Виды технологий производства флексоформ. Изготовление печатных форм (общие сведения) Цифровая технология изготовления печатных форм

1. Типографская (высокая) печать .

В высоком способе печати используются формы с выступающими печатающими элементами и углубленными пробельными (рис. 1).

Данный способ служит для изготовления самой разнообразной продукции – от ежедневных газет до высокохудожественных изобразительных изданий. Характерными признаками типографской печати являются:

красочный слой толщиной 2–3 мкм;

оборотный рельеф (деформация запечатываемого материала из-за избыточного давления при печати);

заметный рельеф букв.

К достоинствам высокого способа печати относятся:

хорошая разрешающая способность (печать с линиатурой растра 60–80 лин/см);

достаточная графическая, градационная и колористическая точность воспроизведения различных по своему характеру изображений;

стабильность качества воспроизведения изображения во всем тираже, что обусловлено отсутствием таких нестабильных процессов, как увлажнение печатных форм (в офсетной печати) или удаление краски с пробельных элементов форм (в глубокой печати).

Поверхность печатной формы высокой печати химически нейтральна и может воспринимать любой раствор, т.е. эти формы можно использовать для печати с применением красок, как на жировой основе, так и на базе водных и спиртовых растворителей.

В высокой печати используется большое многообразие печатных форм,

различающихся по многим признакам. В свою очередь, формы подразделяются на оригинальные и стереотипы. Оригинальные формы изготавливаются с текстовых или изобразительных оригиналов и предназначены для печатания тиража или для размножения печатных форм. Стереотипы - это формы-копии, полученные с оригинальных форм и служащие только для печатания тиража. Оригинальные изобразительные формы независимо от способа их изготовления обычно называются клише.

Печатные формы могут быть изготовлены в виде монолитных гибких или жестких (реже эластичных) пластин форматом, равным формату запечатываемого бумажного листа. Но они могут быть также составлены из отдельных пластин, содержащих одну или несколько полос издания. Используются также текстовые печатные формы, состоящие (набранные) из отдельных литер, воспроизводящих отдельные буквы, или целые строки текста. Такие формы называются наборно-отливными.

При изготовлении печатных форм высокой печати широко используют литейные, фотографические, химические процессы, процессы прессования, механической обработки металлов и полимеров. Тиражестойкость печатных форм зависит от печатного процесса. Она колеблется от нескольких десятков до 500 и более тысяч оттисков.

Широкое применение для печатания находят оригинальные формы, полученные формативной записью информации посредством копирования со штриховых, растровых или текстовых негативов на формные пластины, т.е. формы, изготавливаемые фотохимическими способами.

Основными стимулами развития высокой печати стали внедрение гибких и легких форм с малой глубиной пробельных элементов (0,4–0,7 мм), изготовленных на микроцинке, а также создание и применение фотополимерных пластин.

Высокая печать с металлических печатных форм в настоящее время используется редко, а печать с гибких форм на ротационных печатных машинах очень часто используется для изданий с большим тиражом.

Главными причинами, сужающими применение типографской печати, являются большая трудоемкость подготовительных операций и практически полное отсутствие в ее арсенале такого печатного оборудования, которое позволяло бы одновременно повысить иллюстративность и в соответствии с этим красочность изданий.

В способе плоской офсетной печати используются печатные формы, на которых печатающие и пробельные элементы расположены практически в одной плоскости. Они обладают избирательными свойствами восприятия маслосодержащей краски и увлажняющего раствора – воды или водного раствора слабых кислот и спиртов. Печатающие элементы формы – гидрофобные, пробельные – гидрофильные (рис. 3).

Основным отличием данного способа печати от высокой и глубокой печати является использование промежуточной поверхности (офсетного цилиндра) при переносе краски с печатной формы на запечатываемый материал.

На данный момент офсетная печать является наиболее развитым и часто используемым способом печати. За последние десятилетия она прогрессивно развивалась, что обусловлено рядом причин:

универсальные возможности художественного оформления изданий;

возможность двухсторонней печати многокрасочной (в том числе и высокохудожественной) продукции в один прогон;

доступность изготовления крупноформатной продукции, как на листовых, так и на рулонных машинах;

наличие высокопроизводительного и технологически гибкого печатного оборудования;

улучшение качества и появление новых основных и вспомогательных технологических материалов, прежде всего бумаг, красок, декельных пластин;

внедрение в практику достаточно гибких и эффективных вариантов формного производства.

Существуют два способа получения форм для плоской офсетной печати: форматная запись изображения и поэлементная запись изображения.

Форматная запись изображения является основным способом изготовления форм и заключается в получении копий путем экспонирования изображения с фотоформы на монометаллическую пластину с последующей обработкой копии в проявляющем растворе.

Поэлементная запись осуществляется путем сканирования изображения, его преобразования с последующей лазерной записью печатных форм в результате воздействия лазерного излучения на приемный слой формного материала. Такая технология изготовления печатных форм известна как технология СTP (computer to plate).

Технология СTP бурно развивается и начинает занимать достойное место в области допечатного производства. Это связано с определенными особенностями технологии: высокая производительность способа, сокращение используемых материалов (отсутствие фотоформ, а в ряде случаев проявляющих растворов для пленок и пластин), высокая разрешающая способность получаемых форм из-за более резкого края растровой точки, так как изображение на форме появляется не с промежуточного носителя - диапозитива, а непосредственно из цифрового массива данных.

Несмотря на появление новой технологии CTP, в допечатных процессах на российских полиграфических предприятиях основным способом изготовления форм является форматная запись изображения. В Москве до недавнего времени лишь на нескольких полиграфических предприятиях установлены системы CTP. Потребуется еще много времени, чтобы этот способ форматной записи изображения был заменен на технологию CTP, поэтому для успешной конкуренции способов получения печатных форм производители офсетных монометаллических пластин совершенствуют свойства своих материалов. Поставщики пластин проводят исследования, направленные на улучшение свойств материалов для повышения чувствительности копировальных слоев, увеличения разрешающей способности пластин, повышения тиражестойкости печатных форм.

В настоящее время на рынке полиграфических материалов представлено достаточно большое количество разнообразных типов формных пластин, используемых для изготовления печатных форм. На сегодняшний день основными поставщиками офсетных монометаллических пластин являются компании Agfa (Германия), Lastra (Италия), Fuji (Япония) и др. В большинстве своем все эти пластины имеют схожие состав и структуру.

В качестве основы может использоваться алюминий, который занял ведущее положение в полиграфической промышленности всего мира, как основной материал для изготовления монометаллических форм. Это объясняется тем, что алюминий обладает рядом достоинств: небольшим весом, хорошими гидрофильными свойствами получаемых на нем пробельных элементов. Увеличение прочностных свойств металла возможно за счет легирования его магнием, марганцем, медью, кремнием, железом, однако при этом ухудшается пластичность алюминия. Обработка поверхности алюминия, отдельных листах, так и непрерывной обработкой в рулоне. Чаще всего используется обработка с рулона для того, чтобы изготавливать пластины с постоянными физическими и механическими характеристиками.

Изготовление каждой предварительно очувствлённой пластины представляет собой серию сложных и точных производственных процессов. В настоящее время используется технология комплексной электрохимической обработки алюминия, включающая следующие последовательные операции: обезжиривание, декапирование, электрохимическое зернение, анодирование (анодное оксидирование и наполнение оксидной пленки), нанесение копировального слоя (полив слоя), сушка.

Рассмотрим основные стадии изготовления предварительно очувствлённой пластины.

Обезжиривание: фаза обработки заключается в тщательной очистке металла, который может содержать консервирующую смазку, масляные следы, шлаки. Качество конечной продукции зависит не только от чистоты химического процесса, но и от абсолютной чистоты металлической основы. Для удаления всех загрязнений с поверхности алюминия используют раствор едкого натра, нагретого до 50-60 0С. Процесс протекает в течение 1-2 мин и сопровождается бурным выделением водорода и растравливанием поверхности.

Декапирование: процедура проводится для удаления шлама и осветления, при этом используют 25-процентный раствор азотной кислоты с добавкой фторида аммония для дополнительной равномерной затравки.

Электрохимическое зернение: после обезжиривания обрабатываемой поверхности производится электрохимическое зернение алюминия, которое позволяет получить равномерный микрорельеф, развитую мелкокристаллическую структуру, после чего поверхность пластины становится похожей по структуре на губку с очень тонкими порами. При этом контактная площадь поверхности увеличивается в 40-60 раз по сравнению с начальной площадью поверхности необработанного алюминия. Микрошероховатая структура поверхности металла, полученная в результате электрохимического зернения, позволяет увеличить адгезию копировального слоя и лучше удерживать воду, необходимую для увлажнения в процессе печатания.

Термин «зернение» появился по аналогии с механическим зернением шариками, которое заменила электрохимическая обработка. Электромеханическое зернение производится в разбавленной соляной или азотной кислоте (0,3-1 %) под действием переменного тока. В результате образуется микрошероховатая поверхность металла. Выбор раствора кислоты определяется необходимой степенью развития поверхности. Величина напряжения электрического тока, пропускаемого через кислоту, составляет несколько десятков тысяч вольт. Пластины, которые зернятся в азотной кислоте, отличаются более развитой мелкопористой структурой поверхности алюминия, а пластины, обработанные в соляной кислоте, характеризуются более крупной структурой зернения. Структура зернения во многом влияет на свойства печатных форм, изготавливаемых на офсетных пластинах. Значение показателя шероховатости (Ra - среднее арифметическое отклонение микронеровностей от средней линии профиля) может повлиять на разрешающую способность формной пластины, на возможность появления дефекта «непрокопировки» в формном процессе, на гидрофильные свойства пробельных элементов, на различное время для достижения баланса краска-вода в печатном процессе.

Анодирование поверхности увеличивает твердость и улучшает устойчивость офсетных форм к механическим воздействиям и химическим веществам, которые используются в процессе печатания. Данный процесс состоит из двух стадий: анодного оксидирования и наполнения оксидной пленки.

Анодное оксидирование шероховатой поверхности алюминия проводится с целью получения прочной и пористой оксидной пленки определенной толщины с мелкозернистой структурой. Анодные оксидные пленки к тому же хорошо защищают алюминий от коррозии и устойчивы к трению и износу. Оксидирование алюминия можно проводить в сернокислом или хромовокислом электролитах. Предполагают, что анодная пленка состоит из двух слоев: тонкого барьерного слоя, непосредственно прилегающего к металлу, и пористого наружного. Наружный слой образуется в результате частичного растворения барьерного слоя под действием серной кислоты. Чем больше концентрация кислоты, тем выше пористость пленок.

В процессе оксидирования наружный слой утолщается вследствие непрерывного превращения глубинных слоев металла в оксид. Толщина оксидной пленки растет пропорционально времени оксидирования, но пленка при этом становится более пористой. Большая пористость нежелательна, так как может стать причиной возникновения брака в формном процессе (неполное удаление копировального слоя при проявлении копий, тенение форм в процессе печатания).

Наполнение оксидной пленки предусматривает снижение пористости пленки, уменьшение ее активности и улучшение гидрофильных свойств поверхности. Для наполнения оксидной пленки используют горячую воду, пар или раствор жидкого стекла.

После каждой из рассмотренных стадий подготовки подложки проводится тщательная промывка. Таким образом, можно сказать, что электрохимическое зернение ответственно за микрогеометрию (шероховатость поверхности); анодное оксидирование - за износостойкость и адсорбционную активность; наполнение - за гидрофильные свойства поверхности и полноту удаления копировального слоя при проявлении копий.

Нанесение копировального слоя: необходимо для создания на поверхности подложки гидрофобного слоя, выполняющего в дальнейшем роль печатающих элементов. Копировальный слой представляет собой тонкую (2 мкм) полимерную воздушно-сухую светочувствительную пленку, растворимость которой в соответствующем растворителе либо снижается, либо возрастает в результате действия лучистой энергии в диапазоне от 250 до 460 нм. В соответствии с этим различают негативные (растворимость снижается) и позитивные (растворимость возрастает) копировальные слои.

К копировальным слоям предъявляются следующие требования:

способность светочувствительной композиции при нанесении на подложку образовывать беспористые, тонкие полимерные пленки (1,5-2,5 мкм);

хорошая адгезия к подложке;

изменение растворимости пленки в соответствующем растворителе в результате действия УФ-излучения;

достаточная разрешающая способность слоя;

высокая избирательность проявления, то есть отсутствие растворимости или незначительное растворение тех участков слоя, которые должны остаться на подложке.

В качестве копировальных растворов для изготовления предварительно очувствленных монометаллических пластин чаще всего используются растворы на основе светочувствительных ортонафтохинондиазидов (ОНХД).

Копировальные слои на основе ОНХД работают позитивно, то есть воздействие лучистой энергии приводит к увеличению растворимости экспонированных участков слоя. В состав копировального слоя входят: пленкообразующий полимер, ОНХД, органический растворитель, красители, целевые добавки (для обеспечения физико-механических свойств и сохранности слоя).

ОНХД даже относительно сложного строения не образуют полимерной пленки, поэтому их вводят в полимер или химически сшивают с макромолекулами полимера. Широкое применение ОНХД в составе копировальных слоев объясняется их достоинствами: отсутствием темнового дубления, достаточной светочувствительности, устойчивости к агрессивным воздействиям, разрешающей способности, хорошей адгезии к металлам. Основные типы монометаллических пластин, производимых итальянской фирмой Lastra и представленных на российском рынке, - это пластины с позитивными копировальными слоями (Futura Oro, Futura 101).

Известно, что при использовании офсетных пластин c негативным копировальным слоем можно получить более высокое разрешение изображения, что связано со свойствами негативных копировальных слоев и технологическими особенностями изготовления печатных форм на пластинах с негативными копировальными слоями. Фирма Lastra поставляет на российский рынок пластины подобного типа. Примером являются пластины Nitio San, Nitio Dev.

Смачивание поверхности формных основ копировальными растворами является предпосылкой создания прочной адгезионной связи между копировальным слоем и поверхностью формной пластины. Сама же адгезия определяется химическим строением светочувствительных и пленкообразующих компонентов копировальных растворов, а также условиями нанесения и сушки копировальных слоев. Свойства копировальных слоев определяются не только составом светочувствительных композиций, но и способом нанесения их на формные подложки, условиями формирования пленок.

Для создания копировального слоя могут использоваться различные способы его нанесения. Возможности способов различны, поэтому способ нанесения копировального слоя является «секретом фирмы». При этом известно, что он должен обеспечивать равномерность нанесения достаточно тонкого слоя, гарантировать защиту от влияния статического электричества и предотвратить распыление в воздух. Последнее дает возможность изготовления печатных форм более быстро, является экологически безвредным, не требует жесткого соблюдения режимов температуры и влажности. Современные способы нанесения копировальных слоев ориентированы на полив из растворов.

