9.5. Друкарське обладнання

Характерною рисою флексографії, що робить її конкурентноздатною в порівнянні з іншими способами друку, є різноманіття можливостей сполучення флексодруку з різними оздоблювальними процесами.

Друкарські машини з еластичними формами прості за конст-рукцією, тому що рідкі друкарські фарби легко розподіляються по всій друкарській поверхні й без складного фарбового апарата. Тут частіше використовується друк з рулону, а готові листові вироби одержують в окремому виробничому процесі або в лінію.

З'являються багатоколірні флексографічні машини, на яких можна друкувати 8-фарбову продукцію, нерідкі машини, у яких флексографічний друк комбінується з іншими способами друк, а також з лакувальними секціями, не рідкість і друкарські машини, оснащені більш ніж одним лакувальним апаратом. Одержують поширення гібридні друкарські машини, у яких, поряд із флексографічною секцією, є й секції інших друкарських способів ― офсетного, трафаретного, глибокого й навіть цифрового друку.

Друк (з погляду використання друкарської фарби) здійснюється в такий спосіб: у рідку друкасрьку фарбу, що перебуває в фарбовому ящику друкарської машини, занурено обертовий растровий вал з награвірованими дрібними осередками, які заповнюються фарбою. Її надлишок знімається з поверхні вала ракелем, нахиленим під кутом, зворотним куту обертання вала. Та кількість фарби, що залишилася в поглиблених осередках, фарби переноситься на поверхню друкувальних елементів друкувальної форми, закріпленої на обертовому в процесі друку циліндрі друкарської машини. Потім з друкарської форми зображення передається під тиском на друкарський матеріал.

Класифікація флексографічних друкарських машин

За технологічними ознаками у флексографії переважно використовуються рулонні машини, але знаходить певне застосування й листове встаткування.

За конструктивними ознаками машини бувають одноциліндрові, центральноциліндрові, планетарної будови, а також секціцйні, коли одна секція розташована за іншою.

За форматим друку є (стосовно до рулонних машин) широкополотні й вузькополотні машини, залежно від ширини друкувального полотна. І якесь проміжне місце займають средньополотні машини.

За видами друку, крім чисто флексографічних машин, все частіше використовуються гібридні машини, у яких, крім флексографічних друкарських апаратів, включені друковані апарати інших способів друку.

За видами друкарських матеріалів, існують машини для друку на різних основах ― папері, картоні, гофрованому картоні, плівках, металах й інших матеріалах, а також універсальні.

За комплексності виконуваних процесів, поряд із чисто друкованими машинами, сконструйовані комплексні виробничі лінії, у які включені післядрукарські процеси.

Кожний зі створених видів машин має кілька класифікаційних ознак відповідно до призначення машини.

Друкарські форми, що виготовляються за допомогою новітньої технології, або гільзи, для того щоб забезпечити оптимальні результати, повинні бути встановлені на точних, економічно працюючих, високопродуктивних машинах.

Сучасні флексографічні машини за конструкціями підрозділяються на машини секційної побудови, у яких друкарські секції розташовуються в ряд одна за одною, і машини із центральним розташуванням друкарського циліндра. За форматами вони можуть бути вузькополотними й широкополотними. У результаті значних зусиль конструкторів і машинобудівників ряду провідних фірм світу були знайдені спеціальні рішення для безступінчастої зміни форматів, оптимізації якості друку, обробки в лінію й ультрафіолетового флексографічного друку. Для друкування на узкополотних матеріалах із шириною 400/600 мм характерне використання переважно флексографічних машин секційної побудови.

Ці машини, в першу чергу, призначені для друку етикеток, а також картонажних виробів.

Розвиток цих машин можна показати на прикладі характерних розробок німецької фірми BHS Druck- und Veredelungstechnik Gmb, що відомий як виготовлювач вузькополотних і широкополотних флексографічних машин секційної побудови. Вони мають наступні конструктивні особливості.

Окремі друкарських секції в них розташовані одна за одною й, як правило, оснащені високопродуктивними сушильними пристроями після кожної друкарської секції.

