Технологія виготовлення флексографічних друкарських форм на основі твердих композицій
Курсова
робота на тему: Технологія виготовлення
флексографічних друкарських
форм на основі твердих композицій.
У
курсовій роботі розповідається про
технологію виготовлення
флексографічних форм
на основі твердих композицій.
З
М І С Т
1.Історія виникнення флексографічного
друку.........................
2.
Класифікація форм та
3. Виготовлення
друкарських форм..........................
4. Технологічний процес виготовлення фотополімерних
ФДФ на основі твердих ФПК...........................
5. Цифрова технологія виготовлення друкарських
форм..........................
6. Системи СtР в
флексографічного друку.........................
7. Список використаної
літератури....................
Історія
Уперше термін «флексографія» було введено в 1952 р. Комітетом з флексографічного друку при Інституті упаковки (США). Флексографія (від лат. flexus – зігнутий і грецьк. grapho - малюю, пишу) це різновид високого друку з використанням гумових або фотополімерних еластичних друкарських форм (ДФ) і швидковисихаючих малов’язких фарб. Як і у високому друці, у флексографії друкуючі елементи розміщуються вище від пробільних елементів форми. До 1952 р. цей спосіб друку називали аніліновим.
Деякі історики вважають, що анілінова друкарська машина була створена в Англії в 1890 р. У цій машині кілька формних циліндрів (ФЦ) розміщувались навколо одного друкарського . Друкували водяними фарбами, барвники яких розмивалися водою.
Але
більшість істориків
Оскільки
спочатку в цьому спеціальному виді
друку використовувалися
Перша
світова війна тимчасово
У
ті часи аніліновий друк використовували
для друкування на мішках з крафт-паперу,
а також для нанесення
Склад анілінових друкарських фарб поліпшувався дуже повільно. Технологія їх виготовлення в той час була емпіричною за своєю природою.
Перші фарби на барвниках задовільної якості було розроблено в США у 1927 р. Це були рідкі концентрати, які виготовляли з основних (триметилметанових) барвників, розчинених у целюзольві та хімічно закріплених , щоб запобігти розмиванню їх водою.
Використання целофану як пакувального матеріалу в 1930 р. відкрило нові можливості перед аніліновим друком, оскільки ні високий, ні офсетний способи друку не давали задовільних результатів при друкуванні на прозорій плівці, що не всмоктувала фарбу.
Удосконалювалася рецептура фарби. Були розроблені фарби на основі титанових білил, пізніше з’явилися пігментовані фарби – жовта й оранжева; в 1934 р. – металеві бронзова та срібна, а потім – пігментовані фарби червоного, зеленого, синього й чорного кольорів.
Одночасно з друком на целофані почалося друкування на пергаменті, під пергаменті та алюмінієвій фользі. Винайдення в 1935 р. фотоелектричного стежного пристрою для суміщення та забезпечення змінної швидкості друкування сприяло застосуванню анілінового друку з рулону на рулон, що в поєднанні з відповідними сушильними пристроями дало змогу значно підвищити швидкість друку. Друкування з рулону на рулон розширило діапазон використання анілінового друку. Крім гнучких пакувальних матеріалів, флексографію почали застосовувати для друкування ділових паперів, використовувати в процесі виготовлення копіювального та туалетного паперів тощо.
У 50-ті роки з’явилося багато нових плівкових матеріалів, у тому числі поліетилен. Але при друкуванні на ньому й інших плівках, що піддаються розтягуванню та усадці, виникло багато проблем, вирішення яких сприяло дальшому вдосконаленню флексографії, як тепер почали називати аніліновий друк. Було модернізовано друкарське обладнання – вдосконалено механізм регулювання натягу полотна при розмотуванні та намотуванні, систему бічного суміщення, сушильні установки.