У современных офсетных монометаллических пластин светочувствительный слой имеет поверхностное матирование, способствующее быстрому достижению глубокого вакуума между поверхностью пластины и монтажом фотоформ во время копирования. Это покрытие создается различными способами. Фирма Lastra предлагает получение внешнего матированного покрытия путем создания на поверхности копировального слоя дополнительного слоя на базе водорастворимых смол с равноотстоящими друг от друга каплями.

Сушка: если нанесение копировального слоя на подложку - первая стадия формирования пленки копировального слоя, то вторая заключается в высушивании слоя, в процессе которого создается фундамент всех необходимых технологических свойств слоя: адгезии к подложке, светочувствительности, химической стойкости, механической прочности и тиражестойкости, стабильности показателей при хранении пластин. Процесс сушки включает в себя следующие стадии: перераспределение растворителя в копировальном слое, его испарение и окончательное высыхание.

На сегодняшний день достаточно большое количество фирм-производителей предлагают разнообразный ассортимент монометаллических пластин, предназначенных для использования их в процессе получения форм офсетной печати. Все поставляемые пластины должны удовлетворять стандартам отрасли.

Во ВНИИ полиграфии были разработаны технические условия - ОСТ 29.128-96, позволяющие оценить технологические возможности всех используемых типов монометаллических пластин. В ОСТ 29.128-96 содержатся требования, предъявляемые к последовательности технологических операций, к порядку передачи материалов и к самим материалам, к подготовке и использованию оборудования.

На основе ОСТ 29.128-96 были написаны технологические инструкции для изготовления печатных форм на предварительно очувствлённых алюминиевых пластинах способом позитивного копирования. В инструкциях содержатся нормы по изготовлению печатных форм, требования, предъявляемые к качеству форм, а, кроме того, в инструкциях описываются методы контроля процесса изготовления печатных форм, цеховые условия и требования безопасности.

Более подробно рассмотрим основные требования, предъявляемые к монометаллическим пластинам. Входной контроль пластин осуществляется в соответствии с требованиями ОСТ 29.128-96 «Пластины монометаллические, офсетные, предварительно очувствленные. Общие технические условия». Как правило, все виды пластин, используемых в производстве печатных форм, соответствуют предъявляемым требованиям, однако качество печатных форм, получаемых на этих пластинах, в условиях конкретного формного процесса может быть различным. Из этого можно заключить, что процесс изготовления печатных форм, прежде всего, зависит от режимов изготовления форм, а также от того, каким образом реагируют различные виды пластин на изменение этих режимов. Данный процесс позволяют контролировать шкалы оперативного контроля, к которым относят растровый тест-объект UGRA шкалу KALLE и др.

поверхности пластины, Ra, мкм

Рис. 2. Шкала UGRA-Offset 1982 и обозначение ее фрагментов

Шкала UGRA–82 представляет собой 5 областей:

содержит полутоновую шкалу, состоящую из 13 полей, за каждым из которых оптическая плотность меняется на величину равную 0,15 Б от min = 0,15Б до max = 1,95Б;

содержит окружности с микроштрихами от 4 до 70 мкм в позитивном и негативном исполнении;

состоит из элементов растрового изображения полутонов с различной площадью растровой точки Sотн,% от 10 до 100% с шагом 10% и линиатурой 60 лин/см (150 точек на дюйм);

содержит миры скольжения и двоения для контроля печатных процессов;

содержит элементы растрового изображения в светах (6 полей с min размером растровой точки 0,5 и max 5%) и глубоких тенях изображения (6 полей с min размером растровой точки 95 и max 99,5%).

Рис. 3 Растровая шкала KALLE

Тест - объект KALLE содержит 12 растровых полей с различной площадью растровой точки с линиатурой изображения 60 лин./см (150 точек на дюйм) и 12 растровых полей с линиатурой изображения 120 лин./см (300 точек на дюйм)

Растровая шкала должна быть воспроизведена полностью от 10 до 95% точки; на растровых полях высоких светов и высоких теней могут отсутствовать точки 0,5; 1; 99,5; 99 %, точки 2 и 98% должны быть воспроизведены; на шкале концентрических окружностей должны быть воспроизведены позитивные штрихи, начиная с 12 мкм, что соответствует разрешающей способности 300 лин./см. С помощью шкалы UGRA-82 возможно определить оптимальное время экспонирования, воспроизведение минимальных по размеру штрихов на печатной форме (определение выделяющей способности), воспроизведение растровых элементов в светах и тенях, градационная передача изображения, контраст изображения.

Для оценки градационной передачи пластин при копировании на печатную форму изображения с различной линиатурой использовалась шкала KALLE. При соблюдении всех технологических режимов и использовании шкал оперативного контроля должны получаться качественные печатные формы. На качественной печатной форме:

печатающие элементы:

должны соответствовать темным участкам диапозитива, и изменение размеров растровой точки не должно превышать 6,6%;

должны устойчиво воспроизводить растровую точку в высоких светах изображения (2% точка шкалы UGRA-Ofset-1982 фрагмент № 5);

обладают высокой гидрофобностью и при контрольном нанесении краски легко воспринимают ее по всей поверхности, в том числе в высоких светах;

обладают химической стойкостью к любым обрабатывающим материалам офсетной печати и обеспечивают тиражестойкость от 80 до 200 тыс. оттисков.

пробельные элементы:

абсолютно чистые по всей поверхности, в том числе не имеют следов от краев диапозитивов и липкой ленты;

равномерны по цвету по всей поверхности, не имеют светлых пятен от разрушения анодного слоя пластин;

обладают устойчивой гидрофильностью и при контрольном нанесении краски на форму не воспринимают ее по всей поверхности, а также в глубоких тенях изображения (чистые пробелы на растровом поле 97% шкалы UGRA-82);

не «тенят» в процессе тиражной печати и обеспечивают тиражестойкость 80-200 тыс. оттисков.

При неточном соблюдении технологии или неудачном выборе оборудования на формах могут возникнуть дефекты (мягкая форма, контрастная форма, тенение формы, снижение тиражестойкости формы, потеря мелких деталей изображения на форме, наличие лишних печатающих элементов на форме, непрокопировка изображения и др.), которые, естественно, появятся и на оттисках.

Более подробно рассмотрим дефект непрокопировки изображения на печатной форме. Непрокопировка может возникнуть по самым различным причинам. Одна из самых серьезных - низкое качество фотоформ. Далее хотелось бы остановиться на возникновении дефекта непрокопировки при использовании качественных фотоформ.

Если свет от источника копировальной рамы попадает под непрозрачные печатающие элементы фотоформы, то в процессе проявки офсетной копии мелкие элементы могут измениться в размерах или совсем исчезнуть. Это может произойти в следующих случаях:

неплотный контакт формной пластины и диапозитивом;

большой процент рассеянного света в световом потоке экспонирующего устройства;

при длительном времени экспонирования (основная экспозиция и экспонирование под рассеивающей пленкой).

Далее хотелось бы более подробно остановиться на возможностях пластин, которые достаточно хорошо известны на рынке российских полиграфических материалов. Это монометаллические позитивные пластины Futura Oro итальянской фирмы Lastra. Компания «РеаЛайн» является официальным поставщиком расходных материалов, производимых фирмой Lastra, поэтому на базе ВНИИ полиграфии и МГУП были проведены испытания по оценке основных свойств этих пластин. Вниманию читателей ниже будут представлены некоторые результаты этих исследований.

Основной задачей являлось изучение репродукционно-графических свойств пластин с использованием шкал оперативного контроля UGRA-82 и KALLE (определение разрешающей способности, графической точности воспроизведения штриховых элементов, оценка градационной передачи при воспроизведении изображения с различной линиатурой).

Все представленные показатели определялись при оптимальных режимах изготовления печатных форм, а именно: согласно рекомендациям фирмы Lastra время экспонирования выбиралось таким, чтобы при проявлении на печатной форме были чистыми (не содержащими копировальный слой) первые 3 поля полутоновой шкалы фрагмента №1 шкалы UGRA-1982, а на поле 4 была вуаль. Также были изготовлены печатные формы при заниженном и завышенном времени экспонирования. Режим проявления оставался постоянным.

При оптимальном режиме изготовления печатной формы пластины Futura Oro оценка разрешающей способности показала, что пластины устойчиво воспроизводят растровую точку в диапазоне 2-98%, графическая точность соответствует воспроизведению штрихового элемента размером 10-12 мкм.

Для оценки градационной передачи были измерены относительные площади растровых точек на печатных формах при помощи денситометра фирмы Gretag Macbeth D19C (по шкале KALLE) и построены графические зависимости Sотн%, печ. ф.=f(Sотн%, ф. ф) - градационные кривые при различных режимах экспонирования при воспроизведении изображения с линиатурой 60 лин./см, которые представлены на рис. 4.

Судя по градационным кривым, при изменении режимов изготовления наблюдаются незначительные градационные искажения, что очень важно, так как это говорит о том, что пластины Futura Oro не критичны к изменению режимов. Таким образом, если потребуется увеличить разрешающую способность за счет снижения времени экспонирования, то сделать это будет возможно, не теряя при этом качество воспроизведения изображения в целом.

Аналогичные зависимости прослеживаются и при контроле воспроизведения изображения с большей линиатурой L=120 лин./см. Градационные характеристики представлены на рис.5.

Анализируя градационные кривые при воспроизведении изображения с различной линиатурой, можно отметить, что при увеличении времени экспонирования наблюдаются 1-2% искажения в светах, но во всем остальном диапазоне градаций градационные кривые близки к идеальным. Такие результаты характеризуют пластины Futura Oro как материалы, которые пригодны для воспроизведения оригиналов различного типа с различной линиатурой.

На сегодняшний день большинство типов офсетных монометаллических пластин, представленных на рынке полиграфических материалов, характеризуются достаточно высокими показателями качества: высокой светочувствительностью копировальных слоев пластин, высокими показателями по тиражестойкости пластин, технологичными свойствами печатных и пробельных элементов, разрешающей способностью и графической точностью воспроизведения штриховых элементов. Это связано с тем, что сегодня ко всем видам полиграфической продукции применяются достаточно высокие требования. Поэтому производители офсетных монометаллических пластин стараются постоянно совершенствовать их свойства. Можно выделить основные направления, в которых в настоящее время ведется работа:

увеличение светочувствительности пластин, позволяющее уменьшить время их экспонирования;

совершенствование технологии зернения пластин, позволяющее улучшить свойства пробельных элементов и снизить время для достижения баланса краска-вода;

улучшение репродукционно-графических свойств офсетных пластин, позволяющее воспроизводить высоколиниатурное изображение;

увеличение тиражестойкости пластин.

На сегодняшний день компания Lastra предлагает новый тип позитивных пластин Futura 101. Чувствительность копировального слоя этих пластин больше, чем у пластин Futura Oro, и, как следствие, время экспонирования при изготовлении формы снижено на 15-20%.

примером совершенствования технологии зернения, может являться технология многоуровневого зернения Multigrain фирмы Fuji, позволяющая получать шероховатую поверхность с различной величиной зернения офсетной пластины. Это, во-первых, позволяет добиться короткого времени достижения вакуума между фотоформой и пластиной; во-вторых, улучшить свойства пробельных элементов за счет лучшего удержания воды на их поверхности; в-третьих, снизить время установления баланса краска-вода.

Снижение времени вакуумирования при экспонировании пластин позволяет получить внешнее микропигментированное покрытие пластин. Именно такое покрытие на основе водорастворимых смол использует при производстве своих офсетных пластин фирма Lastra.

Внешний микропигментный слой также может служить для улучшения репродукционно-графических свойств пластин. Поскольку одной из причин уменьшения разрешающей способности пластин является светорассеяние, то его уменьшение за счет микропигментного слоя и обеспечивает повышение качества воспроизведения.

Увеличение тиражестойкости пластин - одно из важных направлений в совершенствовании технологии их изготовления. Фирмами-производителями разрабатываются пластины с различными показателями тиражестойкости для использования их при печати для различных тиражей. Примером могут служить пластины Agfa Ozasol (Германия) различного наименования:

P5S - для печати средних и больших тиражей, тиражестойкость 100-120 тыс. отт.

Р10 - для высококачественной печати малых тиражей, тиражестойкость до 80 тыс. отт.

P20S - для печати малых и средних тиражей, тиражестойкость 80100 тыс. отт.

Р51 - для средних или больших тиражей, тиражестойкость 150-200 тыс. отт.

P71 - для печати больших тиражей без дополнительного обжига.

При необходимости получения полиграфической продукции с высокими тиражами существует возможность использования формных пластин, предназначенных для термообработки.

Пластины фирмы Lastra Futura Oro в соответствии с указаниями производителя, возможно, использовать для термообработки. В качестве «экрана» используется защитное средство для термической обработки Termogomma LTO 240. Термическая обработка пластин Futura Oro позволяет увеличить тиражеустойчивость печатных форм до 1000 тыс. оттисков.

Современное офсетное производство характеризуется интенсивным использованием электронной техники на всех стадиях подготовки издания к печати и проведения печатного процесса, а также достаточно широким внедрением элементов стандартизации и оптимизации.

Значительные изменения претерпело в последние десятилетия офсетное печатное оборудование – это многокрасочные машины, построенные по модульному принципу, обладающие широкими возможностями. К их важнейшим достоинствам относятся:

возможности изменения формата и красочности печатания;

широкая номенклатура запечатываемых материалов (от легких бумаг с толщиной до 0,05 мм и массой менее 40 г/м2 до картона толщиной до 1,0 мм и массой до 1000 г/м2);

достаточно высокая рабочая скорость (до 10 – 17 тыс. оттисков/час для листовых машин и более 45 тыс. оттисков/час для рулонных);

сравнительно небольшая величина отходов бумаги и высокая экологичность.

Хотя технические принципы офсетной печати остаются неизменными, используемое печатное оборудование можно разделить на три основные категории: малоформатное, листовое и рулонное.

4. Трафаретная печать.

Изготовление трафаретных печатных форм.

Трафаретная печать – способ печати, при котором оттиск получают путем

продавливания краски с помощью эластичного ракеля через печатную форму на бумагу или др. материал.

Форма для трафаретной печати представляет собой сетку из натурального шелка (шелкотрафаретная печать), синтетической ткани или металла, натянутую на специальную раму. Печатающие элементы формы представляют собой открытые участки сетки, пробельные элементы перекрыты задубленным или полимеризованным копировальным слоем. Для трафаретной печати используются вырезные, рисованные, печатные формы, изготовляемые вручную, о также фотомеханические формы.

Существуют три способа изготовления фотомеханических печатных форм: прямой, косвенный и комбинированный. При прямом способе диапозитив копируют непосредственно на сетку, покрытую копировальным слоем. Под действием света копировальный слой под прозрачными участками диапозитива задубливается (или полимеризуется), а на участках, не подвергшихся действию света, удаляется в процессе проявления.

При косвенном способе копию получают на временной подложке – синтетической пленке, а затем переносят на сетку.

В «Ризографе» печатная форма изготавливается путем перфорирования формного материала термоголовкой.

Комбинированный способ сочетает элементы прямого и косвенного способов.

