Флексографская печать. Эталон формы Общая технологическая схема изготовления изделия

10.08.2023

Summary:

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

Изготовление флексографских печатных форм

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

Производство форм

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

Виды пластин

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

Требования к дизайну и негативам

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

Изготовление форм

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

Флексография - разновидность высокой печати, характеризующаяся применением эластичных печатных форм и маловязких быстросохнущих красок.

Эластичные печатные формы имеют значительные преимущества перед жесткими формами: возможность печатания при небольшом давлении печати на различных, в том числе невпитывающих материалах (бумага, картон, пленки, пластики, целафан, металл и пр.). При этом они отличаются высокой тиражестойкостью, свыше 1 млн. экземпляров.

На современный момент определены три основных области применения флексографских форм:

· формы для запечатывания гибкой упаковки;
· формы для запечатывания картона, гофрокартона и материалов с шероховатой поверхностью;
· формы для лакирования офсетных оттисков.

Тонкие формы используют для высококачественной растровой флексографской печати, более толстые с глубоким рельефом - для запечатывания гофрокартона.

Формы предназначены для печатания флексографскими красками на спиртовой или водной основе, УФ - красками и лаками. Они совместимы с масляными красками и агрессивными растворителями, например ацетатами или кетонами.

Способ изготовления фотополимерных флексографских форм основан на том же принципе, что и способ получения обычных фотополимерных форм высокой печати т. е. формирование печатающих элементов путем полимеризации материала под действием излучения, и удаления не затвердевшей массы на участках образования пробельных.

Существует два направления производства фотополимерных флексографских форм: из твердых материалов и из жидких.

Изготовление фотополимерных флексографских форм из твердых материалов. В качестве твердого материала используют пластину, произведенную в промышленных условиях, которая состоит нескольких слоев (рис 11): защитной пленки, разделительного слоя, полимерного слоя и полиэфирной пленки.

Рис. 11.

Полиэфирная основа и защитная пленка (т. е. крайние слои) предохраняют слой полимера от прямого контакта с окружающей средой.

При этом пластина остается гибкой и эластичной. Формат и толщина требуемой пластины определяется конструкцией печатной машины.

Для обычных фотополимерных форм в качестве оригинала используют негатив.

Процесс получения фотополимерных флексографских форм производится с использованием специализированного оборудования. Для экспонирования используются ртутные лампы УФ излучения с длиной волны 360 мм. Само экспонирование осуществляется в экспонирующем устройстве с вакуумной системой прижима негатива и формы друг к другу. Для удаления не затвердевших масс и сушки применяют вымывные и сушильные устройства

Процесс изготовления флексографской формы из твердых фотополимеризующихся материалов состоит из следующих этапов:

1. Экспонирование оборотной стороны.
2. Основное экспонирование (экспонирование изображения).
3. Вымывание.
4. Сушка.
5. Дополнительная обработка светом.
6. Дополнительное экспонирование.

Экспонирование оборотной стороны представляет собой воздействие УФ излучения на слой полимера через полиэфирную пленку - основу. Эта операция преследует несколько целей:

- определяется глубина рельефа для готовой печатной формы;
- из-за повышения светочувствительности сокращается продолжительность экспонирования изображения, в частности отдельно стоящих и мелких элементов изображения;
- повышается устойчивость печатающих элементов за счет прочного соединения с основанием рельефа и обеспечивается стабильная структура боковых граней;
- обеспечивается сцепление между полиэфирной основой и полимерным слоем;
- в процессе вымывания ограничивается впитывание растворителя и максимальная глубина вымывания.

Перед проведением основного экспонирования защитная пленка удаляется с поверхности формы. Негатив накладывают на пластину эмульсионной стороной. При проведении этой технологической операции на форме образуется позитивное рельефное изображение. Построение изображения начинается на поверхности формы и продвигается вниз в виде конуса, тем самым, обеспечивая идеальный, для форм высокой печати, профиль печатающих элементов с резкими границами и боковыми гранями.

При вымывании растворителем и обработке щетками удаляются незаполимеризованные участки формы. Остается рельеф с поверхностью, соответствующей прозрачным участкам негатива.

В процессе сушки испаряется растворитель, впитавшийся в форму во время вымывания. Форма приобретает нужную толщину, но поверхность остается достаточно липкой. Операцию сушки производят с использованием сушильных устройств.

После дополнительной обработки УФ лучами с длиной волны 254 мм и окончательного экспонирования УФ лучами с длиной волны 360 мм форма получает окончательную прочность и долговечность, за счет сшивания всех частей мономера. Дополнительную обработку проводят в специальных отделочных установках.

Изготовление фотополимерных флексографских форм из жидких материалов. Способ получения фотополимерных флексографских форм из жидких материалов не имеет принципиальных отличий от метода получения тех же форм из твердых пластин, кроме агрегатного состояния самого материала. Характерной особенностью этой технологии является использование специализированного для данного способа оборудования, каждый вид которого объединяет выполнение нескольких технологических операций:

1. Устройство для нанесения слоя и экспонирования
2. Устройство для удаления незаполимеризованного материала, вымывания, дополнительного экспонирования, дополнительной обработки, сушки.
3. Резервуар для жидкого полимера.

Каждая из этих установок имеет варианты в зависимости от формата формы. Весь процесс ведется в полуавтоматическом режиме.

Изготовление фотополимерных флексографских форм с использованием лазерной и цифровой техники. Эта технология предусматривает использование пластин содержащих твердый фотополимеризующийся материал. Характерной особенностью, специально изготавливаемых для этого метода, формных пластин является наличие слоя, чувствительного к лазеру (рис 12).

Рис. 12.

Все процессы данной технологии не отличаются от технологии изготовления фотополимерных флексографских форм из твердых материалов, за исключением стадии основного экспонирования. Получение формы не предполагает использование негатива. Изображение с компьютера издательской системы передается в лазерное экспонирующее устройство. После удаления верхней защитной пленки, на слое чувствительном к лазеру выжигаются участки, соответствующие будущим печатным элементам - создается так называемая маска. Далее происходит экспонирование фотополимеризующегося слоя УФ лучами через маску. Маска имеет достаточно плотный контакт с фотополимеризующимся слоем, и использовать вакуум для дополнительного прижима не требуется. Последнее обстоятельство приводит к меньшему рассеянию УФ лучей и формированию более четких печатающих элементов, что несколько повышает качество изображения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

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

курсовая работа , добавлен 08.01.2012

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

реферат , добавлен 09.02.2009

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

курсовая работа , добавлен 21.11.2014

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

курсовая работа , добавлен 02.04.2014

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

реферат , добавлен 13.11.2014

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

дипломная работа , добавлен 23.12.2012

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

курсовая работа , добавлен 24.01.2015

Флексографские печатные формы - описание процесса изготовления..

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

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

Возможны следующие технологии изготовления флексографских форм:

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

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

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

По типу вымывного раствора формные пластины можно разделить на:

Водовымывные.
Сольвентные.

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

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

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

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

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

Устранение этих трудностей - достаточно сложная задача.

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

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

Прямым лазерным гравированием.
По цифровой масочной технологии.

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

Данный способ получения формы для флексопечати имеет следующие
недостатки:

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

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

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

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

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

Цифровая масочная технология позволяет добиться следующих результатов:

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

У цифровой масочной технологии имеются следующие последователи:

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

Выводим формы для флексографской печати

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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