Флексографическая машина как работает
Флексопечатная машина
Виды флексопечатных машин:
Секционные – печатающая головка разделена на секции с отдельными цилиндрами для каждого цвета. Головки цилиндров располагаются в горизонтальном положении. Для отслеживания и равномерного нанесения слоя краски есть замерительные приборы. Подходит для крупногабаритной печати на объект шириной 2,5 метров.
Планетарные – цилиндры этой машины расположены вокруг печатающей головки и при нанесении изображения вращаются вокруг основного элемента. Совмещение цветов при таком способе становится более четким. Всего в печатном модуле 8 цилиндров с цветом. Дополнительно планетарная машина может оборудоваться трафаретными и офсетными модулями печати. После выхода изделия ламинируются лаком.
Ярусные – расположение цилиндров вертикальное. Измерительные приборы контролируют натяжение печатного материала для получения правильной цветопередачи. Требует наименее подверженного растяжению материала. Такой тип машин стал использоваться для всевозможной печати первым.
Флексографические машины беспроводные, имеют возможность применять рукавные формные системы и производить складные коробки в линию.
Разделяют также машины узкорулонные с шириной рулона до 600 мм и широкорулонные с шириной от 600 мм. Последние модели флексографических машин планетарные или ярусные. Они высокоскоростные и рассчитаны на печать большого тиража. Узкорулонные флексографические машины получили большее распространение из-за их бюджетности. Секционный тип построения машин выполняет любую конфигурацию по нуждам заказчика.
Машины удобны в размещении и дополняются постпечатными функциями, такими как создание высечек, удаление облоя с самоклеящегося материала, функция горячего теснения и ультрафиолетового лакирования, ламинирование продукта, резка, трафаретная печать и другое. На выходе получается полностью готовое изделие.
Сфера применения:
Отличия флексографии от офсета:
Флексографическая печать от офсетной отличается лишь стоимостью и скоростью. Флексография идеально подходит для большого тиража, так как лояльна к большинству видов материала. Кроме того, флексография позволяет создать оригинальные эффекты, актуальные для подлинной продукции. Чтобы достичь такого эффекта в офсетной печати, придется приобретать дополнительное оборудование.
Для нанесения пигмента на изделие используются гибкие формы – клише. Для их изготовления используются различные фотополимеры. Также в качестве таких оттисков применяются резиновые матрицы, сделанные при помощи ультрафиолетового свечения и обработанные химическими растворами. Главными преимуществами клише являются толщина и жесткость.
Для печати во флексографии, в отличие от офсета, берут жидкие краски. Офсетная печать пользуется устаревшей системой раскатных валиков. Применение жидких красок значительно ускоряет процесс и делает его значительно дешевле за счет того, что нет необходимости зонировать краску по поверхности, как в офсетной печати.
Виды красителей:
Для яркости и прочности печати используется краска специального состава: на водной основе, спиртовой и ультрафиолетовые.
Свойства используемого материала:
В качестве материала для печати используется бумага, картон, гофрированный картон, пленка, целлофановые пакеты, алюминиевая фольга, материал для этикеток.
Все материалы для флексографии делятся на два типа: самоклеящиеся и несамоклеящиеся. К самоклеящимся относятся бумага и пленки.
Бумага
Пленки
Несамоклеящаяся бумага подбирается под тип оборудования. Имеют разную толщину и плотность. Термокартон аналогично термобумаге делится на Eco и Top и обладает теми же свойствами.
При печати на гибкую форму равномерным слоем наносится краска, затем клише прижимается к материалу и изображение переходит на него.
Флексопечать: технология и преимущества
Технология флексопечати считается простой, малозатратной, не требующей длительной подготовки. По популярности она занимает третье место после офсета и цифры.
Процесс выглядит следующим образом: печатная форма располагается над рабочей поверхностью. Функции штампа выполняет эластичная резиновая пластина. Узор наносят методом химической гравировки. Клише с изображением фиксируют на валу, на пластину наносят специальную краску. Завершающий этап — отпечаток узора на рабочей поверхности.
Методом флексопечати изготавливают упаковку для продуктов и товаров непродовольственной группы
Когда появилась флексография?
Информации о том, кто и в какой момент изобрел флексопечать, нет. Упоминания о подобной технологии встречаются в ХIХ веке. Принято считать, что у истоков создания флексопечати стоит Карл Хольвего, уроженец Германии. На первых порах технология использовалась при оформлении упаковки, украшения бумажных пакетов. Тогда клише было деревянным.
Позже появились фотополимерные клише и печатать стали анилиновой краской. Сферы использования флексопечати расширились — от упаковки перешли к конвертам для винила, коробкам для кондитерских изделий, сигарет.
Первый флексографический принтер
Дальнейшие изменения затрагивали преимущественно формные процессы. После Второй мировой войны флексопечать стала востребована в издательском деле, рекламной сфере. Все чаще технологию использовали при печати книг. Изделия получались качественными при низкой себестоимости.
Оборудование
Для флексографической печати применяют ротационные машины трех типов:
Для флексографической печати привлекают кастомизированные установки с секциями для трафаретов, тиснения, офсета или ламинирования.
Дополнительные модули
Оборудование для флексопечати совмещает различные технологии и модули:
Печать на клеевом слое позволяет получить самоклеящиеся этикетки
Формы для печати
Машины для флексографии работают с клише из резины, фотополимеров. Последние презентовала рынку компания DuPont. Их изготовление — многоэтапный процесс. На первом этапе на заготовку наносят изображением методом ультрафиолетового излучения. После этого засвеченные участки полимеризуют. Остатки состава убирают специальным раствором. Формы нужны не только для перевода краски на оттиск. Они выполняют роль декеля.
Классифицируют формы по жесткости, толщине, чувствительности к растворителям, краске.
Твердые формы больше подходят для переноса изображений на гладкие поверхности, чем для печати текста и штриховки.
Материалы
Флексопечать возможна на бумаге/картоне. Показатели по толщине или весу носителя могут варьироваться. Если поверхность глянцевая (к примеру, мелованная бумага), используют УФ-краски или краски на спиртовой основе. Технология имеет один недостаток — невысокая устойчивость к истиранию изображения на бумаге с высокой пористостью.
Другая особенность: если приходится работать с бумагой плотностью около 40 г/м², нужно использовать водорастворимые/модифицированные краски, чтобы избежать протекания чернил сквозь поры.
Флексопечать возможна даже на бумажных стаканчиках
Еще один рабочий материал — синтетическая пленка разной плотности. На ней печатают только после предварительного теста. Используются рукавный материал, краски на полиамиде и односторонняя технология нанесения. В противном случае высока вероятность слипания пленки.
Печатать также можно на алюминиевой фольге толщиной 5—150 мкм. Подходят практически любые краски, чаще всего используются спиртовые.
Обратите внимание: на фольге может быть специальная смазка. Она снижает адгезию с материалом.
Флексопечать используют для нанесения надписей и изображений на коробки из гофрокартона (информация о содержимом тары). Рекомендуется выбирать материал по параметру мягкости — в среднем 30 единиц по Шору.
Процесс включает печать, резку, формирование заготовки, проклеивание, сгибание. Оптимальной для флексографии считается краска на водной основе. С ее помощью создают матовое быстросохнущее изображение. Принт устойчив к трению.
Флексография и офсет: сравнение
Как и офсет, флексографию используют при печати больших тиражей. Эта технология оптимальна в случаях, когда необходимо добиться визуальных эффектов — тиснения, высечки, металлизации полиграфии. Офсетным методом сделать это сложнее и затратнее — потребуется дополнительное оборудование.
Полноцветная печать возможна и при офсете, и при флексографии
При флексографии используются жидкие краски, максимально близкие к воде, а расход чернил регулируется специальными формами. Офсет подразумевает использование сложной и устаревшей системы раскатных валиков. Расход краски не оптимизирован.
При офсете используются краски, которые не подходят для печати на материалах, контактирующих с пищевыми продуктами.
Общее у этих технологий то, что они обе не подходят для оперативной печати. Быстрая отпечатка небольшого тиража выполняется на цифровом оборудовании.
Преимущества флексопечати
К достоинствам технологии относят:
В ролике показано, как выполняется флексопечать на полиэтиленовой пленке:
Флексографическая печатная машина
В статье рассмотрим? что такое флексографическая печатная машина, принцип работы, виды, преимущества и особенности такого оборудования.
Принцип работы флексографской печатной машины
Флексография — это технология, при которой печатные формы изготовлены из гибкого материала, что позволяет печатать на различных материалах, в том числе с неровной поверхностью.
Флексограф ическим способом можно наносить изображения на:
Принцип работы флексограф ической печатной машины следующий. На формный цилиндр закрепляется гибкая форма на которой печатные элементы выступают над пробельными.
Далее, на печатные элементы формы накатывается жидкая краска, а на пробельные она не попадает, поскольку они расположены ниже по высоте (несколько миллиметров). Такая технология дает возможность отказаться от использования увлажняющего раствора, что упрощает печатный процесс и делает результаты более стабильными.
После этого в печатную секцию попадает материал для запечатывания. Формный цилиндр из закрепленной формой прижимается к материалу, и изображение с формы переходит на материал.
Так получаем однокрасочное изображение.
Если нужно цветное, то следует изготовить 4 формы, на которые будут накатываться желтая, синяя, пурпурная и черная краски. Их можно наносить за каждый процесс поочередно, или напечатать сразу, за один прогон. Но для этого нужна флексографическая печатная машина с четырьмя печатными секциями.
В отличие от офсетной печати, в нашем случае используется менее вязкая типографская краска, что позволило отказаться от большого количества раскатывающих валиков и цилиндров. Во флексографической печатной машине всего несколько цилиндров (около трех).
Система подачи краски проста: резиновый валик купается в красочном корыте. Этот валик подает краску на керамический цилиндр с углублениями (анилоксовый), а из него специальная пластина собирает остатки краски. Тогда уже анилоксовый валик контактирует с формой, и наносит на нее краску.
Мы упрощенно описали печатный процесс, хотя на самом деле, флексографическая печатная машин — сложное и современное устройство, которое предназначено с точностью до десятых миллиметра подавать бумагу и равномерно накатывать краску.
Краска в таких видах машин может использоваться УФ, спиртовая и водная. Первый вариант немного дороже, но такие чернила имеют более стабильную вязкость, что делает процесс печати более прогнозируемым.
Кроме этого, УФ краски быстрее высыхают и имеют лучшую адгезию к запечатываемых материалов.
Виды флексографических печатных машин
Машины для флексографической печати бывают разнообразных форматов: узко-и широкоформатные. В некоторых случаях не нужно тратиться на дорогое широкоформатное оборудование, а можно обойтись менее дешевым с узким форматом печати. Например, этот вариант стоит рассмотреть, если вы собираетесь печатать этикетку.
Как правило, рулонные печатные машины флексографской печати обеспечивают большую скорость печати но немного менее точное совмещение красок.
Преимущества флексографских печатных машин
Преимущества флексографских печатных машин по сравнению, с например, офсетными в том, что печатнику не нужно тратить лишнее время на приправку (выравнивание давления в зоне печати). Кроме этого, технология дает возможность печатать с большей скоростью, а печатные формы отличаются хорошей тиражестойкостью.
Также, вы можете печатать на гибких материалах из неровной поверхностью.
Недостатком флексографской печати является то, что он не подходит для мелких тиражей, а выгодный от тиражей в 1000 штук и более. На больших тиражах, это один из самых экономичных видов печати.
Также, к недостаткам можно отнести более низкое, по сравнению с офсетной печатью качество печати, меньшее разрешение формы.
Вывод, флексографические печатные машины могут печатать на многих материалах и их используют для изготовления разнообразной полиграфической продукции. Но основное предназначение — упаковка. Кроме этого, водорастворимые краски, которыми может печатать флексографическая машина лучше всего подходят для упаковки пищевых продуктов.
Что такое флексопечать
Флексопечать – это способ нанесения красящих составов малой вязкости с помощью эластичных печатных форм на различные виды материалов.
Флексографическая технология, внедренная в промышленность почти сто лет назад, используется для оформления упаковочных материалов, этикеток, полимерных пакетов.
Что такое флексопечать
Нанесение печатного рисунка методом флексографии — разновидность прямой высокой печати, при которой пробельные элементы на красящей форме не прикасаются к основе.
Метод обрел популярность так как позволяет выполнять печать на пленке из полиэтилена, обоях, гофрокартоне, бумаге, синтетических материалах с пластическими свойствами.
Процесс состоит из нескольких этапов, включающих:
Работа выполняется на специальном оборудовании, которое может быть:
Суть печатания принципиально не отличается, за исключением деталей исполнения технологии.
Понять значение термина «флексография», узнать — что это такое, кому и зачем нужно, просто. Следует посмотреть на пакеты, баннеры, наклейки, этикетки и рекламные вывески. Эта продукция имеет яркие рисунки, нанесенные гибкими флексоформами.
Этапы флексопечати
Нанесение изображения на основу проводится на современном оборудовании, работу которого обеспечивают компьютерные программы и устройства автоматического регулирования.
Дизайн
Первым этапом является подготовка макета будущего изображения с которого будет изготавливаться форма. На этом шаге важно продумать дизайн и оформление, внимательно проверить текст и размеры. Это поможет не допустить ошибки и сэкономить время и деньги.
Флексографическому нанесению подлежат рисунки с растровыми ограничениями. Линиатура не должна превышать 150 lpi. Диапазон позволяет выполнять печать сложных объектов при правильной графической обработке с помощью специальных компьютерных программ. Тщательно сделанная редактура позволяет сделать шаблон, полностью идентичный обработанному цифровому варианту.
Изготовление форм
Изготовление матрицы основано на фотополимеризации мономеров, для осуществления которой проводят прямое и обратное экспонирование. Основное облучение УФ лучами выполняют через негатив с наружной стороны формы. Защитную пленку с реакционной массы удаляют накануне перед освещением ультрафиолетом.
Обратное экспонирование формирует основание матрицы, ограничивает глубину рельефных участков.
Важно! По окончании полимеризации клише отмывают от избытка мономера, остатков раствора. Только после очистки форму можно сушить и проводить финишинг.
Смысл заключительной стадии заключается в том, что с полимеризованной основы удаляют липкий слой. Сейчас для финишинга проводят облучение УФ строго определенного диапазона длин волн, химические реагенты из-за вредного влияния на организм человека не применяют. К флексоформам для пакетов предъявляются повышенные требования к степени экологической безопасности в связи с повсеместным использованием населением в каждодневной практике.
Печать
Флексографию делают на ротационных машинах трех типов, в каждом из которых присутствует вращающаяся рабочая часть.
Какие краски применяются для флексопечати
Красящие составы обязательно содержат пигмент и растворитель. Жидкую фазу составляет вода, органические растворители. Скорость испарения летучих органических жидкостей выше, чем у воды. Достоинство омрачается повышенной вредностью паров.
УФ-краски для флексопечати
Средства, застывающие под действием УФ лучей, не содержат растворителей, состоят из пигментов, добавок, связующих веществ. Композит имеет высокую адгезию к материалам полимерного и целлюлозного состава, обеспечивают высокоточную линиатуру растровых изображений. Краски в полной мере сохраняют рисунок дизайнерского проекта, легко фиксируются на носителях.
Флексографические составы для крашения, полимеризующиеся под действием УФ-лучей, имеют в основе акриловые или эпкосидные вещества. Специфические особенности акрилатов позволяют применять их для материалов с хорошей поглощающей способностью. Полиакрилаты имеют легкий своеобразный запах. Эпоксидные композиты характеризуются отсутствием запаха, прочным закреплением на носителе.
Уф-краски применяются для нанесения рисунков на упаковки с пищевыми продуктами.
Флексографические краски на спиртовой основе
Средства на основе чистого изпропилового спирта или водно-спиртовой смеси помимо пигментов содержат синтетические добавки, увеличивающие адгезию пигментных частиц.
Летучие спиртовые растворы используют для нанесения рисунка на пленки — полиэтилен, БОПП, тканный полипропиленовый материал, этикетки для напитков. Спиртовые краски применяются для печати на фольге и пергаментной бумаге.
Краски на водной основе
Такие краски наиболее экологически чистые. Растворитель здесь — вода или смесь воды и спирта. Средства на водной основе применяют для материалов, не содержащих синтетических волокон. Текучий раствор наносят на печатные участи, пигмент фиксируют на субстрате прижиманием, после чего вода испаряется, рисунок закрепляется на основе.
Краски на водной основе предназначены для запечатывания бумаги и картона.
Флексография позволяет улучшить эстетические качества, нанести информационную, рекламную информацию на изделия из бумаги, обычного и гофрированного картона, синтетических пленок из полипропилена или термоусадочного сырья, фольги из алюминиевых сплавов, многослойных материалов. Для выполнения печати нужно специальное оборудование, приспособления и качественные красящие средства, состав которых определяется спецификой изделий, подлежащих окрашиванию.
Печатный и отделочные процессы в флексографии. Часть 1
В статье «научно-популярно» описывается печатный и послепечатный (отделочный) процесс флексографского способа печати, т. е. создания конечного продукта потребления (упаковки-этикетки).
Печатные машины
В флексографии для печати на большинстве запечатываемых материалов применяются рулонные машины, работающие по принципу «с роля на роль». Только для печати на гофрокартоне и «тяжелых» мешках применяют листовые машины. Рулонные печатные машины по расположению печатных секций делятся на три типа: планетарного, линейного секционного и ярусного (стекового) построений.
В машинах планетарного построения вокруг одного печатного цилиндра располагаются несколько печатных секций. Как правило, на данных машинах запечатывают тянущиеся пленочные материалы (в т.ч. полиэтилен) большой ширины (до 1 метра и выше), при этом достигается точная приводка красок.
Прежде всего, планетарные машины представлены в широкорулонном (свыше 600 мм) вариантах, их производят такие компании, как Uteco, Comexi, Bobst, Soma, Windmoeller & Hoelscher и т.д. См. рис. 1.
На машинах линейного секционного построения (рис. 2) каждая печатная секция имеет «свой» печатный цилиндр. Секции располагаются друг за другом по горизонтали. На таких машинах целесообразно изготавливать узкорулонную (с шириной рулона до 60 см) этикеточную продукцию на бумажных, пленочных (за исключением полиэтилена), самоклеящихся материалах, а также на фольге. Возможно дополнять машину (в одну линию) различными послепечатными секциями – высечкой, лакированием, припрессовкой пленки (ламинирование) и т.д. Число печатных секций не ограничено. При использовании УФ-сушки, охлаждения сушильных устройств, а также отдельных приводов печатных секций, на современных секционных машинах возможна печать различной гибкой упаковки (особенно это актуально при небольших тиражах) и даже термоусадочных ПВХ-пленках (на основе поливинилхлорида, которые при упаковывании какого-либо продукта (например, бутылки) «облегают» его поверхность под воздействием температуры. Как правило, линейные машины имеют ширину печати до 600 мм, чаще всего 200-400 мм. Известные производители – Gidue, Mark Andy, Gallus. MPS, Nilpeter, Omet, Edale и т.д.
Рис. 1 Флексографская печатная машина планетарного построения
Рис. 2 Линейная секционная флексографская печатная машина
Процесс печати заключается в следующем. На анилоксовый вал поступает краска (посредством «купания» этого вала в краске или подачи на него краски дукторным валом или т. н. «красочной системы»), ракелем или резиновым дукторным цилиндром излишки краски удаляются и обеспечивается полное заполнение ячеек. В случае резинового дукторного цилиндра удаление излишков краски происходит посредством того, что его скорость меньше, чем у анилокса. Далее анилоксовый вал входит в контакт с печатной формой, закрепленной на формном цилиндре. В результате происходит равномерная и дозированная передачи краски из ячеек анилоксового вала на поверхность печатающих элементов формы. Процесс переноса краски зависит также от регулировок и зазора между обозначенными валами.
Рис. 3 Ярусная (стековая, балконная) флексографская печатная машина
Печатные секции могут быть следующих видов:
У машин ярусного построения каждая секция также имеет «свой» печатный цилиндр, только они располагаются друг над другом по каждую сторону станины. Конструкция этих машин позволяет легко изменять направление движения полотна через печатную секцию, что дает возможность печатать на обеих сторонах материала, например, для шестикрасочной машины возможна печать 6+0, 5+1, 4+2 и 3+3 краски. Отсутствие общего печатного цилиндра для всех секций не позволяет обеспечить точное совмещение красок, поэтому этих машины используются для печати несложных работ, например, печать по полиэтилену низкого давления (ПЭНД), используемого для изготовления пакетов-«маек». Относительная простота конструкции ярусных машин привела к тому, что многочисленные их производители располагаются в странах Юго-Восточной Азии.
Современные печатные машины как линейного секционного, так и планетарного и ярусного построений оснащены электронными устройствами для позиционирования цилиндров друг относительно друга и видеомониторами для контроля приводки многокрасочных изображений в печати. В зависимости от рекомендуемых печатных красок машины могут быть оснащены различными сушильными устройствами. Для красок на водной и спиртовой основе применяют сушку горячим воздухом. Нагрев воздуха может осуществляться при помощи электричества, газа, термомасла или пара. При использовании лаков и красок УФ-отверждения машины оснащаются системами УФ-сушки. В состав системы входят собственно лампа УФ-излучения, устройства водяного или воздушного охлаждения ламп, а также специальный противоозоновый фильтр и система вытяжки озона. Машины для печати на пленочных материалах должны быть оснащены устройствами коронного разряда для обработки поверхности пленки, обеспечивающей повышение поверхностного натяжения материала. Это необходимо для создания оптимальной адгезии краски к пленочным материалам (полиэтилену, полипропилену, полиамиду, целлофану и т.д.).
1 – красочный резервуар с краской
2 – дукторный резиновый цилиндр
3 – анилоксовый растрированный вал
4 – формный цилиндр с печатной формой
6 – запечатываемый материал
7 – печатный цилиндр
1 – система подачи краски
2 – «камерный» ракель
3 – растрированный анилоксовый вал
4 – формный цилиндр с печатной формой
5 – запечатываемый материал
6 – печатный цилиндр
Рис. 4 Типы флексографских печатных секций
Печатные секции современных машин бывают двух основных видов (рис. 4). Для удаления излишков краски с поверхности анилоксового вала используется стальная (иногда полимерная) пластина с заточенной кромкой, называемая ракелем. В красочном аппарате типа А ракель может иметь позитивную или негативную установку. Позитивный ракель направлен по направлению вращения анилоксового валика, негативный – против. Негативная установка ракеля дает существенно лучший эффект, поэтому именно она является стандартом.
Камерная ракельная система (тип Б) имеет одновременно негативный и позитивный ракели, а краска подается в камеру под давлением. Камер-ракельная система позволяет достичь хорошего заполнения всех ячеек анилокса краской, и обеспечивает равномерный и стабильный перенос краски в процессе печати.
Тип А является наиболее распространенной конструкцией на машинах линейного секционного построения. Для качественной этикеточной продукции вполне достаточно негативного ракеля и дукторного вала. На широкорулонных машинах скорость печати, а следовательно, и расход краски существенно выше, поэтому на них находят применение красочные аппараты типа Б.
Анилоксовые растрированные валы
Рис. 5 Изображение поверхности анилоксового вала и анилоксовые валы разных размеров
Равномерную и дозированную подачу жидкой флексографской печатной краски осуществляет анилоксовый вал. Это металлический валик с керамическим напылением, рабочая поверхность которого состоит из множества, как правило, шестиугольных ячеек различного размера и глубины.
Основными параметрами анилоксового вала являются:
Важным параметром вала также является отношение объема ячеек к площади вала – краскоемкость или теоретический объем (см3/м2), т. е. даже при одинаковой линиатуре объем ячеек может быть различным.
В реальных условиях не вся краска переходит из ячеек анилоксового вала, а лишь 40-60 % – при выборе анилоксового вала следует учитывать это обстоятельство. При выборе анилоксового вала учитывают характеристики печатной формы, свойства печатных красок и запечатываемого материала, параметры печатного процесса.
Необходимо отметить, что выбор линиатуры анилоксового растрированного вала зависит от линиатуры воспроизводимого изображения. Для воспроизведения всех необходимых растровых элементов линиатура анилокса должна превышать линиатуру формы минимум в 4 раза. Для оптимального воспроизведения высоколиниатурных изображений с малыми размерами растровых элементов (в светах) рекомендуется выбирать анилоксовые валы с линиатурой в 5-6 и более раз выше, чем формы, а при необходимости стабильного воспроизведения 2-3% растровых точек при линиатурах растровых изображений 65-80 лин/cм – в 8–10 раз. Так, для воспроизведения штриховых и плашечных и текстовых макетов рекомендуются растровые валы с линиатурой 60–80 лин/см, для растровых (полутоновых) изображений с линиатурой 40–60 лин/cм – анилоксовые валы с линиатурой 250–350 лин/см и т. д.
Анилоксовый вал в процессе печатания прижимается к печатной форме с давлением, обеспечивающим переход краски на форму. При этом печатная форма и ее элементы не должны проникать и вдавливаться в ячейки анилоксового вала. Рис. 6 иллюстрирует оптимальное соотношение линиатуры анилоксового вала (размера ячейки) и лининиатуры печатной формы (размера печатающего элемента). На рис. 7 демонстрируется эффект «опускания» печатающего элемента формы в ячейку анилоксового вала из-за недостаточного соотношения линиатур вала и формы, при котором возникает «грязь» и нечеткое воспроизведение растровых изображений.
При подборе анилоксового растрированного вала важно понимать, что чем меньше линиатура вала, тем больше краскоперенос. Если низколиниатурные валы оптимальны для штриховых и плашечных работ, то высоколиниатурные с низким краскопереносом хорошо подходят для тонких растровых работ.
Однако, в последнее время появились т. н. «волнообразные» валы с «плавающими» ячейками и неодинаковым краскопереносом для печати с одного анилокса и штриховых и растровых работ. Тем не менее, классические анилоксовые растрированные валы пока больше распространены.
Флексографские краски
Важной составляющей печатного процесса является печатная краска. Как указывалось выше, она является менее вязкой (более жидкой), чем печатные краски для офсета. Печатными красками определяются многие печатно-технические и потребительские свойства оттиска, а также сама возможность запечатывания определенного материала и получения изображения определенного характера (растрового, штрихового или текста) и цветового оттенка.
Краска должна обеспечивать точное воспроизведение цветового тона оригинала, стабильность и бесперебойность работы печати всего тиража, репродуцирование изображений любой сложности с получением мелкого текста (кегля), в том числе и на выворотке, растра с высокой линиатурой (до 60 лин/см и выше) и т.д.
Флексографские краски состоят из связующего (пленкообразователя), растворителя, пигмента и различных добавок, которые могут находиться в раз- личных соотношениях в зависимости от вида краски).
Пленкообразующее несет ответственность за печатные свойства и закрепление пигмента на запечатываемом материале. В настоящее время основными связующими для флексографских печатных красок являются:
Кроме вышеперечисленных компонентов, в состав краски могут входить различные растворители, которые определяют непосредственно сам способзакрепления печатной краски на оттиске. В флексографских красках в основном в качестве растворителей используются вода, различные спирты (этанол, метанол, бутанол и др.) и другие органические растворители.
Различные добавки, содержание которых во многих красках на основе растворителей не превышает 5%, определяют как печатно-технические, так и потребительские свойства будущих покрытий.
Процесс производства флексографских печатных красок включает диспергирование (перетир) пигмента (средняя степень диспергирования – 10 мкм), смешивание с растворителем и связующим, а также внесение различных добавок.
Типичная флексографская краска включает компоненты в следующем соотношении: растворитель – 70%, пигмент – 15%, пленкообразующее – 12%, добавки – 3%.
Вязкость краски (15–35 с) зависит от типа запечатываемого материала (бумага, пленка, фольга или какой-либо комбинированный материал) и характера изображения. Вязкость определяется при помощи вискозиметра ВЗ-4 (DIN4) и секундомера. В воронку с отверстием диаметром 4 мм заливается 100 мл краски и засекается время, за которое она полностью вытечет. Наименее вязкая краска (18–22 с, как правило, водная дисперсионная) применяется при печати на бумаге, самоклеящейся бумаге, картоне и гофрокартоне. При печати на различных пленках, таких как полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, лавсан, полиамид, целлофан, используется спиртовая краска с вязкостью до 25 с (на некоторых производствах, оптимальной вязкостью спиртовой краски является 24 с) по ВЗ-4 и выше. Вязкость флексографских красок регулируется непосредственно перед печатью путем добавления растворителя – воды, спирта или же смеси этих веществ.
Стоит отметить, что при печати первая и более кроющая краска должна иметь большую вязкость, чем следующая и чем менее кроющая. Одна из принятых очередностей печати триадными красками в флексографии (в порядке наложения на оттиск): черная, голубая, пурпурная, желтая. Возможны и различные другие варианты.
По типу закрепления на оттиске все флексографские краски можно разделить на водно-дисперсионные (закрепляются за счет впитывания и испарения), спиртовые (закрепляются за счет испарения летучих растворителей) и УФ-отверждаемые (закрепляющиеся под действием УФ-излучения от 200 до 430 нм). В последнее время ведутся активные разработки красок электронно-лучевого отверждения.
Наиболее экологически чистыми и удобными в работе являются дисперсионные (воднодисперсионные), или, как их называют, водоразбавляемые краски. В них основным растворителем является вода или же смесь воды и спирта. Эти краски используются при печати на впитывающих материалах, таких, как бумага (в т.ч. самоклеящаяся), картон и гофрокартон. Запечатывать какую-либо синтетическую пленку такими красками сложно из-за недостаточной адгезии, хотя в последнее время появились и ведутся разработки водоразбавляемых красок для печати на пленках. В процессе закрепления краски нерастворимая в воде акриловая смола омыляется аммиаком и переводится в растворимую соль, а аммиак испаряется. Связующее обволакивает каждую частичку пигмента. При использовании данных красок изображение на оттиске получается матовым. Для ускорения отверждения водных красок в их состав может добавляться до 10% этилового спирта. Пенообразование устраняется путем использования специальных добавок, распыляемых на пену.
Спиртовые краски закрепляются на запечатываемом материале за счет испарения растворителя. Чаще всего в качестве растворителя используется этанол, метанол, пропанол и др. Также к испаряющимся растворителям можно отнести различные кетоны (ацетон), сложные эфиры и производные гликолей, а также углеводороды (бензин, толуол и ксилол). Спиртовые краски являются менее экологически чистыми и более дорогостоящими, чем водоразбавляемые, но обладают значительно лучшей адгезией к синтетическим запечатываемым материалам и обеспечивают больший глянец оттиска. Большинство применяемых в упаковочной индустрии пленок запечатываются именно красками на основе летучих растворителей, чаще всего спиртов. Для улучшения адгезии пленка должна быть предварительно обработана коронным разрядом. Мелованная бумага также может запечатываться спиртовыми красками, при этом достигается хороший глянец изображений. Для ускорения отверждения спиртовых красок в качестве разбавителя обычно применяется смесь этанола (этилового спирта) и этилацетата в соотношении 80:20. Для замедления высыхания красок в их состав добавляется до 5% метокси- или этоксипропанола. Для удаления (смывки) таких красок используются специальные растворители, обычно сложные эфиры. При использовании спиртовых красок необходима вытяжка.
УФ-отверждаемые краски обеспечивают наилучшие условия печатного процесса и высокое качество оттисков – высокую линиатуру, точность цветопередачи (в том числе, телесных оттенков), стабильность цветового баланса при печати всего тиража, наиболее короткое время высыхания. При этом достигается необходимая адгезия краски к любому запечатываемому материалу. Вследствие того, что отверждение данных красок происходит под действием УФ-излучения, печатные машины должны быть оснащены модулями УФ-сушки, которые отличаются небольшими габаритами и малым расходом электроэнергии. Закрепление красок на оттиске происходит практически мгновенно за счет реакции фотополимеризации. Причем данные краски не содержат растворителя и состоят в основном из связующего (около 65%), пигмента (около 15%) и добавок (около 20%). Связующим в данных лакокрасочных материалах является смесь полимеризационноспособных олигомеров, мономеров и фотоинициаторов, влияющих на скорость отверждения и свойства получаемых покрытий. В узкорулонном этикеточном производстве использование УФ-отверждаемых красок является уже почти стандартом. К недостаткам УФ-отверждаемых красок стоит отнести их дороговизну, что обуславливает меньший по сравнению с водными и спиртовыми красками спрос, хотя в целом доля УФ-отверждаемых красок растет из года в год. Озон, выделяющийся при работе УФ-ламп, является небезопасным для здоровья человека, однако, в последнее время разработаны лампы с водяным охлаждением, выделяющие малое количество озона, а также специальные озоновые фильтры. Кроме того, из-за присутствия фотоинициаторов, влияние которых на здоровье человека изучено не до конца, УФ-краски не рекомендованы для прямого контакта с пищевыми продуктами.
Как уже упоминалось, в последнее время появились также краски электронно-лучевого (ЭЛ) отверждения. Их достоинства в целом аналогичны краскам УФ-отверждения, однако высокая мощность излучения электронной пушки позволяет инициировать реакцию полимеризации без участия фотоинициаторов. Это не только позволяет использовать ЭЛ-отверждаемые краски для пищевой упаковки, но и снижает стоимость собственно красок. В отличие от других типов флексографских красок печать этими красками происходит без промежуточной сушки, т. н. печать «сырое-по-сырому». Развитие данной технологии сдерживается высокой стоимостью модулей ЭЛ-излучения, а также ограничениями в конструкции печатных машин из-за необходимости исключить контакт невысохшей краски с проводящими валиками.
Запечатываемые материалы
Стоит напомнить, что флексография — это разновидность высокого способа печати с применением высокоэластичных, гибких форм и жидких низковязких красок. Благодаря свойствам мягкой эластичной формы создается минимальное давление в зоне печатного контакта, поэтому флексографским способом запечатывается очень широкий ассортимент материалов: бумага, картон, гофрированный картон, синтетические пленочные материалы (полиэтилен, полипропилен, целлофан, полиамид, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид и т.д.), самоклеящиеся материалы (бумага, пленка) и алюминиевая фольга. Для запечатывания всех указанных материалов необходимо использование не только вполне конкретных составляющих печатного процесса (красок, различных вспомогательных материалов), но и определенного вида печатных машин.
