Флексографічний спосіб друку

Флексографія - це різновид високого друку, що використовує еластичні (гнучкі) друкарські форми і низьков’язкую фарбу. Класичне визначення друку: “методика випуклого ротаційного друку, в якому використовуються еластичні форми, змонтовані на валах, і швидковисихаючі фарби”.

У кінці XX ст. в поліграфії сталися чималі зміни в усіх способах друку, особливо в офсетному та флексографічному. Сьогодні офсетний плоский друк посідає перше місце з випуску друкованої продукції, а флексографія - друге. В розвинутих країнах флексографію широко використовують не тільки для художньо-поліграфічного оформлення гнучкої упаковки, гофрокартону, пластмасових сумок, паперових мішків, етикеток, а й для випуску видавничої продукції.

В Україні за останнє десятиріччя флексографію використовують у поліграфічній та інших галузях промисловості як найекономічнішу технологію в процесі виробництва тари й упаковки.

Дослідження технології, обладнання та матеріалів, проведені в Українському науково-дослідному інституті поліграфічної промисловості імені Т. Шевченка ( УНДІПП ім. Т. Шевченка ), Українській академії друкарства ( УАД, обидва - м.Львів ) та у ряді інших організацій, надали флексографії в нашій країні друге народження.

Уперше термін “флексографія” було введено в 1952 р. Комітетом з флексографічного друку при Інституті упаковки (США).

Флексографія ( від лат.flexus - зігнутий і грецьк. qrapho- 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 називали аніліновим.

У 70-80-х роках флексографія вдосконалюється швидкими темпами і завдяки своїй економічності та високій якості стає небезпечним конкурентом іншим способам друку.

Сучасна флексографія - це універссальний спосіб друку з використанням рельєфних форм і малов’язких швидковисихаючих фарб, що дає змогу друкувати на високих швидкостях. Якщо друкування здійснюється з еластичної флексографічної друкарської форми (ФДФ), то остання не тільки переносить фарбу на матеріал, а й працює як декель. Ця властивість забезпечує друкування без приправки. До того ж у зоні друкарського контакту створюється (порівнянно з класичними способами друку) низький тиск, що в свою чергу, підвищує тиражостійкість форм, спрощує друкарське обладнання, зменшує його металомісткість та енергоємність.

Такі переваги еластичної ФДФ перед іншими дають змогу задруковувати практично будь-які матеріали, в тому числі й ті, що легко деформуються (полімерні плівки). Для друку малов’язкими швидковисихаючими фарбами можна використовувати порівняно прості конструкції фарбових апаратів.

Згадані переваги флексографії зумовили її швидкий розвиток, причому першим поштовхом до цього був винахід у США растрованого анілоксового валика (АВ), що значно поліпшило якість перенесення фарби з фарбового апарата на ФДФ.

В процесі друку форма піддається депресуючому впливу в’яжучих фарб, полярних і неполярних розчинників, озону та інших факторів. Ці обставини висувають відповідні вимоги до властивостей друкуючих форм і проведення конкретного друкуючого процесу.

Результат флексографічного друку, визначений в кінцевому результаті якістю отриманого друкованого зображення, складається з багатьох компонентів, починаючи з оригіналу і закінчуючи обробкою готової продукції.

Наступний етап розвитку флексографії пов’язаний з появою полімерних плівок, які почали широко застосовуватися як пакувальний матеріал.

На початку 70-х років флексографія набирає високих темпів розвитку в зв’язку з появою фотополімерних ФДФ, які дали змогу здійснити якісний стрибок, наблизивши флексографію до класичних способів друку. Питома вага флексографії на європейському ринку друкарської продукції також зросла. Так, якщо в 1986 р. друк флексографічним способом становив 18%, то в 1995 р. – 30% усього обсягу друку.

В Україні флексографію нині використовують переважно для випуску етикетно- пакувальної продукції на папері, целофані, поліетилені. Роботи щодо створення формного та друкарського обладнання для флексографії ведуться в УНДІПП ім. Т.Шевченка, УАД, УНДІСВД, Одеському СКБ “Поліграфмаш”. Виконано ряд науково-дослідних робіт стосовно вивчення можливостей використання вітчизняних фотополімерних ФДФ для друкування книжок кишенькового формату, газет, рулонних палітурних матеріалів, шпалер, маркування консервної тари тощо. Ці дослідження дають змогу розширити сферу використання флексографії в різних галузях народного господарства України.

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 напрямах.

