H.FL Полянский O.A. Карташева E. Б, Надирова

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Московский

государственный университет печати

Н.Н. Полянский, О.А. Карташева, Е.Б. Надирова

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМНЫХ ПРОЦЕССОВ

Под общей редакцией профессора Н.Н. Полянского

УчебникДопущен УМО по образованию в области полиграфии и

книжного дела для студентов высших учебных заведений,обучающихся по специальностям:

261202.65 «Технология полиграфического производства»; 261201.65 «Технология и дизайн упаковочного производства»

Москва2007

УДК 655.2 ББК 37.8 П 54Р е ц е н з е н т ы :

Н.И. Каныгин, доктор технических наук, старший научный сотрудник ФГУП «ИД Красная звезда»;

Е.П. Богомолова, кандидат технических наук, заведующая лабораторией допечатных и печатных процессов

НТЦ Полиграфии

Полянский Н.Н., Карташева О.А., Надирова Е.Б.П 54 Технология формных процессов: Учебник / Н.Н. Полянский,О.А. Карташева, Е.Б. Надирова: Моск. гос. ун-т печати. —М.: МГУП, 2007. — 366 с.

ISBN 5-8122-0762-3

Изложены общие сведения о полиграфическом производстве и печатных формах, рассмотрены теоретические и практические методы аналоговых и цифровых технологий изготовления печатных форм плоской офсетной, высокой (типографской и флексограф- ской) и глубокой печати, а также даны краткие сведения из истории формных процессов.

Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Технология полиграфического производства» и «Технология и дизайн упаковочного производства». Может быть полезен для студентов других направлений, изучающих формные процессы, а также для инженерно-технических работников полиграфических предприятий и издательств.

УДК 655.2 ББК 37.8

ISBN 5-8122-0762-3 © Полянский Н.Н.,Карташева О.А.,Надирова Е.Б., 2007 © Московский

государственный университет печати, 2007

Учебное издание

Полянский Николай Николаевич Карташева Ольга

Алексеевна Надирова Екатерина Борисовна

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМНЫХ ПРОЦЕССОВ

Учебник

Редактор Е.Б. Казакова Корректор Е.Е. Бушуева Компьютерная верстка Е.А. Бариновой

3

Оглавление

Предисловие........................................................................................................10Список сокращений и условных обозначений.............................................14

РАЗДЕЛ I. ПЕЧАТНЫЕ ФОРМЫ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ И СПОСОБОВ

ПЕЧАТИ..............................................................................................................17

Глава 1. Современные виды и способы печати............................................17

1.1. Классические виды и способы печати................................................17

1.2. Специальные виды и способы печати................................................25

1.3. Цифровые способы печати..................................................................32

Глава 2. Основные сведения о печатных формах.........................................36

2.1. Классификация печатных форм и методы их записи.......................36

2.2. Показатели печатных форм................................................................39

2.3. Особенности получения оттисков с форм различных способов

печати...........................................................................................................43

РАЗДЕЛ II. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

КОПИРОВАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ФОРМНОГО

ПРОИЗВОДСТВА.................................................................50

Глава 3. Сущность фотохимических процессов копирования....................50

3.1. Общие представления о копировальном процессе...........................50

3.1.1. Копировальный процесс и его назначение.................................50

3.1.2. Сведения о копировальных слоях................................................52

3.2. Физико-химические изменения в копировальных слоях при

световом воздействии.................................................................................563.2.1. Общие сведения.............................................................................563.2.2. Фотохимические процессы в негативных слоях.........................593.2.3. Фотохимические процессы в позитивных слоях........................66

Глава 4. Основные свойства копировальных слоев и методы их

определения.....................................................................................................72

4.1. Сенситометрические свойства...........................................................72

4.1.1. Интегральная светочувствительность.........................................72

4.1.2. Коэффициент контрастности и широта.......................................78

4.1.3. Спектральная чувствительность80 4.1.4. Факторы, влияющие на

сенситометрические свойства.................................................................81

4.2. Репродукционно-графические свойства...........................................85

4

4.2.1. Разрешающая и выделяющая способности................................85

4.2.2. Градационная передача растрового изображения.....................89

4.2.3. Факторы, влияющие на репродукционно-графические свойства

90

4.3. Технологические свойства.................................................................98

4.3.1. Проявляемость..............................................................................98

4.3.2. Защитные свойства.....................................................................101

4.3.3. Поверхностные свойства...........................................................101

4.3.4. Адгезия копировального слоя к поверхности подложки

и износостойкость.................................................................................104

4.3.5. Сохранность свойств копировальных слоев............................107

4.3.6. Факторы, влияющие на технологические свойства

копировальных слоев............................................................................108

Глава 5. Фотоформы, формные пластины и формное оборудование.....111

5.1. Фотоформы для высокой и плоской офсетной печати..................111

5.1.1. Разновидности фотоформ..........................................................111

5.1.2. Основные требования к фотоформам........................................ИЗ

5.2. Формные пластины для высокой и плоской офсетной печати.....114

5.2.1. Основные разновидности и строение формных пластин ..114

5.2.2. Требования к формным пластинам...........................................116

5.2.3. Изготовление формных пластин...............................................118

5.3. Оборудование для изготовления форм плоской офсетной и высокой

печати........................................................................................................123

5.3.1. Экспонирующие устройства......................................................123

5.3.2. Оборудование для обработки экспонированных копий ....130

РАЗДЕЛ III. АНАЛОГОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПЕЧАТНЫХ ФОРМ.......................................................................................134

Глава 6. Формы плоской офсетной печати с увлажнением пробельных

элементов......................................................................................................134

5

6.1. Развитие формных процессов плоской офсегной печати..................134

6.1.1. Современные разновидности форм...............................................136

6.1.2. Схемы технологических процессов изготовления форм.............137

6.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов........140

6.2.1. Физико-химические закономерности смачивания печатающих и

пробельных элементов..............................................................................140

6.2.2. Формирование печатающих элементов........................................142

6.2.3. Формирование пробельных элементов.........................................144

6.3. Технология изготовления монометаллических форм копированием

146

6.3.1. Монометаллические формные пластины.....................................146

6.3.2. Аналоговые тестовые шкалы и тест-объекты для контроля

формного процесса....................................................................................150

6.3.3. Экспонирование с позитивных и негативных фотоформ.... 154

6.3.4. Проявление копий и нанесение защитного покрытия.................159

6.3.5. Техническая корректура печатных форм......................................163

6.3.6. Термообработка печатных форм...................................................165

Глава 7. Формы плоской офсетной печати, не требующие увлажнения

пробельных элементов.....................................................................................168

7.1. Общие сведения.....................................................................................168

7.1.1. Недостатки плоской офсетной печати с увлажнением печатных

форм 168

7.1.2. Физико-химическая сущность плоской офсетной печати без

увлажнения печатных форм.....................................................................169

7.2. Строение печатных форм, не требующих увлажнения,

и особенности их изготовления...................................................................170

7.2.1. Разновидности печатных форм без увлажнения пробельных

элементов....................................................................................................170

7.2.2. Физико-химическая сущность формирования печатающих

и пробельных элементов...........................................................................172

7.2.3. Особенности современной технологии изготовления форм ......1757.3. Преимущества и недостатки плоской офсетной печатибез увлажнения печатных форм.............................................................177

Глава 8. Формы высокой печати...............................................................179

6

8.1. Развитие формных процессов высокой печати.............................1798.1.1. Разновидности, структура и схемы изготовления печатных форм

179

8.1.2. Аналоговые тест-объекты для контроля формного процесса185

8.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов...1878.2.1. Формирование печатающих элементов фотополимерных форм

1878.2.2. Формирование пробельных элементов фотополимерных форм

1898.2.3. Формирование печатающих и пробельных элементов металлических типографских форм...................................................190

8.3. Технология изготовления флексографских фотополимерных форм1928.3.1. Флексографские формные пластины.......................................192

8.3.2. Экспонирование оборотной стороны пластины.....................196

8.3.3. Основное экспонирование через фотоформу..........................199

8.3.4. Удаление незаполимеризованной композиции......................202

8.3.5. Сушка печатных форм..............................................................204

8.3.6. Заключительные операции.......................................................206

8.3.7. Особенности изготовления форм из жидкой

фотополимеризуемой композиции.....................................................208

8.4. Особенности технологии изготовления типографских

фотополимерных форм.......................................................................211

РАЗДЕЛ IV. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМНЫХ ПРОЦЕССОВ. 215

Глава 9. Общие сведения о цифровых технологиях формных

процессов.....................................................................................................215

9.1.Основные понятия..........................................................................215

7

9.1.1. Преимущества цифровых технологий формных процессов......................................................................................2159.1.2.Основные разновидности цифровых технологий формных процессов....................................................................2169.1.3.Лазерное излучение и лазеры..........................................217

9.2. Лазерная запись информации на формные материалы.....2189.2.1.Процессы, протекающие при лазерной записи информации на формные материалы.......................................2189.2.2.Лазеры, используемые в формных процессах..............2219.2.3. Электронная версия печатной формы и требованияк ней ..............................................................................................2259.2.4.Формовыводные устройства............................................226

Глава 10. Цифровые технологии изготовления форм плоской офсетной печати.................................................................................230

10.1. Развитие формных технологий плоской офсетнойпечати................................................................................................230

10.1.1.Разновидности технологий и общие схемы изготовления печатных форм....................................................23010.1.2. Краткие сведения из истории формных процессовс использованием поэлементной записи информации..........238

10.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов.........................................................................................241

10.2.1.Формирование печатающих и пробельных элементовпри световом лазерном воздействии........................................24110.2.2.Формирование печатающих и пробельных элементовпри тепловом лазерном воздействии.......................................243

10.3. Техническое оснащение процесса и выполнение операций изготовления печатных форм.......................................................245

10.3.1.................Формные пластины для цифровых технологий 24510.3.2................................Лазерные экспонирующие устройства 250

10.3.3.Цифровые тест-объекты для контроля формного процесса и качества печатных форм........................................25810.3.4.Лазерное экспонирование формных пластин различных типов .........................................................................263

10

Предисловие

Формные процессы представляют собой комплекс технологи-

ческих операций, основанных на использовании аналоговых и циф-

ровых технологий изготовления печатных форм, которые являются

вещественными (аналоговыми) носителями графической информации,

предназначенной для полиграфического воспроизведения.

Первым учебным пособием по технологии формных процессов,

изданным в России, можно считать книгу известного русского поли-

графиста М.Д. Рудометова «Опыт систематического курса по графи-

ческим искусствам», вышедшую в Санкт-Петербурге в 1897 г. Издание

удачно иллюстрировано, содержит многокрасочные вклейки,

отпечатанные способами типографской и литографской печати. В

книге на хорошей методической и теоретической основах, соответ-

ствующих уровню развития технологий того времени, изложены ис-

тория книгопечатания, методы ксилографии, наборного дела, цинко-

графии, стереотипии и гальваностереотипии. Особое внимание

уделено ручным способам гравирования на металле, гелиогравюре, а

также литографии и фототипии.

Первый учебник для студентов полиграфических вузов СССР

«Основы фотомеханики» разрабатывался в издательстве «Гизлег-

пром» в 1933 г. Его автором является профессор В.В. Пуськов. В

учебнике изложены теоретические методы и практические способы

проведения фоторепродукционных процессов и в незначительной мере

сведения из разделов светотехники и формных процессов высокой и

плоской печати. Содержание издания соответствовало программе по

дисциплине «Фотомеханика».

В 1939 г. в «Гизлегпроме» вышел в свет новый учебник для вузов

«Технология полиграфического производства». Первая часть

«Изготовление форм для высокой, плоской и глубокой печати» со-

держала достаточно полную информацию по фоторепродукционным

процессам и технологии изготовления печатных форм. Над изданием

работал коллектив преподавателей Московского полиграфического

11

института (МПИ), в частности, Ю.И. Золотницкий, С.А. Павлов,

В.В. Пуськов, А.П. Сафонов.Более новым по содержанию стало учебное пособие «Технология

полиграфического производства», вышедшее в издательстве «Искусство» в 1952 г. Над первой книгой «Технология изготовления иллюстрационных печатных форм» работали те же авторы.

В 1966 г. Н.И. Синяков создает для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология полиграфического производства», учебник «Технология изготовления фотомеханических печатных форм». Через восемь лет издательство «Книга» выпускает второе исправленное и дополненное издание этого учебника. Эти издания полностью соответствовали программе по дисциплине «Технология изготовления печатных форм» и содержали сведения, касающиеся фоторепродукционных процессов и технологии изготовления фотомеханических печатных форм (наборные и стереотипные процессы изучали отдельно).

Для студентов специальностей «Полиграфические машины и ав-томатизированные комплексы» и «Технология полиграфического производства» в 1990 г. под общей редакцией доктора технических наук, профессора В.И. Шеберстова выпускается учебное пособие «Технология изготовления печатных форм». В его создании участ-вовали авторские коллективы из различных российских и зарубежных учебных заведений и организаций. Из МПИ — Г.И. Васин,Н.Н. Полянский, P.M. Уарова, В.И. Шеберстов, из Украинского поли-графического института — Э.Т. Лазаренко; из ВНИИ полиграфии — Л.И. Сулакова; из Лейпцигской высшей Технической школы — Р. Трауцеддел и К. Пфейль.

В пособии изложены: общие сведения о печатных формах и их изготовлении; физико-химические основы копировальных процессов формного производства; аналоговые технологии изготовления пе-чатных форм с использованием форматной записи информации на формный материал: для типографской печати (микроцинковые и фо- тополимерные формы); плоской офсетной печати (моно- и биметал-лические); глубокой печати (полученные пигментным и беспигмент-

12

ным способом); специальных видов печати (трафаретные, флексо- графские и фототипные).

Кроме того, в отдельной главе рассмотрен процесс электронно-механического гравирования форм типографской и глубокой печати и достаточно кратко — использование лазеров для изготовления форм плоской офсетной и глубокой печати.

За последние двадцать лет в технике и технологии формных процессов произошли большие изменения. Используются современ-ные достижения лазерной и вычислительной техники, электроники, оптики, электрофотографии. Аналоговые технологии формных про-цессов постепенно заменяются цифровыми, использующими поэле-ментную запись информации (на формные пластины или цилиндры) и автоматизированное оборудование.

Несмотря на преимущества цифровых технологий, на многих предприятиях России печатные формы изготавливаются по аналого-вым технологиям. Параллельное существование и применение в по-лиграфической отрасли этих двух различных технологий вызывает необходимость включать соответствующую информацию о них в учебные программы, а также и в предлагаемый учебник. Издание подготовлено коллективом преподавателей кафедры «Технология допечатных процессов» Московского государственного университета печати (МГУП), ведущих длительное время в полном объеме учебную, методическую и научную работу по формным процессам. Содержание и построение учебника дает возможность использовать его студентами нескольких специальностей при соответствующих указаниях ведущего преподавателя по проработке конкретных частей и параграфов.

Учебник содержит предисловие, четыре основных раздела (включающих двенадцать глав), список сокращений и условных обо-значений, предметный указатель, а также перечень литературных источников.

В первом — вводном разделе изложены общие сведения о со-временных видах и способах печати и печатных формах.

Второй раздел посвящен физико-химическим основам копиро-вальных процессов формного производства, основным свойствам копировальных слоев и методам их определения, а также в нем даны

общие сведения о фотоформах, формных пластинах и формном обо-рудовании.

В третьем разделе рассматриваются теория и практика еще ши-роко применяемых в России аналоговых технологий изготовления монометаллических форм плоской офсетной печати (с увлажнением и без увлажнения пробельных элементов), а также фотополимерных флексографских и типографских форм.

Четвертый раздел посвящен теории и практике цифровых техно-логий изготовления форм плоской офсетной печати (с увлажнением и без увлажнения пробельных элементов), типографских и флексо-графских форм, а также форм глубокой печати. Кроме того, в этом разделе помещены некоторые краткие исторические сведения о раз-витии рассматриваемых технологий.

Настоящая книга является первой попыткой создания учебника по технологии формных процессов для студентов вузов, изучающих эти процессы. Поэтому большую ценность для авторов будут иметь все критические замечания и пожелания читателей.

Авторы выражают особую благодарность заведующему кафедрой «Технология допечатных процессов» МГУП, доктору технических наук, профессору Ю.С. Андрееву за консультации при подготовке рукописи учебника.

Авторы выражают глубокую признательность рецензентам — доктору технических наук Н.И. Каныгину и кандидату технических наук Е.П. Богомоловой за ценные замечания, способствующие улучшению содержания учебника, а также профессорско-преподава-тельскому составу кафедры «Технология допечатных процессов» МГУП за полезные советы, данные при подготовке рукописи и ее обсуждении на кафедре.

Большая работа по созданию рисунков с эскизных оригиналов была выполнена инженером С.Ю. Надировым и студенткой МГУП Е.Ю. Прохоровой по технической подготовке текстового материала рукописи к изданию. Авторы выражают им глубокую признатель-ность.

14

Список сокращений и условных обозначений

АСЦ --- ацетосукцинат целлюлозы

ВМ --- высокомолекулярный

ГХ - - - градационная характеристикаЖФПМ — жидкий фотополимеризуемый материал

ИК-излучение --- инфракрасное излучение

КММ --- копировально-множительная машинаКФ - - - краевая функция

КС - - - копировальный станок

ЛЭУ --- лазерное экспонирующее устройствоОБУ --- офсет без увлажнения

ОНХД - - - ортонафтохинондиазид

ОСУ --- офсет с увлажнением

ост - - - отраслевой стандарт

ПАВ --- поверхностно-активное вещество

пвп --- поливинилпирролидон

пвс - - - поливиниловый спирт

РОМ - - - репродуцируемый оригинал-макет

СЭФИ1

скрытое электрофотографическое изобра-

жениеТ ест-объект —

тестовый объект (в издании термин

употреблен в авторской редакции)ТОИИ '

технология обработки изобразительной ин-

формацииТУ - - - технические условияТФПК - - - твердая фотополимеризуемая композиция

ТФПМ --- твердый фотополимеризуемый материал

УФ-излучение --- ультрафиолетовое излучение

ФПК - - - фотополимеризуемая композиция

ФПМ - - - функция передачи модуляции

15

ФПП

ФПС

ФПФ

ФППФ

ХК

ЭВПФ

эмг

ЭМГА

ЭУ

ЭФС

ISO

CTF

СТР

СТсР

- фотополимеризуемая пластина

- фотополимеризуемый слой

- фотополимерная печатная форма

- флексографская фотополимерная печатная

форма

- характеристическая кривая

- электронная версия печатной формы

- электронно-механическое гравирование

электронно-механический гравировальный

автомат

- экспонирующее устройство

- электрофотографический слой

- International Standards Organization — Меж-

дународная организация по стандартизации

- компьютер — фотоформа (от англ. — com-puter — to —film)

- компьютер — печатная форма (от англ. —

computer —to —plate)

- компьютер — традиционная печатная форма

(от англ. — computer —to —conventional plate)CTPress - компьютер — печатная машина (от англ. —

computer — to — press)

а — угол наклона гравируемой структуры

Р — константа скорости

у — коэффициент контрастности

£ — молярный показатель поглощения

г] — выход по току

0 — краевой угол смачивания

А. — длина волны

ц — молекулярная масса

р^ — спектральный коэффициент отражения

а — поверхностное натяжение

х — продолжительность процесса

v — пространственная частота

тх — спектральный коэффициент поглощения

А — ангстрем

с — концентрация светопоглощающего вещества в слое

D — оптическая плотность

Е — освещенность

Н—экспозиция

h — толщина слоя

I — плотность тока

i —метрическая неточность

К — коэффициент пропорциональности

L — широта копировального слоя

/ —базовая длина

Р — вес; масса

R —разрешающая способность

Ра — среднее арифметическое отклонение микропрофиля поверх-

ности

га —адгезионное натяжение S — интегральная

светочувствительность S\ — спектральная светочувствительность

5°тн — относительная площадь растровой точки f — температура t —

время

U — селективность проявления Vnp — скорость проявления Vn3 —

объем печатающего элемента W — избирательность проявления

А — величина деформации

и — износостойкость копировального слоя, гальванического

покрытия МПа — мегапаскаль Т — табер-фактор износа

17

РАЗДЕЛ I. ПЕЧАТНЫЕ ФОРМЫ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ И СПОСОБОВ ПЕЧАТИ

Глава 1. Современные виды и способы печати

1.1.Классические виды и способы печати

Классификационные признаки. Официально утвержденной классификации видов и способов печати не существует. В настоящее время общепринято разделять виды печати с учетом структуры печат-ных форм, представляющих собой (рис. 1.1, а; 1.2, а; 1.3, а) обычно гибкую пластину (реже цилиндр), на поверхности которой находятся печатающие 1 и непечатающие — пробельные элементы 2 .

Вид печати определяется конкретными особенностями распо-ложения печатающих элементов относительно пробельных на пе-чатных формах. Именно с этой точки зрения получили свое наиме-нование применяемые сейчас в России и за рубежом следующие виды печати:

Рис. 1.1. Форма высокой печати и оттиск с нее: а — печатная форма;6 — печатная форма с краской; в — оттиск; 1 — печатающие элементы;

2 — пробельные элементы; 3 — печатная краска

18

• высокая — с использованием формы с рельефными печатающими элементами;• глубокая — с углубленными печатающими элементами;• плоская — с печатающими и пробельными элементами, распо-ложенными в одной плоскости.

19

Рис. 1.2. Форма плоской офсетной печати и оттиск с нее: а — печатная форма;б— печатная форма с увлажняющим раствором; в — печатная форма с увлажняющим

раствором и краской; г — оттиск; 1 — печатающие элементы;2 — пробельные элементы; 3 — увлажняющий раствор; 4 — печатная краска

а

б

в

г

Рис. 1.3. Форма глубокой печати и оттиск с нее: а — печатная форма; б — печатная форма с краской; в — оттиск; 1 — печатающие элементы;

2 — пробельные элементы; 3 — печатная краска

а

б

в

20

Эти виды печати называют основными или классическими, они подразделяются на ряд способов печати. В основу их классифика-

21

ции положены принципы, обеспечивающие реализацию процесса печатания. Так, например, способы переноса красочного слоя на за-печатываемый материал могут быть прямыми или косвенными (оф-сетными). Следовательно, термин «способ печати» более узок, чем «вид печати».

Общепринятые представления об основных видах и способах печати сложились к началу XX в. В определенный период времени они были вполне оправданы и получили всеобщее признание в мире. Однако в процессе своего развития виды и способы печати все больше сближались по своим репродукционно-графическим, печатно-техническим и технико-экономическим показателям, но к настоящему времени они не составляют пока единое целое. Так, например, появились новые способы (струйная и электрографическая печать), которые не вписываются в рассматриваемую классификацию.

На рис. 1.4 приведена подробная классификация видов и способов печати, используемых в современной полиграфической про-мышленности. Выбор того или иного способа для выпуска конкретной продукции определяется многими факторами: видом продукции, сроками ее изготовления и предъявляемыми к ней требованиями, экономическими показателями, оснащенностью полиграфического предприятия и т.д.

Характерные особенности классических видов печати. Клас-сификация по видам печати основана на принципе разделения печа-тающих и пробельных элементов формы.

Формы высокой печати (см. рис. 1.1, а) характеризуются про-странственным разделением печатающих и пробельных элементов: рельефные печатающие элементы 1 практически находятся в одной плоскости, а пробельные 2 углублены на различную величину. В процессе получения оттиска печатающие элементы покрываются красочным слоем 3, одинаковым по толщине (см. рис. 1 .1 , б), поэтому на оттиске (см. рис. 1 .1 , в) толщина красочного слоя также получается практически одинаковой. В связи с этим градация тонового изображения оригинала передается растровыми элементами печатной формы.

Рис. 1.4. Классификация современных видов

23

На печатных формах плоской печати печатающие 1 и пробельные 2 элементы (см. рис. 1 .2 , а), находящиеся на поверхности, располагаются практически в одной плоскости (на рис. они условно показаны внутри пластины). Печатание обеспечивается благодаря различным физикохимическим свойствам: печатающие элементы — олеофильны, пробельные — гидрофильны. Поэтому перед получением оттиска печатная форма сначала увлажняется специальным раствором 3, который покрывает только пробельные элементы (см. рис. 1 .2 , б), а затем на форму наносится печатная краска 4. Она прилипает только к печатающим элементам одинаковым по толщине слоем (см. рис. 1 .2 , в), который после перехода на запечатываемый материал формирует соответственно на оттиске красочный слой одинаковой толщины (см. рис. 1.2, г). Градационная передача тонового изображения осуществляется так же, как и в высокой печати.

Формы глубокой печати, в отличие от форм высокой печати,

имеют обратное пространственное расположение печатающих и

пробельных элементов. Печатающие элементы 1 (см. рис. 1.3, а) уг-

лублены на различную или одинаковую величину по отношению к

расположенным в одной плоскости пробельным элементам 2. Пе-

чатающие элементы в большинстве случаев представляют собой пи-

рамидообразные ячейки. В зависимости от характера изображения они

могут быть различными по площади и глубине (передающими

градацию тонового изображения) или одинаковыми по площади и

глубине (передающими штрихи и текст). Печатные формы обычно

изготавливают на цилиндрах. Для печатания маловязкая краска 1 (рис.

1.5) наносится в избыточном количестве на всю поверхность

вращающейся формы 2. Одновременно с этим специальный нож —

ракель 3, скользя по поверхности пробельных элементов формы,

удаляет полностью краску с пробельных элементов и избыток ее с

печатающих. Таким образом, краска остается только в ячейках (см.

рис. 1.3, б) и формирует изображение на оттиске (см. рис. 1.3, в). Этот

способ называется «ракельная глубокая печать», но слово «ракельная»

часто опускается.

Рис. 1.6. Процесс передачи краски с печатной формы на бумагу: а — прямой способ; б — косвенный способ; 1 — запечатываемый материал;

2 — печатный цилиндр; 3 — печатная форма; 4 — формный цилиндр;5 — резинотканевая пластина; 6 — передаточный цилиндр

а 6

В первом случае (рис. 1.6, а) при прямом способе запечатываемый

материал 1 приводится печатным цилиндром 2 в контакт с пе-

24

Способы печати. Перенос красочного слоя с печатных форм на

запечатываемый материал (бумагу) обычно происходит под действием

давления. Печатная краска может переходить либо непосредственно с

формы на бумагу, либо косвенно

через промежуточное

з

вено.

Рис. 1.5. Процесс удаления избытка печатной краски с формы глубокой печати: 1 — маловязкая краска; 2 — вращающаяся форма; 3 — ракель

25

чатной формой 3, находящейся на формном цилиндре 4, и краска переходит с печатающих элементов на этот материал, образуя оттиск. С учетом такого переноса изображение на печатной форме должно быть зеркальным.

Во втором случае (рис. 1.6 , б) при косвенном переносе краска с печатной формы 3 (находящейся на формном цилиндре 4) в процессе печатания переходит сначала на упруго-эластичную (резинотканевую) пластину 5, покрывающую передаточный (офсетный) цилиндр б, а с нее на запечатываемый материал 1. Изображение на печатной форме и на запечатываемом материале должно быть прямым, а на резинотканевой пластине — зеркальным. Такой способ печати называется офсетным (от англ. — offset).

Прямой способ передачи краски широко используется в высокой и глубокой печати, значительно реже в плоской. Поэтому указанные способы правильнее назвать «прямая высокая», «прямая глубокая», «прямая плоская» печать. Но на практике обычно опускают слово «прямая».

Существует два способа высокой печати: типографская печать и отличающаяся от нее использованием более эластичных печатных форм и маловязких быстрозакрепляющихся красок — флексограф- ская печать.

Типографская печать — старейший способ. Он позволяет по-лучать на оттисках четкие и резкие контуры штрихов и растровых элементов, обладает достаточной графической и градационной точ-ностью, хорошей цветопередачей при воспроизведении различных по характеру изображений, а также относительной простотой подготовки машины и печатания тиража. В течение нескольких последних десятилетий этот способ вытесняется способом плоской офсетной печати и используется в основном для печатания текстовой книжно-журнальной продукции и малоиллюстрированных однокрасочных газетных изданий.

Флексографская печать, благодаря использованию упруго-

26

эластичных печатных форм и маловязких быстрозакрепляющихся красок, позволяет на высокой скорости запечатывать практически любой рулонный материал, воспроизводить не только штриховые элементы, но и одно- и многоцветные изображения (с линиатурой растрирования до 60 лин/см). Незначительное давление печатания обеспечивает большую тиражестойкость печатных форм (до не-скольких млн. оттисков). Способ характеризуется также простотой обслуживания печатных машин и возможностью одновременно в одной машине (агрегате) печатать, лакировать, производить тиснение и высечку. Флексографская печать применяется прежде всего для изготовления этикеточной и упаковочной продукции, а также для печатания каталогов, журналов, книг, газетных вкладок, обоев, бесконечных формуляров и т.д.

Офсетный (косвенный) способ печати наиболее широко ис-пользуется в плоской печати, реже — в высокой, еще реже — в глу-бокой. Если офсетный способ переноса краски применяется в высокой печати, то печать называется высокая офсетная, в глубокой — глубокая офсетная, в плоской — плоская офсетная. В последнем случае слово «плоская» часто опускается и способ плоской офсетной печати называется «офсетным», что в полной мере не определяет его особенности. Косвенные способы высокой и глубокой печати обычно относят к специальным.

В зависимости от принципа формирования пробельных элементов плоская офсетная печать может быть реализована в виде офсетного способа с увлажнением (см. рис. 1.4) или реже — без увлажнения пробельных элементов. Во втором случае используются печатные формы, у которых очень мало поверхностное натяжение пробельных элементов. Поэтому они не воспринимают краску в процессе печатания, значит исключается операция увлажнения пробельных элементов.

Способ плоской офсетной печати позволяет воспроизводить од- но- и многоцветные изображения любой сложности с большой гра-фической, градационной точностью и точностью цветопередачи с применением растровых структур с линиатурой до 120 лин/см. Он

27

обладает универсальными возможностями печатания изданий на бу-магах различной массы при использовании большого разнообразия методов изготовления печатных форм; характеризуется высокой степенью автоматизации формного и печатного процессов; во многих случаях хорошими экономическими показателями; высокопро-изводительным печатным оборудованием (скорость печатания со-ставляет на листовых машинах 12-18 тыс. об/ч и на рулонных — более 45 тыс. об/ч). Способ плоской офсетной печати стал доминирующим и применяется для печатания самой разнообразной продукции: книг, журналов, газет, изобразительных изданий, этикеток и упаковок, картографических изданий, рекламных материалов и т.д.

Способ прямой глубокой печати имеет несколько разновидностей, отличающихся строением печатающих элементов при воспро-изведении тонов изображения. Они могут быть одинаковыми по площади, но различной глубины; одинаковыми по глубине, но раз-личными по площади; разными по глубине и площади. Последние наиболее широко используются в настоящее время.

Способ прямой глубокой печати обеспечивает наиболее точное воспроизведение одно- и многоцветных тоновых изображений. Бла-годаря использованию красок на «летучих» растворителях скорость печатания достигает 100 тыс. отт/ч. Однако он характеризуется дли-тельностью и сложностью проведения формного процесса, примене-нием во многих случаях токсичных растворителей печатных красок и высокой капиталоемкостью. Поэтому способ экономически целе-сообразен для печатания больших тиражей журнальных и других из-даний, а также в производстве этикеточно-упаковочной продукции, обоев и т.д.

1.2. Специальные виды и способы печати

Понятие специальных видов и способов печати пока еще условно,

во многих случаях противоречиво и не имеет четких научно

обоснованных критериев. По сложившимся традициям к специальным видам печати относят те печатные процессы (включая и печатные

28

формы) получения графической информации, которые отличаются

чем-либо от классических видов и способов печати: составом

печатной краски или строением печатной формы (отсутствием ее),

технологией запечатывания материала или же использованием другого

материала вместо бумаги.

К рассматриваемым видам печати относят также и печать многих

групп неиздательской продукции, например:• этикеточно-упаковочной;• со стереоскопическим эффектом;

• текстурной на различных подложках (имитирующей ценные по-

роды дерева и т.д.);

• обоев;

• запечатываемых полиграфическими способами тканей;

• изданий, выполненных рельефно-точечной печатью;

• переводных изображений.

Из большого разнообразия специальных способов печати в клас-

сификацию (см. рис. 1.4) включены наиболее распространенные.

Характерные особенности специальных способов печати. Высокая офсетная печать (или типоофсет) — способ печати, в котором краска

переносится с мелкорельефной формы высокой печати на

запечатываемый материал с помощью упругоэластичной рези-

нотканевой пластины (см. рис. 1.6 , б). По сравнению с типографской

печатью, этот способ имеет ряд преимуществ: уменьшается время на

подготовку машины к работе, снижается давление печатания и по-

вышается тиражестойкость печатных форм. Способ имеет ограни-

ченное применение.

Орловская печать — способ многокрасочной печати с одной

«сборной» печатной формы, изобретенный в конце XIX в. русским

полиграфистом И.И. Орловым специально для печатания бумажных

денежных знаков и другой продукции, которая должна быть защищена

от подделки. Им было также сконструированно несколько типов

четырехкрасочных печатных машин. Процесс получения оттисков

способом Орловской печати на трехкрасочном печатном устройстве

29

одной из машин показан на рис. 1.7.

Во время работы машины на цветоделенные металлические пе-

чатные формы 2 , находящиеся на формном цилиндре 1, красочными

аппаратами 3 наносятся печатные краски соответствующего цвета.

Красочные изображения с этих форм последовательно передаются

упруго-эластичными валиками 4 на металлическую «сборную форму»

5, на которой формируется многокрасочное изображение. С помощью

упруго-эластичного покрытия 6 печатного цилиндра 7 оно передается

на бумагу 8. В результате получаются оттиски, воспроизводящие

эффект непрерывного изменения цвета поверхности или линий без

нарушения их целостности. Способ до сих пор находит применение в

различных технологиях печатания денежных знаков и ценных бумаг.

Тампонная печать (тампопечать) — разновидность глубокой

офсетной печати, которая характеризуется косвенной передачей

графической информации с печатной формы 1 (рис. 1 .8 ) на воспри-

нимающую поверхность 2 с помощью промежуточного звена —

тампона 3.

Рис. 1.7. Получение оттисков способом Орловской печати: 1 —формный цилиндр; 2 — печатные формы; 3 — красочные аппараты; 4 — упруго-эластичные валики; 5 —

«сборная форма»; 6 — упруго-эластичное покрытие;7 — печатный цилиндр; 8 — бумага

в

31

а

32

гб

33

ш

34

35

Рис. 1.8. Процесс переноса краски с помощью тампона: а — форма с краской и тампон; б — прижатие тампона к форме, забор краски; в — нанесение краски на

запечатываемый материал; г — оттиск; 1 — печатная форма;2 — запечатываемый материал; 3 — тампон

После нанесения краски на печатную форму (рис. 1.8, а), тампон прижимается к ней (рис. 1 .8 , б), забирает краску и наносит ее на за-печатываемый материал (рис. 1.8 , в). С получением оттиска (рис. 1.8 , г), он возвращается в исходное положение. Тампон способен восста-навливать свою первоначальную геометрическую форму после сжатия (переноса краски). В данном случае используются пластинчатые печатные формы с углубленными печатающими элементами. Там- попечать дает возможность нанесения изображения на объемные предметы со сложной геометрической поверхностью, а также в труднодоступных местах изделия. Способ применяется в различных отраслях промышленности: электротехнической, легкой, радиотех-нической, фарфорофаянсовой, стекольной, в приборостроении и др.

Трафаретная печать — в большинстве случаев это печать с использованием сетчатых форм (рис. 1.9, а). Печатающие элементы 1 пропускают через себя продавливаемую на запечатываемый материал краску с помощью ракеля 3 (рис. 1.9, б), пробельные элементы 2 ее задерживают. В результате создается оттиск с изображением (рис.1. 9, в), все элементы которого состоят из одинакового по толщине красочного слоя. Градация тонового изображения передается рас-тровыми структурами.

36

Этот способ печати по сравнению с классическими имеет ряд

преимуществ: простота технологии, печатание на самых различных

материалах и изделиях (плоской и объемной формы), возможность в

широком диапазоне использовать материалы различных форматов (до

3 х 3,5 м). Немаловажной является возможность получения различной

толщины красочного слоя (от 6 до 1 0 0 мкм), что позволяет достигать

непревзойденные по яркости и насыщенности изображения, а в

некоторых случаях — рельефные изображения. Способ трафаретной

печати с сетчатых форм применяется для печатания упаковок,

этикеток, наклеек, рекламно-сувенирной продукции, а также

нанесения изображений на изделия.

Брайлевская печать (изобретенная в середине XIX в. французом

Луи Брайлем) — способ рельефно-точечной печати изданий для

слепых с использованием шрифта Брайля. В основе этого шрифта

лежат комбинации (как в домино) от одной до шести рельефных точек

(высотой 0,6-0 , 8 мм и диаметром 1,2-1,4 мм), которые позволяют

обозначать буквы алфавита, цифры, знаки препинания, а также

математические, химические и нотные знаки. Для печатания

применяется матрица 1 (рис. 1 .1 0 ), представляющая собой согнутый

а

Рис. 1.9. Форма и оттиск трафаретной печати: а — печатная форма; б — получение оттиска; в — оттиск; 1 — печатающие элементы;

2 — пробельные элементы; 3 — ракель

Рис. 1.10. Получение «оттиска» в Брайлевской печати:1 — матрица; 2 — лист плотной бумаги

37

пополам лист жести с выдавленными выпуклыми и точно им соот-

ветствующими вогнутыми точками. Между двумя внутренними сто-

ронами матрицы помещают лист плотной бумаги 2 и осуществляют

значительное давление. В результате на бумаге одновременно с двух

сторон получаются рельефные точки (на рис. 1 . 1 0 пунктиром обо-

значена точка на оборотной стороне).

2

Рассм

отренный способ является не печатанием, а бескрасочным рельефным

тиснением. Однако такие же рельефно-точечные знаки, но лучшие по

качеству, можно получить на бумаге или полимерной пленке,

используя трафаретную печать. Для этого вместо краски используют

пасту, которая после нагревания оттиска и его охлаждения образует

точки, отличающиеся большой механической прочностью.

Струйная печать — способ печати без использования печатных

форм. Это печать капельками чернил (маловязкой краски), наносимых

на запечатываемый материал и изделия либо струями, либо каплями с

очень большой скоростью. Для образования струи используется метод

эмиссии капель электрическим полем, или метод эмиссии высоким

постоянным давлением.

Существует несколько вариантов струйной печати. В общем виде

формирование красочного изображения на запечатываемой

поверхности 1 (рис. 1 .1 1 ) производится путем набрызгивания

мельчайших капель краски 2 из сопел 3 с очень малым диаметром

отверстия (до 12 мкм). Капли оставляют на запечатываемой по-

верхности красочные точки диаметром от 50 мкм, формируя на ней

Нрасиа — ~—

Рис. 1.11. Струйное печатное устройство: 1 — запечатываемая поверхность; 2 — капли краски; 3

— система сопел

2

сог>

изображение. Способ позволяет

использовать растровые структуры и

получать многокрасочные

изображения. Он характеризуется

применением печатающих устройств

простой конструкции, низкой

энергоемкостью и односта- дийностью

процесса. Тем не менее, из-за низкой

разрешающей способности этот способ

не может конкурировать с

классическими видами печати и

применяется в

38

цифровых технологиях.Электрофотография — процесс размножения информации с

использованием ЭФС, электрические свойства которых изменяются в соответствии с количеством поглощенного слоем светового излучения. В большинстве случаев используются ЭФС органического происхождения, нанесенные на пластины или цилиндры.

а

Рис. 1.12. Схема электрофотографического процесса: а — пластина с ЭФС; б — зарядка; в — создание на поверхности ЭФС

оптического изображения; г — проявление СЭФИ; д,е — перенос тонерного изображения; ж — термическое закрепление тонера

I + + + + + ♦ + + + + + + + + 1

k i 1I -----:

1 < ■SEE =□

— ■ ■■ 1

о:о:о о.ою.о.

39

Наиболее распространенный вариант электрофотографического

процесса сводится к следующим этапам:

• зарядка (электризация ЭФС (рис. 1.12, б) коронным разрядом не-

посредственно перед экспонированием);

• создание на поверхности ЭФС оптического изображения (рис. 1.12,

в) путем сообщения участкам слоя необходимых экспозиций — под

воздействием света образуется СЭФИ;

• проявление (визуализация) СЭФИ осаждением на него тонкодис-

персного, интенсивно окрашенного порошка, называемого тонером

(рис. 1 .1 2 , г);

• перенос тонерного изображения (рис. 1 .1 2 , д, е), составляющего

двойной электрический слой, на бумагу или пленку при создании в

зоне контакта электрического поля (обычно на бумагу переносится 70-

80% тонера);

• термическое закрепление тонера на бумаге (рис. 1 ,1 2 , ж) и очистка

ЭФС от остатков тонера и зарядового «рельефа».

Для получения следующей копии процесс повторяется полностью,

начиная с зарядки ЭФС. До последнего времени электрофотографию

считали способом копирования, а не полиграфическим процессом,

хотя она позволяет достаточно быстро и экономично размножать

небольшими тиражами не только одноцветные, но и многоцветные

изображения. Однако при этом по качеству получаемые копии

уступают оттискам классических видов печати. Этот процесс

характерен для цифровых способов печати.

1.3.Цифровые способы печати

В связи с широким внедрением в полиграфическое производство

электрофотографии, вычислительной и лазерной техники с начала 90-х

гг. стали развиваться цифровые технологии печатного размножения

40

текстовой и изобразительной информации и появились способы

цифровой печати.

Эти технологии еще полностью не изучены с теоретической и

практической точек зрения, поэтому нет единой трактовки термина

«цифровая печать» и общепринятой классификации и терминологии

этих способов. В широком понятии цифровая печать — это сово-

купность полиграфических способов размножения текстовой и изо-

бразительной информации в автоматических машинах или устройст-

вах (цифровых печатных машинах), в которых вместо вещественной

печатной формы задание на печатание поступает в цифровом виде

(рис. 1.13).

Эти машины оснащены управляющими устройствами, состоящими

из высокопроизводительных компьютеров с соответствующим

программным обеспечением. Они принимают задание, обрабатывают

его и передают в печатающее устройство, где изготавливаются

печатные формы или заменяющие их носители информации, далее

осуществляется печатание тиража.

Цифровые способы все шире применяются для размножения одно-

и многокрасочных изданий.

41

Особенности цифровых способов печати. В зависимости от вида носителя передаваемой на запечатываемую поверхность информации (рис. 1.14) способы цифровой печати можно разделить на три группы.

В первой группе используются печатные формы плоской офсетной и трафаретной печати, изготавливаемые непосредственно в печатной машине. В процессе печатания всего тиража содержание информации на формах не может изменяться. По окончании работы формы заменяются новыми. Формы плоской офсетной печати (с увлажнением и без увлажнения пробельных элементов) изготавливаются на специальных материалах лазерной записью в соответствии с

Рис. 1.13. Схема изготовления издания способами цифровой печати

Рис. 1.14. Классификация цифровых способов печати

42

поступающей в машину цифровой информацией. Офсетные машины, процесс изготовления и качество получаемой продукции прин-ципиально такие же, как и в технологии классической плоской оф-сетной печати.

Формы трафаретной печати изготавливаются (см. рис. 1.9) на специальной пленке. На ней в соответствии с поступающей цифровой информацией прожигаются микроотверстия — печатающие элементы. В процессе печатания краска под давлением подается изнутри формного цилиндра, на котором располагаются печатные формы. Аппарат фирмы «Rizo» дал название способу «ризогра-

фия». Он имеет ограниченные возможности по тиражестойкости и формату форм, а также качеству получаемой продукции, но ха-рактеризуется большой оперативностью.

Во второй группе печатные формы заменяются, например, элек-трофотографическими носителями информации, которые изготавли-ваются в печатной машине (устройстве) с помощью лазерного излу-чения, например, на цилиндрах, покрытых ЭФС. Технология получения таких носителей осуществляется принципиально по той же схеме, которая представлена на рис. 1.12. Но передача тонера на запечатываемую поверхность может быть как прямым способом (см. рис. 1 .1 2 ), так и офсетным.

Основная особенность рассматриваемого процесса заключается в том, что на поверхности носителей информации печатающее изо-бражение для каждого оттиска формируется с начала до конца заново (см. рис. 1.12), т. е. повторяются операции: зарядка ЭФС, экспо-нирование, проявление и перенос тонерного слоя, закрепление его и очистка ЭФС. Это несколько осложняет процесс, но дает возможность при печатании тиража вносить изменения в содержание информации на носителях (следовательно, и на отпечатках). Таким образом, осуществляется печатание по требованию и персонификация, что во многих случаях имеет большое значение. При наличии мощной быстродействующей компьютерной техники можно осуществлять печатание полностью сменяемых полос издания.

Электрофотографический способ цифровой печати позволяет получить продукцию несколько более низкого качества по сравнению с классическими способами, но он характеризуется большой оперативностью и хорошими экономическими показателями при производстве малотиражной продукции.

В третьей группе вещественные носители не используются для размножения информации, она формируется непосредственно на запечатываемом материале с помощью методов струйной печати (см. рис. 1.11). Так осуществляется печатание по требованию и пер-сонификация информации.

44

Печатные формы

Знаковая природа

информации

Высокой Плоской Глубокой

печати печати печати

Вид печати

Изобразительные Текстовые

Способ печати

Специальных

способов печати

1

Изготовленные форматной записью

Изготовленные

поэлементной записью

Рис. 2.1. Классификация печатных форм классическихи специальных видов печати

Способ записи

Глава 2. Основные сведения о печатных формах

2.1. Классификация печатных форм и методы их записи

Классификация форм. Официально утвержденной классификации

печатных форм не существует, поэтому приведенная на рис. 2 .1 . схема

является условной и вытекает из классификации современных видов и

способов печати. Печатные формы, используемые для размножения

текстовой и изобразительной информации, можно классифицировать

по следующим признакам (рис. 2 .1 ):

••

красочность печатной продукции — формы для однокрасочного

печатания и

формы

(цветоделе

нные) для многокрасочного печатания;

Классификационныепризнаки

КрасочностьДля однокрасочного Для многокрасочного

печатания печатания

Тексто-изобразительиые

45

• знаковая природа информации — текстовые формы, содержащие только текстовую информацию; изобразительные формы, содержащие только изобразительную информацию; тексто-изобразительные формы, содержащие текстовую и изобразительную информацию;• способы и виды печати — формы высокой (типографской и флексографской), плоской офсетной (с увлажнением и без увлажнения пробельных элементов), глубокой печати и специальных способов печати;• способ записи информации на формные материалы — изготов-ленные форматной записью (информация переносится одновременно на всю площадь поверхности формного материала — пластины или цилиндра) и изготовленные поэлементной записью (информация пе-реносится последовательно на очень небольшие участки площади).

Кроме того, в зависимости от назначения, печатные формы часто подразделяют на пробные, которые служат для контроля цветоделения и других параметров и тиражные, используемые для печатания определенного числа экземпляров одного и того же издания — тиража (термин «тираж» не всегда употребляется в правильном значении).

Методы записи. Среди вариантов форматной записи (рис. 2.2) наибольшее распространение имеет контактное копирование (свето-копирование) информации с фотоформ на формные пластины (реже цилиндры), покрытые специальными светочувствительными слоями. В отличие от контактного копирования прямое фотографирование (проекционное экспонирование), не требующее использования фо-тоформ, предусматривает фотографирование РОМ на формные пла-стины, покрытые приемным фотографическим (например, серебро-содержащим) или электрофотографическим слоем.

Поэлементная запись может осуществляться с РОМ или проме-жуточных вещественных оригиналов по аналоговой схеме (считыва-ние оригинала и запись информации на формный материал), напри-мер, ЭМГ форм глубокой печати. Однако наиболее передовой является цифровая технология, в которой используются файлы ЭВПФ.

46

В случае применения цифровых способов изготовления форм в

основном используется лазерная запись, осуществляемая излучением

на очень тонкие покрытия (слои) формного материала или непосред-

ственно на его поверхность. При световом лазерном воздействии в

зависимости от природы светочувствительного слоя происходят фо-

тохимические или электрофотографические процессы. Тепловое воз-

действие лазера может вызывать физико-химические превращения в

очень тонких термочувствительных слоях или изменять их агрегатное

состояние с последующим удалением с поверхности, разделяя ее на

печатающие и пробельные элементы. Тепловое лазерное воздействие

на поверхность формного материала или относительно толстые по-

крытия также вызывает изменение их агрегатного состояния и удале-

ние материала. Этот метод называют лазерным гравированием.Форматная запись является пока еще ведущей технологией в

формных процессах высокой (типографской и флексографской) и

плоской офсетной печати. Поэлементная запись методом гравирования

используется для изготовления форм глубокой и флексограф- ской

печати, а лазерное (световое и тепловое) воздействие — для

изготовления форм плоской офсетной и глубокой печати. При изго-

Рис. 2.2. Методы записи информации в формном процессе

47

товлении флексографских форм применяют также тепловое воздей-

ствие лазера, удаляющее тонкие покрытия (масочные слои) формных

пластин.

2.2. Показатели печатных форм

Печатные формы характеризуются комплексом показателей, численные значения которых устанавливают в зависимости от типа издания и предъявляемых требований к качеству, технологии его полиграфического воспроизведения и других условий. Весь комплекс показателей печатных форм можно разделить на три группы: общие показатели (печатных форм и формного процесса), печатно-эксплуатационные и репродукционно-графические.

Общие показатели печатных форм. Форматы печатных форм

указываются в см или мм и выбираются, прежде всего, в зависимости

от формата печатной машины. В Европейских странах, в том числе и

Великобритании, форматы бумаг для печатания соответствуют

международным требованиям ISO. Используются форматы серии А, В

и С, например, максимальный размер бумаги (формат 4А) равен 1682 х

2378 мм. Переход от одного размера к последующему осуществляется

делением большей длины листа пополам.

Толщина печатных форм и ее допустимая неравномерность (в мм)

согласуется с типом печатных машин. Комплект печатных форм для

многокрасочной печати должен быть одинаковым по толщине.

Например, для плоской офсетной печати используются формы

толщиной от 0,15 до 0,3 мм, а для флексографской — от 0,5 до 6,5 мм.

Наличие контрольных элементов и их правильное расположение на

печатной форме: метки (кресты) для приводки красок, метки для

последующей обработки оттисков (разрезки, фальцовки и т.д.), тест-

объекты формного и печатного процессов (часто в практике их

называют тестовыми шкалами, что не всегда правомерно, так как они

часто содержат другие фрагменты для контроля качества

изображения).Общие показатели формного процесса. Степень автоматизации

процесса — участие человека в выполнении рабочих операций и

48

операций управления. По этому признаку формные процессы могут быть: ручными, когда человек выполняет вручную все операции; механизированными — рабочие операции выполняет машина, а управление — человек; автоматизированными — одна группа опе-раций выполняется оператором, а другая — автоматически.

Себестоимость процесса, включающая затраты на формные и другие расходные материалы, оплату труда основных рабочих, амортизацию площадей и основного технологического оборудования, электроэнергию и др.

Длительность цикла изготовления печатных форм — время, за которое изготавливается одна форма или их комплект (например, цветоделенных).

Условия труда работающих, безопасность жизнедеятельности, экологические и климатические условия, освещение рабочих мест и т.д.

Безотходность технологии — повторное использование мате-риалов, регенерация рабочих растворов и др.

Печатно-эксплуатационные показатели печатных форм. Ти- ражестойкость форм характеризуется максимальным количеством оттисков, которые можно получить с печатной формы без значи-тельного ухудшения их качества. Если тиражестойкость форм ниже тиража издания, то приходится изготавливать дубликаты форм и за-менять в печатной машине изношенные формы. Это вызывает простои машины и повышает себестоимость издания.

Тиражестойкость печатных форм зависит от многих факторов, в том числе от характера изображения, способа печати и технологии изготовления печатных форм, свойств формного материала, а также от режимов печатного процесса и свойств применяемых материалов.Она колеблется в широких пределах: от нескольких тысяч до мил-лиона и более оттисков. Объективных методов оценки тиражестой- кости форм не существует.

Микротвердость печатных форм (выражается в МПа или других единицах твердости) — показатель печатных форм, характеризующий их прочность и пластичность; зависит от природы формного материала. Для флексографских форм важен также показатель соот-ношения обратимых и остаточных деформаций формы и время ре-

49

лаксации печатающих элементов.Молекулярно-поверхностные свойства — гидрофильность про-

бельных и гидрофобность печатающих элементов форм плоской оф-сетной печати, характеризующие в некоторой степени тиражестой- кость форм. Эти свойства оцениваются величиной краевого угла смачивания и зависят от формного материала и технологии изготов-ления форм. Определяются лабораторными методами не на печатной форме, а на подготовленных образцах.

Стойкость формы к растворителям печатной краски, которые могут вызвать в процессе печатания (или смывки краски с формы) набухание, например, флексографской формы или разрушение печа-тающих или пробельных элементов форм плоской офсетной печати.

Строение печатающих и пробельных элементов — это прежде всего глубина (в мм или мкм) пробельных и геометрический профиль печатающих элементов форм высокой печати, а также геометрическая форма и глубина печатающих элементов форм глубокой печати. Определяются визуально или приборными методами.

Репродукционно-графические показатели печатных форм. Эти показатели характеризуют качество воспроизведения на печатных формах штрихового (в том числе полиграфического шрифта), тонового и растрового изображений.

Разрешающая способность форм характеризует возможность воспроизведения на печатной форме мелких деталей изображения. Она оценивается предельным числом штрихов, раздельно зафикси-рованных на печатной форме, и выражается их количеством, прихо-дящимся на 1 мм. Для определения разрешающей способности

V

50

ОТН \

РОМ Г

,отнЦ-Ф У

5°™ = / п.ф

используют контрольные миры и специальные тест-объекты. Чис-ленная величина этого показателя зависит от типа печатной формы и режимов ее изготовления.

Градационная передача изображений — показатель, характери-

зующий качество воспроизведения на печатных формах тоновых или

растровых изображений. На практике она может контролироваться

визуально по контрольным шкалам, находящимся на форме, или

оцениваться графической зависимостью воспроизведения растрового

изображения фотоформы или РОМ на печатной форме при форматной

записи информации, или тонового изображения оригинала при

поэлементной записи. Эти зависимости строятся в следующих

координатах:

а) для форматной записи форм высокой и плоской офсетной пе-

чати копированием:

оОТН _ А оОТН^п.ф -Тф.ф>

где 5°™ и 5?т” — относительные площади растровых элементов п.ф ф.ф

на печатной форме и фотоформе;б) для форматной записи форм плоской офсетной печати при

прямом фотографировании РОМ:

,отн г.п.ф "Л*

где относительная площадь растровых элементов РОМ;РОМ

в) для поэлементной записи форм высокой и плоской офсетнойпечати:

51

где — относительная площадь растровых элементов в цифро

вом файле.ЛТП

Для поэлементной записи форм глубокой печати ф заменяется

объемом печатающих элементов, заполняемых печатной краской — V .

п.э

Измерение относительной площади растровых элементов фото-

форм и печатных форм осуществляется приборными методами, но

определение объема печатающих элементов представляет большие

сложности.

2.3. Особенности получения оттисков с форм различных способов печати

Информация, находящаяся на печатной форме, воспроизводится на

запечатываемом материале в результате переноса на него краски,

предварительно нанесенной на поверхность формы. В большинстве

случаев этот процесс осуществляется под действием давления. Об-

щими закономерностями реализации такого процесса для всех клас-

сических способов печати являются: нанесение краски на печатающие

элементы формы, создание контакта давлением между формой и

воспринимающей поверхностью, перенос красочного слоя на вос-

принимающую поверхность и его закрепление на ней. Красочный слой

должен прилипать к поверхностям, а при переходе с одной по-

верхности на другую — расслаиваться по толщине.

Давление в процессе печатания обеспечивает необходимый

контакт между краской, находящейся на форме, и поверхностью

запечатываемого материала (бумаги, полимерной пленки и др.), а в

офсетной печати — между формой и резинотканевой пластиной,

резинотканевой пластиной и запечатываемым материалом. Величина

технологически необходимого давления, во многом определяющая

коэффициент переноса краски с формы на воспринимающую по-

верхность, зависит от многих условий:

52

• способа печати: наибольшее давление в типографской печати 4-15

МПа, давление в флексографской печати составляет 0,1-5 МПа, в

плоской офсетной — 0,8-2 МПа и в глубокой печати — 1,5-2 МПа;

• размерных характеристик печатных форм;

• упруго-эластичных свойств давящих поверхностей;

• скорости печатания, вида бумаги и т.д.

Давление в каждом конкретном случае должно быть нормиро-

ванным. При его недостаточной величине оттиски получаются не-

пропечатанными, а при избыточной — происходит искажение штри-

ховых и растровых элементов (из-за растаскивания краски) и

снижение тиражестойкости печатных форм.

Упрощенные схемы получения оттисков в классических способах

печати при использовании печатной формы и давящей поверхности

цилиндрического вида (в ротационных печатных машинах)

представлены на рис. 2 .3-2.6 .

Для получения оттиска в типографской печати (см. рис. 2.3) не-

обходимо нанести на печатающие элементы формы 1 тонкий равно-

мерный слой печатной краски 2, подать на форму бумагу 5 и осуще-

ствить давление печатным цилиндром 3 с упруго-эластичной по-

крышкой — декелем 4 (от нем. deckel — покрышка). Как и в других

способах печати толщина наносимой на форму краски может регу-

лироваться в определенных пределах.

Благодаря своей упругой деформации, декель компенсирует в

Рис. 2.3. Получение оттиска в типографской печати: а — зона контакта; б — разрыв красочного слоя; 1 — печатная форма; 2 — печатная краска;3 — печатный цилиндр; 4 — декель; 5 — запечатываемый материал

53

определенной мере метрические неточности печатного устройства

машины, печатной формы (ее высоты или толщины), а также микро-

неровности поверхности бумаги и создает необходимый контакт пе-

чатной формы с бумагой. В образовавшейся зоне контакта (см. рис.

2.3, а) происходят сложные физико-химические и физические явле-

ния. Краска наносится на поверхность бумаги, прилипает к ней, за-

полняет все неровности, частично вдавливается в ее капилляры. Кроме

того, в результате давления происходит деформация (сглаживание)

поверхности бумаги под печатающими элементами. После

прекращения давления форма и бумага выходят из зоны контакта, и

оттиск отделяется от формы. В этот момент красочный слой (см. рис.

2.3, б) разделяется примерно пополам. На оставшуюся на форме

краску наносится новая порция, а перешедший слой, удерживающийся

на поверхности бумаги за счет смачивания и адгезии, закрепляется в

виде тонкой (1-5 мкм) пленки.

Перенос печатной краски с формы на бумагу обеспечивается

только при условии, если силы адгезии между формой и печатной

краской, а также между запечатываемым материалом и краской всегда

больше сил когезии печатной краски (сил сцепления между ее

частицами). Для получения каждого последующего оттиска

рассмотренные операции и происходящие при этом явления по-

вторяются.

Оттиски в процессе флексографской печати получают, в прин-

ципе, по той же схеме, что и в типографской. Существенным отличием

является то, что флексографские печатные формы 1 (рис. 2.4) служат

не только для переноса краски на запечатываемый материал 4.

Благодаря своим упруго-эластичным свойствам они также выпол

54

няют функции декеля. В связи с этим отпадает необходимость в

его применении. Кроме того, печатание происходит при относительно

малом давлении, что обеспечивает большую тиражестойкость пе-

чатных форм. Использование маловязких быстрозакрепляющихся

красок позволяет печатать с большой скоростью одно- и многокра-

сочную продукцию на различных материалах.

Процесс получения оттисков в глубокой печати представлен на

рис. 2.5. Основной особенностью процесса печатания является нане-

сение маловязкой краски на всю печатную форму и последующее ее

удаление ракелем 6 с пробельных и частично с печатающих элементов.

В процессе контакта печатной формы с запечатываемым материалом

(рис. 2.5, а) краска прилипает к материалу и часть ее остается на нем

(рис. 2.5, б). В этом случае силы адгезии, действующие между

запечатываемым материалом и краской, всегда больше сил когезии

краски. Толщина красочного слоя в зависимости от тональности

изображения колеблется при использовании печатных форм с

различной глубиной печатающих элементов в широких пределах: от

0,2-0,3 до 4,5-6 мкм.

Рис. 2.4. Получение оттиска в флексографской печати: а — зона контакта; б — разрыв красочного слоя; 1 — печатная форма;

2 — печатная краска; 3 — печатный цилиндр; 4 — запечатываемый материал

55

Получение оттиска в процессе плоской офсетной печати (рис. 2.6)

основано на тех же явлениях, что и в высокой печати, но обладает

некоторыми особенностями при использовании форм с увлажнением.

Перед накатыванием печатной краски 2 на форму 1 наносится

увлажняющий раствор 6. При давлении печатная форма входит в

контакт (рис. 2 .6 , а) с резинотканевой пластиной 4, находящейся на

передаточном цилиндре 3 и выполняющей также функцию декеля, и

передает на нее краску (способом деления исходного слоя) и

увлажняющий раствор (рис. 2.6, б). В свою очередь, резинотканевая

пластина образует зону контакта (рис. 2 .6 , а{) с бумагой 5,

находящейся на печатном цилиндре 7. Бумага воспринимает с

резинотканевой пластины часть красочного слоя (рис. 2.6, б\). Такое

двойное деление красочного слоя обеспечивается благодаря тому, что

силы адгезии, взаимодействующие между печатной формой и краской,

а также резинотканевой пластиной и запечатываемым материалом,

всегда больше когезионных сил в печатной краске. Однако в связи с

двойным переносом красочного слоя на оттиске он получается более

тонким (1 - 2 мкм), чем в высокой печати.

Рис. 2.5. Получение оттиска в глубокой печати: а — зона контакта; б — разрыв красочного слоя; 1 — печатная форма;

2 — печатная краска; 3 — печатный цилиндр; 4 — декель;5 — запечатываемый материал; 6 — ракель

56

1

Рис. 2.6. Получение оттиска в плоской офсетной печати: а — зона контакта формы с резинотканевой пластиной; а{ — зона контакта резинотканевой пластины с бумагой; б

— разрыв красочного слоя; б\ — вторичный разрыв красочного слоя; 1 — печатная форма; 2 — печатная краска; 3 — передаточный цилиндр; 4 — резинотканевая

пластина; 5 — бумага; 6 — увлажняющийраствор; 7 — печатный цилиндр

Более сложным не только для рассмотренных выше, но и других

способов печати является процесс перехода краски на запеча-

тываемую поверхность и пленкообразование в многокрасочной печати,

когда красочные слои последовательно наносятся один на другой. В

этом случае только первая краска ложится на поверхность

запечатываемого материала, а последующая — частично на эту

поверхность и на ранее нанесенный красочный слой. Здесь большую

роль играет смачивание одной краски другой, что определяется

природой краски.

В практике используются два варианта многокрасочного печата-

ния — «по-сухому» или «по-сырому». В первом — каждую краску

«печатают» последовательно на однокрасочных машинах, давая

возможность закрепляться на оттисках предыдущей. Во втором —

57

прогрессивном и более производительном варианте — печатают на

многокрасочных машинах. Краски наносятся друг за другом: вслед

за первой краской (обычно через доли секунды) на еще незакрепив-

шийся сырой красочный слой наносится следующая. Вполне понятно,

что условия взаимодействия накладываемых друг на друга красок

(смачивание и прилипание) в первом и во втором случаях будут

неодинаковы. При многокрасочном печатании предъявляются более

высокие требования к характеристикам печатных форм, режиму

процесса печатания, техническому состоянию печатных машин, а

также к краскам и запечатываемым материалам.

59

РАЗДЕЛ II. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОПИРОВАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ФОРМНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Глава 3. Сущность фотохимических процессов копирования

3.1. Общие представления о копировальном процессе

3.1.1. Копировальный процесс и его назначение

Перенос (в масштабе 1:1) текстовой и изобразительной инфор-мации с фотоформы на формные пластины, покрытые светочувстви-тельным слоем, называется копировальным процессом. Светочувст-вительный слой, часто называемый копировальным, представляет собой многокомпонентную полимерную пленку (толщиной несколько мкм). В зависимости от состава пленки ее растворимость под дей-ствием света либо снижается, либо возрастает.

Копировальный процесс включает две основные стадии:• контактное экспонирование светочувствительного слоя через фотоформу (негатив или диапозитив);• удаление слоя (проявлением или вымыванием) с будущих про-бельных элементов формы.

На основе этого процесса работают современные технологии из-готовления печатных форм посредством форматной записи инфор-мации. Кроме регистрации информации копировальный слой может выполнять другие функции. Например, при изготовлении мономе-таллических форм плоской офсетной печати он образует гидрофобные печатающие элементы.

Элементы копировального процесса. Необходимыми элементами копировального процесса являются: фотоформы, формные пластины, устройства для экспонирования и обработки копий. В совре

Рис. 3.1. Получение изображений на а — позитивном и б — негативном слоях: 1 — подложка; 2 — копировальный слой; 3 — фотоформа

60

менном процессе используются также контрольные тестовые шкалы, тест-объекты и контрольно-измерительная аппаратура.

Фотоформы — растровые и штриховые (в том числе и текстовые)

негативы или диапозитивы, изготовленные на прозрачной подложке.

Они могут содержать текстовую, тексто-изобразительную или

изобразительную информацию. В зависимости от полярности

изображения используемых фотоформ различают процессы пози-тивного и негативного копирования. При выборе фотоформы соот-

ветствующей полярности учитывается тип используемого копиро-

вального слоя и технология процесса изготовления печатной формы.

Формная пластина представляет собой тонкую (0,15-0,8 мм)

металлическую или полимерную подложку 1 (рис. 3.1), на которой

находится регистрирующий информацию светочувствительный ко-

пировальный слой 2 и, во многих случаях, другие вспомогательные

слои. Толщина копировального слоя может быть различной. Наиболее

часто используемые для формных пластин плоской офсетной печати

слои имеют толщину 1-3 мкм.

-г — — 1 —

Экспонирование Излучение Излучение

Проявление

61

Для изготовления фотополимерных форм высокой (типографской

и флексографской) печати на формных пластинах расположены более

толстые светочувствительные слои (от 0,5 до 6,5 мм и выше). Их

обычно называют фотополимеризуемыми, т. е. изготовленными из

ФПК. Они не только выполняют функцию регистирирующего слоя, но

и образуют рельефные печатающие элементы, а часто и основу

печатной формы. По своему составу в основном схожи с фото-

полимеризуемыми копировальными слоями, поэтому почти одинаковы

и фото- и физико-химические процессы, происходящие в них под

действием УФ-излучения.

Экспонирующие устройства — КС, а также еще применяемые

КММ обеспечивают необходимый контакт между фотоформой и

светочувствительным слоем пластины и дозированную экспозицию

актиничным для слоя излучением (см. § 5.3.1). Из-за очень низкой

светочувствительности копировальных слоев и ФПК ЭУ снабжаются

мощными источниками излучения (металлогалогенными,

ультрафиолетовыми трубчатыми лампами и др.).

Устройства для обработки копий предназначены для механи-

зированной или автоматизированной обработки формных пластин

после экспонирования. Перечень выполняемых ими операций зависит

от типа формных пластин, вида изготавливаемых печатных форм и

конструкции этих устройств (более подробно сведения об элементах

копировального процесса изложены в гл. 5).

3.1.2. Сведения о копировальных слоях

Основные компоненты слоев. Под действием УФ-излучения в

светочувствительном слое происходят фото- и физико-химические

процессы. Они могут приводить к изменениям как химических, так и

физических свойств слоев, таких как растворимость, адгезия к под-

ложке, гидрофильность. Изменение физико-химических свойств свя-

зано с изменениями в полимерах. Степень этих изменений в свою

очередь зависит от определенного состава слоев.

62

Светочувствительные слои содержат такие качественно и ко-

личественно подобранные составляющие, природа и соотношение

которых обеспечивают проведение процесса копирования и необ-

ходимое качество печатной формы. Основными их компонентами

являются: несветочувствительный пленкообразующий полимер,

светочувствительное соединение, различные целевые добавки и

красители.

Несветочувствительный пленкообразующий полимер обеспечивает

физико-механические свойства слоя в объеме и на его поверхности.

Наличие в составе воздушно-сухого слоя наряду с полимером

некоторого количества растворителя пленкообразующего полимера,

первоначально необходимого для формирования из раствора пленки

копировального слоя, требуется для придания ему пластичности.

Светочувствительное соединение представляет собой одно

вещество или группу веществ, придающих слою светочувстви-

тельность. В их состав могут входить компоненты, повышающие

интегральную светочувствительность, расширяющие спектральную

чувствительность слоя, а также ускоряющие протекание

фотохимической реакции.

Целевые добавки гарантируют сохранность требуемых свойств

слоев, обеспечивают их эксплуатационные возможности (в частности,

устойчивость к истиранию, химическую стойкость к обрабатывающим

растворам, улучшение растекания и т.д.).

Красители служат для прокрашивания слоев, что необходимо для

визуального контроля качества его нанесения и для облегчения

контроля копировально-формного процесса при изготовлении пе-

чатных форм.

Разновидности копировальных слоев. Копировальные слои,

применяемые в современном формном производстве, можно разде-

лить на несколько групп в зависимости от состава слоя, вида прояв-

ляющего раствора, полярности получаемых на копии изображений и

по другим признакам. По наименованию основных компонентов,

входящих в состав копировальных слоев, они могут представлять

63

собой:

• гидрофильные полимеры с диазосоединениями;

• слои на основе диазосоединений, например, ОНХД;

• фотополимеризуемые копировальные слои.

В зависимости от вида используемого проявляющего (или вы-

мывного) раствора при обработке экспонированной копии различают

слои: водопроявляемые и щелочепроявляемые, а для ФПК и

спиртопроявляемые (спиртовымывные), причем состав проявляющего

(вымывного) раствора определяется видом пленкообразующего

несветочувствительного полимера, входящего в состав слоя.

В зависимости от полярности получаемых на копии изображений

по отношению к фотоформе, слои могут быть позитивными, не-

гативными и реверсивными (позитивно-негативными). Полярность

слоя не следует отождествлять со способами копирования (негатив-

ного и позитивного). Она зависит прежде всего от состава, а в неко-

торых случаях и от других условий.

Позитивный слой 2, нанесенный на подложку 1 (см. рис. 3.1, а), до

облучения нерастворим (например, в щелочных растворах). В ре-

зультате экспонирования через фотоформу 3 происходит фотодест-

рукция освещенных участков слоя и они становятся растворимыми.

После проявления копии на пластине получается изображение, пози-

тивное по отношению к фотоформе.

Негативный слой 2 (см. рис. 3.1, б) до облучения является рас-

творимым (например, в воде или щелочных растворах), но при экс-

понировании, вследствие фотоструктурирования освещенных участков

слоя, их растворимость резко уменьшается. После проявления

оставшиеся участки слоя создают негативное изображение по отно-

шению к фотоформе.

В некоторых случаях полярность изображения, получаемого на

копии, может быть изменена в зависимости от режима технологиче-

ского процесса копирования. На реверсивных копировальных слоях

1

64

можно получить негативную копию, изменяя условия

экспонирования и обработки позитивного слоя (рис. 3.2).

Излучение

I I I I

а23

Излучение\]/ ^ ^ ^

ТГнИ

г

Рис. 3.2. Получение реверсивного изображения на позитивном слое: а — экспонирование; б — термообработка; в — засветка; г -проявление

Изменения полярности получаемых изображений можно также

достичь на копировальных слоях, состоящих из смеси позитивно и

негативно работающих составляющих. В этом случае копировальный

слой содержит два светочувствительных соединения, обладающих

чувствительностью к излучению с определенными Х\ и Х2 (рис. 3.3).

Причем одно соединение способно увеличивать растворимость слоя

при экспонировании излучением Излучение с другой Х 2 , наоборот,

приводит к уменьшению растворимости копировального слоя.

Воздействуя на такой копировальный слой при экспонировании

излучением с или Х2 (при соответствующем проявлении), можно

получить различную полярность изображения на печатной форме (рис.

3.3, а, б).

б 5 й й й й

65

Другой вариант использования смесевых слоев, состоящих из двух светочувствительных компонентов и обладающих различным уровнем светочувствительности, предполагает, что та или иная полярность может быть достигнута экспонированием слоя излучением одной длины волны, но с различной экспозицией. В этом случае получение изображения достигается изменением величины экспозиции и после проявления копии на печатной форме формируется изображение требуемой полярности.

3.2. Физико-химические изменения в копировальных слоях при световом воздействии

3.2.1. Общие сведения

Фотохимические реакции, обеспечивая регистрацию изображения,

представляют собой процессы двух видов:

• прямое получение изображений;

• получение изображений с усилением первичного эффекта.В первом случае изображение возникает непосредственно под

действием светового излучения, во втором — первоначально фор-мируется «скрытое» изображение, которое усиливается при после-дующей обработке. Если в первом случае возможности фотохимиче-

Экспонирование Излучение Х\Излучение >.2

{ { j ^j/ | | j jкххххДЯДооооо! яшт

Проявление

Рис. 3.3. Получение изображения на смесевом светочувствительном слоепри действии излучения с разной X

66

ских процессов ограничены квантовым выходом, то для процессов второго типа усиление результата первоначального эффекта от дей-ствия излучения возможно при обработке в химических растворах, под действием тепла, а также в результате какого-то другого воздей-ствия, позволяющего значительно усилить первичный эффект.

При копировании под действием УФ-излучения происходят про-цессы второго типа, сопровождающиеся изменением физико-химических свойств полимерных пленок. Фотохимический процесс может быть представлен в виде следующих стадий:• поглощение кванта света, которое приводит к образованию элек- тронно-возбужденного состояния молекул;• первичный фотохимический процесс, связанный с образованием при участии этих молекул промежуточного продукта;

• вторичная реакция образовавшихся промежуточных продуктов.

Причиной изменения свойств копировального слоя может служить

неупорядоченный разрыв связей (например, в результате фото-

деструкции), поперечное или пространственное сшивание макромоле-

кул и другие процессы. Так, увеличение растворимости вызывается

разрушением светочувствительного ингибитора, входящего в состав

слоя. Снижение растворимости иногда обусловлено модификацией

фотоактивного компонента слоя с последующим взаимодействием его

с пленкообразующим полимером. Нерастворимость возникает из-за

увеличения молекулярного веса, вследствие полимеризации или по-

перечной сшивки и изменения полярности. Эти процессы происходят

в результате образования, например, менее полярных функциональ-

ных групп, изменения степени окисления иона или стабильной иони-

зации комплекса с переносом заряда.

В процессах копирования используются светочувствительные

слои, в которых происходят физико-химические превращения в ре-

зультате нескольких типов фотохимических реакций: фотодиссо-

циации и фотополимеризации.

Реакция фотодиссоциации — это фотохимическая реакция, ко-

торая сопровождается разрывом (диссоциацией) какой-либо связи в

67

молекуле с образованием свободных радикалов или ионов. В свето-

чувствительных слоях, в которых протекает реакция фотодиссоциа-

ции, изменение растворимости может происходить либо в результате

химического сшивания полимерного слоя образовавшимися

свободными радикалами, либо в результате образования в процессе

реакции соединений, растворимость которых отличается от раство-

римости исходного соединения. Реакции фотодиссоциации происходят

в копировальных слоях, в состав которых входят диазосоединения и

азиды.

Реакция фотополимеризаци — это индуцированная светом реак-

ция роста полимерной цепи за счет вхождения молекул мономера

(олигомера) в состав полимера. Физико-химические процессы, про-

исходящие под действием УФ-излучения и сопровождаемые фото-

полимеризацией, приводят к химическим превращениям в активиро-

ванных излучением молекулах и начинаются в большинстве случаев с

образования первичных радикалов. Различают фотополимеризацию

фотоинициированную и прямую.В случае фотоинициированной радикальной полимеризации УФ-

излучение переводит фотоинициатор в электронно-возбужденное

состояние с образованием первичных радикалов. Этот процесс реа-

лизуется в том случае, если поглощенный квант излучения вызывает

многократно повторяющийся цепной процесс роста молекул поли-

меров.

При прямой фотополимеризации свободные радикалы непосред-

ственно образуются из молекул мономеров под действием УФ-

излучения. Каждый поглощенный квант вызывает присоединение не

более одной молекулы.

Протекание реакции фотополимеризации по тому или иному типу

определяется составом фотополимеризуемой композиции. Причем

независимо от типа протекающий реакции, наблюдается преоб-

разование мономеров или олигомеров в высокомолекулярные со-

единения с последующей перестройкой структуры исходных поли-

меров и изменением их свойств.

68

3.2.2. Фотохимические процессы в негативных слоях

Разновидности негативных слоев. В зависимости от природы светочувствительного компонента используются негативные слои, содержащие гидрофильные полимеры (или связующие) с диазосмо-лами или ФПС.

Диазосмолы представляют собой продукты конденсации диазо- ниевых солей с алифатическими альдегидами. Соль диазония является светочувствительной формой диазосоединений — органических веществ, продуктов взаимодействия солей первичных ароматических аминов с азотной кислотой.

Диазосмолы являются полимерами, полученными конденсацией\

диазония, наличие ионных диазогрупп ^C-N+ = N делает смолу рас-

творимой в воде. Примером диазосмолы может служить продукт по-

ликонденсации 1-диазо, 4-дифениламина с формальдегидом.

Поскольку диазосмолы не образуют достаточно прочных по-верхностных пленок, то они вводятся в качестве светочувствительных компонентов в гидрофильные пленкообразующие полимеры, например, в ПВС. Наряду с ВМ ПВС используется ВМ ПВП. Для повышения поверхностной прочности слоя в копировальный раствор могут вводиться полимерные связующие, содержащие водораствор- мые функциональные группы, например, карбоксильные (-СООН) и цианогруппы (-CN).

Для создания однокомпонентной системы могут быть использо-ваны диазониевые полимерные компаунды с высокой молекулярной массой, например, изоцианатоэтилметакрилат в сочетании с диазо-полимером, таким как 4-(М-этил-№-гидроксиэтиламин) ацетанилид. Считается, что диазополимерные слои поглощают излучение при-мерно вдвое большее по сравнению с обычными слоями, содержа

69

щими полимерные связующие. В состав диазониевых компаундов могут входить и другие азотосодержащие вещества, например, азиды R-N3 и бисазиды N3 -R-N3 , способные задубливать коллоиды в результате внедрения в структуру молекул полимера свободных ра-дикалов, образовавшихся под действием света.

Слои с использованием диазосоединений стали применяться с 50-х гг. XX в. Вначале использовались диазосоединения, продукты разложения которых, не оказывая непосредственно дубящего воз-действия на гидрофильный коллоид, восстанавливали дихромат калия. Такие слои применялись в глубокой печати. Затем областью применения слоев, содержащих гидрофильный коллоид и диазосмолу, стало изготовление форм плоской офсетной печати. К достоинствам слоя относятся возможность проявления водой, низкая стоимость, экологическая безопасность и хорошая сохранность свойств. Двухкомпонентные слои, наряду с диазосмолой содержащие свя-зующие вещества, являются наиболее распространенными в негативно работающих формных пластинах плоской офсетной печати.

Основными ингредиентами фотополимеризуемых композиций являются сшивающие агенты, пленкообразующие несветочувстви-тельные полимеры, фотоинициаторы, сенсибилизаторы и целевые добавки.

Сшивающие агенты — органические соединения: мономеры и олигомеры, способные образовывать линейные полимерные молеку-лы, а также пространственно сшитые трехмерные структуры. Обра-зование таких структур достигается благодаря раскрытию двойных связей в соединениях, содержащих не менее двух повторяющихся

звеньев: = СНг-

Наиболее часто в качестве сшивающих агентов в ФПК ис-пользуются моно- и полифункциональные мономеры или олигомеры, имеющие в своем составе винильные фрагменты. Это могут быть ненасыщенные карбоновые кислоты (акриловая, метакрило- вая), активизированные сопряжением с карбонильными, сложноэфирными и фенильными группами; сложные эфиры; амиды ненасыщенных одно- и двухосновных кислот и их производные (акриламид,

70

метилакриламид), стирол и его производные, а также уретаны, (мет)акрилаты и др.

Химическая природа пленкообразующего полимера помимо фи- зико-химических и оптических свойств определяет растворимость ФПК в воде или другом неорганическом или органическом раствори-теле. В качестве водорастворимых полимеров используют ПВС и его сополимеры, водорастворимые производные целлюлозы или поли-эфиры. Из растворимых в органических растворителях или их смеси (сольвентных) полимеров применяются каучуки, термоэластопласты, например, дивинилстирольные или изопренстирольные блок-сополи-меры. В качестве щелочерастворимых полимеров известно использо-вание АЦС, а также сополимеров метакриловой кислоты и метилме- такрилата или сополимера стирола, малеинового ангидрида и метак-риловой кислоты.

Фотоинициаторы — низко- или высокомолекулярные органи-

ческие соединения, назначение которых состоит в поглощении излу-

чения определенной длины волны и ускорении реакции фотополи-

меризации. В зависимости от механизма образования активных частиц

различают фотодиссоциирующие и фотовосстанавливающие

фотоинициаторы. В качестве фотодиссоциирующих чаще всего

используются бензоин и его производные, а также диазосоединения,

дисульфиды, органические перекисные соединения. Фотовосстанав-

ливающие фотоинициаторы — это антрахинон и его производные,

бензофенол, красители, а также ароматические нитросоединения.

В отличие от фотоинициаторов сенсибилизаторы, расширяющие

спектральную чувствительность, не претерпевают изменений

химического строения и инициируют процесс полимеризации пере-

носом энергии электронного возбуждения, что необходимо для ак-

тивизации молекул мономера.

Целевые добавки позволяют регулировать степень и скорость

физико-химических превращений в слое. К ним относятся ингибиторы

термо- и фотополимеризации, а также ускорители, пластификаторы,

наполнители, смачиватели и др.

71

В зависимости от физического состояния ФПК подразделяются на

ТФПМ, находящиеся в воздушно-сухом состоянии, и ЖФПМ — в

вязкотекучем состоянии. Параметрами, которые определяют агре-

гатное состояние слоя, являются природа, состав и соотношение

компонентов ФПК. Начало промышленному использованию ФПК

было положено в 60-х гг. XX в., когда в США выпустили пластины

для изготовления фотополимерных форм типографской печати. Не-

сколько позже стали применяться ФПС для изготовления форм пло-

ской офсетной печати и металлических форм типографской печати.

Фотохимия слоев с применением диазосмолы с гидрофильными

полимерами. Ароматические диазосоединения в общем виде можно

представить формулой

ArN2-Jc,

где Аг — ароматический остаток; х — остаток большей частью не-органической кислоты.

При фотолизе диазониевых солей в результате воздействия УФ- излучения рвется химическая связь между арильным радикалом и азотом, отщепляется свободный азот, а катион Аг+ сразу же реагирует с водой, образуя уже не ионное, а молекулярное соединение АгОН:

Аг — N+ з N • ж' + Н20 - |N2 +АЮН + Их

Под воздействием лучистой энергии в диазосмоле протекает ре-

акция по гетеролитическому механизму, типичная для диазониевых

солей:

4 C - N + = N - C r + Н 9 0 — N 2 +ЧСОН + НС1

В результате реакции фотодиссоциации гидрофильные ионные

группы исчезают и диазосмола теряет растворимость в воде. Диа-

зосмолы обладают достаточно высокой светочувствительностью в

области ближнего УФ-излучения. Величина энергии химической

64

цепи идет с большой скоростью и требует малой энергии, протекая

с выделением тепла.

В ФПК обычно используются мономеры или олигомеры, содер-

жащие акрилатные группы, которые полимеризуются в присутствии

фотоинициатора с помощью радикальных реакций. Так, акриламид

может быть введен в другие полимеры, где он выполняет функцию

поперечной сшивки:

65

Н НI I

-с-с-I I

н conh2

hv + Ф

66

Н Н\ / п С = С н 4conh2

67

68

Поперечное сшивание с потерей растворимости может происхо-

дить под действием УФ-излучения в результате димеризации, т. е.

комбинирования двух молекул в форме одной. Так, финилакриловая

кислота димеризуется через акриловую двойную связь следующим

образом:

^ - сн = сн - соон hv ► <2> - сн - снсоон

<Г\>- сн - снсоон

Щелочерастворимые и растворимые в органических растворителях

финилпропиловая кислота и другие акриламиды, растворяемые в

щелочах и в органических растворителях, объединяются в линейные

полимеры. Под действием УФ-излучения цепи поперечно сшиваются

через акрилатные группы, что сопровождается ростом молекулярной

массы и снижением растворимости слоя.

Растворимость полимеров в воде обусловлена достаточным со-

держанием полярных групп в главной или боковых цепях. Взаимо

69

действие молекул воды с полимерами, содержащими

неионогенные полярные группы (-ОН, -О-, -NH2-, -CONH-, -СОН)

обусловлено главным образом диполь- дипольным взаимодействием и

водородной связью. В случае использования полимеров с

ионогенными полярными группами (-SO3H, -СООН, -COONa, -

COONH4) к этим типам межмолекулярных сил прибавляется

иондипольное взаимодействие.При вымывании водорастворимых или вододиспергируемых по-

лимеров вода растворяет или диспергирует помимо полимеров и иные компоненты ФПК: мономеры, фотоинициаторы, красители и другие добавки. Щелочерастворимость полимерам придает наличие СООН-групп. При воздействии на ФПК, в состав которой входят, например, АСЦ и олигоэфиракрилат, в полимере образуются ионные группы по схеме:

RCOOH + ОН- -* RCOO~ + Н20

При взаимодействии гидроокиси натрия с карбоксильными

группами образуется натриевая соль АСЦ.

В процесс растворения ФПК вовлекаются и другие ингредиенты,

где они растворяются или эмульгируют, а сложноэфирные состав-

ляющие в щелочных средах подвергаются гидролизу. Полимеры на

основе диен-стирольных термоэластопластов вымываются хлориро-

ванными углеводородами, такими как трихлорэтилен (C2HCI3), тет-

рахлорэтилен или перхлорэтилен (C2CI4), которые характеризуются

высокой токсичностью. В конце 80-х гг. XX в. появились раствори-

тели, заменяющие хлорированные углеводороды. Они представляют

собой смеси алифатических углеводородов и спиртов, ароматических

углеводородов и бутанола или др.

В настоящее время в состав вымывных растворов часто включают

эфиры уксусной кислоты, нефтяные алифатические или аромати-

ческие фракции и спирты. Однако еще находят применение растворы,

содержащие бутиловый спирт (Л-С4Н9ОН) и перхлорэтилен. Молекулы

растворителя, проникая в пространство между цепями

70

полимера, ослабляют взаимодействие между макромолекулами,

приводя к их сольватации. В процессе сольватации разрушаются связи

между отдельными участками макромолекул, происходит раздвигание

сегментов, звеньев и цепей, которое вызывает набухание полимера.

Этот процесс приводит к его растворению с постепенным переходом

макромолекул в гелеобразующий слой набухшего полимера и

последующей диффузией в растворитель. Далее образуются истинные

растворы полимеров.

3.2.3. Фотохимические процессы в позитивных слоях

Разновидности позитивных слоев. Позитивные слои могут различаться в зависимости от строения, концентрации, молекулярного веса ОНХД, природы заместителей и их положения в структуре молекул, от использования ОНХД или — химически сшитого с мак-ромолекулами полимера, а также в зависимости от природы пленко-образующего полимера и растворителей.

ОНХД представляют собой эфиры (I), (И) или амиды (III) суль-фокислот:

71

— n2

o = s = o

H N - R

(III)

72

О ОII II

C0=N2 со-

ОII-со -

IIО

О II-

co-

ll О

OR 1OR

(I) (И)

73

74

От природы заместителя и его положения зависят термостабиль-ность ОНХД, его спектральная чувствительность, а также проявляе- мость слоя в водно-щелочных растворах. Использование этого соеди-нения с большим молекулярным весом или смеси таких соединений ослабляет его склонность к кристаллизации, однако затрудняет уда-

o = s = o I

о

75

ление продуктов фотохимического разложения. Поэтому к растворам

ОНХД добавляют высокомолекулярные пленкообразующие вещества,

способные повышать вязкость. ОНХД либо вводят в полимер, либо

химически сшивают его с макромолекулами полимера. Такими

полимерами являются фенольные смолы, в частности, ново- лачная

смола:

В составе копировальных слоев могут использоваться диазопро-

дукты, получаемые в результате реакции нафтохинондиазидсульфо-

хлорида с новолачной смолой. Звено полимера (при п - 2-5) с моле-

кулой ОНХД имеет следующее строение:

ОII

Для образования пленок, обладающих высокой

прочностью, смолу вводят в светочувствительную

композицию в дополнительном количестве,

превышающем диазопродукт по

весу. Новолачная смола хорошо

растворяется в водно- щелочных растворах.

Однако при до- бавлении ОНХД

растворимость слоя

падает, поскольку, обладая гидрофобными свойствами, он действует

как ингибитор. В копиро

76

вальных слоях на основе ОНХД используются органические

растворители или их смеси, например, диметилформамид,

этилцеллозольв, ацетон. Они должны хорошо растворять

составляющие компоненты композиции и смачивать подложку.Такие копировальные слои появились в 70-х гг. XX в. и нашли

широкое применение для изготовления, прежде всего, форм плоской офсетной печати. Они характеризуются стабильностью и длительной сохранностью рабочих свойств, хорошей адгезией к металлам, устойчивостью к изменениям влажности и температуры воздуха, отсутствием набухания при проявлении, нечувствительностью к кислородному ингибированию, а также возможностью получения реверсивного изображения (см. рис. 3.2).

Фотохимия слоев на основе ОНХД при получении позитивного изображения. В копировальных слоях на основе ОНХД под действием излучения происходит реакция фотодиссоциации, сопровождаемая фотодеструкцией ароматического кольца диазосоединения:

77

О

78

ОI I I I

/N=No+x" ’

79

(I) (И)Н

(3.2)

(III)

80

(IV)

Под действием актиничного излучения происходит превращение ОНХД (I) в инденкарбоновую кислоту — реакция (3.2, IV). Причем, если исходное соединение до облучения было растворимо только в органических растворителях, то после воздействия излучения, образо-вавшиеся продукты разложения приобретают растворимость в водно-щелочных растворах.

81

На первой стадии реакции (3.2) в результате действия УФ- излучения от молекулы ОНХД (I) отщепляется азот и образуется бирадикал (II) — карбен. Карбен — реакционно-способная, коротко живущая промежуточная частица, в которой один из атомов углерода обладает двумя несвязанными электронами. Он отличается крайней неустойчивостью и сразу же превращается в кетен (III). В присутствии воды его карбонильная группа гидролизуется с обра-зованием щелочерастворимого производного, содержащего кар-боксильную группу. Главным в приведенных реакциях является переход от гидрофобных свойств соединения (I) к гидрофильным свойствам продукта (IV) реакции (3.2).

Отсутствие воды или ее недостаточное количество в реакционной смеси приводит к тому, что после раскрытия двойной связи в молекулах кетена они способны реагировать между собой, образуя димеры. При появлении воды димеры разрушаются, образуя две молекулы карбоновой кислоты. Кетены могут взаимодействовать и с полимером с образованием сшивок с ОН-группами смолы. Для подавления этой реакции в состав слоя добавляют, например, амины, с которыми кетен взаимодействует более эффективно, чем с полимером.

Реакция может быть обратимой, когда часть молекул инде- карбоновой кислоты реагирует с неразложившимися молекулами диазосоединения, в результате чего образуется азокраситель ма-линового цвета. Выход красителя может быть снижен при увеличении экспозиции.

Наличие карбоксильной группы придает продукту фотолиза рас-творимость, что обеспечивает возможность удаления слоя с экспо-нированных участков. Однако в воде или в нейтральных растворах (pH = 7) процесс идет медленно. Это объясняется тем, что инденкар- боновая кислота — очень слабый электролит и в нейтральной среде находится в основном в молекулярном, а не в ионном состоянии. Щелочная среда (pH > 7) водного раствора смещает равновесие электролитической диссоциации кислоты в сторону образования

82

ионной формы, т.е. в сторону увеличения ее растворимости:

н- COOH"

83

н- соон + он н2о +

84

85

Одновременно в водно-щелочном растворе на экспонированных участках наблюдается некоторое растворение полимера (фенольная смола — слабая кислота и ее диссоциация, следовательно, и раствори-мость также возрастает с увеличением щелочности раствора). Исполь-зование щелочного раствора снижает адгезию экспонированного слоя к подложке. На неэкспонированных участках низкая растворимость слоя объясняется тем, что полимер защищен молекулами диазосоединения.

Фотохимия слоев на основе ОНХД при получении негативного изображения. Копировальные слои на основе ОНХД обладают достаточно высокой термоустойчивостью. Тем не менее, при температурах 140-150°С в слоях происходят процессы термолиза. Термолиз, как и фотолиз, сопровождается образованием кетена, ко-торый в отсутствии влаги способен образовывать димеры после раскрытия двойных связей в молекулах и их взаимодействия между собой. Образование пространственной структуры приводит к сни-жению растворимости слоя. Скорость термолиза неэкспонированного слоя зависит от температуры и природы диазосоединения. В экспонированном слое ОНХД при температурах 100-140°С может происходить сшивание полимера в результате декарбоксилирова- ния продуктов фотолиза.

Получение на позитивном слое ОНХД негативного (реверсивного) изображения достигается специальной термической обработкой (см. §3.1.2) в узком интервале температур экспонированного копи-ровального слоя. Образовавшееся при фотолизе карбонильное про-изводное при нагревании декарбоксилируется с образованием инде- нового производного:

Как и исходный ОНХД, инден препятствует растворению но-

волачных смол в щелочном проявляющем растворе, но при этом он не

является светочувствительным. Таким образом, создается

возможность функционирования копировального слоя в реверсивном

режиме. В этом случае (см. рис. 3.2) после экспонирования (а) через

негативную фотоформу копию подвергают термообработке (б) при

температуре 100-140°С в течение 30-60 с. На экспонированных

участках образовавшаяся инденкарбоновая кислота превращается в

нерастворимое в щелочи инденовое производное, а на

неэкспонированных участках сохраняется ОНХД. В дальнейшем слой

подвергают общей засветке (в) и уже на этих участках образуется

инденкарбоновая кислота, которая растворяется в щелочи после

проявления (г) и в результате формируется реверсивное изображение.

87

Глава 4. Основные свойства копировальных слоев и методы их определения

4.1. Сенситометрические свойства

4.1.1. Интегральная светочувствительность

Интегральная (общая) светочувствительность S является мерой воздействия актиничного излучения на копировальный слой. Она устанавливает взаимосвязь между стимулом, вызывающим оп-ределенные физико-химические превращения в слое, и величиной (или степенью) происшедших в нем превращений. С точки зрения физико-химических превращений, происходящих в слое под действием излучения, светочувствительность должна определяться квантовым выходом (отношением числа молекул фотохимически превра-тившегося вещества к числу поглощенных квантов излучения) в сочетании с изменением состояния образовавшегося продукта. Важно, что для оценки этого показателя требуются знания не только ме-ханизмов происходящих процессов, но и проведение достаточно сложных экспериментов и расчетов, в том числе, с использованием специальной аппаратуры, что не всегда оправдано на практике.

Методы определения светочувствительности. В настоящее время не существует единого метода оценки величины S копировального слоя. Отсутствие стандартного метода оценки 5 объясняется не только разнообразием слоев, следовательно, и многообразием происходящих в них физико-химических превращений, но и нелинейностью связи этих превращений со свойствами слоев.

Разработанные в разное время методы основаны на оценке S по степени физико-химических превращений в слое или по изменению его технологических свойств. Наиболее приемлемым для практического использования является метод определения S по изменению технологических свойств — S оценивается либо по заданному критерию, достигнутому в строго фиксированных условиях экспо-нирования и проявления слоя, либо при использовании ХК. Во всех

88

случаях по аналогии с фотографическими светочувствительными материалами интегральная светочувствительность оценивается ве-личиной, обратно пропорциональной экспозиции, вызвавшей в слое заранее заданный эффект.

В качестве критерия при определении эффекта воздействия

излучения используются характеристики пригодности копировального слоя для проведения формного и печатного процессов. Пригодность

слоя рассматривается как достижение неких, заранее заданных, так

называемых, рабочих свойств. Они оцениваются по наиболее

существенным технологическим признакам, к которым можно

отнести, например, устойчивое закрепление слоя на копии после

проявления, достижимый уровень репро- дукционно-графических

свойств копировального слоя и устойчивость его к обрабатывающим

растворам. Можно оценивать рабочие свойства слоя также по

оптимальной градационной передаче и максимальной разрешающей

способности.На практике рабочие свойства оценивают визуально по наличию

копировального слоя на проявленной копии. С этой целью слой под-вергают действию излучения. Модуляция освещенности Е0 на его поверхности обеспечивается (рис. 4.1, I) с помощью оптического клина /, например, ступенчатого, состоящего из я-полей с калибро-ванными величинами оптических плотностей Д, (п = 1, 2, 3 ... я), увеличивающимися на каждой ступени. В зависимости от величины оптической плотности полей клина распределение освещенности Еп на поверхности копировального слоя 2, нанесенного на подложку 3, следовательно, и экспозиция (напомним, что И = Et, где t — время экспонирования) за каждым полем уменьшается на величину в 1 0

D/l. Различные экспозиции Нп = Но• 10~Dn , которые получает слой в тече-ние одного и того же времени г, вызывают в нем изменения в зави-симости от типа копировального слоя: негативного (а) и позитивного (б) (рис. 4.1, И).

II

89

кр О

После проявления копии под одними полями оптического клина

слой сохраняется, под другими удаляется полностью. Будут также и

поля, под которыми слой сохраняется частично. Во всех случаях есть

такое поле с критериальной оптической плотностью DKp, за которым

при минимальной освещенности Е^, действующей в течение времени /,

слой приобретает или сохраняет рабочие свойства. Экспозиция Якр.

формирующая поле с рабочими свойствами, используется для расчета

интегральной светочувствительности копировального слоя по

формуле

К К /ПО0'*U — 'Н„ Еп 1 0 t E0t

где К — коэффициент пропорциональности (согласно единой сенси-

о

тометрической методике К = 10 ). Если Е0 измеряется в люксах, a t —

а

Рис. 4.1. Копирование ступенчатого клина: I — распределение освещенности на копировальном слое; II — формирование изображения на слоях: а — негативном;

б — позитивном; 1 — оптический клин;2 — копировальный слой; 3 — подложка

90

в минутах, 5 оценивается в лк" 1 • мин"1.

91

Существуют различные подходы к выбору поля, используемого

для расчета S. Это может быть первое из полей, под которым слой

полностью сохранился (или разрушился), или поле, под которым на-

блюдаются частичные физико-химические превращения при переходе

слоя из одного состояния растворимости в другое, или поле, находя-

щееся посередине между полем с полностью проявленным слоем и

полем с рабочими свойствами. Во всех случаях требуется создание

стандартных условий экспонирования, в том числе при использовании

конкретного источника излучения, обеспечивающего определенную

освещенность поверхности слоя. Нужно учитывать, что режимы про-

явления копии должны соответствовать регламентируемым режимам

для испытуемого слоя.Сущность другого метода заключается также в копировании

ступенчатого полутонового клина (с калиброванными величинами оптических плотностей) и проявлении слоя в конкретных условиях. Но при этом фиксируется время экспонирования, в течение которого достигается однотипный эффект на проявленной копии, например, полностью удаляется (сохраняется) слой под определенным количе-ством полей шкалы. Это время характеризует величину светочувст-вительности, которая оценивается в этом случае в минутах.

При определении S ФПС по методикам оценки технологических свойств в качестве критерия используются другие эксплуатационные характеристики, например, твердость, растворимость, разрывное усилие и т.д. Наибольшее распространение получили рекомендации производителей ФПП, основанные на определении опытным путем экспозиции при использовании специальных тест-объектов с набором графических элементов (см. § 8.1.2). Такая методика не только доступна, но и максимально приближена к реальному технологиче-скому процессу изготовления ФПФ высокой печати.

В свое время был предложен, но не получил широкого практиче-ского применения (из-за сложности оценки толщины h копироваль-ного слоя), метод определения S с помощью ХК, определяющей за-висимость степени физико-химических превращений в слое от величины экспозиции, которая эти превращения вызывает. Для нега

Рис. 4.2. Характеристические кривые негативного 1 и позитивного 2

копировальных слоев

92

тивных и позитивных слоев критерии оценки этих превращений могут быть различны.

Для негативных копировальных слоев такая кривая характеризует зависимость толщины слоя от величины экспозиции Н или логарифма экспозиции (рис. 4.2, кривая 1).

Использование толщины слоя для определения S негативных слоев возможно, так как существует связь между толщиной слоя, оставшегося после проявления, и степенью произошедших в нем физико-химических превращений. По-этому степень этих превращений при структурировании слоя в процессе экспонирования можно оценить толщиной сохранившегося слоя на экспонированных участках.

По ХК в координатах h = / (lgН) определяют ту минимальную экспозицию, Ни (см. рис. 4.2), которая обеспечивает получение слоя, например, максимальной толщины /гтах- Эта экспозиция и использу-ется для расчета S по формуле

5 = — .

Светочувствительность позитивных копировальных слоев может быть определена по кривой, которая строится в других координатах, например, (рис. 4.3) скорость проявления Vnp = f(H). Возможность использования скорости проявления для оценки S объясняется тем, что происходящие в позитивном слое превращения, сопровождаемые образованием конечных продуктов реакции фотодиссоциации, зависят от величины экспозиции.

93

С ростом экспозиции (см. рис. 4.3) скорость проявления увеличи-вается и, достигнув максимума, становится постоянной. Поскольку Vnp

зависит от величины экспозиции, то S может быть оценена по той минимальной экспозиции #v, при которой достигается максимальная скорость проявления:

гмах

Применение методов определения

S. Рассмотренные методы оценки

светочувствительности во многом

условны, а в ряде

случаев и неправомерны(например, выражение 5 в Рис• 43'

3ависимость скорости проявления _ 1

_ 1 позитивного копировального слоя

лк • мин — учитывая, что от величины экспозициикопировальные слои чувствительны в основном к УФ-области

спектра). Эти методы не дают истинного представления об

абсолютном значении 5, но они могут быть использованы для

сравнения 5 различных типов копировальных слоев. Это необходимо

при их разработке или совершенствовании. Сравнительная оценка S слоев одного и того же типа необходима также при выборе режимов

экспонирования.Использование простого и удобного метода определения S по

рабочим свойствам оправдано тогда, когда известна экспозиция (или существует возможность измерения освещенности, например, с по-мощью люксметра и времени экспонирования). В отечественной практике рабочие свойства оцениваются по номеру поля, которое на проявленной копии находится посередине между полностью прояв-ленным полем и полем с рабочими свойствами.

Для сравнительной оценки 5 позитивных копировальных слоев ОСТ 29.128-96 рекомендует метод, основанный на определении времени экспонирования, который обеспечивает удаление слоя под

5 = — .

94

фиксированным количеством полей полутоновой шкалы. При ис-пользовании результатов такой оценки S необходимо учитывать сле-дующее: величина S может быть определена по разным критериям для светочувствительных слоев различного состава и толщины, причем, часто без учета их спектральной чувствительности и актиничности используемых источников излучения. Поэтому более корректным и достоверным является определение светочувствительности копировальных слоев способом оценки количества световой энергии, которое получает единица поверхности слоя. Это количествовыражается в энергетических единицах, например, в джоулях на

2 2

единицу поверхности 1м (или 1см ), и размерность светочувстви-тельности в этом случае м 2 Дж~1. Измерение энергетической свето-чувствительности копировальных слоев, хотя и не представляет осо-бой сложности, в практике полиграфического производства почти не используется.

4.1.2. Коэффициент контрастности и широта

Коэффициент контрастности у и широта L копировального слоя,

как и в фотографии, определяются с помощью ХК. Наиболее типичные

ХК негативного 1 и позитивного 2 копировальных слоев приведены на

рис. 4.2. Кривые построены в координатах h =/ (lg И). Положение ХК и

их наклон относительно оси абсцисс зависит от природы слоя и его

свойств.

Коэффициент контрастности у характеризует убыль толщины И позитивного копировального слоя (для негативного слоя ее прирост)

при увеличении логарифма экспозиции (lg Н) в пределах линейного

участка характеристической кривой, поэтому

у = ± Ah Algtf

Методы определения коэффициента контрастности и широты.

Определение у и L осуществляется по ХК. Для ее построения

Рис. 4.4. Определение коэффициента контрастности и широты

позитивного копировального слоя

95

необходимо различным участкам копировального слоя

сообщить ряд возрастающих экспозиций Я и на проявленной

копии измерить толщины слоев, сохранившихся после

экспонирования и проявления на этих участках, а затем построить

графическую зависимость в координатах h = f(H) или h = /(lgtf)

(последняя зависимость используется чаще). Способ оценки Н и

метод измерения толщины h имеют существенное значение при

построении ХК.На примере ХК позитивного

копировального слоя (рис. 4.4), по-строенной в координатах h = / (lgtf), показан принцип определения у и L. Коэффициент контрастности у может быть определен как тангенс угла наклона линейной части ХК к оси абсцисс:

У = tg а .

Широта копировального слоя L равна проекции линейного участка ХК на ось абсцисс:

L= Algtf = lgtf2 — lg^ .

ХК можно построить также в координатах D = y^lg Я). Объясня-ется это тем, что копировальный слой содержит в своем составе рав-номерно распределенный по его объему краситель. Поэтому изме-ренная на проявленной копии оптическая плотность участков слоя, имеющего различную толщину, пропорциональна его толщине h. Форма этой кривой аналогична кривой h = / (lgtf)- Замена h на D вполне допустима (принимая во внимание переходный коэффициент, учитывающий спектральное поглощение в слое), поскольку со-временные типы копировальных слоев отличаются интенсивным и равномерным прокрашиванием, а средства для измерения D позво-ляют с высокой точностью ее оценивать.

Рис. 4.5. Кривая спектральной чувствительности позитивного

копировального слоя

96

В связи со сложностью этой методики на практике коэффициент

контрастности и широту оценивают более простым способом по ко-

личеству полей полутоновой шкалы, воспроизведенных на копии

между полностью проявленным полем и полем, с копировальным

слоем (для случаев, представленных на рис. 4.1, это количество равно

трем). Заметим, что уменьшение числа полей соответствует по-

вышению у, в этом случае широта копировального слоя L уменьша-

ется.

4.1.3. Спектральная чувствительность

В отличие от интегральной светочувствительности спектральная чувствительность характеризует распределение чувствительности слоя по спектру. Это важнейшая сенситометрическая характеристика слоя, определяющая выбор источника излучения при копировании. Оценивается S\ отношением величины, характеризующей заданный уровень фотохимического эффекта, к энергии монохроматического излучения, которая этот эффект вызывает. S\ характеризует поглощательную способность слоя к излучению различных длин волн.

Наиболее часто S\ описывают с помощью кривой Si = ДХ), реже по спектральному распределению коэффициента поглощения. Спек-

тральная чувствительность большинства копировальных слоев лежит в диапазоне X = 250-460 нм, причем максимум чувствительности приходится на длины волн ближней УФ-области спектра. Ве-личина 5х и диапазон X зависят от используемого в составе слоя све-точувствительного соединения.Копировальные слои различных типов

характеризуются S\, находящейся в

следующих областях длин волн:

Рис. 4.6. Кривая спектральной чувствительности негативного

копировального слоя

97

• гидрофильные полимеры с диазосоединениями — 330-430 нм;

• слои на основе диазосоединений (ОНХД) — 320-460 нм;

• фотополимеризуемые слои — 340-410 нм.

Метод измерения спектральной чувствительности. Для получе-

ния кривых спектральной чувствительности используются спектросен-

ситометры (спектрофотометры), позволяющие измерять спектральные

коэффициенты в узких спектральных интервалах в диапазоне длин

волн от 200 до 450 нм. После экспонирования слоя

монохроматическим излучением и

его проявления получают

спектросенситограмму. Измерив ее

плотности на денситометре

(микроденситометре), строят кривые

спектральной чувствительности.

В качестве примера на рис. 4.5

приведены характерные кривые

спектральной чувствительности по-

зитивного копировального слоя на

основе ОНХД, а на рис. 4.6. — не-

гативного копировального (фото-

пол имеризуемого) слоя.

4.1.4. Факторы, влияющие на сенситометрические свойства

Сенситометрические свойства копировальных слоев зависят в

основном от двух факторов:

• характеристик копировальных слоев, закладываемых при произ-

водстве формных пластин;

• условий изготовления копий, которые для получения оптималь-

ных значений сенситометрических свойств должны выполняться в

соответствии с рекомендациями фирм-производителей.

98

Характеристики копировальных слоев, формирующие сенси-тометрические свойства, включают следующие показатели: химиче-ский состав слоев и концентрацию их компонентов; оптические свойства (поглощение, отражение слоев и подложки); их толщину и условия изготовления.

Химический состав слоя и его влияние на S учитывается на стадии разработки или оптимизации свойств копировальных слоев при их со-вершенствовании. Компоненты слоя и их концентрация, а также вве-дение специальных добавок, в конечном итоге, обеспечивают повы-шение 5 за счет увеличения доли поглощенного в слое излучения. Однако излучение, которое поглощается слоем, может по-разному влиять на его свойства. Некоторая активная часть излучения, которая поглощается, вызывает необходимые (полезные) физико-химические превращения, повышая S. В то время как другая часть излучения, от-раженная подложкой, либо усиливает эффект воздействия, либо ока-зывает побочное действие (например, нагревает слой), что также ска-зывается на величине S. Спектральная чувствительность Sd^ слоя

толщиной d с учетом полезного поглощения элементарного слоя Ad может быть определена по формуле

где р. — спектральный коэффициент отражения; к\ — спектраль-

ный показатель поглощения слоя; к} - спектральный показатель по-

глощения светочувствительного вещества; С, — показатель, учиты-

вающий поверхностную плотность энергии, которая необходима слою

при полном полезном поглощении. Он может быть определен из

уравнения

Хпор Да, ’

1 0 '

99

где Н\пор — пороговая экспозиция для бесконечно тонкого слоя; Аах — доля полезного поглощения, которая равна

Да, =* - - k^Aci

В большинстве случаев, чем выше поглощение в слое и больше

отражение от подложки, тем выше 5 слоя. В тех же случаях, когда

поглощение излучения становится неэффективным и часть его

расходуется не по назначению (например, поглощается фильтровым

— поглощающим красителем, который необходим для уменьшения

ореолов отражения), наоборот, наблюдается понижение S. Поэтому

тщательный подбор химического состава слоя и концентрации его

компонентов, а также оптические свойства копировального слоя и

подложки могут обеспечивать повышение S.

На величину S оказывает влияние толщина слоя. Зависимость 5 от

толщины слоя понятна, исходя из определения светочувствительности

(см. § 4.1.1), как величины обратно пропорциональной экспозиции,

обеспечивающей придание слою рабочих свойств, что возможно при

его экспонировании по всей толщине. Принимая во внимание, что

распределение излучения по толщине слоя неравномерно (причем его

доля в области, граничащей с подложкой, ниже, чем в верхней части

слоя), для достижения требуемого физико-химического эффекта по

всей толщине слоя необходима большая экспозиция. В противном

случае на экспонированных участках, не получивших достаточное

количество энергии, негативный слой удаляется при проявлении,

позитивный слой, наоборот, сохраняется (или не удаляется

полностью).

Количественно связь между S и толщиной слоя устанавливается в

соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бэра:

100

lg ^- = £ch, 5 H

где H — экспозиция у подложки формной пластины; Н0 — экспозиция

на поверхности копировального слоя; е-^ молярный показатель

поглощения; с — концентрация светопоглощающего вещества в слое;

h — толщина слоя.

Приведя уравнение к удобному виду, получаем:

Ho = H\0ech.

Как известно, светочувствительность обратно пропорциональна

экспозиции Н0, получаемой слоем, следовательно:

s = — =-------1-т-г. (4.1)

на ню

Приведенная теоретическая зависимость на практике не всегда

выполняется. Светочувствительность может быть как больше, так и

меньше рассчитанной по формуле (4.1). Найденная эксперименталь-

ным путем светочувствительность бывает больше расчетной в том

случае, если в результате отражения излучения от подложки (напри-

мер, копировальный слой нанесен на металлическую подложку)

происходит дополнительное экспонирование слоя. В том же случае,

если в состав слоя включены дополнительно поглощающие излучение

добавки, наоборот, определенная экспериментально S будет меньше

расчетной.

Существенное влияние на 5 оказывают условия изготовления слоя

(температура и влажность при сушке). Именно на стадии сушки в

копировальном слое (см. § 5.2.3) формируются его основные свойства,

поэтому температура регламентируется и устанавливается в каждом

конкретном случае в зависимости от типа слоя.

101

Условия изготовления копий — это условия экспонирования

(спектральный состав действующего излучения, величина экспозиции,

температура и влажность окружающего воздуха) и условия

проявления (температура, время и способ проявления). На степень

физико-химических превращений в копировальном слое, приводящих

в конечном итоге к изменению его 5, существенное влияние

оказывают условия экспонирования, в том числе, величина экспозиции.

Увеличение времени экспозиции может сопровождаться повышением

температуры слоя и изменением скоростей реакций, влияющих на 5.

Это приводит к изменению растворимости слоя, которая зависит от

его типа.

Режимы проявления (время и состав раствора) влияют на 5. Ско-рость и степень растворимости экспонированного слоя зависят от его состава. Влияет на S также температура проявителя и способ проявления. С увеличением температуры проявителя, как правило, наблюдается увеличение S. Поэтому необходимо обеспечивать наи-большую скорость этого процесса и наилучшую растворимость при одном и том же времени проявления.

4.2. Репродукционно-графические свойства

4.2.1. Разрешающая и выделяющая способности

Разрешающая способность R — это важнейший численный показатель качества воспроизведения графической информации. Она характеризует способность слоя воспроизводить раздельно штриховые элементы изображения и оценивается числом линий (предельно созданных при записи изображения) на единицу длины.

В отличие от фотографических в копировальных процессах

формного производства нет утвержденного стандарта определения R

копировальных слоев и критериев ее оценки. В большинстве случаев в

научных исследованиях и производственной практике R оценивается

частотой той наиболее высокочастотной периодическои решетки,

состоящей из групп штрихов различных размеров, которые еще

разрешаются. Решетка разрешается, если штрихи и просветы между

102

ними разделены. Измеряется R в мм ' 1 (или см”1). Для большей объ-

ективности оценки иногда указывается также величина допустимых

относительных искажений штрихов.

Методы определения разрешающей способности. Для определения

разрешающей способности используются специальные миры. На рис.

4.7 приведены некоторые из наиболее часто используемых мир,

скомплектованных в виде круговых 7, веерообразных 2, прямо-

угольных 3-5 структур, в том числе, ориентированных в различных

направлениях 3.Такие миры состоят из групп штрихов различных размеров,

причем штрихи (не менее трех) в каждой отдельной группе имеют

максимальную оптическую плотность, а промежутки между штрихами

максимально прозрачны (поэтому их называют мирами абсолютного

контраста). В большинстве случаев размеры штриха и просвета

(промежутка между штрихами) в каждой группе равны между собой.

При оценке разрешающей способности копировальных слоев миру

копируют на формную пластину и после проявления на изображении

миры определяют размер минимально воспроизводимого штриха,

передаваемого раздельно. Оценивается R предельным количеством

штрихов на 1 мм (или см).

В отличие от R выделяющая способность характеризует свойство

слоя передавать отдельно стоящие штриховые элементы, рядом с

которым и нет других штрихов или мелких деталей. Оценивается

выделяющая способность размером минимального воспроизведенного

штриха и измеряется в мм (или мкм). Необходимость введения такого

показателя связана с особенностями воспроизведения отдельно

стоящего штриха по сравнению с воспроизведением в группе.

103

1 2

3 4

Рис. 4.7. Миры для определения разрешающей способности копировальных слоев и их структуры: 1 — круговая; 2 — веерообразная; 3 — прямоугольная,

ориентированная в различных направлениях; 4,5 -прямоугольные

Е

Ш\ Д А Л

/ 2 X

Рис. 4.8. Распределение освещенности среди группы штрихов 1и у отдельно стоящих штрихов 2

1 2 4 5

2 1 2 2 2 4 2 5

104

На рис. 4.8 приведена схема распределения освещенности Е для

группы штрихов 1 и для отдельно стоящих штрихов 2. Как видно, у

штрихов 1, расположенных в группе, в отличие от отдельно стоящих

штрихов 2, наблюдается иное распределение освещенности и, следо-

вательно, формирование изображения при экспонировании происходит

по-другому. Очевидно, что отдельно стоящий штрих воспроизводится

лучше, чем тот, который расположен по соседству с другими

штрихами.

Возможность копировальных слоев воспроизводить мелкие дета-ли изображения условно оценивают по разрешающей и выделяющейспособностям. По существу, они позволяют лишь определить размер минимального штрихового элемента конкретного тест-объекта, но при этом не дают представления о том, как воспроизводятся штрихи дру-гих размеров. Оценить их воспроизведение можно с помощью ФПМ, которая содержит информацию о величине размытия штриховых де-талей изображения различных размеров.

Метод определения ФПМ копировальных слоев основан на по-строении КФ с ее последующим пересчетом в ФПМ. В свою очередь КФ определяется, например, по изменению размеров штриховых эле-ментов. С этой целью проводится их многократное копирование на слой при различных экспозициях и оценивается воспроизведение этих

105

50

Л

1,0

0,5

0

106

—-------->100

Рис. 4.9. Пример ФПМ

копировального процесса

штрихов на проявленной

копии. После

построения КФ осущест-

вляется ее пересчет в

ФПМ. По полученным

данным строится ФПМ

копировального

процесса,

характерный вид

которой представлен на

рис. 4.9. Приведенный

метод позволяет оценивать

возможности формных пластин

по воспроизведению изображе-

ний с элементами различных

размеров в конкретных услови-

ях экспонирования.

4.2.2. Градационная передача растрового изображения

107

Градационная характеристика (ГХ) оценивает качество вос-произведения растрового изображения. Она выражается графической зависимостью, характеризующей в большинстве случаев воспроизве-дение растрового изображения на печатной форме по сравнению с изображением на фотоформе:

Со т н _ f ( сотн \^п.ф ~ / V °ф.ф h

где 5‘Уф и 5фф — относительные площади растровых элементов со-

ответственно на печатной форме и фотоформе.

Для построения градационной зависимости необходимо провести

измерения относительной площади растровых элементов на печатной

форме, полученных копированием ступенчатых растровых шкал с

различной линиатурой, состоящих из полей с изменением S0TH с

шагом, обычно 5 или 10%; в высоких светах и глубоких тенях шаг

может быть равен 0,5 или 1%.

ГХ определяется при оптимальных режимах экспонирования и

обработки копировальных слоев и характеризует точность воспроиз-

ведения исходной информации в светах (в том числе, высоких), в

полутонах и тенях (в том числе, глубоких).Методы оценки ГХ. Измерение Sn°™ осуществляется денсито-

метрическим методом, основанном на использовании анализаторов

размеров растровых элементов, т. е. устройств, способных произво-

дить измерения и определять значения на основании измеренных

отраженных световых потоков. Для этой цели используются

денситометры высокого класса, точность измерений и широкие

функциональные возможности которых обеспечивает встроенный

микропроцессор. Информация о текущей функции измерения и ее

величина отображается на жидко-кристаллическом дисплее. Широко

известны денситометры фирм Gretag Macbeth, X-Rite, Techkon и дру-

гие модели. Измерения размеров растровых точек на фотополимер-

108

ных печатных формах высокой печати проводятся с использованием,

например, прибора Vipflex с программным обеспечением, позво-

ляющим оценивать .

4.2.3. Факторы, влияющие на репродукционно-графические свойства

На все рассмотренные выше репродукционно-графические свой-ства копировального процесса оказывают влияние одни и те же фак-торы:• параметры копировального слоя (состав, природа, концентрация компонентов, толщина слоя), характеризующие его оптические свой-ства: поглощательную и рассеивающую способности;• микрогеометрия поверхности подложки формной пластины, оп-ределяющая ее отражательную способность;• условия экспонирования и проявления (вымывания), включающие параметры устройств, используемых для изготовления копий, а также режимы проведения этапов процесса;• характеристики используемых при копировании фотоформ (оп-тическая плотность и ее распределение по ширине штриха или пло-щади растровой точки), а также линиатура растрирования.

Параметры копировальных слоев и микрогеометрия поверхности подложки формируются на стадии изготовления формной пластины и являются постоянными факторами для определенного типа (или марки) формных пластин. К постоянным факторам относятся также характеристики конкретных экспонирующих устройств, а именно размеры светящегося тела источника излучения, расстояние от ис-точника излучения до поверхности слоя, степень контакта слоя с фо-тоформой, связанная с наличием зазора между ними.

Режимы экспонирования и проявления относятся к переменным

факторам и их изменение в процессе изготовления копии позволяет

получить наилучшие репродукционно-графические свойства в ре-

зультате оптимизации технологического процесса изготовления пе-

чатных форм. Качество фотоформ, как и линиатура растрирования,

также являются переменными факторами, которые необходимо учи-

109

тывать при копировании.

Влияние указанных факторов на репродукционно-графические

свойства связано с характером распределения излучения при экспо-

нировании слоя или его изменением в системе воспроизведения: ис-

точник излучения — фотоформа — формная пластина. Оценить

влияние ряда факторов можно, исходя из положений геометрической оптики, рассматривая схему копирования изображения. Допол-

нительно — путем анализа, основанного на дифракционных явлениях и оптике мутных сред, связывая процессы со светорассеянием как в

самом слое, так и от подложки. Во всех случаях влияние указанных

факторов проявляется через изменение зоны освещенности под

штриховыми или растровыми элементами, приводящее к изменению

первоначальных размеров этих элементов. Эти изменения и сказы-

ваются на уровне репродукционно-графических свойств.

Остановимся более подробно на тех факторах, влияние которых на

репродукционно-графические свойства сказывается наиболее су-

щественным образом.

Влияние толщины копировального слоя. Это влияние на ре-

продукционно-графические свойства можно оценить, определяя оп-

тические явления как на поверхности раздела сред, так и в толще слоя.

Наиболее значительно они проявляются в более толстых слоях.

Полученная опытным путем зависимость R от толщины слоя пока-

зывает, что чем меньше толщина слоя, тем выше его разрешающая

способность. Снижение толщины слоя улучшает и воспроизведение

растровых элементов, уменьшая искажения ГХ.

Влияние микрогеометрии поверхности подложки. Микрогео-

метрия (шероховатость) поверхности подложки определяет ее отра-

жательную способность. Ее влияние на репродукционно-графические

свойства понятно из рис. 4.10, на котором для наглядности дана уп-

рощенная схема отражения излучения от гладкой а и шероховатой б поверхностей.

Рис. 4.10. Отражение излучения от а — гладкой и б — шероховатой поверхностей ( —►— падающее излучение; —> — отраженное излучение)

Гладкая поверхность подложки (рис. 4.10, а) характеризуется направленным отражением, которое действует только вблизи копи-руемого элемента и незначительно сказывается на изменении его размера. В отличие от отражения от гладкой поверхности отраженное излучение от шероховатой поверхности подложки (рис. 4.10, б) характеризуется диффузным распределением. Такая подложка отра-жает излучение во всех направлениях, и тем больше, чем больше ее коэффициент отражения. В зависимости от ориентации элементарных участков шероховатой поверхности по направлению падения излучения поверхность приобретает свойства рассеивающей отра-женное излучение поверхности. Перераспределение излучения при-водит к изменению размеров воспроизводимых элементов на копии. Поэтому репродукционно-графические свойства слоев, нанесенных на шероховатую поверхность подложки, как правило, ниже по сравнению со свойствами слоев на гладкой поверхности подложки.

Отраженное излучение является причиной возникновения еще одного оптического эффекта в копировальным слое — эффекта об- разования стоячих волн, также влияющего на репродукционно-графические свойства. Стоячие волны возникают в слое в результате интерференционных явлений при наложении отраженного от под-ложки излучения на излучение, проходящее через слой. В результате этого происходит перераспределение излучения под элементами изображения, которое сказывается не только на их размерах, но и воспроизведении краев этих элементов, т. е. приводит к формирова-нию у них нерезкого (размытого) края. Эффекты возникновения стоячих волн в слое, нанесенном на шероховатую поверхность под

111

Рис. 4.11. Копирование изображения с фотоформы 1 на копировальный слой 2: а \ -а ^— искажения размеров элементов изображения; I — копирование с точечным

источником, расположенном на близком расстоянии; II — копирование с протяженным источником; III — копирование с точечным источником,

расположенном на удаленном расстоянии

ложки, также сказываются на уровне репродукционно-графических свойств.

Проблемы, связанные с оптическими эффектами, особенно про-

являются при копировании изображения с мелкими элементами,

воспроизведение которых в настоящее время приобретает все более

существенное значение из-за использования высоколиниатурного,

стохастического и других видов нерегулярного растрирования.

Влияние характеристик экспонирующего устройства. Изменение

репродукционно-графических свойств в зависимости от характеристик

устройства для экспонирования может быть оценено на основании

положений геометрической оптики. На рис. 4.11 представлена

упрощенная схема копирования изображения (например, штрихового)

с фотоформы 1 на копировальный слой 2. Здесь видно влияние

размеров источника излучения (рис. 4.11, I и II) и расстояния до поверхности слоя (рис. 4.11, I и III) на изменение под штрихом зоны

освещенности, которое оценивается параметром а.

112

В рассмотренных случаях излучение от источника, попадая снизу под непрозрачные элементы фотоформы, вызывает дополнительные (нежелательные) физико-химические превращения в слое. Этот процесс в зависимости от типа слоя, дает увеличение или уменьшение его растворимости на этих участках. В дальнейшем это приводит к изменению размеров элементов на копии по сравнению с их размерами на фотоформе: в позитивных слоях наблюдается утоньше- ние элементов, в негативных, наоборот, их расширение. Во всех слу-чаях размеры элементов изменяются на величину а. Величина а тем больше, чем больше размер светящегося тела источника: « 2 > aj — (рис. 4.11,1, II) и меньше расстояние до поверхности слоя: аз < а\ — (рис. 4.11,1, III).

Аналогичным образом можно оценить влияние и других пара-метров устройства экспонирования, например, наличие зазора между копировальным слоем и фотоформой.

Причины возникновения зазора:

• неплотный контакт из-за недостаточного или некачественного

вакуумирования;

• затрудненное вакуумирование, например, при использовании

цельнопленочной фотоформы среднего и большого формата, вслед-

ствие отсутствия каналов для удаления воздуха и газа (последний

может появляться в зоне контакта при экспонировании позитивного

копировального слоя);

• наличие инородных тел (в том числе, пыли) в зоне контакта и т.д.

Наличие зазора особенно сказывается на воспроизведении мелких

элементов и проявляется в их уменьшении, вплоть до полной потери.

Ухудшение репродукционно-графических свойств слоя можно

объяснить также возникновением в процессе экспонирования зазора

между копировальным слоем и фотоформой, наличием в зоне контакта

среды с другим коэффициентом преломления и связанной с этим

дифракцией света.

Наряду с указанными выше факторами практический интерес

113

представляют также переменные факторы формного процесса, влияющие на репродукционно-графические свойства. К этим факто-рам относятся величина экспозиции при копировании, режимы про-явления и качество фотоформ.

Влияние величины экспозиции. Как показали экспериментальные исследования, ее влияние на репродукционно-графические свойства позитивных копировальных слоев различных типов заметно отличает-ся: одни слои весьма чувствительны к изменению экспозиции, другие незначительно реагируют на ее изменение.

Величина оптимальной экспозиции, определяющая максимальный уровень репродукционно-графических свойств, зависит от све-точувствительности копировального слоя и для слоев различных ти-пов может значительно различаться. Практически все используемое в настоящее время копировальные слои позволяют обеспечить гра-дационную передачу без искажений в области светов (за исключением высоких светов), полутонов и теней (за исключением глубоких теней). Как правило, с увеличением экспозиции больше оптимальной наблюдается уменьшение разрешающей и выделяющей способностей и увеличение искажений. Причем, искажения ГХ с повышением величины экспозиции увеличиваются за счет увеличения влияния светорассеяния в системе фотоформа — формная пластина. В связи с тем, что искажения различны в разных градационных зонах, происходит изменение контраста растрового изображения, связанного с искажениями формы и размеров растровых точек.

Влияние режимов проявления (вымывания). Такое влияние на репродукционно-графические свойства меньше, чем влияние экспо-зиции. Температурные и временные режимы проведения этой стадии процесса оказывают воздействие на скорость процессов, происхо-дящих в слое, и могут приводить к его разрушению на границе печа-тающий элемент — пробельный элемент. Ухудшение адгезии слоя к подложке сопровождается изменением размеров элементов по срав-нению с их размерами на фотоформе и в большей мере сказывается на воспроизведении мелких элементов изображения.

Наряду с режимами, немаловажными являются способ проявления

114

(вымывания) и состав используемого обрабатывающего раствора. Действие указанных выше факторов также связано с изменением скорости процесса. Поэтому выбор условий его проведения должен осуществляться путем оптимизации в целом, обеспечивая возмож-ность достижения наилучшего результата.

Влияние характеристик фотоформ. На репродукционно-графические свойства действуют такие параметры фотоформы как оп-тическая плотность прозрачных и непрозрачных участков изображе-ния и ее распределение по площади или ширине (растрового и штри-хового элемента, соответственно). На рис. 4.12 приведены профили единичных растровых точек на фотоформах с реальным I и идеальным (П-образным) II профилем распределения оптической плотности, которая определяет величину зоны размытия, а на рис. 4.13 — растро-вых точек с различным уровнем максимальной оптической плотности.

Рис. 4.12. Профили растровых точек с различной величиной зоны размытия: I — копирование растровой точки с реальным профилем;

II — копирование растровой точки с идеальным профилем; а — фотоформа; б — изображение растровых точек на печатной форме;

Рис. 4.13. Влияние оптической плотности растровой точки на фотоформе на изменение ее размеров на печатной форме: 1 — растровая точка с меньшей оптической плотностью; 2 — растровая точка с большей

оптической плотностью

115

Распределение оптической плотности на таких фотоформах при-

водит к изменению распределения освещенности за элементами изо-

бражения при копировании. Это сказывается на изменении их раз-

меров на печатной форме, оцениваемому величиной Ad. При более

пологом профиле I растровой точки (см. рис. 4.12) ее участки,

имеющие меньшую оптическую плотность пропускают излучение,

которое при воздействии на слой приводит к изменению его физико-

химических свойств на соответствующих участках, поэтому воспро-

изводимые на форме растровые точки изменяют свой размер (см. рис.

4.12,16). При П-образном профиле (см. рис. 4.12, IIб) эти искажения

отсутствуют. Аналогичным образом (см. рис. 4.13) сказывается

величина _Dmax элементов изображения на фотоформе на воспроизве-

дении их размеров на печатной форме; чем больше максимальная оп-

тическая плотность, тем меньше величина искажений (Adi < Ad\).Отдельно следует рассмотреть влияние на ГХ искажений, свя-

занных с линиатурой растрирования. Чем она больше, тем больше величина искажений 5°т

фн. Причиной этого явления является повы-

шение влияния светорассеяния при воспроизведении растровой структуры с большей линиатурой.

4.3. Технологические свойства

4.3.1. Проявляемость

Проявляемость копировального слоя — это его способность к избирательному растворению в результате обработки проявляющим раствором после экспонирования. Различие растворимости поли-мерной пленки на экспонированных и неэкспонированных участках обеспечивает фундаментальное свойство процесса проявления - бы-строе удаление копировального слоя с одних участков и медленное (в пределе бесконечно медленное) с других участков копии.

Селективность проявления U рассматривается как отношение скоростей проявления экспонированных и неэкспонированных уча-стков слоя. Если принять, что V, - скорость проявления экспониро-ванного копировального слоя, a v,n - скорость проявления неэкспо-

116

нированного копировального слоя, то селективность проявления негативного копировального слоя можно выразить формулой (4.2), а позитивного — формулой (4.3):

fAier = к—; (4.2)

Uno, = k^-, (4.3)

где к — коэффициент пропорциональности, обычно в этой формуле

принимаемый равным 1 0 0.Проявление копии, включая вымывание ФПК, как любой процесс

растворения, состоит из нескольких стадий, при этом скорость

117

Рис. 4.14. Кинетика проявления экспонированных 1 и

неэкспонированных 2 участков позитивного копировального слоя

процесса в целом определяется скоростью протекания самой мед-

ленной из его стадий. К ним относятся:

• смачивание поверхности полимерной пленки проявляющим рас-

твором (при использовании водных растворов поверхность пленки

должна быть гидрофильной);

• проникновение молекул растворителя вглубь пленки;

• раздвижение макромолекул;

• набухание полимера;

• сольватация макромолекул или образование связей между моле-

кулами растворителя и макромолекулами полимера (главным образом,

за счет ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия);

• разрыв связей между макромолекулами (в результате флуктуаций

теплового движения сольватов);

• обратная диффузия в раствор сольватов.Результатом проявления является удаление продуктов фотохи-

мической реакции (позитивного слоя) или реагентов (негативного слоя) с поверхности подложки. В водных проявляющих растворах сольватацию можно считать гидратацией, а сольватами — гидраты, образование которых возможно лишь при наличии у макромолекул полярных или ионных функциональных групп, т. е. при условии, что полимер гидрофилен.

Проявление копировального слоя может быть достигнуто также за счет разрушения адгезионных связей между полимерной пленкой и подложкой. При этом существенное влияние оказывают гидродинамические условия про-цесса. Эффективность обработки копии в проявляющем растворе оценивается путем построения кривых кинетики процесса про-явления. Кривые кинетики про

118

явления слоев (рис. 4.14) строят на основании данных измерения толщины слоя h в процессе проявления копий, полученных при раз-личных режимах экспонирования.

Скорость проявления копии зависит от величины экспозиции, типа

копировального слоя, его толщины, режимов нанесения, условий

обработки и может быть оценена зависимостью

Vflp = а Ц/f^ >

где а — число молекул растворенного вещества; - молекулярная

масса; р - константа скорости.

На практике проявляемость оценивается через избирательность проявления W, определяемую отношением критической продолжи-тельности т к р м т , при которой начинается разрушение тех участков

копировального слоя, которые должны сохраниться на подложке, к

практически принятой продолжительности проявления хпр :

W = (4.4)

Избирательность проявления отражает степень его критичности, следовательно, надежность технологического процесса. Очевидно, чем больше избирательность, тем в меньшей мере скажутся на качестве копии отклонения от оптимальных условий проведения копиро-вального процесса и тем надежней система копировальный слой — проявитель. Кроме того, при неизменном составе слоя величина из-бирательности проявления является критерием для выбора прояви-теля, оптимальных режимов экспонирования и проявления.

Метод определения избирательности проявления. Определение избирательности проявления копировального слоя проводят, оценивая устойчивость слоя к проявляющему раствору на границе экспонированного и неэкспонированного участков. С этой целью вдоль границы наносят пипеткой несколько одинаковых по объему капель проявляющего раствора, и через определенные промежутки времени с момента нанесения капель, их поочередно удаляют

119

фильтровальной бумагой. Момент полного проявления копироваль-ного слоя и начала разрушения его на участке, где он должен сохра-ниться, фиксируются визуально и используются для расчета W по формуле (4.4). Для надежного проведения процесса величина W должна быть не менее 1 0-1 2.

4.3.2. Защитные свойства

Защитные свойства копировального слоя характеризуют спо-собность слоя сопротивляться проникновению сквозь него агрессив-ных сред. Чем меньше скорость проникновения сквозь слой обраба-тывающего раствора или вещества, тем выше защитные свойства полимерной пленки. Различные дефекты копировального слоя, такие, например, как инородные включения — пыль, мельчайшие пузырьки воздуха и, в особенности, трещины в слое сильно снижают, а иногда сводят на нет его защитные свойства. Трещины в слое могут возни-кать в результате удаления из него остаточного растворителя при чрезмерном высушивании и повышении, тем самым, хрупкости слоя.

Методы определения защитных свойств. Защитные свойства копировального слоя оцениваются величиной, обратной скорости проникновения сквозь него агрессивной среды. Оценку защитных свойств негативных копировальных слоев проводят после экспони-рования, а позитивных — до экспонирования. Сравнение защитных свойств слоев может проводиться по сопоставлению кривых кинетики изменения сопротивления пленки в проявляющем или обрабаты-вающем растворах. Если слой нанесен на металлическую подложку, то стойкость копировального слоя может оцениваться, например, падением омического сопротивления пленки под действием агрес-сивной среды.

4.3.3. Поверхностные свойства

Поверхностные свойства копировальных слоев определяют па-раметры смачивания полимерных пленок рабочими растворами и веществами, как в процессе изготовления печатных форм, так и при печатании.

120

Смачивание поверхности оценивается краевым углом смачивания 0, характеризующим самопроизвольное растекание жидкости на поверхности твердого тела, и определяется соотношением трех сил поверхностного натяжения, возникающих на границах раздела фаз газ-жидкость-твердое тело. Связь между этими величинами описы-вается уравнением Юнга:

cos0 = (4.5)°жг

где атг _ поверхностное натяжение на границе раздела фаз твердое тело-газ; а^-твердое тело-жидкость; оЖ 1 - жидкость-газ.

Поверхности твердых тел в зависимости от характера избира-тельного смачивания водой классифицируются как гидрофильные 0н,о(9О°, гидрофобные йц,о>90° и абсолютно гидрофобные, для

которых 0Н^О >90° не только в избирательных условиях, но и на

воздухе. Если полярную жидкость обозначить буквой в (вода), а не-полярную м (масло), то уравнение (4.5) приобретает вид:

COS0 = ——.

Поверхностные свойства копировальных слоев различны и могут

направленно изменяться в процессе изготовления печатных форм. Так,

копировальные слои на основе ОНХД гидрофобны от природы,

другие, в состав которых входит ПВС, приобретают гидрофобные

свойства в результате экспонирования и иных технологических опе-

раций. Необходимые поверхностные свойства копировального слоя

определяются функциями, выполняемыми слоем в процессе изго-

товления печатной формы и ее эксплуатации. Если копировальный

слой сохраняется на печатающих элементах готовой формы, то, оче

121

а жг а жг

видно, что необходимым условием является его олеофильность, т.

е. смачиваемость печатной краской в процессе печатания.Поверхностные свойства копировальных слоев оказывают суще-

ственное влияние на процесс изготовления копии. В зависимости от полярности копировальные слои различаются по степени смачивае-мости проявляющими растворами. Негативные слои хорошо смачи-ваются проявляющими растворами и при использовании водного раствора обладают гидрофильными свойствами. Позитивные, наобо-рот, гидрофобны и хуже смачиваются обрабатывающими растворами. Хорошая смачиваемость поверхности копировального слоя позволяет улучшить его проявляемость, уменьшить время проявления за счет увеличения скорости растекания проявляющего раствора по поверхности слоя.

Методы определения поверхностных свойств. Поверхностные

свойства оцениваются 0, который измеряется в избирательных усло-

виях — поверхность контактирует одновременно с двумя разными по

полярности жидкостями: водой и вазелиновым маслом. Измерение

смачиваемости поверхности может проводиться также путем

измерения поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Экс-

периментальное определение поверхностного натяжения на границе

жидкость-газ ожг не вызывает затруднений. Напротив, поверхностное

натяжение на границе твердого тела с воздухом а тг и жидкостью атж

можно оценить только используя косвенный метод, рассчитав

предварительно параметры поверхностного натяжения двух жидко-

стей, резко отличающихся по полярности, на границе их с воздухом.

Одной из жидкостей может быть выбрана вода, так как ее поверхно-

стное натяжение определяется как правило полярными силами оп, а

другой — метилениодид (CH2J2). Поверхностное натяжение последней

определяется в основном дисперсионными силами о*2*:

(4.6)

122

Измеряя 9 для каждой из них, решают систему уравнений с двумяд

неизвестными, используя формулу (4.6), вычисляют а тг и о"г:

°тг = < + < >

где ол и а" — дисперсионная и полярная составляющие.

На границе с воздухом aH i 0 = 72,8 мН/м; оС Ь Ы 2 = 50,8 мН/м.

С некоторым допущением в виде полярной составляющей объе-

динены все недисперсионные силы, а именно, силы водородных свя-

зей, взаимодействия кислотных и основных групп, взаимодействия

диполей, индуцированные взаимодействия диполей.

4.3.4. Адгезия копировального слоя к поверхности подложкии износостойкость

Адгезия относится к поверхностным явлениям и характеризует сопротивление нарушению контакта двух разнородных тел. Адгези-онные свойства пленки копировального слоя оцениваются работой отрыва, затраченной на единицу площади поверхности подложки.

В адгезии полимерных пленок определяющую роль играют силы молекулярного взаимодействия, а также существенное влияние в формирование адгезионного контакта вносят электрические силы, возникающие на поверхности подложки. Адгезионное взаимодействие определяется путем вычисления адгезионного натяжения г а:

г. = °тг - = °*rc°se

Физический смысл гй заключается в том, что эта сила действует

на единицу длины линии смачивания со стороны твердого тела.

Адгезия пленки копировального слоя формируется при нанесении

копировального раствора на подложку, именно тогда происходит

установление контакта, зависящего от сил межмолекулярного

притяжения и смачивания поверхности подложки копировальным

123

раствором. Адгезия слоя определяется химическим строением све-

точувствительных и пленкообразующих компонентов копировальных

растворов. Адгезия тем больше, чем меньше различаются по величине

поверхностного натяжения подложка и наносимый слой. Поэтому

гидрофильная пленка хорошо удерживается гидрофильной

поверхностью подложки, а гидрофобная — гидрофобной по-

верхностью.Адгезия слоя должна быть достаточной для проведения техноло-

гического процесса изготовления печатной формы и не должна за-труднять процесс удаления слоя после выполнения им соответст-вующих функций. В технологиях, предусматривающих сохранение копировального слоя на поверхности формы, слой должен обладать максимальной адгезией к подложке. Адгезионный контакт слоев не должен разрушаться в процессе печатания при длительных цикличе-ских нагрузках.

Направленное нарушение адгезионных связей копировального слоя с подложкой происходит при его проявлении, а также при его удалении с печатной формы. Это нарушение происходит в процессе изготовления формы после выполнения слоем необходимых функций. Существенное значение при этом имеют гидродинамические условия процесса удаления слоя.

Прочная адгезия копировального слоя к подложке позволяет улучшить его защитные свойства в процессе изготовления печатной формы и повысить тиражестойкость формы. Для повышения прочности адгезионной связи слоев на основе ФПК с подложкой на ее поверхность наносится адгезионный (клеевой) слой, который может при этом выполнять и другие дополнительные функции. Прочность адгезии слоя ФПК к подложке может быть также повышена путем модификации светочувствительного слоя за счет прививки полимера.

Износостойкость копировального слоя играет важную роль в том случае, когда копировальный слой выполняет функцию печатающих элементов и подвергается абразивному износу в процессе печатания под действием бумажной пыли, красочных пигментов и по другим причинам. Механический износ копировального слоя оказывает

124

влияние на тиражестойкость формы и определяется адгезионной прочностью, микрогеометрией поверхности и толщиной слоя.

Методы определения адгезии. Характеристикой адгезии в оп-

ределенной мере могут служить прочностные показатели. Поэтому для

ее определения используются в основном механические методы —

такие как изгибание, царапанье, стирание или вдавливание участка

формной пластины с определенным усилием и истирание поверхности

копировального слоя вплоть до отслаивания. При использовании

истирания слой на пластину может наноситься в виде решетки

определенного размера. При изгибании прочность сцепления слоя с

подложкой оценивают количеством баллов (из пяти) или числом

двойных перегибов.

Наиболее распространенными приборами измерения адгезии

служат силоизмерители, например, динамометры, определяющие

адгезию по усилию отрыва пленки от подложки. Во многом такая

методика является условной, так как не позволяет оценить, какого

типа разрушения связей произошли под действием приложенного

усилия. Разрушения могут носить как адгезионный, так и когезионный

характер, при котором наблюдается разрыв по массиву слоя или

подложки.

На практике адгезию не оценивают, а определяют износостой-кость копировального слоя (и) путем моделирования условий его

эксплуатации по изменению толщины слоя h в результате истирания; и выражается в % и характеризует изменение начальной толщины hQ на

участках копии, соответствующих печатающим элементам:

и= !ь^Аюо%,К

где h\ — конечная толщина слоя после истирания.

Другой метод заключается в определении табер-фактора износа Т

при выбранной нагрузке путем шлифования поверхности слоя

специальными кругами, например, на приборе «Абразер». Одновре-

менно фиксируются потери веса образца Р в мг через определенное

125

число циклов истирания N; Т рассчитывается по формуле

Тг= (/?-^)>°оо N ’

где Р\ и Pz — вес образца до и после истирания.

4.3.5. Сохранность свойств копировальных слоев

Разработка копировальных слоев на основе диазосоединений и

фотополимеризуемых композиций позволила создать производство

предварительно очувствленных формных пластин, предназначенных

для долговременного хранения и использования. Пластины реко-

мендуется хранить в зависимости от их типа, как правило, 1 - 2 года.

Последующие изменения качественных показателей формных пластин

при превышении рекомендованного срока хранения связаны в

основном со «старением» копировальных слоев. Под термином

«старение» копировального слоя понимают совокупность химических

и физических превращений, происходящих в системе слой- подложка

при хранении формных пластин или их эксплуатации, приводящих к

потере комплекса рабочих свойств. На практике «старение»

копировального слоя проявляется в изменении светочувстви-

тельности, проявляемое™ и адгезии слоя к подложке.

Если при хранении формных пластин копировальный слой под-

вергается воздействию многочисленных факторов (тепла, влаги, ки-

слорода, механическим нагрузкам, воздействию материала формной

подложки), то они создают условия для инициирования и развития

различных химических реакций, влияющих на сохранность слоя.

Сохранность копировального слоя может быть полностью нару-

шена также при хранении пластин во вскрытой упаковке при акти-

ничном освещении. Для сохранности свойств копировального слоя

необходимо выполнять требования условий транспортировки и хра-

нения формных пластин, учитывающих как атмосферные условия

хранения, так и время акклиматизации пластин в целостных упаковках

126

перед их использованием.

Сохранность слоев на основе ФПК достигается нанесением за-

щитных пленок, покрывающих их поверхность и препятствующих

диффузии летучих веществ (в том числе кислорода воздуха), а также

предохраняющих ФПС от механических повреждений.

Методы определения сохранности копировальных слоев сводятся к

измерению и сравнительной оценке сенситометрических, ре-

продукционно-графических и других свойств формных пластин после

длительного хранения, или искуственного состаривания путем

выдерживания при определенной температуре и времени. Нужно

иметь в виду, что метод длительного хранения требует слишком много

времени, а методы ускоренной оценки отличаются большой

неточностью.

4.3.6. Факторы, влияющие на технологические свойствакопировальных слоев

Технологические свойства во многом определяются характери-стиками копировальных слоев, которые закладываются при изготов-лении формных пластин и являются неизменными для слоев опреде-ленного типа. К ним относятся:• химический состав, природа и концентрация компонентов;• толщина копировального слоя;• природа и микрогеометрия подложки;• способы нанесения и сушки (см. § 5.2.3).

Условия изготовления копии (в основном, это режимы экспони-рования и проявления) относятся к факторам, весьма существенно влияющим на технологические свойства копировальных слоев.

Химический состав копировального слоя влияет на его прояв- ляемость, защитные и поверхностные свойства, адгезию к подложке, износостойкость и сохранность. Так, растворимость пленкообра-зующего полимера, входящего в состав слоя, влияет на проявляемость, а защитные свойства копировального слоя зависят от его мо-лекулярной структуры. Пленки фибрилярной структуры, в которых

127

макромолекулы развернуты в виде нитей — фибрилл, как правило, более прочные, чем пленки глобулярной структуры, где макромоле-кулы свернуты в клубок. В фибрилярных пленках легче протекает сшивание макромолекул с образованием пространственно-сетчатой структуры. Фибрилярные пленки менее склонны к набуханию, по-этому лучше защищают поверхность, на которую нанесены, и более прочно ею удерживаются. Это обусловлено тем, что фибриллы имеют большее число точек контакта друг с другом и с подложкой.

Толщина копировального слоя влияет на проявляемость, защитные свойства, а также на прочность адгезионной связи с подложкой. Эффективным средством, воздействующим на адгезионную прочность копировального слоя к подложке, является выбор оптимальных условий его формирования. Чем больше толщина копировального слоя, тем проявляемость и защитные свойства слоя выше. С уменьшением толщины слоя прочность адгезионного соединения, как правило, возрастает, что объясняется влиянием внутренних на-пряжений в слое на величину адгезии.

Природа подложки оказывает большое влияние на сохранность свойств слоя. Известно, что силовое поле твердой поверхности простирается вглубь соседней фазы на значительное расстояние. Вследствие этого на границе с подложкой возникает слой, отличающийся по структуре и физико-механическим свойствам от основной массы копировального слоя. Толщина и степень отличия его свойств зависят от характера взаимодействия слоя с подложкой и сказываются на адгезионной прочности и других свойствах слоя в процессе хранения.

Изучение влияния условий хранения на сенситометрические и технологические свойства слоев показало, что повышение темпера-туры и влажности в присутствии кислорода воздуха приводит к снижению светочувствительности и проявляемое™ слоя.

Микрогеометрия поверхности подложки оказывает существенное

влияние на технологические свойства копировального слоя, такие как

проявляемость, адгезионную прочность и поверхностные свойства.

Микрогеометрия поверхности определяется структурой подложки и

влияет на смачиваемость этой поверхности проявляющим и другими

обрабатывающими растворами.

На проявляемость слоя, помимо его состава и толщины, влияют

величина экспозиции и условия проявления (способ проявления, состав

проявителя, время, температура проявляющего раствора, гид-

родинамические условия подачи проявляющего раствора к поверх-

ности пластины и др.).

Защитные свойства слоя зависят от используемого в его составе

полимера и от степени его сшивки, которая может быть увеличена в

результате химической или термической обработки. Излишне высокая

температура обработки может привести к росту внутренних на-

пряжений в слое (из-за снижения концентрации пластификатора), что

может стать причиной нарушения целостности пленки. Защитные

свойства копировального слоя определяются также условиями

проведения копировального процесса и зависят от величины

экспозиции и состава проявителя.

На защитные свойства полимерных пленок влияют, в первую

очередь, смачиваемость или несмачиваемость поверхности прояв-

ляющим, увлажняющим или другими рабочими растворами. Если эти

растворы водные, то с увеличением гидрофобности пленки ее

защитные свойства возрастают. Влияние оказывает и величина pH рабочих растворов, поскольку степень их проникновения зависит от

растворимости пленкообразующего полимера, входящего в состав

слоя. Смачиваемость копировального слоя обрабатывающими рас-

творами увеличивается с ростом микронеровностей подложки.

129

Глава 5. Фотоформы, формные пластины и формное оборудование

5.1. Фотоформы для высокой и плоской офсетной печати

5.1.1. Разновидности фотоформ

Согласно международному стандарту ISO фотоформами назы-ваются аналоговые оптические средства хранения тексто-изобрази- тельной информации, предназначенные для переноса изображения на формные пластины или цилиндры. Существует также понятие фотоформы, как носителя видимого изображения на прозрачном ма-териале, подготовленного для дальнейшего процесса полиграфиче-ского воспроизведения, бытующее на производстве и в научно- технической литературе по полиграфии.

Для проведения копировальных процессов формного производства применяют разнообразные фотоформы, различающиеся по многим признаками: по формату, типу подложки и т.д. (рис. 5.1). Конкретные характеристики того или иного признака устанавливаются в зависимости от условий: типа и формата издания, способа печати, технической оснащенности предприятия, требований, предъявляемых к выпускаемой продукции и др.

Широкое применение в настоящее время получила цифровая тех-нология изготовления фотоформ, использующая поэлементную ла-зерную запись информации на светочувствительные фотопленки. В этих случаях формат фотоформы обычно равен (по площади) формату печатной формы. При необходимости монтажа отдельных элементов (например, полос) на фотоформе, он осуществляется по специальной программе во время вывода информации на фотопленку. Такая техно-логия получила название «компьютер — фотоформа» (CTF). Следует иметь в виду, что в ряде случаев из-за высокой стоимости крупно-форматных фотовыводных устройств и автоматов для химико-фотографической обработки фотопленки полноформатные фотофор

130

мы составляют (монтируют) вручную на прозрачную основу по плану-монтажу согласно макету из отдельных негативов (или диапозитивов). Процесс такого монтажа снижает точность размещения полос и удлиняет технологический цикл изготовления фотоформ.

131

Фотоформы

Тексто-изобразительные

132

Изобразительные Текстовые

Классификационныепризнаки

Знаковая природа информации

133

Структураизображения

134

С регулярной С нерегулярнойрастровой растровой

структурой структуройг 1

Штриховые

Растровые

135

Полярность

Негативы

136

Диапозитивы

137

С прямым изображение

м

Зеркальность С

зеркальным изображением

Поверхность эмульсионного

или заменяющего

его слоя

Строение

Красочность

138

Рис. 5.1. Классификация фотоформ, используемых в копировальныхпроцессах формного производства

Изготовленные на Изготовленные на Изготовленные

галогенсеребряных

термочувствительных

печатнымфотопленках пленках способом

Способизготовлен

ия

С глянцевой С матовой

поверхностью поверхностьюэмульсионного слоя эмульсионного слоя

Цельнопленочные Составные (монтажные)

Для многокрасочной печати (цветоделенные)

Для однокрасочной

печати

139

Для изданий, не требующих высокой графической и градационной точности, некоторые предприятия используют наиболее дешевый и простой способ изготовления фотоформ с помощью лазерных принтеров на полупрозрачной полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленке. Минусом такого способа является то, что по оптическим и репродукционно-графическим показателям они уступают фо-тоформам, изготовленным на светочувствительных пленках.

5.1.2. Основные требования к фотоформам

Требования к фотоформам можно условно разделить на три группы:

общие требования, предусматривающие, например: определенные линейные размеры фотоформ; наличие на них (в зависимости от характера печатной продукции) контрольных шкал, меток, припа-дочных крестов, служебной информации; зеркальность и полярность фотоформы; заданную линиатуру растровой структуры (для растро-вых фотоформ);

требования к оптическим показателям, характеризующим, например: Dm\n и Dmax элементов изображения, D0 — прозрачного или непрозрачного фона, интервал оптических плотностей — AD;

требования к репродукционно-графическим показателям, включающим, прежде всего, градационную характеристику растровых фотоформ и графическую точность геометрических размеров штриховых элементов.

Приведенные показатели регламентируются соответствующими нормативными технологическими инструкциями и другой норма-тивно-технической документацией. Допустимое количественное вы-ражение того или иного показателя определяется в зависимости от многих условий: характера печатной продукции и способа печати, типа используемых печатных красок, бумаги и т.д. Требования к фо-тоформам и методы их контроля изучаются студентами в рамках дисциплины «Технология обработки изобразительной информации» (ТОИИ).

140

5.2. Формные пластины для высокой и плоской офсетной печати

5.2.1. Основные разновидности и строение формных пластин

Для проведения формных процессов полиграфического произ-

водства в наличии должен быть большой ассортимент формных пла-

стин, выпускаемых специализированными предприятиями. Их можно

разделить на две группы:

• пластины для форматной записи информации, главным образом,

посредством копирования;

• пластины для поэлементной записи информации.

В данном подразделе приведены краткие сведения о пластинах

первой группы, используемых для изготовления форм высокой и

плоской офсетной печати. Эти пластины различаются по признакам,

указанным на рис. 5.2, а также и другим параметрам (форматам,

строению, технологическим показателям и т.д.).Классификационные

141

признаки

Вил приемного слоя

Рис. 5.2. Классификация формных пластин, используемых в копировальныхпроцессах плоской офсетной и высокой печати

Способ печати

Тип подложки

142

В плоской офсетной печати для печатных форм с увлажнением

пробельных элементов наиболее широко применяются монометал-

143

лические пластины с негативным или позитивным копировальными слоями, нанесенными на тонкие (0,15-0,30 мм) алюминиевые под-ложки (рис. 5.3, д, е). Иное строение имеют пластины для форм без увлажнения пробельных элементов (см. § 7.2.3).

- - 1

Для форм высокой печати, изготавливаемых копированием, как

правило, используются фотополимеризуемые пластины со светочув-

ствительной ФПК, нанесенной на металлические или полимерные

подложки. Кроме того, в типографской печати применяются весьма

ограниченно металлические (микроцинковые и магниевые) пластины с

негативным копировальным слоем.ФПП высокой печати отличаются многослойным строением. На-

ряду со светочувствительным слоем из ФПК в структуру формных пластин входит ряд дополнительных слоев, выполняющих вспомо-гательные функции (например, защищают слой от воздействия ки-слорода воздуха, повышают адгезию слоя к подложке, обеспечивают перераспределение излучения и т.д.). Наиболее типичное строение ФПП высокой печати показано на рис. 5.4, а, б. В ряде случаев функ-ции отдельных слоев могут быть совмещены в рамках одного слоя, например, слой 5 и 6 на рис. 5.4, а. Пластины для флексографских форм могут иметь более сложное строение, включающее еще ряд до-полнительных функциональных слоев. Примером тому служат, так

- 4 Л------Л------

----------С*• V-"' 1 • ' '• .1 'г,‘ 1 ы т

а в

Рис. 5.3. Изготовление монометаллических пластин плоской офсетной печати: а — обезжиривание и декапирование основы; б — зернение поверхности; в —

анодное оксидирование шероховатой поверхности; г — образование гидрофильного слоя на поверхности подложки; д — нанесение копировального

слоя; е — нанесение микрорельефного слоя; 1 — подложка;2 — оксидная пленка; 3 — гидрофильный слой; 4 — копировальный слой;

5 — микрорельефный слой

144

называемые, «многослойные пластины». В отличие от однослойных такие пластины флексографской печати содержат в своем составе два слоя различной упругости, благодаря этому достигается перераспре-деление деформаций, обеспечивающее уменьшение растаскивания (см. § 8.3.1).

5.2.2. Требования к формным пластинам

Общие требования к формным пластинам регламентируются действующей нормативно-технической документацией, которая ус-танавливает ТУ на пластины и служит для связи между производством пластин, производством оборудования и потребителем. ТУ содержат требования назначения, надежности, стойкости к внешним воздействиям. Они устанавливают также браковочные дефекты формных пластин и определяют требования к исходным материалам, используемым для их изготовления. В том числе, это требования, относящиеся к безопасности, охране труда и окружающей среды и исключающие возможность выделения токсичных или иных веществ, опасных в экологическом отношении, в окружающую среду при получении формных пластин, их хранении и использовании в процессе изготовления печатных форм.

Требования назначения — это требования к размерным (гео-метрическим) показателям подложки и регистрирующего слоя, а также формной пластины в целом по толщине, ширине и длине с учетом размеров формных цилиндров всего существующего в настоящее время парка печатных машин. Эти требования определяют также

-----------------------------------------------^ ----------- 1 -------------- г---------------------------------------—̂

о

----------2 --------------

1 ------------

к

а бРис. 5.4. Строение фотополимеризуемых формных

пластин: а — типографской;6 — флексографской; 1 — подложка; 2 — слой ФПК; 3 —

защитная пленка;4 — покровный слой; 5 — противоореольный слой; б —

адгезионный слой

145

параметры качества формных пластин, т. е. уровень их физи- ко-химических, физико-механических и других показателей. Для формных пластин различных типов эти показатели могут быть раз-личны, но обязательно регламентируется уровень репродукционно-графических и печатно-эксплуатационных показателей, определяющих качество печатных форм, изготовленных на таких формных пластинах. Для всех показателей качества устанавливаются предельные отклонения значений от номинальных.

Требования надежности обеспечивают сохранность комплекса рабочих свойств формных пластин в течение установленного срока их годности. Для большинства формных пластин этот срок составляет не менее 12 месяцев с момента их изготовления. Указанные требования гарантируют эксплуатационную надежность проведения формного и печатного процессов. Надежность зависит от условий хранения, предусматривающих защиту формных пластин от воздействия актиничного излучения, химических и тепловых воздействий, а также механических повреждений или самой пластины, или ее защитного покрытия (если оно предусмотрено). При превышении срока хранения, нарушении условий транспортировки или правил использования формных пластин могут происходить необратимые изменения, сопровождаемые потерей их рабочих свойств.

Браковочные дефекты пластин устанавливаются отдельно по под-ложке и регистрирующему слою. Они могут быть конкретизированы с указанием количества допустимых дефектов и их размеров в зависи-мости от типа пластин. Эти дефекты касаются разнотолщинности слоя, наличия следов коррозии, пятен, механических повреждений подложки, а также затеков, царапин и посторонних включений.

Требования к формным пластинам регламентируют условия их упаковки и маркировки, которые в каждом конкретном случае уста-навливаются отдельно. Соответствие готовых формных пластин требованиям оценивается на основании результатов приемно-сдаточного контроля.

Сенситометрические, репродукционно-графические и техноло-

гические показатели формных пластин определяются при использо-

146

вании методов, изложенных в гл. 4.

5.2.3. Изготовление формных пластин

Монометаллические пластины плоской офсетной печати.

Технология изготовления таких предварительно очувствленных пла-

стин одноразового использования появилась в начале 60-х гг. про-

шлого столетия и прошла значительный путь совершенствования. В

настоящее время в большинстве случаев монометаллические формные

пластины изготавливаются путем полива (нанесения) определенного

количества копировального раствора на специальным образом

подготовленную подложку и доведения образовавшегося слоя до

воздушно-сухого состояния. Технологический процесс состоит из трех

групп операций:

• подготовка поверхности металла-основы;• формирование на подложке копировального слоя;• разрезка ленты на отдельные пластины и их упаковка.

На крупных предприятиях эти операции выполняются при не-прерывном движении ленты на полностью автоматизированных ли-ниях (длиной 200-300 м), снабженных лазерными устройствами для контроля параметров пластин.

Подготовка поверхности металла-основы. В качестве метал- ла-основы используется алюминиевая лента обычно толщиной 0,15-0,30 мм, обладающая большой равномерностью по толщине (± 0,005 мм) и максимальной чистотой металла (количество примесей не должно превышать 0,5%). Такая лента подвергается специальной комплексной химической и электрохимической обработке, включающей следующие операции (см. рис. 5.3):

• обезжиривание и декапирование алюминиевой ленты (см. рис. 5.3,

а), которое проводится с целью удаления с ее поверхности

загрязнений, следов масла и смазки;• зернение поверхности (см. рис. 5.3, 6), позволяющее получить на ней равномерный микрорельеф с развитой микрошероховатой струк-турой. При этом площадь поверхности увеличивается в 50-60 раз по

147

сравнению с гладкой поверхностью, следовательно, повышаются ее адгезионные и адсорбционные свойства. Ведущие мировые произво-дители выполняют многоуровневое зернение, например, на поверх-ности ленты создается три типа микронеровностей: крупные, средние и мелкие, что улучшает показатели пластин;• анодное оксидирование шероховатой (зерненной) поверхности проводится с целью получения прочной и пористой оксидной пленки (рис. 5.3, в) определенной толщины (до 2 мкм) с микропористой структурой (с размером пор в несколько десятков А), которая является сильным адсорбентом. Проведение этой операции позволяет повысить устойчивость поверхности к механическим нагрузкам, значительно повышая ее твердость, дополнительно оксидная пленка защищает поверхность алюминия от коррозии;• образование гидрофильного слоя на поверхности подложки (рис. 5.3, г) ставит своей целью увеличение ее гидрофильных свойств и осуществляется путем наполнения оксидной пленки. Кроме того, наполнение пленки приводит к повышению ее прочности и обеспечивает вытеснение находящегося в порах кислорода, и в дальнейшем улучшается контакт поверхности алюминия с копиро-вальным слоем.

Таким образом, в результате комплексной обработки поверхность алюминиевой ленты приобретает определенную шероховатость, износостойкость и гидрофильные свойства.

Формирование копировального слоя. Воздушно-сухая пленка негативного или позитивного копировального слоя заданной толщины (1-3 мкм) формируется на алюминиевой ленте в результате нанесения на нее соответствующего копировального раствора с последующей сушкой. Нанесение копировального раствора на подложку осуществляется способами, которые обеспечивают возможность по-лучения необходимой толщины копировального слоя с нужной рав-номерностью. Эти требования достигаются дозированной подачей раствора на поверхность подложки с последующим его распределе-нием по ширине нанесения. Процесс основан на использовании спе-циальных демпфирующих приспособлений, например, упругих ножей,

148

валов, экструдеров (поливочного сопла) и других, необходимых для дозирования количества подаваемого раствора в зазор между движущейся подложкой и приспособлением для нанесения. Конст-рукция таких приспособлений определяет характер подвода раствора к подложке.

Процесс сушки копировального слоя, сопровождающийся удале-

нием растворителя, происходит в несколько стадий. Первоначально

наблюдается перераспределение растворителя в слое, затем происхо-

дит его интенсивное испарение (именно на этой стадии и формируют-

ся основные свойства слоя) и последующее окончательное высушива-

ние, когда эти свойства стабилизируются. Режим сушки во многом

влияет на основные свойства копировального слоя (рис. 5.3, д).На линиях по производству монометаллических пластин могут

использоваться как терморадиационный, так и индукционный способы

сушки. При использовании первого способа сушка осуществляется под

действием ИК-излучения, которое, проходя через слой, нагревает

подложку. Во втором случае лента перемещается в переменном

электромагнитном поле, которое образует в подложке вихревые

потоки, за счет которых она и нагревается.

Современные монометаллические формные пластины в боль-

шинстве своем имеют на поверхности копировального слоя специ-

альное микрорельефное покрытие (рис. 5.3, е), состоящее или из не-

поглощающих излучение микрочастиц, или дополнительного слоя из

водорастворимой смолы. Основное назначение покрытия — улуч-

шение контакта между фотоформой и копировальным слоем в про-

цессе экспонирования, которое достигается созданием каналов для

удаления воздуха (это покрытие с пластины удаляется в процессе

проявления копии).Разрезка ленты и упаковка пластин. Алюминиевая лента, по-

крытая копировальным слоем, после окончательного контроля разре-зается на отдельные первичные листы (при этом удаляются дефектные участки ленты, обнаруженные при контроле). Листы поступают на специальные резальные автоматы, где нарезаются на пластины не-обходимых форматов, далее производится упаковывание их в свето- и

149

влагонепроницаемый материал и картонные коробки.Выпускаемые в настоящее время монометаллические (негативные

и позитивные) формные пластины плоской офсетной печати отвечают высоким современным требованиям, которые достигаются не только автоматизацией процесса их изготовления, но и совершенной системой контроля производства. Так, например, операции ком-плексной электрохимической обработки алюминиевой ленты кон-тролируются разветвленной системой датчиков, подключенных к компьютерной системе управления. Лента с копировальным слоем проходит сплошной лазерный контроль.

Фотополимеризуемые формные пластины высокой печати. Многослойная структура фотополимеризуемых пластин, строение самого фотополимеризуемого слоя, его большая толщина, упруго-эластичное состояние ФПК — все это определяет специфику процесса изготовления ФПП типографской и флексографской печати. Способы изготовления ФПП были предложены задолго до промышленного производства пластин в конце 50-х гг. прошлого столетия и все они отличались значительной трудоемкостью. Изготовление ФПП состоит из подготовки подложки, формирования фотополиме- ризуемой пленки из ФПК и ее прикрепления к подложке.

Выбор материала подложки осуществляется с учетом ее функ-ционального назначения, т. е. обеспечения высокой тиражестойко- сти и размерной точности будущей печатной формы. Требования, предъявляемые к этому материалу, должны гарантировать надежность проведения формного и печатного процессов. От полимерных и металлических подложек, обеспечивающих размерную точность печатающих и пробельных элементов форм (поэтому их называют размероустойчивыми), требуется обеспечение таких свойств, как прочность на растяжение и изгиб, стойкость к агрессивным средам, а также изотропность свойств и равномерность по толщине. Подготовка подложки заключается в активировании ее поверхности, нанесении противоореольного и адгезионного слоев.

Фотополимеризуемые пленки могут быть получены различными способами.

Полив из растворов или эмульсий на бесконечную ленту. В этом

150

случае после фильтрации и деаэрации (удаления из ФПК растворен-ных в ней пузырьков воздуха) раствор подается через фильеру поли-вочной машины, формируя слой ФПК на поверхности ленты. После сушки слоя полученный материал сматывается в рулон. Дальнейший процесс изготовления формной пластины заключается в припрессовке полученной пленки к подготовленной подложке с помощью пресса или каландра, причем для крепления к подложке используют адгези-вы. В зависимости от применяемого адгезива этот процесс проводят либо при комнатной температуре, либо при нагревании. Для получе-ния ФПК требуемой толщины перед креплением пленки к подложке проводится склеивание тонких одинарных пленок ФПС. Пленки, по-лученные таким способом, характеризуются слоистой структурой — состоят из слоев с различной плотностью упаковки структурных обра-зований. Для получения пленок с однородной структурой и уменьше-ния усадки требуется замедление процесса испарения растворителя, достигаемое, например, использованием специальных камер досушки или термической обработкой пленки.

Нанесение на подложку расплавов (или высококонцентрированных растворов) либо путем прессования, либо экструзии. Метод прессования заключается в выдавливании расплава из замкнутой по-лости через канал специальной головки. Он характеризуется нерав-номерностью получаемого слоя ФПК, сложностью производства больших по формату ФПП и низкой производительностью. Поэтому, как и полив из раствора, прессование в современных технологиях изготовления ФПП находит ограниченное применение.

В отличие от метода прессования метод экструзии обеспечивает

достаточно высокую точность (порядка 20 мкм) по толщине ФПК и

характеризуется значительно более высокой производительностью,

особенно при изготовлении многослойных формных пластин. Кроме

того, он является экологически более чистым по сравнению с рас-

смотренными выше способами.Метод экструзии (рис. 5.5) включает следующие операции:

• подача из экструдера с помощью щелевой головки расплава ФПК 1 в промежуток между перемещающейся (с помощью тянущих

151

валиков 2) размероустойчивой прозрачной подложкой 3 и защитной пленкой 4 с покровным слоем 5;• прохождение через каландр 6 (формирование слоя ФПК);• последующее охлаждение и облучение УФ-излучением 7 со сто-роны подложки для обеспечения ее скрепления с ФПК;• разрезка по формату режущим устройством 8\• проведение выборочного контроля качества формных пластин, их упаковка и маркировка.

5.3. Оборудование для изготовления форм плоской офсетной и высокой печати

5.3.1. Экспонирующие устройства

Для изготовления печатных форм высокой и плоской офсетной печати способом копирования с фотоформ применяется разнообраз

Рис. 5.5. Изготовление флексографских формных пластин: а — схема устройства; б — готовая формная пластина; 1 — ФПК; 2 — тянущие валики;

3 — подложка; 4 — защитная пленка; 5 — покровный слой; б — каландр; 7 — УФ-излучение; 8 — режущее устройство

152

ное оборудование, характеризующееся различными показателями. В зависимости от технологического процесса формное оборудование можно разделить на три группы:• ЭУ, которые часто называются копировальным оборудованием;• оборудование для обработки экспонированных копий (не совсем точно его называют оборудованием для изготовления печатных форм);• автоматические линии экспонирования и обработки копий.

В настоящем разделе формное оборудование для изготовления форм из ЖФПМ не рассматривается.

В свою очередь данные устройства можно классифицировать по параметрам, указанным на рис. 5.6, а также по форматам, конструк-тивным особенностям, наличию дополнительных механизмов и стоимости.

153

Классификационныепризнаки

Способ печати Для форм плоской

офсетной печати

Uи

Механизированные

Автоматические

154

Разновидностьоборудования

Степень

автоматизац

ии

Zt'Л

Автоматизированные

Для форм высокой печати

КС

дл

я м

етал

ли

чес

ки

х п

лас

тин

ЭУ

дл

я т-

ти

по

граф

ски

х '

ФП

П

ЭУ

дл

я -

фл

ексо

граф

с- к

их

ФП

П

* sп

Механизированные Автоматизированные

155

156

Рис. 5.6. Классификация ЭУ

ЭУ для форм плоской офсетной и высокой печати обеспечивают выполнение следующих основных операций процесса:

• создание необходимого контакта по всей площади между фото-

формой и копировальным слоем формной пластины;

• достижение равномерности мощного освещения (15-40 тыс. люкс)

всей поверхности фотоформы излучением необходимой длины волн

(320-420 нм);

157

• регулирование величины экспозиции;

• обеспечение точности приводки изображений на формах для

многокрасочной печати;

• обеспечение точности позиционирования изображений (при ис-

пользовании КММ).

Устройства должны также обеспечивать оптимальные экологи-

ческие и экономические показатели, безопасные условия груда рабо-

тающих.

ЭУ плоской офсетной печати. К ним относятся (см. рис. 5.6)

копировальные станки и копировально-множительные машины.КС получили широкое применение при изготовлении мономе-

таллических форм плоской офсетной печати копированием с нега-

тивных и позитивных фотоформ. За ними до настоящего времени

сохранилось еще старое название — копировальные рамы. Принцип

работы современных КС можно легко понять из рис. 5.7.

3-Е

Рис. 5.7. Схема КС: 1 — осветитель (а — рефлектор; б — лампа; в — фильтр); 2 — датчик экспозиции; 3 — регулятор экспозиции; 4 — стол; 5 — стекло;

б — фотоформа; 7 — формная пластина; 8 — резиновый коврик;9 — вакуумная система

а

бв

1 . 1 j. s r & & jr jT ж

. . V _ .. .■

8

— 4

100

320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 )пим

б

158

КС различают по следующим признакам:• формат — максимальный размер экспонируемых формных пла-

стин (примерно от 42 х 52 до 140 х 180 см);

• расположение источника освещения (верхнее или нижнее);

• степень автоматизации (механизированные — с ручным управ-

лением или автоматизированные);

• конструктивные особенности: вертикальные или горизонтальные, с переворачивающимся односторонним или поворотным двух-сторонним столами (позволяющими помещать на них следующую пластину с фотоформой во время экспонирования первой) и т.д.

Станки могут оснащаться вспомогательными контролирующими и регулирующими устройствами, не показанными на рис. 5.7: мик-ропроцессорным блоком управления, механизмом экспонирования через рассеивающую пленку и др.

Для экспонирования используются в большинстве случаев ме-таллогалогенные лампы высокой интенсивности мощностью 1-8 кВт (чем больше формат станка, тем больше должна быть мощность). В зависимости от типа используемых в них примесей металлогалогенные лампы могут излучать максимальный световой поток в различных диапазонах: с добавкой галлия в диапазоне 410-420 нм (рис. 5.8, а), а с добавкой железа — 350-450 нм (рис. 5.8, б).

Интенсивность излучения, %

Рис. 5.8. Спектральные характеристики металлогалогенных ламп: а — с добавкой галлия; б —с добавкой железа

а

159

Лампы первого вида используются для экспонирования слоев на основе ОНХД, а второго — для ФПС. Некоторые фирмы выпускают универсальные КС, укомплектованные несколькими (например, тремя) различными источниками освещения. Они могут использоваться для экспонирования всех видов светочувствительных материалов, применяемых в допечатных процессах. Оснащение осветителей спе-циальными устройствами — коллиматорами обеспечивает формиро-вание узкого параллельного пучка излучения.

Важнейшей частью конструкции КС является вакуумная система, предназначенная для удаления воздуха и обеспечения прижима фотоформы к копировальному слою во время экспонирования. Плотный и равномерный прижим обычно достигается за счет двухступенчатой системы вакуумирования (рис. 5.9) и может быть улучшен наличием в конструкциях дополнительных механических средств для удаления воздуха из зоны контакта между фотоформой и копировальным слоем.

Разрежение, % КММ выпускались крупными юо зарубежными

фирмами до начала

160

161

5 0 1 0 0 t, с е к

Рис. 5.9. Процесс ступенчатого соз-дания вакуума при копировании

90-х гг. прошлого столетия.

Они представляли собой сложные по конструкции ЭУ автоматизированного, и автоматического типа. Наиболее совершенные КММ в авто-матическом режиме по заданной

162

163

программе выполняют следующие операции:

• подачу формной пластины;

• расположение в зоне экспонирования фотоформы, размещенной на

монтажной съемной раме;

• последовательное экспонирование участков пластины путем пе-

ремещения фотоформы;

• вывод фотоформы и пластины в приемное устройство. Некоторые

автоматические КММ соединялись с процессором,

образуя автоматическую линию по изготовлению печатных форм.

Рис. 5.10. Спектральная характеристика люминесцентной лампы

164

Применение КММ, позволяющих размножать на формной

пластине одинаковые сюжеты (книжно-журнальные обложки,

вклейки, вкладки, открытки и т.д.) с точностью позиционирования 0 , 0 1

мм, было в тот период экономически и технологически оправданным.

С развитием цифровых технологий потребность в КММ значительно

сократилась. В настоящее время они используются в редких случаях.

ЭУ высокой печати. При изготовлении цинкографских копий на

металлических (микроцинковых и магниевых) пластинах до

последнего времени применялись цинкографские КС (рамы) уп-

рощенных конструкций. В настоящее время для этой цели ис-

пользуются и копировальные офсетные станки небольших форматов.

ЭУ для типографских ФПП из-за отличия в свойствах приме-

няемых формных пластин имеют некоторые особенности по сравне-

нию с КС. В зависимости от используемого источника излучения

различают экспонирующие установки с металлогалогенными и лю-

минисцентными лампами. Последние находят более широкое при-

менение. Они представляют собой укрепленные на панели несколько

(8-18) люминисцентных ламп мощностью 25-60 Вт, излучающих в

коротковолновой зоне спектра (рис. 5.10).Применение при экс-понировании рассеянного света и более коротковол-нового излучения обу-славливает необходимость экспонирования формной пластины, расположенной на небольшом расстоянии от источника излучения.Кроме того, в устройствах используется вместо стекла прижимная пленка, обеспечивающая создание вакуума, про

165

пускающая УФ-излучение требуемого диапазона = 360-380 нм). Следует иметь в виду, что при этом возникает необходимость охла-ждения металлической плиты, на которой с помощью вакуума за-крепляется формная пластина. В отличие от оборудования, приме-няемого в плоской офсетной печати, ЭУ для экспонирования ФПП могут быть не только плоскостного, но и цилиндрического типа (для экспонирования предварительно изогнутых формных пластин). Более широкое применение получили устройства с размещением формной пластины на плоскости. В большинстве случаев они являются частью комбинированных процессоров для изготовления ФПФ высокой печати.

ЭУ для флексографских ФПП конструктивно практически не отличаются от ЭУ для типографских ФПП. Основное их отличие — необходимость использования наряду с источником УФ-излучения зоны А (315-380 нм) источника УФ-излучения зоны С (200-280 нм), расположенных соответственно в двух секциях (рис. 5.11).

а

б

в

г

Рис. 5.11. Схема комбинированного процессора для изготовления флексографских форм: а — секция вымывания (1 — устройство для крепления

пластины; 2 — копия; 3 — вымывная щетка; 4 — вымывной раствор); б — секция экспонирования (5 — лампы УФ-А излучения); в — секция финишинга

(б — лампы УФ-С излучения); г —секция конвекционной сушки(7 — вентилятор с нагревателем)

Оборудование для обработки копий

Для форм высокой печати

Вид печатных форм

166

ЭУ с источником УФ-А излучения может быть автономным, на-подобие КС, или являться секцией многооперационного процессора для изготовления флексографских печатных форм (см. рис. 5.11). Они могут быть предназначены для одностороннего и двухстороннего экспонирования. В последнем случае формная пластина располагается на стеклянном столе, а операции экспонирования проводятся последовательно.

5.3.2. Оборудование для обработки экспонированных копий

Процессы обработки экспонированных копий при изготовлении печатных форм различных способов печати отличаются. Конкретный перечень выполняемых операций и их режим зависят от типа формных пластин и принятой технологии изготовления печатных форм. Ассортимент оборудования для обработки копий плоской оф-сетной и высокой печати различается по параметрам, указанным на рис. 5.12, а также (на схеме не показано) по конструктивным осо-бенностям, форматам (или максимальной ширине обрабатываемых на линиях пластин), производительности и стоимости.

Классификационныепризнаки

Способ печати

Флексо- графские на ФПП

Флексо- !рафские из ЖФПМ

Монометаллические Типографские

металлическиеТипографские

на ФПП

Для форм плоской офсетной печати

167

Типоборудования

Степеньавтоматизации

Механизированные

Операционные Поточные Операционные Поточные

установкиW

линии установкиw

линии

Автоматизированные

Автоматические

Механизированные

Автоматизированные

168

Рис. 5.12. Упрощенная классификация оборудования для обработки экспонированных копий

169

Оборудование для обработки копий плоской офсетной печати.

Операционное механизированное оборудование для обработки

офсетных копий (установки для проявления, гуммирования и др.)

появились во второй половине прошлого века. Затем они стали со-

единяться между собой, образуя механизированные поточные линии

по обработке монометаллических копий. На их базе несколько позже

стали создаваться автоматизированные и автоматические линии.Линии по обработке монометаллических копий, вероятно,

благодаря их высокой степени автоматизации стали называться процессорами (от лат. processus — продвижение). Они представляют собой (рис. 5.13) компактные автоматизированные или автоматические поточные линии, состоящие из агрегатированных отдельных модулей — секций: проявления, промывки, нанесения защитного покрытия (гуммирования) и сушки. Помимо этого процессор включает устройства подачи и вывода пластины, систему ее транспортировки, системы рециркуляции, регенерации и терморегулирования (для обеспечения постоянства состава и температуры растворов).

Процессоры могут быть агрегатированы с устройством для тер-мообработки форм, а также оснащены встроенным компьютером с

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

170

монитором, на экране которого отображаются режимы процессов проявления, последующей обработки и диагностика системы. Экс-понированная копия непрерывно перемещается транспортирующими роликами и эластичными валиками в горизонтальном направлении через обрабатывающие секции, где по заданной программе выполняется весь комплекс обработки. Одновременно на различных стадиях обработки могут находиться несколько пластин, что обеспе-чивает высокую производительность оборудования. Некоторые мо-дели процессоров позволяют обрабатывать пластины шириной до 135 см и более.

Оборудование для обработки копий высокой печати. Обработка типографских копий, полученных на металлических пластинах, осуществлялась на механизированных операционных установках (проявление, промывка, сушка). Для травления формы широко использовались различные модели машин однопроцессного (одно-ступенчатого) травления.

Обработка типографских копий, полученных на ФПП, проводится на автоматизированных линиях струйного или щеточного типа, а также в вымывных процессорах с последующей сушкой в сушильных устройствах поточного или секционного типов. Копия проходит на линии секции вымывания, промывки, сушки и дополнительного экспонирования. При обработке типографских копий на стальной подложке возможно использование процессоров поточного типа с перемещением и обработкой экспонированных пластин, расположенных изображением вниз. Пластина на стальной подложке удерживается транспортирующим устройством с помощью магнита.

Редко применяемая в настоящее время технология изготовления

ФПФ на предварительно изогнутых формных пластинах предусмат-

ривает использование для обработки копий вымывной машины цик-

лического действия с цилиндрическим формодержателем. Вымыв

ные процессоры различаются также по используемым растворам

как водовымывные, щелочевымывные и применяемые для вымывания

копий в органических растворителях, что во многом и определяет их

конструкцию.

Обработка флексографских копий, полученных на ФПП, осу-

ществляется обычно в автоматизированных процессорах, представ-

ляющих собой поточные линии для вымывания в органических

растворителях. Использование автоматизированных вымывных про-

цессоров при работе с такими органическими растворителями, как

изопропан, н-пропанол, изобутанол, н-бутанол, метилгликоль и дру-

гими, требует их герметизации, поскольку эти вещества являются

пожароопасными и химически активными. Кроме того, их применение

требует специальных мер по нейтрализации и очистке.В процессе обработки копия транспортируется через секции:

вымывания, оснащенную щетками, очистки валиком (или щеткой) и орошения чистым раствором. После вымывания форма помещается в сушильное устройство, а затем подвергается окончательной обработке в секции финишинга и дополнительного экспонирования.

Наиболее совершенными при вымывании водой являются ком-бинированные многооперационные установки — процессоры, вклю-чающие комплекс устройств для изготовления флексографских форм: экспонирования, вымывания, сушки а также дополнительного экспонирования и финишинга.

В последние годы фирмой Du Pont разработан термический про-цессор, заменивший вымывной для некоторых типов флексографских пластин. В этом процессоре удаление незаполимеризованного слоя осуществляется без использования вымывного раствора.

172

РАЗДЕЛ III. АНАЛОГОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ

Глава 6. Формы плоской офсетной печати с увлажнением пробельных элементов

6.1. Развитие формных процессов плоской офсетной печати

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

Разработка новых копировальных слоев. В 1960 г. в ФРГ были разработаны два новых слоя: позитивный на основе ОНХД и нега-тивный 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 пред-варительно очувствленные монометаллические, а несколько позже и полиметаллические формные пластины одноразового использования.

Они позволили изготавливать монометаллические и биметалли-ческие формы с улучшенными репродукционно-графическими и технологическими свойствами и в 80-х гг. почти полностью отка-заться’от использования хромированных полимеров. В это же время были разработаны смесевые копировальные слои (см. рис. 3.3) и ре-версивные 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.

173

За рассматриваемый период произошло некоторое изменение

рецептур копировальных растворов, но основным компонентом,

например, для позитивных слоев до сих пор является ОНХД. Зна-

чительно улучшены процессы подготовки поверхности пластин,

изменилась структура монометаллических пластин. С 80-х гг. в

структуру стал вводиться гидрофильный слой (см. рис. 5.3, г), ко-

торый 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).

Автоматизация процессов изготовления форм. Период второй

половины прошлого столетия характеризуется для формных процес-

сов плоской офсетной печати интенсивным переходом от механизи-

рованных технологий к автоматизированным с использованием ком-

пьютерной техники:

• копировальные рамы упрощенных конструкций с 70-х гг. заме-

няются сложными автоматизированными станками (см. рис. 5.7) с

использованием новых источников освещения (ксеноновых и гало-

генных ламп), а механизированные КММ — полуавтоматами и ав-

томатами с программным управлением;

• для обработки экспонированных копий в 60-х гт. стали

применяться механизированные устройства, механизированные

поточные линии, а затем — автоматизированные линии и процессоры

(см. рис. 5.13). Первые установки появились для изготовления

биметаллических форм, по-видимому, из-за большой трудоемкости и

многооперационности формного процесса;

• в 70-80-х гг. на полиграфических предприятиях ряда стран (в том

числе и в СССР) применялись высокопроизводительные автоматы,

174

состоящие из ЭУ и процессоров (или линий) по обработке копий.

Разработка новых аналоговых технологий. Наряду с совер-

шенствованием традиционных процессов изготовления моно- и би-

металлических форм копированием были разработаны и новые ана-

логовые технологии:

• изготовление форм копированием на очувствленные пластины

гладкого алюминия, углеродистой стали, на листовые полимерные и

бумажные материалы;

• использование пластин с двухсторонним покрытием копиро-

вальным слоем;

• изготовление малоформатных (как правило, для малых тиражей

однокрасочной продукции) форм прямым фотографированием и элек-

трофотографированием (проекционным экспонированием) РОМ, ми-

нуя процессы изготовления фотоформ.

С этой целью использовались, в частности, серебросодержащие

многослойные пластины. Печатающие элементы получали в

зависимости от типа пластин или в результате диффузионного пе-

реноса комплексов серебра, или на копировальном слое (при ис-

пользовании пластин с гибридной структурой, состоящих из ко-

пировального слоя и приемного галогенсеребряного слоя).

Электрофотографические формные пластины применялись для

прямого способа изготовления форм. Кроме того, долгое время ис-

пользовался и косвенный способ, который предусматривал перенос

полученного электрофотографического изображения с промежуточ-

ного носителя на формную подложку.

6.1.1. Современные разновидности форм

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 пе-

175

чатающих и пробельных элементов, рецептурой обрабатывающих

растворов, технологическими режимами и т.д.

Благодаря совершенствованию техники и технологии изготовле-

ния монометаллических форм контактным копированием и появлению

цифровых формных процессов, в настоящее время количество

применяемых технологических вариантов резко сократилось. В со-

временном 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 электрофото-

графическими слоями (применение их ограничено).

6.1.2. Схемы технологических процессов изготовления форм

Формы, изготовленные копированием фотоформ. Мономе-таллические 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).УФ-излучение

i 'i 1 I

176

Формы, изготовленные прямым фотографированием на ма-териалах с серебросодержащим слоем. Существует несколько ва-риантов технологий, ориентированных на использование различных типов формных материалов. В качестве примера ниже рассматрива-ется схема изготовления форм с применением формного материала на бумажной подложке.

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

1 шшш

чa

54•32

1

P m c . б . / . Изготовление монометаллической печатной формы копированием с диапозитива: а — экспонирование; 6 — проявление; в — нанесение защитного покрытия; 1 — алюминиевая подложка;2 — оксидный слой; 3 — гидрофильный слой; 4 — позитивный копировальный слой; 5 — фотоформа; 6 — печатающие элементы; 7 — пробельные элементы;

8 — пленка защитного коллоида

543

177

а

• проекционное экспонирование формной пластины с РОМ, в ре-зультате 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 по-следующее 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:

2

свет

Рис. 6.2. Изготовление формы плоской офсетной печати прямым фотографированием: а — формная пластина; 6 — проекционное экспонирование;

в — обработка активатором; 1 — РОМ; 2 — подложка;3 — слой с проявляющим веществом; 4 — галогенсеребряный слой;

5 — гидрофильный желатиновый слой с центрами физического проявления;6 — печатающие элементы; 7 — пробельные элементы

в

178

• получение на формной пластине электрофотографического изо-бражения и его проявление-визуализация (рис. 6.3, а); осуществляет-ся, в принципе, по рассмотренной выше схеме (см. рис. 1 . 1 2, 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 сили-кат натрия;• нанесение на печатную форму защитного коллоида 6 (рис. 6.3, г) и его сушка.

з2

а

W 1 IW

Рис. 6.3. Изготовление формы плоской офсетной печати электрофотографированием: а — получение электрофотографического

изображения и его визуализация; 6 — термическое закрепление печатающих элементов; в — удаление ЭФС с пробельных элементов; г — нанесение

защитного коллоида; 1 — подложка; 2 — ЭФС; 3 — проявитель;4 — печатающие элементы; 5 — пробельные элементы; 6 — защитный коллоид

6.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов

6.2.1. Физико-химические закономерности смачивания печатающих и пробельных элементов

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

179

твердому телу (силами адгезии) и сил взаимного притяжения между молекулами самой жидкости (силами когезии).

Взаимодействие жидкости и твердого тела характеризуется ра-ботой адгезии Wa, т. е. работой, которую необходимо затратить для

отделения жидкости от твердого тела. Работа адгезии может быть определена как разность энергетических характеристик конечного состояния, при котором присутствуют две поверхности с о тг и о жг, и начального состояния, при котором жидкость находится на по-верхности твердого тела а г*. Соотношение сил поверхностного на-тяжения 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 ус-ловиях) смачивание. Работа адгезии определяется из соотношения

Wа — О тг + О жг — О тж . (6*1)

Сопоставляя уравнения 6.1 и 4.7 (см. § 4.3.4) получаем

= О жг (1+ COS0). (6.2)

Взаимодействие частиц (молекул) одной фазы характеризует работу когезии WK, которая численно равна работе изотермического

разделения объема жидкости на равные части:

К = 2 а жг. (6.3)

Из уравнений (6.2) и (6.3) следует

Wa _ 1 + cos0

2 '

Полученное уравнение характеризует соотношение между крае-

вым углом смачивания твердой поверхности и работой адгезии.

180

В процессе печатания поверхность формы контактирует одно-

временно с двумя разными по полярности жидкостями. Для того,

чтобы пробельные элементы смачивались полярной жидкостью —

увлажняющим раствором, они должны быть гидрофильны. Если

0 = 20-30°, то пробельные элементы устойчиво противостоят смачи-

ванию неполярной краской. Печатающие элементы должны быть

гидрофобны — красковосприимчивы (0 = 115-145°).

6.2.2. Формирование печатающих элементов

Основной задачей аналоговых технологий изготовления форм плоской офсетной печати является перенос графической информации с фотоформ или РОМ на светочувствительные формные пластины и формирование на них печатающих и пробельных элементов с необходимыми технологическими показателями. При оптимальных характеристиках фотоформ и РОМ эти показатели зависят от струк-туры и строения формных пластин и их свойств, режимов экспони-рования и последующей обработки. Физико-химическая сущность формирования печатающих элементов различных типов форм имеет свои особенности.

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, гид-рофобной пленкой, служащей основой будущих печатающих эле-ментов, 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,

O

o-

181

если хорошо развита поверхность металла. Сохранение гидрофоб-ных 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 пла-стинах с негативным копировальным слоем, печатающие элементы формируются в процессе экспонирования, когда участки гидрофоб-ного копировального слоя, соответствующие будущим печатающимэлементам, подвергаются воздействию светового излучения.

Формы, изготовленные прямым фотографированием. Сущность формирования печатающих элементов на серебросодержащих формных пластинах заключается в следующем (см. рис. 6.2): на не-экспонированных участках слоя под действием растворителя галоге- нида серебра (тиосульфата натрия), происходит образование сереб-ряных комплексов (серебрянотиосульфатного комплекса):

AgBr + 2S20j' — Br' + Ag(S 203)r

При диффузии этих комплексов в слое 5 наблюдается восстанов-ление серебра на центрах физического проявления, представляющих собой коллоидные частицы из серебра, меди, селена, сульфидов се-ребра, кадмия или свинца, равномерно распределенных в желатиновом слое. Их размеры, соответствуют нанометрическому диапазону. Необходимая для процесса восстановления серебра щелочная среда (pH > 10) обеспечивается раствором активатора. В результате обра-зуется, так называемое, «позитивное серебро»:

o-II

-> 2Ag+ | | +4S20,2~3

IIo

182

Являясь олеофильным, это серебро выполняет функции печа-

тающих элементов. Олеофильность печатающих элементов может

быть дополнительно повышена использованием гидрофобизаторов,

входящих в состав обрабатывающего раствора.

Печатающие элементы на формных пластинах с электрофотогра-фическим слоем формируются на его поверхности в результате экспо-

нирования, 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.

6.2.3. Формирование пробельных элементов

Монометаллические формы. Формирование пробельных эле-

ментов 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 ре-

зультате такой обработки на алюминии образуется мелкопористый

гидрофильный слой, состоящий из гидратированной окиси с вне-

дренными в нее примесями фосфатов и серы, что дополнительно по-

вышает гидрофильность пленки. Области оксидных пленок, грани-

чащие 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 явля-

ются пористыми, так как помимо тонкого барьерного слоя они имеют

также толстый (1-1,5 мкм) пористый слой из губчатого оксида

183

алюминия, обладающего развитой поверхностью. Последующее

наполнение оксидной пленки уменьшает ее пористость и дополни-

тельно улучшает гидрофильность. Такая оксидная пленка алюминия

обладает повышенным сродством к воде и хорошо смачивается ув-

лажняющим раствором. Созданные на поверхности алюминия гид-

рофильные 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. Пробельные элементы форм, изготовленных на 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), предпола-гая, что проявление осуществляется двухзарядным анионом гидро-хинона:

(6.4)

184

На этих участках и формируются пробельные элементы, имеющие двухслойную структуру и состоящие из «негативного серебра», распределенного в желатиновом слое 4, верхнего гидрофильного желатинового слоя 5.

Пробельные элементы форм, изготовленных на электрофото-графических пластинах формируются на гидрофильном слое, нане-сенном на подложку, который обнажается на стадии удаления ЭФС (см. рис. 6.3, в).

6.3. Технология изготовления монометаллических форм копированием

6.3.1. Монометаллические формные пластины

Разновидности формных пластин. Монометаллические формные пластины, применяемые для копирования, можно классифицировать по:• формата,и — пластины малого (до 660 мм по ширине), среднего (до 840 мм) и большого (свыше 840 мм) формата, соответствующие форматам печатных машин;• типу копировального слоя — с позитивным или с негативным копировальными слоями (см. § 3.1.2). Наибольшее применение в на-стоящее время в России находят позитивные копировальные слои;• тиражестойкости изготовленных форм — для тиражей 100-300 тыс. оттисков;• толщине алюминиевой подложки, которая может быть равна 0,15; 0,20; 0,24; 0,28; 0,30 мм (возможно также использование подложек толщиной 0,40 и 0,50 мм);• толщине копировального слоя и оксидной пленки — толщины

копировальных слоев пластин различных фирм-производителей со-

ставляют от 1,5 до 2,5 мкм, а толщины оксидных пленок большинства

пластин — 1 - 2 мкм;

• цвету копировального слоя — цвет слоя обычно от темно-синего

до темно-зеленого с различной степенью насыщенности, что облегчает

контроль копии за счет высокого цветового контраста печа

185

тающих и пробельных элементов и дает возможность применения

сканирующих устройств для автоматической предварительной на-

стройки красочного аппарата печатной машины;• способу подготовки поверхности подложки — электрохимическое зернение в растворах соляной или азотной кислот позволяет получить поверхности с различной микрогеометрией. Другие типы зернения, например, многоуровневое комбинированное (рис. 6.4) позволяют получить поверхность со сложной микрогеометрией сочетанием возможностей механического, химического и электрохими-ческого способов;• наличию и формированию на поверхности формной пластины микрорель- ефного слоя. Такой слой может быть получен либо

напылением водораствори-Рис. 6.4. Разрез алюминиевом подложки

мои смолы, либо сформиро- с МНОГОурОВНевым зернением: а — крупное; ван из непоглощающих из- б — среднее; в — мелкое зернение лучение частиц размером4— 5 мкм, которые предварительно вводят в состав копировального раствора, а после его нанесения и сушки они выступают над поверх-ностью на 1-3 мкм, создавая микрорельеф;• назначению пластины, которую используют для пробной печати тиражестойкостью до 2 0 тыс. отт. и тиражных форм.

Микрогеометрию поверхности подложки характеризует ее ше-роховатость, представляющая собой сочетание хаотически располо-женных выступов и впадин (рис. 6.5).

Уп

Рис. 6.5. Пример определения параметра Ra

186

187

Оценивается микрогеометрия чаще всего высотным параметром

неровности поверхности, который определяет размер неровностей по

нормали к базе отсчета. Параметр Ra представляет собой отклонение

профиля от базовой линии (по нормали к ней) в пределах базовой

длины и определяется по формуле

или приближенно: /?а - — £ \У( >п /=1

где* — абсцисса профиля, которая отсчитывается по базовой линии; у(х) — функция, описывающая профиль; у-% (/ = 1, 2...п) — ординаты л-точек профиля в пределах базовой длины /, используемой для вы-деления неровностей, характеризующих шероховатость.

Ra определяется с помощью профилометра ощупыванием по-верхности алмазной иглой. В ряде случаев микрогеометрия оценива-ется параметром Rs, который характеризует количество выступов на шероховатой поверхности на длине в 1 см.

Основные характеристики формных пластин. Монометал-лические пластины одного и того же типа имеют схожие структуры и состав слоев (см. рис. 5.3, е), которые определяют их основные характеристики и свойства печатных форм, на них изготовленных. Номинальные значения основных характеристик формных пластин с позитивным копировальным слоем регламентированы в России действующим стандартом ОСТ 29.128-96, по которому должен осу-ществляться входной контроль пластин. В этом стандарте указаны геометрические, структурные параметры формных пластин и их под-ложек, а также приведены некоторые сенситометрические, репро- дукционно-графические и технологические свойства: светочувстви-тельность, разрешающая способность (оцениваемая размером мини-мально воспроизводимого штрихового элемента), градационная передача (характеризуемая относительной площадью растровой точки в %) и избирательность проявления.

188

Количественные показатели этих характеристик для позитивных формных пластин, используемых на отечественном рынке, превышают величины, приведенные в указанном стандарте. Например, светочувствительность копировальных слоев большинства пластин выше в 1,5-2 раза. Численное значение, определенное через время экс-понирования (см. § 4.1.1), по действующему стандарту равно 5 мин. Размер минимально воспроизводимого элемента составляет 10-12 или 12-15 мкм. Ряд фирм-производителей указывают на возможность вос-произведения элементов и меньших размеров, в частности, 6 - 8 мкм. Градационная передача обеспечивает воспроизведение растровых точек с 5°™ в светах 1-2%, а в тенях 98-99% (при линиатуре растри-рования 60 лин/см). Параметр Ra может принимать значения 0,4-0 , 8

мкм. Причем чем он выше, тем больше адсорбционная способность поверхности. Параметр/?5, как правило, равен 160-180 выступов на 1 см.

Монометаллические формные пластины обеспечивают тираже- стойкость форм до 250-300 тыс. оттисков. Отдельные типы пластин, предназначенные для больших тиражей, на стадии изготовления печатной формы могут быть подвергнуты термообработке (см. § 6.3.6), в результате которой тиражестойкость форм повышается до 500 тыс. отт. и более. Формные пластины с негативным копировальным слоем, по мнению многих специалистов, характеризуются более высокими значениями репродукционно-графических свойств. Размер минимально воспроизводимого элемента составляет 6 - 8 мкм.

Выбор формных пластин для конкретных условий. При выборе того или иного типа формных пластин определяющими являются тре-бования к их технологическим и репродукционно-графическим показателям и стоимости. Так, например, в зависимости от тиража печатных изданий осуществляется выбор таких пластин, которые обеспечивают необходимую тиражестойкость форм при печатании в нормализованных условиях. Для пробной печати применяются формные пластины, обладающие низкой тиражестокостью и меньшей стоимостью.

Специфические условия печати, например, красками, требующими УФ-сушки, вызывают необходимость использования пластин,

189

специально для этого предназначенных. В практике полиграфических предприятий находят применение также те формные пластины, которые могут подвергаться термообработке на стадии изготовления печатных форм. Немаловажным при выборе типа формных пластин являются размеры минимально воспроизводимых элементов изображения. Особенно жесткие требования предъявляются к формным пластинам, применяемым для печатания высококачествен-ной продукции с использованием высоколиниатурного или стохас-тического растрирования. В этом случае они должны обеспечить возможность воспроизведения элементов изображения размерами от 1 0

мкм.При выборе формных пластин для листовых или рулонных машин

учитывается степень шероховатости поверхности подложки. Высокоскоростное печатание на рулонных машинах требует исполь-зования форм с большей величиной параметров Ra и Rs для лучшего восприятия формой увлажняющего раствора.

6.3.2. Аналоговые тестовые шкалы и тест-объекты для контроля формного процесса

Тоновые (полутоновые) ступенчатые шкалы. Важной со-

ставляющей 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 AD, обычно равным 0,15.

Существуют несколько видов тоновых ступенчатых шкал, отли-

чающихся количеством полей и значениями оптических плотностей.

Принцип их действия рассмотрен в § 4.1.1.

Тоновые ступенчатые шкалы, например сенситометрические

ступенчатые шкалы (СПШ-К), разработанные специалистами ВНИИ

полиграфии, служат для определения режимов экспонирования, а

190

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 репродукционнографических 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 одина-

ковы). Шкала содержит два дополнительных поля с относительной

площадью элементов 2,6 и 4,3%. Искажения элементов на растровых

полях меняются от ±3,3% на полях 1+ и Г до ±6,6% и ±9% на полях 2~ и

3±9 соответственно.

Применение контрольных шкал такого типа основано на том, что

решетки с различной пространственной частотой по-разному преобра-

зуются в процессе копирования. В результате, одна низкочастотная

решетка сохраняет постоянство оптических плотностей, а решетка бо-

лее высокочастотная в зависимости от экспозиции становится или бо-

лее темной, или более светлой. Подбором экспозиции можно выров-

нять результат, поэтому такую структуру используют для визуального

контроля экспозиции с точки зрения точности воспроизведения рас-

тровых элементов.

Если режимы изготовления печатной формы оптимальны, то поле

0 на растровом фоне будет визуально едва заметным. При нарушении

г* 2* i* о Г 2" 3" 4

Рис. 6.6. Схема шкалы оперативного контроля РШ-Ф

191

режимов экспонирования поле 0 на растровом фоне резко выделяется.

Шкала РШ-Ф при совпадении по светлоте одного из контрольных

полей (3+, 2+, /+, 0, 2~, 3~) с фоном позволяет получить

количественную оценку максимальных градационных искажений.

Поля контроля высоких светов (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 ви-

зуальном 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).

• Фрагмент 1 - это ступенчатый тоновый клин.

• Фрагмент 2 представлен штриховыми элементами (штрихами и

просветами) различных размеров, выполненными в виде концентри-

ческих окружностей. Этот фрагмент используется для определения

размера минимально воспроизводимого штриха и последующей оцен-

ки разрешающей способности (см. § 4.2.1). Ширина микроштрихов

составляет 4-70 мкм, расстояние между штрихами 36-350 мкм, соот-

ветственно, поэтому разрешающая способность при воспроизведении

той или иной группы штрихов изменяется от 250 до 24 лин/см.

• Фрагмент 3 — это растровая шкала, состоящая из 10-ти полей с

линиатурой растрирования 60 лин/см с шагом 5оти, равным 1 0%.

Этот фрагмент служит для построения градационной характеристики

печатной формы в координатах = f ( S ™ ) , где S ™ — относительная

площадь растровых точек на полях фрагмента 3 шкалы UGRA- 82.

• Фрагмент 4 содержит четыре области с микроштрихами, распо-

1 2 3 4 5

Рис. 6.7. Тест-объект UGRA-Ю.

192

ложенными горизонтально, вертикально и под углами 45 и 90°. Этот фрагмент необходим для оценки двоения и скольжения в печатном процессе.

• Фрагмент 5 содержит по шесть полей в области высоких светов с

5°™ 0,5-5% и в области глубоких теней с S0™ 95-99,5%. Он служит

для оценки воспроизведения мелких растровых точек, а также

позволяет определить интервал воспроизводимых градаций.

Тест-объект FOGRA Kontakt-Kontrollstreifen (FOGRA KKS). На тест-объекте FOGRA KKS (рис. 6.8) размещены три кольцевых кон-трольных 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

Рис. 6.8. Схема тест-объекта FOGRA KKS: а — общий вид; б — вид в разрезе;1-3 — контрольные элементы

193

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 линиа-

турами 60 и 1 2 0 лин/см, каждая из которых содержит по 1 2 полей с

различной 50ТИ от 5 до 100% (с переменным шагом 5 и 10%). Он

служит для оценки воспроизведения растровых изображений с раз-^ ^ л O'! Н

личнои линиатурои путем измерения 5пф и построения градационных

характеристик в координатах S°T£ = f { S ° T H ) , где S°™ - относительная

площадь растровых элементов на тест-объекте.

6.3.3. Экспонирование с позитивных и негативных фотоформ

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 экспо-нирования в копировальном станке должен обеспечиваться плотный прижим фотоформы к копировальному слою и максимально равно-мерная освещенность экспонируемой поверхности. Степень контакта между фотоформой и формной пластиной зависит от работы системы вакуумирования копировального станка, вида фотоформы, типа

194

формной пластины и микрогеометрии ее поверхности. Условия вакуумирования в копировальном станке должны обеспечить отсут-ствие 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%) контроли-руется 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 экспони-руемой поверхности.

Подготовка обрабатывающего оборудования включает состав-ление (или разбавление до нужной концентрации) проявителя и гуммирующего раствора, а также выбор и установку режимов обра-ботки, т. е. температуры раствора и скорости прохождения экспони-рованной 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

Рис. 6.9. Спектральные кривые пропускания: 1 — стекло копировального станка;

2 — монтажная основа;3 — подложка фотоформы;

4 — желатиновый слой фотоформы

195

и том же КС экспозиция является величиной непостоянной и из-меняется 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 металлогалогенной лампы (или закрытия затвора осветительной системы) только после получения копировальным слоем заданной дозы излучения.

В процессе экспонирования излучение от источника до копиро-вального слоя проходит через среды с различными коэффициентами пропускания: воздух, стекло копировального станка, монтажную ос-нову, фотоформу. Пропускание всех этих сред на длинах волн, соот-ветствующих спектральной чувствительности позитивного копиро-вального слоя (за исключением стекла), близко к 1 0 0%, поэтому излучение частично поглощается стеклом (рис. 6.9).

Излучение также преломляется на границах раздела сред с раз-личными показателями преломления. В связи с этим, в основном

световом потоке, падающем на ко-пировальный слой, присутствует некоторая доля рассеянного света. Дополнительно световой поток рас-сеивается и в самом слое. Вклад в светорассеяние вносит также излу-чение, отраженное от шероховатой поверхности подложки (см. § 4.2.3). Из-за светорассеяния происходит частичное экспонирование копиро-вального слоя на краях участков под непрозрачными элементами фотоформы. В результате этого на-блюдается изменение размеров пе-чатающих элементов на величину Аа

(рис. 6.10).

Рис. 6.10. Изменение размеров штрихов при экспонировании с позитивной (I) и негативной (II) фотоформ: ai — размер штриха на позитивной фотоформе; аг — размер штриха на негативной фотоформе; Аау — утоньшение штриха;

Да2 — расширение штриха

Происходит это как при негативном, так и позитивном копиро-вании и сопровождается уменьшением размеров печатающих эле-ментов при копировании на позитивный слой и их увеличением при копировании на негативный слой (рис. 6.10,1—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 репро- дукционно-графические характеристики форм. Она зависит от чув-ствительности копировального слоя пластины, мощности осветителя, расстояния от осветителя до стекла копировального станка, характеристик фотоформы и определяется опытным путем при ис-пользовании тестовых шкал. Тоновые шкалы, необходимые для вы-бора 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 разре-шающей 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 5°тн, равной 40 и/или 50%. С этой целью в выбранном интервале экспозиций с

197

Рис. 6.11. Определение оптимальной экспозиции по воспроизведению штрихов 1 и просветов 2 на позитивной формной

пластине

шагом, равным 1,4, например, 10, 14, 20... экспозиционных единиц проводят экспонирование и на проявленной копии оценивают вос-произведение штрихов и просветов при 5-30-кратном увеличении. Штриховые элементы считают воспроизведенными, если на форме сохранилось более 50% их длины. Затем строят кривые, характери-зующие воспроизведение штрихов 1 и просветов 2 при различных экспозициях (рис. 6.1 1).

Максимальная разрешающая способность /?тах формной пластины определяется, исходя из значения ширины h одновременно воспроизведенных одинаковых штрихов и просветов. Для большинства формных пластин h лежит в пределах от 4 до 8 мкм. При экспозиции Я/„ обеспечиваю-щей /?тах, изменения размеров

растровых элементов не происходит, а интервал воспроизводимых градаций является наибольшим.

Однако при выборе оптимальной экспозиции Яопт, необходимо

учитывать, что пробельные элементы формы должны обеспечивать

возможность стабильного процесса печатания, а это достижимо, если

Яопт больше, чем Я/,. В противном случае форма может «тенить», что

связано с неполным удалением гидрофобного копировального слоя с

пробельных элементов. Поэтому по рекомендациям FOGRA и UGRA за

основу выбора Яопт берутся максимально допустимые градационные

искажения растровых точек. Для этого к найденному значению И прибавляют 4 мкм (см. рис. 6.1 1) и фиксируют ту Яопт, при которой

воспроизводятся штрихи, ширина которых равна полученному

значению. Для большинства формных пластин размеры штрихов 8-12

мкм. При этой экспозиции уменьшение размеров растровых точек в

средних полутонах не превышает 2-4%.

198

С учетом рассмотренного выше подхода к определению экспо-зиции на практике часто за Нот выбирают ту, при которой воспроиз-водятся штрихи размером от 1 2 мкм.

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

6.3.4. Проявление копий и нанесение защитного покрытия

Проявляющие растворы должны:

• обеспечивать необходимую избирательность и скорость прояв-

ления (см. § 4.3.1);

• растворять микрорельефный слой, расположенный на поверхности

формной пластины;

• не нарушать гидрофильность пробельных и гидрофобность пе-

чатающих элементов;

• обладать достаточной рабочей емкостью;

• соответствовать экологическим нормам;

• не оказывать коррозионного воздействия на подложку.

Рабочая емкость — способность обрабатывать большое коли-

чество копий без изменения показателей печатных форм. Она является

важной характеристикой проявляющих растворов. Рабочая емкость

проявителя определяется величиной суммарной площади копий,

проявленных в заданном объеме. Ориентировочный расход составляет

120 мл на 1 м2 обрабатываемой поверхности. При длительном контакте

проявителя с воздухом, вследствие окисления, раствор утрачивает

свои свойства. Его истощение определяют по изменению

проводимости в (микро Сименс), что позволяет оценивать количество

всех ионов в растворе. Рабочие свойства проявляющего раствора,

находящегося в процессоре (при условии периодического добавления

реагентов), сохраняются в течение 1 - 2 недель и зависят от количества

199

проявленных копий.

Проявляющие растворы обладают буферными свойствами, по-

зволяющими сохранить постоянной величину начального значения pH,

которая составляет 11-13 единиц. Составы проявляющих растворов

для позитивных и негативных копировальных слоев различны и могут

включать гидроокиси щелочных металлов, фосфаты, ПАВ и другие

компоненты. Такие композиции выпускаются фирмами, как правило, в

концентрированном виде, с указанием типа обрабатываемых пластин.

Их точные рецептуры не публикуются.

Особенности проявления копий. Проявление, в зависимости от

способа подачи раствора в процессоре, может быть погружным,

струйно-щеточным и струйным. Время проявления зависит от ско-

рости движения копии в процессоре (составляющей 0,2 - 2 м/мин), а

скорость — от типа процессора, температуры проявителя (обычно

23±3°С) и степени его истощения. Эти параметры определяются

опытным путем при выборе режимов проявления.

На скорость проявления позитивного слоя дополнительно ока-зывает влияние абсорбция влаги из воздуха, наличие которой за-медляет растворение экспонированного слоя. В процессе проявления позитивных слоев образовавшаяся в результате экспонирования ин- денкарбоновая кислота растворяется вместе со смолой в щелочном проявителе.

Увеличение длительности проявления неизбежно ведет к потере

печатающих элементов на позитивном слое, что связано с возможным

частичным растворением неэкспонированных участков.

Недопроявление копии, особенно при недостаточной экспозиции

копировального слоя приводит, наоборот, к появлению лишних пе-

чатающих элементов, например, изображения кромок составной

монтажной фотоформы. Это делает процесс проявления критичным к

изменениям режимов получения копии. На рис. 6.12, а показана схема

воздействия проявителя при формировании печатающих элементов,

образованных на позитивном слое.

200

Рис. 6.12. Схема воздействия проявителя при формировании печатающих элементов, образованных на позитивном — а и негативном — б копировальных слоях (область воздействия проявителя показана штриховкой); 1 — пробельные

элементы; 2 — печатающие элементы

При проявлении позитивного слоя быстро, без набухания в первую очередь анизотропно растворяются наиболее сильно засвеченные области на будущих пробельных элементах 1 формы. Боковые области печатающих элементов 2, подвергшиеся экспонированию рассеянным излучением, растворяются незначительно, растворение слоя в области воздействия рассеянного излучения может быть прервано прекращением процесса проявления.

Особенности процесса проявления негативного слоя заключаются в том, что он менее чувствителен к перепроявлению, поскольку сшитый негативный слой препятствует удалению областей слоя, за-свеченных рассеянным излучением (рис. 6.12, б). В случае недоэкс- понирования возникает набухание внешних областей слоя, которые при проявлении могут быть полностью удалены с пробельных эле-ментов. Поскольку нерастворимость негативных слоев убывает от поверхности слоя к подложке, для обеспечения достаточной адгезии слоя требуется увеличение экспозиции. Это обстоятельство учиты-вается при выборе ее оптимальной величины.

Контроль проявления осуществляется с помощью тех же тест-

объектов, которые используются для контроля процесса экспониро-

вания (см. § 6.3.2).

При проявлении могут возникнуть дефекты:• неполное проявление позитивного или негативного слоя, которое

может быть вызвано низкими значениями концентрации рабочих

компонентов проявляющего раствора и его температурой, а также

недостаточным временем проявления;

201

• снижение устойчивости пробельных элементов при воздействии

проявляющего раствора на поверхность металла, на которой могут

проходить коррозионные процессы, оказывающие разрушающее

действие на гидрофильную пленку. Накопление продуктов коррозии в

проявляющем растворе уменьшает также его рабочую емкость;

• графические и градационные искажения, а также изменение кон-

траста изображения, вследствие перепроявления копии, вызванного,

например, высокой концентрацией компонентов проявителя или его

повышенной температурой.

Нанесение защитного покрытия (гуммирование) с последующим

высушиванием пленки завершает процесс изготовления печатной

формы. Нанесение проводят в процессоре сразу после промывки

формы водой. Его высушивание происходит при прохождении формы

через секцию сушки процессора.

Роль защитного покрытия выполняет тонкая (1-1,5 мкм) пленка гидрофильного полимера. Она предохраняет поверхность от окисле-ния, загрязнения и повреждения при хранении вплоть до установки формы в печатную машину, а также защищает пробельные элементы от дегидратации. Дополнительно за счет адсорбции гидрофильного коллоида усиливается эффект гидрофилизации пробельных элементов. Пробельные элементы, не покрытые защитным коллоидом, теряют свои гидрофильные свойства довольно быстро, через сутки они могут легко депрессироваться, а через несколько суток становятся гидрофобными.

Защитное покрытие должно легко растворяться в воде и удаляться с поверхности формы, не обладать коррозионной активностью по отношению к металлу формы, сохранять гидрофильные свойства пробельных элементов, а также не снижать олеофильные свойства печатающих элементов и не нарушать их адгезионной связи с под-ложкой.

В качестве защитного покрытия используют полимеры класса

полисахаридов (с рН-раствора 5,3-5,6) определенной концентрации.

202

Превышение концентрации полимера в гуммирующем растворе может

привести к его поверхностной кристаллизации и неравномерности

распределения защитной пленки по поверхности формы.

Возникающие иногда трудности, связанные с удалением защитного

покрытия и обусловленные превышением допустимых значений

плотности гуммирующего раствора свыше 1 г/см3, могут замедлить

достижение баланса «краска — вода» в печатной машине, вызвать

тенение формы или разрушение ее мелких печатающих элементов.

6.3.5. Техническая корректура печатных форм

Техническая корректура — это ручная операция, исправляющая технические дефекты, заключающаяся в удалении образовавшихся на печатной форме лишних печатающих элементов (минус- корректура) или нанесении на форму недостающих печатающих элементов (плюс-корректура). Технические дефекты могут возникать особенно при копировании с монтажных составных фотоформ из-за теней кромок диапозитивов (рис. 6.13) и липкой ленты, от оставшихся на фотоформе ненужных приводных крестов, частиц пыли и т.д.

Лишние печатающие элементы на форме устраняют вручную на-несением корректирующих растворов (гелей, паст) с помощью специ-альных карандашей, тампонов или кистей. Состав этих средств, опре-деляемый применяемым копировальным слоем, должен обеспечить быстрое удаление копировального слоя (в течение 5-10 с.) Тиксо- тропные свойства растворов (вязкость, текучесть) обеспечивают кор-ректуру вблизи печатающих элементов изображения, причем действие

Рис. 6.13. Прохождение излучения при копировании в зоне кромки диапозитива: 1 — диапозитив; 2 — копировальный слой; 3 — подложка

203

растворов не должно разрушать гидрофильный слой на поверхности пробельных элементов. Поэтому такую корректуру проводят по защитному покрытию формы. Плюс-корректура проводится коррек-тирующим лаком по сухой поверхности формы, очищенной от гум-мирующего раствора, с последующей сушкой или нагреванием нане-сенных гидрофобных печатающих элементов.

Методы устранения или уменьшения объема технической корректуры. Устранить ручную техническую минус-корректуру форм, изготовленных позитивным копированием, или значительно уменьшить ее объем можно, используя дополнительное экспониро-вание через рассеивающую пленку или корректирующую маску.

В первом случае после основного экспонирования через фо-тоформу проводится дополнительное экспонирование через полу-прозрачную бесцветную полимерную пленку. Пленка (толщиной 120-150 мкм) с двухсторонним матированием поверхности (Ra = = 0,02-0,05 мкм) размещается на стекле копировального станка. Корректирующий эффект достигается за счет рассеивания пленкой света и «закопирования» участков слоя, находящихся под кромками диапозитивов и другими элементами.

Продолжительность экспонирования с рассеивающей пленкой в большинстве случаев не должна превышать 30% от продолжитель-ности основного экспонирования. Однако даже в этом случае допол-нительное экспонирование может привести к уменьшению размеров печатающих элементов на форме и снижению контраста изображения. Поэтому при копировании фотоформ, содержащих высоколи- ниатурное изображение, приходится полностью отказываться от ис-пользования рассеивающей пленки.

Корректирующая маска носит название «пятого монтажа» и изго-тавливается на маскирующей пленке, которая представляет собой прозрачную бесцветную основу с клеевым и неактиничным (напри-мер, красного цвета) полимерным съемным слоем. Изготовление мас-ки осуществляется удалением съемного слоя с участков, требующих дополнительного экспонирования. Вначале формная пластина экспо-нируется через фотоформу, после чего последняя заменяется маской и проводится дополнительное экспонирование. Излучение воздействует

204

на все участки копировального слоя кроме тех, которые находятся под неактиничным слоем корректирующей маски. В итоге, копировальный слой, находящийся под кромками диапозитивов и липкой ленты, получает добавочное количество световой энергии, как правило, рав-ное основной экспозиции за фотоформой.

6.3.6. Термообработка печатных форм

Устойчивость печатающих элементов во многом определяет тиражестойкость печатных форм. В процессе печатания форма испытывает циклические нагрузки, трение в паре с офсетным ци-линдром, накатными красочными и увлажняющими валиками, аб-разивное 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 ре-жимами обработки. Износостойкость позитивного на основе ОНХД и многих негативных слоев повышается при нагревании, что дает возможность увеличить тиражестойкость форм (в 2-3 раза) посред-ством 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 со-ставляющих слоя. При этом повышается износостойкость, химическая стойкость, увеличивается адгезия слоя к поверхности подложки и из-меняется окраска слоя. Необходимая физико-механическая прочность слоя достигается при определенных режимах термообработки. Режи-мы термообработки форм зависят от типа формной пластины и уста-навливаются в соответствии с конкретными рекомендациями фирм- изготовителей пластин по величине температуры и продолжитель-ности обработки. Превышение температуры термообработки может привести к потере гидрофильных свойств пробельных элементов (тенению формы), вызвать коробление подложки и снижение адгезии слоя.

205

Интервал температур, обеспечивающих наилучшие технологиче-ские свойства в большинстве случаев лежит в пределах от 160—180 е С до 240-260Q С, при времени обработки 3-10 мин. Проверка режимов термообработки осуществляется с помощью контрольных шкал, нагре-ваемых вместе с формой. Они представляют собой самоклеющиеся по-лоски-индикаторы, с высокой точностью указывающие температуру.

Для защиты пробельных элементов от обезвоживания под дейст-вием высоких температур, а печатающих элементов — от растрески-вания, 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 вы-полнения основных технологических операций, сводятся к недоко- пировке, заключающейся в недостаточном экспонировании или недо- проявлении копии, перекопировке, вызванной, наоборот, избытком экспозиции или перепроявлением, и непрокопировке, обусловленной попаданием света под непрозрачные элементы фотоформы.

При недокопировке изображение на форме, изготовленной пози-тивным копированием, получается менее контрастным, чем на диа-позитиве и содержит лишние печатающие элементы, которые остались на форме из-за неполного удаления копировального слоя с 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 из-менению 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 невос-приятием краски печатающими элементами, может быть следствием нарушений условий хранения позитивной формной пластины или го-товой формы, приведших к потере гидрофобных свойств печатающи-ми элементами формы. Исчезновение мелких элементов изображения на печатной форме возникает из-за случайного воздействия излучения ламп дневного света (подсвечивание копировального слоя).

Глава 7. Формы плоской офсетной печати, не требующие увлажнения пробельных элементов

207

7.1. Общие сведения

7.1.1. Недостатки плоской офсетной печати с увлажнением печатных форм

Плоскую офсетную печать с увлажнением пробельных элементов форм в дальнейшем для краткости будем называть «офсет с увлажнением» (ОСУ). Необходимость увлажнения пробельных эле-ментов перед нанесением на форму краски в процессе печатания создает ряд трудностей:• усложнение печатного оборудования: оснащение его увлаж-няющим аппаратом и необходимость поддержания в процессе печа-тания количественного соотношения краски и увлажняющего раствора (баланса «краска — вода»). Для выхода на стабильный режим печатания после запуска машины требуются дополнительные затраты времени и расход бумаги;• увеличение размеров растровых элементов на оттисках в резуль-тате растискивания, вследствие колебания водно-красочного баланса при печатании;• получение во всем тираже оттисков нестабильного качества из- за колебания водно-красочного баланса;• снижение интенсивности и глянца красочного слоя на оттиске, вызванное попаданием увлажняющего раствора в краску, а также изменение реологических свойств краски, которые влияют на скорость ее закрепления;• изменение линейных размеров бумаги под влиянием увлажняю-щего раствора, что приводит к ее короблению, также влияющему на качество оттисков;• прилипание частиц краски к поверхности пробельных элементов формы в случае попадания краски в увлажняющий раствор, что может вызвать нарушение печатного процесса и возникновение дефекта форм, известного как течение.

7.1.2. Физико-химическая сущность плоской офсетной печатибез увлажнения печатных форм

208

В плоской офсетной печати без увлажнения (ОБУ) используются

формы с металлической (алюминиевой) подложкой, на поверхности

которых разделение печатающих и пробельных элементов основано на

физико-химических явлениях. Практическая реализация этого способа

печати возможна при использовании олеофильных красок и печатных

форм с пробельными элементами, которые этими красками не

смачиваются. На адгезионные связи влияют такие факторы, как

продолжительность контакта, площадь контакта краски с

поверхностью формы, давление в зоне контакта, температура, вязкость

краски и др. Именно с учетом этих факторов и были сформулированы

физико-химические основы технологии ОБУ. Также как в ОСУ, они

основаны на смачивании и адгезии (см. § 6.2.1).

Согласно адсорбционной теории адгезии регулирование адге-

зионного взаимодействия в ОБУ может быть достигнуто изменением

химической природы контактирующих поверхностей: печатной формы

и краски. Критическое поверхностное натяжение твердого тела можно

представить как относительную характеристику энергетического

состояния поверхности (величины ее свободной поверхностной

энергии). С учетом этого были сформулированы условия для

реализации технологии ОБУ, основанные на том, что ОБУ возможна

при создании определенного адгезионно-когезионного баланса в

системе «печатная форма — краска»:

• пробельные элементы должны обладать ярко выраженными ан-

тиадгезионными свойствами, благодаря этому на их поверхности от-

сутствует даже минимальный слой краски;

• адгезия краски к печатающим элементам формы, наоборот,

должна быть достаточно высокой;

• адгезия краски к пробельным элементам печатной формы должна быть меньше ее собственной когезии, тогда разрушение контакта при отрыве краски от их поверхности будет носить адгезионный характер.

Отсюда вытекает требование к печатным формам для ОБУ: про-бельные элементы печатной формы должны обладать минимальной свободной поверхностной энергией, причем, намного меньшей, чем у

209

печатающих элементов. Именно поэтому смачивание пробельных элементов краской не происходит и они в полной мере проявляют свои олеофобные свойства. Одновременно поверхностное натяжение печатающих элементов должно быть выше поверхностного натяжения краски, тогда она хорошо их смачивает.

7.2. Строение печатных форм, не требующих увлажнения, и особенности их изготовления

7.2.1. Разновидности печатных форм без увлажнения пробельных элементов

Первые попытки разработок в области ОБУ были предприняты в начале 30-х гг. прошлого века. Для создания пробельных элементов использовались соединения ртути, но такие формы из-за ее токсичности не нашли применения. Другое техническое решение было связано с применением печатных форм, у которых разделение печатающих и пробельных элементов при печатании становилось возможным благодаря различию электрических свойств (например, диэлектрической проницаемости) отдельных участков поверхности печатной формы. Это обеспечивало избирательное нанесение красочного вещества (в виде тонера) на печатающие элементы формы и его перенос на запечатываемый материал с последующим закреплением (нагревом или в парах растворителя).

Первым среди способов получения печатных форм для ОБУ форматной записью считается «драйография», разработанная в начале 70-х гг. XX в. Этот способ положил начало технологиям, основанным на использовании для формирования пробельных элементов антиадгезионных (олеофобных) слоев. Способ позволял изготавливать монометаллическую печатную форму методом позитивного или негативного копирования с использованием слоев на основе ОНХД. Печатающие элементы на такой форме были образованы непосред-ственно на поверхности алюминия, а на участках пробельных эле-ментов располагался антиадгезионный слой силиконового каучука. Однако необходимость проведения экспонирования и проявления полученной копии через силиконовый слой отрицательно сказывалась

210

на ее свойствах. Тиражестойкость таких форм была недостаточно высокой.

Другие варианты изготовления печатных форм для ОБУ своди-

лись, например, к нанесению силиконового слоя на поверхность уже

проявленной офсетной копии и последующему его удалению (с

помощью органических растворителей) с печатающих элементов.

Дальнейшие разработки технологий изготовления форм ОБУ были

направлены на поиски оптимальных составов копировальных слоев и

подходящих антиадгезионных материалов для пробельных элементов.

В 1977 г. собственные разработки ОБУ, начатые фирмой Тогау

(Япония), завершились созданием технологии изготовления форм

позитивным копированием, а в 1982 г. была реализована технология

негативного копирования.

Основные разновидности форм, изготовленных копированием. Используется несколько способов изготовления печатных форм

форматной записью для ОБУ. Они позволяют сформировать струк-

туры, состоящие из слоев: копировального и силиконового или ко-

пировально-силиконового (смесевого слоя), содержащего силиконо-

вый полимер со светочувствительной компонентой (рис. 7.1).

Благодаря применению таких структур, печатная форма приоб-

ретает требуемые свойства. Способы, основанные на использовании

копировальных слоев, предусматривают проведение экспонирования

через негатив или диапозитив и последующую обработку. В результате

образуется печатная форма.

211

21

>оЫАДЯ 4 - 4 • 1

Рис. 7.1. Строение печатных форм для ОБУ (а — г): 1 — подложка;2 — силиконовый слой; 3 — копировально-силиконовыи слой;

4 — копировальный слой; 5 — грунтовый слой;6 — печатающие элементы; 7 — пробельные элементы

\ 1

1ГТП I si. 1—; 1

IZZT™F

■Li.а в

/7

тг I ■ 1 ;т

212

Печатающие элементы 6 формируются либо на металлической

подложке (рис. 7.1, а-в\ либо на копировальном слое (рис. 7.1, г). Про-

бельные элементы 7 имеют либо однослойное строение (рис. 7.1, а-б),

либо многослойное с верхним силиконовым слоем (рис. 7.1, в-г).

Возможности рассмотренных печатных форм по воспроизведению

различны, наибольшее применение в настоящее время находит вари-

ант, представленный на рис. 7.1, г.

7.2.2. Физико-химическая сущность формирования печатающих

и пробельных элементов

С учетом требований, предъявляемых к энергетическому со-

стоянию поверхности печатных форм, используемых в ОБУ, были

сформулированы основные принципы формирования пробельных и

печатающих элементов. Они определяют соотношение величин

поверхностного натяжения на участках пробельных и печатающих

элементов, соизмеренных с поверхностным натяжением печатной

краски. Поверхностное натяжение печатающих элементов должно

быть больше, чем у печатной краски, в то время как поверхностное

натяжение пробельных элементов, наоборот, должно

213

быть меньше. Эти различия обеспечивают адгезионный отрыв

краски при ее контакте с формой, что позволяет исключить возникно-

вение смачивания и адгезионного взаимодействия краски с про-

бельными элементами.

По своей физико-химической сущности принципы образования

печатающих элементов в ОБУ аналогичны ОСУ, в то же время

формирование пробельных элементов значительно отличается.

Технические решения, позволяющие реализовать эти принципы,

основаны на модификации свойств поверхности пробельных эле-

ментов. Практически во всех используемых в настоящее время

технологиях ОБУ снижение поверхностного натяжения достигается

химической модификацией поверхности пробельных элементов путем

использования антиадгезионного (низкоэнергетического) слоя.

Материал, используемый для создания пробельных элементов, по

своим исходным свойствам должен обладать не только низким

поверхностным натяжением и устойчивой олеофобностью, но и

характеризоваться отсутствием пластических деформаций под дей-

ствием давления в процессе печатания. Поэтому упруго-эластичные

свойства устойчивых антиадгезионных слоев значительно ограни-

чивают выбор материалов, приемлемых для создания пробельных

элементов. В определенной мере комплексу требуемых свойств

удовлетворяют кремнийорганические соединения типа полиорга-

носилоксанов.

Полиорганосилоксаны (силиконы) — полимеры, основные цепи

молекул которых состоят из атомов кремния и кислорода (кремне-

кислородная основа полимера), а боковые органические группы R

непосредственно присоединены к молекулярной цепочке атомами

кремния. Структурная формула таких соединений может быть пред-

ставлена в следующем виде:

[-Si (R2) - О - ]„Главные цепи макромолекул могут быть линейными в виде нити,

иногда разветвленной, как, например, в полидиметилсилок- сане, либо

состоят из соединенных друг с другом циклических группировок.

214

Существует мнение ряда исследователей, что в полидиметилси-

локсане (фрагмент его молекулы имеет строение 7.1) атомы кислорода

направлены к поверхности, а метальные группы у атомов кремния — в

противоположную сторону. Вместе они образуют устойчивую

структуру, которая экранирует поверхность, придавая ей

антиадгезионные свойства:

СН3 СН3 СН3

— Si — О — Si — О — Si —

СН2 СН2 СН2

I I I (7-1)

сн2 сн2 сн2

— Si — О — Si — О — Si —

СН3 СН3 СН3

Наличие в молекулах таких соединений неорганических элементов (Si, О) и групп -СНз, характерных для органических соединений, определяет и другие свойства силиконов: термическую стойкость и твердость (присущие неорганическим материалам), а также эластичность и термопластичность (свойственные органическим полимерам).

Низкое поверхностное натяжение силиконов, по мнению ряда

исследователей, связано с отсутствием полярной составляющей.Благодаря наличию большой поверхности с симметрично располо-женными группами -СНз, оно определяется только дисперсионной составляющей. Так, термически отвержденный диметилсилоксано- вый каучук обладает поверхностным натяжением 19,6 мН/м.

7.2.3. Особенности современной технологии изготовления форм

215

Среди форм для ОБУ, изготавливаемых копированием, наи-большее применение в настоящее время получили формы, полученные по технологии японской фирмы Тогау на формных пластинах многослойного строения.

Формы, изготовленные позитивным копированием. В этой технологии используются пластины (рис. 7.2, а), состоящие из алюминиевой подложки 7, грунтового слоя 2, обеспечивающего хорошую адгезию расположенного на нем светочувствительного слоя 3, силиконового слоя 4 и верхней полиэфирной пленки 5, которая необходима для защиты слоя 4 от повреждений и слоя 3 от действия кислорода воздуха. Пленка также обеспечивает хороший контакт с фотоформой и позволяет обрабатывать копию при обычном освещении (без защитной пленки слой 3 теряет свою светочув-ствительность). Основное функциональное назначение выполняют слои 3 и 4, обеспечивая формирование печатающих и пробельных элементов формы.

Процесс изготовления формы заключаются в следующем. При копировании диапозитива 6 через защитную пленку 5 (рис. 7.2, б) на участках воздействия УФ-излучения слой 3 прочно сшивается со слоем 4. Поэтому в дальнейшем на этих участках силиконовый слой 4 неспособен к удалению и выполняет функции пробельных элементов 7. После экспонирования защитная пленка 5 удаляется и копия (рис. 7.2, в) подвергается обработке, в результате которой силиконовый слой 4 на неэкспонированных участках вспучивается и удаляется, обнажая поверхность слоя 3 (рис. 7.2, г). Ускорение процесса удаления осуществляется механическим способом (с помощью щеточного валика). В результате дополнительной обработки в специальном тонирующем растворе неэкспонированные участки слоя ок

216

рашиваются. Обладая олеофильными свойствами, они выполняют функции печатающих элементов 8.

Рис. 7.2. Изготовление формы для ОБУ позитивным

копированием: а — формная пластина; б — экспонирование; в — обработка копии; г —

готовая форма; 1 — подложка; 2 — грунтовый слой; 3 — светочувствительный слой;

4 — силиконовый слой; 5 — полиэфирная пленка; 6 — диапозитив;7 — пробельные элементы; 8 — печатающие элементы

Особенности негативного копирования. Изготовление печатной формы на негативно работающих формных пластинах осуществляется по той же схеме и включает экспонирование и обработку копии, но экспонирование осуществляется через негатив. Под действием УФ-излучения происходит нарушение сцепления силиконового слоя со светочувствительным слоем, в результате чего он удаляется при обработке. Таким образом, на экспонированных участках на олеофильном светочувствительном слое формируются печатающие элементы. Пробельные элементы, как и на рис. 7.2, имеют много-слойную структуру с верхним силиконовым слоем.

На рассмотренных формах печатающие элементы углублены по сравнению с пробельными на величину, равную толщине силико-нового слоя, которая составляет около 2 мкм. Благодаря такой гео-метрии поверхности печатной формы (рис. 7.3, а) и достигаются основные преимущества печатных форм для офсетной печати без увлажнения пробельных элементов.

- 4

— О

1 1 1 1 | 1 t i » !„ 1 Л, 1 \ 1ц jJu 1 . 1

Z -1

УФ излучение

г?асэS£с/Sн

мъ £ г Л'X о

О Л

в е.

ОГИ

2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 S ^ . %

Рис. 7.4. Области растискивания краски на оттисках, полученных:

1 — с форм ОСУ; 2 — с форм ОБУ

217

Рис. 7.3. Структура печатных форм перед получением оттиска: а — ОБУ;б — ОСУ; 1 — подложка; 2 — копировальный слой; 3 — печатная краска;

4 — олеофобный слой; 5 — гидрофильная пленка; 6 — увлажняющий раствор

7.3. Преимущества и недостатки плоской офсетной печатибез увлажнения печатных форм

Преимущества. ОБУ обладает рядом свойственных только ему

преимуществ. Главным среди них является высокое качество полу-

ченного на оттисках изображения. Связано это, в том числе, и с ис-

пользуемыми печатными формами. Благодаря углубленным печа-

тающим элементам (см. рис. 7.3, а) краска после ее нанесения на

печатную форму располагается в углубленных ячейках и стенки этих

ячеек ограничивают ее растекание.

В отличие от форм для ОБУ на печатающих элементах форм для

ОСУ (см. рис. 7.3, б) краска может растекаться за их пределы, так как

она находится на поверхности копировального слоя, возвышающегося

над уровнем пробельных элементов. Эти различия в геометрии по-

верхности приводят к тому, что при печатании с форм для ОБУ

краска меньше растискивается, в то время, как в ОСУ печатная

краска, выдавливаясь за края

печатающих элементов, приводит к

большему растаскиванию

элементов изображения на

оттиске (рис. 7.4).

Кроме меньшего растаскивания

при печатании с форм для ОБУ,

на оттисках достигается более

высокая оптическая

плотность, а изображение характеризуется повышенной резкостью и

контрастом, а также насыщенностью тонов изображения и проработ-

кой светов и теней. Это делает способ печатания с форм для ОБУ

подходящим для производства высококачественных многоцветных

изображений с линиатурой в 1,5 раза больше, чем в ОСУ, при этом

процесс является более экономичным и стабильным.

К преимуществам печатания с форм для ОБУ следует отнести

также упрощение подготовки печатной машины и стабильность самого

процесса печатания за счет отсутствия необходимости поддержания

баланса «краска — вода». Существенным результатом этого является

сокращение отходов бумаги: при хорошо подобранной печатной

краске уже третий оттиск может быть тиражным. Отсутствие

увлажнения при печатании с форм для ОБУ (известно, что увлажнение

является одной из причин деформации бумаги) обеспечивает

повышение точности совмещения красок на оттиске. Наконец, к дос-

тоинствам ОБУ следует отнести упрощение конструкции печатной

машины, а отсутствие кислого увлажняющего раствора позволяет

избежать коррозии ее металлических частей.

Недостатки. При наличии весьма существенных, определяющих

перспективность ее использования преимуществ, ОБУ имеет в на-

стоящее время и ряд недостатков:

• более высокая стоимость формных пластин и печатных красок,

которая, впрочем, окупается качественной печатью;

• большая чувствительность силиконового слоя к различного рода

повреждениям. Это требует бережного обращения с формой в про-

цессе печатания и ее тщательной очистки от загрязнений (в основном,

от бумажной пыли), а также повышения требований к регулировкам

машины и чистоте красочного аппарата;

• особые требования к печатным краскам и более жесткие требо-

вания к температурному режиму печатания;

• возникновение статического электричества, причиной которого

является отсутствие увлажняющего раствора.

Глава 8. Формы высокой печати

219

8.1. Развитие формных процессов высокой печати

Начиная со второй половины прошлого столетия стали приме-

няться печатные формы из ЖФПМ, появившиеся в 1969 г. в Японии, а

с середины 70-х гг. разрабатываются ФПП из ТФПМ. Развитие

формных процессов высокой печати происходило по следующим

направлениям:

• совершенствование ФПП высокой (типографской и флексограф-

ской) печати;

• автоматизация процессов экспонирования и вымывания фотопо-

лимерных печатных форм;

• разработка экологически безопасных вымывных растворов, не

содержащих хлористого углеводорода, а также создание других спо-

собов удаления незаполимеризованного слоя.

Улучшение репродукционно-графических и печатно-эксплуата-

ционных показателей фотополимерных флексографских форм дос-

тигалось благодаря разработке тонкослойных формных пластин

высокой твердости. Наряду с этим, с 90-х гг. прошлого века получила

развитие технология, основанная на использовании гильз

(тонкостенных полых цилиндров) как с жесткой, так и со сжимаемой

поверхностями. Параллельно с фотополимерными типографскими

формами продолжалась модернизация технологии изготовления

металлических форм, которая осуществлялась в направлении

совершенствования способов одноступенчатого эмульсионного и

безэмульсионного травления.

8.1.1. Разновидности, структура и схемы изготовления печатных форм

Разновидности форм высокой печати. В зависимости от осо-

бенностей печатного процесса (построения красочного аппарата, на-

220

линия декеля и т.д.) и от твердости поверхности различают флексо-

графские и типографские печатные формы (рис. 8.1).

221

Классификационные

признаки

Мета-тл и ческие

Фотополимерные

Физическое состояние

ФПК

Цилиндрические

Геометрическая

форма

Рукавные

222

Исполнениеконструкции

Бесшовные

Способ печати Типографские Флексографские

формы формы

Природа

Формы высокой печати

Из твердой

Из жидкойФПК ФПК

Пластинчатые

223

224

Рис. 8.1 Разновидности форм высокой печати

Флексографские — это фотополимерные формы, которые можно классифицировать по ряду признаков:• физическое состояние ФПК (формы, изготовленные из твердой и из жидкой ФПК);• химический состав слоя, зависящий от состава ФПК (см. §8.3.1);• конструкция (геометрическая форма) — они могут быть пла-стинчатыми и цилиндрическими (в том числе, бесшовными и рукав-ными).

Флексографские фотополимерные формы различаются также

строением (они могут быть однослойными и многослойными —

225

рис. 8.2, в,г), типом подложки (полимерная или металлическая), а также толщиной, форматом, стойкостью форм к растворителям и по другим параметрам. Флексографские эластомерные резиновые формы рассматриваются в гл. 1 1).

226

т”/’ 7/ /

3 9 8

227

а бег

Рис. 8.2. Строение форм высокой печати: а — типографская фотополимерная форма; 6 — типографская металлическая форма; в — флексографская фотополимерная форма на однослойной пластине; г — флексографская фотополимерная форма на многослойной пластине; 1 — подложка;2 — адгезионно-противоореольный слой; 3 — фотополимерный слой;4 — металл; 5 — копировальный слой; 6 — нижняя защитная пленка;

7 — антиадгезионный слой; 8 — несущий слой-подложка;9 — стабилизирующая пленка; 10 — кислотостойкое защитное покрытие

Типографские формы в зависимости от природы материала де-

лятся на металлические и фотополимерные (ФППФ). В настоящее

время в основном используются фотополимерные печатные формы.

Они изготавливаются из твердой ФПК на полимерной или металли-

ческой подложках, различаются толщиной и форматом.

Структура форм высокой печати. Как флексографские, так и

типографские фотополимерные печатные формы могут иметь раз-

личную структуру, которая зависит от строения используемого для их

изготовления формного материала. Чаще всего печатающие элементы

форм состоят из фотополимера (рис. 8.2. а, в, г), а пробельными

элементами служат или подложка 7, или основание формы, или

несущий слой 8 со стабилизирующей пленкой 9. В отличие от

фотополимерных форм на металлических типографских формах пе-

чатающие и пробельные элементы состоят из металла, причем на

поверхности печатающих элементов расположен копировальный слой

5 (рис. 8.2, б).

228

Основными параметрами, характеризующими формы высокой

печати, являются крутизна профиля печатающего элемента, а также

глубина пробельных элементов. Максимальная глубина пробельных

элементов характеризует глубину рельефа, которая на практике часто

называется высотой рельефа. В зависимости от размеров печатающих

элементов и расстояния между ними пробельные элементы форм

высокой печати имеют различную глубину. Причем она тем больше,

чем больше расстояние между печатающими элементами.

Применительно к типографским формам минимальная глубина

Лтга пробельных элементов определяется величиной деформации на-

катных валиков А л в, а также суммой метрических неточностей пе-

чатного аппарата £A/i (возникающих из-за прогиба стержней, биения в

подшипниках и др.). При этом должно соблюдаться неравенство

^min > ^н.в + X (A*l)*

Кроме того, минимальная глубина пробельных элементов связана с

величиной упругой деформации декеля Л ж к . При переносе кра-

сочного слоя с формы высокой печати на бумагу последняя не должна

соприкасаться с пробельными элементами формы. Декель в

определенной мере компенсирует размерные неточности печатного

устройства и формы, а также микронеровности бумаги. Если обо-

значить сумму неточностей, включающую, в частности, изменения

размеров формного цилиндра (например, из-за его износа), как £ (А/ 2),

то должно соблюдаться соотношение

^min ^ ^дек + X (А^)*

Флексографская форма в отличие от формы типографской печати

сама выполняет функции декеля и испытывает упругие деформации в

печатном процессе. Эти деформации, зависящие в том числе от

229

запечатываемого материала, толщины и строения печатной формы,

определяют минимальную глубину пробельных элементов формы.

Общие схемы изготовления форм высокой печати. Флексо-

графские (пластинчатые) фотополимерные формы изготавливаются по

следующей схеме (рис. 8.3):

• контроль фотоформы и формной пластины (см. §§5.1, 5.2);

• подготовка оборудования и выбор технологических режимов

экспонирования и обработки;

• экспонирование оборотной стороны формной пластины;

• основное экспонирование через негативную фотоформу;

• удаление (вымыванием или с помощью термической обработки)

незаполимеризованного слоя;

• сушка (в случае использования вымывания);

• финишинг (устранение липкости формы);

• дополнительное экспонирование.

Особенностью изготовления цилиндрических форм является то, что

после экспонирования оборотной стороны ФПП, пластина при-

клеивается на гильзу (представляющую собой тонкостенный цилиндр

из металла или стекловолокна) или на формный цилиндр. Последую-

щий формный процесс проводится уже с цилиндрическим формным

материалом.

Процесс изготовления цилиндрической бесшовной формы вклю-

чает операции:

• расчет размеров и разрезка ФПП;

• экспонирование оборотной стороны пластины;

• нанесение липкого слоя на гильзу;

• размещение пластины на гильзе и сплавление стыковых краев;

• шлифование поверхности ФПП (до необходимого размера);

• основное экспонирование через фотоформу;

• удаление незаполимеризованной ФПК;

• сушка;

• окончательная отделка формы.

а

230

4

32

1

Hjjivhchне УФ-Аto

231

б

Излучение УФ-А

I I I IИзлучение УФ-С

*

I I M

232

Цилиндрические рукавные формы изготавливаются из рукавного

фотополимеризуемого материала. Экспонирование оборотной (внут-

ренней) стороны в данном случае проводится при получении самого

материала, а форма изготавливается аналогично изготовлению ФППФ,

начиная с операции основного экспонирования (см. рис. 8.3).

Типографские фотополимерные формы изготавливаются по сле-

дующей схеме (рис. 8.4):

• контроль негативной фотоформы и формной пластины (см. §§5.1,

5.2);

• подготовка оборудования и выбор технологических режимов

экспонирования и обработки;

• основное экспонирование через фотоформу;

Излучение УФ-Aw

Рис. 8.3. Изготовление флексографской формы: a — экспонирование оборотной стороны пластины; б — основное экспонирование; в — форма после вымывания и

сушки; г — финишинг; д — дополнительное экспонирование;1 — подложка; 2 — ФПС; 3 — покровный слой;

4 — защитная пленка; 5 — фотоформа

233

• удаление незаполимеризованного слоя вымыванием;• сушка;

• дополнительное экспонирование.

Излучение УФ-А

I I I Iа

В отличие от технологии изготовления флексографской фотопо-

лимерной формы при изготовлении типографской формы отсутствуют

стадии экспонирования оборотной стороны пластины и фини- шинга.

8.1.2. Аналоговые тест-объекты для контроля формного процесса

Для контроля выполнения основных технологических операций при

изготовлении фотополимерных печатных форм служат аналоговые

тест-объекты, в практике называемые тестовыми негативами. Они

содержат контрольные элементы в виде отдельных штрихов и точек в

негативном и позитивном исполнении, растровые поля с различной

5°ти из области светов и теней, а также фрагмент в виде сет

Излучение УФ-А

Рис. 8.4. Изготовление типографской фотополимерной формы: а — основное экспонирование; 6 — форма после вымывания и сушки; в — дополнительное

экспонирование; 1 — фотоформа; 2 — ФПС;3 — адгезионно-противоореольный слой; 4 — подложка

234

ки, состоящий из линий, расположенных во взаимно перпендику-

лярных направлениях.

В качестве примера на рис. 8.5 дано содержание тестового

негатива, используемого для контроля процесса изготовления

флексографских печатных форм. Контрольные элементы тестовых

негативов отличаются размерами в зависимости от свойств различных

типов формных пластин (тонкослойных и толстослойных).

235

PI|itylotlex | FA II. FAR II. FAH, MAII

1% 2% 95%

236

•

•

•

•

X

• 0•

%

0>•

•с

237

238

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Рис. 8.5. Содержание тестового негатива для изготовления флексографской печатной формы

Тестовые негативы для контроля процесса изготовления ти-

пографских и флексографских форм аналогичны (см. рис. 8.5). Для

типографских форм негативы дополнительно содержат несколько

растровых шкал с различной линиатурой. Таким образом проводится

контроль качества готовой печатной формы и устанавливаются

режимы экспонирования, вымывания и других технологических

операций. На ряде негативов имеется элемент для оперативного

контроля экспозиции, представляющий собой бесступенчатую

растровую шкалу и расположенную рядом с ней линейку.

239

8.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов

8.2.1. Формирование печатающих элементов фотополимерных форм

Особенности формирования печатающих элементов типо-графских форм. Формирование печатающих элементов фотополи-мерных форм происходит в процессе основного экспонирования в результате поглощения и направленного светорассеяния излучения в толще ФПС. Процесс полимеризации начинается на поверхности, продолжается вглубь послойно, причем нижние слои получают меньше световой энергии, чем верхние, так как последние поглощают излучение даже после завершения в них процесса фотополимери-зации. Степень фотохимических превращений уменьшается с глуби-ной проникновения излучения.

Применительно к типографским фотополимерным формам ряд исследователей описывают процесс формирования печатающих элементов с помощью построения изоэнергетических кривых. На рис. 8.6, а приведены расчетные изоэнергетические кривые (А, Б, С, D), описывающие формирование профиля печатающих элементов фотополимерных форм (без учета вклада светорассеяния и отраже-ния). В соответствии с этим печатающий элемент формируется по-слойно, как раздуваемая оболочка, первоначальная площадь поверх-ности которой равна площади прозрачного участка фотоформы. На практике послойная полимеризация приводит к формированию печа-тающих элементов с различным профилем (рис. 8.6, 6, кривые 1-3).

Рис. 8.6. Расчетные изоэнергетические кривые (.А-D) — а; экспериментальные профили (1-3) печатающих элементов типографских форм — 6

оа б

240

Особенности формирования печатающих элементов типографских

форм связаны с наличием в структуре формной пластины до-

полнительного слоя, называемого противоореольным (или противо-

ореольно-адгезионным, когда он совмещен с адгезионным), который

служит для перераспределения отраженного от подложки излучения.

В результате образованного этим слоем диффузного излучения по-

лимеризация распространяется в стороны и в нижней части печа-

тающий элемент расширяется, приобретая трапециидальную форму

(рис. 8.7, в), причем оптимальной считается крутизна профиля, равная

70 ± 52. Здесь же показаны и другие возможные профили печатающих

элементов (рис. 8.7, а,б), которые могут быть получены при

нарушении режимов изготовления форм.

Особенности формирования печатающих элементов флексо-

графских форм. В отличие от типографских при формировании пе-

чатающих элементов флексографских форм на полимеризацию у их

основания оказывает влияние экспонирование оборотной стороны

пластины (см. рис. 8.3, а). Для того, чтобы печатающий элемент был

прочно прикреплен к основанию, сформированному при экспониро-

вании оборотной стороны, не должно оставаться ФПК, не подверг-

нутой полимеризации. На рис. 8.8 показано влияние продолжитель-

ности основного экспонирования на формирование печатающего

элемента. Помимо этого, на формирование печатающих элементов

также влияют параметры фотоформы, т.е. размеры ее прозрачных

участков и их оптическая плотность.

а б вРис. 8.7. Профиль печатающих элементов форм высокой печати: а —

пологий; б — грибообразный; в — оптимальный

а б в гРис. 8.8. Формирование печатающего элемента в зависимости от продолжительности основного экспонирования: (а-г — продолжительность экспонирования); 1 — процесс

полимеризации; 2 — полученныйпрофиль печатающего элемента

8.2.2. Формирование пробельных элементов фотополимерных форм

Формирование пробельных элементов происходит в процессе удаления незаполимеризованного слоя. Оно может осуществляться вымыванием или в результате термического процесса.

При вымывании, которое начинается с поверхности и сопровож-дается проникновением раствора (или воды) в толщу полимера, про-исходит его набухание. На неэкспонированных участках наблюдается неограниченное набухание ФПС, на экспонированных — процесс взаимодействия растворителя с полимером останавливается на этапе ограниченного набухания с образованием раствора жидкости в по-лимере. Это обусловлено наличием сильных физических или хими-ческих межмолекулярных связей макромолекул в пространственно сшитом полимере.

По мнению ряда исследователей, изучающих процессы вымывания типографских фотополимерных форм, взаимодействие растворителей с формой может привести как к разрушению, так и к упрочнению печатающих элементов. Разрушение печатающих элементов может возникнуть в результате адсорбционного снижения прочности (эффект Ребиндера), а упрочнение достигается за счет «залечивания» дефектов объема и поверхности печатающих элементов (эффект Иоффе). Это объясняется тем, что обработка растворителем вызывает вымывание низкомолекулярных фракций и остаточного мономера, частичное растворение поверхностного слоя и заполнение растворенным полимером поверхностных трещин с их одновременным склеиванием.

Формирование пробельных элементов флексографских форм на пластинах с ФПК, обладающей термопластическими свойствами, может происходить при удалении незаполимеризованной композиции в результате термического процесса. Это достигается путем

242

локального нагревания поверхности копии и перевода незаполимеризованной части ФПК в вязкотекучее состояние. Последующее удаление расплавленного полимера происходит за счет капиллярной абсорбции (впитывания) части термопластичной ФПК. Процесс формирования пробельных элементов зависит от температуры нагревания, тиксотропных свойств ФПК и толщины формной пластины.

8.2.3. Формирование печатающих и пробельных элементовметаллических типографских форм

Изготовление металлических типографских форм включает про-цессы получения кислотостойкой копии и химического травления с последующей отделкой готовой формы.

Металлические (микроцинковые, магниевые и латунные) типографские печатные формы — клише в настоящее время для печатания практически не применяются. Однако для различных способов тиснения на печатной продукции используются металлические штампы, изготовляемые по той же технологии, что и клише. В связи с этим, в учебнике приводятся сведения только о формировании печатающих и пробельных элементов металлических типографских печатных форм. Формирование печатающих и пробельных элементов осуществляется в результате направленного в глубину травления металла. Направленное травление — без бокового подтравливания печатающих элементов, достигается в травящих растворах, дополнительно содержащих защитный препарат.

Растворение металла (цинка или магния) происходит в результате следующей реакции:

4Ме + 10HN03 = 4Me(N03)2 + NH4NO3 + 3 Н20

Используемый при этом травящий раствор может представлять собой эмульсию. Эмульсионное травление основано на сложных фи-зико-химических явлениях и в упрощенном виде представлено в виде схемы на рис. 8.9.

243

Непрерывный процесс травления условно разделен на несколько стадий. На поверхность копии (защитный слой на оборотной стороне которой не показан) непрерывным потоком подается эмульсия. В первый момент травятся все незащищенные слоем участки копии различной ширины (1-4). Одновременно на их поверхности непре-рывно образуется тонкая защитная пленка, препятствующая травле-нию металла. Струи эмульсии сдвигают защитную пленку со дна

в

Рис. 8.9. Схема одноступенчатого травления металлической формы высокой печати: а-е — этапы процесса; 1-4 — участки формы

244

1

234

3

26

Рис. 8.10. Строение многослойной фотополимеризуемой флексографской

пластины: 1 — верхняя защитная пленка; 2 — антиадгезионный слой;

3 — фотополимеризуемый слой;4 — стабилизирующая пленка;5 — несущий слой-подложка;6 — нижняя защитная пленка

пробельного элемента на боковые грани печатающих элементов (рис. 8.9, г, <)), благодаря чему травление продолжается вглубь без подтравливания печатающих элементов. В наиболее узких пробельных элементах 1 (рис. 8.9, в) почти сразу образуется пленка, которая не сдвигается в стороны, и травление этих участков прекращается. На больших по площади участках (2-4) травление продолжается до получения необходимой глубины пробельных элементов.

Избирательность травления участков поверхности копии опре-

деляется гидродинамическими факторами. В неподвижном растворе

травление прекращается из-за пассивации как боковых граней, так и

дна пробельного элемента. Отсутствие бокового подтравливания дает

возможность сформировать профиль печатающих элементов ме-

таллической формы (см. рис. 8.2, б). После травления копировальный

слой остается на печатающих элементах, так как он не мешает

процессу печатания.

8.3.Технология изготовления флексографских фотополимерных форм

8.3.1. Флексографские формные пластины

Разновидности формных пластин. Флексографские формные пластины различаются по ряду признаков.

Формат — формные пластины малого (до 600 мм по ширине пластины), среднего (до 840 мм) и большого (до 1279 х 2032 мм) форматов.

Строение (количество рабочих слоев) — они могут быть однослойными и многослойными (рис. 8.10). Многослойные пластины в отличие от однослойных имеют слои с различным модулем упругости. Верхний ФПС 3, нанесенный на стабилизирующую пленку 4,

имеет модуль упругости в 2-3 раза выше, чем у нижнего несущего слоя 5,

245

представляющего собой упругую каучуковую подложку. Этот слой, деформируясь в процессе печатания, способствует уменьшению величины растаскивания. Многослойная пластина

246

дополнительно имеет верхнюю 1 и нижнюю 6 защитные полимер-ные пленки. Верхняя защитная пленка, как и в однослойных формных пластинах, служит для защиты ФПС от воздействия кислорода и механических повреждений. Нижняя пленка 6 защищает оборотную сторону пластины при вымывании. В случае обработки пластины в устройстве цилиндрического типа ее удаляют перед вымыванием. Строение формных пластин сказывается на качестве оттиска. Влияние строения форм, изготовленных на многослойной и однослойной пластинах, на размеры растровых точек на оттисках показано на рис. 8.11 (строение форм представлено в упрощенном виде).

247

Печатание

248

Форма

249

250

Оттиск

251

252

а бРис. 8.11. Влияние строения флексографских форм, изготовленных: а — на

однослойной ФПП; б — многослойной ФПП, на размеры растровой точки на оттиске

Состав ФПК — ее состав определяет свойства пластины и способ

удаления незаполимеризованного слоя. Выпускаются ФПП, предна-

253

знаменные для удаления слоя различными способами: вымыванием (водовымывные и вымывные органическими растворителями — соль- вентные) и с помощью термической обработки.

Толщина — по этому признаку флексографские пластины суще-ственно различаются между собой. В учебных целях их можно клас-сифицировать как тонкослойные, пластины средней толщины и тол-стослойные.

Твердость — зависит от свойств ФПК и связана также с ее тол-щиной.

Тип подложки — у однослойных пластин она может быть полимерной, реже металлической. Функции подложки многослойной пластины выполняет слой 5 из микропористого эластомера (см. рис. 8.10).

Назначение — флексографские пластины делятся на пластины для печатания (печатными красками разного типа на различных за-печатываемых материалах) и лакирования.

Основные характеристики пластин. Твердость фотополиме- ризуемых пластин принято указывать в единицах твердости (в гра-дусах по Шору А). Она лежит в пределах от 34 до 78 единиц. Твер-дость в этих единицах указывается для пластин любой толщины (хотя, согласно стандарту DIN 53505, минимальная толщина при измерениях таким методом должна быть не меньше 6 мм).

Толщина флексографских пластин указывается в тысячных долях дюйма (от 30 до 250) или в мм. Пластины толщиной 0,76; 1,14; 1,7 мм называют тонкослойными, а толщиной от 2,84 до 6,5 мм — толстослойными, толщина подложек тонких пластин составляет 0,18 мм, толстослойных — 0,13 мм.

Репродукционно-графические характеристики пластин зависят от их строения, толщины и твердости и обеспечивают возможность воспроизведения штрихов и отдельно стоящих точек с минимальными размерами 50 и 100 мкм соответственно. Интервал градаций может составлять от 2-3% в светах до 95-98% в тенях изображения с линиатурой 48-54 лин/см. При этом следует учитывать высокую сте-пень растаскивания при печатании с флексографских форм по срав

чек в плоской офсетной 1 и флексографской 2 печати

254

нению с формами офсетной печати (рис. 8.12), причем наи-большие искажения (рис. 8.13) приходятся на область светов и полутонов.

На толстослойных пластинах с невысокой твердостью воспроизводятся изображения с линиатурой, которая не превышает 40 лин/см, при этом интервал градаций составляет 3-90%, а размеры минимально воспро-изводимых штрихов и точек 300 и

750 мкм соответственно. Большинство флексографских пластин обеспечивают высокую тиражестойкость печатных форм, составляю-щую свыше 1 млн. оттисков.

Выбор формных пластин для конкретных условий. Выбор

формных пластин осуществляется с учетом характера изображения, а

также зависит от условий печатания, материала, состава краски, типа

и состояния печатной машины. Для воспроизведения изображения,

содержащего мелкие элементы, выбирают тонкослойные формные

пластины, обладающие высокой твердостью. Необходи

100 5ффРис. 8.13. Область растаскивания в флексографской печати

255

мые деформации достигаются за счет использования упруго-

эластичного материала, располагаемого на формном цилиндре. При

воспроизведении растрового изображения используют пластины с

большей твердостью, чем для печатания плашки. Это связано с тем,

что растровые элементы сильнее реагируют на давление в процессе

печатания.В случае использования шероховатых пылящих бумаг выбирают,

как правило, толстослойные пластины, обеспечивающие получение формы с большей глубиной рельефа. Для запечатывания гофрокартона применяют толстослойные пластины с невысокой твердостью. Полимерные пленки требуют использования формных пластин, устойчивых к озону, если в машине (при наличии встроенного уст-ройства) проводится предварительная обработка пленки коронным разрядом. Рекомендуя применение тех или иных пластин, их произ-водители указывают устойчивость к некоторым органическим рас-творителям (например, к этилацетату) и совместимость с красками: на основе органических растворителей, воды, УФ-отверждаемыми.

При выборе формной пластины учитываются также формат пе-чатной машины и зазор между формным и печатным цилиндрами. Это определяет выбор толщины пластины и липкой ленты, необходимой для последующего крепления формы. Применяемая формная пластина должна обеспечивать возможность получения необходимых печатно-эксплуатационных характеристик формы, также должны быть соблюдены требования экологической безопасности при ее изготовлении.

8.3.2. Экспонирование оборотной стороны пластины

Назначение экспонирования. Экспонирование оборотной стороны

пластины проводится с целью формирования основания формы (см.

рис. 8.3, а), на котором в дальнейшем формируются печатающие

элементы. Основание ограничивает максимальную глубину

пробельных элементов и, таким образом, определяет высоту рельефа

печатной формы (рис. 8.14).

256

/уч\

а б в

Рис. 8.14. Влияние продолжительности экспонирования оборотной стороны пластины на высоту рельефа формы: а — недостаточная;

б —оптимальная; в — избыточная

Высота рельефа рассчитывается как разница между толщиной

печатной формы и толщиной ее основания. Экспонирование оборот-

ной стороны служит также для повышения светочувствительности

ФПС за счет связывания в объеме ФПК кислорода, являющегося ин-

гибитором полимеризации. Это позволяет снизить длительность по-

следующего основного экспонирования. Кроме того, это экспониро-

вание способствует прочному закреплению мелких печатающих

элементов на основании печатной формы. Процесс проводится УФ-

излучением зоны А (с длиной волны 360-380 нм) через подложку

пластины (см. рис. 8.3, а), при этом ФПС полимеризуется на глубину,

зависящую от величины экспозиции.

Факторы, влияющие на величину экспозиции. Величина экс-позиции зависит от толщины формной пластины и характера изобра-жения. Поскольку ее толщина связана с высотой (глубиной) рельефа печатной формы, следовательно, с толщиной ее основания, то экспо-нирование оборотной стороны толстослойных пластин должно быть более длительным, чем тонкослойных. Более длительным должно быть также экспонирование оборотной стороны при изготовлении пе-чатной формы, содержащей растровое изображение. Это связано с особенностями формирования растрового элемента на печатной фор-ме. На рис. 8.14 показано влияние продолжительности экспонирова-ния оборотной стороны на высоту рельефа формы. Слишком короткое экспонирование может привести к формированию тонкого основания (рис. 8.14, а) и, следовательно, к потере мелких печатающих элемен-тов на форме из-за наличия незаполимеризованного слоя между осно-ванием и образованным печатающим элементом (см. рис. 8.8, а). Из

контрольной пластины со ступенчатым экс-понированием оборотной стороны

^п.ф

Рис. 8.16. Определение времени экспонирования оборотной стороны

пластины

257

лишняя продолжительность процесса приводит, наоборот, к созданию слишком толстого основания (рис. 8.14, в) и не позволит создать необходимый рельеф печатной формы.

Метод определения времени экспонирования оборотной стороны

пластины. Определение времени экспонирования проводится

тестированием с использованием метода ступенчатого экспониро-

вания. Отдельные участки пластины получают дозированную экс-

позицию, задаваемую временем, причем каждый участок формной

пластины экспонируется от-

дельно. Затем проводят ос-

новное экспонирование пла-

стины (со стороны ФПС), часть

которой закрыта све-

тонепроницаемым материа-

лом. На экспонированной

части пластины формируется плашка и толщина этой части будет

соответствовать толщине печатной формы Ап ф. В дальнейшем

проводится вымывание, более длительное, чем обычно для данного

типа пластин (это исключает влияние времени вымывания на

определение времени экспонирования оборотной стороны пластины).После сушки и охлаждения пластины на полученной печатной

форме (рис. 8.15) измеряют толщины Ль ... А,-, соответствующие за-данным экспозициям, и толщину печатной формы Лп.ф. Затем вы-

числяют глубину рельефа на уча-стках формы, полученных при различном времени экспонирования, и строят зависимость глубины рельефа h от времени экспо-нирования оборотной стороны пластины (рис. 8.16). По этому графику с учетом требуемой глу-бины рельефа hp (она зависит от

толщины пластины и характера

258

изображения) определяют необходимое время экспонирования оборотной стороны пластины гэкс.

8.3.3. Основное экспонирование через фотоформу

Назначение основного экспонирования. Основное экспонирование проводится через негатив и служит для формирования печатающих элементов. Его проводят сразу после экспонирования оборотной стороны пластины с тем, чтобы сохранить ранее достигнутый эффект повышения светочувствительности. Формную пластину и негатив помещают в ЭУ (в ряде случаев фиксируют на штифтах). Для улучшения вакуумирования края негатива закрывают маскирующей фольгой или матированной лентой, имеющей воздуховодные каналы. Прижимная (затяжная) пленка обеспечивает плотный контакт негатива с ФПП.

Учет растяжения формы. Форма, изготовленная на плоскостном оборудовании (рис. 8.17, а), при ее установке на формный цилиндр печатной машины из-за растяжения поверхности вдоль окружности (рис. 8.17, б) изменяет свои размеры. Это приводит к удлинению изображения на оттиске по сравнению с изображением на фотоформе. Чем толще растягивающийся ФПС, расположенный на подложке или стабилизирующей пленке (при использовании многослойных пластин), тем длиннее изображение. Компенсация удлинения изображения, известного как дисторсия (от лат. distortio — искривление), достигается изменением масштаба.

Для его расчета, в случае если изогнутая поверхность печатной

Рис. 8.17. Растяжение рельефа поверхности при установке печатной формы на формном цилиндре: а — печатная форма; б — изогнутая печатная форма

б

259

формы полностью охватывает формный цилиндр, используют кон-станту растяжения к и длину оттиска L0TI. Константа к для каждого типа однослойных и многослойных пластин рассчитывается по фор-муле

к = 2 nh,

где И — толщина слоя (это связано с тем, что растяжению подверга-ется слой, а не подложка).

Длина оттиска L0Tt соответствует расстоянию, которое проходит определенная точка, находящаяся на поверхности формы, при полном обороте формного цилиндра и вычисляется следующим образом:

^отт ^ (^Ф 2Лф + 2hi),

где D<j, — диаметр формного цилиндра, мм; Лф — толщина печатной

формы, мм; Л/ — толщина липкой ленты, мм.

На основе рассчитанной длины оттиска определяется необходимое

укорачивание фотоформы Ad ( в процентах) по формуле

Ad=—100%.L

ОТТ

Таким образом, если исходную длину фотоформы принять равной 100%, то ее длина должна быть уменьшена со 100% на величину Ad.

Факторы, влияющие на выбор величины экспозиции. Величина экспозиции зависит от мощности источника излучения, сен-ситометрических свойств и толщины ФПС, оптических характеристик фотоформы и характера изображения. При недостаточной экспозиции формирующийся печатающий элемент не закрепляется на основании печатной формы и во время вымывания удаляется (см. рис. 8.8, а). Чаще всего это может происходить при воспроизведении мелких растровых элементов, в этом случае тонкие линии приобретают волнистость, нарушается структура поверхности (эффект «апельсиновой корки»), что приводит к преждевременному износу формы.

260

При избыточном основном экспонировании снижается контраст изображения, ухудшается резкость, уменьшается глубина пробельных элементов, что отрицательно сказывается на воспроизведении инверсного изображения — выворотки. Чем меньше мощность ис-пользуемых ламп, ниже светочувствительность ФПС и больше тол-щина формной пластины, выше оптическая плотность прозрачных участков фотоформы, тем большая экспозиция требуется для фор-мирования печатающих элементов. Влияние характера изображения проявляется в том, что для воспроизведения растрового изображения требуется большая экспозиция, чем, например, для плашки.

Методы определения оптимальной экспозиции. Определение оптимальной экспозиции осуществляется тестированием с использо-ванием тест-объектов (см. § 8.1.2). Задавая различное время основного экспонирования, на готовой печатной форме оценивают вос-произведение контрольных элементов: отдельно стоящих точек и штрихов. Оптимальным временем экспонирования считается такое, при котором достигается воспроизведение контрольных элементов определенного размера. Размеры минимально воспроизводимых элементов зависят от репродукционно-графических свойств формных пластин. Обязательно принимается во внимание также необходимая глубина пробельных элементов на форме.

Воспроизведение растрового изображения контролируется по воспроизведению растровых полей в светах и тенях для заданной линиатуры или по градационному фрагменту тест-объекта.

Экспонирование с различными источниками излучения. Ос-новное экспонирование может осуществляться с использованием дру-гих методов, позволяющих увеличить скорость процесса, повысить точность воспроизведения изображения и улучшить профиль печа-тающих элементов. К этим методами относятся, например, экспони-рование перемещаемым источником. Для этого необходима УФ- лампа мощностью 5-10 кВт с максимумом излучения на длинах волн 360-380 нм. Такой источник, максимально приближенный к плоскости экспонирования, совершает возвратно-поступательное движение, создавая перпендикулярно направленное и равномерное по всей пло-

261

щади пластины излучение. Необходимое количество световой энер-гии, которое должен получить слой ФПК, контролируется электрон-ным устройством. Высокая мощность и незначительное количество рассеянного излучения в общем световом потоке (достигается исполь-зованием специального отражателя) позволяет сократить время и обеспечивает четкий трапециидальный профиль печатающих и тре-буемую глубину пробельных элементов.

Основное экспонирование может осуществляться точечньш ис-точником, расположенным на значительном расстоянии от поверх-ности формной пластины. Процесс осуществляется в две стадии.

На первой стадии экспонирование проводится направленным излу-чением. Это позволяет сформировать печатающие элементы, боковые грани которых расположены перпендикулярно основанию формы. На второй стадии, проводимой рассеянным излучением (используется вы-движной рассеивающий фильтр), обеспечивается изменение крутизны профиля печатающих элементов (их боковые грани расширяются), что обеспечивает надежное прикрепление печатающих элементов к осно-ванию.

8.3.4. Удаление незаполимеризованной композиции

Требования к вымывным растворам. Удаление незаполиме-ризованной композиции проводится с целью создания рельефа печатной формы. В зависимости от типа формных пластин образо-вание трехмерной структуры печатающих элементов может осуще-ствляться различными способами. Чаще всего удаление незаполиме-ризованной ФПК проводится вымыванием.

В зависимости от природы несветочувствительного полимера,

входящего в состав ФПС, вымывными растворами для пластин раз-

личных типов могут служить вода, щелочные растворы с ПАВ или

смеси алифатических и ароматических углеводородов с органическим

спиртом. Общими требованиями к вымывным растворам являются

высокая растворяющая способность и возможность образовывать

концентрированные растворы большой вязкости, при этом они

262

должны оказывать минимальное воздействие на заполимеризован- ные

участки. Растворители, входящие в их состав, должны характе-

ризоваться низкой степенью летучести, нетоксичностью и обладать

невысокой стоимостью. Для организации замкнутого цикла процесса

должна обеспечиваться возможность регенерации вымывных рас-

творов.

Определение режимов вымывания. К режимам вымывания относятся:• условия проведения процесса (давление щеток и их структура, способ подачи вымывного раствора и др.);• состав и температура вымывного раствора;• время вымывания.

Определение режимов проводится тестированием. Поскольку в большинстве случаев вымывание незаполимеризованного слоя вы-полняется в устройствах непрерывного действия, то его продолжи-тельность оценивается скоростью перемещения пластины в процес-соре. Продолжительность определяется для каждого типа формных пластин, при этом давление щеток и температура вымывного раствора поддерживаются постоянными, а с помощью регенерации сохраняется неизменной способность раствора к вымыванию.

Определяя оптимальное время вымывания, оценивают результат процесса. Время должно быть достаточным для удаления незаполи-меризованного ФПС, но одновременно минимально необходимым, поскольку при длительном контакте пластины с раствором возможно чрезмерное набухание ФПС и его последующее отслоение или повреждение. Для окончательного контроля режимов вымыванияизмеряют толщину Лф и толщину основания формы и определяют

глубину рельефа Лр.

Термический способ удаления незаполимеризованной композиции.

Данный способ осуществляется в термическом процессоре (рис.

8.18), в котором проэкспонированная пластина 1 закрепляется на

барабане 5 и подводится к источнику ИК-излучения 3. В резуль-

тате локального нагревания пластины до температуры 160°С и по-

следующего перехода незаполимеризованного слоя на нетканый

263

материал 2 на форме образуется рельеф. Его необходимая глубина

достигается при многократных контактах формы с нетканым

материалом. В зависимости от толщины формной пластины число

таких контактов может достигать 10-12.

8.3.5. Сушка печатных форм

Назначение сушки форм. Сушка служит для удаления жидкости (воды или органических растворителей) из фотополимерного слоя пе-

чатной формы после вымывания. Фотополимеризованный слой про-питывается вымывным раствором — набухает и размягчается. Это связано с тем, что относительное содержание поглощенного фотопо-лимером растворителя после вымывания обычно превышает 30%, по-верхность формы покрывается очень тонкой сплошной пленкой и ка-пилляры на поверхности заполнены растворителем. Влагосодержание фотополимера зависит от способности материала к набуханию, вре-мени вымывания, степени сшивки полимера, природы и температуры

Рис. 8.18. Формирование пробельных элементов флексографской формы термическим способом: 1 — экспонированная пластина; 2 — нетканый материал; 3

— ИК-источник; 4 — валик; 5 — барабан; 6 — печатающийэлемент; 7 — пробельный элемент

1

5

7

t, мин

Рис. 8.19. Кинетические кривые сушки фотополимерных флексографских форм

при использовании различных вымывных растворов: 1 — трихлорэтилен с

бутанолом; 2 — смесь ароматического углеводорода и спирта;

3 — смесь сложного эфира и спирта

264

растворителя, характера изображения. Так, растрированные участки поглощают больше растворителя, чем плашка. После сушки толщина формы становится равной толщине формной пластины, но ее поверхность остается немного липкой.

Физико-химическая сущность сушки форм. В процессе сушки происходит движение молекул растворителя из внутренних слоев фо-тополимера к наружным с последующей миграцией с поверхности формы в среду теплоносителя, при этом за счет диффузии удаляется большая часть растворителя. Для увеличения скорости внутренней диффузии растворителя возможно применение в качестве компонен-тов ФПС гранулированных полимеров, содержащих микропоры.

На рис. 8.19 приведены кинетические кривые сушки форм, при вымывании которых были использованы различные вымывные рас-творы: 1 — трихлорэтилен с бутанолом; 2 — смесь ароматического углеводорода и спирта; 3 — смесь сложного эфира и спирта. Скорость процесса, как видно из рис. 8.19, зависит от состава раствора. Влияние природы вымывного раствора на кинетику процесса связано со значе-нием летучести растворителя, входящего в состав раствора.

Режимы сушки. Сушка формы проводится, как правило, кон-векционным способом при температуре не выше 60-65°С. Это наи-более длительная операция изготовления флексографской печатной формы, она может продолжаться от 1 до 4 ч (если использовать водные растворы, время сушки сокращается). При повышенной температуре сушки форм, изготовленных на однослойных пластинах, может на-блюдаться усадка полиэфирной подложки. На печатных формах, изготовленных на многослойных пластинах,

265

возможна деформация самой многослойной структуры, что приво-дит в дальнейшем к нарушению приводки при печатании.

Скорость процесса зависит от толщины, химической природы

ФПС и растворителя, а также структуры фотополимерного слоя,

размера и состояния поверхности формы, температуры теплоносителя,

его насыщенности парами растворителя и скорости перемещения

теплого воздуха относительно формы.

8.3.6. Заключительные операции

Устранение липкости поверхности формы. Финишинг — до-полнительная обработка с целью устранения липкости формы, которая вызвана наличием на поверхности слоя высоковязкой жидкости. Эта жидкость представляет собой раствор или смесь термоэласто- пласта или другого полимера с незаполимеризованными мономерами или олигомерами, которые в процессе вымывания диффундировали на поверхность формы. Известно два способа устранения липкости: обработка поверхности химическими реактивами или ее облучение УФ-излучением зоны С (X. = 250-260 нм).

При обработке формы в бромид-броматном растворе бром, вступая

в реакцию присоединения, уменьшает концентрацию ненасыщенных

двойных связей и способствует превращению мономеров, имеющих

низкую температуру кипения, в насыщенные бромпроиз- водные. Эти

соединения, обладающие высокой температурой кипения,

представляют собой твердые вещества. Химический финишинг

является экологически небезопасным.

Наиболее широкое применение имеет финишинг излучением, обладающим высокой энергией и низкой проникающей способностью, что обеспечивает устранение липкости поверхностного слоя печатной формы. На продолжительность обработки УФ-излучением зоны С, которая составляет примерно 4-8 мин, оказывает влияние толщина пластины и состав ФПС, природа вымывного раствора и длительность предшествующей сушки. Чем меньше продолжительность операции, тем меньше негативное влияние на форму оказывает озон, выделяемый при финишинге. Более длительный финишинг делает

266

поверхность формы хрупкой и снижает ее красковосприим- чивость.Дополнительное экспонирование. Для достижения необходимых

физико-механических свойств и повышения устойчивости к растворителям печатных красок выполняется операция дополни-тельного экспонирования готовой формы. Проводится она в экспо-нирующем устройстве без фотоформы и вакуума УФ-излучением зоны А (X = 360-380 нм), обеспечивающим фотополимеризацию по всей толщине слоя. Время дополнительного экспонирования обычно равно времени основного экспонирования. Формы после завершения процесса изготовления для стабилизации свойств выдерживаются в условиях, аналогичных условиям печатного цеха в течение несколь-ких часов.

Контроль печатных форм. Качество флексографских форм ха-рактеризуется соответствием размеров печатающих элементов на форме их размерам на фотоформе, необходимой глубиной пробельных элементов, требуемой крутизной профиля печатающих элементов. Немаловажным является также структура поверхности формы и адгезия фотополимерного слоя к подложке. Контроль этих показате-лей проводится визуально или с использованием инструментальных средств. В случае несоответствия заданным параметрам форма тре-бует переделки, так как улучшение ее показателей невозможно.

Основными дефектами флексографских форм могут быть: от-сутствие печатающих элементов на форме или искажение их разме-ров, недостаточная глубина пробельных элементов, а также дефекты поверхности, выраженные в наличии трещин и липкости поверхности формы. Дефекты могут быть вызваны нарушением технологических режимов, связанных с работой формного оборудования, приме-няемыми формными пластинами и растворами, а также качеством используемых фотоформ. Нарушение режимов изготовления приводит к ухудшению печатно-эксплуатационных показателей фотопо-лимерных форм. Это проявляется в снижении прочностных свойств, повышенном набухании в растворителях и связующих печатных красок, ухудшении восприятия краски печатной формой и, в конечном итоге, сказывается на тиражестойкости флексографских форм.

267

8.3.7. Особенности изготовления форм из жидкой фотополимеризуемой композиции

Физико-химическая сущность процесса. Используемые для

изготовления форм ЖФПК поставляются на полиграфические

предприятия с химических заводов. Эти композиции представляют

собой гомогенную дезаэрированную реакционно-способную смесь,

содержащую олигомеры (олигоэфиракрилаты, олигоэфир- малеинаты),

мономеры или смесь мономеров (ненасыщенные карбоновые кислоты,

их сложные эфиры и др.), фотоинициаторы и модифицирующие

добавки (в том числе, ингибиторы термополимеризации). Эта смесь

находится в жидком агрегатном состоянии и способна к

полимеризации. В ЖФПК может вводиться также некоторое

количество композиции, удаленной с пробельных элементов формы, а

также измельченный фотополимер ранее изготовленных печатных

форм. Природа и соотношение компонентов ЖФПК определяют как

сам процесс изготовления печатной формы, так и ее свойства.

Особенностями процесса изготовления форм из ЖФПК являются,

во-первых, изменение агрегатного состояния композиции в результате

полимеризации и, во-вторых, то, что удаление незаполимеризо-

ванного слоя может проводиться не только за счет растворения, но и в

результате проведения менее энергоемких процессов, таких как

сдувание, вакуумирование, механическое выдавливание, выжимание.

Этими способами удаляется до 80% незаполимеризованной ФПК, а

оставшаяся в жидком и частично гелеобразном состоянии на дне

пробельных элементов и боковых гранях печатающих элементов часть

удаляется вымывным раствором. В зависимости от природы ЖФПК

очистка вымыванием может проводиться в органических

растворителях (низшие спирты, ацетон), водно-органических, водно-

щелочных растворах и воде (см. § 3.2.2).К особенностям процесса можно также отнести проведение

термической обработки формы, сопровождаемое термоструктури-рованием с окончательным расходованием ненасыщенных связей, ранее неиспользованных при фотополимеризации. Именно с этой

268

целью в составе композиции присутствуют инициаторы термопо-лимеризации.

Технология изготовления форм. Изготовление печатной формы

начинается с подготовки копировалъно-формирующего пакета. Его

подготовка зависит от конструкции ЭУ и типа размероустойчивой

подложки (металлической или полимерной). При использовании

стальной подложки на стекле копировально- формирующего пакета

размещают негативную фотоформу (при необходимости также

защитную пленку) и ограничительную раму, высота которой

обеспечивает необходимую толщину будущей формы. На раме

устанавливают стальную подложку с адгезионно- противоореольным

слоем, которая удерживается магнитной плитой и, тем самым,

образуется полость пакета. В полость заливается ЖФПК. Собранный и

заполненный ЖФПК пакет помещается в установку для

экспонирования. При использовании прозрачной полимерной

подложки 5 (рис. 8.20) такая полость образуется между двумя

стеклами 1 с расположенными на них пленками.

Технологический процесс изготовления формы из ЖФПК вклю-

чает:

• экспонирование оборотной стороны и основное экспонирование

— рис. 8.20, б, (при использовании стальной подложки только

основное);

• удаление незаполимеризованной композиции одним из описанных

выше способов;

• дополнительное экспонирование и термическую обработку, по-

вышающую прочностные свойства формы.

t t t t Излучение УФ-А

269

Заключительными операциями изготовления формы в зависимости от состава ЖФПК и типа подложки, могут быть сушка и фини- шинг, осуществляемые аналогично изготовлению форм из ТФПК (см. § 8.3.6). В ряде случаев для улучшения физико-механических свойств готовой печатной формы дополнительное экспонирование проводят под тонким слоем воды или водного раствора мономеров. Это позволяет устранить ингибирующее действие кислорода воздуха, а в случае использования раствора мономера, улучшить за счет полимеризации поверхностные свойства печатной формы.

Формы из ЖФПК позволяют воспроизводить элементы изобра-жения размером 30 мкм, при этом твердость форм ограничена вели-чиной 27-55 единиц (по Шору А). Для повышения репродукционно-графических показателей форм из ЖФПК по технологии APR (фирма ASAHI, Япония) при формировании пакета наносят два слоя, от

Излучение УФ-А

Рис. 8.20. Изготовление фотополимерной печатной формы из ЖФПК: а — копировально-формирующий пакет; б — экспонирование; в — печатная форма; 1 —

стекло; 2 — негатив; 3 — защитная пленка; 4 — ЖФПК;5 — пленка-подложка;

270

личающихся светочувствительностью (при этом верхний слой имеет более низкую светочувствительность) и твердостью, приобретаемую после полимеризации. Верхняя часть печатающих элементов таких форм имеет вертикальные грани и характеризуется более высокой твердостью, чем нижняя, что позволяет уменьшить величину растаскивания при печатании.

8.4. Особенности технологии изготовления типографскихфотополимерных форм

Формные пластины. Фотополимеризуемые формные пластины классифицируются по тем же признакам, что и пластины флексо-графской печати (см. § 8.3.1). Основными признаками являются: строение пластины, состав ФПС и назначение.

В зависимости от строения фотополимеризуемые типографские пластины по количеству основных слоев подразделяют на двухслой-ные и трехслойные. Двухслойные пластины состоят из ФПС и метал-лической (из алюминия или листовой стали) толщиной 0,2-0,3 мм или полимерной подложки (см. рис. 5.4, а); дополнительным слоем служит адгезионно-противоореольный слой (см. § 8.2.1). Трехслойные пластины состоят из ФПС, размероустойчивой пленки и подложки. Оба типа пластин имеют на поверхности ФПС защитную пленку.

По составу ФПК, определяющему растворимость ФПС, различают водо- и спиртовымывные, ограниченное применение находят также щелочевымывные пластины. Состав и толщина ФПК оказывает влияние на твердость пластин, в отличие от флексографских пластин твердость типографских ФПП может достигать 85 единиц по Шору А.

В зависимости от назначения различают формные пластины для типографской печати и лакирования. Как и флексографские, типо-графские формные пластины различаются также по форматам, соот-ветствующим форматам печатных машин.

Репродукционно-графические показатели типографских формных пластин несколько превышают аналогичные показатели флексо- графских пластин, что и определяет область применения изготов-ленных на них форм типографской печати. Так, интервал воспроиз-

271

водимых градаций составляет 1-95% для изображения с линиатурой растрирования 80 лин/см.

Экспонирование. Процесс изготовления типографской формы (в

отличие от флексографской) начинается с основного экспонирования (см. рис. 8.4, а). В этом процессе на формирование профиля печатаю-

щих элементов оказывает влияние противоореольный слой, входящий

в структуру пластины. Этот слой в результате перераспределения из-

лучения обеспечивает необходимую крутизну профиля печатающих

элементов и их сцепление с подложкой. При недостаточной экспози-

ции образуются печатающие элементы с грибообразным профилем

(см. рис. 8.7, б), а также наблюдается скругление границы печатающих

элементов и возникают проблемы с воспроизведением мелких

штриховых и растровых элементов вплоть до их полной потери.

В случае избыточной экспозиции, формируется пологий профиль

печатающих элементов, происходит закопировка узких пробелов,

возникают градационные и графические искажения, а также на-

блюдается выпучивание поверхности формы. Все это приводит к

уменьшению разрешающей способности форм. Наряду с этим избы-

точная экспозиция может способствовать процессу фотоокислитель-

ной деструкции поверхностных слоев печатающих элементов и при-

водить к снижению тиражестойкости форм. Как и при изготовлении

флексографских форм, выбор режимов основного экспонирования при

получении типографских форм проводится тестированием с ис-

пользованием тестового негатива (см. § 8.3.3).

Вымывание и последующие операции. Вымывание незаполи-

меризованного слоя проводится в вымывных машинах (или процес-

сорах) струйного или щеточного типов. Процесс осуществляется в

сольвентах или воде, в которую производители рекомендуют добав-

лять Г1АВ (моющие средства или пеногаситель, например, оксанол,

ненол и др.). На вымывание слоя незаполимеризованного при экспо-

нировании влияют те же факторы, что и при вымывании флексо-

графских форм, т. е. состав и температура вымывного раствора, спо-

соб его подачи, время вымывания, давление щеток и др. Продолжи-

272

тельность вымывания устанавливается опытным путем по изобра-

жению на тестовых участках формы. Достаточным считается время,

при котором незаполимеризованный слой удаляется вплоть до под-

ложки на широких пробельных элементах. Это время в зависимости от

режимов вымывания составляет 5-10 мин. Правильность выбора

режимов экспонирования и вымывания оценивается визуально по

фрагменту тест-объекта, выполненного в виде сетки, состоящей из

тонких пересекающихся линий. При недостаточной экспозиции и

увеличенном времени вымывания эти линии деформируются и могут

отслаиваться от подложки.Полученная после вымывания форма дополнительно промывается

(ополаскивается) и высушивается (см. рис. 8.4, б). В зависимости от природы подложки температура сушки составляет до 60° С (для форм на полимерной подложке) и 80—110й С (для форм на металлической подложке). Продолжительность сушки влияет на фи- зико-механические характеристики формы. При пересушивании формы возможна ее деформация, причиной которой являются возникающие внутренние напряжения. Особенно это явление заметно на плашке. При недостаточном высушивании ухудшаются физикомеханические свойства печатной формы. Косвенно они могут быть оценены по величине деформации или по времени восстановления участков формы с растровыми точками с 50ТН = 3-4% и на плашке после вдавливания в них усеченного конуса или диска с диаметром, равным 1 см. Величину деформации сжатия печатающих элементов определяют с помощью толщиномера (при давлении 30 кт/см 2), как разность толщин на плашке и на измеряемом участке растрового изображения. Деформация сжатия печатающих элементов в светах (5 отн = 3%) не должна превышать 0,01 мм.

Необходимость упрочнения типографских фотополимерных форм, как и форм флексографской печати, обусловлена тем, что печатающие элементы формируются при экспозициях, не обеспечивающих требуемых печатно-эксплутационных свойств. Спосо

бами упрочнения печатающих элементов являются дополнитель-ное экспонирование (доэкспонирование) формы и термическая обработка.

Доэкспонирование проводится сразу после промывки и сушки УФ-

А излучением, что приводит к увеличению степени полимеризации

(см. § 8.3.6), а также ее равномерности по всему объему печатающих

элементов. Доэкспонирование может проводиться на установках для

проведения основного экспонирования, а также в секции сушки.

Совмещение операций сушки и дополнительного экспонирования УФ-

лампами усиливает эффект упрочнения за счет термополимеризации.

Полученная таким образом печатная форма обладает твердостью,

которая выше твердости исходной формной пластины.

274

РАЗДЕЛ IV. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМНЫХ ПРОЦЕССОВ

Глава 9. Общие сведения о цифровых технологияхформных процессов

9.1. Основные понятия

9.1.1. Преимущества цифровых технологий формных процессов

Технологии формных процессов, использующие форматную за-пись воспроизводимой информации на формную пластину (или ци-линдр), являются аналоговыми. Это технологии изготовления форм копированием с фотоформ и проекционным экспонированием с РОМ. Аналоговыми также называют технологии изготовления печатных форм с вещественных (аналоговых) оригиналов (носителей информа-ции), при использовании поэлементной записи информации, они из-вестны более 40 лет. Решения, найденные при их разработках и про-шедшие практическую проверку, были в дальнейшем применены в цифровых технологиях.

Цифровыми называют технологии формных процессов, в которых в качестве исходной используют информацию, представленную в цифровом виде. Эта информация переносится на формную пластину или цилиндр различными методами поэлементной записи на основе цифровых данных. При этом не требуется наличия таких промежу-точных носителей информации, как фотоформы или РОМ, которые необходимы для реализации аналоговых технологий изготовления пе-чатных форм форматной записью. Это позволяет сократить длитель-ность технологического процесса, а также повысить качество печат-ных форм. Ускорение процесса обеспечивается за счет сокращения стадий, необходимых для получения печатной формы. Исключение таких стадий, как экспонирование и химико-фотографическая обра-ботка фотопленок, а также копирование фотоформ позволяет повысить качество печатной формы из-за отсутствия случайных и система-

275

тических ошибок многостадийного процесса. Наряду с этим обеспе-чивается также более точная приводка при печатании и, как результат, улучшается совмещение красок на оттиске. Уменьшение количества стадий процесса изготовления печатной формы приводит и к сокращению затрат на требуемые для изготовления фотоформ материалы, оборудование, обслуживающий его персонал и про-изводственные площади.

При использовании цифровых технологий обеспечивается также возможность внедрения систем организации рабочих потоков (от англ. — workflow).

9.1.2. Основные разновидности цифровых технологийформных процессов

Первые упоминания о цифровых технологиях относятся к 80-м гг. XX в. Тогда были разработаны и изготовлены первые образцы уст-ройств, позволяющие осуществлять ввод, обработку и запись инфор-мации на формные материалы с использованием цифровых методов. Последующий период времени, начиная с середины 90-х гг., считается периодом становления и совершенствования данных процессов. При-менительно к ним разрабатывалось прецизионное высокоэффективное формовыводное оборудование, программные средства и формные ма-териалы, позволяющие осуществлять запись информации.

В настоящее время цифровые технологии применяются для изго-товления печатных форм всех классических способов печати. Запись информации может осуществляться: гравированием, лазерным воз-действием, экспонированием УФ-лампой и термопереносом.

Гравирование (электронно-механическое и лазерное) проводится на относительно толстых слоях формных материалов (пластин или цилиндров). В результате создается рельефное изображение и на форме образуются углубленные печатающие или пробельные эле-менты. Гравирование используется для изготовления форм глубокой и флексографской печати.

276

Лазерное воздействие излучения на тонкие приемные (регист-рирующие) слои формных пластин используется для записи инфор-мации в процессе изготовления офсетных печатных форм, а также для записи информации на масочные слои формных пластин или ци-линдров при изготовлении форм флексографской и глубокой печати.

Экспонирование УФ-лампой, излучение которой модулируется в соответствии с цифровыми данными об изображении, применяется для изготовления офсетных печатных форм на монометаллических формных пластинах с копировальным слоем (см. § 6.3.1).

Термоперенос реализует возможности термографического способа (см. § 10.3.9). Он осуществляется с помощью лазерного излучения и используется для изготовления офсетных форм.

277

Классификационныепризнаки

Метолпоэлементной

записиZ

Способреализации

278

Лазерное ЭкспонированиеГравирование воздействие УФ-лампой Термоперенос

Цифровые технологии формных процессов

Электронно- Лазерное Лазерное Лазерное УФ-воздействие Лазерное

механическое тепловое световое тепловое

х X

279

280

На рис. 9.1. представлены основные разновидности цифровых технологий формных процессов для различных способов печати. Особенности и возможности этих технологий подробно рассмотрены в гл. 10-12.

9.1.3. Лазерное излучение и лазеры

Лазер (laser — название составлено из начальных букв англий-ского выражения: light amplification by stimulated emission of radiation, что означает «усиление света путем его вынужденного из-

Для глубокой Для флексографской Для глубокой Для плоской

печати печати печати офсетной печатиСпособ печати

Рис. 9.1. Основные разновидности цифровых технологий формных процессов

281

лучения») представляет собой оптический квантовый генератор и

является источником лазерного излучения.

Генерируемое лазером излучение является монохроматическим, т.

е. генерируется (от лат. generatio — рождение) на фиксированной

длине волны (или на нескольких длинах волн). Лазерное излучение

является, когерентным и направленным (распространяется достаточно

узким направленным пучком) и обладает высокой интенсив- ностью.

Указанные свойства лазерного излучения определяют основные

параметры лазеров (энергетические, пространственные, частотно-

временные) и его эксплуатационные характеристики.

Энергетические параметры определяют энергетические возмож-

ности лазеров, в частности, их мощность.

Пространственные характеризуют размер и форму пятна в сечении

пучка, а также расходимость пучка (его диаграмму направленности).

Частотно-временные параметры характеризуют спектр излучения.

Различные лазеры генерируют излучение в спектральной области от

ближней УФ до дальней ИК. Эксплуатационные характеристики

лазеров определяют потребляемую ими мощность, коэффициент

полезного действия, время непрерывной работы, ресурс работы, на-

дежность, габариты, стоимость и др.

9.2. Лазерная запись информации на формные материалы

9.2.1. Процессы, протекающие при лазерной записи информации на формные материалы

Разновидности процессов. Лазерное излучение, используемое для записи информации, обеспечивает протекание в приемных слоях формных материалов определенных процессов. В зависимости от интенсивности лазерного излучения, его длины волны, продолжи-тельности действия и ряда других параметров, а также природы об-лучаемого материала различают процессы двух типов: световые и тепловые.

282

Световые процессы происходят в формных материалах, если интенсивность лазерного излучения невелика и оно поглощается частицами вещества, способными к фото- и физико-химическим ре-акциям. Инициированные лазерным излучением световые процессы могут быть аналогичны фотохимическим, которые происходят под действием обычных источников светового излучения (см. § 3.2), но интенсивность протекания превращений исходных реагентов выше.

Тепловые процессы под действием излучения проходят ряд по-следовательных стадий: нагревания, плавления и испарения или воз-гонки — сублимации (от лат. sublimo — возношу), т. е. перехода ве-щества в результате нагревания из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое.

Развитие процесса в формных материалах при повышении плотности лучистой энергии (отношения мощности к площади из-лучения) происходит следующим образом: при повышении плотности лучистой энергии первоначально наблюдается умеренное нагревание, сопровождаемое протеканием относительно энергоемких физико-химических превращений (фазовых переходов, химических реакций, полимеризации, разрушения структурных связей и т.д.). В дальнейшем с повышением плотности энергии начинается плавление материала и граница между жидкой и твердой фазами (поверхность расплава) смещается в глубину материала. Чем больше плотность лучистой энергии, тем интенсивнее происходит испарение, и часть вещества переходит в другое фазовое состояние с выбросом продуктов химической деструкции. Тепловой процесс может развиваться и по другой схеме. В ряде случаев, например, в слоях малой толщины основная часть поглощенной лучистой энергии может расходоваться не на плавление, а на термическое разрушение в результате возгонки.

Различают механизмы теплового воздействия лазерного излучения в металлах и неметаллах. В металлах кванты излучения поглощаются в основном электронами проводимости, которые отдают энергию кристаллической решетке, увеличивая тепловую энергию колебаний атомов.

Процессы, происходящие в неметаллах, более разнообразны. Возможна фотоэмиссия электронов с последующей передачей им

283

энергии излучения и нагреванием материала. Может происходить также процесс непосредственного взаимодействия квантов со структурными элементами материала. В результате поглощения ла-зерного излучения повышение температуры материала иногда со-провождается и другими изменениями: в ряде случаев активизируются диффузионные процессы в твердом теле, протекают некоторые химические реакции на поверхности и в приповерхностных слоях материала и др.

Методы лазерной записи информации в различных формных технологиях. В зависимости от природы формного материала и его толщины в различных технологиях реализуются возможности как световых, так и тепловых процессов. При лазерном гравировании в толстых слоях формных материалов происходят тепловые процессы, сопровождаемые нагреванием, плавлением и последующим испаре-нием материала из зоны действия излучения. В результате этого в относительно толстых слоях образуются углубленные ячейки, причем их размеры в глубину растут в основном за счет плавления и удаления жидкого материала при создаваемом избыточном давлении продуктов испарения. Процесс образования ячеек зависит от плотности энергии, подаваемой на поверхность материала, длительности и частоты действия импульсов излучения, его длины волны, теплопроводности материала, его отражательной способности и ряда других параметров (см. гл. 11, 12).

В результате лазерного воздействия (различают световой и теп-ловой типы воздействий) процессы происходят в тонких приемных слоях формных материалов. Световое воздействие лазерного излу-чения УФ- и видимого диапазона длин волн обеспечивает возмож-ность протекания тем же процессам, которые возникают под дейст-вием излучения при копировании и проекционном экспонировании. Поглощение энергии лазерного излучения обеспечивает протекание фотохимических или электрофотографических процессов. Фотохи-мические процессы сопровождаются либо восстановлением галоге- нидов серебра и диффузией комплексов серебра, либо фотополимери-зацией. Электрофотографические процессы основаны на изменении фотопроводимости слоя (т.е. электрического сопротивления фотопо-

284

лупроводника) под действием лазерного излучения. В отличие от све-тового при реализации теплового воздействия лазерного ИК- излучения обеспечивается протекание термических процессов, таких как термодеструкция и термоструктурирование, возгонка (изменение агрегатного состояния слоя) или инверсия (от лат. inversio — переста-новка) смачиваемости.

Для обоих типов воздействий характерно наличие аберраций (от лат. aberratio — уклонение), причем природа и последствия этих аберраций различны. Так, при реализации светового воздействия они связаны с рассеянием излучения. Это приводит к увеличению экспонируемой зоны, и, соответственно, к искажениям геометриче-ских размеров элементов изображения.

Аберрации при тепловом воздействии в основном связаны с до-полнительным прогреванием слоя на участках вблизи области то-чечного нагрева. Дополнительное влияние на эту область оказывает струя раскаленных продуктов разложения, которая дает вторичный разогрев участков, прилегающих к области лазерного воздействия. Влияние этого процесса аналогично влиянию светорассеяния, но из- за инерционности теплового процесса, существует возможность уменьшения таких аберраций путем, например, сокращения дли-тельности воздействия излучения за счет скорости перемещения ла-зерного пучка. Благодаря этому появляется возможность сведения к минимуму тепловых аберраций в отличие от световых, которые всегда имеют место.

9.2.2. Лазеры, используемые в формных процессах

Требования к лазерам, используемым в формных процессах.

Требования, предъявляемые к лазерам, используемым в качестве ин-

струмента для поэлементной записи информации на формные мате-

риалы, определяются теми функциями, которые лазер выполняет в

цифровой технологии: осуществляет гравирование, реализует лазер-

ное воздействие или обеспечивает термоперенос. Выполнение ука-

занных функций обеспечивается выбором лазера с соответствующими

параметрами (см. § 9.1.3). Значимость того или иного параметра

определяется конкретной цифровой технологией, а необходимые ве-

285

личины этих параметров зависят от типа используемого в технологии

формного материала. Так, при использовании лазеров для грави-

рования наиболее важным является требование к его мощности,

поскольку процесс лазерного гравирования требует больших затрат

энергии. Требования к мощности лазеров при записи информации

путем лазерного воздействия и в результате термопереноса зависят от

энергетической чувствительности приемных слоев формных ма-

териалов и могут отличаться для слоев различных типов. Сущест-

венным для всех цифровых технологий формных процессов являются

требования к пространственным параметрам излучения лазеров, так

как они определяют размеры и качество сформированных при записи

элементов изображения, т. е. репродукционно-графические показатели

печатных форм. Не менее важным является требование к

спектральным характеристикам излучения лазера. При его опти-

мальном согласовании со спектральной чувствительностью приемного

слоя обеспечивается высокая актиничность действия излучения и, как

следствие, сокращение времени записи информации.Определяя требования к параметрам лазеров необходимо учиты-

вать, что их стабилизация имеет решающее значение при записи ин-формации на формные материалы. Немаловажными являются также требования к эксплуатационным показателям лазеров, которые ха-рактеризуют их технико-экономические возможности и определяют целесообразность применения для записи информации в цифровых формных процессах.

Разновидности лазеров, используемых в формных процессах. С момента первого использования до настоящего времени в формных процессах находят практическое применение следующие типы лазеров: газовые, твердотельные и полупроводниковые.

Газовые лазеры. Активной средой таких лазеров является газ или смесь газов. В формных процессах применяются гелий- неоновый, ион-аргоновый лазеры и лазер на двуокиси углерода (лазер на СО2). Они генерируют излучение в видимом и ИК- спектральных диапазонах длин волн.

286

Гелий-неоновые лазеры (красные лазеры) с X = 633 нм характе-ризуются стабильностью параметров, устойчивостью к внешним воздействиям и мощностью излучения не более 100 мВт.

Ион-аргоновые (синие) лазеры генерируют излучение с X = 488 нм. Средняя мощность этих лазеров составляет 500 мВт.

Лазеры на СО2 генерируют излучение с X = 10600 нм мощностью от нескольких десятков ватт (в непрерывном режиме работы) до не-скольких мегаватт (в импульсном режиме).

Твердотельные лазеры. В твердотельных лазерах активной средой является кристаллический или аморфный диэлектрик, в который введены ионы редкоземельных элементов. В формных процессах используют твердотельные лазеры на основе кристаллов иттрий- алюминиевого граната с примесью, например, неодима (Nd) — NdiYAG-лазеры (активной средой в них является кристалл Y3AI5O12,

о о

в котором часть ионов У + замещена ионами Nd +). Твердотельные лазеры генерируют излучение в ИК-диапазоне длин волн (например, о X = 1064 нм). Эти лазеры можно использовать с оптическими сис-темами удвоения (к = 532 нм) и утроения (к = 355 нм) пространст-венной частоты, что позволяет получать излучение как в видимой, гак и УФ-областях спектра. Твердотельные лазеры обеспечивают зозможность получения значительной мощности излучения (от не-скольких мВт до нескольких кВт).

Различают твердотельные лазеры с ламповой или полупровод- шковой (диодной) накачкой. Лазеры с ламповой накачкой имеют *евысокий КПД и требуют использования внешнего водяного ох- 1аждения. Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой шеют более высокий КПД и при их использовании можно достичь шачительной мощности излучения при высоком качестве лазерно- '0

пятна.Среди лазеров с полупроводниковой накачкой наиболее широко

применяются в последнее время волоконные лазеры. В них в качестве накачки также используются лазерные диоды, а активной средой является сердцевина волокна, легированная, например, иттербием (Yb). Эти лазеры генерируют излучение с X = 1112 нм. Как и Nd:

287

YAG-лазеры с полупроводниковой накачкой волоконные лазеры имеют высокий КПД, а для обеспечения их работы не требуется принудительного внешнего охлаждения (им достаточно воздушного охлаждения). К достоинствам этого типа лазеров относится также большая глубина резкости (она составляет 250-400 мкм, в то время как у твердотельных лазеров — 100-150 мкм), что особенно важно для многолучевых оптических систем.

Полупроводниковые лазеры (лазерные диоды). В лазерах этого типа

активной средой является полупроводниковый кристалл, например,

арсенид галлия (GaAs). К достоинствам таких лазеров следует отнести

небольшие габариты и малую потребляемую мощность. Кроме того,

эти лазеры не требуют применения внешнего охлаждения. В

зависимости от состава активной среды они могут давать излучение в

видимом и коротковолновом ИК-диапазонах длин волн с X = 405 нм,

670 нм, 830 нм, их часто в практике называются фиолетовыми,

красными и ИК-лазерными диодами. Мощность лазерных диодов

составляет 1-2 Вт. Для достижения большей производительности их

часто объединяют в линейки лазерных диодов.Применение различных типов лазеров в конкретных условиях.

Для конкретного применения в формных процессах выбор типа лазера обусловлен, прежде всего, теми требованиями, которые к ним предъявляются.

Лазеры, обозначенные на рис. 9.2 номерами 1, 2, 4, 5, 8, 9 ис-пользуются для записи световым воздействием. Лазеры, под номерами 6, 7, 10 — для записи тепловым воздействием. Для лазерного гравирования применяются лазеры, обозначенные номерами 3, 6. Более подробно использование различных типов лазеров для записи информации на формные пластины (и цилиндры) при изготовлении

288

печатных форм плоской офсетной, флексографской и глубокой печати по цифровым технологиям рассмотрено в гл. 10-12.

289

Название лазера и длина волны

генерируемого излучения

Твердотельные

Рис. 9.2. Разновидности лазеров, используемых в формных процессах: 1,2,4,5,8,9 — лазеры для записи световым воздействием;

6,7,10 — тепловым воздействием; 3,6 — для лазерного гравирования

Классификационные

жзнаки

Тип активной среды

Лазеры, используемые в формных процессах

Полупроводниковые

Z:Х

ОX жZ 2о Xт Т—X

з, Nа. г*)ог>

2 &* Р

о• NО С< У>

SО.CJ ц* 2« X«5 г* >х —

2 ZX НX

о̂ло

е:о

а

li 2 ° 2

«

р* К 01

290

9.2.3. Электронная версия печатной формы и требования к ней

Необходимая для записи информации на формный материал ЭВПФ — это файл, содержащий массивы данных, которые описывают печатный лист. В настоящее время ни в одном нормативном материале не содержится требований к ЭВПФ. Применительно к собственным задачам и возможностям каждое предприятие самостоятельно разрабатывает требования к файлам, содержащим ин- формацию для вывода на формный материал. Эти требования особенно важны в том случае, если предприятие принимает в работу электронные носители от заказчика с уже сформированной им информацией. Такая информация поступает на компакт-дисках, а такие по электронной почте на сервер предприятия. Как правило, информация по каждому виду работ представляется или в виде этдельного файла с текстовой и/или изобразительной информацией, лли файла со сверстанными полосами, или в виде спусковых файлов,

291

которые представляют собой образ будущей печатной формы. Файлы могут быть созданы с использованием программ: Adobe Illustrator, FreeHand, Adobe Photoshop, QuarkXPress и других в форматах PostScript и PDF.

Требования, предъявляемые к файлам верстки, определяют пе-речень тех программ и их версий, в которых должны быть подготов-лены файлы, также необходимо указывать форматы файлов и цвето-вые модели для представления изображений. Требования к файловой информации для создания электронного монтажа регламентируют основные показатели и технологические параметры будущего издания. К ним относятся, например, обрезной формат издания, количество полос, линиатура растрирования, красочность и др. Указываются также параметры растискивания и максимальное количество краски в изображении и плашках (в %), определяются гарнитуры и кегли шрифтов.

Наряду с разработкой требований, предъявляемых к файлам, на предприятиях создаются технологические (рабочие) инструкции, ко-торые устанавливают порядок и правила работы по созданию ЭВПФ. Создание электронного монтажа начинается после получения технологической карты заказа, макета издания и подписной кор-ректуры. В соответствии с макетом изготавливается электронный монтаж и производится расстановка всех необходимых меток: обрезки и фальцовки, крестов для совмещения, меток верного угла и бокового выравнивания листа, потетрадных и меток автоматической регулировки совмещения (авторегистра) и тест-объектов.

9.2.4. Формовыводные устройства

Разновидности формовыводных устройств. Формовыводные устройства — это автоматизированные или автоматические устройства для поэлементной записи информации на формные пластины или цилиндры. Установившейся классификации пока не существует, однако в учебных целях их можно классифицировать по следующим признакам.

292

По назначению — это устройства для записи информации при

изготовлении форм классических способов печати: плоской офсетной,

флексографской и глубокой.По способу лазерной записи:

• ЭУ для записи информации на формные пластины плоской оф-

сетной печати и записи информации на масочный слой формных ма-

териалов флексографской и глубокой печати. ЛЭУ, предназначенные

для записи информации на офсетные формные пластины, на практике

часто называют плейтсеттерами или рекордерами;

• гравировальные устройства (или гравировальные автоматы) для

прямого гравирования форм флексографской и глубокой печати.

По степени автоматизации: полуавтоматы, автоматы и авто-

матические линии; последние представляют собой агрегатированные с

дополнительным оборудованием устройства, на которых кроме

экспонирования или гравирования выполняются другие операции,

например, обработка, пробивка штифтовых отверстий, загрузка и

выгрузка пластин (цилиндров) и печатных форм и т.д.

По конструктивным особенностям:• барабанные для записи информации на внутренней поверхности

барабана — с позиционированием формного материала на внутренней

поверхности;

• барабанные для записи информации на внешней поверхности

барабана — с позиционированием формного материала на внешней

поверхности;

• плоскостные для записи информации на плоском основании — с

позиционированием формного материала на горизонтальной по-

верхности.

Для записи информации при изготовлении форм плоской офсетной

печати используются все три вида устройств. Для записи информации

на масочные слои формных материалов флексографской и глубокой

печати и для гравирования форм флексографской и глубокой печати

используются барабанные устройства для записи информации на

внешней поверхности барабана.

293

Формовыводные устройства могут быть:• специализированными — предназначеными для записи инфор-мации при изготовлении печатных форм для определенного способа печати, с конкретным разрешением записи, форматом и т.д.;• универсальными, позволяющими записывать информацию, на-пример, на формные пластины плоской офсетной печати и масочные слои флексографских формных пластин. В таких устройствах обес-печивается использования лазеров различных типов.

Формовыводные устройства могут классифицироваться в зави-симости от таких конструктивных особенностей как количество ис-пользуемых для записи информации лазерных лучей (одно-, двух- или многолучевые) или гравирующих головок с резцами или лазерами, а также формата, разрешения записи, линиатуры гравирования, стоимости и др.

Основные технические характеристики формовыводных устройств. Эти характеристики определяют технические возможности экспонирующих и гравировальных устройств, устанавливаются производителями и указываются в сопроводительной документации. К ним относятся:

скорость записи — измеряется в см экспонированного материала в минуту или оценивается количеством форм, полученных на формных пластинах (цилиндрах) заданного (или максимального) формата при фиксированном разрешении записи в течение часа. Она зависит от конструкции устройства и определяется скоростью перемещения (вращения) формного материала или записывающей головки, оснащенной лазером или резцом, а также свойствами приемного слоя формного материала;

разрешение записи — определяется количеством записываемых элементов изображения — пикселей, воспроизводимых лучом лазера на единице длины изображения (обычно на дюйм), измеряется в dpi.

В ряде случаев, например, в технической характеристике грави-ровальных устройств указывается линиатура растрирования (грави-рования). По существу этот параметр определяет возможности не только формовыводного устройства, но и его растрового процессора.

Как правило, диапазон возможных линиатур связан с разрешением записи. Указывается в Ipi (линиях на дюйм) или лин/см;

повторяемость — параметр, характеризующий максимальное несовмещение элементов изображения на записанных и выведенных одна за другой цветоделенных печатных формах, составляющих комплект. Оценивается повторяемость чаще всего в мкм, реже в %;

формат — обычно в технических характеристиках формовы-водных устройств обозначают минимальный и максимальный фор-маты формных пластин (в мм) или размеры формных цилиндров, на которые может осуществляться запись информации.

Дополнительно в документации формовыводных устройств долж-ны быть указаны вес, габаритные размеры, допустимые условия (тем-пература и влажность) при эксплуатации устройства, ресурс работы лазеров или алмазных резцов и другие показатели.

295

Глава 10. Цифровые технологии изготовления формплоской офсетной печати

10.1. Развитие формных технологий плоской офсетной печати

10.1.1. Разновидности технологий и общие схемы изготовления печатных форм

Разновидности цифровых технологий изготовления форм плоской

офсетной печати. Последнее десятилетие отмечено бурным развитием

цифровых технологий изготовления форм плоской офсетной печати и

применением в этих технологиях разнообразных типов формного

оборудования и формных пластин. Не существует научно

обоснованных рекомендаций по их применению, поэтому нет и их

общепринятой классификации. С целью более грамотного

методического рассмотрения учебного материала приводится

примерная классификация цифровых технологий офсетных формных

процессов (рис. 10.1) по следующим основным признакам:

• тип источника излучения;

• способ реализации технологии;

• тип формного материала;

• процессы, происходящие в приемных слоях.

В издательско-полиграфической практике и технической литера-

туре в зависимости от способа реализации технологий принято раз-

личать три их варианта:

• компьютер — печатная форма (С7Р);

• компьютер — печатная машина (CTPress);

• компьютер — традиционная печатная форма (СТсР), с изготов-

лением формы на формной пластине с копировальным слоем.

Классификационныепризнаки

Тип

источника

излучения

С использованием

лазерного источника

296

Цифровые технологии офсетных формных процессов

С использованием УФ-лампы

297

«Компьютер —

печатная форма»

«Компьютер — печатная

машина»

«Компьютер —

традиционная печатная

форма»

На

термографической

гильзе

На пластинах с

копировальным

слоем

На пластинах со

светочувствительным слоем

1

На пластинах с

термочувствительным

слоем

Процесс в

приемном

слое

Рис. 10.1. Классификация цифровых технологий офсетных формных процессов

298

Способреализациитехнологии

Типформногоматериала

299

300

В цифровых технологиях СТР и CTPress в качестве источников

излучения используются лазеры. Поэтому эти технологии называют

лазерными. УФ-излучение лампы применяется только в технологии

СТсР. Поэлементная запись информации по технологии СТР и СТсР

проводится на автономном экспонирующем устройстве, а по техно-

логии CTPress непосредственно в печатной машине. По существу,

технология, осуществляемая по схеме CTPress, (известная также как

технология DI, от англ. — Direct Imaging) является разновидностью

цифровой технологии СТР, при этом печатная форма может быть

получена путем записи информации либо на формный материал

(пластину или рулонный), либо сформирована на термографической

гильзе, размещенной на формном цилиндре.

В отличие от формных технологий СТР и CTPress, которые ис-

пользуются как в ОСУ, так и в ОБУ, технология изготовления форм

по схеме СТсР применяется в ОСУ.

301

Разновидности печатных форм и их структура. Единой обще-

принятой классификации форм плоской офсетной печати, изготов-

ленных по цифровым технологиям, не существует. Однако их можно

классифицировать по тем же признакам, что и цифровые технологии

(см. рис. 10.1). Кроме того, классификацию можно расширить за счет

таких признаков, как тип подложки, строение форм, область

использования (для ОСУ и ОБУ).

Процессы, происходящие в приемных слоях формных пластин в

результате лазерного воздействия или экспонирования УФ-лампой,

обеспечивают запись информации. После проведения обработки

экспонированных пластин (если она необходима) печатающие и

пробельные элементы могут быть образованы на участках слоя, ко-

торые либо подвергались действию излучения, либо, наоборот, его

действию не подвергались. Структура формы зависит от типа и

строения формной пластины, а также в некоторых случаях от способа

экспонирования и обработки форм.

На рис. 10.2 упрощенно показаны структуры форм плоской оф-

сетной печати с увлажнением пробельных элементов, полученные по

наиболее широко используемым цифровым технологиям:

302

/

Z.

303

ШИ / 1 шш / ш' га

CN

\

304

/ е

в

305

/

306

307

Рис. 10.2. Структуры форм плоской офсетной печати, изготовленных по различным цифровым технологиям на разных типах (а-е) формных пластин: 1 — подложка; 2 —

пробельный элемент; 3 — печатающий элемент

308

• печатающим элементом может быть экспонированный светочув-

ствительный или термочувствительный слой, слой осажденного се-

ребра на неэкспонированных участках серебросодержащих пластин, а

также неэкспонированный светочувствительный слой; пробельным

элементом — гидрофильная пленка, находящаяся, например, на

алюминиевой подложке (рис. 10.2, а);

• печатающий элемент имеет двухслойное строение и состоит из

неэкспонированного термочувствительного слоя, расположенного на

поверхности гидрофобного слоя, пробельный элемент — гидрофиль-

ная пленка на поверхности алюминиевой подложки (рис. 10.2, б);

• печатающим элементом является неэкспонированный термочув-

ствительный слой, расположенный на поверхности гидрофильного

слоя, а гидрофильный слой выполняет функцию пробельного элемента

(рис. 10.2, в);

• печатающим элементом может быть олеофильная (полимерная)

подложка, которая обнажается под экспонированными участками

термочувствительного слоя, пробельный элемент представляет собой

неэкспонированный термочувствительный слой (рис. 10.2, г);

• печатающим элементом является олеофильная (полимерная)

подложка, пробельный элемент имеет двухслойное строение и состоит

из гидрофильного слоя, расположенного на неэкспонированном

термочувствительном слое (рис. 10.2, <));

• печатающим элементом может быть, например, неэкспони-

рованный термочувствительный слой, обладающий олеофиль- ными

свойствами; пробельный элемент — экспонированный

термочувствительный слой, изменивший свойства на гидрофильные

(рис. 10.2, е).

Сравнение этих структур со структурами форм плоской офсетной

печати, изготовленных по аналоговой технологии, показывает, что

строение некоторых из них аналогично (см. рис. 10.2, а и 6.1, в),

другие отличаются строением печатающих и пробельных элементов.

309

Схемы изготовления форм плоской офсетной печати по циф-

ровым технологиям. Цифровые технологии изготовления форм

плоской офсетной печати с увлажнением пробельных элементов,

наиболее широко применяемые в настоящее время, можно представить

в виде общей схемы (рис. 10.3). В зависимости от процессов,

происходящих в приемных слоях под действием лазерного излучения,

технологии изготовления форм можно представить в пяти вариантах.

Стадии изготовления форм показаны на рис. 10.4-10.8, начиная с

формной пластины и заканчивая печатной формой.

В первом варианте технологии (рис. 10.4) экспонируется свето-

чувствительная пластина с фотополимеризуемым слоем (рис. 10.4, б). После нагревания пластины (рис. 10.4, в) с нее удаляется защитный

слой (рис. 10.4, г) и проводится проявление (рис. 10.4, д).

Формная пластина

310

Нагревание

Лазерное экспонирование

311

Вариантытехнологий

312

313

Удаление защитного слоя

Проявление

Заключительные операции (при необходимости)

Z-~~.1V.'Контроль форм

Печатная форма

Рис. 10.3. Процесс изготовления форм плоской офсетной печатипо цифровым технологиям

Для некоторых типов формных пластин эта операция может отсутствовать.

314

Во втором варианте (рис. 10.5) экспонируется пластина с термо-

структурируемым слоем (рис. 10.5, б). После нагревания (рис. 10.5, в) производится проявление (рис. 10.5, г).

\АААААД>-4

Рис. JO.5. Изготовление формы на термочувствительной пластине способом термоструктурирования: а - формная пластина; б - экспонирование; в - нагревание; г - проявление; / - подложка; 2 - термочувствительный слой; 3 - лазер; 4 - нагреватель; 5 -

печатающий элемент; 6 - пробельный элемент

На отдельных типах формных пластин, используемых для этих

двух вариантов технологий, требуется предварительное нагревание

(перед проявлением), необходимое для усиления эффекта воздейст-

вия лазерного излучения (стадия в на рис. 10.4 и 10.5).

Рис. 10.4. Изготовление формы на светочувствительной пластине способом фотополимеризации: а - формная пластина; б - экспонирование; в - нагревание; г -

удаление защитного слоя; д - проявление; / - подложка;2 - фотополимеризуемый слой; 3 - защитный слой; 4 - лазер; 5 - нагреватель;

6 - печатающий элемент; 7 - пробельный элемент

\AAAAAA/-5

315

тшшва

£22521

4^3 -2 -1

а

в -

316

essssa.

Рис. 10.6. Изготовление формы на светочувствительной серебросодержащей пластине: а - формная пластина; б - экспонирование; в - проявление; г - промывка; / - подложка;

2 - слой с центрами физического проявления; 3 - барьерный слой; 4 - эмульсионный слой; 5 -

лазер;6 - печатающий элемент; 7- пробельный элемент

В третьем варианте технологии (рис. 10.6) экспонируется свето-

чувствительная серебросодержащая пластина (рис. 10.6, б). После

проявления (рис. 10.6, в) проводится промывка (рис. 10.6, г). Форма

полученная по такой технологии, отличается от формы, изготовленной

по аналоговой технологии (см. рис. 6.2, в).

3— 2

1

в

Рис. 10.7. Изготовление формы на термочувствительной пластине способом термодеструкции: а - формная пластина: б - экспонирование; проявление; / -

подложка; 2 - гидрофобный слой; 3 - термочувствительный слой; 4 - лазер; 5 - печатающий элемент; 6 - пробельный элемент

Изготовление формы по четвертому варианту (рис. 10.7) натер

мочувствительной пластине путем термодеструкции состоит из экс-

понирования (рис. 10.7, б) и проявления (рис. 10.7, в).

317

'/////S////////22 7У

в

V/77ZL fdrr.

аа

в IIIIIIIIIIII юниншиш

318

I II

Рис. 10.8. Изготовление формы на термочувствительных пластинах способом изменения агрегатного состояния: I - на металлической подложке;

II - на полимерной подложке: а - формная пластина; б - экспонирование; в - печатная форма; 1 - подложка; 2 - термочувствительный слой;

3 - лазер; 4 - печатающий элемент; 5 - пробельный элемент

Пятый вариант (рис. 10.8) технологии изготовления форм на

гермочувствительных пластинах путем изменения агрегатного со-

стояния, включает проведение единственной стадии процесса —

жспонирования (рис. 10.8, б). Химической обработки в водных рас-

гворах (в практике называемой «мокрой обработкой») в этой техно-

югии не требуется.

Заключительные операции изготовления печатных форм по раз-

тичным вариантам технологий (см. рис. 10.3) могут отличаться.

Так, печатные формы, изготовленные по вариантам 1, 2, 4, могут

три необходимости подвергаться термообработке для повышения их

гиражестсйкости.

Печатные формы, изготавливаемые по варианту 3, после про-

лывки требуют проведения специальной обработки для формирова-

шя на поверхности подложки гидрофильной пленки и улучшения

>леофильности печатающих элементов. Термообработке такие пе-

ттные формы не подвергаются.

Печатные формы, изготовленные на различных типах формных

шастин по варианту 5, после экспонирования требуют для полного

319

удаления термочувствительного слоя с экспонированных участков

или дополнительной обработки, например, промывки в воде, или от-

соса газообразных продуктов реакции, или обработки увлажняющим

раствором непосредственно в печатной машине. Термообработка та-

ких печатных форм не предусматривается.

Процесс изготовления печатных форм может включать такие

операции, как гуммирование и техническая корректура, если они

предусмотрены технологией. Контроль форм является завершающей

стадией процесса.

10.1.2. Краткие сведения из истории формных процессов с использованием поэлементной записи информации

Аналоговые технологии поэлементной записи. В формных

процессах плоской офсетной печати запись информации на формные

пластины с помощью лазера стала применяться с середины 60-х гг.

прошлого века, когда практически одновременно в ряде стран, в том

числе и в СССР, были реализованы различные варианты технологий

изготовления офсетных печатных форм. В этих технологиях в качестве

оригинала использовался вещественный носитель информации,

представлявший собой фотомонтаж полосы или газетный оттиск. Было

создано несколько типов ЛУ для сканирования и переноса ин-

формации на формную пластину.

В середине 70-х гг. был разработан термографический способ из-

готовления форм плоской офсетной печати, основанный на переносе

термочувствительного слоя с пленочного термографического мате-

риала на поверхность формной пластины с помощью лазерного из-

лучения. В дальнейшем такой способ был, по-видимому, использован

в D/CO-технологии (см. § 10.3.9). Разработки технологий

поэлементной записи проводились в направлении усовершенствования

уже известных моделей лазерных экспонирующих устройств,

отличающихся назначением, типом используемого лазера и произ-

водительностью. В результате было создано несколько десятков таких

устройств.

320

Цифровые технологии. Эти технологии пришли на смену анало-

говым. Появление ре&чьных разработок в области цифровых техноло-

гий формных процессов объяснялось созданием

многофункциональных устройств поэлементной обработки и записи

информации. Первые варианты цифровых технологий для записи

информации на формные пластины были ориентированы на

использование фотовыводных устройств, в которых вместо

фотопленки применялись формные пластины в основном на бумажной

или полимерной подложках. По своим сенситометрическим свойствам

приемные слои таких пластин были аналогичны галогенсеребряным

слоям фотографических пленок. Развивались также первые технологии

СТР, в которых изготовление форм осуществлялось на лазерных

принтерах. Предназначенные для этих целей формные пластины часто

на практике называют «полиэстеровыми».

Начало широкому распространению цифровых технологий в

формных процессах плоской офсетной печати было положено в се-

редине 90-х гг., когда на рынке были представлены промышленные

модели специализированных ЭУ, способных осуществлять запись

информации на формные пластины на металлической подложке. Не-

обходимые для этой цели формные пластины с приемными слоями,

чувствительными в видимой и ИК-областях спектра, к этому времени

уже выпускались.

Параллельно с развитием технологий СТР стала развиваться

цифровая технология CTPress, ориентированная на выпуск малоти-

ражной и малоформатной печатной продукции. В 1991 г. была впер-

вые реализована «искровая» технология изготовления печатных форм

для ОБУ в печатной машине GTO-DI фирмы Heidelberg (Германия).

«Искровая» технология базировалась на явлении поверхностной

эрозии (от лат. erosio — разрушение поверхности) под воздействием

электрических разрядов. В результате воздействия искрового разряда,

создаваемого электродами при подаче на них высокого напряжения,

участки антиадгезионного покрытия (см. § 7.2.2) формной пластины

удалялись и обнажалась олеофильная поверхность, воспринимающая

краску, — формировались печатающие элементы.

321

Недостаточно высокое качество получаемых при этом элементов

изображения, которые отличались неровностью краев, не позволяло

воспроизводить на таких формах высоколиниатурные изображения. В

1993 г. эта технология была усовершенствована: запись информации

стала осуществляться с помощью ИК-лазерных диодов. Для такой

записи были разработаны специальные формные материалы, которые

изготавливались в двух модификациях: для ОСУ и ОБУ.

Наряду с указанными технологиями в тот же период времени стала

развиваться технология СТсР, разработанная фирмой Basys Print GmbH (Германия). Достоинством этой технологии была возможность

записи информации на монометаллические формные пластины, а сама

технология записи в устройстве и его конструктивные особенности

максимально приближались к традиционной технологии

экспонирования на копировальном станке.

Периодом становления цифровых технологий по праву считается

последнее пятилетие XX в., когда цифровые способы изготовления

офсетных печатных форм стали повсеместно внедряться на поли-

графических предприятиях всего мира.

Формные пластины для цифровых технологий. Прототипом для

светочувствительных формных пластин послужили формные

пластины, предназначенные для прямого фотографирования (см. §

6.1.2), но в отличие от последних они должны быть чувствительны к

излучению применяемых в то время лазерных источников. Это были

серебросодержащие пластины: с внутренним диффузионным

переносом комплексов серебра и пластины гибридной структуры, а

также пластины с фотополимеризуемым слоем. Пластины гибридной

структуры в настоящее время находят ограниченное применение из-за

многостадийности процесса получения на них печатной формы.

Первые упоминания о разработках термочувствительных пластин

относятся к середине 80-х гг. прошлого века. Они использовались в

первых ЭУ, оснащенных лазером на углекислом газе, для записи

информации на которых был реализован процесс термического

разрушения слоя. Разрабатывались они как для ОСУ, так и для ОБУ. В

дальнейшем появились и другие типы термочувствительных пластин

322

— преимущественно на алюминиевой подложке.

10.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов

10.2.1. Формирование печатающих и пробельных элементовпри световом лазерном воздействии

В зависимости от типа приемных слоев формных пластин про-цессы светового лазерного воздействия сопровождаются:• фотополимеризацией;• восстановлением серебра и внутренней диффузией комплексов серебра;• изменением фотопроводимости.

Фотополимеризация (см. § 3.2.1), происходящая в результате воздействия лазерного излучения, приводит к образованию простран-ственной структуры в ФПС. Для упрочнения полимерной структуры слой дополнительно подвергается нагреванию, при этом эффект воз-действия излучения усиливается. Таким образом на экспонированных участках формируются печатающие элементы (см. рис. 10.4). Процесс формирования печатающих элементов характерен не для всех типов формных пластин с ФПС. На некоторых формных пластинах с допол-нительным слоем на поверхности ФПС, предназначенным для повы-шения эффективности воздействия излучения при экспонировании, печатающие элементы образуются непосредственно под действием излучения. Пробельные элементы образуются после проявления на поверхности оксидированной алюминиевой подложки. Ее гидрофиль-ные свойства сформированы заранее при подготовке подложки форм-ной пластины (см. § 5.2.3).

Восстановление серебра и внутренняя диффузия комплексов

серебра. Процесс изготовления печатной формы на серебросодержа-

щей пластине, сопровождаемый восстановлением серебра, образова-

нием и диффузионным переносом комплексов серебра, основан на

способности галогенида серебра восстанавливаться под действием из-

лучения, в то время как образовавшиеся при проявлении серебряные

323

комплексы (на неэкспонированных участках слоя) приобретают спо-

собность к диффузии (см. §§ 6.2.2 и 6.2.3). Отличия в строении форм-

ных пластин (см. рис. 6.2 и 10.6) не изменяют сущности протекающих

процессов. Под действием лазерного излучения (см. рис. 10.6, б) в

галогенсеребряном эмульсионном слое 4 образуется скрытое изобра-

жение. В процессе химического проявления (см. рис. 10.6, в) на этих

участках происходит восстановление серебра из галогенида до метал-

лического, при этом серебро образует устойчивые связи с желатиной

эмульсионного слоя. Одновременно на участках, которые не подвер-

гались действию излучения, галогенид серебра переводится (с помо-

щью комплексообразователя) в растворимые в воде комплексы. Эти

комплексы подвижны и способны к диффузии, поэтому они диф-

фундируют к поверхности подложки через барьерный слой 3 в слой 2,

где в результате физического проявления на центрах проявления

формируются печатающие элементы в виде осажденного серебра. В

отличие от процесса, описанного в § 6.2.3, пробельные элементы

формируются на поверхности гидрофильной подложки после удаления

с ее поверхности желатины и барьерного слоя, растворяемых в воде

при промывке.

По сравнению с рассмотренным выше процессом получения

печатающих элементов на формных пластинах с ФПС, на сереб-

росодержащих пластинах эти элементы образуются не в результате

действия излучения, а в процессе проявления и последующей

промывки на участках, которые действию излучения не подвергались.

Изменение фотопроводимости, являющееся основой электро-

фотографического процесса изготовления печатной формы, рас-

смотренно в § 6.1.2. В настоящее время такие формы не находят ши-

рокого применения из-за низкого качества получаемого на них

изображения.10.2.2. Формирование печатающих и пробельных элементов

при тепловом лазерном воздействии

Тепловое воздействие, реализуемое на формных пластинах с

термочувствительными слоями, приводит к образованию печатных

форм в результате процессов:

324

• термоструктурирования;

• термодеструкции;

• изменения агрегатного состояния;

• инверсии смачиваемости.

Термоструктурирование — формирование нерастворимой

структуры под действием лазерного ИК-излучения происходит в ре-

зультате структурирования полимерных композиций или слипания

полимеров.

Когда процесс реализуется первым способом, то на участках

воздействия ИК-излучения происходит локальное нагревание, при

этом из вещества, разлагающегося под действием тепла, образуется

кислый катализатор. Этот катализатор инициирует структурирование

полимера и обеспечивает образование трехмерной структуры. Как

правило, тепловое воздействие лазерного излучения не обеспечивает

окончательного упрочнения полимерной структуры и для завершения

процесса требуется проведение дополнительного нагревания (см. рис.

10.5, в). Эта стадия является необходимой для формирования

устойчивых при дальнейшей обработке в проявителе печатающих эле-ментов.

Второй способ основан на использовании в составе термочувст-

вительного слоя частиц гидрофобного термопластичного полимера.

Ядра этих частиц способны размягчаться при нагревании, а их обо-

лочки хорошо растворяются в воде. Печатающие элементы форми-

руются под действием ИК-излучения в результате плавления частиц

термопластичного полимера и их последующего слипания. Пробель-ные элементы на формах такого типа образуются на гидрофильной

поверхности подложки после проявления или промывки водой не-

экспонированных участков слоя (см. рис. 10.5, г).Термодеструкция происходит под действием ИК-излучения в

полимерных слоях, в состав которых входят специальные ингибиторы, которые способны при нагревании разрушаться. Поэтому, если исходный полимерный слой, благодаря наличию водородных связей между молекулами полимера и ингибитора, не растворяется в про-явителе, то при нагревании вследствие разрушения водородных связей высвобождаются гидроксильные группы, и слой приобретает

325

растворимость. При последующем проявлении он удаляется, обнажая гидрофильную поверхность подложки. Формируются пробельные элементы. Печатающими элементами на таких формах является исходный термочувствительный слой, нерастворившийся в процессе проявления.

По такому механизму формируются печатающие и пробельные элементы на формных пластинах (см. рис. 10.7, а), состоящих из алюминиевой подложки 1, нижнего гидрофобного полимерного слоя и верхнего термочувствительного слоя, также обладающего гидро-фобными свойствами (в исходном состоянии этот слой не растворя-ется в проявителе, т. е. по существу является барьером при проявле-нии нижнего слоя). В процессе экспонирования (см. рис. 10.7, б) растворимость термочувствительного слоя повышается, а при про-явлении проявитель проникает сквозь него и растворяет нижний по-лимерный слой. Поэтому в результате воздействия водно-щелочного раствора (см. рис. 10.7, в) на экспонированных участках обнажается гидрофильная подложка 1 — формируются пробельные элементы. Функцию печатающих элементов выполняет двухслойная структура из слоев 2 и 3, сформированных при изготовлении формной пластины.

Изменение агрегатного состояния под действием ИК- излучения позволяет реализовать процесс сублимации (возгонки) — см. § 9.2.1, в результате которой (см. рис. 10.8) происходит удаление термочувствительного слоя, и на обнаженной поверхности алюми-ниевой подложки, которая обладает гидрофильными свойствами, формируются пробельные элементы (см. рис. 10.8,1). Печатающими элементами является олеофильный термочувствительный слой.

На олеофильной полимерной подложке, которая обнажается под

воздействием излучения в результате возгонки, могут формироваться

печатающие элементы (см. рис. 10.8, II). Функцию пробельных элементов выполняет термочувствительный слой, обладающий гид-

рофильными свойствами.

Инверсия смачиваемости под действием ИК-излучения возникает

либо при появлении в результате окисления полярных групп на

поверхности термочувствительных полимерных слоев, либо из-за

уменьшения их числа в результате дегидратации. Теоретические ос-

326

новы процесса не определены. Так или иначе изменения на поверх-

ности полимерных пленок приводят к образованию групп иного

строения, чем в исходном полимерном слое, что и обуславливает

данный эффект.

Инверсия смачиваемости в результате теплового лазерного воз-

действия позволяет получить на экспонированных участках, например,

печатающие элементы, обладающие олеофильными свойствами (до

воздействия излучения эти участки были гидрофильными), при этом

на исходном гидрофильном слое на неэкспонированных участках

формируются пробельные элементы. Аналогичный вариант

технологии реализуется при использовании «переключаемых поли-

меров» (от англ. — switchable polymers), содержащих внутри слоя

микрокапсулы, которые разрушаются под действием тепла. Благодаря

этому слой из гидрофильного становится способным воспринимать

краску, т.е. превращается в олеофильный.

10.3. Техническое оснащение процесса и выполнение операций изготовления печатных форм

10.3.1. Формные пластины для цифровых технологий

Разновидности формных пластин. Многообразие формных

пластин, применяемых в цифровых лазерных технологиях, требует их

систематизации. Однако установившейся общепринятой

классификации пока еще не существует. Наиболее широко ис-

пользуемые в настоящее время пластины можно классифицировать по

следующим признакам (рис. 10.9):• спектральная чувствительность;• механизм формирования изображения;• тип процессов в приемном слое;• необходимость проведения химической обработки после экспо-нирования.

Классифицируя формные пластины в зависимости от механизма получения изображения следует иметь в виду, что понятия «не-гативные» и «позитивные» пластины трактуются так же, как и в аналоговой технологии изготовления форм плоской офсетной печати:

327

позитивные пластины — это те, на экспонированных участках которых формируются пробельные элементы, негативные — на экспонированных участках формируются печатающие элементы.

Кроме указанных на рис. 10.9 признаков, формные пластины могут быть также классифицированы по ряду частных признаков: гео-метрическим размерам пластин (форматам, толщинам подложек и приемных слоев), способам подготовки подложки, ее микрогеометрии, цвету окрашенного красителем слоя и др.

Основные характеристики формных пластин. К основным характеристикам формных пластин, используемых в цифровых ла-зерных технологиях изготовления форм, можно отнести следующие: энергетическую и спектральную чувствительность приемных слоев, интервал воспроизводимых градаций, тиражестойкость.

Энергетическая чувствительность. Определяется через коли-чество энергии на единицу поверхности, необходимой для протекания процессов в приемных слоях формных пластин. Пластины с

л

фотополимеризуемым слоем требуют 0,05-0,2 мДж/см , серебросо-Л

держащие пластины — 0,001-0,003 мДж/см , термочувствитель-Л

ные — 50-200 мДж/см . Сравнение количества энергии, требуемой для протекания в приемных слоях различных типов формных пластин тех или иных процессов, показывает, что наиболее чувствительными являются серебросодержащие пластины, а наименее чувствительными — термочувствительные.

Классификационные

328

признаки

329

330

Формные пластины для цифровых лазерных технологий

331

Чувствительные в ИК-диапазоне

длин волн

Herai нвные

332

Спектральнаячувствительность

Механизмформированияизображения

Чувствительные в УФ и видимом диапазоне длин волн

Позитивные

333

334

Тип процесса в приемном слое

335

Необходимостьпроведения«мокрой»обработки

Нуждающиеся в проявлении

Не нуждающиеся в проявлении

336

Рис. 10.9. Разновидности формных пластин плоской офсетной печатидля цифровых лазерных технологий

Спектральная чувствительность. Разные типы формных пластин

могут обладать спектральной чувствительностью в различных

диапазонах длин волн: УФ, видимой и ИК-областях спектра. Формные

пластины, приемные слои которых чувствительны в УФ и видимом

диапазонах длин волн, называются светочувствительными, формные

пластины с приемными слоями, чувствительными в ИК- диапазоне

длин волн, — термочувствительными.

337

Интервал воспроизводимых градаций. В практике работы с

формными пластинами их репродукционно-графические свойства

оцениваются интервалом градаций 5°™ для воспроизводимых

изображений с определенной линиатурой. Зависит этот интервал от

типа приемного слоя формных пластин. Термочувствительные

пластины, требующие после экспонирования химической обработки,

позволяют воспроизводить 50ТН от 1 до 99% (при максимальной

линиатуре растрирования равной 200-300 Ipi). Интервал

воспроизводимых градаций на термочувствительных пластинах, не

использующих такую обработку, меньше — от 2 до 98% (при 200 Ipi). Светочувствительные пластины характеризуются аналогичными

значениями 5°тн, но для других линиатур растрирования. Пластины с

фотополимеризуемыми слоями характеризуются значениями S°1H,

равными 2-98% при 200 Ipi (или 1-99% при 175 Ipi), 5°™ у

серебросодержащих пластин выше — 1-99% при 300 Ipi.Теоретические предпосылки достижения тех или иных значений

5°тн вполне очевидны. Если в светочувствительных слоях формных

пластин при действии излучения свойства изменяются постепенно, то

в термочувствительных происходит скачкообразное изменение

свойств после достижения определенной температуры (далее развитие

процесса не наблюдается). Поэтому термочувствительные слои

невозможно ни недоэкспонировать, ни переэкспонировать. При ус-

ловии стабильности мощности излучения это позволяет получить

большую резкость элементов изображения — так называемую «жест-

кую точку» и обеспечить качественное воспроизведение высоких

светов и глубоких теней. Для термочувствительных пластин на ме-

таллической подложке дополнительно появляется еще один эффект,

позволяющий повысить качество элементов изображения. Связан он с

дополнительным отражением излучения от подложки и, как следствие,

усилением эффекта воздействия излучения. Это приводит к

уменьшению размытия в зоне действия излучения и повышению

резкости.

338

Тиражестойкость. Печатные формы, изготовленные на светочув-

ствительных и термочувствительных формных пластинах на металли-

ческой подложке, обладают тиражестойкостью от 100 до 400 тыс. отт.

Она может быть дополнительно повышена термообработкой на

некоторых типах форм (см. § 10.1.1) до 1 млн. отт. Тиражестойкость

форм на полимерной подложке составляет 10-15 тыс. отт.

Применение различных типов пластин для конкретных ус-

ловий. Выбирая тип формных пластин для изготовления различных

изданий следует ориентироваться в первую очередь на характеристики

пластин, которые позволяют достичь требуемого качества печатных

форм. Важным является также длительность процесса изготовления

форм. Она складывается из времени экспонирования,

продолжительности и количества стадий обработки пластины после

экспонирования. Отсутствие химической обработки при изготовлении

форм на отдельных типах формных пластин обеспечивает также

простоту и удобство их применения. Немаловажным является также

стоимость пластин и их доступность.

Так, для газетной продукции, для которой определяющей является

длительность процесса изготовления форм, целесообразно применение

светочувствительных пластин, которые, обладая высокой

чувствительностью, обеспечивают сокращение продолжительности

экспонирования. Если определяющим параметром является качество

изображения на форме, что необходимо для воспроизведения,

например, журнальной продукции, то предпочтение следует отдать

термочувствительным пластинам, которые обладают более высокими

репродукционно-графическими показателями (по мнению ряда

исследователей, такое же качество воспроизведения элементов

изображения на форме может быть достигнуто при использовании и

серебросодержащих пластин). Для оперативного изготовления форм

для изданий, содержащих низ- колиниатурные изображения, могут

быть использованы, например, полиэстеровые пластины.

Влияет на выбор типа формных пластин также тираж изданий,

поскольку тиражестойкость не всех типов печатных форм может быть

339

повышена путем термообработки (см. § 10.1.1).

10.3.2.Лазерные экспонирующие устройства

Разновидности экспонирующих устройств. ЛЭУ для записи

информации на офсетные формные пластины предназначены для

экспонирования лазерным излучением приемного слоя формной

пластины. Они могут быть выполнены либо в виде отдельного модуля,

либо в виде поточной линии с устройствами для выполнения операций

обработки пластин после экспонирования.

ЛЭУ можно классифицировать по ряду признаков: типу формных

пластин, используемых для записи информации, типу лазерного

источника, конструкции (схеме построения), назначению, степени

автоматизации, формату (рис. 10.10). Они могут отличаться также по

габаритам и дизайну, стоимости и другим параметрам.

Различные типы ЛЭУ могут быть предназначены для экспониро-

вания на свето- и термочувствительные слои формных пластин. Для

этой цели они оснащаются различными лазерами. Большое распро-

странение в настоящее время для экспонирования светочувствитель-

ных пластин получили устройства с лазерными диодами, дающими

излучение с X = 405-410 нм. Они выпускаются в нескольких моди-

фикациях с источниками излучения мощностью, отличающейся на

порядок — от 5 до 60 мВт. ЛЭУ с маломощными источниками ис-

пользуются при экспонировании высокочувствительных серебросо-

держащих пластин. Устройства с более мощными источниками

обеспечивают запись информации на менее чувствительные приемные

слои фотополимеризуемых пластин. ЛЭУ, в которых используются

ИК-лазерные источники, часто называют термальными. Применяемые

в них лазеры (мощностью порядка 10 Вт) позволяют осуществлять

запись информации на термочувствительные формные пластины.

340

Тип формных пластин

С твердотельным лазером

С газовым лазером

С полупровод-никовым лазером

Внешнийбарабан

ПлоскостноеВнутреннийбарабан

Классификационныепризнаки

Конструкция устройства

Типлазерногоисточника

Для записи на Для записи на

светочувствительные термочувствительныепластины пластины

341

Назначение

Степеньавтоматизации

Рис. 10.10. Классификация экспонирующих устройств

Формат

342

Универсальные СпециализированныеМеханизиро Полуавтома Автомати

ванные тические зированные

343

344

Одним из основных признаков, по которым эти лазерные системы

относят к тому или другому типу, является их схема построения, они

построены по одной из трех основных схем (рис. 10.11).

345

Рис. 10.11. Построение экспонирующих устройств: а — плоскостное; б — с внутренним барабаном; в —с внешним барабаном;1 — лазер; 2 — линза; 3 — модулятор; 4 — зеркало

Они отличаются (см. § 9.3.3) способом размещения (позициони-

рования) формного материала, определяющего характер развертка

изображения при записи.

Формный материал (рис. 10.11, а) в плоскостных устройства>

располагается на горизонтальной плоскости, неподвижной или со-

вершающей движение в направлении, перпендикулярном направлению

записи. Горизонтальная и вертикальная развертка изображение

производится с помощью сложной оптической системы, состоящей из

линз и зеркал.

В устройствах, построенных по схеме с внутренним барабаном

формный материал (рис. 10.11, б) располагается на внутренней по-

верхности неподвижного барабана, имеющего форму незавершенного

цилиндра. Развертка изображения в таком устройстве осуществляется

по вертикали за счет непрерывного вращения дефлекторов < одной

отражающей гранью и по горизонтали за счет перемещения

дефлектора и оптической системы вдоль оси барабана.Формный материал в устройствах с внешним барабаном (рис.

10.11, в) располагается на внешней поверхности непрерывно вращающегося барабана. Развертка изображения осуществляется по вертикали за счет вращения барабана и по горизонтали за счет перемещения оптической системы вдоль образующей барабана. В таких устройствах возможно осуществлять запись одним источником излучения, однако, относительная простота фокусировки излучения на внешней поверхности барабана позволяет реализовать также многолучевую запись. Таким образом, можно увеличить скорость записи, поскольку ее повышение за счет увеличения скорости вращения барабана может привести к отрыву от него формной пластины. Отдельные модели современных ЛЭУ совмещают в себе преимущества устройств с внешним и внутренним барабаном (например, формная пластина расположена на внутренней поверхности барабана, а экспонирование осуществляется лазерными

346

диодами, расположенными на вращающемся цилиндре).В зависимости от назначения ЛЭУ могут быть специализирован-

ными и универсальными. Специализированные ЛЭУ предназначены для записи информации при изготовлении офсетных форм только для определенной печатной продукции (например, газетной), а уни-версальные используются для получения самой разнообразной пе-чатной продукции (газетной, журнальной и др.). В универсальных устройствах могут также применяться, например, лазерные источники с различной длиной волны.

В зависимости от степени автоматизации ЛЭУ могут быть

механизированными, полуавтоматическими и полностью автома-тизированными, в том числе, роботизированными. Различие между

ними определяется степенью автоматизации, т. е. тем, каким образом

осуществляется загрузка, выгрузка пластин и их передача в секцию

обработки: вручную или автоматически. Так, у полуавтоматических

устройств возможны два варианта: пластины устанавливаются

вручную, а передача их на обработку проводится автоматически, или,

наоборот, пластины загружаются автоматически, а их выгрузка и

передача на обработку осуществляется вручную. При необходимости

полуавтоматические устройства могут быть доведены до полностью

автоматизированных.

Как правило, полностью автоматизированные ЛЭУ имеют в своем

составе автозагрузчик пластин (однокассетный, емкостью от 100 до

200 пластин или многокассетный, содержащий несколько кассет) и

устройство для удаления прокладочных листов бумаги,

расположенных между пластинами. В таких устройствах электронная

система обнаружения краев пластин подготавливает их к вы-

равниванию перед подачей в секцию экспонирования. После экс-

понирования пластины автоматически подаются на обработку. В ряде

ЛЭУ обеспечивается также возможность выполнения дополнительных

функций:

• динамической фокусировки для компенсации неравномерной

толщины приемного слоя формной пластины;

• регулировки мощности лазерного источника;

347

• температурной компенсации, учитывающей расширение алюми-

ниевой подложки при нагревании и усадку при охлаждении;

• балансировки барабана для снижения вибрации (в устройствах с

внешним барабаном) и т.д.

Дополнительно автоматизированные ЛЭУ могут быть снабжены

встроенным механизмом для пробивки штифтовых отверстий.

Кроме ЛЭУ в цифровых технологиях изготовления офсетных

печатных форм используются устройства, обеспечивающие запись

информации с помощью УФ-лампы по технологии СТсР. Это UV-Setter, которые относятся к плоскостным. Они могут быть уни-

версальными или специализированными, а также различаться степе-

нью автоматизации и форматом. Более подробно эти устройства рас-

смотрены в § 10.3.5.

Основные технические характеристики устройств. Основные

характеристики определяют технологические возможности ЛЭУ.Разрешение записи. ЛЭУ могут поддерживать либо только одно

фиксированное разрешение, либо несколько его значений в диапазоне от 1200 до 5080 dpi. Таким образом обеспечивается возможность записи изображений с максимальной линиатурой порядка 305 Ipi. Такой набор установок разрешения не всегда используется в устрой-ствах, так как требуемое для большинства изданий качество изобра-жения на печатных формах различных типов обеспечивается при разрешении записи 2400 dpi, а для ряда специализированных уст-ройств даже при меньших значениях: 1200 и 1800 dpi. Поэтому набор разрешений записи в большинстве устройств часто ограничивается одним или двумя значениями. Ряд фирм выпускает два варианта одного устройства: с низкими (например, 1200 и 2400 dpi) и высокими (1600 и 4000 dpi) разрешениями записи.

Повторяемость. Современные ЛЭУ отличаются достаточно вы-сокими значениями этого параметра. Минимальное, равное ±4-5 мкм, характерно для устройств барабанного типа, для плоскостных этот параметр значительно хуже, он равен ±25 мкм.

Скорость записи. Она зависит от разрешения записи: чем оно выше, тем меньше скорость записи изображения. Этот параметр крайне редко указывается в технической характеристике устройств.

348

Наиболее часто упоминается не скорость записи, а производитель-ность устройств при фиксированном разрешении. Этот параметр учитывает операции: загрузку-выгрузку формных пластин, пробивку штифтовых отверстий и другие операции, которые предусмотрены в данном устройстве. Наименьшая производительность, равная 5-8 формам в час, обеспечивается в устройствах записи информации на термочувствительные пластины, причем зависит она от модели устройства и максимального формата экспонируемых пластин. Про-изводительность устройств при записи информации на светочувст-вительные пластины может составлять от 20-40 пластин в час при разрешении записи 2400 dpi до 60-80 пластин в час в специальных устройствах планшетного типа, предназначенных для газетной про-дукции. В ряде устройств обеспечивается возможность записи до 150-170 форм в час (при низком разрешении записи на пластины малого формата).

Формат. В современных моделях ЛЭУ существует возможность

записи на формную пластину форматом от 216 х 279 мм до 1475 х

2030 мм, причем на одном и том же устройстве можно осуществлять

запись информации на формные пластины из некоторого

фиксированного диапазона форматов. Ряд устройств обладает

возможностью одновременной записи информации сразу на две

пластины половинного формата.

Применение различных экспонирующих устройств для

конкретных условий. Разнообразие моделей устройств объясняется

тем, что не существует универсальной цифровой технологии, которая

позволяла бы решить одновременно все задачи, стоящие перед

формными процессами. При выборе устройства принимается во

внимание тип источника излучения и конструктивные особенности

устройства, так как благодаря этим параметрам обеспечивается

получение требуемого качества изображения. Производительность,

степень автоматизации, простота и удобство обслуживания, стоимость

самого устройства, срок эксплуатации лазера также являются

немаловажными параметрами. Следует учитывать, что и конструкция,

и используемый лазерный источник ориентированы на запись

349

информации на определенном типе формных пластин, а правильный

выбор последних часто может иметь решающее значение.

Разработчики устройств, как правило, создают для них и формные

пластины, хотя в мировой практике известны также универсальные

типы формных пластин, которые могут быть использованы в

однотипных устройствах различных фирм-производителей.

Для производства разной печатной продукции: газетной, жур-

нальной, книжной и другой выбор устройств для записи информации

осуществляется с учетом их технической характеристики и

возможностей реализуемой технологии. Так, устройства, необходимые

в газетном производстве, должны характеризоваться целым рядом

возможностей, среди которых определяющим является скорость

записи (и связанная с ней производительность). Поскольку

традиционно в газетной продукции применяют относительно низкую

линиатуру растрирования, то разрешение записи может быть

ограничено 1200-1800 dpi. Удовлетворяют перечисленным требо-

ваниям устройства плоскостного типа. В случае оснащения их ав-

томатизированными системами загрузки и выгрузки пластин и

процессором для обработки экспонированных пластин, смонтиро-

ванным в линию, достигается значительное повышение производи-

тельности.

Повысить ее можно также при применении специализированных

газетных ЛЭУ, сконструированных таким образом, что на них можно

одновременно производить запись сразу на две формные пластины

половинного формата, расположенные рядом. Форматы таких ЛЭУ

должны соответствовать формату газетных печатных машин (их

типичный формат 650 х 850 мм) или быть кратными ему, например,

850 х 1300 мм. Ко всему вышесказанному ЛЭУ оснащены, так

называемыми, фиолетовыми лазерными источниками. Дешевизна,

долговечность и достаточно высокая мощность излучения таких ис-

точников делает их весьма перспективными.

Главным требованием, предъявляемым к цифровым технологиям

для воспроизведения журнальной и книжной продукции, является

качество, а скорость записи не имеет для таких изданий существен-

350

ного значения. Поэтому могут быть использованы ЛЭУ, которые

обеспечивают запись с большим разрешением и хорошей повторяе-

мостью. Это — устройства барабанного типа, причем как с внутрен-

ним, так и с внешним барабаном. Выбор конкретной конструкции

устройства должен также учитывать возможности с точки зрения

оснащения его лазерным источником определенного типа. Конст-

рукция с внешним барабаном позволяет устанавливать лазерные

источники, расположенные достаточно близко от поверхности бара-

бана (и поэтому осуществлять запись на термочувствительные пла-

стины, которые требуют большей энергии). Применение устройств с

внутренним барабаном также позволяет достичь высокого качества

изображения (плоскостные устройства не удовлетворяют требуемому

качеству по повторяемости).

Отдельно стоит остановиться на UV-Setter, применяемом в

цифровой технологии СТсР (см. § 10.3.5). Его плоскостная конст-

рукция дает возможность использовать пластины различных форматов

и гарантирует точность фокусировки независимо от толщины

экспонируемой формной пластины, а система перемещения экспо-

нирующей головки обеспечивает точность позиционирования ±2 мкм.

Это значение меньше размера минимально разрешаемого элемента

изображения, поэтому при экспонировании обеспечивается доста-

точно высокое качество изображения.

Такие устройства находят применение для изготовления жур-

нальной, рекламной и другой продукции на предприятиях с

небольшой загрузкой производства. Это связано с относительно не-

высокой их производительностью, которая составляет 3-4 пластинь в

час. Однако UV-Setter, разработанный для газетного производства

имеет производительность до 100 пластин в час. Загрузка, пробивк<

штифтовых отверстий и выгрузка пластин в нем полностью автома-

тизированы.

10.3.3.Цифровые тест-объекты для контроля формного процессаи качества печатных форм

351

Как и в аналоговых технологиях, цифровые технологии записи

информации на формные пластины требуют проведения контрол:

качества:

• тестирование и калибровка устройства записи;

• контроль самого процесса записи;

• оценка показателей готовой печатной формы.

Важным является каждый этап контроля, а основополагающими

считаются первые два этапа, поскольку настройка ЭУ и установка

необходимой мощности лазерного источника неминуемо сказывается

на всем последующем технологическом процессе, в конечном итоге,

на качестве форм. Средством для контроля качества форм являются

контрольные тест-объекты. Они представлены в цифровом виде и

содержат ряд фрагментов различного целевого назначения для

визуального и инструментального контроля:

• информационный фрагмент с постоянной информацией о самом

тест-объекте и переменной информацией с текущими данными о

конкретных режимах записи;

• фрагменты, содержащие объекты пиксельной графики для визу-

ального контроля воспроизведения элементов изображения;

• фрагменты, позволяющие оценить технологические возможности

устройства записи и растрового процессора, а также репродук-

ционно-графические показатели печатных форм.

Одним из первых тест-объектов, которые начали использоваться в

цифровых технологиях, стал объект UGRA/FOGRA POST SCRIPT,

который появился в 1990 г. В настоящее время находят применение

несколько тест-объектов и среди них наиболее популярен

UGRA/FOGRA DIGITAL PLATE CONTROL WEDGE. Известны также

аналогичные контрольные тест-объекты фирм-производителей ЭУ,

рекомендованные ими для использования при записи и адаптиро-

ванные под определенный тип формных пластин.

Тест-объект UGRA/FOGRA DIGITAL PLATE CONTROL WEDGE

(UGRA/FOGRA DIGITAL), поставляемый в электронном виде в

нескольких версиях, служит для настройки устройств на оптимальные

352

режимы записи и последующего контроля этих режимов, а также

оценки градационной и графической точности воспроизведения

элементов изображения. Он состоит из четырех файлов, каждый из

которых предназначен для контроля процесса изготовления

печатных форм для желтой, голубой, пурпурной и черной красок. На рис.

10.12 показано его строение.

353

В тест-объекте шесть фрагментов:

• фрагмент 7, расположенный в верхней части шкалы, содержит

постоянную информацию: имя пользователя (или обладателя лицензии

на программное обеспечение), номер лицензии, название шкалы и ее

версию. Также переменную информацию: линиатуру растрирования (в

см-1), максимальный объем оперативной памяти и памяти на диске

устройства записи. Здесь же обозначается угол поворота растровой

структуры, объем свободной памяти и памяти на диске устройства, а

также разрешение записи в dpi и соответствующий ему минимальный

размер И элемента изображения;

• фрагмент 2, состоящий из штриховых элементов в виде лучей,

которые расходятся от центра под разными углами. Служит для

оценки разрешения, достигнутого в реальных условиях записи, а

также контроля режимов записи и обработки;

• фрагмент 3 — фрагмент геометрической диагностики — для

оценки воспроизведения штриховых элементов (штрихов и просветов)

различных размеров, горизонтально и вертикально расположенных;

• фрагмент 4 служит для контроля воспроизведения элементов

изображения (и на его основе правильности выбора экспозиции). Он

состоит из элементов квадратной формы, расположенных в шахмат

Рис. 10.12. Строение тест-объекта UGRA/FOGRA DIGITAL PLATE CONTROL WEDGE: 1 — информационный фрагмент; фрагменты для контроля:

2 — разрешения записи; 3 — воспроизведения штриховых элементов;4 — воспроизведения элементов изображения; 5 — визуального контроля

экспозиции; 6 — воспроизведения градации тонов

354

ном порядке, трех различных размеров: 1, 2 и 4 пикселя. Они обо-

значены, как 1 х 1 , 2 х 2 и 4 х 4 ;• фрагмент 5 нужен для визуального контроля экспозиции. Он состоит из 11 растровых полей, выполненных в форме прямоуголь-ников с «шахматным» заполнением и поклеточной разбивкой в 4 х 4 пикселя. На каждом растровом фоне размещены поля с различной 5° тн, которая изменяется ступенчато в диапазоне от 35 до 85% с шагом 5%;• фрагмент 6 — растровая шкала для контроля воспроизведения градации тонов, в том числе, высоких светов, полутонов и глубоких теней (значения 50ТН указаны сверху полей шкалы).

Тест-объект DIGI CONTROL WEDGE (рис. 10.13), разработанный

фирмой Agfa, выполняет практически те же функции, что и

рассмотренный выше. Он может быть представлен как в негативном,

так и в позитивном исполнении и также скомплектован из ряда

фрагментов, которые во многом аналогичны фрагментам

UGRA/FOGRA DIGITAL, хотя технически решены по-другому. Тест-

объект содержит:

• фрагмент 1 — для визуального контроля фокусировки лазерного

луча. Он состоит из 180 радиальных линий шириной в 1 пиксель,

исходящих в виде лучей из центра. По изображению, которое создают

эти линии в центральной части фрагмента, определяют форму ла-

зерного пятна и оценивают распределение энергии в нем;

• фрагмент 2 предназначен для визуального контроля экспозиции.

Он содержит шесть полей в форме кругов с «шахматным» заполнени-

ем, состоящих из элементов различных размеров от 1 х 1 до 6 х 6 пик-

селей. Фон вокруг растровых полей состоит из элементов, размером

Рис. 10.13. Строение тест-объекта DIGI CONTROL WEDGE: фрагменты для контроля: 1 — фокусировки; 2 — экспозиции (визуального);

3 —воспроизведения штриховых элементов; 4 —интервала градаций;5 — растрирования; 6 — информационный фрагмент

355

8x8 пикселей (на всех полях и растровом фоне площадь заполнения

элементами равна 50%);

• фрагмент 3 служит для контроля воспроизведения штриховых

элементов. Он содержит штриховые элементы (штрихи и просветы),

расположенные в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Имеется четыре группы штриховых элементов размерами от 1 до 4

пикселей;

• фрагмент 4 с растровыми полями, объединенными попарно, с 50П|

из области светов и теней, например, рядом с полем с S0™ =1%

находится поле с 50ТН = 99%, рядом с полем с 5°™ = 2% поле 50ТН =

98% и т.д. Каждая пара растровых полей состоит из двух частей: в

верхнем ряду расположены растровые поля, независимые от

установленных значений параметров растрирования, в нижнем —

растровые поля с определенной 50тн, значения которых зависят от

параметров растрирования (они отображаются на информационном

фрагменте 5). Дополнительно на фрагменте 4 имеется поле с 50ТН =

50%, которое позволяет оценивать воспроизведение растрового

изображения в области полутонов. Изменение относительной площади

растровых точек (в том числе, с 5°™ равной 50%), позволяет

контролировать процесс калибровки;

• фрагмент 5 содержит информацию о растрировании;

• фрагмент 6 выполняет информационные функции, он содержит

информацию постоянного содержания (название, версию, раз-

работчика тест-объекта и т.д.) и переменные сведения о разрешении

записи (в dpi), а также о типе тех пластин, для которых он

предназначен.

ШШш

356

10.3.4. Лазерное экспонирование формных пластинразличных типов

Определение режимов экспонирования и качества форм с по-мощью тест-объектов. Используемые для контроля тест-объекты по-зволяют визуально оценить результат воздействия излучения. Для этого используется фрагмент 5 тест-объекта UGRA/FOGRA DIGITAL (см. рис. 10.12) или фрагмент 2 тест-объекта DIGI CONTROL WEDGE (рис. 10.14).

а

б

в

Так, на полученном на форме изображении тест-объекта

UGRA/FOGRA DIGITAL на фрагменте 5 должно сливаться с фо- юм поле с 50ТН, равной 50%. При правильно подобранных режимах

экспонирования на тест-объекте DIGI CONTROL WEDGE :ливаются с

фоном все растровые поля с «шахматным» заполне- шш (рис. 10.14, в).

рг- ^/>>4*1»^ ■

-1 V» ■ • ~ 07 ►

кг ’ * ' • -L^J' — ’£*/■<!

• 1 • V ^ . ' -, ■ y - . SSfflt\ . t V /w}» * V/J. ‘■

•

Vi I / f. -jT-’*

■(«■у» • тгд' - * ”. • * '' У 1*^5;яД * iV */S' i *' 4r. '< *, /

д

Рис. 10.14. Фрагмент 2 шкалы DIGI CONTROL WEDGE при различной экспозиции: а, 6 — недостаточная экспозиция; в— правильно подобранная

экспозиция; г, д — избыточная экспозиция

357

Для некоторых типов позитивных пластин рекомендуется не-сколько завышать экспозицию чтобы избавиться от «тенения» на пробельных элементах, (рис. 10.14, г).

На практике проводят контроль экспозиции по другим фрагментам рассмотренных тест-объектов: на UGRA/FOGRA DIGITAL по фрагменту 4, содержащему поля «шахматного» заполнения (рис. 10.15) или фрагменту 3 (рис. 10.16). На DIGI CONTROL WEDGE — по фрагменту 3 (рис. 10.17). Это возможно, так как эти элементы изображения особенно чувствительны к изменению мощности лазера, причем при правильно подобранной экспозиции (правило действительно только для позитивных пластин) ширина штрихов должна соответствовать ширине просветов (рис. 10.17, б). Для оценки их соответствия штриховые элементы на этом фрагменте расположены друг против друга. Контроль воспроизведения штриховых элементов позволяет также оценить работу устройства при выбранных режимах экспонирования, так как на изменение размеров этих элементов могут влиять и другие факторы, например, фокусировка луча, загрязнение оптики и т.д.

358

< V * S

Л -У**

а бРис. 10.15. Влияние режимов экспонирования при записи фрагмента 4 тест-

объекта UGRA/FOGRA DIGITAL: а — правильный режим;б — неправильный режим

1

359

1Ш

! Ш Ш

360

361

Рис. 10.16. Увеличенное изображение участков фрагмента 3 тест-объекта UGRAIFOGRA DIGITAL на печатной форме при неверно подобранных

режимах экспонирования

а в

362

б

363

364

Рис. 10.17. Изображение штриховых элементов на фрагменте 3 тест-объекта DIG/ CONTROL WEDGE при экспозициях: а — недостаточной;

б — оптимальной; в — избыточной

Цифровые тест-объекты используются не только для контроля

экспозиции, но и позволяют оценить качество форм, в том числе,

воспроизведение на них растровых изображений. Во всем интервале

градаций 5°тн можно оценить по фрагменту 6 тест-объекта

UGRA/FOGRA DIGITAL, интервал градации — по фрагменту 4 тест-

объекта DIGI CONTROL WEDGE. Воспроизведение штриховых эле-

ментов, в том числе, расположенных во взаимно перпендикулярных

направлениях, — по фрагменту 3 рассмотренных тест-объектов.

При выборе режимов на негативных пластинах нужно учитывать,

что экспонирование (или экспонирование и дополнительное

нагревание) должно быть достаточным для полного структурирования

слоя на будущих печатающих элементах. Поэтому правильный выбор

экспозиции по контрольным элементам тест-объектов является важной

составляющей процесса изготовления форм. Для оценки воздействия

излучения на негативный слой формной пластины часто используется

аналоговая тоновая шкала, например, фрагмент 1 UGRA-82 (см. рис.

6.7), который используется совместно с цифровым тест-объектом.

Первоначально перед выводом на пластину цифрового тест-

объекта (например, DIGI CONTROL WEDGE) необходимо выбрать

экспозицию с помощью аналоговой полутоновой шкалы. С этой целью

аналоговый тест-объект наклеивается на пластину и проводится

экспонирование, после этого пластина проявляется. По номеру поля,

365

под которым слои сохранился после проявления, оценивается

экспозиция. В дальнейшем цифровой тест-объект выводят на пластину

с той же самой экспозицией. При этой экспозиции одно из полей

фрагмента 2 изображения тест-объекта DIGI CONTROL WEDGE на

форме (так называемая, операционная точка для данного устройства и

типа формной пластины) будет совпадать с фоном, определяя режимы

записи.

10.3.5.Особенности цифровой технологии записи информациина пластины с копировальным слоем

В первых модификациях устройств UV-Setter, используемых для

записи информации по цифровой технологии СТсР, для модуляции

светового потока использовался многоканальный жидкокристалличе-

ский затвор. Жидкие кристаллы, обладая свойством менять свою ори-

ентацию в пространстве под действием электрического тока, способны

оказывать влияние на поляризацию излучения. Поэтому, если

матрицу, состоящую из ячеек с жидкими кристаллами, расположить

между поляризационными фильтрами, то можно получить модулятор

излучения, который в зависимости от поступающего на него управ-

ляющего напряжения, будет либо пропускать, либо задерживать излу-

чение. Таким образом, можно разделять световой поток на лучи, мо-

дулируя каждый из них в соответствии с записываемой информацией.

Недостатком таких устройств является очень сильный нагрев поляри-

зационных фильтров. Это требует ограничения мощности используе-

мой в устройстве УФ-лампы и сказывается на интенсивности светово-

го потока, и, в конечном итоге, на качестве печатных форм.

В более поздних моделях устройств UV-Setter, реализующих про-

цесс DSI (от англ. — direct screen imaging — прямое растровое экспо-

нирование), запись информации осуществляется по технологии DLP (от англ. — digital light processing — цифровая модуляция света). Ос-

новным элементом такого устройства записи (рис. 10.18) является

микрозеркальное устройство DMD (от англ. — digital micromirror de-

366

vice — цифровое микрозеркальное устройство) — чип, на котором

расположено большое число (более миллиона) отдельно управляемых

микрозеркал, каждое из которых способно направлять отраженный от

него луч либо в фокусирующую линзу (см. рис. 10.18), либо мимо нее.

При управлении поворотом микрозеркал элементы изображе- тя проецируются на копировальный слой формной пластины. Ра-

ботающие на отражение микрозеркала являются более эффектив- шми

по сравнению с ранее используемыми модуляторами. Однако

соличество микрозеркал в чипе недостаточно для экспонирования

хдновременно всей поверхности пластины, поэтому запись ведется

юследовательно, при старт-стопном выстаивании записывающей

оловки. Это сказывается на производительности устройства. Для ге повышения UV-Setter оснащается также двумя записывающими

'оловками. Повышение производительности в последних моделях

UV-Setter достигается использованием метода скроллинга, т.е. записи

Рис. 10.18. Схема цифрового экспонирования формной пластины с копировальным слоем: 1 — рефлектор; 2 — УФ-источник света;

3 — конденсорная линза; 4 — зеркало; 5 — микрозеркальный чип;6 — фокусирующая линза; 7 — формная пластина

367

информации без выстаивания записывающей головки, а в процессе ее

перемещения.

Устройства, работающие по такому оптико-механическому

принципу с определенными ограничениями по разрешению, позво-

ляют воспроизводить изображения размером 10-28 мкм (размер за-

висит от разрешения записи). Получаемое на печатных формах рас-

тровое изображение (рис. 10.19) характеризуется высокой краевой

резкостью.

Рис. 10.19. Увеличенный фрагмент структуры поверхности печатной формы (а) и конфигурация полученных на ней растровых точек (б)

10.3.6.Обработка экспонированных формных пластин

Обработка пластин после их экспонирования включает комплекс операций, наличие и последовательность которых зависит не только от типа пластин, но и от их свойств. Режимы проведения процесса обработки и составы используемых обрабатывающих растворов определяются разработчиками. Обрабатываются экспонированные формные пластины на установках, которые обеспечивают возможность проведения всех необходимых стадий процесса. Для пластин различного типа (см. рис. 10.4-10.8) это могут быть по-операционные установки, аналогичные представленным на рис. 5.13, или поточные линии, а также установки, доукомплектованные сек-

368

циями для проведения дополнительных операций. Пластины с копи-ровальным слоем, экспонированные по цифровой технологии СТсР, обрабатываются на том же оборудовании и при тех же режимах, как и в аналоговой технологии изготовления форм плоской офсетной печати (см. § 6.3.4).

Проявление. Если проявление предусмотрено технологией изго-товления печатных форм, то оно должно осуществляться в установках при температуре 22-25°С при расходе соответствующего про- явителя от 50 до 150 г/м . Режимы поддержания температуры и концентрации проявителя должны быть более жесткими, чем, например, для проявления копий при изготовлении монометаллических печатных форм. Скорости движения экспонированных пластин в установках составляют: 0,7-1,2 м/мин для термочувствительных и1, 5-2 м/мин для светочувствительных пластин.

Установка, в которой осуществляется обработка термочувстви-

тельных позитивных пластин, состоит из следующих секций: прояв-

ления, промывки, гуммирования и сушки. Установка для обработки

серебросодержащих пластин включает секции ополаскивания и фи-

нишной обработки, а для пластин с фотополимеризуемым слоем до-

полнительно секцию предварительного нагревания (до 100-140°С в

течение 10-30 с) и секцию предварительной промывки (перед прояв-

лением). В установке для термочувствительных негативных пластин

также должна быть секция предварительного нагревания.

Эти установки могут работать в режиме on-line с экспонирующим

устройством, и в этом случае экспонированные пластины авто-

матически загружаются в установку, а после обработки поступают на

выводной стол или в накопитель (стэкер).

Термообработка для повышения тиражестойкости проводится при

изготовлении печатных форм, полученных на пластинах с фото-

полимеризуемым слоем и термочувствительных (негативных и пози-

тивных) пластинах (см. § 10.1.1). Осуществляется она либо в верти-

кальных термошкафах, в которые печатные формы загружаются

вручную, либо горизонтальных конвейерных печах, которые чаете

подключены в линию с ЭУ и установкой для обработки.

369

Температура обработки различных типов печатных форм состав-

ляет 200-280°С, продолжительность ее проведения 6-8 мин в верти-

кальных термошкафах и 4-6 мин в конвейерных печах. Защитный

раствор, наносимый перед термообработкой, может быть таким же как

в аналоговой технологии, или используется специальный раствор,

разработанный для конкретного типа формных пластин.

Завершающие операции. Процесс изготовления форм не закан-

чивается рассмотренными выше стадиями. Перед установкой формь в

печатную машину в ней должны быть пробиты штифтовые отверстия

(если они не были сделаны в формной пластине до экспонирования) и

загнуты края, чтобы точно и быстро осуществить ее закрепление на

формном цилиндре печатной машины. Иногда возникает

необходимость в подрезке форм. Для этого используется комплект

дополнительного оборудования: от ручных устройств для подрезки

перфорации и загиба до поточных линий, осуществляющих эти one

рации в автоматическом режиме. Кроме самих устройств и транс

портирующих конвейеров для перемещения печатных форм межд}

секциями такие линии могут оснащаться специальными средствами

контролирующими качество выполненных операций на полученны>

формах.

Наиболее простые ручные устройства для проведения этих one

раций обычно поставляются вместе с печатной машиной. Полностьк

автоматизированные устройства, подключенные в линию, позволяют

получать готовые печатные формы, на которых с высокой точностью

проводятся завершающие операции. Это существенно улучшает

последующую приводку форм в печатной машине. Возможнь

различные варианты таких устройств, способных осуществляв только

загиб форм или загиб и перфорацию одновременно. В первол случае

уже пробитые формы попадают в устройство и позициони руются по

штифтам, а затем производится их загиб. Производительность такого

устройства — 240-300 форм в час. Положение формы i устройстве

другого типа контролируется электронной системой, после чего загиб

и перфорация производятся одновременно. Производительность

370

устройства составляет 120 форм в час.

10.3.7. Контроль печатных форм

Технические средства контроля печатных форм. Для оценки

воспроизведения растровых изображений при контроле качества

печатных форм, изготовленных по цифровым технологиям,

используются те же денситометры, что и в аналоговых технологиях

(см. § 4.2.2). Принцип работы большинства из них основан на

измерении интенсивности световых потоков, отраженных от

поверхности, и последующем расчете на основании измеренных

величин относительных площадей растровых элементов 5 отн. При

использовании таких денситометров для оценки качества печатных

форм возникает ряд затруднений, которые сказываются на точности

измерений:

• низкий контраст изображения на некоторых типах форм не по-

зволяет точно распознать границу между печатающими и пробель-

ными элементами;

• различная величина светорассеяния из-за неровностей слоя и

шероховатой поверхности подложки на формах, изготовленных на

пластинах различных типов и различных производителей;

• проблема учета цвета слоя при денситометрическом анализе;

• необходимость исключения из расчета величины размытия, учи-

тываемого формулой Шеберстова-Мюррея-Дэвиса, при использовании

в денситометре встроенного программного обеспечения.

Затруднения, возникающие при оценке 5°тн на печатных формах,

устраняются при настройке прибора вводом поправочного коэффи-

циента Юла-Нильсена (его значения могут отличаться для печатных

форм различных типов), а трудности учета цвета поверхности формы

при денситометрическом анализе решаются с помощью таких

приборов, как Gretag Macbeth Spectro Eye, моделей X-Rite 528, 530,

938, Techkon SD 620 и других, поддерживающих стандарты на цве-

товые фильтры (европейский DIN 16536 или различные варианты

371

американского ANSI).Для оценки растровых изображений на печатных формах, изго-

товленных по цифровым технологиям, целесообразно использовать

дотметры. К ним относятся Centurfax CCDot 4 и Poly Dot (для кон-

троля печатных форм на полимерных подложках), FAG Vipcam 116,

Gretag Macbeth ICPlate, Techkon DMS 910, X-Rite СТРII, которые по-

зволяют определять разрешение, измеряют линиатуру оцениваемой

структуры и другие параметры на различных типах контролируемых

пластин. Работа большинства таких приборов основана на проеци-

ровании части растрового изображения на ПЗС-матрицу, а выведен-

ные цифровые данные о растровом изображении регистрируются с

помощью мини-камеры. На основании полученной информации

внутреннее программное обеспечение прибора позволяет отобразить

растровую структуру, а затем вычислить 5° тн способом обработки

полученного оцифрованного изображения.

Возможные дефекты печатных форм и причины их возник-новения. В отличие от аналоговых, цифровые технологии требуют проведения полного контроля на протяжении всего формного про-цесса, только тогда могут быть своевременно обнаружены и устра-нены причины возможных дефектов. Гарантировать стабильность показателей каждой печатной формы должна настройка ЭУ. Она проводится регулярно, а наиболее сложную ее часть — настройку при инсталляции осуществляют обычно специалисты, монтирующие и устанавливающие данное устройство. Регулярно проводимая на-стройка включает проверку действующей мощности источника из-лучения и его фокусировку, а также калибровку, контроль режимов обработки и их соответствие рекомендациям поставщика. Обяза-тельной является и визуальная оценка чистоты поверхности формной пластины перед записью информации. Связано это с тем, что неполадки при записи и обработке могут привести к существенным материальным потерям.

Основными причинами, которые приводят к возникновению де-

фектов на формах являются:

372

• неверная калибровка растрового процессора;• нарушение (сбой) установок в ЭУ, связанное с изменением внешних условий (температуры и влажности);• изменение интенсивности излучения при экспонировании из-за выработки ресурса лазера, загрязнения оптики в устройстве и т.д.;• изменение режимов в процессе проявления, связанное с перегре-вом проявителя, его заменой или истощением;• комбинация вышеуказанных факторов.

Дефектами, возникающими на печатных формах из-за указанных факторов являются:• искажения растровых и штриховых элементов изображения, вплоть до потери мелких деталей;• наличие остатков слоя (экспонированного и неэкспонированного) на пробельных элементах, приводящее к тенению и образованию рваного контура на краях печатающих элементов.

Устранение дефектов осуществляется варьированием действую-щей мощности лазера и изменением режимов проявления. Оценить изменение этих параметров можно по показаниям соответствующих фрагментов тест-объектов, например, фрагментов 1 и 2 шкалы DIGI CONTROL WEDGE. Так, $сли на печатных формах, изготовленных на негативных пластинах, на фрагменте 1 центральная область ста-новится больше и одновременно сливается с фоном поле на фрагменте 2, расположенное ближе к полю А, то причиной такого изменения является либо увеличение мощности, либо использование пластины с более высокой чувствительностью, либо истощение проявителя. Аналогичным образом влияние этих параметров можно оценивать по фрагменту 5 тест-объекта UGRA/FOGRA DIGITAL (см. рис. 10.12).

Влияние режимов проявления сказывается также на качестве воспроизведения краев элементов изображения. При высокой темпе-ратуре, а также использовании агрессивного проявителя повышенной концентрации края элементов имеют рваный контур. Низкая

^3 -- 2— 1

373

температура проявления приводит к сохранению остатков слоя на пробельных элементах формы.

10.3.8.Особенности технологии изготовления форм, не требующих увлажнения пробельных элементов

Разновидности печатных форм и их структура. Печатные фор-мы для ОБУ могут быть классифицированы по таким признакам, как:• способ реализации технологии: различают формы, изготовленные по технологиям СТР и CTPress;• тип подложки (полимерная или алюминиевая).

Упрощенные структуры печатных форм для ОБУ приведены нарис. 10.20. Печатающие элементы на этих формах образуются на экспонированных участках: либо на олеофильной полимерной под-ложке (рис. 10.20, а), либо на олеофильном слое 2, расположенном на алюминиевой подложке (рис. 10.20, б). Пробельные элементы формируются на антиадгезионном (силиконовом) слое (см. § 7.2.2), предварительно нанесенном на термочувствительный слой 3 на ста-дии изготовления формной пластины.

Рис. 10.20. Упрощенные структуры печатных форм для ОБУ: а - на полимерной и 6 - на алюминиевой подложках; 1 - подложка;

2 - олеофильный слой; 3 - термочувствительный слой;4 - пробельный элемент; 5 - печатающий элемент

Схемы изготовления форм для ОБУ. Печатные формы для ОБУ изготавливаются в основном в одну стадию: проводится экс-понирование термочувствительного слоя, дальнейшая обработка (проявление) в химических растворах не требуется, но необходимо удалить продукты термического разложения. Для их удаления ЭУ оснащены специальными вакуумными отсосами. По такой

//а

31

374

схеме изготавливаются формы для технологий по схеме СТР и СТР г ess.

Изготовление форм для ОБУ осуществляется также по другой схеме: после экспонирования проводится проявление, в результате которого с экспонированных участков удаляются антиадгезионный и термочувствительный слои. Такие печатные формы используются только в цифровой технологии СТР.

Формирование печатающих и пробельных элементов на формах для ОБУ. На формных пластинах для ОБУ на полимерной (рис. 10.21, я) и алюминиевой (рис. 10.21, б) подложках в результате термического разрушения поглощающего ИК-излучение термочув-ствительного слоя формируются печатающие элементы.

Происходит это таким образом: лазерное ИК-излучение проходит

через антиадгезионный слой 3, пропускающий излучение, и по-

глощается слоем 2, чувствительным к этому излучению. Происходит

изменение агрегатного состояния слоя 2, например, путем возгонки,

одновременно удаляется и антиадгезионный слой. Как предполагает

ряд исследователей, его удаление связано с отщеплением метальных

групп у атомов кремния в соединениях полисилоксана. В результате

обнажается полимерная подложка 1 (см. рис. 10.21, а), обладающая

олеофильными свойствами, или олеофильный слой 4 (см. рис. 10.21,

б). Печатающие элементы на формных пластинах,

термочувствительный слой которых содержит в своем составе

абсорбент ИК-излучения, образуются также на олеофильном слое

после экспонирования и проявления формных пластин другого типа.

Функции пробельных элементов на формах выполняет исходный

Рис. 10.21. Строение формной пластины для ОБУ: а - на полимерной и о - металлической подложках; 1 - подложка; 2 - термочувствительный слой;

3 - антиадгезионный слой; 4 - олеофильный слой

375

антиадгезионный слой 3 (см. рис. 10.21). Этот слой может дополни-

тельно упрочняться в процессе экспонирования в том варианте тех-

нологии, который ориентирован на использование формных пластин,

содержащих термочувствительный слой металла, например, титан.

Этот слой поглощает излучение и нагревается выше температуры

плавления, а образовавшийся расплав способствует упрочнению

антиадгезионного слоя.

Формные пластины, используемые для изготовления печатных

форм для ОБУ, позволяют воспроизводить интервал градаций от 2 до

98% при линиатуре растрирования 175 лин/см. Тиражестойкость

печатных форм в зависимости от типа подложки может быть 20-25

тыс. и 100 тыс. отт. (при использовании формных пластин на

полимерной и алюминиевой подложках, соответственно).

10.3.9. Особенности технологии изготовления форм в печатной машине

Запись информации на формные пластины и рулонные

формные материалы. Технология по схеме CTPress используется для

изготовления форм для ОБУ и ОСУ. Ее отличительной особенностью

является возможность изготовления печатной формы (с последующим

печатанием) в машине, которая оснащена ЭУ для записи информации.

Главное преимущество технологии CTPress заключается в том, что

она позволяет связать допечатные и печатные процессы, обеспечивая

также сокращение времени изготовления многокрасочной печатной

продукции. Время экспонирования пластин минимального формата (с

шириной, равной 33 см, составляет в среднем 4 мин). Технология

ориентирована на печатание тиражей, начиная с 300 отт.,

максимальный тираж определяется тиражестойкостью форм (см. §

10.3.8). Разрешение записи составляет от 1200 до 3556 dpi, при этом

минимальный размер элементов изображения равен 10-11 мкм.

Схема записи печатной формы по технологии CTPress приведена на

рис. 10.22.

376

Процесс изготовления печатных форм осуществляется следующим

образом: после обработки информация записывается в буферное

запоминающее устройство (в печатной машине) и начинается

подготовка к печати. Одновременно обновляется формный материал,

который располагается на внешней поверхности формного цилиндра, и

осуществляется запись информации: данные об изображении

преобразуются в управляющие сигналы для лазерного ЭУ, лазерные

лучи направляются к оптической системе, где они фокусируются. В

дальнейшем производится запись одновременно всех цве- тоделенных

печатных форм.

Конструктивно различные типы печатных машин, реализующих

технологию CTPress, могут значительно отличаться. Существующие

печатные машины имеют планетарное или секционное построение,

некоторые модели сконструированы таким образом, что содержат

только два формных цилиндра (на каждом из них осуществляется

запись двух цветоделенных печатных форм). Применяются печатные

машины чаще всего для четырехкрасочной печати,

Рис. 10.22. Блок-схема записи в печатной машине форм по технологии «компьютер - печатная машина» (DZ-технология): 1 - текстовая информация;

2 - изобразительная информация; 3 - система обработки;4 - управляющий компьютер; 5 - печатная машина

377

известны также модели, предназначенные для двухкрасочной

двухсторонней печати.

Технические решения конструкций печатных секций и красочных

аппаратов, размеры цилиндров, построение ЭУ (они могут быть

стационарными, либо расположенными на специальной штанге,

которая подводится к формному цилиндру перед записью) и устройств

загрузки и выгрузки формного материала расширяют номенклатуру

оборудования такого типа. Печатные машины имеют форматы АЗ+ и

А2+, причем подача листовой бумаги возможна либо длинной, либо

короткой сторонами. Печатание на таких машинах различных фирм-

производителей осуществляется со скоростями от 7 до 15 тыс. отт. в

час.

Формные материалы для технологии CTPress. Для технологии

CTPress используются термочувствительные рулонные материалы на

полимерной или формные пластины на алюминиевой подложках. За-

пись форм на эти материалы осуществляется способом теплового воз-

действия ИК-источников лазерного излучения (см. § 10.3.8). Формные

материалы, с которыми производители такого оборудования связыва-

ют дальнейшие перспективы развития технологии CTPress, ориенти-

рованы на использование термочувствительных материалов нового

поколения, не требующих никакой обработки после записи.

Термографическая запись на гильзах. Наряду с рассмотренными

выше способами поэлементной записи офсетных печатных форм

известна также цифровая технология DICO, (от англ. — Digital Change-over) — она позволяет осуществлять многократную запись

информации с помощью создания «временной» печатной формы. В

данном случае не используются сменяемые формные пластины, а

печатная форма формируется непосредственно в самой машине.

Технология основана на явлении термопереноса слоя с транс-

ферной ленты на гильзу с гидрофильным слоем, расположенную на

формном цилиндре. Процесс записи информации показан на рис.

10.23.

ва б

378

Рис. 10.23. Процесс записи форм по D/CO-технологии: а - запись информации; б - фиксация изображения; в - стирание изображения;

1 - лазер; 2 - трансферная лента; 3 - формный цилиндр; 4 - гильза;5 - гидрофильный слой; 6 - нагревательный элемент; 7 - сопло для нанесения

очищающего раствора; 8 - очищающее полотно

В соответствии с цифровыми данными излучением ИК-лазера

нагревается

термочувствительный слой, расположенный на трансферной ленте

(рис. 10.23, а), который переносится на гильзу, образуя печатающие элементы формы (рис. 10.23, б). Функции пробельных элементов выполняет гидрофильный слой. Тиражестойкость такой формы

составляет несколько десятков тысяч оттисков. После завершения

процесса печатания изображение стирается очищающим раствором

(рис. 10.23, в) и вновь проводится запись информации.

Другие варианты записи. Весьма перспективным, по мнению

ряда специалистов, является еще один вариант цифровой технологии,

также позволяющий создать печатную форму непосредственно в пе-

чатной машине. Процесс формирования печатной формы по этой тех-

нологии состоит из нанесения (чаще всего напылением) на гидро-

фильную поверхность жидкого гидрофобного слоя (типа LiteSpeed, разработанного фирмой Agfa).

Печатающие элементы образуются на экспонированных участках

в результате лазерного воздействия; происходит нагревание слоя и его

плавление, при этом химические связи между молекулами в слое не

образуются. Неэкспонированные участки слоя удаляются

увлажняющим раствором за несколько оборотов формного цилиндра в

печатной машине и на обнаженной гидрофильной поверхности об

разуются пробельные элементы. Аналогичные варианты цифровых

технологий, также реализуемых по схеме CTPress, предполагают

формирование печатной формы на формном цилиндре струйным ме-

тодом, например, с помощью чернил, которые в дальнейшем после

печатания удаляются.

380

Глава 11. Цифровые технологии изготовления флексографских печатных форм

11.1. Развитие формных технологий флексографской печати

Методы изготовления флексографских форм с использованием

поэлементной записи информации на формный материал были из-

вестны еще в конце 60-х гг. прошлого столетия. Применялось ЭМГ с

аналоговых оригиналов для изготовления печатных форм на обрези-

ненных валах по принципу ЭМГ клише. Такой способ давал воз-

можность изготавливать бесшовные (бесстыковые) формы для печа-

тания «бесконечных» (типа обоев) изображений. В связи с низкими

репродукционно-графическими показателями и другими недостатками

ЭМГ в дальнейшем стало заменяться лазерным гравированием на том

же материале.

Эта технология изготовления резиновых форм применялась в двух

вариантах:

• гравирование с использованием металлической маски, предва-

рительно созданной на поверхности обрезиненного формного ци-

линдра;

• прямое гравирование, которое управлялось с помощью элек-

тронного устройства, считывающего информацию с вала, несущего

изображение.

По первому варианту процесс изготовления формы состоял из

следующих этапов:

• изготовление негативной фотоформы (по существующей в то

время технологии);

• подготовка обрезиненного вала и обтягивание его поверхности

медной фольгой, края которой соединялись встык;

• получение медной маски, позволяющей ограничить размер

гравируемого элемента, и, следовательно, повысить качество изо-

бражения на форме. Нанесение копировального слоя, экспонирование

381

через фотоформу, обработка копии, химическое травление (удаление)

меди на участках будущих пробельных элементов формы;

• гравирование лазером на СО2 пробельных элементов на резине (на

свободных от меди участках);

• удаление медной маски с формы.

Рассмотренная технология очень сложна и трудоемка. Она была

модернизирована, медная маска стала изготавливаться лазерным

гравированием. Для этого на поверхность обрезиненно- го формного

цилиндра наносился тонкий слой меди, который прожигался

аргоновым лазером, образуя маску. Затем уже лазер на С02 выжигал

оголенную резину до необходимой глубины пробельных элементов.

После этого маска снималась и форма была готова к печати.

Линиатура полученного изображения составляла от 24 до 40 лин/см,

тиражестойкость форм достигала 2 млн. отт. Эта технология позже

была вытеснена технологией прямого гравирования, которая

подвергалась совершенствованию и сохранилась до настоящего

времени как цифровая технология.

В 1995 г. фирма DuPont (США) разработала флексографские ФПП

с масочным слоем. На нем по цифровой технологии LAMS (от англ. —

Laser Ablatable Mask) лазерным излучением создается маска,

выполняющая функцию негатива. Дальнейшие операции по из-

готовлению ФППФ в принципе не отличаются от изготовления форм

по аналоговой технологии. Такая же цифровая технология для изго-

товления пластинчатых бесстыковых форм на гильзах была предло-

жена фирмой BASF (Германия).

В 2000 г. на выставке Drupa фирмой BASF была представлена

установка для прямого лазерного гравирования форм флексо-

графской и типографской печати на базе лазера на СОг для гра-

вирования по цифровой технологии специально созданного по-

лимерного формного материала. Некоторые фирмы предложили для

этих же целей использовать также ФПП после их предварительного

УФ-облучения. Предлагались и другие варианты цифровых

382

технологий. Так, для прямой записи печатных форм на ФПП без

масочного слоя фирмой Global Graphics было разработано устройство,

в котором в качестве источника излучения используется не лазер, а

УФ-лампы мощностью 500 Вт, управляемые компьютером. Однако

эти разработки не получили широкого применения.

11.1.1. Разновидности флексографских форм и их структура

Применяемые в настоящее время флексографские печатные

формы, изготовленные по цифровым технологиям, можно класси-

фицировать по различным признакам, например, (рис. 11.1):

• вариант технологии изготовления форм: изготовленные лазерным

гравированием и по масочной технологии;

• вид материала формы: эластомерные (из вулканизированной ре-

зины), полимерные и фотополимерные;

• геометрическая форма: цилиндрические и пластинчатые.

Классификацию можно продолжить и по ряду других признаков:

толщине форм, высоте рельефа, стойкости форм к растворителям

печатных красок и т.д.

Структура фотополимерных форм в принципе не отличается от

структуры форм, изготовленных по аналоговой технологии (см. §

8.1.1), поскольку формирование печатающих и пробельных элементов

осуществляется также в толще ФПК под влиянием тех же процессов

(см. рис. 8.2, в). Отличие состоит в иной конфигурации печатающих

элементов (рис. 11.2).

383

Классификационныепризнаки

Рис. 11.1. Классификация флексографских форм, изготовленныхпо цифровым технологиям

Технологияизготовления

Вид материала

формы

Геометрияформы

384

Они имеют более крутые боковые грани. Это обеспечиваеп меньшее растискивание печатающих элементов в процессе печатания (а! < а2).

Эластомерные (резиновые) и полимерные формы, изготовленные

лазерным гравированием, представляют собой структуры, сформи-

а

I

Рис. 11.2. Конфигурация печатающих элементов (а) на формах и их растискивание (б) при печатании с форм, изготовленных по

цифровой (I) и аналоговой (II) технологиям

385

рованные в слоях либо вулканизированной резины, либо специального полимерного материала.

11.1.2. Схемы изготовления форм по цифровым технологиям

Фотополимерные пластинчатые формы изготавливаются по следующей схеме:• контроль ЭВПФ и формных пластин (рис. 11.3, а);• подготовка оборудования к работе (ЛЭУ для записи информации на масочный слой, а также устройств для экспонирования ФПС и обработки формы);• выбор режимов записи информации на масочный слой ФПП, экспонирования ФПС и обработки;• запись информации на масочный слой ФПП лазерным излучением — получение маски (рис. 11.3, б);• основное экспонирование ФПС через маску (рис. 11.3, в);• экспонирование оборотной стороны ФПП (рис. 11.3, г);• удаление незаполимеризованного слоя с пробельных элементов (рис. 11.3, д);• сушка формы (при необходимости);• финишинг (рис. 11.3, е);• дополнительное экспонирование печатной формы (рис. 11.3, ж)\• контроль печатной формы.

Перечисленные стадии процесса изготовления форм, начиная с удаления незаполимеризованного слоя, аналогичны изготовлению печатных форм по аналоговой технологии (см. рис. 8.3). На практике последовательность ряда стадий может быть изменена. Так, экспо-нирование оборотной стороны ФПП может проводиться до получения маски, до или после основного экспонирования (см. рис. 11.3). Экспонирование оборотной стороны пластины после основного экс-понирования связано с исключением возможности механического повреждения ранее сформированной маски. Кроме того, как и в ана-логовой технологии удаление незаполимеризованного слоя может осуществляться либо вымыванием, либо с использованием термиче-ской обработки (см. § 8.3.4).

Излучение УФ-С

Ф Ф Ф Ф

386

Излучение УФ-А

I I I Iв

387

t t ИИзлучение УФ-А

388

Pwc. //J. Изготовление флексографской формы по цифровой масочной техно-логии: а — формная пластина; б — получение маски; в — основное

экспонирование ФПС через маску; г — экспонирование оборотной стороны ФПП; д — форма после удаления незаполимеризованного слоя с пробельных элементов;

е — финишинг; ж — дополнительное экспонирование печатной формы; 1 — подложка; 2 — ФПС; 3 — масочный слой;

4 — защитная пленка; 5 — лазер (—► указывается область его воздействия)

Фотополимерные цилиндрические формы. Схема изготовления этих форм

характеризуется рядом отличительных особенностей. Цилиндрические

формы (рукавные, реже бесстыковые — пластинчатые со спаянными

краями) изготавливаются на фотопо- лимеризуемом материале с

масочным слоем. Этот материал размещен на гильзе и, как правило,

предварительно подвергается экспонированию с оборотной стороны

(эта операция проводится при его изготовлении). Процесс

изготовления форм осуществляется, как и

Излучение УФ-А

Ф Ф Ф Ф

.ж*

389

для пластинчатых, сначала на ЛЭУ проводится запись информации на масочный слой. Дальнейшие операции, начиная с основного экспонирования, выполняются аналогично изложенной выше схеме на оборудовании, обеспечивающем возможность кругового экспо-нирования и обработки.

Эластомерные цилиндрические формы. Получение эластомер- ных

печатных форм по цифровой технологии осуществляется прямым

лазерным гравированием и включает операции по изготовлению

формного цилиндра, представляющего собой обрезиненный стержень,

подготовке его поверхности к лазерному гравированию,

заключающейся в обтачивании и шлифовании резинового покрытия. В

дальнейшем на нем проводится прямое лазерное гравирование,

очистка гравированной поверхности цилиндра от остатков продуктов

горения резины и контроль формы.

При использовании гильз с резиновым покрытием, специально

предназначенным для лазерного гравирования, подготовка поверх-

ности не проводится и, следовательно, сокращается количество опе-

раций процесса получения формы.

Полимерные цилиндрические формы. Цилиндрические формы

могут быть получены на полимерных материалах (цилиндрических

бесшовных гильзах, реже бесстыковых пластинчатых). Изготавли-

ваются они в одну стадию на одной единице оборудования. После

контроля ЭВПФ и выбора режимов гравирования непосредственно

осуществляется гравирование лазерным излучением.

11.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов

11.2.1. Фотополимерные печатные формы

Формирование печатающих элементов пластинчатых и цилинд-

рических ФППФ, изготовленных по цифровой масочной технологии,

390

1роисходит одинаково, в процессе основного экспонирования ФПС

маске (рис. 11.4).

УФ-А

I I I I

Рис. 11.4. Воздействие кислорода на

формирование печатающего элемента

при экспонировании ФПК через маску

391

формного материала. Поскольку основное экспонирование УФ-А

излучением осуществляется через маску (в отличие от экспонирования

через фотоформу в аналоговой технологии) и протекает в воздушной

среде, то, вследствие контакта ФПС с кислородом воздуха,

происходит ингибирование процесса полимеризации, вызывающее

уменьшение размеров формирующихся печатающих элементов. Они

оказываются несколько меньше по площади,

чем их изображения на

Это происходит потому, что ФПС

открыт для воздействия кислорода воздуха

(либо, как считают ряд исследователей, за счет

образовавшегося при экспонировании озона,

который обладает большей химической

активностью и может ускорять процесс

окисления). Молекулы кислорода воздуха

быстрее реагируют по открытым связям, чем

мономеры друг с другом, что приводит к

торможению или частичному прекращению

процесса полимеризации.

Рис. 11.5. Рельеф

фотополимерных форм, изготовленных а — по цифровой и б — аналоговой технологиям

Результатом воздействия кислорода является не только некоторое

уменьшение размеров печатающих элементов (в большей мере это

сказывается на мелких растровых точках), но и снижение их высоты

(рис. 11.5, а).

392

На рис. 11.6 показаны различия по высоте печатающих элементов

с 5°тн, равной 3%, 7% и плашке. Видно, что, чем меньше 5°™, тем

меньше и их высота {h\ < h2< h3) . За счет растяжения пластинчатой

формы (см. § 8.3.3) при ее размещении на формном цилиндре проис-

ходит незначительное выравнивание высоты печатающих элементов

на растровом изображении 1 и на плашке 2 (рис. 11.7).

Однако растровые точки имеют меньшую высоту (рис. 11.7, а), в

го время как на форме, изготовленной по аналоговой технологии 'рис.

11.7, б), они, наоборот, превышают по высоте плашку. Таким эбразом,

размеры и высота печатающих элементов на форме, изготовленной по

цифровой масочной технологии, отличаются от печатающих

элементов, сформированных по аналоговой технологии см. рис. 11.5).

Определенные отличия характерны и для профиля печатающих

цементов. Так, печатающие элементы на формах, изготовленных по

дифровой технологии, имеют более крутые боковые грани, чем пе-

4атающие элементы форм, полученных по аналоговой технологии рис.

11.8).

Рис. 11.6. Влияние площади печатающих элементов на их высоту на флексографской форме, изготовленной по цифровой технологии:

а — 5°™ = 3%; б — S отн = 7%; в — плашка

а бРис. 11.7. Изменение высоты растровых элементов 1 относительно плашки 2 при

растяжении флексографских форм, изготовленных по: а — цифровой и б — аналоговой технологиям

б

393

А

аРис. 11.8. Профили печатающих элементов, сформированные с использованием: а — аналоговой и б — цифровой технологий

Объясняется это тем, что при основном экспонировании через

фотоформу излучение прежде, чем достичь ФПС, проходит через

несколько сред и слоев (воздух, прижимную пленку, фотоформу),

последовательно преломляясь на границах и рассеиваясь в каждом из

слоев. Это приводит к образованию печатающего элемента с более

пологими гранями (см. рис. 11.8, а) на формах, изготовленных

аналоговым способом. Практически полное отсутствие светорассеяния

при основном экспонировании через маску, которая является

составной частью формной пластины, позволяет получить печатающие

элементы с более крутыми гранями. Такие особенности печатающих

элементов форм, изготовленных по масочной технологии, сказываются

на уменьшении растискивания в процессе печатания (рис. 11.9), а

характерное для печатающих элементов расширение у основания (см.

рис. 11.8, б) придает формам большую стабильность в печатном

процессе.

100%

Рис. 11.9. Кривые растискивания при печатании с флексографских форм, изготовленных по аналоговой 1 и цифровой 2 технологиям

394

395

Формирование пробельных элементов, как и в аналоговой

технологии, происходит при вымывании или термической обработке

экспонированных ФПП, поэтому процесс их образования не имеет

существенных отличий (см. § 8.2.2). Наличие масочного слоя на

неэкспонированных участках не оказывает влияния на процесс

формирования пробельных элементов. В случае вымывания и тер-

мической обработки этот слой удаляется вместе с незаполимеризо-

ванным слоем.

11.2.2. Эластомерные и полимерные формы

При изготовлении форм гравированием эластомеры (резина)

подвергаются воздействию лазерного излучения. Лазер, как источник

тепла, создает температуру в несколько тысяч градусов (например,

лазер на С02 - 1300°С). Происходит термическое разрушение

материала и в результате формируются углубления — пробельные элементы. Печатающие элементы таких форм выполнены из ис-

ходного материала, который не подвергался действию лазерного из-

лучения.

11.3. Технология изготовления фотополимерных форм

11.3.1. Особенности фотополимеризуемых формных пластин

Основным отличием ФПП, используемых в цифровой масочной

технологии от пластин, применяемых в аналоговой технологии, яв-

ляется наличие масочного слоя на поверхности ФПС. Этот слой 3 (см.

рис. 11.3, а) является термочувствительным, обладает высокой

оптической плотностью и служит для создания маски, формируемой

лазерным ИК-излучением. Он нечувствителен к УФ-излуче- нию, но

обладает чувствительностью к излучению ИК-диапазона длин волн.

Масочный слой (толщиной 3-5 мкм) содержит в своем составе

олигомер и сажевый наполнитель. В качестве масочного слоя

396

некоторых типов формных пластин используют металлизированное

покрытие толщиной 1-2 мкм. ФПС 2 формной пластины с масочным

слоем (см. рис. 11.3, а) чувствителен к УФ-излучению в диапазоне X 330-360 нм. По своим составу и свойствам он во многом аналогичен

ФПС, используемому в аналоговой технологии, за исключением

толщины. В технологиях с масочным слоем используются, как

правило, тонкослойные ФПП (до 2,34 мм), реже ФПП средней

толщины (до 4,32 мм).

В цифровой технологии применяется достаточно большой ассор-

тимент ФПП. Они различаются по тем же показателям, что и пластины

для аналоговой технологии (см. § 8.3.1). Однако в отличие от

последних формные пластины с масочным слоем позволяют воспро-

изводить растровое изображение в интервале градаций 1-99% с ли-

ниатурой растрирования 60 лин/см и более; размер минимально вос-

производимой отдельно стоящей точки составляет 100 мкм, а размер

тонкого штриха — 55 мкм.

11.3.2.Лазерные экспонирующие устройства

Общая характеристика устройств. Для выполнения всего ком-

плекса операций изготовления флексографских фотополимерных форм

по масочной технологии необходим комплект оборудования,

включающий ЛЭУ, а также используемое в аналоговых технологиях

оборудование для экспонирования ФПС формной пластины и после-

дующей обработки формы (см. § 11.1.2).

ЛЭУ для получения изображения на масочном слое ФПП (т.е.

записи маски), построены по схеме с внешним барабаном (см. рис.

10.11, в). Их конструкция и технологические возможности во многом

аналогичны устройствам для офсетных технологий СТР, но с учетом

специфических требований, предъявляемых к устройствам для

изготовления флексографских форм. В ЛЭУ входят барабан из

угольного волокна или «воздушный» цилиндр для гильз, рабочая

станция для управления записью, вакуумная система, обеспечивающая

397

крепление формной пластины на барабане, система вытяжки

(всасывания отходов на местах их образования) для устранения

загрязнения пластины.

Различные модели комплектуются разнообразными типами

систем, обеспечивающих крепление формных пластин на полимерной

и металлической (например, стальной) подложках. Крепление может

осуществляться путем вакуумного прижима, магнитным способом с

помощью постоянных магнитов, в том числе, с установленными

приводочными штифтами или комбинированным способом с

использованием вакуумного и магнитного прижимов. На таких

устройствах возможно осуществлять запись со скоростью 1,5-8 м /час

на формные пластины от малого до сверхбольшого форматов.

Разрешение записи составляет от 1800 до 4000 dpi, что позволяет

осуществлять запись изображения с линиатурой до 220 Ipi.В зависимости от вида оптической системы в ЛЭУ различных

типов возможна как однолучевая запись, так и запись несколькими (8,

15, 25, 48) лучами (для моделей малого и среднего форматов) и более

чем 200 лучами (для моделей большого формата). За счет

параллельного экспонирования несколькими лучами обеспечивается

более высокая производительность. Это позволяет снизить скорость

вращения барабана по сравнению с устройствами с однолучевой

системой записи той же производительности, и этим значительно

уменьшить силу, вызывающую биение и отрыв пластин от барабана. В

результате в такой конструкции удается реализовать автоматическую

балансировку независимо от формата пластины и ее толщины.

Различные модели ЛЭУ могут быть автоматизированы и ос-

нащены магазинами для ФПП различного формата. В перечень

заложенных возможностей ряда устройств входит также запись

информации на цилиндрические материалы, переоснащение более

мощными лазерами, их перевод на прямое гравирование и другие

возможности, например, использование для загрузки и выгрузки

пластин специального стола на воздушной подушке.

398

Особенности лазерных источников. Практическое применение

для записи изображения на масочный слой ФПП в различных

устройствах нашли следующие типы лазерных источников (см. §

9.2.2):

• твердотельные лазеры с ламповой или полупроводниковой

(диодной) накачкой, генерирующие излучение в ИК-зоне спектра с X =

1064 нм;

• волоконные лазеры с полупроводниковой накачкой (X = 1067 и

1112 нм) мощностью в 30-80 Вт;

• лазерные диоды с X = 830 нм мощностью 1,5 Вт (требуемое для

записи увеличение производительности достигается за счет использо-

вания линейки лазерных диодов с суммарной мощностью до 48 Вт).

Возможности таких лазерных источников, характеризуемые па-

раметрами по мощности, расходимости, глубине резкости и другим

показателям, позволяют использовать их в устройствах записи ин-

формации на масочный слой. Так, большая глубина резкости воло-

конных лазеров (см. § 9.2.2) обеспечивает возможность записи эле-

ментов изображения без искажений из-за расфокусировки на ФПП,

разнотолщинность ФПС которых может достигать 20-25 мкм.

Особенности экспонирующих устройств. Каждое из ЭУ по-

ставляется со своим программным обеспечением, позволяющим

осуществлять компенсацию искажений, возникающих на стадиях

формного и печатного процессов, это также искажения (градационные

и графические), связанные, например, с ингибирующим действием

кислорода при экспонировании ФПС. Программное обеспечение

позволяет также учитывать:

• особенности формируемых на маске изображений;

• сжатие и удлинение изображения вдоль оси формного цилиндра и

по его окружности (см. § 8.3.3) при размещении (монтаже) пла-

стинчатой формы на цилиндрической поверхности формного цилиндра

в печатной машине;• эффект от взаимодействия двух растровых структур (изображения на форме и растрированного анилоксового вала);

399

• тип и толщину формной пластины;• тип печатной машины;• вид запечатываемого материала, краски и т.д.

Таким образом, в отличие от устройств для изготовления офсет-ных форм, растискивание которых стандартизовано, при изготовлении форм флексографской печати требуется содержать целую базу данных о растаскивании со всевозможными вариациями, в том числе, перечисленными выше. Это связано со специфическим для флек-сографской печати процессом компенсации искажений изображения в процессе изготовления формы.

11.3.3. Цифровые тест-объекты и методы контроля

Тест-объекты для контроля процесса изготовления флексо-графских форм. Для контроля процесса изготовления флексограф-ских форм и оценки их качества применяются цифровые тест- объекты. Они состоят из фрагментов, содержащих штриховые (в том числе, текстовые) и растровые элементы различных размеров, причем выполненные как в негативном, так и позитивном исполнении. Разме-ры элементов, как и в аналоговых тест-объектах, установлены с уче-том технологических возможностей формных пластин по воспроизве-дению на них элементов тех или иных размеров. Растровые тестовые шкалы на тест-объектах, состоящие из полей с различной S'0™, могут быть выведены с различной линиатурой и углом поворота растровой структуры. В качестве примера на рис. 11.10 приведен тест-объект фирмы DuPont.

Тест-объекты такого типа позволяют определить режимы изго-товления форм, в том числе режимы основного экспонирования, ко-торые, как и в аналоговых технологиях, оцениваются тестированием. На изображении такого тест-объекта на печатной форме по воспро-изведению штрихов, отдельно стоящих точек, растрового и текстового изображений можно определить ее качество.

400

Тест-объект, необходимый для подбора компенсационной кривой (рис.

11.11), в отличие от рассмотренного на рис. 11.10, имеет

дополнительно фрагмент, представляющий собой непрерывный

элемент 1, обозначенный буквами от А до U, содержащий растровые

точки с заданной линиатурой растрирования (от поля А к полю U

Рис. 11.10. Тест-объект для определения времени основного экспонирования:1 — штриховые элементы различных размеров; 2 — отдельно стоящие точки и

инверсные изображения; 3 — растровые шкалы; 4 — бесступенчатые градационные шкалы, состоящие из растровых точек высоких светов от 0 до 10%

и глубоких теней от 90 до 100%; 5 —фрагменты текстас различным кеглем

401

происходит увеличение размера растровых точек). Растровые поля на

этом тест-объекте с 50ТН от 1 до 100% при заданной линиатуре для

различных углов поворота растровой структуры от

7 до 82° позволяют оценить градационную передачу во всем ин-

тервале градаций.

Другие цифровые тест-объекты, используемые в ряде ЭУ, на-

пример, фирмы Сгео, применяются для оптимизации режимов записи

изображения на масочный слой ФПП. Они служат для калибровки

устройства и позволяют устанавливать фокусировку, скорость

вращения барабана, мощность лазера, перемещение оптической

головки вдоль барабана, разрешение записи и др.

В цифровой масочной технологии для тестирования режимов

проведения последующих (после записи маски) стадий изготовления

формы могут использоваться тестовые негативы (см. рис. 8.5), или

специально смоделированные тестовые негативы, содержащие

фрагменты с тестовыми элементами необходимого размера.

Методы контроля размеров штриховых и растровых эле-

ментов. На флексографской форме размеры могут быть оценены с

помощью прибора Vipflex (см. § 4.2) с программным обеспечением

Flexo Eye, разработанным компанией Viptronic. Прибор работает на

пропускание и измеряет элементы в проходящем свете (источник

излучения расположен снизу и через прозрачную подложку освещает

форму). С помощью встроенной камеры изображение выводится на

экран монитора. Полученное на экране монитора изображение

растровых точек (см. рис. 11.12) при различном увеличении)

оценивается в автоматическом, полуавтоматическом или ручном

режимах.

402

graphicsc

Г Я Г С С 1 М О Й 1 »

2

2

j*

10

98

7

(I34

3

2

1

1№

109в7

6

9

8

7

в

9

67

б

987

6

2JГ<

э2

3г1

32

2002 All rights reaetvud

.1

шш

т 1

ESKO

DuPont СугеГ ффф

10

9*7

6

евжг» ят &в?*£ to 10 10

32

S.implf? Г0X1 В]>!. I » \ \ « I • • •' /|И:• <п||'1* •••х1 • •{•*

403

P«c. 7/.//. Тест-объект для подбора компенсационной кривой:1 — непрерывный элемент

Программное обеспечение прибора тем не менее не позволяет в

автоматическом режиме определять размеры мелких растровых эле-

ментов или оценивать их на формах, имеющих небольшие дефекты. В

этом случае в полуавтоматическом или ручном режимах отмечают

диаметры растровых точек на изображении, а затем с помощью сетки

(рис. 11.12, б) измеряют их размеры и пересчитывают в 5°™.

а

404

б

Рис. 11.12. Микрофотографии растровых точек (вид сверху) на печатной форме (изображения а и б различаются увеличением)

11.3.4. Запись информации на масочный слой

Формирование маски. Маска создается в результате теплового

воздействия лазерного излучения на масочный слой ФПП и

формируйся на поверхности ФПС. При этом ИК-лазер не

оказывает влияния на ФПС, чувствительный к УФ-излучению.

Обработки в химических растворах после записи не требуется.

Выполняя те же функции, что и негативная фотоформа, маска

характеризуется рядом особенностей. Гак, полученные на маске

элементы изображения отличаются большей резкостью по сравнению

с изображением на фотоформе, так как сформированы на

термочувствительном масочном слое (см. § 10.3.1).

Кроме того, не требуется получения элементов минимальногоv лОТН v

размера, соответствующего размеру растровой точки с 6 , равной 1%.

Причиной этого эффекта является ингибирующее действие кислорода

(см. § 11.2.1), который после удаления масочного слоя с по- зерхности

ФПС (см. рис. 11.3) сдерживает реакцию фотополимеризации. Это

упрощает процесс записи, поскольку для получения минимальных по

размерам печатающих элементов на форме требуется записать на

маске элементы больших размеров. Например, для получения на

печатной форме растровой точки с 5°™, равной 1 %, на маске

записываются 5-6% растровые точки.

405

На рис. 11.13 показан характер зависимости 5^" = /($тт)’ те

от 5°™ растрового элемента в цифровом файле, созданном для записи

маски. Из графика видно, что в области светов, где формируюта

растровые точки малого размера (именно на них в большей мерс

сказывается ингибирование кислорода) уменьшение печатающие

элементов носит нелинейный характер. Такие зависимости для ФПГ

разного типа могут отличаться, так как действие ингибитора связанс с

тем, какие мономеры и олигомеры вступают в реакцию фотополи

меризации, т.е. определяются в частности, составом ФПС.

Методы компенсации искажений на форме. Связанные с ин

гибирующим действием кислорода искажения могут быть устранень

проведением соответствующей компенсации на этапе формирование

файла (при подготовке данных перед записью маски).

Операция компенсации в процессе изготовления формы назы

вается «подкачкой». Для выполнения компенсации необходим<

создать компенсационную кривую - «кривую подкачки», котора:

описывает зависимость 5отн участка на маске, необходимого дл:

формирования печатающего элемента нужного размера, от 50ГМ рас

тровой точки в файле. Требуемое увеличение площади растровые

точек определяется специальным тестированием при использовании

тест-объекта (см. рис. 11.11). Для этого на масочный слой ФПП

Рис. 11.13. Зависимость относительной площади растровых точек на печатной форме от данных цифрового файла

406

записывается тест-объект и после изготовления печатной формы на

градационном элементе 1 изображения измеряют 50ТН растровых точек

и находят поле, на котором растровые точки имеют размер,

соответствующий растровой точке с 5°™, равной 1% (это поле на

различных типах формных пластин зависит от линиа- гуры

растрирования).

В программном обеспечении ЭУ есть семейство кривых, среди

которых можно выбрать соответствующую кривую (обозначенную

индексами от А до U), компенсирующую кислородное ингибирование

в высоких светах изображения. При использовании этой кривой и

осуществляется запись файла.

11.3.5. Последующие операции технологического процесса

Отличительные особенности выполнения операций. Проведете

последующих операций процесса изготовления печатной формы см. §

11.1.2) не имеет принципиальных отличий от их выполнения при

изготовлении ФППФ по аналоговой технологии. Разница заключается

шшь в том, что основное экспонирование проводится через маску без

икуумирования. Использование маски, которая является составной

частью формной пластины, позволяет устранить светорассеяние при

экс- юнировании, а свойства масочного слоя (однородность,

равномерность то толщине, высокая оптическая плотность)

гарантируют получение 5олее высокого качества изображения,

сформированного на ФПС.

Определение времени основного экспонирования. Время ос-

товного экспонирования f0CH устанавливается с помощью бесступен-

1атой градационной шкалы тест-объекта (см. рис. 11.10). С этой це-

1ью тест-объект с заранее заданными установками по разрешению !

аписи, линиатуре растрирования, углу поворота растровой структу- )ы

записывается на масочный слой. Затем проводится основное экс

понирование ФПС в течение различного времени, которое зависит

от чувствительности ФПС.После проведения всех других операций изготовления формы (при

режимах заранее подобранных в результате тестирования — см. §§ 8.3.2-8.3.6) на ней оцениваются результаты воспроизведения градационной шкалы 4. Нужно учитывать следующее: если „ недос-таточно, то растровые элементы, соответствующие по размерам высо-ким светам, не получают необходимой дозы излучения для полимери-зации по всей глубине и их профиль не будет правильно сформирован. В результате при удалении незаполимеризованного слоя такие элемен-ты разрушаются. С увеличением Госн воспроизведение мелких элементов улучшается и длина градационной шкалы 4, увеличивается, т.е. воспроизводятся все более мелкие элементы изображения.

Начиная с определенного t0QH длина шкалы 4 перестает изменяться и дальнейшее увеличение времени не влияет на размеры воспро-изводимых элементов, но уменьшается угол наклона боковых гранеР печатающих элементов — они становятся более пологими. Поэтом} оптимальным считается то Г0сн, при котором длина градационно? шкалы 4 перестает изменяться и на форме устойчиво воспроизводятся мелкие элементы изображения. Такое госн обеспечивает получение наибольшего интервала градаций на печатной форме.

В ряде случаев сделать однозначный выбор tQсн сложно, например, в случае удаления незаполимеризованного слоя способом тер-мической обработки увеличение длины градационной шкалы 4 про-должается при увеличении гэкс. Поэтому определение оптимальногс Госн по воспроизведению мелких растровых точек не является доста точным критерием. Для определения оптимального t0CH можно ис-пользовать расчетный метод: зная величину экспозиции, т.е. количе ство освещения, необходимого для полной полимеризации слоя \ формирования правильного профиля печатающих элементов, и ос вещенность, которую обеспечивают используемые УФ-лампы экс понируюшей установки, получаем где #э — экспозиция, в энергетических единицах, мВт-c /см ; £э — освещенность, в энергетических единицах, мВт/см .

Возможные дефекты форм. Основные дефекты, которые возни-кают на формах, изготовленных по масочной технологии, связаны с

408

качеством формной пластины, в том числе, ее масочного слоя, а также с режимами записи изображения на этот слой и условиями выполнения дальнейших операций технологического процесса. Раз-рушение и осыпание масочного слоя, вызванные недостаточной ад-гезией к ФПС, приводят к появлению дефектов на форме. Следствием этого является формирование лишних печатающих элементов.

Отсутствие на форме печатающих элементов связано с качеством изображения на маске. Режимы записи, которые не обеспечивают полного удаления масочного слоя на участках воздействия лазерного излучения, являясь неоптимальными по ряду параметров, могут стать причиной дефектов печатающих элементов, нарушающих конфигурацию (форму) и размеры элементов, а также закрепление их на основании.

Несоответствие разрешения записи и линиатуры вывода приводит к появлению дефекта, напоминающего одноцветный муар, который может быть заметен на оттиске. Такой же дефект может возникнуть из-за разнообразия конфигураций печатающих элементов при их одинаковой площади. Устранение указанных и других дефектов возможно в результате проведения настройки ЛЭУ перед записью изображения на масочный слой.

Возможные дефекты, связанные с нарушением режимов при проведении последующих стадий изготовления форм, рассмотрены в § 8.3.6.

11.4. Особенности технологии изготовления цилиндрических фотополимерных форм

Цилиндрические фотополимерные формы, полученные по ма-

сочной технологии, расширяют рамки флексографской печати, соз-

давая возможности для печатания продукции с «бесконечным» изо-

бражением, например, упаковочной или др. Благодаря масочной

технологии с использованием цилиндрических фотополимерных форм

удается достичь более высокого качества печати, в том числе, за счет

лучшей приводки. Кроме того, при изготовлении таких печатных форм

не требуется производить компенсацию искажений из- за растяжения

формы, так как изображение наносится на цилиндрическую

409

поверхность.

Реализация технологии изготовления цилиндрических форм, из-

вестная, как технология «компьютер — гильза» (от англ. — сот- puter-to-sleeve), обеспечивается при использовании «рукавных»

структур, состоящих из гильзы с толщиной стенок 0,7 мм, ФПС и

верхнего масочного слоя. Такие структуры изготавливаются на спе-

циализированных предприятиях из пластинчатых ФПП, которые

предварительно экспонируются с оборотной стороны. После раскроя

по размерам, пластины монтируются встык, края стыков сплавляются,

шлифуются и затем на поверхность «рукавного» материала наносится

масочный слой. Различные типы «рукавных» структур отличаются

толщиной ФПС. Использование гильз с компрессионными (от лат. —

compression — сжатие) свойствами, позволяет осуществлять печатание

без большого растискивания. Это связано с тем, что элементы

различных размеров (мелкие печатающие элементы и плашка),

размещенные на одной форме, создают различное удельное давление и

обеспечивают разное сжатие участков гильзы.Технологический процесс изготовления печатных форм проис-

ходит по схеме получения флексографских форм на формных пла-стинах с масочным слоем (см. § 11.1.2), но при этом экспонирования оборотной стороны не требуется. К особенностям процесса, как и в аналоговых технологиях, относится использование для изготовления форм оборудования для круговой обработки цилиндрических форм-ных материалов. Для реализации технологии существует также воз-можность создания единой автоматизированной линии по изготов-лению флексографских форм на гильзе с помощью сопряжения устройства для записи изображения на масочный слой и оборудования для дальнейшей обработки экспонированного материала. Изго-товленные по такой технологии печатные формы обладают твердо-стью до 65 единиц по Шору А, и позволяют воспроизводить изобра-жения в интервале градаций с 50ТН от 1 до 98%, при этом размер ми-нимально воспроизводимой отдельно стоящей точки равен 125 мкм и ширина штриха — 75 мкм.

410

11.5. Технология изготовления эластомерных и полимерных форм лазерным гравированием

11.5.1. Цилиндрические эластомерные формы

Подготовка формных цилиндров (валов). Цилиндрические

эластомерные формы гравируются обычно на обрезиненных валах лли тонкостенных цилиндрах (гильзах). Формные цилиндры (валы)

состоят из металлического (стального) стержня или гильзы с

нане- :енным на поверхность покрытием из резины, толщиной до 10

мм. В юстав резиновых покрытий входят полимеры

(этиленпропиленовый, жрилнитрилбутадионовый, натуральный или

силиконовый каучу- си), наполнители (сажа) и целевые добавки

(ускорители, наполните- 1и, красители и др.).

Подготовка стержня и его обрезинивание осуществляется сле-

хующим образом: на его поверхность наносится клеевой слой, необ-

содимый для обеспечения адгезии резины к материалу стержня. Если

ггержень ранее был покрыт резиной, то ее удаляют, а его оголенная

юверхность обрабатывается на пескоструйном устройстве. В даль-

1ейшем на стержень наматывается покрытие из сырой резины в виде

юлос и обтягивается бандажной (от франц. — bandage — повязка)

юнтой, затем проводят вулканизацию резины в атмосфере пара или

орячего воздуха. После вулканизации образуется однородное ровное

юкрытие без швов, которое после охлаждения освобождается от бан-

(ажа. Далее следует обточка и шлифование покрытия цилиндра. Го-

овое покрытие подвергается контролю по размерным

показателям, :ачеству поверхности и ее твердости; последняя может

составлятьо

'0-80 единиц по Шору А.

411

Рис. 11.14. Образование флек-сографской формы

лазерным гравированием:

1 — сфокусированный

лазерный луч;2 — печатная форма

Гравирование форм. Лазерное

гравирование (рис. 11.14) проводится

излучением лазера на СО2 в гравиро- вальном

устройстве, построенном по схеме с

внешним барабаном. Размер

сфокусированного пучка используемого лазера

составляет 30-50 мкм, что позволяет

записывать в основном штриховое или

растровое изображение с линиатурой

растрирования, не превышающей 36 лин/см.

Это определяет область применения данной

технологии.

Реализуемый процесс, сопровождаемый

термическим разрушением эластомера,

характеризуется образованием продуктов

реакции, которые удаляются из зоны гравирования, а запах

нейтрализуется химическим путем.

11.5.2.Цилиндрические и пластинчатые полимерные формы

Технология LEP (от англ. — Laser Engraved Plate) — это техно-логия изготовления полимерных флексографских (цилиндрических и пластинчатых) форм прямым лазерным гравированием. В этой тех-нологии удачно сочетаются возможности полимерных материалов и экономичный и высокоскоростной способ лазерного гравирования. Этот способ можно рассматривать как одностадийный бесконтактный процесс, обеспечивающий достаточно высокую повторяемость, которая составляет менее 1% по окружности.

Рельефное изображение на флексографской печатной форме

получается в результате удаления материала под действием лазерного

излучения. Образовавшиеся продукты воздействия в виде пыли,

аэрозоля и других летучих компонентов улавливаются вен-

тиляционной системой и очищаются в результате двухстадийного

процесса: абсорбции твердых частиц, грубых аэрозолей и после

412

дующего удаления летучих компонентов. Готовая печатная форма

проходит процедуру очистки от остатков продуктов разложения

полимера.К основному недостатку технологии следует отнести относи-

тельно невысокую скорость гравирования, равную 0,06 м /час (при глубине элементов 1 мм), которая может быть повышена при гра-вировании несколькими лучами. В этом случае она составляет

2 г0

0,55-0,7 м /час (при глубине пробельных элементов 0,6 мм). Однако многолучевое гравирование приводит к повышению стоимости устройства.

Полимерные формные материалы. Для обеспечения приемлемых характеристик форм технология прямого гравирования требует использования таких полимеров или их смесей, которые обладают достаточной чувствительностью в ИК-диапазоне длин волн и удов-летворяют требованиям печатного процесса с точки зрения печатно-эксплуатационных показателей (тиражестойкости, твердости, устой-чивости к растворителям печатных красок). Это может быть материал на основе этилен-пропилен-диенмономеров (EPDM), обладающий высокой теплоемкостью, неспособный к пространственной полиме-ризации и отличающийся большей твердостью по сравнению с ис-пользуемыми в аналоговых технологиях. Такой полимер должен со-держать в своем составе поглощающие ИК-излучение частицы черного цвета при использовании для гравирования лазеров ИК- диапазона длин волн (твердотельных и волоконных).

Гравировальные устройства. Основной особенностью этих устройств является то, что в них используется стационарный лазерный источник и подвижный барабан, который обеспечивает перемещение формного материала перед лазерным лучом. Они оснащены одним или несколькими лазерными источниками мощностью по 250-300 Вт каждый. Практическое применение в этих устройствах находят лазеры на СО2 , а также твердотельные и волоконные лазеры. Благодаря использованию акусто-оптических модуляторов обеспечивается возможность фокусировки лазерного луча до размера в диаметре 20-25 мкм. Соответственно, получаются растровые точки с S'0™, равной 1-2% при линиатуре растрирования 60 лин/см, и отдельно стоящие минимально воспроизводимые точки в 20 мкм. Использование

413

лазеров, дающих излучение в ближней ИК-области спектра позволяет осуществлять гравирование изображения с линиатурой 70 лин/см и более, благодаря возможности получения лазерного пятна меньшего размера.

В существующих моделях гравировальных устройств разрешение

записи свободно регулируется в диапазоне от 1270 до 2032 dpi. В

таких устройствах может быть задана глубина гравирования, а также

другие параметры, которые позволяют изменить крутизну профиля

гравируемой ячейки. Кроме трехмерного контролируемого

гравирования существует также возможность понижения высоты

части растровых элементов на форме (рис. 11.15). Это приводит к

снижению их растискивания в процессе печатания и позволяет од-

новременно воспроизводить на одной форме плашечные, растровые и

штриховые элементы.

Гравировальные устройства различных типов комплектуются та-ким образом, чтобы их можно было перестраивать с гравирования од-ним лучом на работу с несколькими лучами с различной мощностью. Они гравируют материал на различную глубину, обеспечивая форми-рование крутых боковых граней печатающих элементов. Использова

Рис. 11.15. Микрофотография флексографской формы, изготовленной гравированием

ние двух лазеров, один из которых действует в верхней части будущего печатающего элемента (подрезает его), а другой гравирует основание печатающего элемента, позволяет получить печатающие элементы различной высоты хорошо закрепленные на основании. Это обеспечивает тиражестойкость форм до 4 млн. отт. Комбинация в гра-вировальных устройствах лазеров двух типов, например, лазера на СО 2

для предварительного формирования профиля печатающих элементов и твердотельного лазера, формирующего боковые грани заранее определенной формы, расширяет возможности технологии прямого лазерного гравирования.

415

Глава 12. Цифровые технологии изготовления форм глубокой печати

12Л. Развитие формных технологийглубокой печати

Технология изготовления форм глубокой печати с помощью уда-ления материала с печатающих элементов ЭМГ получила распростра-нение с 1964 г., благодаря созданию фирмой Hell (Германия) элек-тронного оптико-механического устройства — гелиоклишографа.

Первоначально на ЭМГА (рис. 12.1) использовались аналоговые носители информации. Автоматы состояли из анализирующего, гра-вирующего и управляющего блоков.

Анализирующий блок состоял из съемного стального цилиндра (оригиналодержателя) 1 для размещения на нем воспроизводимых промежуточных оригиналов и одной или нескольких анализирующих (считывающих) фотоголовок 2. В гравировальном блоке располагался гравируемый формный цилиндр 6. Вдоль образующей цилиндра располагались гравирующие головки 5 (по числу фотоголовок) с алмазными резцами. Каждая фотоголовка управляла работой своей гравирующей головки, что давало возможность в несколько раз повысить производительность автомата.

Используемые в качестве аналоговых носителей информации

промежуточные оригиналы (опаловые копии) представляли собой

фотокопии монтажа негативов или диапозитивов, содержавшие изо-

4

Рис. 12.1. Схема устройства ЭМГ форм глубокой печати с аналогового носителя информации: 1 — цилиндр с промежуточным оригиналом; 2 — анализирующая

головка; 3 —аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи;4 — накопитель информации; 5 — гравирующая головка; 6 — гравируемый

формный цилиндр

416

бразительную и текстовую информацию. