Формный конвейер для флексографской типографии <SUP><i><A HREF="#vr">*</A></i></SUP>

Отнюдь не все флексографские типографии решаются организовать формное производство. Причина известна: изготовление флексографских форм — один из самых сложных процессов в полиграфии.

Хороший аргумент в пользу экономии затрат и упрощения производственного процесса — появление профессиональных репроцентров, оснащаемых не только аналоговым, но и цифровым оборудованием. Немалый объём готовых форм отправляется из Москвы и Санкт-Петербурга далеко за пределы двух областей.

DuPont Cyrel Fast 1000TD. Dantex Graphics Aqua-flex AQF. Heights Profile 5280 E TL. Crem (Toyobo) Compakta

Но рост заказов и желание максимально сократить время их исполнения меняют приоритеты. Решает задачу установка оборудования двух видов: более дешёвых (как правило, малоформатных) компактных универсальных устройств башенного типа (табл. 2) или развёрнутой секционной технологической линии в составе нескольких компонентов. Отечественному потребителю предлагается техника 11-ти производителей: AGI, Dantex Graphics, DuPont, Crem (Toyobo) ^**, Flexo Group, Flint Group Printing Plates (хорошо известное оборудование BASF), Heights, Marchetti, Mekrom, Pasaflex и Solutions Graphiques. Дистрибьюторы Asahi сообщили о снятии с продаж всей продуктовой линейки в связи с грядущим выходом на рынок нового модельного ряда.

Формный конвейер

Оба вида оборудования выполняют шесть традиционных операций:

• предварительное экспонирование оборотной стороны фотополимерной пластины ультрафиолетовым излучением диапазона А (УФ-А, 315—380 нм), формирующим «дно» будущего рельефа печатной формы;
• основное экспонирование рабочей стороны пластины излучением УФ-А, создающим рельеф печатной формы;
• вымывание неполимеризованных в ходе основного экспонирования элементов с поверхности пластины водой, щелочным водным раствором или растворителем;
• сушку;
• дополнительное экспонирование (пост-экспонирование) рабочей поверхности пластины излучением УФ-А для полной полимеризации печатающих элементов и увеличения тиражестойкости формы;
• завершающее экспонирование (финишинг) поверхности пластины излучением УФ-С (220—280 нм) для устранения остаточной липкости.

В модульных секционных системах за конкретную операцию отвечает специализированный или многофункциональный блок, отрабатывающий один или несколько этапов формного процесса. Широта функциональности модульных устройств обычно ясна из названия: стандартные обозначения, среди которых E (экспонирование), D (сушка), LF (пост-экспонирование и финишинг), дают о ней представление.

Значительная часть систем востребована специализированными фирмами и крупными производствами, желающими наладить поточную обработку флексоформ. Среди исключений — «башенные» комбинированные водовымывные системы Marchetti и Flexo Group, изначально ориентированные на выпуск форм высокой печати, но предлагаемые на рынок флексографского оборудования при доукомплектовании секциями финишинга. Аналогичные, компактные, простые в эксплуатации, но уже универсальные устройства башенного построения — в табл. 2.

С лица и оборота

Основное и оборотное экспонирование выполняется на «втором этаже» универсальных башенных устройств либо в специализированных модульных агрегатах, а также в комбинированных модулях, объединяющих функции экспонирования/пост-экспонирования/финишинга и, иногда, сушки.

Combi F V Exposure от Flint Group Printing Plates. Solutions Graphiques Aqua. Mekrom Concept 301P

Более производительны широкоформатные системы со стеклянным столом, позволяющие последовательно выполнить обе операции, не переворачивая форму. Среди таковых — Cyrel 2000 E и Cyrel 3000 ETL от DuPont, Combi Exposure F V от Flint Group, Heights Profile 5280 ETL, Mekrom Concept 500 E, Pasaflex 5280 ETL, Linea 52/80 E от Solutions Graphiques. Однако, замечает Владимир Кислицын — начальник производства компании «Тампомеханика», где установлены модульные линии Combi F III и Combi F V от Flint Group, двухсторонняя засветка оптимальна лишь при полном заполнении стола формами, сверху и снизу которого расположены УФ-лампы. А иначе трудно исключить влияние отражённого света, попадающего на оборотную сторону пластины.

«Этап оборотного экспонирования, — продолжает Кислицын, — чрезвычайно важен, цена ошибки крайне высока: порой всего за пару десятков секунд формируется донная часть рельефа формы. Недопустимые отклонения интенсивности освещения, температуры стола экспонирования, их неравномерность по площади пластины сводят на нет результаты следующих этапов». «Потому, — рассказывает оператор формного участка фирмы “Репроцентр” (эксплуатируется модульная линия DuPont Cyrel 3000 System) Павел Чупров, — необходим ежедневный контроль освещённости в пяти точках экспонирующего стола; допустимые колебания относительно рекомендуемого среднего уровня 15-20 мВт/см² — не более 10%».

Отслеживание падения освещённости в современных экспонирующих устройствах (DuPont Cyrel 1000 System) берут на себя световые интеграторы, компенсирующие время экспонирования в зависимости от истощения УФ-ламп. Но линейное пропорциональное увеличение «выдержки» не годится для цифровых «масочных» флексоформ. Более сложная корректировочная зависимость времени их экспонирования от падения освещённости заставляет операторов репроцентров отключать, казалось бы, удобную услугу.

Вращение металлического стола, где закреплена вымываемая форма в «башенном» процессоре, с помощью набора эксцентриков

Работа с цифровыми формами специфична, но упрощает экспонирование: не надо вакуумировать стол (отсутствует негатив), не нужен рулон с расходуемой прозрачной вакуумной плёнкой, плотно прижимающей негатив к экспонируемой форме, а её к столу. DuPont даже поставляет с экспонирующими устройствами два вида столов — зеркально гладкий (для «цифры») и шероховатый для традиционных пластин, помогающий отводу пузырьков воздуха из-под формы при вакуумировании.

Важный, но часто опциональный компонент модульных экспонирующих агрегатов — система термостатирования (охлаждения) стола. Отличительная черта комбинированных устройств DuPont Cyrel 1000 EC/D/LF (экспонирование, сушка, пост-экспонирование, финишинг) — замкнутый контур водяного охлаждения металлического стола. Причины отсутствия подобных функций в большинстве универсальных «башен» — меньший, как правило, формат и ориентация на небольшие типографии, работающие с печатными пластинами одного типа и толщины, не планирующие крупных инвестиций в прецизионное формное оборудование.

Чем мыть?

За удаление неполимеризованных в ходе основного экспонирования участков печатной формы отвечает вымывной (формный) процессор. Принцип его работы — поверхностная обработка специальными щётками пластины, омываемой растворителем (сольвентные процессоры) или водной средой (водовымывные процессоры).

Тип процессора определяет вид обрабатываемых пластин: наиболее широк ассортимент у поставщиков традиционных, вымываемых растворителями материалов: 1,14—6,35 мм толщины. Водовымывные (1,14—2,84 мм) пока поставляют лишь Toray и Toyobo.

В универсальных башенных устройствах процессор расположен на «верхнем этаже», представляя собой бак с горизонтально смонтированным набором плоских щёток. Вымываемая пластина крепится на вертикально поднимаемый вместе с крышкой отсека «стол» с помощью двухстороннего скотча или специальной липкой поверхности (табл. 2).

Особенность большинства башенных систем — универсальность, позволяющая производителям выпускать версии для водовымывных и сольвентных пластин. Это все устройства AGI, системы Combitype и Eko 35/fx от Flexo Group, аппараты Etra 80 и Etra 120 от Marchetti, процессоры Crem (Toyobo). Соответствующая модернизация, суть которой — установка очистного фильтра для водовымывного процессора и вытяжного вентилятора для сольвентного, может быть проведена прямо на месте.

В процессоре Dantex Graphics AQF-480 омываемая струями воды пластина перемещается на липком транспортном листе под сверху расположенный набор движущихся щёток. Предотвратить попадание в секцию вымывания (и на пластину) уже вымытых и попавших в бак с растворителем крупных включений полимера или посторонних частиц помогает двойная система очистки, первый элемент которой — обычный кухонный дуршлаг. С помощью сенсорного дисплея сольвентного процессора DuPont Cyrel 3000P программируется тип формной пластины, её толщина, глубина рельефа и скорость вымывания

Вымывающий раствор заливается в бак чуть выше уровня щёток, определяемого толщиной пластины и глубиной её рельефа. После опускания крышки верхнего отсека «башни» поверхность пластины соприкасается с ворсом щёток, а закреплённый на эксцентриках стол, по команде, начинает совершать сложные круговые возвратно-поступательные движения (часто называемые поставщиками «орбитальными»).