Забезпечується оптимальний доступ до всіх машинних агрегатів (як в офсетному друці).

Число друкарських секцій необмежене.

Окрема друкарська секція такої машини складається з: растрового циліндра, камерного ракеля, формного циліндра, а також невеликого циліндра протитиску для забезпечення найменшого розтискування растрових крапок.

Є група проводки матеріалу через машину, крокові двигуни для автоматичної установки друкарських циліндрів і друкарські циліндри із прямою перестановкою приводки на 360°.

Машини включають довгі сушильні лінії, які можуть бути як для сушіння гарячим повітрям, так й УФ сушіння.

Флексографські машини секційної побудови мають ряд важливих якісних ознак: довгий сушильний відрізок шляху після кожної друкарської секції забезпечує гарне сушіння фарб на водній основі. Але, незважаючи на високу потужність сушінь, на друкарський апарат вони не роблять ніякого температурного впливу.

Завдяки гарному доступу до всіх агрегатів, скорочується час приладки й чищення флексографічної машини.

На секційній флексографічній машині можливе проведення таких комбінованих процесів, як попереднє й заключне лакування.

Конструктивні особливості флексографічної машини дозволяють розміщати в ній 10 і більше друкарських секцій. Можливе наступне переустаткування машини для ультрафіолетової флексографічного друку.

Завдяки прямому приводу друкарського циліндра, можлива безступінчаста зміна формату.

Вузькополотні секційні флексографічні машини

Ці друкарські машини відносяться до машин секційної побудови.

Машини з вузьким полотном друкарського матеріалу використовують, як правило, для декількох способів друку й обробки продукції, тому вони віднесені до розділу комбінованих машин.

Перша вузькополотна флексографічна машина, оснащена системою швидкої зміни фарбового апарата QC (Quick Change Inking System) була створена фірмою Mark Andy. Машина Mark Andy 2200 побудована за модульною технологією, що дозволяє її скомплектувати відповідно до потреб замовника, а також модернізувати вже встановлену лінію, додаючи до неї додаткові секції в міру необхідності підприємства. Усього машина може бути оснащена 12 друкарськими секціями з додатковими модулями (висічка-вирубка, перфорування, намотування, розрізання на аркуші, фальцювання, припрессовка фольги, ламінування, укладання готової продукції на конвейєр). Ширина друку становить 178, 254 й 330 мм. Друк можливий на різних матеріалах.

Машина у високому ступені автоматизована, що полегшує роботу з налагодження, друку й забезпечує високу якість этикетної і пакувальної продукції.

Інша універсальна вузькополотна флексографічна машина модульної побудови Mark Andy 4150 також є багатофункціональною. Машина працює з рулонами шириною 254, 406 або 508 мм. Вона оснащена рядом додаткових модулів, що дозволяють використати її для виконання робіт на різних матеріалах. Є варіанти цієї машини для друку на картоні, на плівці товщиною до 0,012 мм. Можливий швидкий перехід до друку етикеток на звичайних матеріалах.

Особливий інтерес представляє новий пристрій FLOWER. Машина Combat 370 є першою УФ флексографічною друкарською машиною фірми GI DUE, у якій він використаний.

Патентованому пристрою FLOWER виробник надає великого значення. Він подібний до квітки, що розкривається, відкриваючий вільний доступ друкареві до всіх частин машини: друкарському циліндру, растровому валику й ракельній системі. Протягом 10 хвилин і без інструмента можна, наприклад, легко замінити четырехкольорову роботу.

Вузькополотні флексографічні машини, які до недавнішнього часу використовувалися, головним чином, для друку етикетної і пакувальної продукції із застосуванням радикальних УФ фарб, розширюють сферу своєї діяльності. Швидше за все, у майбутньому пакувальна продукція залишиться основною областю їхнього застосування, проте прогнозується розширення таких областей, як етикетний друк в рулонах, на кришках для продовольчих товарів (йогурт), де УФ друк вже добре себе зарекомендував. Це ― гнучкі впакування з паперу, пластиків або багатошарові плівки для первинних упакувань продовольчих товарів, складні коробки для продовольчих і фармацевтичних товарів. При цьому, після друку в лінію на нових штанцювальних пристроях вони можуть оброблятися з більш високою швидкістю й раціональніше, ніж у листовому офсеті. Для друку у вищевказаних областях виробництва можуть використовуватися катіонні УФ фарбові системи, які є ключем до успіху вузькополотних машин.

