CC BY
147
УДК 678.416
В. Н. Серова, Э. Н. Носкова, Э. Р. Мирхусаинов
ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЛЕКСОГРАФСКОЙ ПЕЧАТИ НА ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНКАХ
Ключевые слова: флексография, полимерная пленка, печатная краска, красочный слой, качество печати, спектральные характеристики, денситометрия, оптическая плотность, показатель растискивания.
Впервые получены данные, позволяющие оценить качество флексографской печати триадными красками CMYK на пленках из полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата и полиамида при различных значениях линиатуры растра, варьируемых от 200 до 400 лин/см. Для этого использован метод денситометрии, позволяющий определить сравнительные значения максимальной оптической плотности нанесенных на пленки красочных слоев и показателя растискивания при печати. Методом «скотч-теста» определена прочность закрепления красочных слоев на полимерных поверхностях.
Keywords: flexography, polymer film, printing-ink, paint layer, quality ofprinting, spectral characteristics, optical densitometry, dot
gain index.
First data allowing to evaluate the quality offlexographic printing with triad ink CMYK on the films of polyethylene, polypropylene, polyethylenterephthalate and polyamide at different values of raster lineature, varying from 200 to 400 lines per cm were obtained. This method is densitometry to determine the comparative values of maximum optical density ofpaint layers on the polymer films and dot gain index was used. By the method of scotch-test determined the strength of the pinning ofpaint layers on the polymer surfaces.
Введение
В последние годы среди печатных технологий особое место занимает так называемая упаковочная печать. Это обусловлено активным развитием упаковочной индустрии. В производстве упаковки самым популярным в мире способом печати считается флексография (от англ. flexible - гибкий и греч. grapho - пишу). Флексография - современная разновидность высокой печати с эластичных рельефных печатных форм. Способом флексографии осуществляют печать на самых различных материалах, в том числе на полимерных пленках -так называемой гибкой упаковке [1, 2].
Первостепенное значение в мире упаковки имеет цвет и, соответственно, качество печати [3]. Современный оперативный контроль качества печати чаще всего осуществляется денситометрическими методами. Особенно широко они применяются для контроля печати триадными красками. При этом обычно по полученным спектральным кривым производится оценка величины максимальной оптической плотности на оттиске, которая зависит от характеристик и печатных красок, и запечатываемого материала. Не менее важным является и контроль размера растровых элементов при переносе их с печатной формы на оттиск. Известно, что размеры растровых элементов на оттиске существенно возрастают по сравнению с их размерами на печатной форме. Увеличение размера точки при печати с флексографской формы хорошо известно в полиграфии как растискивание [4]. Следует отметить, что работ по выявлению причин этого распространенного негативного явления во флексографии до сих пор очень мало, и оно объясняется воздействием ряда механических и оптических факторов, обусловленных как свойствами печатной краски, так и характеристиками поверхности запечатываемого материала [5]. Поверхность синтетических полимерных пленок, как правило, активируют путем обработки коронным
разрядом или другим способом для достижения приемлемой адгезии к ним печатных красок.
К настоящему времени изучены некоторые эксплуатационные свойства полимерных
упаковочных пленок [6-9]. Однако влияние химической структуры полимера, из которого изготовлены упаковочные пленки, на качество нанесенной на них печати практически не изучено. Наиболее популярными на рынке упаковки являются пленочные материалы из таких полиолефинов, как полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП), а также из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и полиамида (ПА).
Цель настоящей работы - изучение качества флексографской печати триадными красками на названных полимерных пленках, а именно: спектральных характеристик красочных слоев, растискивания при печати, а также прочности закрепления красок на пленочных поверхностях.
Экспериментальная часть
В работе использовались пленки из ПЭ высокого давления толщиной 30 мкм марки DANFILM, полученные на выдувном экструдере Varex фирмы Windmoller&Holsher, биаксиально-ориентированные пленки из ПП и ПЭТФ толщиной 20 и 12 мкм соответственно, изготовленные на плоскощелевом экструдере фирм F-PAP и BIAXPLEN соответственно, а также пленки из ПА толщиной 35 мкм, изготовленные на экструзионной установке ООО НПП «Тасма» способом рукавного раздува. Поверхность названных пленок была обработана коронным разрядом, и значение поверхностной энергии составляло не менее 38 Дин.
