Может ли УФ-флексография заменить УФ-трафарет? Да!

Никлас Олссон,
директор по продуктам дивизиона красок для узкорулонной печати,
компания XSYS Print Solutions (ANI Printing Inks)

Все кроющие белые краски производятся на основе одного и того же пигмента - диоксида титана (TiO2). Этот пигмент тяжелый и жесткий, поэтому он достаточно сложен для применения в печатных красках. Существует распространенное мнение, что степень укрывистости краски напрямую зависит от процента содержания в ней пигмента. Это не вполне соответствует действительности: зависимость имеет нелинейный характер, а на определенном уровне вообще достигается «насыщение».

Для создания более или менее укрывистой белой кроющей краски, закрепляющейся УФ-излучением, недостаточно просто ввести больше или меньше кроющего пигмента в ее состав. Для инициации процесса УФ-полимеризации краска должна получить определенное количество УФ-излучения, и здесь огромное значение имеет количество (и тип) диоксида титана в краске. Он не позволяет УФ-излучению достичь фотоинициатора, поскольку является кроющим, тем самым препятствуя процессу закрепления. Только путем тщательного подбора нужных типов TiO2 и фотоинициатора можно создать белую кроющую УФ-краску с быстрым закреплением, которая не меняет свой цвет со временем. Об этой последней характеристике белых красок часто забывают. При неправильном подборе сырья они приобретают желтоватый оттенок вместо ожидаемого блестящего белого, который сохраняется только при правильной формуле краски.

Зависимость толщины красочной пленки от способа печати

Другим важным фактором для получения максимальной укрывистости является толщина нанесенной красочной пленки. Опять имеется похожая зависимость: чем больше краски нанесено, тем выше укрывистость, но и здесь существует «насыщение», в связи с чем зависимость не является линейной.

Рис. 1. Зависимость толщины наносимого красочного слоя (мкм) от способа печати

Зависимость толщины наносимого красочного слоя от способа печати грубо представлена на графике (рис. 1).

Компания XSYS проводила исследования способности красок растекаться и образовывать гомогенную пленочную структуру на материале без формирования пузырьков воздуха (так называемых проколов), что очень важно для окончательной укрывистости на оттиске, при различном процентном содержании пигмента и толщине наносимой красочной пленки.

Рис. 2. Принцип переноса краски во флексографии (слева) и ротационном трафарете (справа)

Рассмотрим фундаментальные различия между двумя способами печати: УФ-флексографией и УФ-трафаретом, то есть между двумя способами нанесения краски на материал (рис. 2). В процессе УФ-флексографии анилоксовый вал переносит краску на печатную форму (с рельефными печатными элементами), а печатная форма переносит краску на материал. В процессе УФ-трафаретной печати используется сетка, через отверстия которой краска продавливается и сразу попадает на материал.

Флексография

В первом приближении можно сказать, что количество краски, попадающей на запечатываемый материал, определяется гравировкой анилоксового вала. Это не совсем так, но в общем виде существует зависимость между теоретическим объемом ячеек анилоксового вала и толщиной получаемой красочной пленки. Теоретический объем зависит от характера гравировки вала, то есть количества ячеек на единицу длины, угла гравировки и формы ячеек (рис. 3). Под теоретическим объемом ячейки анилоксового вала понимается отношение объема всех имеющихся ячеек к площади рабочей поверхности вала.

Рис. 3. Параметры, от которых зависит теоретический объем ячейки: число ячеек на единицу длины, угол гравировки, форма ячеек, их глубина

Однако остается неизвестным, какой объем краски переносится с анилокса на печатную форму, а далее на материал. Коэффициент переноса краски зависит как от свойств конкретной краски, так и от конфигурации ячеек анилоксового вала.

При использовании новых анилоксов, имеющих теоретический объем более 20 см3/м2 и особую структуру ячеек, несомненно потребуются и изменения в составе краски для достижения максимального краскопереноса и одновременно улучшенного растекания.

Последние исследования компании XSYS показали, что новейшие красочные технологии в сочетании с новыми типами анилоксов значительно увеличили коэффициент переноса краски, сделали возможным создание красочной пленки, значительно превосходящей по толщине достижимую ранее. При этом качество как плашки, так и текстовых элементов - на хорошем уровне.

Ротационный трафарет

Перенос краски, а следовательно, и толщина красочной пленки в ротационном трафарете определяется конфигурацией ячейки трафаретной сетки. На рынке существуют несколько типов сеток от различных производителей, но специалисты XSYS Print Solutions в своих исследованиях использовали сетки компании Stork.

