Фотополимерные формы это

Что такое фотополимерная печатная форма

Фотополимерная форма — это эластичная печатная пластина с выступающими печатающими элементами, полученными в результате воздействия ультрафиолетового излучения на светочувствительную полимерную композицию. Материал формы затвердевает на участках, подвергшихся УФ-облучению, в то время как незасвеченные области остаются мягкими и впоследствии удаляются в процессе вымывания.

Технология фотополимерных форм появилась в начале 1970-х годов и произвела революцию во флексографии, значительно повысив качество печати по сравнению с традиционными резиновыми клише. Современные фотополимерные пластины практически вытеснили резину из массового производства благодаря своим превосходным репродукционно-графическим свойствам.

Основу фотополимерной пластины составляет жесткая подложка из полиэфирной пленки или металла (алюминий, сталь), на которую нанесен слой светочувствительного полимера. Толщина этого рабочего слоя определяет высоту рельефа и область применения готовой формы.

Принцип УФ-полимеризации фотополимеров

Физико-химический процесс затвердевания

Фотополимеризация — это процесс образования твердых нерастворимых полимеров из жидких или полутвердых мономерных композиций под действием ультрафиолетового света. При облучении УФ-лучами в полимерном слое образуются центры полимеризации, молекулы начинают связываться между собой, формируя трехмерную сетчатую структуру.

Незасвеченные участки полимера сохраняют свою первоначальную структуру и легко растворяются в специальных вымывных растворах на основе спиртов, углеводородов или обычной воды. Этот контраст между заполимеризованными и незаполимеризованными зонами позволяет создавать рельефное изображение с высокой детализацией.

Этапы УФ-экспонирования

• Тыльное экспонирование — засветка оборотной стороны пластины через подложку для формирования основания рельефа необходимой толщины
• Основное экспонирование — облучение через негатив или после лазерного гравирования маски для создания изображения
• Финишное экспонирование — окончательная засветка для устранения липкости и увеличения твердости печатающих элементов
• Дополнительная обработка — УФ-обработка для повышения тиражестойкости и стабилизации свойств формы

Технические характеристики и толщина форм

Основными параметрами фотополимерной пластины являются толщина рабочего слоя, твердость по шкале Шора А и формат. Толщина формы варьируется в диапазоне от 1,14 до 6,35 мм и напрямую влияет на область применения.

* Точные значения твердости зависят от производителя пластин, технологии изготовления и последующей обработки формы. Диапазон твердости фотополимерных форм составляет от 30 до 70 единиц по Шору А.

Тонкие пластины обеспечивают более высокую линиатуру печати (до 60 линий на сантиметр) и лучшее воспроизведение мелких деталей. Толстые формы имеют повышенную эластичность, что позволяет им плотно контактировать с неровными запечатываемыми поверхностями, такими как гофрокартон.

Технология изготовления печатных форм

Аналоговый метод

Традиционная технология предполагает использование фотопленки с негативным изображением. Негатив накладывается на фотополимерную пластину, после чего система помещается в вакуумную экспонирующую раму для обеспечения плотного контакта. УФ-излучение проходит через прозрачные участки негатива и полимеризует соответствующие зоны на пластине.

После основного экспонирования форма подвергается вымыванию в специальных процессорах. Незаполимеризованный полимер удаляется щеточными валиками в среде растворителя или воды при температуре около 35 градусов Цельсия. Продолжительность вымывания составляет от 15 до 40 минут в зависимости от толщины пластины и типа используемого материала.

Цифровой метод изготовления

Современная технология компьютер-форма исключает необходимость в фотопленке. Существует два основных цифровых подхода: лазерная абляция масочного слоя и прямое лазерное гравирование полимера.

При методе LAMS лазер выжигает непрозрачный черный слой на поверхности пластины, создавая маску для последующего УФ-экспонирования. Технология прямого гравирования позволяет механически удалять полимер с пробельных участков без химической обработки, что сокращает время изготовления и устраняет использование растворителей.

Водовымывные и термальные пластины

Водовымывные фотополимерные пластины представляют экологичную альтернативу традиционным сольвентовымывным материалам. Незаполимеризованный полимер удаляется обычной водой или слабощелочным раствором, что снижает воздействие на окружающую среду и упрощает утилизацию отходов. По печатно-техническим характеристикам водовымывные пластины полностью соответствуют сольвентовымывным.

Термальная технология, представленная компанией DuPont в 2000 году, основана на расплавлении незаполимеризованных участков при нагреве. Расплавленный полимер удаляется специальным абсорбирующим материалом без использования жидкостей, что полностью исключает процесс сушки и ускоряет производство форм.

Монтаж формы на формный цилиндр

Установка фотополимерной формы на формный цилиндр флексографской машины требует точности и учета растяжения материала. Плоская форма при монтаже на цилиндр растягивается вдоль его окружности, что приводит к удлинению изображения.