У 1955 р. було розроблено поліамідні фарби, розчинником яких є суміш спирту з вуглеводнем, що дало змогу виготовляти більш блискучі фарбові покриття з кращою адгезією їх до різних еластичних синтетичних плівок.
Загальноприйнятий сьогодні термін «флексографія» був вперше запропонований 21 жовтня 1952 р. в США на 14-ій Національній конференції з пакувальних матеріалів. При цьому виходили з того, що в цьому способі зовсім не обов'язково повинні застосовуватися анілінові фарбники.
У Європі новий термін у формі Flexodruck був вперше використаний у вересні 1966 р. в Німеччині. Надалі він набув поширення у Франції («flexographie» або «impression flexographique») і в інших країнах. Точну дату винаходу флексографії назвати неможливо. Відомо, що ще в середині XIX сторіччя анілінові фарбники використовувалися при друкуванні шпалер. Анілін С6н5пн2 — це дуже отруйна безбарвна малорозчинна у воді рідина. Анілін був вперше синтезований в 1842 р. Миколою Миколайовичем Зініним (1812—1880). На базі цього відкриття виникає і бурхливо розвивається в останній чверті XIX- початку XX ст. аніліно-фарбова промисловість. Анілінові фарбники використовувалися головним чином в текстильній промисловості. Споживання таких фарбників складало в 1913 р. 11,9 тис. т. Виробництво їх було зосереджено переважно в Росії, де в тому ж 1913 р. було проведено близько 8,5 тис. т. З часом поняття «Анілінові фарбники» було поширене на органічні синтетичні фарбники взагалі. Але в даний час це поняття вважається застарілим.
Іншою важливою технічною передумовою для появи флексографії з'явився винахід гумових еластичних форм. Належить воно американцеві Джону Л. Кінгслі, який 18 січня 1853 р. отримав патент на «Удосконалення складових для виготовлення стереотипних форм». Суміші ці були призначені для виготовлення гумових штемпелів.
У
70 - 80-х роках флексографія вдосконалюється
швидкими темпами і завдяки своїй
економічності та високій якості
стає небезпечним конкурентом іншим
способам друку.
Переваги
Флексографія
обєднує в собі переваги високого
і офсетного друку і, разом
з тим, позбавлена недоліків цих
способів. Саме це і сприяло розширенню
сфер використання флексографії. Спочатку
метод використовувався для друкування
паперових і поліетиленових пакетів
і інших пакувальних
Приблизно з 1945 р. флексографічний друк використовується для друкування шпалер, рекламних матеріалів, шкільних зошитів, конторських книг, формулярів і іншої канцелярської документації.
Сучасна
флексографія – це універсальний
спосіб друку з використанням
рельєфних форм і мало липких швидковисихаючих
фарб, що дає змогу друкувати на
високих швидкостях без використання
проти забруднювальних
Такі
переваги еластичної ФДФ перед іншими
дають змогу задрукувати
Згадані переваги флексографії зумовили її швидкий розвиток, причому першим поштовхом до цього був винахід у США кастрованого анілоксового валика (АВ), що значно поліпшило якість перенесення фарби з фарбового апарата на ФДФ.
Оскільки
розвиток флексографії визначається прогресом
у галузі машинобудування, виробництва
формних пластин і безстикових
циліндрів, фарб і вдосконалення
репродукційних процесів, очевидно, що
для якісного стрибка вітчизняної
флексографії потрібні практичні напрацювання
в усіх цих напрямах.
КЛАСИФІКАЦІЯ
ФОРМ ТА ДРУКАРСЬКИХ
ПРОЦЕСІВ
Загальноприйнятої класифікації способів
друку не існує. Найбільш широко розповсюджена
класифікація їх по принципу просторового
розташування на формі друкуючих та пробільних
елементів. Саме з цієї точки зору характеризується
високий, плоский, глибокий і їх різновиди.