Рис. 4. Основные параметры трафаретной сетки компании Stork (слева направо): линиатура, толщина, открытая область

Но опять же окончательный вид красочной пленки (равномерность, отсутствие проколов) зависит как от параметров сетки (рис. 4), так и от свойств краски. Новые задачи для производителей краски были поставлены в связи с разработкой компактных секций трафаретной печати - так называемых кассетных секций. В их трафаретных цилиндрах из-за меньшего диаметра создается дополнительная нагрузка на краску, в результате чего появляется больше пузырьков воздуха, что потенциально приводит к пенообразованию в краске. Непременное требование идеального белого трафаретного слоя для «невидимых» этикеток означает, что применяемая краска должна одновременно подходить для новых трафаретных секций, обеспечивать закрепление на высоких скоростях, а также легкую и качественную надпечатку другими способами печати. В качестве решения такой комплексной задачи компанией XSYS Print Solutions была разработана специальная красочная система Uvoscreen Combiwhite.

Печатные свойства

Рис. 5. Слева печать УФ-флексографией по обычной трафаретной краске, справа - по краске Uvoscreen II Combiwhite

Так может ли УФ-флексография заменить УФ-трафарет? После рассмотрения основ двух способов печати в отношении переноса кроющей белой краски на материал становится очевидным, что имеются существенные сложности, связанные с необходимостью прикладывать дополнительное давление для равномерного распределения краски на материале.

Исследования компании XSYS показали, что на плашках УФ-флексография может добиться сопоставимой с УФ-трафаретом укрывистости, но в случае воспроизведения тонких вывороток различие остается, так как трафарет дает более резкий край. В общем случае трафаретная печать обеспечивает более резкое воспроизведение мелких элементов. Наши внутренние тесты показывают, что текст от 8 пунктов на выворотке воспроизводится УФ-флексографией на коммерчески приемлемом уровне. Это подтверждают и типографии, уже использующие новую технологию в повседневной работе.

Оттенок белее... Как это измерить?

Для измерения укрывистости мы используем так называемый метод относительного контраста. В этом случае измеряется плотность черного через слой белой краски. Абсолютная прозрачность соответствует 1, абсолютная укрывистость соответствует 100. Для определения степени укрывистости сначала была проведена тестовая печать стандартной УФ-флексографской белой краской с различных анилоксовых валов разных производителей. Полученые результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты теста укрывистости

Было установлено, что на получаемую укрывистость влияние оказывает не только состав краски. Результат зависит от сложного «коктейля» факторов. В табл. 2 приведены самые типичные, влияние которых было выявлено в ходе тестов.

Таблица 2. Основные факторы, влияющие на степень
укрывистости УФ-флексографской краски на оттиске

В идеальной модели мира должна существовать та некоторая «волшебная комбинация», тот Священный Грааль, который учтет все факторы и даст идеальный результат. Но наш опыт показывает, что от одной машины к другой условия меняются и любой набор параметров неоднозначен. Например, одна монтажная лента может давать лучший результат на первой машине с первой печатной формой, но для второй печатной машины и второй печатной формы будет нужна другая лента.

Тем не менее ясно, что существуют два ключевых фактора для замены УФ-трафарета УФ-флексографией:

• состав краски;
  
  
• выбор анилоксового вала.

Комбинируя все вышеперечисленные параметры и сравнивая результаты, мы выбрали наилучшие комбинации. Значения контрастности, которые нам удалось получить, приведены в табл. 3.

Таблица 3. Значения контрастности различных типов белой кроющей краски

Таким образом, выбирая краску, анилокс, монтажную ленту и печатную форму для данной конкретной печатной машины, можно способом УФ-флексографии получить укрывистость, сопоставимую с УФ-трафаретом.

Заключение

Получение такого результата потребовало серьезных усилий и варьирования далеко не одного параметра. Мы увидели, что самыми сложными являются именно последние шаги - получение из «хорошего» результата «идеального». В любом случае можно сказать, что даже при использовании стандартных условий в распоряжении печатников появилась новая краска, способная дать более белую и укрывистую плашку по сравнению со стандартными. Но для получения «сверхрезультата» мы настоятельно рекомендуем посоветоваться с вашими поставщиками для выбора оптимальных именно для вас параметров печати.

Да, трафарет не заменить, но такая задача и не ставилась. Однако существует целый пласт заказов, где от всех уникальных качеств трафаретной печати требуется только получение максимальной укрывистости, и именно здесь новая технология позволит упростить печатный процесс и существенно сократить себестоимость продукции.