Для нанесения на полимерные пленки печати использовалась триада красок CMYK (Cyan - голубая, Magentа - пурпурная, Yellow - желтая и Key -ключевая черная) марки FlexiLam CF/1 фирмы FLINT GROUP на основе нитрата целлюлозы, как связующего вещества. Рабочая вязкость красок
достигалась путем добавления в них перед печатью этилацетата.
Красочные слои наносились на пленки с помощью пробопечатной флексографской машины K Printing Proofer фирмы RK Print, печатающей со скоростью до 40 м/мин по 5 пар образцов, отличающихся величиной растрового шага, соответствующего различным значениям линиатуры.
Регистрация спектральных характеристик поглощения запечатанных пленочных образцов и определение показателя растискивания
осуществлялись с помощью спектроденситометра SpectroDens компании Techkon. Диапазон измерений оптической плотности: 0-3.2. Для определения показателя растискивания растровой точки измерялась оптическая плотность плашечного поля, а затем - соответствующие растровые поля (до трех полей). Прибор SpectroDens автоматически вычисляет относительную площадь растровых элементов и их прирост с помощью формулы Мюррея-Девис и учетом коэффициента Юла-Нильсена [5]. Погрешность измерений ±0.01.
Прочность закрепления красочных слоев на полимерных пленках (адгезия печатной краски к пленочной поверхности) определялась по методу ASTM D 3359 («скотч-теста») - при действии на них пленки с липким слоем.
Результаты и их обсуждение
На рисунке 1 показаны спектральные характеристики поглощения красочных слоев, нанесенных на полимерные пленки CMYK красками при различных значениях линиатуры растра (L): 200, 270 и 400 лин/см. Чем выше значение L, тем меньше объём печатной краски, необходимый для получения плашки (сплошь запечатанной поверхности) заданной плотности [10]. Для анализа полученных экспериментальных данных составлена таблица, в которой приведены найденные из спектральных кривых значения максимальной оптической плотности красочных слоев фмакс), а также показателя растискивания при печати (Z) и адгезии печатной краски к пленочной поверхности (А).
Из анализа экспериментальных данных можно выявить следующие закономерности. Так, во всех случаях увеличение линиатуры растра L при печати, особенно от 200 до 270 лин/см приводит к заметному снижению Dмакс красочных слоев. Наиболее существенное снижение Dмакс наблюдается при печати на полиолефиновых пленках, нежели на пленках из ПЭТФ и ПА. Более резкое снижение Dмакс зафиксировано при этом в случае печати голубой и черной красками и менее резкое - при печати желтой краской. При дальнейшем увеличении от 270 до 400 лин/см скорость снижения Dмакс во всех случаях становится меньше.
Исходя из данных таблицы, можно констатировать, что печать при L = 200 лин/см приводит к незначительному растискиванию (Z = 00.8%). С увеличением же линиатуры L во всех случаях происходит практически пропорциональное
D, отн. ед. 3 -
Ä,, нм
600 б
А, нм
D, отн. ед.
з
2,5 2 1,5 1 0,5
.............................IV, нм
400 500 600 700
L, лин/см: 1 - 200; 2 - 270; 3 - 400
Рис. 1 - Спектральные характеристики поглощения красочных слоев, нанесенных на пленку из ПП голубой (Cyan) (а), пурпурной (Magentа) (б), желтой (Yellow) (в) и ключевой черной краской (Key) (г)
а
г
Таблица 1 - Характеристики печати на полимерных упаковочных пленках
Полимер DMaKc, отн.ед. Z, % А,балл
Cyan Magenta Yellow Key Cyan Magenta Yellow Key Cyan Magenta Yellow Key
ПЭ
L, лин/см:
- 200 2.3 - 2.1 29 0.4 - 0 0.1 5 5 5 5
- 270 1.2 3.1 1.8 1.7 4.1 0.8 1.3 3.0 5 5 5 5
- 400 0.7 1.3 1.0 0.9 22.8 19.9 10.5 16.3 5 5 5 5
ПП
L, лин/см:
- 200 2.8 - 2.1 3.0 0.1 - 0.8 0.1 5 5 5 5
- 270 1.3 2.6 1.8 1.7 5.1 1.2 4.0 2.5 5 5 5 5
- 400 0.8 1.2 1.0 0.9 18.4 10.4 12.2 17.9 5 5 5 5
ПЭТФ
L, лин/см:
- 200 2.6 - 2.0 2.8 0.4 - 0.8 0.1 5 5 5 5
- 270 1.3 1.8 1.7 1.8 7.2 0.8 3.2 2.8 5 5 5 5
- 400 0.7 1.2 0.9 1.2 23.5 11.2 13.9 13.9 5 5 5 5
ПА
L, лин/см:
- 200 2.1 2.9 1.2 2.7 0.6 0.2 4.5 0.4 5 5 5 5
- 270 1.1 1.6 1.3 1.5 5.0 4.9 7.4 4.1 5 5 5 5
- 400 0.7 1.0 0.7 1.2 19.6 12.2 18.6 14.8 5 5 5 5
заметное возрастание показателя растаскивания Ъ до значений более 20%. При этом наибольшее значение Ъ во всех случаях наблюдается при печати голубой краской. Как видно, печать при L = 400 лин/см краской одного цветового тона, например, желтого, приводит к возрастанию показателя Ъ в следующем полимерном ряду: ПЭ < ПП < ПЭТФ < ПА.