Машины трафаретной печати могут использоваться там, где применение

оборудования других способов печати на не рационально, например, при

печатании на жестких, изогнутых поверхностях, для отделки переплетных

крышек и выпуска продукции с толстыми слоями красок.

5.Флексографский способ.

Флексография - это разновидность высокой печати, использующая эластичные (гибкие) печатные формы и низковязкую краску. Флексографские машины изначально разрабатывались для печати на упаковочных материалах и практически не имеют ограничений по типу запечатываемого материала. Как правило, материал выбирается, исходя только из технологического процесса, который необходим для создания упаковки или иной продукции. Возможно использование бумаги, любого вида картона (мелованный, со специальным покрытием, ламинированный и т. д.), самоклеющихся материалов, металлической фольги, пленочных полимерных материалов любого типа и толщины (современные производители используют специальные средства для печати на ультратонких, чувствительных к нагреву пленках, как например уникальная система «холодное зеркало» фирмы Mark Andy). Кроме того, можно печатать на нестандартных материалах с грубой фактурой, таких, например, как ткань.

Для флексографской печати используются гибкие фотополимерные формы. Именно от них флексография и получила свое название. Такие формы имеют целый ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с формами, используемыми в других типах печати. Они сочетают в себе простоту изготовления (процесс, несколько похожий на изготовление офсетной формы) с высокой тиражестойкостью, присущей формам при высокой и глубокой печати. Тиражестойкость фотополимерной формы превышает тиражестойкость обычной монометаллической офсетной формы на порядок и составляет от 1 до 2,5 млн. оттисков.

Эластичность формы позволяет ей работать и как декель, что исключает

процесс приправки, а так же печатать на материалах с такой грубой фактурой, на которой печать офсетным способом вообще невозможна.

Кроме присущей флексографии гибкости в выборе носителей еще одним ее

преимуществом является цена. Фотополимерные флексографские формы гораздо дешевле, чем металлические формы для глубокой печати, и это только одно из слагаемых относительной дешевизны флексографической печати. Поскольку флексографские машины часто комбинируются в одну линейку с устройствами для ламинирования, высечки, фальцовки и склейки, они оказываются экономичнее других печатных машин, с раздельным технологическим процессом.

Флексографская машина в типичной конфигурации может печатать на листах

пластика, высекать в них отверстия, складывать их в пакет, а затем

склеивать его - и все это в одном технологическом цикле. По этой причине

печатников, использующих флексопечать, часто называют изготовителями

упаковки.

Особенностью флексографии является также ее способность оперировать формами различного размера, что позволяет оптимизировать использование материалов, в то время как фиксированные размеры офсетных форм часто приводят к повышенному проценту отходов. А возможность флексографских машин работать с водными красками, а не с красками на основе растительных масел, принятыми для офсетной литографии, часто является решающим фактором при выборе способа печати на упаковочных материалах для пищевых продуктов. Обычно водные краски оказываются предпочтительнее по экологическим соображениям.

Но часто для изготовления безопасной упаковки для продуктов использование красок на водной основе регламентируется правительственными предписаниями.

полиграфической ярмарки DRUPA’82 фирмы DuPont, Zecher и Windmueller & Huelscher впервые отпечатали иллюстрационное изображение флексографским способом.

6.Заключение.

На данный момент самое большее распространение получил офсетный способ печати. Менее распространена флексография. Уже редко встречаеться высокая печать прародительница флексографии. В узком спектре рынка полиграф услуг расположена трафаретная печать. И как экзотика в Самаре смориться глубокая, представленная в нашем городе всего лишь одной типографией. Также много разновидностей шелкографии и единичные станки тампопечати и сухого офсета. Поэтому в моей контрольной рассказывается лишь о самых распространённых способах печати и способах изготовления к ним печатных форм.

Список литературы

В.И.Шеберстов. «Технология изготовления печатных форм». М.: Книга. 1990.

ОСТ 29.128-96. Пластины монометаллические, офсетные предварительно очувствленные. Общие технические условия.

Справочник к продуктам фирмы Lastra. Манербио, 1996.

Технология изготовления печатных форм. Шеберстов В.И. – М.: Книга, 1990. – 224 с.

Технология аналоговых цветопробных систем. Match Print Imation // Полиграфия. – 1997. – №5, 34 с.

Технология полиграфического производства. Изготовление печатных форм./ Волкова Л.А. – М.: Книга, 1986. – 368 с.

Грибков А.В. Формное оборудование. – М.: Книга, 1988. – 320 с.

Спихнулин Н.И. Формные и печатные процессы. – М.: Книга, 1989. – 360 с.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта

Рис. 5.13. Схема процессора для обработки монометаллических офсетных копий: 1 - устройство подачи пластин; 2 - секция проявления; 3 - резервуар с проявителем; 4 - система рециркуляции проявителя; 5 - устройство подачи пластин; б - секция промывки; 7 - система рециркуляции воды; 8 - секция гуммирования; 9 - резервуар с гуммирующим раствором; 10 - система рециркуляции гуммирующего раствора; 11 - секция сушки; 12 - устройство вывода пластин Рис. 6.13. Прохождение излучения при копировании в зоне кромки диапозитива: 1 - диапозитив; 2 - копировальный слой; 3 - подложка

Развитие формных процессов плоской офсетной печати со второй половины прошлого столетия шло по следующим основным направлениям.

Разработка новых копировальных слоев. В 1960 г. в ФРГ были разработаны два новых слоя: позитивный на основе ОНХД и негативный фотополимеризуемый слой (см. гл. 3). Эти слои, не имеющие темнового дубления, стали быстро вытеснять хромированные полимеры. Уже к концу 60-х гг. на мировом рынке появились предварительно очувствленные монометаллические, а несколько позже и полиметаллические формные пластины одноразового использования.

Они позволили изготавливать монометаллические и биметаллические формы с улучшенными репродукционно-графическими и технологическими свойствами и в 80-х гг. почти полностью отказаться от использования хромированных полимеров. В это же время были разработаны смесевые копировальные слои (см. рис. 3.3 ) и реверсивные слои (см. рис. 3.2 ).

Совершенствование технологии изготовления формных пластин. Вначале очувствленные формные пластины изготавливались на полиграфических предприятиях по схеме: подготовка поверхности металлической подложки (поступающей со специализированных заводов), нанесение копировального раствора и сушка. Затем эти процессы стали осуществляться на специализированных предприятиях с использованием операционного механизированного оборудования, позже стали применять механизированные, а с 70-х гг. - автоматизированные поточные линии.

За рассматриваемый период произошло некоторое изменение рецептур копировальных растворов, но основным компонентом, например, для позитивных слоев до сих пор является ОНХД. Значительно улучшены процессы подготовки поверхности пластин, изменилась структура монометаллических пластин. С 80-х гг. в структуру стал вводиться гидрофильный слой (см. рис. 5.3, г ), который исключает гидрофилизацию пробельных элементов в процессе изготовления форм, а с 90-х гг. - микрорельефный слой (см. рис. 5.3, е ), улучшающий процесс вакуумирования при экспонировании пластин. По экономическим соображениям толщина формных пластин уменьшилась до 0,15-0,35 мм. Широкое применение получили неметаллические подложки (например, бумажные и полимерные) для изготовления малотиражных форм (в том числе, и по упрощенной технологии).

К середине второй половины прошлого столетия в формных процессах плоской офсетной печати применялись десятки вариантов аналоговых технологий, отличающихся друг от друга типом формных подложек и нанесенным на них светочувствительным слоем, микрогеометрией поверхности подложек, методом образования печатающих и пробельных элементов, рецептурой обрабатывающих растворов, технологическими режимами и т.д.

Благодаря совершенствованию техники и технологии изготовления монометаллических форм контактным копированием и появлению цифровых формных процессов, в настоящее время количество применяемых технологических вариантов резко сократилось. В современном производстве применяются следующие разновидности форм, получаемых по аналоговой технологии:

Монометаллические формы, изготавливаемые на алюминиевых пластинах позитивным или негативным копированием (они имеют наибольшее применение в мировой полиграфии);

Формы проекционного экспонирования на полимерных или алюминиевых пластинах с серебросодержащими или электрофотографическими слоями (применение их ограничено).

Формы, изготовленные копированием фотоформ. Монометаллические формы изготавливаются по следующей схеме:

Контроль фотоформ и формных пластин (см. гл. 5);

Выбор режимов экспонирования и обработки копий;

Экспонирование позитивного копировального слоя в КС через позитивную фотоформу - рис. 6.1, а (или негативного слоя через негативную фотоформу);

Обработка копии в процессоре: проявление, промывка в воде (рис. 6.1, б ), нанесение защитного покрытия (рис. 6.1, в ), сушка;

Техническая корректура (при необходимости);

Термообработка формы (при необходимости).

Формы, изготовленные прямым фотографированием на материалах с серебросодержащим слоем. Существует несколько вариантов технологий, ориентированных на использование различных типов формных материалов. В качестве примера ниже рассматривается схема изготовления форм с применением формного материала на бумажной подложке.

На подложке 2 (рис. 6.2, а ) имеются три слоя: нижний 3 , содержащий проявляющее вещество; средний 4 - галогенсеребряный слой; верхний 5 - приемный гидрофильный желатиновый слой, содержащий каталитические центры физического проявления. Технологический процесс изготовления форм включает следующие операции:

Проекционное экспонирование формной пластины с РОМ, в результате которого в галогенсеребряном слое 4 образуется скрытое изображение (рис. 6.2, б );

Обработка формной пластины активатором (рис. 6.2, в ), который обеспечивает активацию проявляющего вещества (из слоя 3 ) и последующее проявление серебра на экспонированных участках, а также растворение галогенида серебра с образованием серебряных комплексов, их диффузией и восстановлением на центрах физического проявления на неэкспонированных участках в слое 5 .

Формы, изготовленные прямым электрофотографированием. Процесс их изготовления включает следующие операции:

Получение на формной пластине электрофотографического изображения и его проявление-визуализация (рис. 6.3, а ); осуществляется, в принципе, по рассмотренной выше схеме (см. рис. 1.12, а - г );

Термическое закрепление полученных олеофильных печатающих элементов 4 (рис. 6.3, б ). В результате оплавления смолы при температуре 150-190°С образуется механически прочная пленка;

Химическое удаление ЭФС с пробельных элементов 5 (рис. 6.3, в ) в смеси, содержащей, например, метанол, глицерин, гликоль и силикат натрия;

Нанесение на печатную форму защитного коллоида 6 (рис. 6.3, г ) и его сушка.

В процессе печатания избирательное смачивание печатающих и пробельных элементов форм плоской печати основано на физико-химических закономерностях смачивания твердых поверхностей жидкостями. Смачивание или несмачивание твердой поверхности жидкостью определяется соотношением сил притяжения жидкости к твердому телу (силами адгезии) и сил взаимного притяжения между молекулами самой жидкости (силами когезии).

Взаимодействие жидкости и твердого тела характеризуется работой адгезии формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/134.gif" border="0" align="absmiddle" alt=". Соотношение сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз: твердое тело, жидкость, газ (воздух) определяет смачиваемость твердой поверхности (см. § 4.3.3). Очевидно, что чем сильнее взаимодействие жидкости и твердого тела, тем больше работа адгезии и тем сильнее (при прочих равных условиях) смачивание. Работа адгезии определяется из соотношения

переход" href="part-005.htm#i858">§ 4.3.4) получаем

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/142.gif" border="0" align="absmiddle" alt=", которая численно равна работе изотермического разделения объема жидкости на равные части:

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/141.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Полученное уравнение характеризует соотношение между краевым углом смачивания твердой поверхности и работой адгезии.

В процессе печатания поверхность формы контактирует одновременно с двумя разными по полярности жидкостями. Для того, чтобы пробельные элементы смачивались полярной жидкостью - увлажняющим раствором, они должны быть гидрофильны. Если указатель" href="predmetnyi.htm#i1133"> гидрофобны - красковосприимчивы (опред-е">Монометаллические формы. Создание гидрофобных пленок может осуществляться, как при изготовлении формной пластины, так и в процессе изготовления печатной формы. Это определяется полярностью копировального слоя. Задачей экспонирования является сохранение или приобретение копировальным слоем гидрофобных свойств для того, чтобы на поверхности металла сформировались устойчивые печатающие элементы. Причем, последующая обработка копии не должна нарушать созданную гидрофобную адсорбционную пленку.

На формах, изготовленных позитивным копированием , гидрофобной пленкой, служащей основой будущих печатающих элементов, является гидрофобный копировальный слой. Формирование этой пленки происходит в процессе изготовления формной пластины. Копировальный слой, сформированный на поверхности подложки за счет физической адсорбции, удерживается прочнее, если хорошо развита поверхность металла. Сохранение гидрофобных свойств слоя на печатающих элементах достигается защитой их от светового воздействия при экспонировании и минимизацией химического и механического воздействия на них при последующей обработке копии.

На формах, изготовленных негативным копированием на пластинах с негативным копировальным слоем, печатающие элементы формируются в процессе экспонирования, когда участки гидрофобного копировального слоя, соответствующие будущим печатающим элементам, подвергаются воздействию светового излучения.

Сущность формирования печатающих элементов на серебросодержащих формных пластинах заключается в следующем (см. рис. 6.2 ): на неэкспонированных участках слоя под действием растворителя галоге-нида серебра (тиосульфата натрия), происходит образование серебряных комплексов (серебрянотиосульфатного комплекса):

выделение">5 наблюдается восстановление серебра на центрах физического проявления, представляющих собой коллоидные частицы из серебра, меди, селена, сульфидов серебра, кадмия или свинца, равномерно распределенных в желатиновом слое. Их размеры, соответствуют нанометрическому диапазону. Необходимая для процесса восстановления серебра щелочная среда (рН > 10) обеспечивается раствором активатора. В результате образуется, так называемое, «позитивное серебро»:

пример">электрофотографическим слоем формируются на его поверхности в результате экспонирования, проявления (визуализации) и термообработки (см. рис. 6.3 ). В процессе термической обработки тонера образуются свободные радикалы, которые инициируют полимеризацию ЭФС, создавая прочную гидрофобную адсорбционную пленку на поверхности.

Монометаллические формы. Формирование пробельных элементов связано с наличием на алюминиевой поверхности подложки гидрофильного слоя, представляющего собой пленку минеральных солей или окислов и гидрофильных полимеров. Гидрофильные пленки, необходимые для формирования пробельных элементов на алюминии, получаются на стадии изготовления формных пластин.

Образование гидрофильной оксидной пленки происходит при анодной обработке поверхности алюминиевой основы (в растворах серной, ортофосфорной, щавелевой кислот или их смесей). В результате такой обработки на алюминии образуется мелкопористый гидрофильный слой, состоящий из гидратированной окиси с внедренными в нее примесями фосфатов и серы, что дополнительно повышает гидрофильность пленки. Области оксидных пленок, граничащие с металлом, состоят из чистых дегидратированных оксидов, в то время как внешний слой содержит анионные остатки и сильно гидратирован.

