Флексография (часто сокращенно флексо ) — это форма процесса печати , которая использует гибкую рельефную пластину. По сути, это современная версия высокой печати , усовершенствованная с высокоскоростной ротационной функциональностью, которая может использоваться для печати практически на любом типе подложки, включая пластик, металлические пленки, целлофан и бумагу. Она широко используется для печати на непористых подложках, необходимых для различных типов упаковки пищевых продуктов (она также хорошо подходит для печати больших областей сплошного цвета).
В 1890 году в Ливерпуле , Англия, компанией Bibby, Baron and Sons был построен первый такой запатентованный пресс . Чернила на водной основе легко размазывались, что привело к тому, что устройство стало известно как «Безумие Бибби». В начале 1900-х годов были разработаны другие европейские прессы, использующие резиновые печатные формы и чернила на основе анилинового масла. Это привело к тому, что процесс получил название «анилиновая печать». К 1920-м годам большинство прессов производилось в Германии, где этот процесс назывался «gummidruck» или «резиновая печать». В современной Германии этот процесс по-прежнему называют «gummidruck».
В начале 20 века эта технология широко использовалась в упаковке пищевых продуктов в Соединенных Штатах. Однако в 1940-х годах Управление по контролю за продуктами и лекарствами классифицировало анилиновые красители как непригодные для упаковки пищевых продуктов, и в результате продажи печати резко упали. Отдельные фирмы пытались использовать новые названия для процесса, такие как «Lustro Printing» и «Transglo Printing», но имели ограниченный успех. Даже после того, как Управление по контролю за продуктами и лекарствами одобрило анилиновый процесс в 1949 году с использованием новых безопасных чернил, продажи продолжали падать, поскольку некоторые производители продуктов питания по-прежнему отказывались рассматривать анилиновую печать. Обеспокоенные имиджем отрасли, представители упаковочной отрасли решили, что процесс необходимо переименовать.
В 1951 году Франклин Мосс, тогдашний президент корпорации Mosstype, провел опрос среди читателей своего журнала The Mosstyper, чтобы предложить новые названия для процесса печати. Было предложено более 200 названий, и подкомитет Комитета по печатной упаковке Института упаковки сузил выбор до трех вариантов: «процесс permatone», «процесс rotopake» и «флексографский процесс». Почтовые бюллетени от читателей The Mosstyper в подавляющем большинстве выбрали последний из этих вариантов, и был выбран «флексографский процесс». [1]
Первоначально флексографическая печать была примитивной по качеству. Этикетки, требующие высокого качества, до недавнего времени обычно печатались офсетным способом . С 1990 года [2] были достигнуты большие успехи в качестве флексографских печатных машин, печатных форм, систем чернил и печатных красок.
Наибольшие достижения в области флексографской печати были достигнуты в области фотополимерных печатных форм, включая усовершенствование материала форм и метода их создания.
Системы цифровой прямой печати на пластинах в последнее время демонстрируют значительное улучшение в отрасли. Такие компании, как DuPont , Kodak , XSYS и Esko , стали пионерами новейших технологий, с достижениями в области быстрой промывки и новейшей технологии растрирования.
Лазерно-травленые керамические анилоксовые валы вместе с камерными системами подачи чернил также сыграли свою роль в улучшении качества печати. Теперь возможна полноцветная печать изображений, и некоторые из более тонких прессов, доступных сегодня, в сочетании с опытным оператором позволяют добиться качества, которое соперничает с литографическим процессом. Одним из постоянных улучшений стало повышение способности воспроизводить значения тонов светлых тонов, что обеспечивает обходной путь для очень высокого растискивания, связанного с флексографической печатью.