В первую очередь рассмотрим большой класс впитывающих материалов (бумага, картон и гофрированный картон).
Бумага — это тонкий листовой материал, состоящий в основном из переплетенных и скрепленных между собой растительных волокон. Помимо волокнистого материала для придания бумаге необходимых свойств в ее состав могут вводиться наполнители, проклеивающие и красящие вещества, некоторые специальные добавки. Картон — это тоже волокнистый материал, отличающийся от бумаги большей жесткостью, толщиной и массой.
Одной из основных характеристик бумаги и картона является их толщина. Толщина выпускаемой бумаги может варьироваться примерно от 0,03 до 0,25 мм. Бумага толщиной более 0,25 мм — это уже картон.
Вообще, специфика флексографских печатных машин требует использования бумаги в виде рулонов. Для изготовления упаковочной продукции используется бумага различной толщины — в зависимости от вида упаковки и запаковываемого продукта.
Еще одна важная характеристика бумаги и картона — масса квадратного метра. Для бумаги она лежит в пределах от 40 до 250-300 г/м2, а для картона — выше последнего значения.
Другими важными параметрами, отличающими бумагу от картона, являются состав сырья, его оптические и поверхностные свойства. Знание процесса изготовления бумаги поможет получить представление о том, чем отличается, например, мелованная бумага от немелованной, и т.д.
Бумагу и картон получают из древесной массы и других составляющих (целлюлозы и прочих добавок) посредством химической и механической переработки. Из резервуара с бумажной массой на сетку неограниченного размера выливается определенное количество волокна и добавок, разбавленных водой. После встряхивания сетки вода протекает через ее ячейки. Вследствие этой операции бумага приобретает однородность. Удаляют воду при помощи вакуумной камеры, установленной внизу сетки. После этого сырое бумажное полотно поступает на сукна. Под действием прессов из бумаги удаляется вода. И такая операция может повторяться несколько раз, при этом бумага проходит и через нагреваемый цилиндр. Готовую бумагу сматывают в рулон. Следует отметить, что для флексографского способа печати не обязательно разрезать рулон бумаги на листы. А вот картон для флексографии может поставляться и в листовом виде, но в этом случае он запечатывается на листовых машинах.
Мелованную бумагу получают нанесением на ее поверхность основы покрывного мелованного слоя. Такие поверхностные покрытия, во-первых, улучшают внешний вид и печатные свойства бумаги, а во-вторых, придают бумаге особые свойства, например нечувствительность к воде, жиронепроницаемость, способность свариваться и т.д.
Самоклеящуюся бумагу получают нанесением различными способами клеевого слоя на мелованную или немелованную бумагу. В качестве клеящих веществ применяются различные виды акрилов и каучука. Стоит отметить, что самоклеящаяся бумага на основе акрила имеет прекрасную адгезию на различных материалах и к тому же долговечна.
Из ведущих производителей бумаги и картона следует назвать шведскую фирму Metsa Serla и немецкую Haandi, самоклеящейся бумаги — IMV Label, Fasson, Raflatac и др.Ввиду высокой стоимости самоклеящейся бумаги в качестве этикеток используются обычно так называемые сухие этикетки на основе обыкновенной этикеточной бумаги. Клеящим материалом в данном случае также служит акриловый клей, но наносится он при приклеивании этикетки на какую-либо поверхность (например, на бутылку).
Печать этикеток как на бумаге, картоне, так и на самоклеящейся бумаге осуществляется водоразбавляемыми красками и, как правило, на машинах линейного секционного построения. Тем не менее, могут применяться и машины ярусного и планетарного построений. При производстве самоклеящихся этикеток применяются в основном УФ-отверждаемые краски, которые позволяют достигать наилучшего качества и проработки всех необходимых цветовых оттенков на оттиске.
Еще одним подклассом рассматриваемых запечатываемых материалов является гофрированный картон, представляющий собой жесткий материал, который получают путем наклеивания бумажных полосок с обеих сторон гофрированной бумаги. Гофрокартон может состоять из нескольких слоев. Обычно из гофрокартона изготавливаются коробки, для чего производится биговка этого материала, фальцовка, резка и склейка (компоновка коробки). Существуют специальные агрегаты, в которых осуществляется не только запечатывание флексографским способом оттисков, но и весь комплекс работ по изготовлению данных коробок. Т. н., микрогофрокартон может запечатываться на плоских листовых офсетных машинах, а более толстый — только трафаретным и флексографским способами. Последний способ является наиболее производительным и экономичным. Как и в случае бумаги, для печати используются водоразбавляемые краски. Стоит отметить, что флексографией можно без проблем производить прямое запечатывание готового гофрированного картона любой толщины. В настоящее время используется гофра различных типов — F, E, D, G и т.д., которые различаются числом слоев волны, то есть толщиной. В данном случае печать производится только на листовых и линейных секционных машинах с довольно большим зазором между печатным и формными цилиндрами. Для запечатывания такого толстослойного и неровного материала используются толстые и мягкие формные материалы (фотополимеры или резина). Разрешающая способность оттисков при применении этого материала относительно невысока.
Другой важный и очень распространенный в рассматриваемом нами способе печати класс — невпитывающие материалы (синтетические пленочные материалы — полиэтилен, полипропилен, целлофан и т.д.), а также алюминиевая фольга. Этот класс материалов применяется для изготовления гибкой упаковки различных пищевых и непищевых продуктов. Запечатывание этих материалов осуществляется только в рулонном виде. По различным технологическим, экономическим и потребительским свойствам наибольшее распространение получили следующие пленочные материалы: полиэтилен, полипропилен, различные полиэфиры, а также комбинации этих материалов. Иногда для упаковки пищевых продуктов используется целлофан, представляющий собой жиронепроницаемую достаточно эластичную пленку из целлюлозы — прозрачную или непрозрачную (например, белую). Целлофан, так же как и бумагу, получают из целлюлозы, но при этом большую долю исходного сырья составляет древесина. Стоит также отметить, что при производстве этой пленки в ее состав вводятся различные пластификаторы и кремниевая кислота. С обеих сторон целлофановая пленка покрывается слоями веществ, придающих пленке желаемые свойства: влагостойкость, способность к термосварке и возможность печати на флексографских машинах. Однако при комбинировании целлофана с какими-либо другими материалами он может иметь подобное покрытие только с одной стороны. Наиболее распространенными комбинированными материалами на основе целлофана являются следующие:
Целлофан не отличается высокой эластичностью и поэтому может запечатываться на машинах линейного построения, однако наиболее подходящими для этого являются машины планетарного построения. Для печати используются краски на спиртовой основе, при этом сам материал должен быть нагрет до температуры примерно 80°С.