Из приведенных в таблице экспериментальных данных также следует, что все красочные слои на всех полимерных пленках характеризуются высокой прочностью закрепления.
Таким образом, впервые получены сравнительные данные, позволяющие оценить качество флексографской печати триадными красками на упаковочных полимерных пленках. В развитие данных исследований представляет интерес установить сравнительное влияние эластичности и других характеристик механических свойств полимерных пленок на растискивание красок при их запечатывании способом флексографии.
Литература
1. Бухвайц, Я. Флексография: наравне с офсетной и глубокой печатью / Я. Бухвайц // Флексо Плюс. - 2011. -№ 6 (84).
2. Каннурпатти, Э. Качество или производительность? Достичь и того, и другого - мечта флексографов // Флексо Плюс. - 2016. - № 1 (109).
3. Нидерштадт, Д. Новые тенденции в производстве гибкой упаковки: фиксированная цветовая палитра / Д. Нидерштадт // Флексо Плюс. - 2015. - № 6 (108).
4. Готсик, Т. Изучение природы растаскивания во флексографии. Теоретические и эмпирические модели / Т. Готсик // Флексо Плюс. - 2014. - № 1 (97).
5. Синяк, М. Еще раз о контроле / М. Синяк // Компьюарт. -2004. - № 9. - С. 20-27.
6. Серова, В.Н. Эксплуатационные свойства моно- и многослойных полимерных упаковочных пленок / В.Н. Серова, Д.В. Сугоняко, М.Л. Верижников, А.А. Тюфтин // Пластические массы. - 2014. - № 5-6. - С. 54-56.
7. Серова, В.Н. Светостойкость и другие сравнительные свойства полимерных пленок для упаковки пищевых продуктов / В.Н. Серова, Д.В. Сугоняко, М.Л. Верижников, А.А. Тюфтин // Вестник технол. ун-та. -2014. - Т. 17. - № 3. - С. 104-107.
8. Серова, В.Н. Влияние металлизации и праймирования полиэтилентерефталатной упаковочной пленки на качество красочных слоев, нанесенных на нее способом флексографской печати / В.Н. Серова, С.А. Шевцова, М.С. Якунина, Д.В. Сугоняко, М.Л. Верижников, А.А. Тюфтин // Вестник технол. ун-та. - 2014. - Т. 17. - № 12. - С. 65-68.
9. Серова, В.Н. Влияние нанопокрытия из оксида алюминия на свойства полиэтилентерефталатной упаковочной пленки и нанесенной на нее печатной краски / В.Н. Серова, С.А. Шевцова, Д.В. Сугоняко, А.А. Тюфтин, М.Л. Верижников // Клеи. Герметики. Технологии. - 2015. - № 8. - С. 36-41.
10. Аткинсон, Д. Анилоксы: лазеры и керамика / Д. Аткинсон // Publish/Дизайн. Верстка. Печать. - 2007. - № 2.
© В. Н. Серова - д.х.н., проф. каф. технологии полиграфических процессов и кинофотоматериалов КНИТУ, [email protected]; Э. Н. Носкова - студ. той же кафедры, [email protected]; Э. Р. Мирхусаинов - студ. той же кафедры, [email protected].
© V. N. Serova - doctor of chemical Sciences, Professor; the chair of printing processes and cinema-photomanerials technology, KNRTU, [email protected]; E. N. Noskova - student of KNRTU, the chair of printing processes and cinema-photomanerials technology, [email protected]; E. R. Mirkhusainov - student of KNRTU, the chair of printing processes and cinema-photomanerials technology.