1. Изготовление печатных форм [3]
Первый метод проявления пластины использует светочувствительный полимер . Пленочный негатив помещается на пластину, которая подвергается воздействию ультрафиолетового света. Полимер затвердевает, когда свет проходит через пленку. Оставшийся полимер имеет консистенцию жевательной резинки. Он смывается в баке с водой или растворителем. Щетки чистят пластину, чтобы облегчить процесс «вымывания». Процесс может отличаться в зависимости от того, используются ли твердые листы фотополимера или жидкий фотополимер, но принцип остается тем же. Пластина, которую нужно вымыть, фиксируется в орбитальном промывочном устройстве на липкой пластине основания. Пластина промывается в смеси воды и 1% мыла для посудомоечной машины при температуре около 40 °C. Устройство оснащено двойным мембранным фильтром. Благодаря этому воздействие на окружающую среду сводится к абсолютному минимуму. Мембранный блок отделяет фотополимер от промывочной воды. После добавления, например, абсорбирующего желатина остаток фотополимера можно утилизировать как обычные твердые отходы вместе с бытовыми отходами. Переработанная вода используется повторно без добавления моющих средств. [4]
Второй метод использует лазер с компьютерным управлением для травления изображения на печатной форме. Такой процесс прямой лазерной гравировки называется computer to plate . Такие компании, как AV Flexologic, Glunz & Jensen, XSYS, Esko , Kodak , Polymount, Screen и SPGPrints из Нидерландов, являются лидерами рынка в производстве этого типа оборудования.
Третий метод заключается в прохождении процесса формования. Первый шаг заключается в создании металлической пластины из негатива нашего исходного изображения посредством процесса экспонирования (за которым следует кислотная ванна). В первые дни в качестве металла использовался цинк, что привело к названию «цинкос». Позже использовался магний. Эта металлическая пластина в рельефе затем используется на втором шаге для создания формы, которая может быть из бакелитовой плиты или даже стекла или пластика, посредством первого процесса формования. После охлаждения эта мастер-форма будет прессовать резиновый или пластиковый состав (под контролируемой температурой и давлением) посредством второго процесса формования для создания печатной формы или клише.
2. Монтаж
Для каждого цвета, который должен быть напечатан, изготавливается пластина и в конечном итоге помещается на цилиндр, который помещается в печатную машину. Чтобы сделать полную картину, независимо от того, печатается ли она на гибкой пленке или гофрированной бумаге, изображение, перенесенное с каждой пластины, должно точно совпадать с изображениями, перенесенными с других цветов. Чтобы обеспечить получение точного изображения, на флексографских пластинах наносятся монтажные метки. Эти монтажные метки могут быть микроточками (до 0,3 мм) и/или крестами. Для монтажа этих пластин на печатных цилиндрах для поддержания приводки изготавливается специальное оборудование. Эрл Л. Харли изобрел и запатентовал монтажно-пробную машину Opti-Chek, позволяющую оператору проверять приводку перед тем, как идти в печатную машину.
Точный монтаж имеет решающее значение для получения качественной печати с приводкой и напрямую влияет на минимизацию отходов. Процесс монтажа должен обеспечивать одинаковый точный результат каждый раз при монтаже задания, целью является постоянная точность. Для простоты мы будем ссылаться на печатные рукава в этом модуле, но вы можете заменить их цилиндрами, если они используются в вашей работе.
Обычно пластины монтируются непосредственно на печатный рукав, но для гофрированных операций пластины монтируются на несущий лист, который крепится к печатному рукаву в прессе, когда это необходимо, он снимается и хранится между печатными циклами. Вы узнаете о носителях в разделе гофрированного картона этого модуля.
Для эффективного монтажа пластины необходимо соблюдать два основных правила : правильно расположить пластину и добиться хорошего сцепления.
Позиционирование достигается путем правильного выравнивания знаков приводки, общих для каждой пластины в наборе. Мастерство заключается в тщательном планировании того, где именно должны быть эти знаки. Можно использовать различные знаки, кресты приводки и микроточки. Хорошее сцепление достигается с помощью специальной монтажной ленты. Точное позиционирование имеет важное значение, иначе изображения каждого цвета не будут накладываться правильно, они будут не в приводке.