Рельефна пружно еластична форма, виготовлена з гумових (каучукових) або фотополімеризаційноздатних композицій (ФДФ) і призначена для друкування малов’’язкими швидковисихаючими фарбами на всмоктувальних або не всмоктувальних поверхнях. Її твердість лежить у межах 40…70 од. за Шором.
На сьогодні відомо багато різноманітних еластичних рельєфних форм, які різнять конструкцією, способом виготовлення та застосованими матеріалами. Способи виготовлення ФДФ умовно можна поділити на такі:
пресований, за яким ДФ пресують за допомогою вулканізації гуми в прес-формі під тиском;
відливний, за яким рідку полімерну композицію заливають у прес-форму під тиском, а потім вона твердне під дією підвищеної температури;
фотополімеризаційний, за яким на рідку або тверду фотополімеризаційноздатну композицію (ФПК) вибірково діють ультрафіолетовим випромінюванням (УФВ) з наступним вимиванням рельєфу;
гравірувальний, за яким рельєфні ДФ гравірують різальним інструментом або лазером.
Найбільш поширені в світі останні два способи; на деяких підприємствах України ще використовують пресований спосіб виготовлення ФДФ.
Основними матеріалами для виготовлення ФДФ є гума та полімерні матеріали. Віднедавна створено нові багатошарові фотополімеризаційноздатні пластини (ФПП) різної товщини: «Cyrel» фірми «Du Pont» (США), «Nyloflex» фірми BASF (Німеччина) та ін.. Форми мають високі фарбо передавальні властивості та стійкість до дії денного світла й озону. На них можна друкувати, використовувати як спиртові, водяні та гліколеві фарби, так і фарби на основі суміші розчинників.
В УНДІСВД, УАД, УНДІПП ім. Т. Шевченка та деяких підприємствах України виконуються роботи, пов’язані з використанням вітчизняних фото полімерних ФДФ на основі рідких ФПК, так і ФПП, а також комплексу відповідного операційного обладнання. Останнє проектують і випускають в Одесі, Львові та Києві. В Одеському СКБ «Поліграфмаш» розроблено лінію, призначену для виготовлення фото полімерних ФДФ «Флексофот», «Фоток», «Гідрофот-3».
Вітчизняні тверді ФПП
В
Україні перші дослідження
- Пластини «Флексофот» на основі ізопрен (дивініл) – стирольного термоеластопласту, що мають такі показники: роздільна здатність – до 54 ліній/см; твердість – 45…65 од. за Шором; загальна товщина – 2,8…3 мм;точність за товщиною ± 0,25мм. ФДФ на основі цих пластин застосовуються на ряді підприємств для друкування флексографічним способом пакувальної продукції на поліетилені, целофані й обгортковому папері фарбами серії ФУШЛ (Україна) і «Хартман» (Німеччина). Пластини «Флексофот» виготовляються серійно (до 3000 м.кв. щорічно)згідно з ТУ 6-17-1459-89, розробленими в УАД, ВАТ «Свема» (м. Шостка).
- ФПМ «Гідрофлекс» на основі полівінілового спирту та поліуретанацеталю, що має такі характеристики: роздільна здатність – 50 ліній/см; твердість 60…65 од.за Шором; товщина – 1…3 мм. Через відсутність промислового випуску вихідної сировини цей матеріал не знайшов практичного застосування на поліграфічних підприємствах України
Поряд із значними досягненнями у створенні фото полімерних ФДФ, технології їх виготовлення та застосування до останнього часу існує чимало проблемних питань, вирішення яких стимулюватиме подальший розвиток ФД і розміщення сфер його використання. До них, зокрема, належать:
створення екологічно чистих ФПМ і технологій їх переробки та застосування;
зменшення енергоємності та матеріаломісткості процесів виготовлення формних матеріалів завдяки скороченню технологічних операцій та їх тривалості;
подальша
спеціалізація у
В УАД протягом останніх років розроблено, досліджено і виготовлено два типи нових фото полімерних ФДФ: водорозчинний «Аквафлекс», побудований на основі карбамінованого полівінілового спирту;
органовимивний
«Омега» з використанням
Основа
матеріалів для виготовлення водо вимивних
фото полімерних ФДФ «Аквафлекс» - карбамінований
полівініловий спирт. Фотополімерні
ДФ із ФПК на основі цього спирту
характеризуються необхідними значеннями
репродукційно-графічних
Фотополімерні ФДФ «Омега», побудовані на основі дієнстирольних термоеластопластів, відзначаються підвищеною світлочутливістю, добрими репродукційно-графічними характеристиками, а також можливістю регулювати твердість в широких межах.