По своему морфологическому строению оксидные пленки являются пористыми, так как помимо тонкого барьерного слоя они имеют также толстый (1-1,5 мкм) пористый слой из губчатого оксида алюминия, обладающего развитой поверхностью. Последующее наполнение оксидной пленки уменьшает ее пористость и дополнительно улучшает гидрофильность. Такая оксидная пленка алюминия обладает повышенным сродством к воде и хорошо смачивается увлажняющим раствором. Созданные на поверхности алюминия гидрофильные пленки на готовых печатных формах служат пробельными элементами. Наличие на поверхности формы гидрофильного коллоида способствует созданию плотного защитного адсорбционного слоя на поверхности пробельных элементов, который препятствует их разрушению.

Формы, изготовленные прямым фотографированием. серебросодержащих пластинах с диффузионным переносом комплексов серебра (см. рис. 6.2 ), образуются следующим образом. В результате экспонирования, сопровождаемого образованием скрытого изображения в слое 4 , на экспонированных участках при химическом проявлении происходит восстановление галогенида серебра до металлического. В качестве проявляющих веществ могут использоваться, например, гидрохинон с фенидоном, поскольку указанные соединения выполняют функции восстановителей ионов серебра только в щелочной среде.

Этот процесс может быть представлен реакцией (6.4), предполагая, что проявление осуществляется двухзарядным анионом гидрохинона:

выделение">4 , верхнего гидрофильного желатинового слоя 5 .

Пробельные элементы форм, изготовленных на электрофотографических пластинах формируются на гидрофильном слое, нанесенном на подложку, который обнажается на стадии удаления ЭФС (см. рис. 6.3, в ).

Разновидности формных пластин. Монометаллические формные пластины, применяемые для копирования, можно классифицировать по:

Тоновые (полутоновые) ступенчатые шкалы. Важной составляющей формного процесса является его контроль на различных стадиях, а также проверка готовых печатных форм. Для этих целей многие фирмы предлагают разнообразные тест-объекты и тестовые шкалы. Самыми простейшими шкалами являются тоновые (полутоновые) ступенчатые шкалы. Они содержат ряд тоновых полей (сегментов) в интервале оптических плотностей пропускания от 0,15 единиц оптической плотности, реже от 0,05 до 1,95-2 с шагом изменения оптической плотности переход" href="part-005.htm#i475">§ 4.1.1 .

Тоновые ступенчатые шкалы, например сенситометрические ступенчатые шкалы (СПШ-К), разработанные специалистами ВНИИ полиграфии, служат для определения режимов экспонирования, а также оценки и сравнения светочувствительности формных пластин. Правильность выбора продолжительности экспонирования контролируется по номеру полностью проявленного поля шкалы. Число полностью проявленных полей регламентировано в зависимости от типа формных пластин, их репродукционно-графических и сенситометрических свойств.

Растровая шкала РШ-Ф (ВНИИ полиграфии) относится к шкалам оперативного контроля формного процесса (рис. 6.6 ).

Шкала состоит из 7 контрольных высоколиниатурных растровых полей, окруженных растровым фоном более низкой линиатуры (причем площади растровых элементов фона и полей шкалы одинаковы). Шкала содержит два дополнительных поля с относительной площадью элементов 2,6 и 4,3%..gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=", соответственно.

Применение контрольных шкал такого типа основано на том, что решетки с различной пространственной частотой по-разному преобразуются в процессе копирования. В результате, одна низкочастотная решетка сохраняет постоянство оптических плотностей, а решетка более высокочастотная в зависимости от экспозиции становится или более темной, или более светлой. Подбором экспозиции можно выровнять результат, поэтому такую структуру используют для визуального контроля экспозиции с точки зрения точности воспроизведения растровых элементов.

Если режимы изготовления печатной формы оптимальны, то поле 0 на растровом фоне будет визуально едва заметным. При нарушении режимов экспонирования поле 0 на растровом фоне резко выделяется. Шкала РШ-Ф при совпадении по светлоте одного из контрольных полей (выделение">4,5 ) дают информацию о качестве копирования мелких растровых элементов. Степень искажений изображений с линиатурой 40, 50 и 60 лин/см находят по специальной таблице, приложенной к шкале, по номеру поля, которое при визуальном рассмотрении шкалы сливается с фоном.

Тест-объект UGRA Plate Control Wedge 1982 (UGRA-82). Это универсальный тест-объект для контроля формного процесса (рис. 6.7 ).

Выделение">Тест-объект FOGRA Kontakt-Kontrollstreifen (FOGRA KKS). На тест-объекте FOGRA KKS (рис. 6.8 ) размещены три кольцевых контрольных элемента одинакового диаметра (25 мм), состоящие из тонких линий одинаковой ширины, пронумерованных от центра к периферии.

Центральный фрагмент в форме круга на всех трех контрольных элементах выступает над плоскостью шкалы, вызывая намеренное нарушение плотного контакта (рис. 6.8, б ), причем центральный фрагмент первого элемента возвышается на 75±5мкм, второго - на 150±5мкм, а третьего - на 225±5мкм.

Копирование тест-объекта FOGRA KKS на формные пластины позволяет оценить систему вакуумирования копировального станка и определить необходимую продолжительность создания вакуума, оценивая размер пятна вокруг центрального фрагмента. Величина пятна измеряется количеством линий на контрольных элементах, не воспроизведенных на копии. Допустимым является пятно на копии второго элемента, охватывающее область линий от 1 до 14-19, и третьего - до 20-25 линий.

Растровый тест-объект RK-01 KALLE представляет собой объединенные в одном тест-объекте две растровые шкалы с линиатурами 60 и 120 лин/см, каждая из которых содержит по 12 полей с различной формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/160.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - относительная площадь растровых элементов на тест-объекте.

Подготовительные операции включают входной контроль формных пластин и фотоформ с целью проверки показателей качества на соответствие требованиям ТУ, и подготовку оборудования к работе.

Подготовка экспонирующего оборудования зависит от его конструкции и степени автоматизации, т.е. возможности работы в автоматическом или ручном режиме, а также применения ламп быстрого запуска, наличия системы регулировки интенсивности излучения, дополнительной вспомогательной подсветки и штифтовой приводки, количества рабочих поверхностей станка и т.д. Повышение точности позиционирования фотоформ достигается применением устройств для перфорации под штифтовую приводку фотоформ и формных пластин.

Для точной передачи элементов изображения в процессе экспонирования в копировальном станке должен обеспечиваться плотный прижим фотоформы к копировальному слою и максимально равномерная освещенность экспонируемой поверхности. Степень контакта между фотоформой и формной пластиной зависит от работы системы вакуумирования копировального станка, вида фотоформы, типа формной пластины и микрогеометрии ее поверхности. Условия вакуумирования в копировальном станке должны обеспечить отсутствие воздушных пузырей, приводящих к уменьшению или потере контакта. Перепады толщин на монтажной составной фотоформе или отсутствие каналов для удаления воздуха при использовании цельнопленочной фотоформы не должны стать причиной нарушения необходимого контакта между фотоформой и формной пластиной. Неравномерность освещенности (не превышающая 5-7%) контролируется с помощью тоновой шкалы, например, СПШ-К. Ее размещают в различных местах формной пластины и после копирования и проявления копии оценивают освещенность по зонам на экспонируемой поверхности.

Подготовка обрабатывающего оборудования включает составление (или разбавление до нужной концентрации) проявителя и гуммирующего раствора, а также выбор и установку режимов обработки, т.е. температуры раствора и скорости прохождения экспонированной пластины через процессор для обработки копий.

Выбор режимов экспонирования. Теоретическим вопросам экспонирования копировальных слоев и их свойствам уделено внимание в предыдущем разделе учебника (см. гл. 3 и 4). Поэтому в данной главе рассмотрены лишь некоторые технологические особенности. Под действием УФ-излучения происходит изменение окраски копировального слоя, что позволяет контролировать процесс экспонирования. Продолжительность экспонирования задается либо временем, либо количеством световой энергии, которую должен получить слой (в условных единицах, характеризующих дозу УФ-излучения при использовании новой металлогалогенной лампы и номинальном напряжении). В одном и том же КС экспозиция является величиной непостоянной и изменяется при снижении мощности лампы в результате выработки ее ресурса, колебаний в электросети и изменения других параметров. Поэтому современные КС оснащаются электронными системами управления осветителем, снабженным датчиком УФ-излучения. Эти системы служат для отключения металлогалoгенной лампы (или закрытия затвора осветительной системы) только после получения копировальным слоем заданной дозы излучения.

В процессе экспонирования излучение от источника до копировального слоя проходит через среды с различными коэффициентами пропускания: воздух, стекло копировального станка, монтажную основу, фотоформу. Пропускание всех этих сред на длинах волн, соответствующих спектральной чувствительности позитивного копировального слоя (за исключением стекла), близко к 100%, поэтому излучение частично поглощается стеклом (рис. 6.9 ).

Излучение также преломляется на границах раздела сред с различными показателями преломления. В связи с этим, в основном световом потоке, падающем на копировальный слой, присутствует некоторая доля рассеянного света. Дополнительно световой поток рассеивается и в самом слое. Вклад светорассеяние вносит также излучение, отраженное от шероховатой поверхности подложки (см. § 4.2.3). Из-за светорассеяния происходит частичное экспонирование копировального слоя на краях участков под непрозрачными элементами фотоформы..10.jpg" border="0" align="absmiddle" alt="

Рис. 6.10..gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - расширение штриха

Происходит это как при негативном, так и позитивном копировании и сопровождается уменьшением размеров печатающих элементов при копировании на позитивный слой и их увеличением при копировании на негативный слой (рис. 6.10, I-II). Для снижения этих искажений экспозиция должна быть минимальной, но достаточной для прохождения необходимых преобразований в слое.

Оптимальной является такая экспозиция, которая обеспечивает требуемые технологические свойства слоя и необходимые репродукционно-графические характеристики форм. Она зависит от чувствительности копировального слоя пластины, мощности осветителя, расстояния от осветителя до стекла копировального станка, характеристик фотоформы и определяется опытным путем при использовании тестовых шкал. Тоновые шкалы, необходимые для выбора экспозиции, должны использоваться при каждом копировании, позволяя контролировать величину экспозиции для каждой формной пластины.

Выбор экспозиции по методике ISO для формных пластин с позитивным слоем основан на определении максимальной разрешающей способности с помощью микроштриховой миры, содержащей пары микроштрихов размером 4-70 мкм, выполненных в позитивном и негативном исполнении, т.е. штрихов и просветов (фрагмент 2 UGRA-82 - см. рис. 6.7 ). Оценивают результаты выбора экспозиции по воспроизведению растровых точек с выделение">1 и просветов 2 при различных экспозициях (рис. 6.11 ).

Максимальная разрешающая способность пример">h одновременно воспроизведенных одинаковых штрихов и просветов. Для большинства формных пластин h лежит в пределах от 4 до 8 мкм..gif" border="0" align="absmiddle" alt=", изменения размеров растровых элементов не происходит, а интервал воспроизводимых градаций является наибольшим.

Однако при выборе оптимальной экспозиции формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/170.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" берутся максимально допустимые градационные искажения растровых точек. Для этого к найденному значению h прибавляют 4 мкм (см. рис. 6..gif" border="0" align="absmiddle" alt=" выбирают ту, при которой воспроизводятся штрихи размером от 12 мкм.

В условиях конкретного производства выбор экспозиции, основанный на использовании прецизионных тестовых шкал, может отличаться от режимов экспонирования для реальных фотоформ, при этом величина искажений растровых точек будет значительно больше.

Проявляющие растворы должны:

Обеспечивать необходимую избирательность и скорость проявления (см. § 4.3.1);

Растворять микрорельефный слой, расположенный на поверхности формной пластины;

Не нарушать гидрофильность пробельных и гидрофобность печатающих элементов;

Обладать достаточной рабочей емкостью;

Соответствовать экологическим нормам;

Не оказывать коррозионного воздействия на подложку.

Устойчивость печатающих элементов во многом определяет тиражестойкость печатных форм. В процессе печатания форма испытывает циклические нагрузки, трение в паре с офсетным цилиндром, накатными красочными и увлажняющими валиками, абразивное действие бумажной пыли и пигментов печатных красок. Износостойкость печатающих элементов зависит и от химической стойкости копировального слоя к увлажняющему раствору, а также его адгезии к поверхности подложки.

Отличия в износостойкости копировальных слоев могут быть связаны с их составом, природой, соотношением компонентов и режимами обработки. Износостойкость позитивного на основе ОНХД и многих негативных слоев повышается при нагревании, что дает возможность увеличить тиражестойкость форм (в 2-3 раза) посредством их термообработки . Так, в копировальных слоях на основе ОНХД термообработка сопровождается химическими процессами, протекающими в слое: окислением смолы и ее взаимодействием с диазосоединением с образованием сшитых структур резольных составляющих слоя. При этом повышается износостойкость, химическая стойкость, увеличивается адгезия слоя к поверхности подложки и изменяется окраска слоя. Необходимая физико-механическая прочность слоя достигается при определенных режимах термообработки. Режимы термообработки форм зависят от типа формной пластины и устанавливаются в соответствии с конкретными рекомендациями фирм-изготовителей пластин по величине температуры и продолжительности обработки. Превышение температуры термообработки может привести к потере гидрофильных свойств пробельных элементов (тенению формы), вызвать коробление подложки и снижение адгезии слоя.

Интервал температур, обеспечивающих наилучшие технологические свойства в большинстве случаев лежит в пределах от 160-180°С до 240-260°С, при времени обработки 3-10 мин. Проверка режимов термообработки осуществляется с помощью контрольных шкал, нагреваемых вместе с формой. Они представляют собой самоклеющиеся полоски-индикаторы, с высокой точностью указывающие температуру.

Для защиты пробельных элементов от обезвоживания под действием высоких температур, а печатающих элементов - от растрескивания, перед термообработкой на форму, предварительно очищенную от гуммирующего слоя, наносят специальный защитный слой коллоида. Этот слой, обладающий повышенной кислотностью, после проведения термообработки и в случае длительного хранения формы удаляют водой или специальным раствором, а на поверхность наносят обычное защитное покрытие (см. § 6.3.4).

Для термической обработки используют шкафы (печи), поточные линии или секции, входящие в состав модульных автоматизированных линий для последовательного выполнения всех операций обработки печатных форм. Время термообработки на поточной линии несколько меньше, чем в термошкафу. Контроль термообработки проводится косвенными способами с помощью денситометра или визуально по изменению цвета копировального слоя.

Факторы, вызывающие возникновение дефектов печатных форм. Их условно можно разделить на технологические , связанные с применяемыми материалами и режимами выполнения операций, и технические - обусловленные в основном работой оборудования и климатическими условиями в формном отделении.

Возможными дефектами печатных форм являются:

Искажение или полное отсутствие элементов изображения на форме по сравнению с фотоформой;

Восприятие краски пробельными элементами и невосприятие краски печатающими элементами в процессе печатания;

Нарушение адгезии слоя к подложке, приводящее к снижению тиражестойкости печатной формы.