Компенсация растяжения

Величина растяжения зависит от толщины формы и диаметра формного цилиндра. Для компенсации этого эффекта изображение на фотоформе предварительно уменьшается в направлении окружности цилиндра. Расчет величины компенсации производится с учетом толщины печатной формы, толщины монтажной ленты и диаметра формного цилиндра согласно формулам, предоставляемым производителями оборудования.

Процесс монтажа

• Очистка поверхности формного цилиндра от остатков клея и загрязнений
• Нанесение двустороннего клейкого монтажного скотча на цилиндр
• Позиционирование формы с использованием приводочных меток
• Прикатка формы валиком для обеспечения равномерного приклеивания
• Проверка качества монтажа и отсутствия воздушных пузырей

Тиражестойкость и эксплуатационные характеристики

Фотополимерные формы демонстрируют высокую тиражестойкость, обеспечивая стабильное качество печати на протяжении длительного времени. При правильной настройке печатного оборудования и соблюдении технологических параметров одна форма способна отпечатать от 500 тысяч до 1 миллиона качественных оттисков.

Срок службы формы зависит от нескольких факторов: типа запечатываемого материала, характеристик используемых красок, давления печати, состояния анилоксового вала и правильности настройки печатной машины. Печать на абразивных материалах или с агрессивными растворителями сокращает ресурс формы.

Преимущества фотополимерных форм

• Высокая разрешающая способность и четкость воспроизведения деталей
• Стабильность размеров при изменении температуры и влажности
• Быстрое изготовление — от нескольких часов до одних суток
• Совместимость с различными типами красок: водными, спиртовыми, УФ-отверждаемыми
• Возможность печати градиентов и полутонов с линиатурой до 60 линий на сантиметр

Ограничения технологии

Фотополимерные формы уступают резиновым по химической стойкости к агрессивным растворителям. При использовании красок на основе кетонов или сложных эфиров поверхность формы может набухать, что приводит к искажению изображения. Кроме того, фотополимер чувствителен к озону и длительному воздействию ультрафиолета, что требует соблюдения правил хранения.

Правила хранения фотополимерных форм

Правильное хранение критически важно для сохранения работоспособности фотополимерных форм между тиражами. Нарушение условий хранения приводит к деформации, потере эластичности и растрескиванию материала.

Температурный режим и влажность

Оптимальная температура хранения составляет от 15 до 25 градусов Цельсия при относительной влажности не более 60 процентов. Превышение температуры ускоряет процессы окисления и старения полимера, а низкие температуры делают материал хрупким.

Защита от света и окисления

Формы должны храниться в светонепроницаемой упаковке, защищающей от ультрафиолетового излучения, солнечного света и света люминесцентных ламп. Воздействие УФ-лучей вызывает дополнительную полимеризацию поверхности, что приводит к повышению твердости и потере эластичности.

Способ размещения

• Строго горизонтальное положение для предотвращения деформации
• Прокладки из вспененного материала между формами
• Допускается соприкосновение только подложками, печатающая поверхность не должна контактировать с другими поверхностями
• Запрещается размещение тяжелых предметов на формах
• Хранение в картонных коробках или специальных стеллажах

При соблюдении всех условий срок хранения фотополимерных форм составляет от 1 года до 3-5 лет. После этого периода наступает естественное старение материала, выражающееся в повышении твердости и снижении эластичности.

Области применения фотополимерных форм

Фотополимерные печатные формы нашли широкое применение в упаковочной индустрии благодаря возможности печати на разнообразных материалах и высокому качеству воспроизведения изображений.

Гибкая упаковка

Основная сфера применения — производство гибкой упаковки из полиэтиленовых и полипропиленовых пленок. Фотополимерные формы используются для печати на упаковке продуктов питания, кондитерских изделий, замороженных продуктов и товаров бытовой химии. Тонкие пластины толщиной 1,14-1,70 мм обеспечивают высокую детализацию изображений на пленках.

Этикеточная продукция

Производство самоклеящихся этикеток, термоусадочных и обычных этикеток для бутылок, банок и другой тары составляет значительную долю применения фотополимерных форм. Технология позволяет воспроизводить сложные многокрасочные изображения с плавными переходами и мелким текстом.

Печать на гофрокартоне

Для запечатывания гофрокартона применяются толстые эластичные формы высотой 3,94-6,35 мм. Повышенная толщина обеспечивает компенсацию неровностей поверхности гофры и равномерный перенос краски. Формы используются для производства транспортной тары, коробок для пиццы, упаковки бытовой техники.

Другие применения

• Бумажные пакеты и мешки для сыпучих продуктов
• Ламинированная упаковка с металлизированными пленками
• Обои и декоративные материалы
• Одноразовая посуда из бумаги и картона
• Подарочная упаковка и оберточная бумага

Часто задаваемые вопросы