Проведені
в УАД дослідження
Зарубіжні тверді ФПП
Ринок
ФПМ розвинутих країн багатий
за асортиментом і характеризується
високою якістю продукції. Лідером
виробництва твердих ФПМ є
фірма «Du Pont de Nemour» (пластини «Cyrel»),
частка якої на світовому випуску ФПМ
становить до 60%. Основні тенденції розвитку
твердих ФПМ - створення пластин для
високоякісного багато фарбового друку
з розподільною здатністю не менш як
60 ліній/см, а також розробка пластин великого
формату завдовжки до 1,14 мм (CYREL CPB, PLB та
UVB).
Сучасні пластини CYREL PLC I HOS мають збільшений діапазон експозиції та підвищену роздільну здатність, що звільняє від потреби маскування при копіюванні на форму штрихових растрових зображень одночасно. Фотополімерні пластини CYREL DRS призначені спеціально для друкування на гофрокартоні та низко-якісних сортах паперу. Їх товщина 3,94…6,5 мм при глибині рельєфу 3…3,5 мм забезпечує ефективні деформаційні властивості та компенсує нерівномірність 3М. Форми з цих пластин витримують тиражі понад 250 тис. відбитків.
Усі сучасні фото полімерні форми CYREL призначені для друкування фарбами на основі спиртових, гліколевих та водяних розчинників, а також фарбами з мінімальною кількістю активних розчинників.
На початку 90-х років створено пластину нового покоління NYLOFLEXE ME, стійку до ефірних фарб і призначених для друкування на поліетилені, поліпропилені та інших поверхнях, які не вбирають розчинників. Вона вимивається фірмовими розчинами для оброблення типу «Nylosolv».
Подальший
прогрес у сфері науково-
«Du Pont de Nemour» - створення лазерної технології та матеріалів для безпосереднього запису інформації з комп’ютера на ДФ DPS, а також широкої гами фото полімерних ФДФ, у тому числі водо вимивних ;
«Flex – light – Polyfibron» - розробка високоякісних і технологічно вдосконалених ФПМ;
«Tokyo Ohka Kodyo» - впровадження водо-лугорозчинних ФДФ для різних технологічних систем ДФ;
BASF
– розробка водо вимивних м’якоеластичних
ФДФ для друкування на гофратарі.
Гумові ФДФ виготовляють з каучукових композицій на основі натурального каучуку, нітрил- та етиленпропіленкаучуку. В Україні випускаються два типи еластомірнихкомпозицій серій Ф і 3909.
Залежно від конструкції розрізняють такі гумові ФДФ: пластинчасті одношарові, з одного матеріалу; багатошарові, що мають пружно- еластичні властивості; циліндричні - у вигляді порожнистих змінних циліндрів з пружно-еластичним покриттям або валів. Форми у вигляді пластин виготовляють способом пресування з використанням оригінальних форм високого друку, а у вигляді валів – електронно-механічним або лазерним гравіруванням.
