Изучение устойчивости флексографских печатных форм к воздействию растворителей Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Изучение устойчивости флексографских печатных форм к воздействию растворителей

А.Б. Сорокин,

инженер,

Е.Б. Надирова,

к.т.н., доцент

Качество флексографской печати во многом определяется характеристиками печатных форм, которые, в свою очередь, зависят от способности фотополимера устойчиво противостоять воздействию растворителей, входящих в состав смывочных растворов и печатных красок. Взаимодействие формы с растворителями приводит к снижению печатно-эксплуатационных показателей формы. Целью работы явилось изучение набухаемости флексографских форм, изготовленных по аналоговой и цифровой технологиям на формных пластинах различных типов.

Предлагаемые фирмами-изготовителями формные пластины существенно отличаются своими характеристиками, что позволяет изготавливать формы, обладающие различными свойствами. Поскольку степень устойчивости форм к действию активных растворителей существенно зависит от режимов изготовления, печатные формы изготавливались при стандартных оптимальных режимах в условиях предприятий ООО «ТампоМеханика» и «Имедженси Принт» [1]. Объектами исследования служили: спиртовымывные формные пластины BASF FAH DII 1.14; водовымывные формные пластины TOYOBO Cosmolight QS 1.14; формные пластины для термического проявления по технологии FAST DuPont DFH 1.14, а также аналоговые пластины Pasaflex H, Jet AR, BASF ACE. Характеристики формных пластин представлены в табл.1.

131

Таблица 1

Характеристика флексографских формных пластин

Марка Тип Тол- щина, мм Твер- дость по Шору Интервал тоновых градаций, % Макси- маль- ная линиа- тура, лин/см Глубина рельефа печат- ной формы, мм Исполь- зуемые печатные краски

Basf FAH DII Цифро- вая 1,14 77 1-98 60 0,6-0,9 Спиртораз- бавляемые, водораз- бавляемые, УФ-краски

Toyobo Cosmoli-ght QS Цифро- вая 1,14 77 1-95 60 0,5-0,8 Спиртораз- бавляемые, водораз- бавляемые, УФ-краски

DuPont DFH Цифро- вая термаль- ная 1,14 75 1-98 68 0,45-0,8 Спиртораз- бавляемые, водораз- бавляемые, УФ-краски

Pasaflex H Анало- говая 1,14 64-66 1-98 60-65 0,7-1,1 Спиртораз- бавляемые, водораз- бавляемые, УФ-краски

Jet AR Анало- говая 1,14 70 2-95 60 0,7-1,1 Спиртораз- бавляемые, водораз- бавляемые, УФ-краски

BASF ACE Анало- говая 1,14 78 2-95 60 0,6-0,7 Спиртораз- бавляемые, водораз- бавляемые, УФ-краски

Известно, что в процессе набухания происходит взаимодействие высокомолекулярных веществ с растворителем, сопровождающееся увеличением объема и массы полимера во времени [2]. Мерой набухания служит степень набухания а.

а = (m - m0)/m0,

где m и m0 - массы исходного и набухшего полимеров.

Причина набухания заключается в различии свойств высокомолекулярного соединения и растворителя. В случае ограниченного

132

набухания а достигает постоянного предельного значения. При неограниченном набухании значения mи а проходят через максимум, после которого полимер постепенно растворяется. В этом случае набухание является начальной стадией растворения. Скорость этого процесса определяется подвижностью молекул, коэффициентом их диффузии. Специфика набухания заключается в том, что взаимодействуют и смешиваются молекулы, различающиеся между собой на много порядков по размерам и подвижности. Поэтому переход макромолекул в фазу растворителя происходит очень медленно, тогда как молекулы растворителя быстро проникают в сетку полимера, раздвигая цепи и увеличивая его объем. Процесс набухания зависит от свойств полимера, определяемых его составом и строением. В основе набухания лежит межмолекулярное взаимодействие, обусловленное главным образом сольватацией макромолекул. Это взаимодействие связано с полярностью вещества: так, полярные полимеры набухают в полярных жидкостях, а неполярные - в неполярных.

