочки молекул, которые посредством поперечных связей соединяются в пространственную структуру.
В процессе полимеризации первоначальные физические свойства композиции или материала изменяются так, что, если исходный продукт был жидким, он затвердевает, а если твердым — становится нерастворимым в определенных растворителях.
Сегодня известны два способа изготовления фотополимерных форм — на основе жидких композиций и твердых материалов (пластин).
Фотополимерные формы на основе жидких композиций применяются в основном в газетном производстве и поэтому в настоящей статье не рассматриваются.
Во флексографской печати при производстве упаковки наибольшее распространение имеют формы, изготовленные на фотополимеризующихся пластинах. 

 

Печатно-технические свойства фотополимеризующихся форм в значительной степени зависят от вида пластин, на которых они изготовлены. При выборе для изготовления печатной формы фотополимеризующейся пластины необходимо учитывать следующие факторы.
1. Фотополимеризующиеся пластины могут быть однослойными (рисунок 1) и многослойными (рисунок 2). Многослойные пластины разработаны для высококачественного воспроизведения растровых изображений, а также изображений с мелкими деталями. В таких пластинах фотополимеризующийся слой является более жестким, чем несущий. В дальнейшем мы расскажем, как и на однослойных пластинах можно обеспечить воспроизведение сложных изображений. В настоящее время многослойные пластины используют лишь в 5–7 % случаях, а в остальных случаях — однослойные.
2. Пластины выпускаются толщиной от 0,76 до 6,35 мм. Выбор толщины формной пластины зависит от характера запечатываемого материала. Пластины толщиной до 3,0 мм применяют для запечатывания гладких упаковочных материалов с глубиной рельефа на печатной форме 0,58–0,8 мм. Пластины толщиной более 3,0 мм используют для запечатывания шероховатых упаковочных материалов и гофрокартона с глубиной рельефа на печатной форме 1,0–3,5 мм. Выбор толщины формной пластины также зависит от зазора между формным и печатным цилиндрами печатной машины.
3. Фотополимеризующиеся пластины могут иметь твердость от 25 до 75 единиц Шора. Выбор твердости пластины и, следовательно, печатной формы зависит от характера запечатываемого материала и воспроизводимого изображения. В частности, для запечатывания гладких материалов используют пластины средней и высокой твердости.
4. Пластины могут иметь формат от 30 x 40 см до 125 x 180 см. При выборе формата пластины желательно, чтобы он соответствовал формату негатива или кратно размещался на ее поверхности.
5. Фотополимеризующиеся пластины могут быть не озоностойкими и озоностойкими. Озоностойкие пластины применяют в случаях, когда печатная машина оборудована установкой обработки запечатываемого материала коронным разрядом или ультрафиолетовыми сушилками, при работе которых выделяется озон.
6. Пластины и, соответственно, печатные формы могут иметь различную устойчивость к краскам и растворителям, что также необходимо учитывать при выборе пластин.
7. Фотополимеризующиеся пластины могут вымываться растворами на основе органических спиртов или могут быть водовымывными.
Наличие на поверхности пластин защитной пленки обеспечивает защиту от механических повреждений и воздействия кислорода. Пластины чувствительны к воздействию тепла, дневного света, УФ-излучения и коротковолнового излучения источниками света, поэтому в помещении, где изготавливают печатные формы, не должно быть актиничных лучей, т. е. должны быть удалены УФ-лучи.

 

Для получения печатных форм, имеющих хорошее качество и позволяющих печатать конкурентоспособную продукцию, необходимо, чтобы дизайн продукции и негативы для последующего изготовления печатных форм отвечали определенным требованиям.
1. Процесс предусматривает использование прямого (читаемого) штрихового или растрового негатива, выполненного на фотопленке с матовым эмульсионным слоем. Только матовый эмульсионный слой позволяет обеспечить хороший контакт негатива с поверхностью пластины, особенно при воспроизведении изображений с мелкими деталями.
2. Минимальная оптическая плотность пробельных элементов на негативе должна быть не ниже 4,0, а максимальная плотность вуали должна быть не выше 0,06. Отклонение от этих параметров может вызвать проблемы в процессе изготовления печатных форм.
3. Дизайн и негатив должны учитывать изобразительные возможности процесса:
1) минимальная толщина отдельно стоящих линий — 0,1 мм;
2) минимальный диаметр отдельно стоящих точек — 0,2 мм;
3) растровые точки в высоких светах не менее 3 % при линиатуре растра на форме 48—54 лин./см.
Приведенные количественные параметры данного пункта являются средними по современному состоянию флексографской печати. В реальных условиях конкурентного производства эти требования должны уточняться и соответствовать технологическим возможностям процесса.
4. Негатив должен учитывать удлинение изображения на печатной форме при ее изгибании для крепления на формном цилиндре . Печатную форму изготавливают в плоском виде, а при креплении формы на формный цилиндр она изгибается и изображение удлиняется. Для устранения подобного удлинения негатив должен иметь укороченное изображение в направлении движения запечатываемого материала в печатной машине.
5. Дизайн и комплект негативов должны иметь треппинг (перекрытие), равный 0,1—0,5 мм. Иначе в процессе печатания продукции возможно появление незапечатанных просветов в местах соприкосновения различных красок. Для устранения просветов одна из красок должна быть «шире», т. е. частично перекрывать соприкасающуюся краску. Величина этого перекрытия зависит от технологических возможностей конкретного производства.
6. Углы наклона растра на негативе должны учитывать угол наклона ячеек анилоксового вала на печатной машине.При угле наклона ячеек вала 60 углы наклона растра по краскам: пурпурная — 45, желтая — 90, голубая — 15, черная — 75.При угле наклона ячеек вала 45 углы наклона растра по краскам: пурпурная — 38, желтая — 83, голубая — 8, черная — 68.При несоблюдении этого требования возможно возникновение муара на оттиске.
7. Дизайн и негатив должны учитывать растискивание растровых точек в процессе печатания. На рисунке 4 показан оттиск, отпечатанный без учета растискивания изображения. На рисунке 5 показан оттиск, отпечатанный с учетом компенсации растискивания. Сравнение оттисков на рисунках 4 и 5 показывает, что компенсация растискивания значительно уменьшает раздавливание изображения и улучшает качество его воспроизведения.

 

Перед изготовлением печатной формы выбирают пластину с учетом требований к печатной форме и условий проведения печатного процесса. Из выбранной пластины вырезают кусок в соответствии с форматом негатива с учетом технологических припусков и возможности крепления его при обработке (конструкции обрабатывающего процессора). При разрезке пластины ее помещают подложкой вверх. Резку пластин можно проводить с использованием трех видов приспособлений.
При использовании самого дешевого приспособления — ножа — трудно обеспечить ровность линий реза; также возможно отслоение защитной пленки, что впоследствии может вызвать проблемы с качеством изготовленных печатных форм.
При использовании резака, осуществляющего «сабельный» рез, обеспечивается ровная линия реза, а вот возможность отслоения защитной пленки сохраняется.
При использовании дискового ножа обеспечивается ровная линия реза, возможность отслаивания защитной пленки минимальна. Кроме того, дисковый нож может осуществлять рез и под углом, что особенно важно при обрезке стыка на готовой форме для уменьшения величины просвета при печатании «бесконечного» рисунка.
Первая операция процесса — экспонирование оборотной стороны. Пластину помещают в экспонирующее устройство подложкой вверх и экспонируют в течение нескольких секунд без вакуума и негатива. Данная операция создает основание формы и управляет глубиной рельефа на будущей печатной форме, обеспечивает хорошее сцепление полиэфирной подложки с фотополимеризующимся слоем и стабильную структуру боковых граней посредством прочного соединения печатающих элементов и основания печатной формы. Оптимальное время экспонирования оборотной стороны определяется тестированием, основанном на проведении ступенчатого экспонирования. Тестирование проводится при запуске процесса впервые, при использовании новой партии пластин, а также при изменении каких-либо условий производственного процесса, включая старение ламп в копировальной установке.
Основное экспонирование — вторая операция процесса изготовления фотополимерных печатных форм — должно проводиться сразу после экспонирования оборотной стороны. С пластины снимают защитную пленку, на лицевую сторону накладывают негатив и за счет вакуума обеспечивают плотный контакт негатива с поверхностью пластины. Не допускается попадание пыли или ворсинок. После укладывания негатива его края и края пластины покрывают специальной рельефной пленкой. Затем пластину и негатив покрывают вакуумной пленкой, а потом создают вакуум. Далее воздух с середины пластины вытесняют к краям, разглаживая вакуумную пленку ладонью или антистатической салфеткой. После этого выполняют экспонирование продолжительностью от нескольких минут до нескольких десятков минут.
Задачей основного экспонирования является формирование рельефа печатающих элементов на будущей форме. Оптимальное время основного экспонирования также определяется тестированием, основанном на ступенчатом экспонировании специального тестового негатива. Тестовый негатив содержит 4–8 одинаковых изображений. Каждое изображение состоит из комбинации различных позитивных и негативных элементов в виде линий, точек и растровых структур. Тестирование необходимо повторять всякий раз, когда меняются какие-либо факторы в производственном процессе. Оптимальным считается время, при котором на форме будут хорошо воспроизведены отдельно стоящие линии и точки, а также растровые точки в высоких светах. Оборудование для проведения экспонирования должно обеспечивать контролирование величины вакуума; желательно, чтобы оно было оснащено охлаждающим устройством поверхности стола, на который укладывают пластины во время экспонирования. Желательно также наличие счетчика общего времени работы ламп.
Следующая операция процесса изготовления форм — вымывание пробельных элементов. При этом незаполимеризованный материал набухает и удаляется с формы, остается заполимеризованное рельефное изображение печатающих элементов.
Для вымывания экспонированная пластина может быть помещена в вымывной раствор (в этом случае задается время вымывания) или с помощью транспортера проводиться в вымывной установке в горизонтальной плоскости (в этом случае задается скорость движения транспортера). Вымывание формы может быть выполнено как непосредственно после основного экспонирования, так и спустя несколько часов, если только в это время на пластину не будет попадать свет. Продолжительность вымывания зависит от состава и температуры вымывного раствора, конструкции и давления щеток вымывного устройства, а также необходимой глубины рельефа.
В качестве вымывного раствора можно использовать состав на основе смеси перхлорэтилена с бутанолом, а также растворы, поставляемые изготовителями фотополимеризующихся пластин. Для каждого вида вымывного раствора рекомендуется своя температура обработки. Поэтому вымывная установка должна обеспечивать работу при заданной температуре; желательно, чтобы она поддерживала эту температуру постоянной.
Для обеспечения качественной обработки форм и получения заданной глубины рельефа необходимо регулировать давление щеток, изменяя величину зазора между щетками и опорной поверхностью в зависимости от толщины обрабатываемой пластины. Эту величину желательно знать точно и устанавливать с пульта управления установки.
Во время процесса вымывания удаляемый с пробельных элементов формы полимер попадает в вымывной раствор и насыщает его. С увеличением концентрации полимера в вымывном растворе снижается его вымывающая способность. Поэтому концентрация полимера в растворе должна ограничиваться. Насыщение раствора полимером зависит от формата обрабатываемых форм, количества пробельных элементов и глубины их рельефа. Концентрация полимера в вымывном растворе не должна превышать 5,5 %, при этом практикой установлено, что на 1 м2 обработанной пластины при глубине рельефа 1 мм требуется 10–15 л вымывного раствора. В зависимости от вида вымывной установки концентрация полимера в вымывном растворе может поддерживаться в заданных параметрах вручную или автоматически.
По окончании процесса вымывания на поверхности формы остаются капельки вымывного раствора с растворенным в них полимером. После высушивания полимер остается на поверхности формы и может создать проблемы с равномерностью изображения на оттиске. Поэтому рекомендуется после вымывания ополаскивать форму чистым раствором.
Оптимальное время вымывания определяют тестированием, при этом всегда стремятся, чтобы оно было минимально необходимым.
Отработанный, насыщенный полимером вымывной раствор подвергают регенерации, перегонке. При этом 85–90 % раствора может быть возвращено для дальнейшего использования.
В процессе вымывания форма набухает, впитывая вымывной раствор. Величина впитывания вымывного раствора зависит от степени полимеризации формы, времени вымывания, вида и температуры вымывного раствора. Поэтому после вымывания форму подвергают сушке в сушильном устройстве путем обдува нагретым до 60–65 С воздухом.
Сушка оказывает существенное влияние на качество печатных форм и доведения их до исходной толщины пластины. Продолжительность сушки зависит в первую очередь от толщины формы и вида вымывного раствора и составляет 1,5–3,5 ч. Необходимо следить за равномерностью обдува воздухом форм при сушке и за соблюдением температурного режима.
После проведения сушки (если позволяет время) форму целесообразно выдержать в помещении формного отделения в течение нескольких часов. Эта операция позволяет полностью стабилизировать толщину печатной формы и дает возможность несколько повысить ее тиражестойкость.
Вместе с тем после сушки и даже после выдерживания фотополимерная форма сохраняет липкость поверхности. И по этой причине она восприимчива к загрязнениям и подвержена изменениям в результате воздействия давления и воздуха. Для устранения такого положения форму подвергают финишной обработке. Она заключается в обработке коротковолновым УФ-излучением с длиной волны около 250 нм.
Необходимая продолжительность финишной обработки обуславливается количеством остатков вымывного раствора, который находится в форме после сушки и зависит от типа фотополимеризующегося материала, типа вымывного раствора и продолжительности сушки. Оптимальное время обработки определяется тестированием и составляет 70–90 % от времени основного экспонирования. Обработанные формы не должны обладать липкостью, иметь трещины и матовую поверхность.
Дополнительное экспонирование необходимо для обеспечения полной полимеризации возможно незаполимеризованного мономера, находящегося в теле формы. При наличии не полностью заполимеризованного мономера не может быть обеспечена достаточная тиражестойкость формы, а также возможны потери мелких деталей и высоких светов изображения в процессе печати. Дополнительное экспонирование повышает устойчивость формы к растворителям красок и смывочным средствам и обеспечивает форме окончательную твердость.
Дополнительное экспонирование проводят облучением УФ-излучением с длиной волны около 360 нм в экспонирующем устройстве с лицевой стороны без негатива и вакуума. Продолжительность его примерно равна или чуть меньше времени основного экспонирования. Дополнительное экспонирование может проводиться одновременно с финишной обработкой, если это позволяет конструкция установки. Однако при высокой температуре воздуха в помещении цеха (более 28° С) дополнительное экспонирование проводят отдельно после финишной обработки. Это связано с возможностью перегрева обрабатываемых форм и образования по этой причине на их поверхности трещин.
Помещение, в котором осуществляется изготовление фотополимерных печатных форм, должно иметь неактиничное освещение и быть оборудовано общеобменной вентиляцией. Ввиду того, что вымывные растворы, как правило, тяжелее воздуха, отсос их должен осуществляться из нижней части помещения. Дополнительно, установка полностью или секции одной установки должны быть оборудованы местными отсосами.

 

 

 

 

 
Борис Сорокин