Типы регистрационных знаков
Для правильного выравнивания пластин используются различные типы меток:
Обычно используются регистрационные кресты, но их необходимо размещать в зонах отходов, поскольку они хорошо видны на отпечатке; при необходимости их также можно использовать в качестве ориентира для выравнивания отпечатка по структуре мешка или коробки.
Микроточки, как следует из названия, представляют собой крошечные точки на пластине, обычно около четверти миллиметра в поперечнике на этикетках и гибкой упаковке, но диаметром 1 мм на гофрированной. Поскольку они настолько малы, их не обязательно размещать в отходах, поскольку их нелегко заметить.
На большинстве монтажных машин точки или кресты на пластинах выстраиваются в линию с помощью увеличительных камер: чем больше увеличение, тем выше точность.
Приводные кресты чаще встречаются в печати на этикетках и гофрокартоне, где отходы и скрытые складки являются нормой, а микроточки распространены в гибкой упаковке, где отходы сведены к минимуму и на упаковке не должно быть ненужных отметок (например, для мясной, молочной продукции и гигиенической продукции).
Расположение регистрационных знаков, будь то кресты или микроточки, имеет решающее значение для успешного монтажа пластины. Если они неверны, монтаж может быть сложным, трудоемким и неточным, поэтому их необходимо тщательно планировать. Знаки должны быть расположены симметрично
Всегда располагайте пару в середине пластины на одной линии с осью рукава. Также рекомендуется иметь еще две пары, по одной на каждом конце, чтобы простое вращение и проверка под камерами подтверждали, что пластина не перекрутилась, когда ее положили/приклеили.
Монтаж регистрационного знака
Наиболее распространенной формой монтажа является монтаж с регистрационным знаком, также известный как видеомонтаж. При запуске печати регистрационные знаки должны печататься друг над другом, указывая на то, что пластины выровнены правильно. Регистрационные знаки на пластине выстраиваются с помощью увеличительных камер.
Для точного выравнивания пластин требуется монтажная система с использованием видеокамер. Каждая печатная гильза поочередно переносится в монтажную систему.
Каждая втулка фиксируется в монтажном приспособлении с помощью зажимной системы, а затем на втулку наклеивается монтажная лента.
Видеокамеры с высоким увеличением (расположенные на прецизионно обработанной балке камеры) перемещаются в требуемое положение для установки пластины, точное измерение этой настройки имеет решающее значение. Затем пластина приклеивается к рукаву с помощью монтажной ленты (см. пункт 5), и весь блок извлекается из монтажной машины.
Загружается следующая гильза, и пластина устанавливается в положение, позиционируя регистрационные метки на пластине на основе ранее зафиксированных положений камеры. Это гарантирует, что каждая пластина устанавливается в одном и том же положении, и, таким образом, отпечаток находится в приводке.
Тот же принцип применяется для нескольких пластин по всему рукаву, поэтому используются либо две камеры на пластину, либо две камеры, которые перемещаются в правильное положение с помощью серводвигателей и программного обеспечения для настройки камеры. Шаг пластин вокруг рукава для минимизации риска отскока выполняется либо механически с помощью индексного диска, либо с помощью шаговых двигателей для привода и фиксации в нужном положении.
Каждая пластина крепится на двухстороннюю клейкую ленту - существует множество типов монтажной ленты, и важно использовать правильную толщину и твердость. Тип клея также должен соответствовать вашему процессу монтажа (см. Характеристики ленты)
Лента накладывается на рукав, при этом ее следует аккуратно накладывать, не оставляя под ней воздуха (она должна быть плоской по отношению к рукаву). Небольшая полоска подложки ленты удаляется, чтобы оставить клей открытым.
Пластина аккуратно размещается на ленте, обычно вручную, так, чтобы регистрационные метки были видны непосредственно под камерами.
Камеры обеспечивают увеличенное визуальное отображение, показывающее, правильно ли расположены регистрационные знаки на одной линии с перекрестьем. При необходимости положение пластины корректируется.