Флексографська друкарська форма – це одно-, двох- чи багатошарова упругоеластична форма високого друку, виготовлена із еластомерів (наприклад, гумових чи фотополімерних). Завдяки еластичності друкарських форм можна друкувати при невеликому тиску практично без приправки на різних матеріалах: папері, самоклеючих матеріалах, металевій фользі, целофані, поліетилені та інших синтетичних плівкових полімерних матеріалах будь-якого типу і товщини (сучасні виробники використовують спеціальні засоби для друку на ультратонких, чуттєвих до нагрівання плівках, як, наприклад унікальна система "холодне дзеркало"). Крім того, можливо друкувати на нестандартних матеріалах із грубою фактурою, таких, як наприклад, тканина. При цьому - незначний тиск забезпечує високу тиражостійкість друкарських форм (до декількох млн. відб.), а малов’язкі фарби дозволяють друкувати одно- і багатофарбову продукцію при високих швидкостях (до 10 м/с). В процесі друку форма піддається депресуючому впливу в’яжучих фарб, полярних і неполярних розчинників, озону та інших факторів. Ці обставини висувають відповідні вимоги до властивостей друкарських форм і проведення конкретного друкарського процесу. Вони повинні мати певні упругоеластичні властивості, стійкість до розчинників, що знаходяться у фарбі, і мінімальну деформацію в процесі друкування. Щодо тенденцій у розробці флексографських формних матеріалів, то тут спостерігається розширення асортименту форм, які вимиваються як органічними розчинниками, зокрема екологічно нешкідливими сумішами, так і водою та водними розчинами, а також створення форм для конкретних сфер застосування, а саме: для задруковування гнучких пакувальних матеріалів, гофрокартону та ін.

Друкують продукцію на рулонних флексографських машинах ротаційного типу, схожих на машини глибокого друку. Залежно від призначення ці машини можна розділити на три групи:

• універсальні для друкування на різних рулонних матеріалах: папері, полімерних плівках, алюмінієвій фользі і ін.; продукція з таких машин виходить в рулонах чи аркушах;

• спеціалізовані, наприклад, газетні і книжково-журнальні з виводом продукції у вигляді зфальцованих газет різного об’єму чи книжково-журнальних зошитів;

• машини, агрегатовані з іншим обладнанням і спеціалізовані на друкуванні якого-небудь одного виду чи невеликої групи продукції.

У даний час одержали широке поширення вузькорулонні флексографські машини, що не вимагають великих вкладень і забезпечують при цьому достатню продуктивність. Вартість такої машини може бути на порядок менше вартості великої флексографської машини, а це означає, що її можуть придбати не тільки великі комбінати, але і середні і навіть малі друкарні. Вузькорулонні машини мають в основному лінійний (секційний) тип побудови. Сучасні технології флексографського друку забезпечують найвищий рівень якості друку, а секційний тип побудови дозволяє формувати конфігурацію, що максимально відповідає побажанням і можливостям конкретного замовника. Крім того, такі машини легко комбінуються в одну лінію з різними оздоблювальними пристроями, що значно спрощує і прискорює технологічний процес. Крім флексографських друкарських секцій на них встановлюються пристрої вирубки/висічки, пристрої для самосклеювання, гарячого тиснення, ламінації, УФ-лакування, ламінування, розрізки на аркуші і поділ на кілька рулонів, секції трафаретного друку і багато іншого. Усе це дає можливість зосередити весь технологічний цикл в одному агрегаті й одержувати на виході готовий виріб, чи це гнучка рулонна упаковка чи розкрій коробки.

Будова фарбового апарату будь-якої друкарської машини пов'язана в першу чергу з властивостями фарби, що використовується. В флексографії використовують рідкі фарби, в'язкість яких близька до в'язкості води. Це дає можливість відмовитися від складної системи з 10-20 розкатних валиків, що використовуються для одержання тонкого фарбового шару в офсетних машинах. Флексографський фарбовий апарат складається усього з 3-х валиків. Гумовий валик, що обертається у фарбовому резервуарі, передає фарбу на сталевий чи керамічний передаточний валик, на поверхні якого є дрібні заглиблення. Такий валик називається растровим чи анілоксовим. Надлишок фарби з його поверхні віддаляється за допомогою ракельного ножа. Після цього дозований шар фарби з анілоксового вала переходить на друкарські елементи форми, встановленої на друкарському циліндрі, а з неї - на матеріал, що задруковується.

Крім відносної простоти будови друкарського апарату, використання рідкої фарби є ще одна перевага, що робить флексографію незамінної у харчовій промисловості. Це можливість використання водорозчинних фарб, необхідних при виготовленні пакування для харчових продуктів.

Випускають великий асортимент флексографських фарб, склад і властивості яких підібрані у відповідності до властивостей задруковуваних матеріалів та подальшого використання продукції. Залежно від складу фарби можуть бути спиртоводні, на основі розчинників та УФ-закріплення. Папір задруковують як звичайно, а полімерні плівки, для кращої адгезії друкарської фарби, додатково обробляють (теплова, електрична чи хімічна обробка).

Флексографський друк за якісними та економічними показниками відбитків наближається до плоского офсетного і глибокого друку. Можна дати, на конкретному прикладі, порівняльну характеристику офсетному та флексографському способам друку.

Порівняння економічних характеристик флексографського та офсетного друку.

