|
|
|
Особенности изготовления флексографских фотополимерных форм
Автор: Александра Нехорошева
rosmarin@tut.by
г. Минск
Экструзионное ламинирование
Флексография - один из самых популярных в мире видов печати. Такое широкое признание этой разновидности высокой печати объясняется прежде всего тем, что она практически не имеет ограничений по типу запечатываемого материала: в качестве подложки используются как тонкая пленка, так и достаточно грубый гофрокартон, не говоря уже о различных видах бумаги, фольги и пр.
Флексографская печать предусматривает использование гибких фотополимерных форм, от которых, собственно, и пошло название флексографии (англ. flexible - гибкий). Технология печати с использованием таких форм имеет множество неоспоримых преимуществ перед другими способами нанесения изображения на материал. Прежде всего, это их устойчивость к износу: тиражестойкость фотополимерной флексографской формы на порядок превышает тиражестойкость монометаллической офсетной формы и составляет от 1 до 2,5 млн. оттисков. Еще одно преимущество фотополимерных форм - их эластичность и относительная простота в изготовлении.
При всем разнообразии торговых марок флексографских пластин, выпускаемых различными компаниями, стоит отметить, что все они обладают сходными свойствами и их обработка осуществляется по аналогичным технологиям. Исходя из этого, в настоящей статье мы бы хотели ознакомить читателя непосредственно с самим процессом изготовления флексографских форм и их строением.
Структура флексографской пластины
Структура необработанной флексографской пластины представляет собой состоящий из трех слоев сандвич (см. рисунок).
За основу берется стабильная полиэфирная (лавсановая) подложка, поверх которой наносится основной слой - особое вещество, содержащее свободные мономеры и чувствительные к ультрафиолетовому излучению рецепторы. Последний, третий слой предназначен специально для предотвращения механических повреждений и отрицательного влияния кислорода на чувствительную часть пластины. Такой защитный слой обычно изготавливается из фольги, пленки или специально разработанных материалов (например, Mylar от фирмы DuPont). Описанная выше структура флексографской пластины чаще всего называется однослойной, тогда как существуют и многослойные пластины, в которых, кроме стабилизирующей основы и светочувствительного слоя, имеется еще и эластичная основа. Многослойные пластины покрыты защитным покрытием с обеих сторон. Такие пластины толще и используются в большинстве своем для запечатывания бумаги и картона.
Необработанные пластины чувствительны к теплу, обычному дневному свету, ультрафиолетовому излучению и коротковолновому искусственному свету. Поэтому необходимо соблюдать все эксплуатационные правила при хранении и работе с пластинами. С материалом следует работать только при желтом свете, в чистом помещении, при стабильной температуре 20-22 °С.
Процесс изготовления флексоформ
В основе технологии изготовления флексографской формы лежит такое химическое явление, как полимеризация. Его суть заключается в том, что под воздействием УФ-излучения свободные мономеры, содержащиеся в чувствительном слое пластины, группируются и образуют устойчивые полимеры.
Сама система изготовления фотополимерной формы включает в себя 6 последовательных этапов, три из которых выполняются на экспонирующем устройстве.
1. Экспонирование
Экспонированием называется воздействие ультрафиолета на чувствительный слой пластины, вследствие которого происходит полимеризация свободных мономеров. Экспонирование фотополимерной пластины, в свою очередь, делится на две фазы.
Обратное экспонирование осуществляется с целью повышения чувствительности обратной поверхности пластины, формирования прочного основания ("цоколя" пластины) и ограничения глубины рельефа. С помощью обратного экспонирования задается толщина основания пластины, которая равнозначна разнице между общей толщиной пластины и глубиной рельефа. Обратное экспонирование совершается без использования негативов и вакуума. Оно определяет возможную глубину вымывания, так как даже если на вымывание уйдет больше времени, чем положено, толщина основы останется прежней. Однако чрезмерно долгого вымывания следует избегать в любом случае, так как это может повредить рельеф пластины иным образом.
В отличие от обратной засветки основное экспонирование производится с <лицевой> стороны пластины, через зафиксированный вакуумом негатив. Защитная пленка аккуратно снимается с поверхности пластины непосредственно перед экспонированием.
По той причине, что, проходя через прозрачную среду негатива, световой луч преломляется, изображение формируется на светочувствительном слое в виде конусов. Незасвеченный мономер окружает это изображение. Процесс основного экспонирования считается завершенным, если установилась прочная связь между полимеризованными элементами рельефа и основой, образовавшейся после засветки обратной стороны пластины. Время экспонирования может варьироваться в зависимости от торговой марки пластины и используемого оборудования.