После точного выравнивания пластины ее прижимают к полоске открытой монтажной ленты. Оставшуюся часть подложки ленты затем удаляют или перемещают опорный стол пластины, чтобы можно было положить оставшуюся часть пластины на рукав. Это делается с каждым рукавом по очереди, чтобы все пластины были правильно зарегистрированы.
Оборудование для монтажа флексоформ включает множество опций для повышения эффективности. К ним относятся столы для укладки формы, упрощающие маневрирование формы в нужном положении, прижимные ролики для устранения включений пузырьков воздуха, опции нанесения ленты, опции резки формы и ленты и подвижные камеры, заменяющие системы крепления нескольких камер. [5]
В последние годы возросшие требования к качеству со стороны заказчиков, сокращение сроков и увеличение частоты выполнения заказов привели к увеличению относительной стоимости отдела допечатной подготовки. [5]
Чтобы противостоять этому, автоматический монтаж обеспечивает монтаж пластин в 10 раз быстрее, чем традиционный монтаж пластин, отсутствие зависимости от оператора и максимально возможную точность и последовательность до 5 микрон (0,0002 дюйма) на пластину. [5]
3. Печать
Флексографическая печать выполняется путем создания позитивного зеркального мастера требуемого изображения в виде 3D- рельефа на резиновом или полимерном материале. Флексографические пластины могут быть созданы с помощью аналоговых и цифровых процессов изготовления пластин. Области изображения приподняты над областями без изображения на резиновой или полимерной пластине. Чернила переносятся с валика с краской, который частично погружен в чернильный резервуар. Затем они переносятся на анилоксовый или керамический валик (или измерительный валик), текстура которого удерживает определенное количество краски, поскольку он покрыт тысячами маленьких лунок или чашек, которые позволяют ему дозировать краску на печатную пластину равномерной толщиной и быстро (количество ячеек на линейный дюйм может варьироваться в зависимости от типа задания на печать и требуемого качества). [6] Чтобы избежать получения конечного продукта с размазанным или комковатым видом, необходимо убедиться, что количество краски на печатной пластине не является чрезмерным. Это достигается с помощью скребка, называемого ракельным лезвием . Ракель удаляет излишки краски с анилоксового валика перед нанесением краски на печатную форму. Наконец, подложка зажимается между формой и печатным цилиндром для переноса изображения. [7] Затем лист подается через сушилку, которая позволяет краскам высохнуть до того, как к поверхности снова прикоснутся. Если используются УФ-отверждаемые чернила, лист не нужно сушить, но вместо этого чернила отверждаются УФ-лучами.
1. Фонтанный валик
Фонтанный валик переносит краску, находящуюся в красочном поддоне, на второй валик, анилоксовый валик. В современной флексографской печати анилоксовый валик называют типом метра или дозирующего валика.
2. Анилоксовый валик
Анилоксовый валик — уникальная характеристика флексографии. Анилоксовый валик переносит равномерную толщину краски на гибкую печатную форму. Анилоксовый валик имеет мелко выгравированные ячейки с определенной емкостью краски, видимой под микроскопом. Эти валики отвечают за перенос краски на гибкие печатные формы, установленные на формных цилиндрах.
3. Ракель (опционально) Ракель
(опционально) Ракель очищает анилоксовый валик, чтобы гарантировать, что краска, которая будет доставлена на гибкую печатную форму, будет только той, которая содержится в гравированных ячейках. Ракельные лезвия в основном изготавливались из стали, но современные ракельные лезвия теперь изготавливаются из полимерных материалов с несколькими различными типами скошенных краев.
4. Формный цилиндр
Формный цилиндр удерживает печатную форму, которая сделана из мягкого гибкого резиноподобного материала. Лента, магниты, натяжные ремни и/или храповики удерживают печатную форму на формном цилиндре.
5. Печатный цилиндр
Печатный цилиндр оказывает давление на формный цилиндр, где изображение переносится на принимающую изображение подложку. Этот печатный цилиндр или «печатная наковальня» необходим для оказания давления на формный цилиндр.