Отже, припустимо, що планується випуск багатоколірної поліграфічної продукції, що вимагає додаткової обробки: тиснення фольгою, висічки, ламінації. Допустимо, що не планується друкування високомистецьких робіт з лініатурой більше 200 ліній на дюйм. Залишимо осторонь матеріали, на яких офсетом друкувати принципово неможливо, і оцінимо, наскільки економічно ефективно було би застосування флексографської чи офсетної машини.

Візьмемо офсетну і флексографську машину близької конфігурації, а саме: формат А3 чи близький до нього, 5 фарбових секцій і секцію УФ-лакування. Дооснастимо офсетну машину високошвидкісним автоматичним тигельним пресом і ламінатором. Таким чином, одержимо приблизно рівні (з обліком усього вищесказаного) за своїми можливостями друкарні. Для прикладу з однієї сторони візьмемо одну з найбільш привабливих за ціною і якістю друкарську машину RYOBI 525НХХ і автоматичний тигельний прес KLUGE EDH 13 x 19 (продуктивність даного преса набагато менше, ніж продуктивність друкарської машини). З іншого боку - флексографську машину одного з провідних світових виробників, оснащену пристроєм висічки, гарячого тиснення, розрізки на аркуші і ламінатором і порівняємо їх вартість, продуктивність і інші виробничі характеристики. Результати розрахунків приведені в табл. 1.

Таблиця 1

	Офсетна машина і тигельний прес	Флексографська машина
Максимальний формат	36 х 52	33 х 61
Швидкість друку (від./година)	13 000	21 000 (при форматі 33 х 44)
Продуктивність (кв. метрів у годину)	2 433	3 049
Мінімальна технологічна площа	80 кв. метрів	30 кв. метрів
Обслуговуючий персонал	3-4 чол.	1-2 чол.
Вартість (орієнтовно)	$ 880 000	$ 380 000

Як уже відзначалося вище, тиражостійкість флексографських форм дуже велика, що призводить до здешевлення продукції при великих тиражах. Унікальна властивість флексографського друку - можливість практично довільно змінювати як довжину, так і ширину при друці - дозволяє використовувати форму саме того розміру, що необхідна для друку. Крім того, у деяких випадках це дозволяє ще більше збільшувати продуктивність у порівнянні з офсетною машиною. Так, наприклад, для офсетної машини байдуже, чи має розкрій коробки максимальні розміри чи займає тільки 75% - усе рівно продуктивність машини буде 13 000 коробок в годину, тоді як флексографська машина в цьому випадку буде працювати в півтора раза швидше. У такий спосіб видно, що з економічної точки зору купівля флексографської машини цілком виправдана: необхідні початкові вкладення на закупку повного комплексу набагато менші, а співвідношення ціна/продуктивність робить незрівнянно більш коротким строк окупності при адекватному завантаженні.

Розширення областей застосування

Звичайно, було б неправильним говорити, що флексографська машина може цілком замінити офсет. Існують області, у яких неможливо замінити офсетну машину як, втім і навпаки. Однак, технології як друкарства, так і додрукарської підготовки неухильно розвиваються. Сучасні флексографські машини здатні відтворювати растри з лініатурой 60 ліній і вище, що дотепер у багатьох випадках вважається стандартом при офсетному друці. Спеціальні засоби додрукарської підготовки дозволяють точно враховувати спотворення, що виникають при друці і домагатися прекрасної тонопередачі. Не треба забувати, що модне нині стохастичне растрування було розроблено спеціально для низьколініатурного друку, яким у той час і була флексографія.

Споконвічно флексографські машини розроблялися для друку, в основному, на пакувальних матеріалах. І сьогодні пакування складає велику частину серед замовлень флексографських машин. В умовах конкуренції виробників, одержує перевагу той товар, що має яскраве, кольорове пакування, виконане на високому професійному рівні. Це може бути і м'яке упакування з поліетилену чи інших полімерних матеріалів, і картонне чи паперове пакування, і усе більше розповсюджуючі самоклеючі етикетки. Для виготовлення всіх цих видів пакування ідеально підходить флексографія. Крім того, в сучасних умовах замовники дуже вимогливо ставляться до якості друку, вимагають невеликі тиражі і високу оперативність. Саме тому найбільше активно розвиваються вузькорулонні машини, що здатні задовільнити всі ці вимоги.

Однак, не тільки пакування може бути надруковане на флексографських машинах. Сфера їх застосування стрімко розширюється. Сьогодні безліч різних видів поліграфічної продукції в усьому світі друкують, використовуючи флексографію. Це "суха" етикетка, журнали, рекламна продукція, книги, газети і газетні вкладки. Наприклад, у США до 90% книг кишенькового формату друкують флексографським способом на друкарсько-обробних лініях. Серйозну конкуренцію складають флексографські машини й у друці газет. Крім того, з'являється ринок друку і на зовсім не традиційних матеріалах, таких як, наприклад, товстий пластик, тканина, і т.д.