История флексопечати. Основные положения

Флексографическая печать — это способ высокой печати с использованием гибких резиновых форм и быстровысыхающих жидких красок.

Изначально же флексографическая печать именовалась "анилиновой", т.к. при первых экспериментах по ее осуществлению использовались простые анилиновые синтетические красители. Термин же "флексография" был введен 21 октября 1952г на проводимой в США конференции по упаковочным материалам. В его основу было положено английское слово flex-ibillis, означающее "гибкий". Самые же первые попытки использования эластичных печатных форм и анилиновых красителей были предприняты еще в ХIХ веке при разработке технологий массового производства обоев. Но анилин – это достаточно ядовитая жидкость, поэтому с течением времени от его использования постепенно отказались. [3]

Корни флексографии уходят в послевоенный феномен торговых центров и супермаркетов 50-х годов, когда покупатели неожиданно вошли прямо за прилавки и стали брать товары с полок сами, не прибегая к помощи продавцов и не называя марку продукта. Стал очень важен внешний вид товара: привлекательная упаковка (или, наоборот, невзрачная упаковка) могли повлиять на решение о покупке прямо в магазине. Производителям потребительских товаров потребовался такой печатный процесс, который позволил бы создавать яркие и бросающиеся в глаза упаковки: картонные коробки и гибкие пакеты, причем в широком диапазоне тиражей. Офсетная печать для решения такой задачи создания упаковки не подходила, поэтому были созданы флексографские машины.

Но в 60-х и 70-х годах флексография имела репутацию технологии для продукции невысокого качества. Цвета были тусклыми, оставляла желать лучшего и их приводка. "Упаковка выглядела так, словно ее печатали дети с помощью резиновых штампов", - вспоминает Дик Нодин из дизайн-студии Pacific Print Media (Сан-Франциско), специализирующейся на создании упаковки. Хотя с тех пор качество флексографии значительно повысилось, Нодин, как и многие другие дизайнеры, до сих пор старается избегать использования этой технологии, за исключением тех случаев, когда это единственный приемлемый способ для выполнения заказа. "Флексография редко выходит победителем, когда главным критерием оценки выступает качество, - говорит он. - Я думаю, что обычно самого лучшего качества можно достичь методами офсетной печати. Но для печати на определенных типах материалов, подобных картону и пластику, офсетные машины не годятся, поэтому в таких случаях флексография остается единственным вариантом выбора". С этим не согласен Йетс Даунс, художественный редактор компании Spectrum Label (Сан-Карлос, шт. Калифорния), выполняющей заказы на флексографскую печать. "Современная флексография довольно далеко ушла от той, какой она была пять или десять лет назад, - считает он. - Многие дизайнеры учились достаточно давно и не знают на что способна современная флексография. Их поражает возможность печати растров с линиатурой 200 lpi". Гладко не только на бумаге.

Чаще всего флексография используется в упаковочной промышленности для печати на различных материалах. В противоположность высокой печати флексография работает с жидкими красками и эластичными, т.е. мягкими и гибкими печатными формами (клише), а также с незначительным давлением между формным цилиндром и запечатываемым материалом («kissprinting»). Гибкие печатные формы (ранее их изготавливали исключительно из резины, а в настоящее время в основном из фотополимеризующихся материалов) дают возможность запечатывать материалы с очень шероховатой поверхностью и даже ткани. На рис. 3 представлен полученный посредством растрового электронного микроскопа снимок печатной формы для высококачественной печати из фотополимеризующегося материала.

Рис. 7. Микрофотография печатной формы высокой печати для флексографии. Печатающие элементы на печатной форме показаны для различных тоновых градаций.

Несмотря на "туманное" прошлое и спорное качество, флексографии идеально подходит для изготовления большинства типов упаковки. Кроме присущей флексографии гибкости в выборе носителей еще одним ее преимуществом является цена. Фотополимерные флексографские формы гораздо дешевле, чем металлические формы для глубокой печати, и это только одно из слагаемых относительной дешевизны флексографии.

Поскольку флексографские машины часто комбинируются в одну линейку с устройствами для ламинирования, высечки, фальцовки и склейки, они оказываются экономичнее других печатных машин, с раздельным технологическим процессом. Флексографская машина в типичной конфигурации может печатать на листах пластика, высекать в них отверстия, складывать их в пакет, а затем склеивать его - и все это в одном технологическом цикле. По этой причине печатников, использующих флексографию, часто называют изготовителями упаковки.