Характер и требования процесса печати и применения печатной продукции определяют основные свойства, требуемые от флексографских красок . Измерение физических свойств красок и понимание того, как на них влияет выбор ингредиентов, является большой частью технологии чернил. Состав чернил требует детального знания физических и химических свойств сырья, входящего в состав чернил, и того, как эти ингредиенты влияют друг на друга или реагируют друг с другом, а также с окружающей средой. Флексографские печатные краски в первую очередь разрабатываются таким образом, чтобы оставаться совместимыми с широким спектром субстратов, используемых в процессе. Каждый компонент рецептуры по отдельности выполняет особую функцию, а пропорция и состав будут варьироваться в зависимости от субстрата.
Существует пять типов красок, которые можно использовать во флексографии: [8]
Флексографские краски на водной основе с размером частиц менее 5 мкм могут вызвать проблемы при очистке переработанной бумаги от краски.
Чернила контролируются в процессе флексографической печати системой чернил. Система чернил содержит насос для чернил, анилоксовый валик и либо систему фонтанного вала, либо систему ракельного лезвия . Система фонтанного вала или двухвалковая система имеет один валик, вращающийся в поддоне для чернил, прижатый к анилоксовому валику, для переноса слоя чернил, который затем наносится на печатную форму. Эту систему лучше всего использовать для печати низкого качества, такой как сплошные покрытия и печатные надписи, из-за ее неспособности производить чистое стирание анилоксового вала. Система ракельного лезвия может быть либо открытой системой с одним лезвием, либо закрытой системой с двумя лезвиями. Система с одним лезвием использует открытую поддон для чернил с валиком, который затем срезается одним ракельным лезвием для создания равномерного слоя чернил для распределения. Оставшаяся краска, срезанная с анилоксового вала, будет собираться в поддоне для чернил, чтобы затем закачиваться обратно в систему. Цилиндрическая пластина, анилокс и ракельный нож независимо управляются гидравлическими, напорными и/или пневматическими системами. Эту систему лучше всего использовать для печати низкого и среднего качества — обычно это печать на гофрированных коробках. Система с двумя лезвиями — это закрытая система, которая имеет одно ракельное лезвие для очистки краски и одно удерживающее лезвие, которое удерживает краску в камере и позволяет краске из анилоксового валика возвращаться обратно. Системы с двумя лезвиями требуют 2 торцевых уплотнений и достаточного давления в камере для поддержания герметичного уплотнения между красочной камерой и анилоксовым валиком. Эту систему лучше всего использовать для высококачественных сложных дизайнов печати, таких как те, что используются в этикеточной промышленности.
Флексография имеет преимущество перед литографией в том, что она может использовать более широкий спектр чернил, на водной основе, а не на масляной основе, и хорошо подходит для печати на различных материалах, таких как пластик, фольга, ацетатная пленка, оберточная бумага и другие материалы, используемые в упаковке. Типичные продукты, напечатанные с помощью флексографии, включают коричневые гофрированные коробки, гибкую упаковку, включая розничные и хозяйственные сумки, пищевые и гигиенические пакеты и мешки, картонные коробки для молока и напитков, гибкие пластики, самоклеящиеся этикетки, одноразовые стаканчики и контейнеры, конверты и обои. В последние годы также наблюдается переход к ламинатам, где два или более материалов соединяются вместе для получения нового материала со свойствами, отличными от любого из оригиналов. Ряд газет теперь избегают более распространенного процесса офсетной литографии в пользу флексографии. Флексографические краски, такие как те, которые используются в глубокой печати , и в отличие от тех, которые используются в литографии, обычно имеют низкую вязкость . Это обеспечивает более быстрое высыхание и, как следствие, более быстрое производство, что приводит к снижению затрат.
Скорость печати до 750 метров в минуту (2000 футов в минуту) теперь достижима с помощью современных высококлассных принтеров. Флексопечать широко используется в перерабатывающей промышленности для печати на пластиковых материалах для упаковки и других конечных целей. Для максимальной эффективности флексографские прессы производят большие рулоны материала, которые затем разрезаются до конечного размера на продольно-резательных машинах.