Точки флексографской печатной формы: природа растискивания

Точки флексографской печатной формы: природа растискивания

 Печать в основе своей двумерна: все печатные элементы имеют определенное расположение на форме и заданный раз­мер. Спецификой печатных элементов на флексографской пластине является тот факт, что объекты, которые формируют печатное изображение, трехмерны. Печатные точки имеют размер, положение на форме и профиль. Таким образом, во время печати флексографским способом изображение 3D переходит в 2D, создавая точку большего размера, чем изначально планировалось.

Данная модель дает воз­можность определить четкую связь между профилем растровой точки и ее деформацией, а также возникающими компен­сирующими силами — основными причинами растискивания при печа­ти. Модель дает понима­ние, в каком направлении развивать технологию изготовления фотополи­меров и готовых печат­ных форм

Рис. 1. Модели макроточек высотой 70 мм

График 1. Зависимость между давле­нием и сжатием

График 2. Зависимость размера пятна контакта от сжатия

Рис. 2. Деформация точки с острым профилем

За последнее время способ­ность влиять на форму растровой точки в процессе изготовления форм значительно выросла благо­даря большому количеству экспе­риментов и обмену опытом на раз­личных конференциях и форумах. На данном этапе мы убеждены, что самый большой вклад, который производители полимеров могут привнести в улучшение пластины, это получение точки, остающейся стабильной на протяжении длин­ных тиражей и дающей наимень­ший прирост растискивания со временем.

На наш взгляд, любое растас­кивание является врагом каче­ственной печати.

Изучение точек

Существует множество факторов, влияющих на растискивание, но мы решили изучить тот, на кото­рый мы можем непосредственно влиять в процессе изготовления форм — эффект механической деформации точек (изменение формы, которое происходит при соприкосновении полимера с мате­риалом во время печати). Очень трудно детально наблюдать пове­дение растровой точки в момент ее взаимодействия с материаломв печатной машине, поэто­му мы разработали модель точек, которая может быть изучена невооруженным гла­зом (рис. 1).

Все точки в модели были высотой 70 мм с диаме­тром печатного элемента 10 мм, изготовлены из одно­го и того л<е фотополимера. Углы наклона плечей точек по горизонтали 53°, 62°, 71° и 79° (слева направо на рис. 1). Аппарат, испытывающий матери­ал, был настроен таким образом, чтобы производить сжатие со ско­ростью 1 мм/с при общем сжатии до 20 мм. Сила сжатия измерялась аппаратом на частоте 10 Гц. Размер пятна печатного контакта изхмерялся с использованием бумаги Fuji, чувствительной к давлению и позволяющей измерить площадь контакта точки в момент сжатия.

Кривые соотношения между силой давления (взаимодействия точки и материала) и сжатием точек показаны на графике 1. Из него видно, что кривые нелиней­ные и сила давления возрастает быстрее, чем изменяется величина сжатия. Степень нелинейности, так же как и общий уровень силы, зави­сит от угла наклона плеча (профи­ля) точки. Более пологая точка при сжатии обладает большей силой сопротивления давлению. Следует также отметить, что точка с самым острым профилем показала кри­вую с переломом, хотя ее кривая самая горизонтальная из всех испытанных точек.

График 3. Определение оптимального и критического угла наклона профиля точки

График 4

Кривая зависимо­сти размера пятна кон­такта от сжатия точки показана на графике 2. Эти кривые также нелинейны и вновь демонстрируют чет­кую зависимость пятна контакта от формы профиля точки. В этом графике похожая ситу­ация, размер пятна контакта рос обратно пропорционально углу наклона печатного эле­мента, как следствие, поверхность контакта «широких» точек воз­растала быстрее, чем у «узких» точек. И на этом графике точка с наиболее острым профилем показа­ла флуктуации.

Рис. 2 иллюстрирует причину возникновения колебаний на обоих графи­ках в случае точки с острым профилем. Это происходит из-за наклона верхушки точки вбок, что на время приводит к сокращению площади контакта. После этого следует резкое увеличение поверх­ности контакта и ее превращение из круглой в овальную. Это наблю­дение предметно демонстрирует хорошо известное во флексографии явление, когда самые малень­кие точки печатают тире вместо точек. Это обычно происходит в нижних границах тонового диа­пазона.

Угол наклона профиля

Рис. 3. Модели макроточек с более близкими углами наклона профиля

После количественной оценки вли­яния угла наклона плеча точки на ее деформацию мы решили разо­браться с взаимосвязью профиля точки и ее поведения в светлых тонах. Второй вариант макроточек для исследований был создан на этот раз с более близко располо­женными углами наклона профи­ля (от 70° до 80° от горизонтали с шагом 2°, как показано на рис. 3). Это позволило нам более точно искать «критический угол», при котором точки начали бы разру­шаться при сжатии.

Рис. 4. Особый профиль точек, позво­ляющий получать минимальные искажения

воздействием нагрузки, имитиру­ющей печатный процесс.

Хотя данная модель в любом случае является упрощенной, она дает возможность качественно и количественно оценить явления, которые имеют непосредственное отношение к флексографской печа­ти. Мы определили четкую связь между профилем растровой точки и ее деформацией, а также возни­кающими в этой связи компенсирующими силами — основными причинами растаскивания при печати. Наши исследования показывают, что более острый профиль точки уменьшает растаскивание, величина которого, очевидно, связана с природой механической деформации. При прочих равных условиях это означа­ет, что острый профиль точки является желательной характеристикой. Тем не менее есть предел применимости дан­ной логики: в какой-то момент точка становится неустойчивой к сжатию и ведет себя непредсказуемо, не отвечая исходным требованиям прогнозируе­мого производства. Наша модель сви­детельствует, что «критические углы» находятся в диапазоне между 72° и 74°, последующее увеличение углов приво­дит к разрушению точек уже при более низких значениях сжатия.

Наши исследования сжатия точки также помогли объяснить прогнозируемость поведения печатных форм, изготовленных по технологии LUX, на печати. Благодаря особому профи­лю точки {рис. 4) при флексографской печати удается получать минимальные искажения задуманной цветопередачи.

Высота (70 мм) и размер (10 мм в диаметре) второго набора точек были идентичны точкам из перво­го набора, и они подвергались тако­му же режиму воздействия (мак­симальное сжатие 20 мм, 1мм/с, частота 10 Гц). Критический угол наклона был найден между 72° и 74° (график 3). При угле наклона 72° точки не деформируются, в то время как начиная с угла профиля 74° точки неизменно утрачивают свой функционал.

График 5. Соотношение между сжати­ем до разрушения и углом наклона

Анализ результатов

Среди протестированных точек, деформирующихся под давлением, прослеживается зависимость между началом разрушения точек и углом наклона (график 4). Точки с наиболее острым профилем разрушались при меньшем сжатии, в то время как более поло­гие точки способны гасить куда большее сжатие до деформирования. Хотя сама по себе тенденция неуди­вительна, тем не менее это была только одна из первых попыток модельного анализа поведения точки под

Что еще более важно, наша модель дает понимание, в каком направлении необходимо развивать технологию изготовления фотополимеров и гото­вых печатных форм, предлагая кон­структивные решения для увеличения эффективности формных процессов и подчеркивая стабильность растровой точки в будущих поколениях продук­тов под маркой LUX. ❖

Автор: Д-р Тимоти Готсик (Dr. Timothy Gotsick)