Свойства флексографских печатных форм могут сравниваться путем изучения термодинамики и кинетики взаимодействия фотополимера с низкомолекулярными жидкостями. Для постоянства структурно-механических свойств формы необходимо, чтобы фотополимер при взаимодействии с растворителем печатной краски набухал как можно меньше, т. е. обладал стойкостью к набуханию.

Для изучения совместимости растворителей и фотополимера была использована смесь 15% этилацетата и 85% этанола. Воздействие смывочных веществ было исследовано на примере растворителя DEXSOL SB 7348. При этом фотополимер погружали в жидкость и через установленные промежутки времени измеряли положение уровня жидкости по шкале прибора для измерения набухаемости. Величину константы скорости набухания определяли после построения графика как тангенс угла наклона прямой, проведенной из начала координат через значения, рассчитанные из данных, полученных опытным путем. Расчет константы набухания проводили из соотношения:

—а^— = Ш; k= tgp.

1паш -а

Зависимости 1п[а^/(а^ - а)] от времени набухания образцов печатных форм, изготовленных по аналоговой и цифровой масочной технологиям, представлены на рис. 1 и 2. Константы скорости набухания в различных растворителях фотополимеров представлены в табл. 2. У всех исследованных фотополимеров набухание было ограниченным, и его скорость со временем снижалась.

Сравнение устойчивости к набуханию форм, изготовленных по цифровой технологии, показало, что наиболее устойчивой к набуха-

133

нию в смеси этилацетата и этанола является форма, изготовленная на водовымывной пластине TOYOBO Cosmolight QS. Наиболее устойчивой к набуханию в растворителе DEXSOL SB 7348 является фотополимерная форма, изготовленная на пластине DuPont DFH. Незначительно отличается константа набухания формы, изготовленной на пластине BASF FAH DII. Следовательно, можно предположить, что эта форма обеспечит устойчивые печатно-эксплуатационные показатели.

Таблица 2

Набухание флексографских форм в растворителях

Формная пластина Константы скорости набухания, K ч-1

DEXSOL SB7348 15%этилацетат / 85%этанол

Basf FAH DII 0,56 1,03

Toyobo Cosmolight QS 0,48 0,80

DuPont DFH 0,37 0,95

Pasaflex H 0,51 0,65

Jet AR 0,43 0,10

BASF ACE 0,43 1,01

Толщина печатных форм оказывает существенное влияние на давление в процессе печатания, что сказывается на репродукционнографических показателях. Поэтому изучение износостойкости полимера, а также влияния процессов набухания на толщину печатных форм представляет большой интерес. Как следует из данных, представленных в таблице, наиболее устойчивой к воздействию смеси 15%этилаце-тат/ 85%этанол, а также смывочного раствора DEXSOL SB 7348 является форма, изготовленная на сольвентных пластинах.

В результате проведенных испытаний установлено, что сравнительно более устойчивой к действию растворителей и лучшими физико-механическими свойствами обладают формы, изготовленные на сольвентных пластинах BASF FAH DII 1.14, что позволило рекомендовать их для использования на предприятии «Имедженси Принт». Правильный выбор формных пластин для конкретных условий печатания позволит повысить качество печати и возможность повторного использования форм высокой тиражестойкости без снижения их репродукционно-графических показателей.

134

Таблица 3

Влияние растворителей на толщину печатной формы

Формная пластина Толщина формы, мм DEXSOL SB7348 15%этилацетат / 85%этанол

Basf FAH DII 1,130 1,160 1,150

Toyobo Cosmolight QS 1,135 1,190 1,180

DuPont DFH 1,110 1,148 1,120

Pasaflex H 1,150 1,095 1,120

Jet AR 1,135 1,130 1,140

BASF ACE 1,150 1,130 1,148

Библиографический список

1. Надирова Е.Б. Исследование характеристик флексографс-ких фотополимерных печатных форм / Е.Б. Надирова, О.Ю. Затула // Вестник МГУП. - № 8. - 2009. - С. 247-254.

2. ФридрихсбергДА. Курс коллоидной химии / Д.А. Фрид-рихсберг // Л. - Химия. - 1984. - С. 299-300.

135