Полиэтилен — достаточно термопластичный синтетический материал, который получают полимеризацией газообразного этилена при высоких давлении и температуре и который имеет следующую формулу: [—СН2—СН2—]n. Полиэтиленовая пленка, изготавливаемая методом экструдирования, относительно светлая, прозрачная, без запаха и вкуса, водо- и паронепроницаемая, способная к свариванию, прочная и весьма пластичная. Существует полиэтилен низкой, средней и высокой плотности, что зависит главным образом от молекулярной массы и плотности составляющих. Наиболее прочным является полиэтилен низкого давления.
Наиболее часто полиэтилен используется для производства пакетов, что накладывает определенные требования к его свойствам. Этот материал должен выдерживать достаточные нагрузки (до 5 кг), сохранять заданную форму и т.д. Для запечатывания поверхность полиэтиленовой пленки обрабатывается коронным разрядом с целью изменения его поверхностного натяжения. За счет этой процедуры обеспечивается достаточная адгезия спиртовых красок к поверхности полиэтилена. Вследствие высокой эластичности полиэтилена его можно запечатывать только на машинах планетарного построения. Подобные машины имеют только один печатный цилиндр, вокруг которого располагаются печатные секции. Вследствие этого в зоне печати не происходит растягивания материала.
Полипропилен — продукт полимеризации газообразного пропилена, по физическим свойствам напоминает полиэтилен высокой плотности, однако превосходит его по жиро- и газонепроницаемости, по ударной и разрывной прочности, а главное существенно более прозрачен. Полипропиленовую пленку также получают посредством экструзии, то есть выдуванием пленки из гранул.
Полипропилен широко применяется для упаковки различных пищевых и непищевых продуктов. Наибольшее применение получил двуосноориентированный полипропилен, или БОПП. В процессе экструзии готовое полотно подвергается растяжению в машинном и поперечном направлении, что придает материалу высокие прочностные характеристики. Полипропиленовые пленки обычно выпускаются белые, прозрачные или «жемчужные». Для улучшения светонепроницаемости готовую пленку часто металлизируют, нанося тончайший слой алюминия.
Для флексографской печати на этом материале также подходят машины линейного построения, поскольку особого удлинения материала при печати не происходит. С целью повышения адгезии поверхность полипропилена также необходимо обрабатывать коронным разрядом, однако хранить обработанную подобным образом пленку можно не более месяца. Для печати, естественно, используются краски на спиртовой основе.
Полиэфирные пленки, получаемые из полиэфирных материалов (продуктов полимеризации эфиров), — прозрачные, без запаха, очень прочные, химически не активные, обладают низкой проницаемостью для водяного пара. В основном для печати используют полиэтилентерефталат, он же лавсан. Эти пленки обладают достаточно высокой прочностью на разрыв — она больше, чем у полипропилена и полиэтилена, и может достигать 1500 кг/см2.
Часть полиэфирных пленок, предназначенных для упаковки, покрывается слоем поливинилденхлорида с целью достижения лучшей кислородной непроницаемости и способности к термосварке. Для печати используются пленки толщиной от 12 мкм.
Для печати используются машины не только планетарного, но и линейного секционного построения. Таких проблем, как при печати на полиэтилене, здесь не возникает. В зависимости от целей применения запечатывание полиэфирных пленок может производиться и термостойкими красками, а также двухкомпонентными красками на основе этилацетата.
Пленочные материалы имеют довольно высокую стоимость и, до недавнего времени производились только за рубежом. Однако на сегодняшний день ситуация решительно изменилась и отечественные производители обеспечивают большую часть потребности рынка в синтетических пленках. Нужно отметить, что очень много фирм, печатающих флексографской печатью на гибкой упаковке, оснащены специальными устройствами для получения пленок из гранул — экструдерами. Поэтому, как правило, закупаются только гранулы. Для каждого конкретного материала применяется свой экструдер, стоимость которых доходит до нескольких миллионов долларов. В основном компании, имеющие экструдеры производят различные виды полиэтиленовых пленок.
Широкое применение находит и алюминиевая фольга. Она выпускается в виде тонких, равномерных по толщине листов либо полотен металлического алюминия или его сплавов. Большинство видов алюминиевой фольги имеют толщину от 5 до 150 мкм. Фольга толщиной менее 25 мкм имеет с одной стороны блестящую, а с другой — матовую поверхность. Одна ее сторона покрывается тонкой оксидированной пленкой, препятствующей коррозии. Фольга обладает теми же свойствами, что и алюминий: она негигроскопична, не имеет запаха, не токсична, совершенно непрозрачна, нечувствительна к большинству растворителей, к маслам, жирам, воску, газам и к пищевым продуктам.
Могут иметь место и комбинированные материалы (например, комбинации с различными пленками).
Для печати используют спиртовые краски, по аналогии с другими видами невпитывающих материалов; допустимо применение рулонных линейных секционных машин.
С уважением, Токманцев Д. А.,
дипломированный магистр полиграфии.
Автор выражает признательность и безмерную благодарность другу и глубоко уважаемому коллеге Кузнецову Д. А., за его редакцию, ценные советы и помощь при составлении данной статьи.