Флексографическая печать

Флексография - это разновидность высокой печати с использованием гибких упругоэластичных рельефных печатных форм и жидких или пастообразных красок. Краска наносится на форму с помощью растрированного (анилоксового) валика. Эластичность печатной формы дает возможность запечатывать любые материалы, в том числе полиэтилен, полипропилен, фольгу и кашированую бумагу.

Достоинства флексографии

Технология флексопечати отличается простотой, и низкими затратами и в то же время высокой производительностью, не требует много работников - машины имеют простой красочный аппарат. Этот способ позволяет обеспечить высокое качество оттисков, сопоставимое с качеством офсетной и глубокой печати, на самых разнообразных материалах. Печать экологически чистая, используются краски на водной или спиртовой основе. Оборудование имеет низкую энергоемкость (на 40-50% меньше по сравнению с офсетным способом). Флексографическая печать характерна поточностью производства - все операции, начиная с размотки рулона и кончая разрезкой или фальцовкой готовых изделий, совершаются за один прогон. Потребность в производственных площадях на 50-60% меньше, чем в офсетной печати. Капиталовложения здесь меньше, чем в традиционные виды печати: Машины выполняют и печать, и обработку и в тоже время стоят дешевле офсетных. Благодаря агрегатированию машин устраняются побочные операции, процент отходов низок за счет упрощенной конструкции красочного аппарата. Возможность использования УФ-отверждаемых красок повышает качество продукции и скорость печати.

Машины флексографической печати

Флексографические машины можно подразделить по виду построения на ярусные, секционные и планетарные (центральный барабан). Благодаря использованию эластичных форм в зоне печатного контакта создается низкое давление, что позволяет печатать на легко деформирующихся материалах. Красочный аппарат упрощен: он состоит из красочного резервуара и нескольких валиков. Один из этих валиков растрированый, он захватывает краску в ячейки, после чего она равномерно распределяется по форме.
Ярусные обычно имеют 2-6 красочных аппаратов (рис. 1). В этих машинах лента запечатываемого материала последовательно проходит через печатные секции, которые расположены вертикально (ярусами), Такие иашины позволяют печатать с лица и оборота материала одновременно. Материал специальной системой валов может переворачиваться. Возможна печать как на нерастягивающихся жестких, так и на эластичных материалах.

         
Рис. 1. Схема печатной машины ярусного типа:
1 - печатный цилиндр; 2 - формный цилиндр; 3 - красочный валик;
4 - сушильное устройство; 5 - запечатываемый материал; 6 - растровый валик.

Секционные (линейные) обычно имеют 2-6 красочных аппаратов (рис. 2). В этих машинах лента запечатываемого материала последовательно проходит через печатные секции, после каждой необходима сушка. Такие машина в основном используются для печати на нерастягивающихся жестких материалах, иначе нарушается приводка, точность которой 0,02 мм. Формат от 250 до1200 мм.

         
Рис. 2. Схема печатной машины секционного типа:
1 - печатный цилиндр; 2 - формный цилиндр; 3 - красочный валик;
4 - сушильное устройство; 5 - запечатываемый материал; 6 - растровый валик.

Планетарные (с центральным барабаном) обеспечиваю качественную печать на расягивающихся материалах типа полиэтилена и полипропилена - здесь формные цилиндры расположены вокруг одного одного печатного, запечатываемый материал в процессе прохода через все формы не смещается относительно печатного цилиндра, поэтому не нарушается приводка (рис. 3).

         
Рис. 3. Схема печатной машины планарного типа:
1 - печатный цилиндр; 2 - формный цилиндр; 3 - красочный валик;
4 - сушильное устройство; 5 - запечатываемый материал; 6 - растровый валик.

Растровый (анилоксовый) вал.

Изобретение растрового валика позволило резко улучшить переход краски с красочного аппарата на форму. Качество вала определяет качество продукции и зависит от выбора материалов для его изготовления, хорошей его сбалансированности и от свойств поверхности вала. Наилучшими считаются валики с керамическим покрытием - они более долговечны и обеспечивают лучшее качество ячеек, получающихся гравированием поверхности. Лазерная технология (созданная в начале 80-х годов) гравирования керамических валиков дает возможность регулировать глубину ячеек и их частоту (от 40 до 200 яч. на 1 см. кв.). Вал должен осуществлять точную дозировку краски и равномерность передачи. Это зависит не только от формы ячейки растра, но и от других важных показателей растрового вала: соотношения линиатуры растра формы и линиатуры вала, угла поворота растра (45° или 60°), краско-переноса,определяемого как соотношение между глубиной ячейки11 площадью ее поверхности (для хорошей краскопередачи идеально соотношение 1:4 или 1:5). Поскольку все параметры в флексографии взаимосвязаны, для каждого заказа существуют оптимальные соотношения показателей растрового растра, линиатуры формы, краски. Стандартными параметрами вала являются: линиатура растра - для рядовых работ 120 лин./дюйм, теоретический объем краски в ячейках 1,5-4 г/м2, наклон рядов ячеек к образующей цилиндра - раньше было принято 45°, теперь -60°. Глубина ячеек около 10 мкм, увеличение глубины мешает выходу краски, снижая теоретический объем краски в ячейках. Соотношение площади ячейки и площади перемычек должно быть 10:1. Увеличение ведет к истончению стенок и снижению долговечности, уменьшение - к недостаточной подаче краски. Форма ячеек: предпочтительнее профиль с округлыми стенками, который получается при гравировании лазером на керамике.

Формы для флексографической печати.

Формы для флексографской печати бывают резиновые и фотополимерные. Наибольшее распространение получили формы из фотополимеров, которые созданы и впервые представлены на рынке фирмой DuPont. Технология изготовления форм следующая: на фотополимер экспонируется негативные фотоформы УФ-излучением, засвеченные участки полимеризуются, незасвеченные вымываются специальным раствором. Для создания основания для печатающих элементов проводится предварительное экспонирование без негатива со стороны подложки, если она прозрачная. Существуют десятки марок формных пластин. Они отличаются друг от друга степенью твердости, стойкостью к растворителям, лакам, вымывным растворам. Основные характеристики форм - это толщина и твердость. Жесткость одной и той же пластины как бы увеличивается с уменьшением толщины. Более тонкие и жесткие лучше передают растровую точку, но с ними труднее работать. Для гладкого запечатываемого материала при печати растра лучше использовать более жесткие формы, чем при печати штрихов и текста. Типичная толщина флексоформ 2.84мм, 2.54мм, и тд. Форма не только переносит краску на оттиск, но и работает как декель. Это обеспечивает печать без приправки. Формы бывают однослойные и многослойные, в которых каждый слой обладает различными упругоэластичными свойствами. Формы могут изготавливаться из жидких и из твердых фотополимерных композиций. Наиболее употребляемые марки форм: Cyrel, Leterflex, Nyloflex, Antihalation AFR. Фирма DuPont создала быстрый и простой технологический процесс изготовления печатных форм, имеющий минимальное количество операций, - процесс Cyrel. Формы укрепляются на цилиндрах с помощью специальной двухсторонней липкой ленты (двухсторонний скотч). Монтаж форм на цилиндры при многокрасочной печати занимает много времени.

Особенности флексографической печати.

В процессе печатания при одинаковой деформации упругих печатающих элементов давление на плашке и мелком элементе различно, что может привести к потере качества. Чтобы избежать этого, растр и плашки печатаются в одной секции, а штриховое изображение и текст - в другой, поэтому флексографские машины могут иметь 6-12 красочных секций. Фотоформы, изготовленные для офсета, для флексографии непригодны, так как имеют другие углы поворота растра - из-за близости углов растра анилоксного валика и формы может возникнуть муар. Рекомендуемые углы поворота растра для флексографии:
по голубой краске(cyan) - 7,5°,
по пурпурной краске(magenta) -67,5°,
по желтой краске(yellow) - 82,5°,
по черной краске(black) - 37,5°.
Фотоформы должны быть негативными и читаемыми со стороны эмульсии, кроме того содержать обязательные элементы: кресты для приводки, контрольные шкалы и др. В процессе изготовления фотоформ нужно учитывать такие факторы печати, как, например, растискивание. Кроме того, при установке формы на печатный цилиндр из-за изгиба формы (рис. 4) происходит удлинение изображения (дисторция), которое зависит от толщины формы, скотча и диаметра вала. Для компенсации этих искажений уменьшают негатив. Диаметр минимальной растровой точки на форме не должен быть меньше ширины ячейки анилоксного растра, поэтому частотно-модулированное растрирование с использованием точек минимально возможных размеров дает в флексографии плохие результаты.

         
Рис. 4. Схема удлинения печатной формы (дисторция):
1 - печатная форма; 2 - формный цилиндр; 3 - скотч для приклейки формы на вал;
L - длина исходного печатного элемента; L+x - величина удлиненного печатного элемента;
x - величина дисторции.

Краски для флексографической печати.

В флексографии используются краски низкой вязкости, содержащие 70% растворителя и 30% сухого остатка. Чем выше требования к качеству, тем тоньше должен быть слой краски. Флексографские краски водорастворимые. Они бывают чистые водорастворимые без органики, с небольшим (до 5%) добавлением органических веществ и водоразбавляемые - содержащие 20- 25% органических веществ. Водорасворимые краски используются для печати на бумаге Перспективны краски УФ-отверждения: в них нет растворителя, и они полимеризуются под действием излучения. В водорастворимых красках связующее приобретает свойство растворимости благодаря воздействию аммиака, входящего в состав краски. При высыхании красочной пленки аммиак улетучивается, связующее переходит в нерастворимое состояние, пленка краски приобретает водостойкость. Для печати на эластичной упаковке из полиэтилена, на полиэфирной и других пленках, на упаковке, предназначенной для агрессивных продуктов, используются краски на основе органических красителей. или особо прочные двухкомпонентные краски, обладающие хорошей адгезией. В этих красках связующее вступает в химическую реакцию с отвердителем и образует полимерную структуру. Это происходит после удаления растворителя, поэтому красочный слой приобретает особую прочность не сразу после высыхания, а спустя некоторое время, зависящее от условий хранения запечатанного материала. При выборе красок для печатания, кроме прочего, необходимо учитывать совместимость их с формными пластинами. В случае неправильного выбора может произойти набухание формы, изменение ее толщины. В флексографии нет стандартизированных цветов красок. Каждая фирма производитель красок (например BASF) выпускает свой собственный набор красок и каталоги цветов по ним.

Фирмы изготовители оборудования для флексографической печати

Наиболее известные изготовители флексографского допечатного и печатного оборудования: DuPont, Unirogaf, Graphicart America, Р. America (США); MAN Roland, Windmoller Holseher (Германия), Honstrd, Anderson en Vreeland Holland (Нидерланды); Cerutti, Bielloni Castella (Италия); Cobden Chadwich, EDALE (Великобритания); Holweg (Франция). Фирма DuPont является ведущей в области материалов и оборудования для флексографии. Одна из последних разработок фирмы - ycтрoйство для изготовления флексографских печатных форм Cyrel 3002L Это полностью автоматическая, управляемая микропроцессором система для крупноформатной флексопечати, обеспечивающая короткое время проведения формного процесса; формат - до 1270х2030 см. Cyrel - подразделение фирмы DuPont, занимается не только формными пластинами для флек сографии, но и устройствами для их экспонирования, вымывания, сушки, крепления на формные цилиндры, устройствами регенерации вымывающих растворов. Система Cyrel Digital Imaging фирмы DuPont предлагает полностью автоматический процесс изготовления печатных форм на цифровой базе данных. Цифровая информация с помощью лазерного луча передается на чувствительный к лазерному излучению слой фотополимерной пластины; происходит физический (термический) процесс удаления слоя. Нижележащий слой не подвергается воздействию (аналогично обычной пластине, на которую уложен негатив), затем происходит УФ-экспонирование, далее форма обрабатывается как обычно. Нидерландская фирма AV Flexologic b.V. создала компактную машину с микропроцессорным управлением «АВ-Матик ЗОО» для изготовления фотополимерных флексографских печатных форм. Максимальный формат 30х4О см. Состоит из УФ-осветителя, вымывного устройства с автоматическим вводом и выводом материала, сушкой теплым воздухом и световой обработкой проявленных форм. Другая разработка фирмы - система «Маунто-Матик Тейбл-Топ» для монтажа гибких форм на печатный цилиндр с помощью двух камер и монитора, которая предназначена для печатания этикеток и конвертов. Система «Оптимант» - это управляемая компьютером комбинация камер и зеркала для точного монтажа форм на цилиндр. Разработка этой же фирмы - автоматическое устройство «Колор контроль МПЦ» для измерения вязкости печатных красок и ее регулирования. Фирма Polyfibron выпустила новые водовымывные пластины Splash, которые характеризуются сокращенным временем сушки. При этом отсутствует липкость поверхности после обработки, формы более устойчивы к истиранию. Внедрение в флексографию цифровой техники позволяет осуществлять вывод цифровой информации из компьютера на печатную форму. Возможностями вывода иллюстрационной информации из компьютера в печать обладает цифровая печатная машина Omnis фирмы Indigo. Созданы новые серии красок Hidrokett-2000 для этикеток и наклеек, не требующие много воды. Фирма Sicpa производит защитные краски для ценных бумаг для коммерческой флексографской, глубокой и офсетной печати. Фирма AFS GmbH (Германия) выпускает установки для коронации полимерных пленок.

Особенности печати на различных материалах.

При печати на полимерных пленках для надежного закрепления краски полимерные пленки необходимо предварительно обрабатывать перед печатью, повышая их адгезионные свойства (особенно если используются краски с малым содержанием растворителя или без него). Один из вариантов такой обработки - способ коронного разряда, то есть проведение пленки через поле высокого напряжения и обстрел ионизированными молекулами воздуха. Качество обработки контролируется пробным карандашом или жидкостью: жидкость не должна растекаться или собираться в каплю. Печать на картоне требует оснащения печатной машины пылеулавливающими устройствами. Поверхность картона пористая, поэтому печать лучше проводить на ламинированном картоне.

Пленка полипропиленовая, пленка полипропиленовая двуосноориентированая.

Полипропилен - бесцветный термопластичный полимер класса полифинов. Известно большое количество его модификаций: изотактический, атактический, синдиотактический. Температура плавления 160-170°С; плотность 0,90-0,91 г/см3; относительное удлинение без разрушения 200- 400%; морозостойкость -10 до -15°С; не растворим в органических растворителях. Устойчив к горячей воде (вплоть до 130°С) и агрессивных средах, кроме сильных окислителей (концентрированные НNО3, H2S04). В тонких пленках практически прозрачен (96%). Для полипропилена характерны высокая ударная вязкость, стойкость к многократным изгибам, хорошая износостойкость. Полипропилен плохо проводит тепло, является диэлектриком (не проводит электрический ток). Полипропилен (гранулят) в промышлености получают полимеризацией пропиленового газо-жидкого мономера в присутствии катализаторов: циглераната и др., а в последние годы на основе металоцена (комплексное металло-органическое соединение). После отделения на центрифуге полипропилен отмывают от остатков катализатора спиртом или смесью воды со спиртом. Порошкообразный полипропилен сушат, смешивают со стабилизаторами, красителями и затем гранулируют. Получаемые таким методом марки полипропиленового гранулята отличаются друг от друга индексами ?, что определяет метод переработки. Из полипропиленового гранулята методом литья под давлением изготовливают детали машин, арматуру, трубы, методом литья с раздувом различные емкости для упаковки пищевых продуктов, бытовых и технических житкостей. Методом экструзии из полипропилена получают тонкие пленки, волокна и нити. Этим же методом могут быть получены поливные и ориентированые пленки. Такие пленки обладает морозостойкостью до -40°С, высокой прочностью, износостойкостью и одновременно эластичностью. Пленки из двуосноориенированого полипропилена, выдерживающие значительные механические нагрузки, используют для упаковывания на автоматических линиях различных продуктов питания и др. промышленых товаров. Впервые высокомолекулярный кристаллический полипропилен получил Дж. Натта в 1954. Мировое производство около 23 млн. т. (1998г) и имеет тенденцию к росту примерно на 5.5 –6.0% в год.

Пленка из полиэтилена низкого и высокого давления

Полиэтилен (polyethylene) Полиэтилен (PE) - термопластичный, бесцветный частично кристаллизованный материал, относящийся к группе полифинов, получаемый методом радикальной полимеризаци мономера этилена С2Н6 в аппаратах реакторного типа с применением катализатора "циглераната", а в последние годы - "металоцената" (металоорганического катализатора) при определенной температуре и давлении. Комбинацией параметров давления и температуры, исходных мономеров с использованием катализатора в промышленности получают несколько модификаций полиэтилена известных как:
LDPE - полиэтилен низкой плотности (высокого давления) ПЭВД
HDPE - полиэтилен высокой плотности (низкого давления) ПЭНД
LLDPE - линейный полиэтилен низкой плотности (высокого давления) ЛПЭВД
Плотность этих марок полиэтиленов лежит в диапазоне 0.9 - 0.96 г/см3, а температура плавления в интервале 105°-115°С. Индекс расплава этих типов РЕ имеет широкий диапазон значений от 0.2 до 30 г/10мин, что определяет технологию их переработки и область применения этих типов полиэтилена. Полиэтилен РЕ используется в промышленности с 1940 года (ПЭВД) и с 1956 года (ПЭНД). Мировое производство различных марок и типов полиэтилена достигает 55-57 млн. тонн в год (1998 г) и прирастает ежегодно примерно на 3-5%. Полиэтилены в силу их высокой неполярности обладают уникальной комбинацией свойств: жесткостью и гибкостью, высокой ударной прочностью, высокой стабильностью формы и размеров в кипящей воде и при отрицательных температурах, стойкостью к низкотемпературному растрескиванию (от -45°С до -60°С), эластичностью (удлинение при разрыве более 600%). Полиэтиленам свойственна высокая химическая стойкость ко многим органическим и неорганическим веществам, в том числе сильным кислотам и щелочам, а также высокая устойчивость к пропусканию паров влаги. Полиэтилен является диэлектриком. Полиэтиленыы легко окрашиваются в массе. Высокая технологичность РЕ, позволяет перерабатывать полиэтилен разнообразными способами: экструзией (производство различных пленок, труб, листов, оболочек для кабелей, и т.д.), литьем с раздувом (производство полых изделий типа бочек, канистр, бутылок), литьем под давлением (различные ящики, корзины, крышки и пробки для различных емкостей, электротехнические изделия и т.д.)