Вымываемый полимер растворяется или оседает на дно, пластина снимается и загружается в сушку. Исключение — Mekrom Compact 200, где форма подаётся со специального загрузочного стола, крепясь на клейкий опорный лист, перемещаемый по направляющим в секцию вымывания. Неполимеризованный материал удаляется осевым вращением длинных, продольно размещённых щёток. Потом пластина возвращается на загрузочный стол.

Циркуляция сольвентного или водного раствора в башенных процессорах с одновременным поддержанием его температуры — удел не всех аппаратов. Среди таковых — упомянутый Mekrom Compact 200, водовымывные Toyobo, опционально — процессоры Mekrom Combine.

Ванна для полимера

Более сложный и совершенный процесс в автономных вымывных устройствах Dantex Graphics, DuPont, Flint Group Printing Plates, Heights, Mekrom, Pasaflex, Solutions Graphiques, значительная часть которых предназначена для работы с хлоросодержащими и не содержащими хлор растворителями. Одно из главных преимуществ — конвейерный принцип обработки: монтаж пластины на транспортную планку со штифтами (требуется перфорация на передней кромке) или на лист с липким покрытием (аппараты Dantex Graphics, Profile 2530 и Profile 3040 от Heights).

Ведомая движущимися боковыми захватами планки или листа (используется червячная или цепная передача) пластина с заданной скоростью транспортируется в секцию вымывания. По мере её продвижения и освобождения загрузочного стола оператор может установить следующую транспортную планку (следующий крепёжный лист) со смонтированной формой (формами) того же типа.

Количество последовательно обрабатываемых на вымывном конвейере пластин ограничивается их размерами, длиной технологического тракта, количеством транспортных планок (стандартно их в поставке три). К исключениям относятся аппараты «возвратного действия» 2530 и 3040 от Heights, принцип работы которых аналогичен Mekrom Compact 200 башенного по-строения.

С экрана сенсорного дисплея сольвентного процессора Flint Group Combi F V программируется высота вымывных щёток, тип пластины и скорость вымывания

Большинство модульных процессоров выполняют лишь функцию вымывания; по-иному построены водовымывные аппараты Dantex Graphics и Solutions Graphiques, где обрабатываемые пластины транспортируются в интегрированные секции сушки, пост-экспонирования и финишинга. Реализация четырёх операций в линейном устройстве конвейерного типа возможна из-за быстрого высыхания пластин (в 4-5 раз быстрее сольвентных).

Чистый раствор на щётки и в бак процессора (чем больше формат пластин, тем больше его объём) подаётся централизованно, из специальной заправочной ёмкости. Всё проще в водовымывных конвейерных процессорах Dantex Graphics, вообще не имеющих бака и работающих по принципу «полной потери воды» — использованная, предварительно отфильтрованная вода с растворённым в ней полимером сбрасывается в канализацию.

В сольвентных агрегатах отработанный раствор сливается в бак, откуда поступает в систему рециркуляции, вновь подающей его в секцию вымывания. Разумеется, процесс не бесконечен и контролируется встроенными вискозиметрами, фиксирующими процент содержания полимеров в растворителе. В случае превышения заданного уровня (обычно, не более 5%) часть раствора автоматически сливается в ёмкость отходов для регенерации, в бак закачивается требуемая порция свежего.

«Водные процедуры»

Среди других, автоматически контролируемых в модульных процессорах параметров вымывания — температура раствора, высота щёток относительно пластины, скорость транспортировки. Для корректировки первой — система подогрева (как и в ряде аппаратов башенного типа) и дополнительно заказываемый контур водяного охлаждения.

Как подчеркнул Кислицын, важнейший компонент стабильного вымывания — постоянство химического состава раствора, подаваемого в бак вымывного процессора (как и в большинстве современных производств, здесь работают с нехлоросодержащими компонентами).

Немалую роль играет качество системы регенерации — неотъемлемой части любого сольвентного формного производства. Работающий по прин-ципу дистилляции регенерационный комплекс восстанавливает до 92% перерабатываемого объёма. В результате переработки и вследствие испарения наиболее летучих составляющих порой нарушаются пропорции входящих в раствор фракций.

Для этого, говорит Кислицын, поставщики химии Flint Group (BASF) рекомендуют простые тесты, позволяющие скорректировать химический состав раствора. В их основе химическая реакция разделения фракций в эталонной колбе с делениями, фиксирующая процент требуемых добавок (используется трёхкомпонентный растворитель) и оптический анализ получаемой смеси с помощью рефрактометра, также регистрирующего границу разделения фракций. Тестирование раствора и его коррекция исключают изменения химического состава и его влияние на вымывание, делая его стабильным и предсказуемым.

Аналогичные тесты есть и у других производителей, например у DuPont, специалисты которой при работе с популярными не содержащими хлор растворами вместо тестов рекомендуют добавлять к регенерированному раствору свежий в количестве, соответствующем его потерям при дистилляционной обработке 100 литров «грязной» смеси.

Процесс удаления неполимеризованного материала в модульных процессорах, если сравнивать с башенными устройствами, более сложен. В Profile 2530 и Profile 3040 от Heights, а также аппаратах Mekrom основное вымывание происходит встречно вращающимися круглыми щётками. В завершение промывка чистым раствором, подаваемым на установленную в конце тракта круглую щётку (Heights) или две круглые щётки (Mekrom), очищающие рабочие (и оборотные в Mekrom) поверхности пластины. В крупноформатных аппаратах Heights, устройствах Flint Group и Linea от Solutions Graphiques вымывание идёт длинными плоскими щётками поверх пластины, движущейся по плоскому транспортному столу. Щётки совершают не совпадающие по фазе встречные вращательные движения, исключающие образование муаровых структур на этапе вымывания.

Разработчики DuPont объединили обе технологии: в секциях вымывания аппаратов Cyrel — и плоские, и круглые щётки. Первые совершают продольные возвратно-поступательные движения, вторые, примыкая к ним, вращаются навстречу движению пластины. Завершают тракт (как и в процессорах Flint Group Combi F V) две круглые щётки, с обеих сторон «обтирающие» выходящую пластину.

На завершающей стадии вымывания в процессорах DuPont Cyrel две круглые щётки «обтирают» вымытую пластину с обеих сторон. Продольно расположенные плоские щётки процессоров Flint Group, в которые сверху подаётся вымывной раствор, совершают встречные вращательные движения, имеющие различные фазы начала движения

Один из параметров, определяющих производительность конвейерного формного процессора, — толщина пластин, от которой зависит скорость их транспортировки сквозь секцию со щётками. Максимальные её значения на практике не используются (500 мм/мин для аппаратов Flint Group, 350 мм/мин для DuPont Cyrel). Среди приведённых Чупровым примеров — 174 мм/мин для пластин толщиной 1,14 мм и 60 мм/мин для пластин 6,35 мм. Не менее важен химический состав раствора, его температура. Хотя самое короткое время вымывания дают хлорсодержащие растворы, ценность получаемого за счёт здоровья сотрудников выигрыша сомнительна.

Для подсушки пластин в модульных сольвентных процессорах — по-крытая ворсовой тканью площадка на выходе, по которой готовые формы протаскиваются транспортной рейкой, избавляясь от впитываемой тканью влаги.

Держать форму!

Сушка — самый длительный при изготовлении сольвентных флексограф-ских форм процесс, занимающий, в зависимости от толщины фотополимера, 1—3 часа. В выгодном положении пользователи водовымывных фотополимеров, чьё время сушки — 20-30 мин. Что позволяет интегрировать в состав водовымывных процессоров конвейерного типа (Dantex Graphics, Solutions Graphiques) сушильные устройства.

Учитывая немалое время процесса, поставщики формной техники предусматривают в специализированных или многофункциональных агрегатах несколько «сушильных полок» — горизонтальных металлических поддонов, оснащаемых нагревателями и вентиляторами. Обычно — 2-3, максимально — до 5-6 (крупноформатные модульные системы DuPont, Flint Group, Mekrom, Solutions Graphiques).

«Качество сушки пластин, — подчеркнул Кислицын, — можно назвать последним и решающим, гарантирующим качество их изготовления фактором. Как известно, основной показатель готовности формы — возвращение её толщины к исходному значению. Но не стоит забывать об отклонениях толщины, указываемой в спецификациях производителем. Поэтому один из контролируемых нами показателей — разброс температуры в каждой секции сушки: не более 1 °С при измерениях в углах каждого прямоугольного поддона. В итоге, разнотолщинность не выходит за пределы 20 мкм».

В тепле — быстрее

Кардинальное сокращение времени изготовления форм — вопрос, остро стоящий на повестке дня творцов флексографских технологий. Преимущества CtFP отлично известны: из техпроцесса исключается этап изготовления негативов, но остаются основные, более длительные. Любопытное новшество недавно анонсировала Esko-Graphics, объявив о выпуске CtFP со встроенной системой основного экспонирования.

Отказаться от традиционных этапов вымывания и сушки предлагает DuPont, вывeдя на рынок термальные процессоры Cyrel Fast, заметно сокращающие время исполнения обеих операций. Среди ограничений — небольшой пока ассортимент пластин в диапазоне толщины 1,14—2,84 мм и появление нового расходного материала в виде нетканого полотна, удаляющего нетермостойкие пробельные элементы формы.

Важный элемент систем DuPont Cyrel Fast — мощная система вытяжки, удаляющая испарения и предотвращающая возникновение конденсата, способного попасть на нетканое полотно или пластину

Принцип работы — установка экспонированной пластины на загрузочный стол, где она захватывается за переднюю кромку тянущими клапанами транспортного барабана. Плотное прилегание к нему фотополимерной формы обеспечивает покрывающий его клейкий силиконовый слой. Затем 10 оборотов (10-15 минут, в зависимости от режима), в ходе которых происходит нагрев пластины ИК-лампой и удаление ставшего жидким неполимеризованного материала с помощью нетканого полотна, прижимаемого к пластине горячим валом.

Так как режимы обработки пластин «прошиты» в аппарат, для проведения экспериментов и формирования собственных настроек потребуется визит сервис-инженера. За что, по заявлению DuPont, денег не возьмут. «Вольности» допускаются в виде сокращения количества оборотов, что не гарантирует надлежащего качества. Дополнительный «расходник» (проматываемое полотенце) стимулирует к полному заполнению силиконового барабана обрабатываемыми формами.

Работа на финише

Завершающие формный технологический процесс операции пост-экспонирования и финишинга не столь критичны, хотя их важность никто не оспаривает: высокая тиражестойкость и отсутствие липкости — существенные элементы качественной печати. Но процедуры упрощены — нет необходимости в вакуумной плёнке для аналоговых форм, не столь существенны отклонения в интенсивности излучения. Соответствующие модули всегда включаются в состав универсальных башенных устройств, поставляются отдельно (например, для систем, изначально ориентированных на выпуск форм высокой печати), являются составной частью комбинированных модулей.

Интеллектуальный процесс

Удобство работы с модульным или универсальным формным оборудованием во многом определяет возможность программирования повторяющихся операций. В памяти подавляющего большинства универсальных башенных устройств можно хранить 9–15 технологических программ, определяющих время экспонирования, вымывания, сушки, пост-экспонирования, финишинга. Аналогичные функции в составе специализированных вымывных процессоров, с количеством программ от 15 до 99. Неотъемлемая часть любого устройства сушки — независимо работающие для каждой «полки» таймеры с обратным отсчётом времени, в устройствах экспонирования — счётчики наработки ламп с соответствующей индикацией.

Важное условие качества вымывания — постоянство температуры раствора. Для этого в большинстве устройств — электронная система её поддержания (нагрева) на заданном уровне. Особенность башенных агрегатов Toyobo, работающих на водном щeлочном растворе — фильтрационная система его циркуляции и обновления. Как рассказал Роман Французов — руководитель подразделения печати и допечатной подготовки компании «Новатек», где уже три года работает одно из таких устройств, обеспечить качество вымывания, в т. ч. высоколиниатурных (до 150 lpi) пластин Toyobo помогает постоянный контроль pH.

Сложность флексографского формного процесса очевидна, и даже высокая автоматизация не слишком облегчает жизнь: среди обязательных элементов по-прежнему ежедневный контроль параметров вымывания, освещённости стола экспонирования и тестовых форм, обеспечение требуемых климатических условий, согласование параметров экспонирования и вымывания с особенностями печатного процесса.

Так что выбор типографии, организующей собственное формное производство, должен базироваться не только на цене и характеристиках конкретного оборудования, но и на оценке собственных технологических и организационных возможностей.

Автор выражает искреннюю признательность специалистам компаний B2Print, DuPont, Supply Land, «Апостроф Принт», «Вариант», «ВИП-Системы», «Евроформ», «Итрако», «Новатек», «Полиграфспектр», «Репроцентр», «Россита», «ТампоМеханика» и «ЯМ Интернэшнл» за помощь при подготовке статьи.

Модульные секционные устройства для изготовления флексографских печатных форм

^* Редакция выражает благодарность техническому специалисту «ЯМ Интернэшнл» Дмитрию Токманцеву за предоставленный материал.

^** Производство и поставки водовымывных процессоров под торговой маркой Toyobo осуществляет компания Crem.