Такі машини мають високий ступінь автоматизації, що полегшує й спрощує роботу оператора й сприяє істотному підвищенню якості продукції.

Широкополотні машини секційної побудови.

Більшість машин секційної побудови фірми BHS оснащено вісьма або дев'ятьма друкарськими секціями й пристроєм для нанесення клеїв. Прямий привод забезпечує ступінчаста зміна довжини друку (довжина друкарськог формату) із кроком в 0,1 мм без застосування форматних шестерень. За допомогою електронних окремих приводів довжину друку можна точно погодити із заданим діаметром штанцювального циліндра. Час переоснащення винятково малий, при цьому можна міняти параметри роботи машини буквально на ходу, натираючи під час роботи невикористовувані друкарські агрегати.

Флексографічна друкарська машина секційної побудови типу РБ-650 фірми ВН для друку УФ фарбами з дев'ятьма друкарськими секціями має робочу ширину 650 мм, а швидкість - 200 м/хв. і високий ступінь автоматизації; є система керування друком, можлива зміна роботи на ходу машини.

Багато робіт друкують способом глибокого друку тому, що за іншого способу не може бути досягнута необхідна довжина друку. Також є довжини формату в міліметрах або дюймах, які повинні бути реалізовані на одній і тій же машині. Тому фірма ВНБ розробила систему привода, що працює без шестерень. Друкарські циліндри індивідуально приводяться за допомогою серводвигунів. При цьому можна реалізувати будь-яку довжину друку шляхом цифрового уведення відповідних даних у табло флексографічної машини. Вона може бути встановлена із кроком 0,1 мм і реалізована в друкарському процесі з високою точністю сполучення й повторюваністю результату. Інше достоїнство безступінчастої системи ― необхідне й контрольоване коректування довжини друку.

При цілеспрямованому плануванні можна значно скоротити кількість використовуваних гільз і друкарських циліндрів з різними колами.

Зміна роботи на ходу флексографічної машини є подальшою можливістю безступінчастого проведення друкарського процесу.

Найважливішими причинами, які дозволили флексографічному друку бути досить затребуваної і які в майбутньому ще більше зміцнять її позиції серед основних способів друку, є висока гнучкість технології, висока якість друку, удосконалювання сучасної одноциліндрової флексографічної друкарської машини, тенденція ринку до малотиражних й індивідуальних друкованих замовлень.

Машини планетарної побудови із центральним друкованим циліндром

З вузькополотних машин із центральним друкарським циліндром розглянемо серію Labeimen PW-260R й PW-460R (Тайвань). Навколо друкованого циліндра планетарно розташовані секції високого друку без анілоксових валиків флексографічних форм. Машини цієї серії можуть бути з одним (4 або 6 фарб) або двома (8 або 12 фарб) центральними циліндрами. Кожна секція оснащена УФ сушінням. Планетарна побудова друкарського апарата дозволяє забезпечити більше високу якість друку, більш широкий діапазон товщини і видів друкарських матеріалів, економічність експлуатації за рахунок зниження часу на приладку (у порівнянні з лінійними секційними машинами).

Для широкополотних флексографічних машин, що забезпечують друк матеріалу від 600 до 2000 мм і більше, застосовуються центральноциліндрові конструкції, з можливістю друку таких друкувальних матеріалів, як еластичні плівки для гнучких упакувань.

Центральноциліндрові флексографічні друкарські машини мають широке поширення, завдяки найкращої придатності для друку на еластичних плівках для гнучких упакувань. Друкарські апарати такої флексографічної машини компактно розміщені навколо центрального циліндра, створюючи планетарну конструкцію.