Технологічний процес
виготовлення пластинчастих гумових
ФДФ складається з трьох
Технологія гравірування
дає змогу виготовити безстикову
(безшовну) форму з гумовим верхнім
шаром. Нову лазерну технологію виготовлення
ФДФ упровадила фірма «Baaselscheel Lasergraphics
GmbH». Серія гравірувальних автоматів
«Grapholos Compact» призначена для здобуття ФДФ
форматом від 30 х 60 до 60 х 90 см. Тепер лазерні
гравірувальні автомати для виготовлення
ФДФ випускає і ряд інших фірм.
Пластмасові матриці виготовляють з пресувальної фенольної маси та волокнистого матеріалу (матричного картону) з кліше і набірних (складальних) оригінальних форм.
Виготовлення пластмасових матриць способом пресування складається з таких операцій: приймання кліше та металевих складальних форм до матрицювання; пресування матриць; зняття та оброблення їх. При цьому використовуються прес-форми відкритого або напівзакритого типу.
Матриці з пресувальної фенольної маси виготовляють з кліше, а матриці з пластмасового матричного матеріалу – з набірних форм і кліше.
Виготовлення матриць у прес-формі відкритого типу .
На висувну
нижню плиту матричного преса
кладуть металевий лист за розмірами
плити та матричну рамку, в якій розміщують
кліше, доводячи його товщину за допомогою
металевих пластин до товщини
гумової ФДФ. Наприклад, якщо товщина
кліше 1,75 мм, то для виготовлення форми
товщиною 3 мм під кліше підкладають
листи цинку, алюмінію або сталі
загальною товщиною 1,25 мм. Розміри
металевих пластин мають
hо = hр + hл + hв ,
де hр , hл – відповідно товщина матричної рамки та металевого листа, мм; hв - висота щілини для ви пресування зайвої пресувальної маси (hв = 0,2…0,55 мм). Підготовлену прес-форму закладають у прес, його нижню плиту піднімають до стику поверхні прес-форми з верхньою плитою і все це нагрівають без тиску протягом 1,6…3 хв. Температура обох плит преса має дорівнювати (160 ± 5) °С. Після нагрівання прес-форми здійснюють два-три підпресування її, створюючи тиск (4 ± 0,5) МПа, щоб видалити гази, які утворюють під час нагрівання пресувальної маси. Потім, користуючись годинником, установлюють тривалість витримки під тиском (тривалість пресування), знову підвищують тиск до потрібного значення і пресують матрицю. Для матриць завтовшки 5…6 мм тривалість пресування становить15…20 хв, для товстіших матриць – 40 хв. У початковий момент пресування тиск помітно зменшується через високу плинність розігрітої пресувальної фенольної маси, тому під час пресування протягом 3…5 хв його необхідно підтримувати на рівні оптимального за допомогою механізму підняття нижньої плити преса.
Виготовлення матриць у прес-формі напівзакритого типу. Застосування прес-форму напівзакритого типу дає змогу виготовити матриці з меншим відхиленням за товщиною завдяки рівномірному розподілу тиску по всій площі запресування. Кліше разом з металевими пластинами встановлюють на основу прес-форми, зверху насипають пресувальну фенольну масу,розрівнюють її за допомогою лінійки, а зайву масу видаляють. На пресувальну масу накладають пуансон і вкладають прес-форму в прес. Температура обох плит преса має дорівнювати (160 ± 5) °С. Піднімають нижню плиту преса до стику поверхні прес-форми з верхньою його плитою і все це нагрівають без тиску протягом 1,5…3 хв. Після нагрівання прес-форми здійснюють два-три підпресування її, створюючи тиск (4 ± 0,5) МПа для відведення газів, що утворюються під час нагрівання пресувальної маси. Потім, користуючись годинником, установлюють тривалість пресування, знову підвищують тиск до вказаного значення і пресують. Якщо товщина матриці дорівнює 5…6 мм, то тривалість пресування становить 15…20 хв, а якщо ця товщина більша, то – 4- хв..