Дефекты, возникающие на печатных формах из-за режимов выполнения основных технологических операций, сводятся к недокопировке , заключающейся в недостаточном экспонировании или недопроявлении копии, перекопировке , вызванной, наоборот, избытке экспозиции или перепроявлением, и непрокопировке , обусловленной попаданием света под непрозрачные элементы фотоформы.

При недокопировке изображение на форме, изготовленной позитивным копированием, получается менее контрастным, чем на диапозитиве и содержит лишние печатающие элементы, которые остались на форме из-за неполного удаления копировального слоя пробельных элементов. Такая форма тенит в процессе печатания. Перекопировка дает, наоборот, более контрастное изображение на форме, чем на фотоформе и характеризуется отсутствием мелких деталей изображения: тонких штриховых элементов и растровых точек в высоких светах.

Возникновение дефектов на печатной форме может быть вызвано наличием зазора между фотоформой и формной пластиной. Чем больше зазор, тем больше доля рассеянного света, приводящая к изменению размеров элементов. Причинами возникновения зазора могут быть износ резиновых уплотнений коврика копировального станка, ухудшение работы его вакуумирующей системы, наличие пыли на поверхности фотоформы, в том числе, из-за низкой влажности воздуха в копировальном отделении и др.

Снижение тиражестойкости офсетной формы, вызванное невосприятием краски печатающими элементами, может быть следствием нарушений условий хранения позитивной формной пластины или готовой формы, приведших к потере гидрофобных свойств печатающими элементами формы. Исчезновение мелких элементов изображения на печатной форме возникает из-за случайного воздействия излучения ламп дневного света (подсвечивание копировального слоя).

Флексографские печатные формы - описание процесса изготовления..

Для того, чтобы получить требуемую печатную продукцию, необходимо изготовить или купить печатную
форму, которая будет наносить краску на запечатываемый материал.

Чтобы изготовить печатную форму, необходима фотополимеризуемая (формная) пластина, при
воздействии на которую и ее последующей обработке получается нужная печатная форма, пригодная
для печатания тиража. Таким образом, формная пластина - это регистрирующий материал,
используемый для изготовления формы для флексопечати.

Возможны следующие технологии изготовления флексографских форм:

• Аналоговая - исходная информация для записи на формную пластину представлена в
  вещественном виде;
• Цифровая - исходная информация для записи на формную пластину представлена в цифровом
  виде.

Аналоговая технология заключается в следующем: необходимо привести в контакт формную пластину и
фотоформу - негатив, который содержит в себе информацию для записи на формную пластину. После
этого проходят следующие стадии:

• Экспонирование (засвечивание) оборотной стороны формной пластины. Засвеченные молекулы
  полимера образуют сетчатую структуру и становятся нерастворимыми. Данная стадия служит для
  формирования основания печатной формы, которое определяет глубину пробельных элементов.
  Стадия проводится под действием УФ-А излучения.
• Основное экспонирование (засвечивание) - служит для формирования правильного профиля
  печатающего элемента. Данная стадия должна проходить в вакууме, благодаря чему достигается
  необходимое качество формы для флексопечати и, как следствие, печатной продукции. Здесь
  происходит процесс полимеризации (закрепления) фотополимеризуемого слоя. Эта стадия также
  проводится под действием УФ-А излучения.
• Вымывание - служит для удаления участков полимера, не затвердевшего при экспонировании.
• Сушка - служит для удаления растворителя, который впитался в формную пластину, чтобы
  устранить набухание печатающих элементов, стабилизировать печатные свойства и повысить
  тиражестойкость печатной формы.
• Финишинг - эта стадия служит для устранения липкости, которая возникает из-за наличия на
  поверхности формы тонкого слоя высоковязкой жидкости. Осуществляется под действием УФ-С
  излучения.
• Дополнительное экспонирование - служит для увеличения прочности печатающих элементов.
  Осуществляется под действием УФ-А излучения.

По типу вымывного раствора формные пластины можно разделить на:

• Водовымывные.
• Сольвентные.

Для водовымывных пластин используется обыкновенная водопроводная вода. После осуществления
процесса вымывания получившийся раствор можно сливать в канализацию, так как в нем нет твердых
остатков, хлорпроизводных и иных вредных органических веществ и все его составные части могут
биологически разлагаться.

Для спиртовымывных пластин используется смесь спирта и воды. После осуществления процесса
вымывания получившийся раствор необходимо собирать в емкость и очищать в регенерационных
установках, либо утилизировать как специальные отходы. К тому же процесс изготовления форм при
помощи спирта не является экологически чистым: образующиеся пары оказывают вредное влияние на
здоровье человека.

Однако при использовании спиртовымывных пластин можно получить лучшие градационные
характеристики оттисков, например, проработку сложных цветовых оттенков, и тиражестойкость данных
форм будет выше, чем водовымывных. Если к печатной продукции не предъявляются особые
требования по градационным характеристикам, то лучше использовать водовымывные формные
пластины.

Для улучшения качества оттисков флексографиских форм в аналоговой технологии необходимо устранить некоторые трудности:

• Неплотный прижим фотоформы к формной пластине при экспонировании.
• Получение низкой оптической плотности непрозрачных участков фотоформы и, как следствие,
  низкую оптическую плотность на оттиске.
• Возможность искажений из-за попадания пыли при экспонировании с фотоформы на формную
  пластину.

Устранение этих трудностей - достаточно сложная задача.

Аналоговая технология получила своего последователя в виде технологии Kodak Flexcel NX, которая
позволяет получить стабильную жесткую точку с плоским верхом. Суть технологии заключается в
использовании вместо фотоформы термочувствительной многослойной пленки, разработанной
компанией Kodak - Kodak Flexcel NX 830 Thermal Imaging Layer - TIL, на которой записывается
негативное изображение. После записи изображения пленку прикатывают к обычной аналоговой форме
с помощью ламинатора. Далее следует обычная последовательность стадий, которые свойственны
аналоговому процессу.

Цифровые технологии изготовления печатных форм (форм для флексопечати) осуществляются:

• Прямым лазерным гравированием.
• По цифровой масочной технологии.

Прямое лазерное гравирование предполагает использование лазера, чаще всего - на углекислом газе,
который удаляет приемный слой на участках воздействия излучения. При его использовании с
применением различных способов модуляции излучения обеспечивается получение лазерного пятна
диаметром, не превышающим 20 мкм. В качестве формного материала для прямого гравирования
применяется либо предварительно фотополимеризуемая (формная) пластина, либо эластомеры (резина
и ее производные), либо полимеры.

Данный способ получения формы для флексопечати имеет следующие
недостатки:

• Из-за влияния теплопроводности при высоких мощностях лазера в экспонируемом материале
  неизбежно возникает эффект смазывания, что приводит к появлению зернистой структуры.
• В момент включения и выключения лазера возникает так называемый «эффект памяти», который
  приводит к отклонениям в работе лазера и, как результат, к кратковременной неправильной
  передаче тонов изображения. Производительность данной технологии при записи
  высоколиниатурных изображений не превышает 0,06 м²/ч (что соответствует одной странице
  формата А4 в час). Поэтому высокомощные лазеры применяются только для записи штриховых
  изображений или изображений с низкой линиатурой, не превышающей 48 лин/см.
• Образование большого количества пыли, что, несмотря на наличие необходимых мощных
  отсасывающих и фильтрующих устройств, часто приводит к загрязнению оборудования и
  производственных помещений.

Однако большим преимуществом технологии прямого гравирования является получение готовой
печатной формы сразу после завершения процесса гравирования. Это одноступенчатый процесс, не
требующий дополнительной обработки материала, связанной с временными и денежными затратами.

Цифровая масочная технология заключается в том, что запись изображения осуществляется с
помощью лазера на масочном слое формной пластины и создается маска. Масочный слой представляет
собой слой формной пластины толщиной 8-10 мкм. Это сажевый наполнитель в растворе олигомера,
который обладает чувствительностью к ИК-излучению (больше 830нм), т.е. это термочувствительный
слой. Благодаря поглощению ИК-излучения масочным слоем происходит изменение его агрегатного
состояния на поверхности формной пластины и формируется негативное изображение - маска (аналог
фотоформы). Изображение, полученное на маске, при основном экспонировании в дальнейшем
переносится на формную пластину. Дальнейшие стадии изготовления форм не отличаются от
изготовления печатных форм по аналоговой технологии.

В цифровой масочной технологии есть ряд преимуществ по сравнению с
аналоговой и технологией прямого лазерного гравирования

• В классической цифровой технологии основное экспонирование происходит без вакуумирования и
  осуществляется на воздухе, в отличие от аналоговой технологии;
• отсутствие проблем из-за неплотного прижима фотоформы к формной пластине при
  экспонировании, как в аналоговой технологии.
• Отсутствие искажений из-за низкой оптической плотности непрозрачных участков фотоформы, и как
  следствие, темных участков оттисков.
• Отсутствие искажений из-за возможности попадания пыли при экспонировании с фотоформы на
  формную пластину.

Цифровая масочная технология позволяет добиться следующих результатов:

• Воспроизводить на печатной форме растровые точки меньших по размеру от 1% до 99%.
• Получить изображение с линиатурой растрирования до 180 lpi.

У цифровой масочной технологии имеются следующие последователи:

• Технология LUX от MacDermid - заключается в нанесении специальной пленки LUX на
  поверхность формной пластины, которая препятствует процессу кислородного ингибирования, тем
  самым позволяя получить на формной пластине точку с плоской вершиной. После чего проводятся
  следующие действия: основное экспонирование, снятие мембраны, после этого стадии создания
  формы не отличается от классической.
• Технология Next от FlintGroupe - заключается в использовании более мощного источника УФ-
  излучения, встроенного в экспонирующее устройство. Мощный световой поток ускоряет процесс
  полимеризации, тем самым уменьшая кислородное ингибирование, благодаря чему печатные
  элементы приобретают плоскую вершину.
• Технология DigiFlow от DuPont - заключается в том, что стадия основного экспонирования
  производится в среде инертного газа - азота. Таким образом, создается контролируемая
  атмосфера, что позволяет воспроизводить на формной пластине элементы изображения 1:1 и
  получать точки с плоской вершиной.
• Технология FAST от DuPont - заключается в том, что термально размягченные
  незаполимеризованные элементы формной пластины переходят в вязко-текучее состояние и
  переносятся на нетканый материал - «полотенце». Таким образом, не требуется операция сушки.
  Технологическая цепочка сокращается до 5 этапов - экспонирование оборотной стороны,
  основное экспонирование, удаление незаполимеризованного слоя, финишинг, дополнительное
  экспонирование.
• Технология Сyrel round от DuPont - заключается в том, что для печати используются не плоские
  пластины, а гильзовые Cyrel round или Cyrel FAST round. Формы на гильзах монтируются до
  вымывания, что обеспечивает одинаковую высоту растровых и штриховых элементов. Данная
  технология обеспечивает возможность безразрывной печати.

Технологии изготовления форм офсетной печати

Юрий Самарин, докт. техн. наук, проф. МГУП им. Ивана Федорова

В современных допечатных процессах для изготовления офсетных печатных форм в основном используются три технологии: «компьютер — фотоформа» (Computer-to-Film); «компьютер — печатная форма» (Computer-to-Plate) и «компьютер — печатная машина» (Computer-to-Press).

Процесс изготовления офсетных печатных форм с использованием технологии «компьютер — фотоформа» (рис. 1) включает следующие операции:

• пробивка отверстий для штифтовой приводки на фотоформе и формной пластине с помощью перфоратора;
• форматная запись изображения на формную пластину путем экспонирования фотоформы на контактно-копировальной установке;
• обработка (проявление, промывка, нанесение защитного покрытия, сушка) экспонированных формных копий в процессоре или поточной линии для обработки офсетных формных пластин;
• контроль качества и техническая корректура (при необходимости) печатных форм на столе или конвейере для просмотра форм и их корректировки;
• дополнительная обработка (промывка, нанесение защитного слоя, сушка) форм в процессоре;
• термообработка форм в печи для обжига (при необходимости повышения тиражестойкости).

Рис. 1. Схема процесса изготовления офсетных форм по технологии «компьютер — фотоформа»

Качество фотоформ должно отвечать требованиям технологического процесса изготовления печатных форм. Эти требования определяются способом печати, применяемой технологией и материалами. Например, комплект цветоделенных растровых диапозитивных фотоформ для офсетной листовой печати на многокрасочной машине (печать по сырому) на наиболее распространенной сегодня мелованной бумаге должен обладать следующими характеристиками:

• отсутствие царапин, заломов, посторонних включений и других механических повреждений;
• минимальная оптическая плотность (оптическая плотность основы пленки с учетом плотности вуали) — не более 0,1 D;
• максимальная оптическая плотность для фотоформ, изготовленных лазерным экспонированием (с учетом плотности вуали), — не менее 3,6 D;
• плотность ядра растровой точки не менее 2,5 D;
• минимальная величина относительной площади растровых элементов — не более 3%;
• наличие на фотоформе названий красок;
• углы наклона растровой структуры соответствуют заданным величинам для каждой краски;
• линиатура растровой структуры соответствует заданной;
• несовмещение изображений на фотоформах одного комплекта по крестам — не выше 0,02% от длины диагонали. Это значение учитывает допуски на повторяемость при лазерном экспонировании и величину деформации пленки;
• наличие на фотоформе контрольных меток и шкал.

Фотоформа полноформатного печатного листа может быть получена как непосредственно при выводе изображения в фотовыводном устройстве соответствующего формата, так и методом монтажа из фотоформ отдельных полос. В этом случае монтаж осуществляется вручную на монтажном столе.

Формы офсетной плоской печати на пробельных и печатающих элементах обладают различными физико-химическими свойствами по отношению к печатной краске и увлажняющему средству. Пробельные элементы образуют гидрофильные поверхности, воспринимающие влагу, а печатающие элементы — гидрофобные участки, воспринимающие печатную краску. Гидрофильные и гидрофобные участки создаются в процессе обработки формного материала.

Формы офсетной плоской печати могут быть разделены на две основные группы: монометаллические и полиметаллические — в зависимости от того, что применяется для создания пробельных и печатающих элементов — один металл (монометалл) или несколько (полиметалл). В настоящее время полиметаллические формы практически не используются. При всех современных способах изготовления монометаллических форм гидрофобные печатающие элементы создаются на пленках копировального слоя, прочно сцепленных с развитой поверхностью металла, а пробельные — на адсорбционных гидрофильных пленках, образованных на поверхности металла-основы.

Рис. 2. Способы контактного копирования: а — позитивный; б — негативный. 1 — подложка; 2 — копировальный слой; 3 — фотоформа диапозитивная; 4 — фотоформа негативная

Офсетные печатные формы изготавливают негативным или позитивным способом контактного копирования (рис. 2). При негативном способе на светочувствительный копировальный слой копируют негативы, и в этом случае задубленный копировальный слой служит основанием для печатающих элементов. При позитивном способе на светочувствительный слой копируют с диапозитива, и тогда экспонированные участки растворяются при обработке копии.

Позитивный способ копирования обеспечивает большую точность передачи элементов изображения и устойчивость печатающих элементов в процессе печатания.

Для изготовления офсетных форм применяются централизованно выпускаемые предварительно очувствленные офсетные позитивные или негативные пластины.

Предварительно очувствленные позитивные формные пластины представляют собой многослойную структуру (рис. 3). Они производятся на основе особо чистого алюминиевого проката и являются результатом сложного и продолжительного процесса, гарантирующего высокое качество продукта. Эти пластины предназначены для изготовления высококачественных офсетных форм для листовых и рулонных машин способом позитивного копирования.

Рис. 3. Структура позитивной офсетной пластины: 1 — алюминиевая основа; 2 — электрохимическое зернение; 3 — оксидная пленка; 4 — гидрофильный подслой; 5 — светочувствительный копировальный слой; 6 — микропигментированный слой

После электрохимической обработки, оксидирования и анодизации алюминиевая основа приобретает физико-химические характеристики, обеспечивающие высокую разрешающую способность и тиражестойкость, стабильность гидрофильных свойств пробельных элементов на офсетной печатной форме, равномерное распределение красочного слоя и увлажняющего раствора по всей площади пластины.

После экспонирования обеспечивается хорошее представление цвета копировального слоя, позволяющее контролировать качество копирования до проявления. Печатающие элементы, образованные копировальным слоем, имеют хороший контраст по сравнению с пробельными участками, что позволяет использовать пластины для сканирования в системах автоматического контроля и управления офсетной печатью. В процессе печатания благодаря развитой капиллярной структуре анодированного слоя быстро устанавливается оптимальный баланс «краска — вода», который стабильно поддерживается в процессе печатания тиража. Копировальный печатающий слой характеризуется высокой устойчивостью к действию спиртовых увлажняющих растворов и смывочных материалов. Оксидный слой упрочняет пробельные участки и увеличивает тиражестойкость печатных форм, защищая их поверхности от царапин и истирания. Высококачественная алюминиевая основа обеспечивает плотное облегание формного цилиндра и прочность формы на излом.

Высокая светочувствительность и фотоширота копировального слоя позволяют сократить время экспонирования, обеспечить точное воспроизведение и упростить процесс проявления.

Микропигментирование (вакуумное покрытие) копировального слоя способствует плотному контакту с фотоформой при экспонировании и быстрому созданию вакуума.

Основные технические показатели позитивных (аналоговых) формных пластин имеют примерно следующие значения:

• шероховатость — 0,4-0,8 мкм;
• толщина анодированного слоя — 0,8-1,7 мкм;
• толщина копировального слоя — 1,9-2,3 мкм;
• спектральная чувствительность — 320-450 нм;
• энергочувствительность — 180-240 мДж/см2;
• время экспонирования (при освещенности 10 000 лк) — 2-3 мин;
• минимальный размер воспроизводимых штрихов — 6-8 мкм;
• линиатура растрового изображения — 60 лин/см (150 lpi);
• градационная передача растровых элементов — в светах 1-2%, в тенях 98-99%;
• тиражестойкость — до 150 тыс. оттисков без термообработки и до 1 млн оттисков с термообработкой;
• цвет копировального слоя — синий, зеленый, темно-голубой;
• толщина пластин — 0,15; 0,2; 0,3; 0,4 мм.

Печатные формы должны иметь на передней кромке штифтовые отверстия разной конфигурации (круглые, овальные, прямоугольные). Штифтовые (приводочные) отверстия облегчают совмещение изображений, получаемых при печатании с готовых печатных форм.

Фотоформы и формные пластины перед копированием приводочными отверстиями надеваются на штифты специальной линейки, поставляемой вместе с перфоратором. Конфигурация, количество отверстий и расстояние между ними (рис. 4) зависят от формата печати и принятого стандарта приводки, который должен соответствовать штифтовой линейке печатной машины. Готовая форма надевается в печатной машине на соответствующие штифты.

Рис. 4. Печатная форма со штифтовыми отверстиями: L — формат поля изображения; S — передняя кромка формы; D — расстояние между пазами

Для пробивки штифтовых отверстий в фотоформах и формных пластинах применяют специальные устройства — перфораторы с ручным или педальным приводом.

Перед началом экспонирования необходимо тщательно подготовить стекло копировальной рамы — очистить его от загрязнений и пыли с помощью специальных средств.

Пластину помещают в копировальную раму и размещают на ней монтаж фотоформ эмульсионным слоем к копировальному слою пластины. Совмещение пластины и монтажа осуществляется с помощью штифтов, расположенных на специальной линейке. Изображение на пластине должно быть читаемым.

При отсутствии системы штифтовой приводки копировщик отмеряет линейкой с двух сторон заданный размер клапана (расстояние от обрезных меток монтажа до края пластины) и закрепляет монтаж с помощью липкой ленты.

За обрезным полем изображения устанавливаются шкалы контроля копировального процесса СПШ-К, РШ-Ф или контрольная шкала Ugra-82.

Для экспонирования необходимо обеспечить полный контакт между монтажом диапозитивов и поверхностью пластины, который достигается за счет двухступенчатого набора вакуума в контактно-копировальной установке.

Режим экспонирования зависит от типа пластины, мощности осветителя (освещенность стекла копировальной рамы должна быть не менее 10 тыс. лк), расстояния от осветителя до стекла копировальной рамы, характера диапозитивов и определяется опытным путем.

Правильность выбора времени экспонирования оценивают по воспроизведению на копии сенситометрической шкалы после ее проявления на форме: для пробной печати должны быть полностью проявлены 3-4 поля шкалы СПШ-К (оптическая плотность 0,45-0,6), для тиражной печати — 4-5 полей (оптическая плотность 0,6-0,75).

С целью сокращения объема корректуры для устранения постороннего изображения (штрихов от краев пленки на монтаже, следов липкой ленты) проводят дополнительное экспонирование с рассеивающей (матированной) пленкой. Время экспонирования с рассеивающей пленкой обычно составляет 1/3 от основного времени экспонирования.

При этом следует иметь в виду, что использование рассеивающей пленки не влияет на воспроизведение мелких растровых точек и штриховых элементов, если они имеют высокую оптическую плотность и контраст. Для высокохудожественных изданий во избежание дефекта непрокопировки следует исключить применение рассеивающей пленки при экспонировании.

Для проявления экспонированную пластину устанавливают на стол загрузки процессора и подают ее на транспортирующие валики. Дальнейшее продвижение пластины происходит автоматически.

В зависимости от типа процессора проявление осуществляется струями раствора, подаваемого на копию из бака секции проявления, или путем погружения копии в кювету с проявляющим раствором с одновременным механическим воздействием ворсистого валика.

Офсетная копия проявляется в соответствии с возможностями процессора при температуре 21-25 °С в течение 20-35 с. Для каждого типа пластин их производители дают рекомендации по составу и расходу проявителя, которые необходимо соблюдать.

Для проявления вручную используются те же проявляющие растворы. Процесс осуществляется при температуре 21-27 °С. При небольшом количестве изображения на форме время проявления составляет 45-60 с. При среднем и большом количестве печатающих элементов рекомендуется сначала проявить пластину в течение 30-40 с, проконтролировать и в случае необходимости продолжить проявление еще 30-40 с. Проявление копии рекомендуется проводить с помощью мягкого тампона. При этом недопустимо попадание абразивных частиц осадка и неразбавленного концентрата проявителя на поверхность пластины.

Скорость движения офсетной копии зависит от типа процессора, времени работы проявителя и его температуры.

Температуру раствора в секции задают на пульте установки режимов в соответствии с техническими параметрами процессора. Необходимо строго соблюдать температурный режим проявляющего раствора. При температуре ниже рекомендуемой возможно неполное удаление копировального слоя с пробельных участков, которое при печатании приведет к эффекту «тенения» формы. Температура выше рекомендуемой делает проявитель более агрессивным, что может привести к повреждению печатающих элементов и снижению тиражестойкости печатных форм.

Проявляющий раствор по мере его истощения необходимо корректировать свежими порциями с последующей полной заменой. В современных процессорах предусмотрена система постоянной подпитки проявителя. Для этого предусмотрена емкость с регенератом, откуда свежие порции проявителя-регенерата подаются в секцию проявления после прохождения каждой формы.

Промывка осуществляется струйным способом автоматически в секции промывки. Избыток воды на форме отжимается валиками на выходе из секции.

Нанесение защитного покрытия (гуммирование) на форму осуществляется валковым способом автоматически с последующим отжимом на выходе из секции. Валики для нанесения защитного покрытия необходимо тщательно промывать водой перед началом работы.

Сушка осуществляется обдувом формы с помощью вентиляторов воздухом, подогретым до 40-60 °С при прохождении через секцию сушки. Для контроля качества готовую форму переносят на стол для корректуры и тщательно просматривают. Пробельные элементы формы должны быть полностью проявлены. Все дефекты пробельных элементов: следы от приклеивающего материала, тень от краев диапозитива, излишние метки и кресты и т.п. — удаляют с помощью корректирующего карандаша «минус» или тонкой кисти, смоченной гелем для корректуры. Корректуру проводят по защитному покрытию. В корректирующем составе копировальный слой полностью растворяется, поэтому наносить его следует очень аккуратно, не затрагивая изображения. Время действия корректуры до визуального растворения слоя — 5-10 с.

Дефекты печатающих элементов: пробелы на плашках, отсутствие части рисунка и т.п. — исправляют с помощью корректирующего карандаша «плюс»: на отсутствующие элементы наносят тонкий слой лака и проводят локальное нагревание для его закрепления.

Откорректированную форму подвергают дополнительной обработке, для чего ее вводят в секцию промывки процессора, затем снова наносят защитное покрытие и производят сушку. Форма готова!

Термообработку проводят в специальных установках — печах для обжига, состоящих из стола загрузки, термошкафа и стола выгрузки.

Формы, предназначенные для термообработки, обязательно покрывают слоем коллоида с целью защиты пробельных элементов от обезвоживания, а печатающих элементов — от растрескивания.

Защитное покрытие наносят на чистые формы, предварительно удалив с них гуммирующий слой, — вручную на столе или в процессоре. В последнем случае коллоид заливают в секцию нанесения защитного покрытия. Форму устанавливают на стол загрузки и подают на транспортирующие ролики. Дальнейшее продвижение осуществляется автоматически.

Температуру и время термообработки задают на пульте установки режимов: температура 180-240 °С, время 3-5 мин. После термообработки проводят визуальный контроль формы: изображение становится темным, насыщенным и имеет одинаковый цвет по всему формату. Слой коллоида может служить защитным покрытием при хранении форм не более суток. Для длительного хранения форм его удаляют с поверхности теплой водой с помощью губки и наносят обычное защитное покрытие.

Формы перекладывают листами чистой бумаги и хранят в горизонтальном положении на стеллажах в помещении с неактиничным освещением, вдали от отопительных приборов.

Рис. 5. Схема процесса изготовления офсетных форм по технологии «компьютер — печатная форма»

Процесс изготовления офсетных печатных форм с использованием технологии «компьютер — печатная форма» (рис. 5) включает следующие операции:

• передача цифрового файла, содержащего данные о цветоделенных изображениях полноформатного печатного листа в растровый процессор (РИП);
• автоматическая загрузка формной пластины в формовыводное устройство;
• обработка цифрового файла в РИП (прием, интерпретация данных, растрирование изображения с данной линиатурой и типом растра);
• поэлементная запись цветоделенных изображений полноформатных печатных листов на формной пластине путем ее экспонирования в формовыводном устройстве;
• обработка формной копии (проявление, промывка, нанесение защитного слоя, сушка, включая, при необходимости для некоторых типов пластин, предварительный подогрев копии) в процессоре для обработки офсетных формных пластин;
• контроль качества и техническая корректура (при необходимости) печатных форм на столе или конвейере для просмотра форм;
• дополнительная обработка (промывка, нанесение защитного слоя, сушка) откорректированных печатных форм в процессоре;
• термообработка (при необходимости повышения тиражестойкости) форм в печи для обжига;
• пробивка штифтовых (приводочных) отверстий с помощью перфоратора (в случае отсутствия встроенного перфоратора в формовыводном устройстве).

Для изготовления офсетных печатных форм по технологии «компьютер — печатная форма» используются светочувствительные (фотополимерные и серебросодержащие) и термочувствительные формные пластины (цифровые), в том числе не нуждающиеся в химической обработке после экспонирования.

Пластины на основе фотополимерного слоя чувствительны к излучению видимой части спектра. В настоящее время распространены пластины для зеленого (532 нм) и фиолетового (410 нм) лазеров. Структура пластин такова (рис. 6): на стандартную анодированную и зерненую алюминиевую основу нанесен слой мономера, защищенный от окисления и полимеризации специальной пленкой, которая при дальнейшей обработке растворяется водой. Под воздействием света заданной длины волны в слое мономера образуются центры полимеризации, затем пластина подвергается прогреву, в ходе которого процесс полимеризации ускоряется. Полученное скрытое изображение протравливается проявителем, при этом вымывается неполимеризованный мономер, а полимеризованные печатающие элементы остаются на пластине. Фотополимерные офсетные пластины предназначены для экспонирования в формовыводных устройствах с лазером видимого света — зеленым или фиолетовым.

Благодаря высокой скорости экспонирования и простоте обработки эти пластины широко применяются и обеспечивают возможность получения 2-98%-ной растровой точки при линиатуре до 200 lpi. Если их не подвергать дополнительной термообработке, пластины выдерживают до 150-300 тыс. оттисков. После обжига — более миллиона оттисков. Энергочувствительность фотополимерных пластин составляет от 30 до 100 мкДж/см2. Все операции с пластинами необходимо проводить при желтом свете.

Пластины на основе серебросодержащей эмульсии также чувствительны к излучению видимой части спектра. Существуют пластины для красного (650 нм), зеленого (532 нм) и фиолетового (410 нм) лазеров. Принцип образования печатающих элементов сходен с фотографическим — разница заключается в том, что на фотографии кристаллы серебра, на которые попал свет, остаются в эмульсии, а остальное серебро вымывается фиксажем, тогда как на пластинах серебро с незасвеченных участков переходит на алюминиевую подложку и становится печатающими элементами, а эмульсия вместе с оставшимся в ней серебром полностью смывается.

В последние годы всё более широкое применение находят пластины, светочувствительные к фиолетовой области спектра излучения (400-430 нм). В связи с этим многие формовыводные устройства оснащаются фиолетовым лазером. В процессе экспонирования этих пластин (рис. 7) луч фиолетового лазера активирует серебросодержащие частицы на пробельных элементах. Незасвеченные участки после обработки проявителем формируют печатающие элементы.

В процессе проявления серебросодержащие частицы активируются, при этом у них возникают устойчивые связи с желатиной. Частицы, которые не были засвечены, остаются подвижными и способными к диффузии.

На следующей стадии не подвергшиеся засветке ионы серебра диффундируют из эмульсионного слоя через барьерный слой на поверхность алюминиевой основы, формируя на нем печатающие элементы.

После того как изображение полностью сформировано, желатиновая фракция эмульсии и растворимый в воде барьерный слой полностью удаляются во время смывки, оставляя на алюминиевой основе только печатающие элементы в виде осажденного серебра.

Эти пластины обеспечивают получение 2-98%-ной точки при 250 lpi, их тиражестойкость составляет 200-350 тыс. оттисков, а светочувствительность максимальна. Энергочувствительность пластин находится в интервале от 1,4 до 3 мкДж/см.

Благодаря высокой чувствительности для экспонирования пластины требуется меньше времени и энергии. Это, в свою очередь, приводит как к повышению производительности формовыводного устройства, так и к снижению потребляемой лазером мощности и к продлению срока его службы. В результате использования тонкого серебряного слоя, который более чем на порядок тоньше полимерного, уменьшается растискивание краски, что ведет к повышению качества оттиска. Все операции с пластинами необходимо проводить при желтом свете. Пластины на основе серебросодержащей эмульсии не рекомендуется применять для печатания УФ-красками, а также подвергать обжигу.

Термочувствительные пластины имеют следующую структуру: на алюминиевую основу нанесен слой полимерного материала (термополимер). Под воздействием ИК-излучения покрытие разрушается либо меняет свои физико-химические свойства, в результате при последующей химической обработке образуются пробельные (в случае позитивного материала) или печатающие (при негативном процессе) элементы. Для экспонирования таких пластин используют лазер с длиной волны излучения 830 или 1064 нм.

Рис. 8. Технологический процесс записи и обработки термопластин: 1 — эмульсионный слой (термополимер); 2 — алюминиевая подложка; 3 — луч лазера; 4 — экспонированный термополимер; 5 — нагревательный элемент; 6 — печатающие элементы формы; 7 — проявляющий раствор; 8 — печатная краска

Разрешающая способность термочувствительных пластин может обеспечить запись изображения с линиатурой до 330 lpi, что соответствует получению однопроцентной точки размером 4,8 мкм. При этом тиражестойкость полученных печатных форм достигает 250 тыс. оттисков без обжига и 1 млн оттисков с обжигом. Процесс обработки этих пластин после экспонирования состоит из трех ступеней (рис. 8):

• предварительный обжиг — поверхность формы подвергается обжигу примерно в течение 30 с при температуре 130-145 °С. Этот процесс укрепляет печатающие (чтобы они не смогли раствориться в проявителе) и размягчает пробельные элементы. Предварительный обжиг является обязательной операцией;
• проявление — стандартный позитивный проявочный процесс: погружение в раствор, обработка щетками, промывка, гуммирование и форсированная воздушная сушка;
• обжиг — после обработки пластина подвергается обжигу в течение 2,5 мин при температуре от 200 до 220 °С, чтобы обеспечить ее прочность и большую тиражестойкость.

В настоящее время на российском рынке представлен широкий ассортимент термочувствительных пластин, в том числе и пластин нового поколения, которые не требуют предварительного нагрева для обработки. Эти пластины в большинстве своем обеспечивают получение 1-99%-ной точки при линиатуре растра 200 lpi, тиражестойкость 150 тыс. оттисков без обжига, а светочувствительность у них различается, находясь в интервале от 110 до 200 мДж/см2.

Для химической обработки экспонированных пластин рекомендуется применять реактивы того же производителя, предназначенные для материалов данного типа. Это позволяет гарантированно достичь высоких технических характеристик, потенциально заложенных в современном формном материале.

Формные пластины, не нуждающиеся в химической обработке после экспонирования, называют беспроцессными. В настоящее время разработано два вида формных материалов, не нуждающихся в химической обработке: с термически удаляемыми слоями (термоабляционные) и со слоями, изменяющими фазовое состояние.

Термоабляционные пластины являются многослойными, а пробельные элементы в них формируются на поверхности специального гидрофильного или олеофобного слоя. В процессе экспонирования происходит избирательное термическое удаление ИК-излучением (830 нм) специального слоя. Существуют позитивные и негативные версии термоабляционных пластин. В негативных пластинах олеофобный слой находится выше олеофильного печатающего слоя, и в процессе экспонирования происходит его абляция с будущих печатающих элементов формы. В позитивных пластинах все наоборот: выше находится олеофильный печатающий слой, удаляемый в процессе экспонирования с будущих пробельных элементов формы. Продукты горения удаляются системой вытяжки, которой должно быть оснащено формовыводное устройство, а после экспонирования пластина промывается водой.

Основой термоабляционных формных материалов служат алюминиевые пластины или полиэфирные пленки.

К недостаткам беспроцессных пластин можно отнести более высокую цену и низкую тиражестойкость (около 100 тыс. оттисков).

В оперативной полиграфии при производстве малотиражной продукции, не требующей высокого качества (инструкции, бланки и т. п.), находят применение офсетные печатные формы на бумажной и полимерной основе.

Офсетные печатные формы на бумажной основе выдерживают тиражи до 5 тыс. экземпляров, однако из-за пластической деформации увлажненной бумажной основы в зоне контакта формного и офсетного цилиндров штриховые элементы и растровые точки сюжета искажаются, поэтому бумажные формы могут быть использованы только для однокрасочной печати.

Технология изготовления бумажных офсетных форм основана на принципах электрофотографии, заключающихся в применении фотополупроводящей поверхности для образования скрытого электростатического изображения, которое впоследствии проявляется.

В качестве формного материала используется специальная бумажная подложка с нанесенным на нее фотопроводниковым покрытием (оксид цинка). Формный материал в зависимости от типа обрабатывающего устройства может быть листовой и рулонный.

Достоинствами этой технологии являются оперативность изготовления печатной формы (менее минуты), простота использования и низкая расходная стоимость. Такие печатные формы могут быть получены путем прямой записи текстовой и изобразительной информации в обычном лазерном электрофотографическом принтере. При этом никакой дополнительной обработки форм не требуется.

Формы на полимерной основе, например полиэстровой, имеют максимальную тиражестойкость до 20 тыс. оттисков хорошего качества с линиатурой до 175 lpi и градационным диапазоном 3-97%.

Основой технологии является полиэстровый рулонный светочувствительный материал, работающий по принципу внутреннего диффузионного переноса серебра. В процессе экспонирования происходит засветка галогенида серебра. При химической обработке осуществляется диффузионный перенос серебра из незасвеченных областей в верхний слой, восприимчивый к краске. Этот технологический процесс требует негативного экспонирования. Экспонирование полиэстровых материалов может осуществляться на некоторых типах фотовыводных устройств.

Рис. 9. Схема процесса получения офсетных печатных форм по технологии «компьютер — печатная машина»

Процесс получения офсетных печатных форм по технологии «компьютер — печатная машина» включает следующие операции (рис. 9):

• передача цифрового файла, содержащего данные о цветоделенных изображениях полноформатного печатного листа, в растровый процессор изображения (РИП);
• обработка цифрового файла в РИП (прием, интерпретация данных, растрирование изображения с заданной линиатурой и типом растра);
• поэлементная запись на формном материале, размещенном на формном цилиндре цифровой печатной машины, изображения полноформатного печатного листа;
• печатание тиражных оттисков.

Одной из таких технологий, реализованных в цифровых печатных машинах офсетной печати без увлажнения, является обработка тонкого покрытия. В этих машинах используется рулонный формный материал, на полиэстровую основу которого нанесены теплопоглощающий и силиконовый слои. Поверхность силиконового слоя отталкивает краску и образует пробельные элементы, а удаленный лазерным излучением термопоглощающий слой — печатающие элементы.

Другой технологией получения форм офсетной печати непосредственно в цифровой печатной машине является передача на поверхность формы термополимерного материала, находящегося на передающей ленте, под действием инфракрасного лазерного излучения.

Изготовление офсетных печатных форм непосредственно на формном цилиндре печатной машины сокращает продолжительность формного процесса и повышает качество печатных форм за счет уменьшения числа технологических операций.

Допечатные процессы заканчиваются изготовлением печатных форм. Схема на рис. 5.1 иллюстрирует основные операции, предшествующие изготовлению печатных форм по аналоговой технологии. Как нам уже известно, в цифровой форме текстовая и изобразительная информация объединяются при верстке полос, затем создаются спуски полос в электронном виде, которые поступают в растровый процессор, и после соответствующей обработки в процессе записи информации на фотографический материал цифровой поток данных преобразуется в аналоговую форму.

После обработки экспонированного материала получается полноформатная фотоформа, содержащая спуски полос, которая в дальнейшем и используется для изготовления печатной формы. Таким образом, при изготовлении печатных форм по аналоговой технологии CtF (от англ. - Computer to Film: компьютер - фотографический материал) необходимо использовать фотоформы.

В настоящее время аналоговые технологии применяются в производстве печатных форм различных видов печати; плоской офсетной, высокой (типографской и флексографской), трафаретной и т.д. Формы глубокой печати изготавливаются только с применением цифровой технологии. Для изготовления печатных форм необходимы формные материалы (часто их называют формными пластинами).

Формные материалы состоят из основы (подложки), на которую нанесен светочувствительный слой, его обычно называют копировальным. В качестве основы применяют металлические пластины (алюминий, сталь), полимерные пленки. Толщина основы зависит от материала и от вида печатной формы и может составлять 0,15-0,8 мм. Светочувствительный слой представляет собой тонкую сухую пленку. Для форм плоской офсетной печати ее толщина составляет 0,002-0,004 мм; для других печатных форм эта толщина выше и может достигать, например, для форм высокой печати - 6,5 мм и более. Перед нанесением копировального слоя основа обрабатывается для улучшения ее свойств. Обработка зависит от типа материала, и в дальнейшем вид обработки будет указан при рассмотрении соответствующих видов технологии (см. § 5.2).

В состав копировального слоя входит пленкообразующее вещество (полимер), которое не обладает светочувствительностью, но образует прочную эластичную пленку и определяет такие свойства слоя как механическая прочность, химическая устойчивость и т.д. В качестве подробного вещества часто используется поливиниловый спирт (ПВС), его производные, например, ПВА, некоторые другие полимеры.

Важными составляющими копировального слоя являются светочувствительные вещества; они обусловливают изменение его растворимости в результате действия света. В зависимости от природы таких веществ можно выделить несколько типов копировальных слоев, сведения о которых приводятся ниже. Кроме того, в копировальные слои вводятся различные добавки, улучшающие их свойства, например, увеличивающие механическую прочность, устойчивость к действию обрабатывающих растворов. Для визуального контроля равномерности нанесения слоев в них добавляют красители. Красители изменяют свой цвет в результате действия УФ-излучения, поэтому они позволяют контролировать и результат экспонирования, В некоторых случаях в копировальные слои вводят сенсибилизаторы - вещества, которые делают копировальный слой чувствительным к определенным спектральным излучениям, например, к видимым, и повышают его общую светочувствительность, уменьшая необходимое время экспонирования.

При изготовлении печатных форм по аналоговой технологии копировальный слой засвечивают через фотоформу. В результате, в зависимости от природы копировального слоя, он под действием УФ-излучения либо приобретает растворимость, либо ее теряет. После проявления - удаления растворимого слоя на печатной форме остаются участки, покрытые копировальным слоем, и участки, свободные от него. Копировальный слой, оставшийся на формной пластине, как правило, образует печатающие элементы, иногда - пробельные.

В зависимости от того, приобретает или теряет копировальный слой растворимость, различают негативные и позитивные копировальные слои. На рис. 5.2 , а приведена схема экспонирования негативного копировального слоя.

Излучение, прошедшее через прозрачные участки фотоформы 3, воздействует на копировальный слой 2, который в результате теряет растворимость, и после растворения участков, не подвергшихся воздействию, получается копия (рис. 5.2, b); на ней оставшийся слой соответствует прозрачным участкам фотоформы. Позитивный копировальный слой под действием света приобретает растворимость (рис. 5.3 , a ), поэтому после проявления получается копия, на которой слой остается на участках, соответствующих почернениям фотоформы (рис. 5.3, b).

Пластины, покрытые светочувствительным слоем, могут использоваться и для изготовления печатных форм по цифровым технологиям (CtP), но в этом случае происходит поэлементное экспонирование слоя лазерным излучением (см. гл. 6).

В настоящее время для изготовления печатных форм используются следующие типы копировальных слоев:

• на основе ОНХД (ортонафтохинондиазиды);
• на основе ФПК (фотополимеризующиеся композиции);
• синтетические полимеры, очувствленные диазосмолами;
• синтетические полимеры, очувствленные солями хромовой кислоты.

Слои на основе ОНХД под действием УФ-излучения разрушаются и приобретают растворимость в слабо щелочных растворах, В результате, после удаления разрушенных участков копировальный слой остается там, где свет не действовал. Следовательно, это позитивные слои. Они используются в основном для изготовления печатных форм плоской офсетной печати. Гидрофобный копировальный слой тогда является носителем печатающих элементов.

Слои на основе ФПК под действием УФ-излучения теряют растворимость, так как в них происходит полимеризация. После удаления растворимых участков также образуется печатная форма. Это негативные слои. Если используются толстые слои ФПК, то после проявления, которое называют вымыванием, образуется форма высокой печати, при применении тонких слоев - печатная форма плоской печати, гидрофобный копировальный слой в обоих случаях является носителем печатающих элементов.

Синтетические полимеры, очувствленные диазосмолами или солями хромовой кислоты. И диазосмолы, и соли хромовой кислоты под действием УФ-излучений образуют вещества, обладающие дубящим действием. Поэтому такие слои в результате экспонирования теряют растворимость под действием света. В настоящее время их применяют для изготовления форм трафаретной печати, тогда копировальный слой служит носителем пробельных элементов. Эти слои также относятся к негативным, потому что под действием света они теряют растворимость, и после проявления остаются на тех участках, на которые подействовал свет.

Тип фотоформы (негатив или диапозитив), применяемой для изготовления печатных форм, зависит от природы копировального слоя и от того, носителем печатающих или пробельных элементов должен быть копировальный слой. Особенности формных материалов для изготовления различных видов печатных форм будут рассмотрены в § 5.2 .

Требования к свойствам копировальных слоев зависят от их назначения. Вследствие того, что копировальные слои являются носителями печатающих или пробельных элементов, важным требованием, предъявляемым к ним, является прочность сцепления с основой (адгезия к основе), а также механическая прочность. Чем выше адгезия к основе и механическая прочность слоя, тем выше тиражестойкость печатной формы. От копировальных слоев требуется и высокая избирательность проявления - полное отсутствие растворимости тех участков, которые должны остаться на основе, и в то же время, полное удаление растворимых участков. Избирательность проявления способствует надежному разделению поверхности формного материала на печатающие и пробельные элементы.

Важным требованием является высокая разрешающая способность, достаточная для надежного воспроизведения мелких элементов изображения на оттиске, таких как 3-5% растровые точки, соединительные штрихи шрифтов и т.д.

Оборудование для изготовления печатных форм. Экспонирование копировального слоя за фотоформой происходит в копировальных станках (рамах). Для того чтобы размеры мелких элементов изображения воспроизводились на копии без искажения, необходимо обеспечить в этих устройствах хороший контакт фотоформы и копировального слоя.