2. Вымывание
Вслед за экспонированием следует этап вымывания. Вымывание осуществляется с помощью специальных химических растворов, разрушающих неэкспонированный мономерный слой. Раньше в этих целях использовалась смесь бутанола и перхлорэтилена, однако в настоящее время, в свете тенденций к повышению уровня экологической защиты, большинство производителей отказываются от едкого перхлорэтилена в пользу новых, менее агрессивных растворов, среди которых можно выделить Optisol-737 (DuPont), Intersol (Ohka), Flex-Light Solvit (MacDermid), Nylosolv (BASF) и другие.
Раствор равномерно распределяется по поверхности пластины и растворяет неполимеризованные участки, формируя тем самым рельеф пластины.
3. Чистка
Перед тем как приступить к сушке обработанной пластины, необходимо удалить с ее поверхности остатки раствора и разрушенного мономера.
4. Сушка
В процессе вымывания активный раствор, особенно если используется перхлорэтилен, проникает в полимеризованный материал и вызывает его набухание. В сушильной камере происходит испарение остатков жидкости с поверхности пластины и верхнего слоя рельефа. Во время сушки рельеф пластины дает обратную усадку. Продолжительность данного этапа обработки определяется по растровым участкам с тоновой градацией ниже 10%, так как они при вымывании набухают сильнее, чем растровые точки в тенях и на плашках.
5. Финишинг
После сушки поверхность формы все еще остается липкой. Основной целью финишинга является ликвидация такой клейкости и придание форме стойкости к содержащимся в красках растворителям. С этой целью чаще всего осуществляется обработка флексографской формы ультрафиолетовым излучением диапазона С. Раньше для осуществления финишинга применяли специальные химические растворы с добавлением хлора или брома. Такие смеси токсичны и могут вызвать серьезные нарушения функционирования дыхательной системы у персонала, отвечающего за обработку пластин. Поэтому в настоящее время химический финишинг практически нигде не используется, хотя некоторые компании иногда обращаются к химии как к аварийному выходу в случае неисправности устройства для УФ-С-обработки.
Стоит также отметить, что существуют различные мнения по поводу места данного этапа во всем технологическом процессе. Некоторые технологи склоняются к той точке зрения, что финишинг (в случае использования УФ-излучения диапазона С) следует проводить после дополнительного экспонирования УФ-светом диапазона А (см. следующий пункт). Аргументом здесь выступает предположение о том, что если эти операции осуществлять в обратном порядке, в рельефе пластины могут образоваться трещины. Однако пока это мнение не доказано, и производители пластин осуществляют эти два этапа в той последовательности, которую они сами считают наиболее удобной и правильной.
6. Дополнительное (окончательное) экспонирование
После завершения всех вышеуказанных процедур в рельефе формы все еще могут находиться свободные мономеры, сохраняющие способность реагировать на химические растворители. С целью окончательной полимеризации всех мономеров и проводится дополнительное облучение УФ-А-светом.
Данному этапу технологического процесса должно быть отведено достаточное количество времени (время основного экспонирования = времени дополнительного экспонирования). Укороченное время дополнительной засветки приводит к неокончательному затвердению рельефа пластины, что в дальнейшем будет означать повышенную чувствительность к растворителям и меньшую сопротивляемость механической нагрузке при работе.
Производители флексографских фотополимерных пластин
Что касается мировых производителей аналоговых фотополимерных пластин, здесь стоит выделить 5 крупнейших компаний.
DuPont Cyrel представляет на рынке серии пластин Cyrel PLS, PLB, NOW, HIQ, HOS, TDR, предназначенные для выполнения различных работ: от запечатывания пленки и этикеток до коробок для прохладительных напитков и плотного картона. Пластины выпускаются с диапазоном толщин 1,14 - 3,18 мм (2,84 - 6,95 мм для TDR) и диапазоном твердости по Шору А от 49 до 75. Особый интерес среди продукции компании DuPont вызывает новая разработка: тепловая пластина FAST, не требующая применения растворителей и сушки, что сокращает процесс ее обработки до 1 часа.
Японская корпорация Ohka выпускает фотополимерные пластины под торговой маркой Ohkaflex. Область применения пластин охватывает практически все упаковочные материалы, так же как и в случае с Cyrel. Пластины предлагаются с диапазоном толщин и твердости по Шору А от 1,14 до 6,35 мм и от 34 до 66 соответственно. Размеры пластин: от 762 x 508 мм до 900 x 1520 мм.