Еще одним преимуществом флексографии является ee способность оперировать формами различного размера, что позволяет оптимизировать использование материалов для упаковки, в то время как фиксированные размеры офсетных форм часто приводят к повышенному проценту отходов.

А возможность флексографских машин работать с водными красками, а не с красками на основе растительных масел, принятыми для офсетной литографии, просто неотразима. Обычно водные краски оказываются предпочтительнее по экологическим соображениям. Но часто для изготовления безопасной упаковки для продуктов использование красок на водной основе регламентируется правительственными предписаниями.

Если на производстве выбрали флексографию, следует ознакомиться с особенностями этой технологии. "Довольно часто дизайнер передает нам великолепную работу, которая, однако, мало пригодна для репродуцирования флексографским способом", - говорит технический представитель компании ONE Color Communications (Окленд, шт. Калифорния), специализирующейся на флексографии, Том Кузел. Это семейное предприятие с момента своего основания в 1963 году занимается допечатными процессами для производства упаковки. Даунс (компания Spectrum) отмечает: "После того как дизайнеры передают нам файлы, обычно они нуждаются в серьезной обработке". Оба печатника сходятся на том, что сейчас, когда многие делают макеты для упаковки сами, дизайнерам зачастую не хватает знания специфических требований флексографии.

Большинство сложностей при создании макетов для флексографской печати связаны с такими характеристиками, как размер и растискивание точки растра флексоформ. В то время как жесткие формы для офсетной или глубокой печати могут передавать однопроцентную точку, максимум, чего можно достигнуть с флексографией, - это двухпроцентные точки, которые из - за растискивания превращаются в трехпроцентные. Поэтому при печати изображений возникает множество проблем. Мелкий шрифт, особенно гарнитуры с засечками, теряет четкость и расплывается. Фон "на роспуск" не может плавно перейти в белую бумагу; вместо этого плотность резко падает - с 3 до 0 %.

Из-за большого растискивания для флексографии нельзя использовать стохастическое растрирование, а следовательно, и HiFi-цвет. И хотя довольно большое значение растискивания и так присуще флексографии в различных типографиях эти величины сильно различаются. В некоторых используется изношенное оборудование. В других просто нет надлежащего контроля за технологическим процессом.

Еще одна область, в которой могут возникнуть проблемы, - это приводка цветов. Здесь допустимые отклонения гораздо шире, чем в офсетной печати; это связано главным образом с гибкостью носителей. Приводка цветов - это огромная проблема. Значения треппинга в исключительных ситуациях могут достигать полутора миллиметров, хотя в обычных условиях равны пятнадцати микронам, что в два раза больше, чем для офсета. Учитывая такую изменчивость параметров, дизайнерам следует оставлять задание значений треппинга работникам типографий или сервисных бюро.

Поскольку флексографскую технологию контролировать сложно, печатники и специалисты в области допечатных процессов стараются минимизировать возможные проблемы, ограничивая круг используемого программного обеспечения несколькими наиболее проверенными пакетами: QuarkXPress, Adobe Illustrator и Adobe Photoshop.

Чтобы облегчить сложный треппинг и спуск полос для упаковки, создано несколько высококачественных специализированных систем допечатной подготовки макетов упаковки, например, компаниями Barco, Contex и Professional Computer Corp. (PCC), которые вступают в дело на последнем этапе подготовки макетов упаковки. Если потребуется внести изменения в заказ, уже запущенный для выполнения на одной из подобных систем, это может потребовать дополнительных затрат на повторную обработку.

Флексография работает с более грубыми растрами, чем офсет или глубокая печать; обычно линиатура не превышает 150 lpi. Дизайнерам необходимо знать ограничения машин при создании полутонов и плавных переходов в цвет носителя. В то время как для офсета существуют "Технические условия на рулонную офсетную печать изданий" (Specifications for Web-Offset Publications, SWOP) и "Технические условия на печать коммерческой продукции без горячей сушки" (Specifications for Nonheat Advertising Printing, SNAP), для флексографии нет стандартов на состав красок и параметры производственного процесса, поэтому достичь хорошего качества флексоработ гораздо сложнее, чем при использовании офсетной или глубокой печати.