Такой контакт достигается вакуумным прижимом (рис. 5.4 ). На резиновый коврик 2 копировальной рамы 1 помещают копировальным слоем вверх формную пластину 3, сверху кладут эмульсионным слоем вниз фотоформу 4 и все закрывают рамой с прозрачным бесцветным стеклом 5. За счет вакуума, который образуется при удалении воздуха из рамы (показано стрелкой) коврик 2 раздувается, благодаря чему и достигается хороший контакт между фотоформой и копировальным слоем. В соответствии со спектральной чувствительностью копировальных слоев в качестве источника света 6 используются лампы, создающие свет, богатый ультрафиолетовым излучением. Современные копировальные станки часто снабжаются шторками, защищающими копировщика от УФ-излучений, пультами управления, позволяющими программировать режимы экспонирования. При контактном копировании наилучшие результаты могут быть получены при использовании точечных источников света. Однако, в связи с невысокой общей светочувствительностью слоев, для их экспонирования применяются обычно протяженные источники света.

Копировальные рамы для экспонирования слоев на основе ФПК отличаются тем, что вместо покровного стекла в них используется прозрачная полимерная пленка, пропускающая УФ-излучения, так как эти слои в большей степени, чем остальные, чувствительны к УФ-зоне спектра.

Обработка экспонированного материала производится в специальных устройствах - процессорах, являющихся поточными линиями и при изготовлении печатных форм осуществляющих не только проявление, но и другие необходимые операции, например, промывку, сушку пластины. Программу обработки экспонированного формного материала можно задавать путем нажатия соответствующих клавиш на рабочей панели машины. Выбранная программа позволяет осуществлять контроль количества и температуры проявителя, температуры сушки, подачи регенерирующих добавок, сохраняющих рабочие свойства растворов. Время проявления можно регулировать, изменяя скорость проявочного валика и скорость прохождения формной пластины. Процессоры для обработки экспонированных фотополимеризующихся материалов имеют щетки для механического удаления растворимых участков копировального слоя.

В процессе печатания важно правильно расположить оттиск на бумаге или другом материале. Этот процесс называется приводкой. Особое значение приобретает приводка при многокрасочной печати, так как тогда необходимо обеспечить точное совмещение изображений, полученных с цветоделенных форм, В настоящее время процесс ускоряется благодаря применению приводки по штифтам. Возможность проведения такой приводки создается при выполнении допечатных процессов. Для этого используются перфорационные установки, с помощью которых на фотоформах и формных пластинах в строго определенных местах пробиваются штифтовые отверстия той или иной конфигурации. Перед экспонированием фотоформы и пластины надеваются этими отверстиями на штифты специальной линейки, которой комплектуются перфораторы, и после этого происходит процесс копирования. На такие же штифты надевается и готовая форма в печатной машине. Как мы увидим далее, перфорационные установки необходимо использовать и при цифровых формных процессах (см. гл. 6.2).

Изготовление печатных форм на позитивных копировальных слоях. В России и в европейских странах в настоящее время в большинстве случаев для изготовления офсетных форм по аналоговой технологии используются позитивные копировальные слои. Применяют алюминиевые пластины толщиной 0,15-0,3 мм, поверхность которых подвергнута обработке, обеспечивающей хорошую адгезию копировального слоя к основе и повышающей гидрофильность алюминия (рис. 5.5 ).

Пластина покрыта микронеровностями 1, (рис. 5.5, a), благодаря которым площадь ее поверхности увеличивается во много раз. Кроме того, на ней образована прочная оксидная пленка 2 (рис. 5.5, b). И, наконец, на поверхности алюминия создан прочный гидрофильный слой 3. На подготовленную таким образом подложку нанесена пленка 4 копировального слоя на основе ОНХД толщиной 1-3 мкм. В большинстве случаев на копировальный слой, кроме того, наносится специальное микрорельефное покрытие 5, назначение которого состоит в улучшении контакта слоя с фотоформой. Благодаря такому покрытию при экспонировании создаются каналы для удаления воздуха. При проявлении копии оно удаляется. Слой на основе ОНХД - позитивный.

Задача процесса изготовления печатных форм плоской офсетной печати состоит в том, чтобы на печатающих элементах создать гидрофобные пленки, а на пробельных - гидрофильные. Процесс изготовления печатных форм содержит всего две операции - экспонирование и проявление.

При экспонировании копировальный слой 3 засвечивают в копировальной раме за монтажом диапозитивов 4 (рис. 5.6 , а ). Свет действует на будущие пробельные элементы формы. В результате, в этих местах 6 (рис. 5.6, b) слой разрушается и приобретает способность растворяться в слабых щелочных растворах. Через непрозрачные участки диапозитива свет не проходит, поэтому за ними слой остается без изменения (образуются печатающие элементы). На рис. 5.6, b показана пластина после экспонирования - копия. Она содержит участки слоя 6, ставшие растворимыми, и нерастворимые будущие печатающие элементы 3. В слое имеется краситель, изменяющий свой цвет под действием УФ-излучения, и образующий на копировальном слое хорошо зрительно различимую копию изображения, содержащегося на диапозитиве, что помогает осуществлять визуальный контроль результата экспонирования.

После экспонирования копию проявляют в слабо щелочном растворе (рис. 5.6, c), в результате чего удаляется разрушенный копировальный слой. Как было сказано ранее, алюминиевая пластина перед нанесением копировального слоя была обработана таким образом, что после проявления пробельные элементы оказываются гидрофильными и не нуждаются в дальнейшей обработке. Копировальный слой, оставшийся на печатающих участках, обладает гидрофобными свойствами. На готовой форме печатающие элементы состоят из гидрофобного копировального слоя (рис, 5.6, с, 3), а пробельные - из гидрофильного (рис. 5.6, с, 2), который был создан на поверхности алюминия. После промывки, для того чтобы форма плоской офсетной печати не портилась при хранении, на нее наносится защитный коллоид, например декстрин или другие полимеры, относящиеся к полисахаридам. Защитный слой препятствует окислению печатающих и пробельных элементов формы, усиливает эффект гидрофилизации пробельных элементов. Если не нанести защитный слой, через сутки гидрофильные элементы начинают терять свои свойства, и в дальнейшем станут гидрофобными. Защитное покрытие легко удаляется водой перед печатанием. Нанесение защитного покрытия называется гуммированием.

Для повышения тиражестойкости печатных форм плоской офсетной печати применяется термообработка. С формы смывается гуммирующий слой, затем наносят специальный защитный слой коллоида, обладающий повышенной кислотностью и защищающий пробельные и печатающие элементы от воздействия высоких температур. После этого форму нагревают в течение нескольких минут в специальном устройстве до температуры 240-260°С. После проведения термообработки защитный слой смывают водой, а форму гуммируют. Благодаря термообработке увеличивается прочность печатающих элементов.

Изготовление печатных форм на негативных копировальных слоях. В США и некоторых других странах получили распространение формные материалы с негативными копировальными слоями. Они состоят из алюминиевой подложки, подготовленной таким же образом, как и у материалов позитивного копирования (см. рис. 5.5), но в качестве копировальных в этом случае используются слои на основе ФПК. Схема изготовления печатной формы негативным копированием показана на рис. 5.7 .

Под действием УФ-излучения на будущих печатных участках копировальный слой полимеризуется и теряет растворимость (рис. 5.7, а). Копия (пластина после экспонирования) - рис. 5.7, b. Вертикальной штриховкой обозначены участки слоя, потерявшие растворимость. На готовой форме, как и в случае позитивного копирования, печатающие элементы состоят из гидрофобного копировального слоя (рис. 5.7, с, 3), а пробельные находятся на гидрофильной пленке (рис. 5.7, с, 2), которая была создана на поверхности алюминия. В дальнейшем форму также покрывают защитным коллоидом. При применении электронных монтажей и ФВУ изготовление негативных монтажей не вызывает никаких затруднений.

Для изготовления форм высокой и флексографской печати используются светочувствительные материалы на основе ФПК.

Для производства форм высокой печати используются формные пластины (рис. 5.8 , а ), состоящие из основы (подложки) 4, на которую нанесен копировальный слой 2. Подложка может быть изготовлена из стали или из полимерной пленки (например, из полиэфира). ФПК прикрепляется к основе с помощью адгезионного слоя 3. Часто адгезионный слой играет роль противоореольного; его задача - поглощать отраженные от основы излучения, которые в противном случае, будут искажать размеры мелких штрихов изображения. На светочувствительном слое находится защитная пленка 1, которую удаляют перед экспонированием. Защитная пленка в процессе хранения формного материала предохраняет светочувствительный слой от воздействия кислорода, снижающего светочувствительность, а также защищает слой от механических повреждений. Как сказано ранее, слой ФПК чувствителен к УФ-излучениям с длиной волны 360-380 нм. В результате действия таких излучений происходит полимеризация слоя, и он теряет растворимость в некоторых растворах. В настоящее время наибольшее применение получили водовымывные ФПК. Технологический процесс изготовления печатных форм типографской печати начинают с основного экспонирования.

Основное экспонирование производится в копировальной раме за негативом или цельнопленочным монтажом негативов (рис. 5.8, b, 5). Фотоформа должна иметь матовую поверхность и высокий интервал оптических плотностей:

выделение">флексографских форм (рис. 5.9 , а ) состоят из тонкой полиэфирной подложки 1, на которую нанесен слой ФПК 2, сверху он, как и слой для типографских форм защищен пленкой 4, предохраняющей от механических повреждений и воздействия кислорода.

Перед изготовлением формы пленку удаляют. На светочувствительном слое под защитной пленкой находится тонкий (несколько микрометров) покровный слой 3, позволяющий улучшить контакт между фотоформой и светочувствительным слоем. Сначала слой засвечивают снизу (рис. 5.9, b). Это делается для равномерной полимеризации со стороны основы. Затем на слой действуют УФ-излучением через негатив (рис, 5.9, с, 5). В результате происходит полимеризация копировального слоя на печатающих участках. Следующая операция - вымывание, в процессе которого удаляется незаполимеризованный слой (рис. 5.9, d) и образуются пробельные элементы формы, расположенные ниже печатающих, которые в свою очередь находятся в одной плоскости. Готовую форму высушивают и подвергают финишингу - для устранения липкости дополнительно засвечивают УФ-излучением с меньшей длиной волны, чем при основном экспонировании (рис. 5.9, е). Для повышения тиражестойкости выполняют дополнительное экспонирование (рис. 5.9, f) тем же излучением, что применялось и при основном.

Напомним, что печатная форма трафаретной печати имеет строение, показанное на рис. 1.7, а. На пластмассовую раму натянута сетка с очень мелкими ячейками. Эта сетка является основой, на которую нанесен защитный слой, предохраняющий пробельные участки от воздействия печатной краски. Там, где нет защитного слоя, краска проходит через сеточную основу и попадает на запечатываемую поверхность. Таким образом, сетка является и носителем печатающих элементов. Чем толще защитный слой на форме, тем толще красочный слой, который получится на оттиске.

Изготовление печатных форм трафаретной печати (рис. 5.10 ) начинается с того, что с помощью специального устройства на раму натягивают сетку, контролируя величину и равномерность натяжения. Сетку обезжиривают для улучшения адгезии (сцепления с основой) копировального слоя, и наносят на нее жидкий копировальный слой, состоящий из полимера (поливинилового спирта), очувствленного дихроматом аммония. Для получения необходимой толщины слой наносят и высушивают несколько раз. Хотя копировальный слой негативный, его экспонирование осуществляют за диапозитивом, так как на форме слой является носителем пробельных элементов. Под действием света копировальный слой на участках, соответствующих будущим пробельным элементам, задубливается и теряет растворимость, В результате проявления в воде копировальный слой с печатающих участков удаляется. Там остается сетка, через которую при печатании краска передается на запечатываемый материал. Пробельные элементы формы не пропускают краску, так как на них находится копировальный слой. После печатания тиража с сетки удаляют копировальный слой, и ее можно использовать для изготовления новой печатной формы.

На рис. 5.10, а изображена сетка 1 с нанесенным на нее копировальным слоем 2, рама не показана. На копировальный слой помещают диапозитив 3 (рис. 5.10, b), через который в копировальной раме экспонируют УФ-излучением копировальный слой, который на пробельных участках теряет растворимость. На рисунке это показано изменением характера штриховки. Затем копию проявляют в воде. С печатающих элементов удаляется слой, оставшийся растворимым (рис. 5.10, с). Как уже отмечено, готовая форма содержит печатающие элементы 4, через которые краска передается на запечатываемую поверхность и пробельные элементы 5, препятствующие попаданию краски на запечатываемую поверхность.

Для контроля формного процесса используются аналоговые тест-обьекты - негативы и диапозитивы. Это фотоформы, содержащие специальные изображения, позволяющие выбрать оптимальные режимы проведения процесса и оценить качество готовых печатных форм, В некоторых случаях они содержат и изображения, необходимые для контроля печатного процесса.

Диапозитивы для контроля формных процессов плоской офсетной печати содержат, прежде всего, изображения шкал для оптимального выбора времени экспонирования. Это могут быть либо полутоновые, либо специальные растровые шкалы, содержащие высоколиниатурные растровые изображения на низколиниатурном фоне. Если время экспонирования выбрано оптимально, то относительные площади соответствующих изображений одинаковы, и соответствующие поля сливаются.

Специальные изображения позволяют после проявления копии визуально определить степень прижима фотоформы к копировальному слою, и в случае необходимости, отрегулировать условия экспонирования. Штриховые и текстовые изображения служат для контроля воспроизведения штрихов. Растровые шкалы с различными линиатурами служат для контроля градационной передачи. Негативы для контроля процессов изготовления форм высокой и флексографской печати содержат в качестве контрольных элементов отдельные негативные и позитивные штрихи и точки, растровые поля с различными относительными площадями, фрагмент крупной сетки с взаимно перпендикулярными линиями. Тест-объект для контроля форм высокой печати дополнительно содержит еще несколько растровых шкал с различной линиатурой.

Вопросы для самопроверки

1. Расскажите об изготовлении печатных форм по аналоговой технологии.
2. Какие формные материалы применяются для изготовления печатных форм по аналоговой технологии?
3. Что такое копировальные слои, каковы их разновидности, какие вещества входят в их состав?
4. Какие требования предъявляются к копировальным слоям, и чем они обусловлены?
5. Какое оборудование необходимо для изготовления печатных форм по аналоговой технологии, и каковы особенности этого оборудования в зависимости от вида печатных форм, для которых оно предназначено?
6. Что такое приводка по штифтам?
7. Как изготавливаются печатные формы плоской офсетной печати на позитивных слоях?
8. Как изготавливаются печатные формы плоской офсетной печати на негативных слоях?
9. На каких материалах и каким образом изготавливаются печатные формы высокой типографской печати?
10. На каких материалах и каким образом изготавливаются печатные формы высокой флексографской печати?
11. Какое строение имеют печатные формы трафаретной печати?
12. Как изготавливаются печатные формы трафаретной печати?