Немецкий концерн BASF и его подразделение BASF Drucksysteme GmbH вышли на флексографский рынок с пластинами серии Nyloflex. Пластины представлены с диапазоном толщины от 0,76 до 6,35 мм, твердостью по Шору А от 32 до 62. Пластины имеют специальную окраску и меняют цвет для облегчения контроля экспонирования.
После слияния французской компании Polyfibron Technologies Inc. c американским концерном MacDermid Inc. образовалась компания MacDermid Graphic Arts. В связи с этим событием наряду с уже известными марками пластин Epic, Atlas, FlexCor, BPS компания выпустила новые улучшенные модели Epic QI, BPH и Atlas II.
Фирма Pasanen (Финляндия) предлагает пластины Pasaflex с возможностями воспроизведения полутона от 1% до 98%, стандартными толщинами от 0,67 до 6,35 мм, твердостью по Шору А от 35 до 65.
Стоит отметить, что для печати больших тиражей лучше всего подойдут жесткие пластины фирм DuPont и BASF. Наименее капризными в процессе изготовления являются фотополимеры компании MacDermid (Polyfibron). Если же требуется качественно запечатать небольшой по объему тираж, то из соображений экономии средств следует обратиться к пласти нам Pasaflex или Ohkaflex, которые практически аналогичны по своим качествам. В то же время сравнивать флексоформы различных производителей по их качеству некорректно, так как основными факторами при выборе той или иной марки пластины прежде всего выступают объем тиража, который предстоит запечатать, а также параметры печатных машин.
Цифровые пластины. Технология Computer-to-plate
Конец XX века стал периодом бурного развития цифровых технологий. Компьютеризация охватила все сферы жизни и производства, поэтому не удивительно, что аналогичные тенденции появились и во флексографии. Всех, кто так или иначе связан с печатной деятельностью, в большой степени заинтересовало появление цифровых флексографских пластин. Далее мы предлагаем читателям вкратце ознакомиться с относительно новой технологией изготовления флексографских форм computer-to-plate (компьютер-пластина).
По своему составу и структуре цифровые пластины практически аналогичны пластинам традиционным. Единственным отличием является черная маска, наносимая поверх фотополимерного слоя в цифровой пластине. Такая маска разрушается под воздействием инфракрасного лазерного излучения, образуя тем самым "окошки", пропускающие ультрафиолет. Поэтому основным преимуществом технологии СТР является то, что изображение создается без использования фотоформ и вакуума, негатив создается с помощью лазера непосредственно на поверхности пластины, что исключает преломление светового луча при основном экспонировании. В отличие от аналоговых пластин, в пластинах цифровых изображение формируется не в виде конусов, а в виде цилиндров. Благодаря этому представляется возможным достижение наилучших характеристик формы, обеспечивающих стабильную правильную цветопередачу и качество печати, сравнимое только с офсетом.
Цифровая обработка пластин осуществляется в специально разработанных RIP процессорах, выпускаемых как западными, так и российскими производителями. Остальные этапы обработки пластины такие же, как для аналоговых фотополимеров. При изготовлении цифровой флексографской формы соблюдается следующая последовательность технологических процессов: обратное экспонирование - запись изображения на масочном слое с помощью лазерного экспонирующего устройства - основное экспонирование с лицевой стороны пластины - вымывание - сушка - финишинг - окончательное экспонирование.
Использование лазера для нанесения изображения на пластину не только значительно сокращает количество этапов допечатной обработки, но и предотвращает снижение качества, связанного с использованием негативов в аналоговой технологии, а также снижает себестоимость каждой пластины, сокращает численность необходимого обслуживающего персонала, уменьшает количество брака и улучшает экологическую ситуацию на производстве.
Немаловажным преимуществом цифровых форм является возможность печати с линеатурой растра до 70 линий/см (для аналоговых пластин - до 60 линий/см) и обеспечение стабильного воспроизводства растровых точек от 3% до 98% (на самой пластине воспроизводятся: минимальная точка в 1% и максимальная в 99%).
В настоящее время основными компаниями, предлагающими цифровые пластины на рынке, являются DuPont Cyrel, BASF, MacDermid Graphic Arts и Asahi Photoproducts.
На сегодняшний день в Беларуси изготовление цифровых флексографских форм доступно только одной компании - СП "Унифлекс", где недавно был установлен RIP-процессор LaserGraver от НПЦ "Альфа". Производство цифровых форм уже доказало свою рентабельность. На сегодняшний день в общем объеме флексоформ, изготавливаемых компанией "Унифлекс", цифровые формы составляют уже 50%.
|