Виготовлення матриць з кліше. Перед пресуванням, щоб зменшити усадку, вирівняти й ущільнити покривний лицьовий шар, матричний матеріал піддають підпресовуванню та термообробці згідно з технологічними інструкціями. На нижню плиту преса кладуть металевий лист, а на нього кліше разом із підкладками, зверху розміщують два-три листи матричного матеріалу (перший з них – покривним шаром донизу, другий і третій – без покривного шару). Накривають матричний матеріал металевим листом, по краях нижньої плити встановлюють обмежувачі і тільки після цього вкладають прес-форму в прес. Температура плит для пресування матриць з матричного матеріалу марки МПМ-1 має дорівнювати (145 ± 3) °С, марки МПМ-2 – (135 ±5) °С. Піднімають нижню плиту преса до стику прес-форми з верхньою його плитою і все це нагрівають без тиску протягом 1…3 хв. Після нагрівання прес-форми здійснюють два підпресування її, створюючи тиск (1,5 ± 0,5) МПа. Потім, користуючись годинником,установлюють тривалість пресування, підвищують тиск до (4 ± 1)МПа і пресують. Тривалість витримки під тиском матричного матеріалу марки МПМ-1 становить 2…3 хв, марки МПМ-2 – 15…20 хв.
Виготовлення матриць з набірних форм. Набірну форму кладуть на нижню висувну плиту преса. Розрізають на цинкорубці пластмасовий матричний матеріал за форматом. Три листи цього матеріалу встановлюють на набірну форму (перший - покривним шаром до низу, інші – наверх). На раму для закріплювання набору поміщають металеві пластини так, щоб загальна висота рами з пластинами дорівнювала (28 + h) мм, де h – товщина металевого листа , яким накривають матричний матеріал. Після цього раму вкладають у прес і нагрівають без тиску протягом 5 хв. Температура нагрівання верхньої плити має становити (120 ± 3) °С, а нижньої – (115 ± 3) °С. Матриці пресують без підпресовування під тиском (1,3 ± 0,3) МПа. Тривалість пресування матричного матеріалу марки МПМ-1 дорівнює 20…25 хв,марки МПМ-2 – 10…15 хв. Після 5 хв пресування тиск необхідно зменшити на 50%.
Виготовлення гумових ФДФ. Виготовляють на гідравлічних пресах з підігріванням верхньої та нижньої плит. Матриці, виготовлені з пресувальної фенольної маси та пластмасового матричного матеріалу, використовують під час пресування ФДФ. Технологічний процес виготовлення гумових ФДФ способом пресування складається з приймання та підготовки матеріалів, пресування та оброблення ДФ за товщиною.
Пресування гумових ФДФ. Верхню плиту преса нагрівають до температури (160 ± 5) °С, нижню – до температури (150 ± 5) °С. На робочий стіл преса кладуть матрицю, а на неї – підготовлену навісну не вулканізовану гуму, потім – лист целофану або склотканини і металевий лист. Прес-форму розміщують під верхньою плитою преса. Металевий лист має бути однакової товщини по всій його площині, краї листа повинні бути однаковими і не мати пошкоджень. Манометром установлюють тиск (2 ± 0,5) МПа. Нижню плиту преса піднімають до стику поверхні металевого листа з верхньою плитою; ДФ підігрівають без тиску протягом 0,5…2 хв, здійснюють два-чотири підпресовування її, після чого підвищують тиск до потрібного значення і вулканізують суміш протягом 8…12 хв. Температура нагрівання верхньої плити має дорівнювати (160 ± 5) °С, а нижньої – (150 ± 5) °С. Після закінчення пресування тиск знімають, висовують нижню плиту преса, ДФ відокремлюють від матриці. Вимірюють товщину гумової ФДФ. Якщо відхилення ФДФ за товщиною перевищує допуск, то матрицю коригують і знову пресують ДФ. Потім обрізають її краї, залишаючи поля завширшки 10…15 мм, що необхідно для закріплення ФДФ на ротаційному шліфувальному верстаті.