Достоїнство центрального циліндра полягає в тому, що він забезпечує друк з точним суміщенням фарб при друці.

Недолік же ― поганий доступ до окремих друкарських полотен і великий час для переналагодки.

Ці машини мають меншу швидкість друку через короткий час проміжного сушіння за використання водних й УФ фарб.

Прикладом нових розробок в області центральноциліндрових флексографічніх машин можуть служити машини відомої вестфальской машинобудівної фабрики Windmuller&Hulscher з німецького міста Ленгериха.

Фірма відома своїми центральноциліндровими флексо-графічними машинам з різною шириною полотна (Soloflex, Novoflex й Astraflex). Одна з останніх розробок ― нова центральноцилиндровая флексографічна машина Olympia Prima-flex.

Soloflex ― вузькополотна, Novoflex ― средньополотна, Astraflex ― широкополотна. Всі вони ― одноциліндрові машини. Розходження між ними лише в ширині друкарського полотна ― від 800 до 1100 мм і більше.

Машина першого ряду Soloflex 81. призначена для друку малих тиражів з шириною полотна до 850 мм. Вона досить компактна, має 8 - 9 м довжини, 5 м ширини й вимагає загальної площі установки 40 - 46 м². Може бути встановлена й пущена в експлуатацію протягом 3 днів.

За назвою Novoflex фірма випускає одноциліндрову флексографічну друкарську машину для друку на середній ширині полотна до 1000 мм. У неї наступні відмітні ознаки:

індивідуальна безступінчаста перестановка форматів за допомогою найсучаснішої цифрової й високоточної техніки привода змінного струму;

гільзова техніка для формного циліндра й растрові валики з напівавтоматичною технікою зміни гільз;

підвищена економічність роботи навіть при мінімальних тиражах;

наявність оптимальних розмотувально-наматувальних пристроїв, провідного полотна, додаткових пристроїв, комбінованих із цифровою технікою привода змінного струму.

У машині може бути реалізована безступінчаста установка будь-якої довжини, що вимагається друком.

Використання тих самих гільз дозволяє варіювати довжину печатки.

Електронна компенсація довжини друку дає можливість працювати на матеріалах або плівках різної товщини.

Проста точна попередня установка довжини друку є передумовою для повтору тиражу в найкоротший термін.

У машині Novoflex уперше використана техніка прямого привода в центральноциліндровій побудові при будь-яких довжинах раппортів. Цим самим в пакувальній й етикетній галузях відкрилися нові можливості для економічного флексографічного друку.

Третя широкополотна машина Astraflex фірми Wind-mфller&Hфlscher є модульною універсальною машиною для друку найрізноманітніших матеріалів товщиною від 10 до 400 мкм при ширині від 1000 до 1650 мм.

Astraflex ― перша одноциліндрова машина модульної побудови з безступінчастою зміною довжини друкарських відрізків, із цифровою технікою на базі трифазних моторів ― має високу гнучкість, якість й економічність.

Машина Astraflex ― результат удосконалення попередніх машин фірми Olympia, Starflex й Olympia Stellaflex, які мають більший успіх.

З максимальною виробничою швидкістю, до 365 м/хв. на цій машині можна обробляти найрізноманітніші матеріали: полімерну плівку, ламіновану й металізовану фольгу, папір й інші друкарські основи. Завдяки об'єднанню в машині однієї або декількох стійок для роботи в лінію, вона придатна для спеціальних робіт з облагороджування друкарської продукції шляхом лакування, каширування, нанесення холодних клеїв, розплавів й інших шарів. Стійка для роботи в лінію може використовуватися як додатковий пристрій для флексографського або глибокого друку.

Машина Astraflex фірми Windmоller&Hоlscher має компактні фарбисті апарати, які розташовані навколо друкарського циліндра. Вони має змінну ширину друкарської смуги 1120, 1320 й 1620 мм.

Нова центральноциліндрова флексографічна машина Olympia Primaflex за своєю продуктивності, технічному оснащенню й комфортністю обслуговування займає місце між машиною Soloflex і машинами Novoflex й Astraflex.

Машина Olympia Primaflex має вісім друкарських секцій типу Flexorex З, керованих комп'ютером, з попередньою установкою приводки. Ці секції планетарно розташовані навколо центрального друкарського циліндра. Машина призначена для друку на гнучких матеріалах (плівках, багатошарових композиціях і паперах щільністю до 120 г/м²) за максимальної швидкості роботи до 3000 м/хв. Ширина друку може становити 1000 й 1270 мм, а довжина друку ― від 300 до 760 мм.

На машині Olympia Primaflex можуть бути застосовані всі сучасні типи формних і растрових гільз. Серед технічного оснащення відзначимо ― системи сушіння, як між друкарськими секціями, так і після процесу друку; станції зарядки й приймання, що забезпечують автоматичну зміну рулонів за максимальної швидкості друку; високоточні пристрої для намотування й регулювання натягу полотна в комбінації із застосуванням цифрової техніки. Всі ці пристрої гарантують оптимальне транспортування матеріалу по всій машині.

Машина Olympia Primaflex оснащена також пристроями автоматизації Can-Bus з ємною системою інформації й протоколювання. На ній можна застосовувати надійну техніку обслуговування Procontrol.

Машини Astraflex й Olympia Stellaflex мають ряд модулів, істотно розширювальні можливості раціоналізації роботи на ній, дозволяючи значно скоротити час приладок.

Машини з якостями, якими володіють Astraflex, у найближчі роки будуть усе більше затребуватися. Від цих машин з новою системою гільз для форматних циліндрів, растровими валами, які забезпечують істотне скорочення часу приладження й ведуть до зниження простоїв, при невеликих витратах персоналу в умовах частої зміни робіт, можна одержати високу економічність. Така прогресивна техніка відкриває флексографічного друку додаткові можливості для впровадження в певні області офсетного й глибокого друку.

Листові офсетні машини

У листових флексографічних машинах для гофрованого картону, складних коробок видні переваги друкарських пластин для цифрового друку, у порівнянні зі звичайними пластинами: кращий друк тонових переходів, зниження розтискування растрових крапок у середніх тонах до 20-30%. Растровими валиками оптимальна передача фарби забезпечується в тому випадку, коли відношення діаметра й глибини осередків становить 3,5-4,6 і кут їхнього нахилу — 60°.

Крім друку складних коробок і гофрованого картону флексографский спосіб використовується для друку етикеток. Прикладом цього може служити нове покоління листових флексографських машин швейцарської фірми Bobst. Це встаткування забезпечує суміщення ±0,15 мм, що тільки у два рази перевищує допуск офсету. Ширина друку становить 2000 мм.

Конструкції растрових валиків і друкарського циліндра забезпечують краще суміщення без грейферної проводки аркушів. Необхідність сушіння відбитків обмежує швидкість друку до 10000 арк./год.

Цифровий друк на флексографічній машині.

Одним із самих перспективних напрямків розвитку друкарської індустрії є освоєння цифрових технологій. Компанія Mark Andy представила систему цифрового краплинно-струминного друку, виконану у вигляді модуля, що вбудовує безпосередньо у флексографічну машину Mark Andy 2200 із шириною рулону 330 мм. Mark Andy DT розроблена при співробітництві з Barco Graphics й являє собою чотирьохкольорову систему, що друкує зі швидкістю 24 м/хв по всій ширині полотна. Дозвіл 300 dpi забезпечує якість, порівнянна із флексографічним друком з линиатурою 150 Ipi. На думку виробника, модуль ефективний для виконання великої кількості замовлень, що складаються з малих і середніх тиражів, включаючи виготовлення персоніфікованих етикеток і тестових зразків, нанесення штрих-кодів, друк змінних даних. Модуль працює в лінію із флексографськими друкарськими секціями, може розташовуватися й перед ними, і після, що дозволяє різноманітити процес друку.

Фактори, які впливають на якість й особливості денситометричних вимірів растрових зображень.

Кольори паперу

Папір відбиває не все світло, а тільки його частину, тому він має оптичну щільність, яку варто враховувати, подібно оптичній щільності вуалі під час вимірів на прозорих підкладках.

Прозорість паперу

Деякі папери можуть мати певну прозорість, завдяки якій частина світла, яка падає на них проникає вглиб і не відбивається назад. Цю втрату також варто враховувати під час вимірів оптичної щільності.

Лініатура растра

Кількість ліній на сантиметр позначається найбільше на результатах вимірів, особливо коли воне мало й діафрагма вимірювального приладу також мала. Зв'язок цих двох величин може збільшити ймовірність випадкових помилок у вимірах, що, втім, буває нечасто ― не дозволяють раціональні конструкції денситометрів.

Оптична щільність шаруючи фарби

Ця характеристика може мати різні величини, залежно від кольорів фарби (навіть у межах однієї й тієї ж фарби), але за різної товщини її шар. У флексографічного друку рідкими фарбами цей показник менш важливий, тому що фарба рівномірно розподіляється на відбитку і її шар більш постійний у межах усього тиражу.

Відносна щільність растрового зображення

Цей показник безпосередньо пов'язаний з оптичною щільністю растрового зображення, тобто тим значенням D, що дає нам подання про дану растрову щільність.

Виміри оптичних щильностей кольорових зображень виконуються денситометрами з використанням світлофільтрів, додаткових до вимірюваних кольорів. Завдяки цьому оптична щільність кольорового об'єкта збільшується й підвищується точність виміру.

Денситометр ― це вимірювальний прилад, що визначає оптичну щільність кольору. Він функціонує в такий спосіб. Фотодіод вимірює відбите світло від непрозорого оригіналу або прохідне світло через прозорий. Це світло рівняється із загальною кількістю падаючого світла. Електроніка денситометра порівнює обмірювану кількість із еталонним білим світлом.

Наявні в ряді денситометров поляризаційні світлофільтри визначають розходження оптичних щільностей між сирим і висохлим шарами друкарської фарби або враховують вплив ефекту глянцю поверхні паперу.

Для контролю якості друку, на друкарську форму, разом із друкарським зображенням поміщають контрольну шкалу й визначають результат. Вимір щільності растрового зображення на непрозорій підкладці виконується денситометром відбитого світла або універсальним денситометром. А за результатами виміру можна визначати розміри растрових крапок, їхнє розтискування під час друку, що збільшує їхні розміри, а також зміни на фотоплівках розмірів крапок, які відбуваються за копіювання; також можна обчислити відносну площу, які займають растрові елементи.

Вимірювальна техніка забезпечила разючі результати в області створення й використання денситометров. Вони, по-перше, широко застосовуються у виробничих умовах, по-друге, вони повністю автоматизують процес вимірів, дозволяють виводити результати вимірів на комп'ютер й обробляти їх там для керування друкарським процесом, а по-третє, визначають ряд умов, що дозволяють дати всебічну оцінку друкарському процесу.

Денситометри прохідного світла використовуються повною мірою у всіх способах друку, у тому числі й у флексографії, визначають такі параметри, як розміри растрових крапок, площі, займані ними, і величину розтискування крапок. Ці дані потім використаються в загальному виробничому процесі для забезпечення ідентичності оригіналу, кольоропроби й тиражних відбитків.

Контрольні шкали

Контрольні шкали, є неодмінною складовою друкарського процесу. Варіантів шкал багато, у тому числі й цифрових, розроблених за рубежем.

Є шкали оперативного контролю друкарського процесу, Вони розташовуються на обрізному краї друкарського аркуша й супроводжують всі технологічні процеси в друкарні.

Ці шкали містять необхідні для денситометричних промірів елеменів (плашок й растрових площ окремих квітів і їхніх накладень, для виміру подачі фарби, разтискування растрових крапок на всіх етапах проходження роботи, а також поля для перевірки зсуву циліндра й змазування зображення й ін.).

Такі шкали необхідні для повного контролю якості, і на їхній основі може бути побудована наскрізна система його оцінки, що входить у загальну систему керування виробничим процесом на підприємстві.