Если выбор остановлен на флексографии, еще на этапе дизайна необходимо приложить гораздо большие усилия, чем при подготовке работ для других видов печати. Очень важно как можно раньше наладить сотрудничество с выполняющей заказ типографией или сервисным бюро. Для выполнения некоторых работ по созданию упаковки существуют альтернативы флексографии, хотя у всех подобных вариантов есть свои ограничения. Для крупнотиражных работ, где важно получить высокое качество упаковки, используют машины глубокой печати. Глубокая печать выполняется с выгравированных металлических цилиндров. Краска затекает в углубления в цилиндре и может переноситься с высокой скоростью на широкий диапазон материалов, включая большинство носителей, с которыми может работать и флексография.

К сожалению, металлические цилиндры обходятся гораздо дороже, чем флексографские или офсетные формы. Дэррил Темплтон, печатник из компании Amko Plastics (Цинциннати), полагает, что стоимость начальной подготовки и изготовления форм глубокой печати примерно в два раза превышают стоимость флексографии. Поэтому глубокая печать применяется только для крупнотиражных работ (от 200 000 оттисков или выше, в зависимости от размера изображения).

Как и для других видов печати, где необходимо изготавливать пленки и формы, флексография и глубокая печать неэкономичны для малых тиражей (менее 1000 оттисков). Компания Indigo продвигает как решение для рынка малотиражной упаковочной продукции печатные машины E-Print 1000 и Omnius. Еще одна альтернатива флексографии - трафаретная печать, которая используется редко и обычно для печати одного оттиска за один раз на готовых изделиях различной формы, таких как стеклянные или пластиковые бутылки и другие объемные предметы и виды упаковки.

Наряду со специфическими требованиями, связанными с характерными для флексографии техническими ограничениями, у этого метода изготовления упаковки есть ряд свойств, объединяющих его с другими.

Первое - это использование цветов Pantone. Поскольку узнаваемость многих корпораций и их товаров основывается на точном воспроизведении торговых знаков на различных носителях, для создания макетов упаковки краски Pantone используются гораздо чаще, чем в любой другой области дизайна. Компании Coca-Cola вряд ли понравится, если ее всемирно известный торговый знак где-то будет красным, как пожарная машина, а где-то малиновым. Однообразие исключительно важно при изготовлении упаковки, а цвета Pantone обладают гораздо большей повторяемостью, чем цвета из обычных триадных красок.

Однако слишком часто дизайнеры задают несколько красок Pantone, не учитывая тип машины, на которой работа будет печататься. Большинство флексографских машин шестицветные, хотя некоторые новейшие типы восьмицветные.

При изготовлении упаковки применяется гораздо более разнообразные носители, чем для других работ, поэтому дизайнерам необходимо учитывать влияние цвета и текстуры материала на окончательный вид продукции. Часто единственным надежным ориентиром могут служить только цветопробные оттиски со специальных машин.

И наконец, для печати упаковки тесное сотрудничество с работниками типографии гораздо важнее, чем при выполнении любых других печатных работ. Учитывая огромную разницу в квалификации персонала и качестве оборудования, вам необходимо "видеть конец пути еще до начала путешествия".

Итак: основные достоинства флексографии:

· Большой выбор типов носителей для печати.

· Возможность печати на очень толстых материалах.

· Относительная экономичность на довольно широком диапазоне тиражей.

· Гибкость конфигурации форм для печати оттисков разных размеров.

· Возможность применения водных красок.

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

Основные недостатки флексографии:

· Большое значение растискивания точки растра.

· Трудности репродуцирования в тенях и высоких светах.

· Невозможность печати шрифтов с малыми кеглями, особенно вывороткой.

· Неэкономичность при малых тиражах.

· Качество печати меняется от машины к машине.

· Отсутствие промышленных стандартов. [2]

Перечисленные достоинства флексографской технологии не остались незамеченными мировым газетным полиграфическим сообществом. На технологию флексографской печати перешли такие известные британские издания, как Daily Mail, Mail Sunday, Evening Standard, London Metro. В целом в Великобритании доля флексографской газетной печати в общем объеме газетного производства составляет по расходу бумаги 10%. В Великобритании же находится крупнейшая в мире рулонная ротационная машина офсетной печати KBA Flexo-Courier, насчитывающая в общей сложности 64 рулонных зарядных устройства, 320 печатных и восемь фальцевальных аппаратов. Максимальная ширина запечатываемого полотна — 1680 мм. Скорость печатания превышает 35 тыс. об./ч.

Помимо концерна KBA оборудование для флексографской печати газет производит итальянская машиностроительная компания Cerutti. Возможно, этим обстоятельством объясняется довольно высокий удельный вес итальянских газет, печатающихся по флексографской технологии, — 20%. Рулонные ротационные машины флексографской печати, выпускаемые фирмой в настоящее время, позволяют печатать на бумажном полотне шириной до 2000 мм, в четыре краски, с максимальной скоростью 14 м/с. Машины могут комплектоваться инфракрасными сушильными устройствами.

В США флексографская печать используется для выпуска газет на 40 предприятиях (для справки: в 1995 году в стране в целом насчитывалось свыше 52 тыс. типографий). В целом же доля этой технологии в мировом газетном производстве в 2004 году составила около 4%. Судя по тому, что более свежей информации по этому вопросу нет, триумфальное шествие флексографии по газетной территории несколько задерживается. Не исключено, что причиной тому служат проблемы с линиатурой растра и экологией. Тем не менее в 2007 году московской типографией им. И. И. Скворцова-Степанова издательства «Известия» было анонсировано приобретение флексографской ротационной машины фирмы Cerutti для печатания еженедельных газет в формате А3. О практической реализации этого намерения информация отсутствует. [3]

Флексография является единственным способом печати, которым могут запечатываться очень тонкая, гибкая и жёсткая фольга, почти все виды бумаги, толстый картон, упаковочные материалы с шероховатой поверхностью и ткани.

Достигаемое качество флексографской печати ниже, чем в офсетной печати. Максимальное разрешение флексографии соответствует области низколиниатурных структур (линиатура 48 лин/см, в то время как в офсетной печати обычно используют линиатуры от 60 до 120 лин/см). Современные печатные формы, в основном изготовленные способом «Компьютер–печатная форма», улучшают качество печати. Становится возможной печать с линиатурой 60 лин/см (также до 120 лин/см). Новые печатные формы в совокупности с соответствующими печатными красками и развитием машинной техники, в особенности в части нанесения красок (красочный аппарат), существенно улучшают качество флексографской печати. [4]

Процессы

Эластичность форм флексографской печати в сочетании с красками низкой вязкости позволяет печатать на невпитывающих и шероховатых поверхностях, что является типичным в производстве упаковки. Более того, флексографская печать особенно пригодна для запечатывания гибких материалов (например, пленки).

Печатный процесс требует небольшого давления, при этом обеспечивается надежная передачакрасок с печатной формы на запечатываемый материал. Давление должно быть равномерно распределено по всем печатным элементам как в зоне контакта, так и по всей длине печати. Отклонения размеров цилиндра и радиальное биение устраняются за счет первоначального небольшого избыточного натиска. Предпосылкой для равномерного распределения давления по всему запечатанному изображению является постоянное давление печати при его незначительных колебаниях. Мягкие эластичные печатные формы позволяют получить хороший результат при незначительном натиске, причём можно, например, печатать на гофрокартоне без разрушения его структуры.

Следует обратить внимание на то, что слишком сильная деформация гибкой печатной формы приводит к значительному растискиванию растровых точек. В особенности это заметно на светлых участках, где находятся маленькие, тонкие и поэтому легко деформируемые печатные элементы. Так как при этом речь может идти в основном о случайных ошибках, то корректура градаций на стадии допечатных процессов практически невозможна. Износ печатной формы, который увеличивается с числом отпечатанных оттисков, также приводит к увеличению размеров растровых точек, т.е. растискиванию.

Печатные формы

Печатные формы, также называемые «клише», изготавливаются из резины или фотополимеризующихся материалов. Их твёрдость и толщина должны соответствовать используемому в данный момент запечатываемому материалу и сюжету.

Клише имеют либо плоскую форму и закрепляются на формном цилиндре с помощью клея или двусторонней липкой ленты, либо уже изготовлены в цилиндрической форме (например, по гильзовой технологии«Компьютер – печатная гильза»).

Резиновые клише

Они изготавливаются путем матрицирования (тиснением отливных форм) с использованием сырой резины с последующей ее вулканизацией. Равномерность по толщине обеспечивается шлифовкой оборотной стороны клише.

Резиновые, а точнее эластомерные, клише обладают лучшим качеством, если нанести на всю их поверхность эластомер и вслед за этим лазерным гравированием получить на ней печатный рельеф. Печатающие элементы (в отличие от фотохимического способа) имеют боковые грани, скошенные к основанию, в то время как верхняя поверхность имеет прямые вертикальные боковые грани. Это существенно повышает устойчивость клише к износу во время печати тиража и уменьшает связанное с этим растискивание растровых точек (рис. 8).

Рис. 8. Сравнение рельефов печатной формы, созданной химико-фото-графическим способом из фотополимеризующейся композиции, и резиновой печатной формы, изготовленной способом лазерного гравирования.

Гравированные лазером клише ещё мало распространены, их линиатура растра составляет 40 лин/см, что существенно ниже, чем у фотополимерных печатных форм (где она составляет приблизительно 60 лин/см).

Фотополимерные печатные формы

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

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

Однослойные пластины состоят из рельефного слоя (не «сшитого» фотополимера), покрытого защитной фольгой. Разделительный слой обеспечивает лёгкое отделение защитной фольги. Лавсановая основа на оборотной стороне пластины служит для ее стабилизации. На рис. 9а представлено строение однослойной печатной формы.

Рис. 9. Структура различных формных материалов, применяемых для изготовления печатных форм флексографской печати:

а - однослойная формная пластина (BASF);

б - многослойная формная пластина (BASF);

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

Примечание. Твердость 75 ед. по шкале А существенно мягче, чем 75 ед. по шкале Д для печатных форм высокой печати.

При обработке однослойных формных материалов сначала равномерно засвечивается оборотная сторона без копировального оригинала. Засветка оборотной стороны обеспечивает равномерное по всей площади «сшивание» фотополимеризующегося слоя и ограничивает глубину вымывания. Кроме того, она повышает светочувствительность слоя, обеспечивает стабильную структуру боковых граней и возможность образования промежуточного рельефа в тонких структурах, например, на растровых площадях (рис. 10).

Основное экспонирование производится под вакуумом после отделения защитной пленки с лицевой стороны пластины и размещения на лицевой поверхности пластины негатива (копируемого оригинала).

Рельеф образуется путём фотополимеризации. Продолжительность и интенсивность основной экспозиции влияют на образование точек, углов боковых граней и глубину рельефа в тонких структурах (например, растрированные участки на рис. 10).

Рис. 10. Влияние продолжительности экспонирования:

а - образование основания растровых точек (например, для линейной структуры) при УФ-излучении;

б - углы боковых граней и глубина пробельных элементов (растрированных элементов изображения), рельеф флексографской цифровой печатной формы, толщиной около 0,6–0,7мм с минимальной глубиной пробельных элементов 70 мкм.

Рис. 11. Передача изображения при флексографской печати:

а - нарушение передачи, деформация печатной формы, однослойная печатная форма

б - правильная передача печатного изображения при использовании печатной формы со сжимаемой подложкой, многослойная печатная форма.

После основного экспонирования производится вымывание. Посредством растворителя неполимеризированные (незасвеченные) участки печатной формы вымываются. При этом используется механическая обработка щеткой. После вымывания печатная форма должна быть основательно высушена для того, чтобы проникший в рельефный слой растворитель полностью испарился. Далее следует равномерная засветка пластины по всей площади без фотоформы, чтобы все области рельефа были полностью полимеризованы. Флексографская печатная форма в этом состоянии имеет клейкую верхнюю поверхность, к которой прилипают пыль и грязь. При засветке УФ-лучами или при погружении в раствор брома клеящая способность теряется. Клише для флексографской печати полностью готово.

Однослойные печатные формы изготавливаются толщиной от 0,76 мм (например, для печати на пакетах, плёнках, тонком картоне) до 6,35 мм (например, для печати на гофрокартоне, мешках из бумаги или пластика). При работе на пластинах толщиной до 3,2 мм могут использоваться линиатуры до 60 лин/см. Возможный диапазон градаций составляет при этом от 2 до 95%. Более толстые печатные формы (от 4 до 5 мм) используются с линиатурами до 24 лин/см, они обеспечивают градационный диапазон от 3 до 90%.

Многослойные пластины, предназначенные для качественной растровой печати, имеют строение, показанное на рис. 3б. Они комбинируют в своей структуре принцип относительно твёрдых тонкослойных пластин со сжимаемой основой. Подложка сама образует сжимаемую основу для рельефного слоя и принимает на себя деформацию при печати. При этом сохраняется печатный рельеф (рис. 11).

Стабилизирующий слой обеспечивает почти полное отсутствие продольной деформации вследствие изгиб плоской печатной формы при монтаже на формный цилиндр. Достигаемый эффект повышения качества печати имеет место в том случае, когда тонкие однослойные печатные формы со сжимаемым пористым слоем приклеиваются на формный цилиндр.

Структура формной пластины для системы «Компьютер – печатная форма» схематично представлена на рис. 9в (например, цифровые флексографские формные пластины фирмы BASF).

При удалении защитной фольги освобождается «чёрный» слой, на который, например, с помощью луча лазера (с длиной волны 1064 нм) можно осуществлять запись путем разрушения слоя (абляции). Лазерный луч разрушает чёрный абсорбирующий энергию слой. При этом на формной пластине осуществляется запись точка за точкой. Чёрный слой выполняет задачу копируемого оригинала (негатива). После завершения записи пластина засвечивается по всей ее площади (предварительная и основная экспозиции) и дальше обрабатывается так же, как однослойная формная пластина для получения рельефа (здесь нет никакого «лазерного гравирования», как пояснялось в случае изготовления резиновых клише).

Монтаж печатных форм

Плоские клише фиксируются на формном цилиндре двусторонней липкой лентой. Увеличение размеров печатающих элементов, обнаруживаемое в направлении печати, следует компенсировать на допечатной стадии методом продольного сжатия.

Технология получения бесконечной формы (гильзы)

Принцип этой технологии состоит в том, что на тонкостенную металлическую оболочку – гильзу – нанесен формный материал. Внутренний диаметр гильзы выбран таким образом, что при подаче сжатого воздуха гильза может быть надета на формный цилиндр.

После прекращения подачи сжатого воздуха гильза закрепляется на формном цилиндре. Вся поверхность этой гильзы перед ее насадкой на формный цилиндр покрывается формным материалом.

Далее поверхность формного материала экспонируется лазерным лучом (рис. 12). При этом отсутствуют продольное растяжение и неравномерности, связанные с наклеиванием клише при стандартном монтаже.

Рис. 12. Лазерная запись на формный цилиндр-гильзу.

Печатные аппараты

Печатные аппараты состоят, как представлено на рис. 2, из красочного аппарата, формного цилиндра и печатного цилиндра.

В настоящее время применяется два различных типа красочных аппаратов:

· система с дозировкой краски через зону контакта (рис. 13) между растрированным валиком и дукторным цилиндром;

Рис. 13. Красочный аппарат флексографской печати с подачей краски через систему валиков.

· красочный ракельный аппарат с растрированным валиком и с камерным ракелем (рис. 14).

Рис. 14. Красочный аппарат флексографской печати с подачей краски посредством камерного ракеля.

Красочный аппарат с дукторным цилиндром (трехваликовый красочный аппарат) является исходной, простой, приемлемой по цене системой, которая, однако, сегодня редко применяется на новых машинах.

Дозировка краски с точки зрения ее подачи имеет ограничения. Если подаётся слишком много краски, то при больших тиражах промежутки между растровыми точками на печатных формах залипают и печатное изображение смазывается. При незначительной подаче краски не обеспечивается полный ее перенос на формную пластину и на печатном изображении возникают непропечатанные места. Такая система дозирования красок, однако, находит частое применение совместно с лакировальными устройствами в офсетной печати при сплошном и выборочном лакировании.

При возрастании требований к качеству печати становится необходимым улучшение красочных систем. На современных флексографских печатных машинах устанавливаются красочные аппараты с растрированными валиками и закрытой камерной ракельной системой.

Рис. 15. Профиль растрированного валика:

а - геометрия ячеек;

б - микрофотография поверхности керамического валика, 300 ячеек/см (поверхность скоса).

Растрированные валики являются ключевым элементом красочного аппарата. Геометрические параметры ячейки (углубления и распределение ячеек) определяют в значительной степени объём (см³/м²) захвата краски растрированным валиком (рис. 15).

В зависимости от требования к толщине красочного слоя следует использовать валики с различными объёмами захвата краски. Ракельное устройство обеспечивает заполнение углублений краской, т.е. заданный объем ее переноса на клише.

Объем захвата краски ячейками валика и извлечение ее из углублений, реологические свойства красок, а также рабочие характеристики процесса и согласование поверхностных свойств печатной формыи запечатываемого материала влияют на качествопечати (равномерность, толщина красочного слоя,муарообразование и т. д).

Сегодня широко распространены валики с хромированной или керамической поверхностью (данные табл. 1). Рабочие значения линиатуры растров составляют от 150 до 300 лин/см при объеме ячеек 10 см³/м². Для выбора растрированных валиков имеют значение следующие практические правила:

· при толщине наносимого красочного слоя 2 мкм на запечатываемый материал (что соответствует величине 2 см³/м²) объём ячеек растрированного валика должен аккумулировать 4 см³/м² (во флексографии, как и в офсетной печати, в первом приближении переносится на запечатываемый материал половина краски);

· линиатура растра на валике в отличие от растрового клише должна в среднем быть в 5,5 раз больше (при растре 48 лин/см на форме линиатура растрированного валика в среднем – 260 лин/см);

· клише с низкими линиатурами должны заменяться клише с более высокой линиатурой. Если линиатура растрированного валика незначительно отличается от линиатуры печатной формы, то возможна непропечатка элементов и образование муара;

· угол гравирования в 60^о при шестиугольной форме растровой ячейки предпочтителен во многих случаях (но это не обязательное требование).

Характеристики хромированных и керамических валиков представлены в

табл. 1.

Таблица 1. Свойства и способы изготовления хромированных и керамических растрированных валиков.

Концепции построения машин для многокрасочной печати

Для флексографской печати изготавливаются преимущественно рулонные машины по следующим схемам построения:

· планетарная система (рис. 16а);

· секционная система горизонтального построения (рис. 16б),

· секционная система вертикального построения (рис. 16в).

Машины планетарного построения имеют по сравнению с секционными машинами преимущества в точности продольной приводки, что обусловлено большим углом охвата запечатываемого материала (особенно при печати на гибких синтетических материалах). Машины секционного построения очень распространены и обладают гибкостью относительно количества устанавливаемых печатных секций, а также применения способов печати (комбинации различных способов). Планетарная система, напротив, накладывает ограничения на количество печатных секций и возможности использования различных способов печати.

Рис. 16. Концепции построения машин для многокрасочной флексографской печати:

а - система планетарного построения;

б - секционное построение;

в - вертикальное секционное построение.

Применение флексографского способа в листовой печативозможно обычно с использованием его влакировальных устройствах листовой офсетной машины.

Для специализированного применения (например, высококачественная печать металлизированными красками на упаковочном материале, запечатывание синтетических материалов) используются многокрасочные листовые флексографские машины. (рис д. б.)

Планетарные машины.

Они были разработаны первоначально для того, чтобы можно было выполнять печать с точным совмещением красок на эластичном материале (рис. 17).

Рис. 17. Планетарная машина.

Запечатываемый материал лежит во время печатного процесса на печатном цилиндре и обеспечивает, таким образом, высокие возможности стабильности положения. От 4 до 10 красочных аппаратов могут располагаться вокруг центрального печатного цилиндра (диаметром от 2 м и шириной от 300 до 3000 мм). Для того чтобы достичь необходимости равномерности давления печати, печатный цилиндр должен быть изготовлен с высокой точностью с минимальным биением по окружности цилиндра в пределах 5 мкм. Он должен быть оборудован системой термостатирования с отклонениями ±1^оС (разница в 1^оС у стального цилиндра диаметром от 1,80 м дает изменение радиуса около 10 мкм).

Печатные аппараты обслуживаются двигателями с винтовой регулировкой или вручную. Современные машины работают с использованием цифрового NC- управления (NC - Numerical Control), которое, учитывая такие параметры заказа, как толщина клише, длина и свойства запечатываемого материала, устанавливает печатные аппараты относительно печатного цилиндра с допуском в 1мкм, что обеспечивает высокую точность совмещения красок. Стандартные печатные машины имеют ширину печати от 1300 мм, длину печати до 1000 мм при производственной скорости до 6,7 м/с.

Машины секционного построения.

У таких машин одинаковые печатные аппараты расположены один за другим в ряд (рис. 18).

Рис.18. Машины секционного построения.

Рулон с материалом обычно проходит через печатные аппараты таким образом, чтобы в соответствующем сушильном устройстве размещались механизмы натяжения полотна и проводки. Расположение аппаратов в ряд использовалось первоначально в узкорулонных машинах (ширина полотна около 500 мм) для печати этикеток. Между тем тенденция на рынке направлена в сторону увеличения ширины полотна вплоть до 1500 мм. Производственные скорости составляют до 4 м/с. Индивидуальные приводы отдельных печатных секций обеспечивают многосекционное построение агрегатов и высокую точность совмещения красок в сочетании с высококачественным контролем движения полотна.

Флексографские печатные аппараты могут и комбинироваться, например, с печатными аппаратами для офсетной и глубокой печати, образуя гибридные печатные системы.

Секционные машины вертикального построения.

Из-за плохого совмещения они используются только для печати простых печатных изделий (продольное несовмещение составляет приблизительно ± 0,2 мм), например, для изготовления сумок (рис. 19).

Рис. 19. Секционные машины вертикального построения.

Преимущество такого построения в отличие от планетарного заключается в том, что в подобранных машинах могут запечатываться две стороны.

Примеры построения машин

На рис. показана восьмикрасочная флексографская машина планетарного типа (рис. 20) с самой современной техникойуправления и автоматической рулонной зарядкой. Сушильное устройство расположено в надстройке междурулонной установкой и печатными аппаратами.

Рис. 20. Восьмикрасочная флексографская машина планетарного типа.

Основные узлы машины со сменными формными цилиндрами и с транспортными устройствамина основе робототехники представлены на рис. 21. Замена 8 цилиндров продолжается примерно 12 мин.

Рис. 21. Смена формного цилиндра с автоматической его приёмкой на флексографской машине планетарного построения.

На рис. 22 показан процесс замены гильзы формного цилиндра.

Рис. 22. Замена гильзы формного цилиндра в флексографском печатном аппарате.

Операция по смене гильзы и растрированного валика представлена на рис. 23.

Рис. 23. Замена формного цилиндра и гильзы растрированного валика в печатной секции флексографской печати.

В модели, представленной на рис. 24, изображено обобщенное построение флексографских планетарных машин, развившееся в последние годы: отдельные приводы для красочных или печатных устройств, а также модули автоматизации, связанные единой сетью управления таким образом, что любые нарушения можно выявлять при помощи модема посредством дистанционной диагностики. Установка красочных аппаратов управляется посредством компьютеров, как и автоматическая смена рулона в безостановочном режиме на максимальной производственной скорости.

Рис. 24. Флексографская печатная машина планетарного построения с 8 печатными аппаратами их с высокой степенью автоматизации.

Флексографская печатная машина секционного построения для изготовления складных коробок (построенная по схеме на рис. 16б) с интегрированной высечкой показана на рис. 25.

Рис. 25. Секционная флексографская печатная машина с интегрированным высекальным устройством для производства картонных коробок (печать на рулонном материале, вывод высеченного листа), производственная скорость 3,5 м/с.

На ней может обрабатываться картон плотностью от 200 до 500 г/м² с максимальным диаметром роля примерно от 2 м и максимальной шириной от 820 мм.

На рис. 26 показана узкорулонная этикеточная печатная машина с интегрированной ротационной высечкой. На ней можно печатать           УФ-красками многокрасочные этикетки. Для этого после каждого красочного аппарата встроено УФ-сушильное устройство.

Рис. 26. Этикеточная флексографская печатная машина с УФ-сушкой и ротационной высечкой, скорость 2,5 м/с (Arsoma EM 510, Heidelberg/Gallus).

Разнообразие применения флексографской печати становится понятным из рис. 27, на котором изображена многокрасочная флексографская газетная печатная машина со 144 печатными аппаратами.

Рис. 27. Газетная флексографская печатная машина для многокрасочной печати с 144 печатными аппаратам.

Печать выполняется красками на водной основе.

На рис. 28. показана двухкрасочная листовая флексографская печатная машина.

Рис. 28. Листовая машина флексографской печати:

а - двухкрасочная машина форматом 70х100 см (28’’х40’’) производительностью до 12 000 отт/ч;

б - цилиндр с печатными формами и растрированным валиком (FlexGold, Aurelia).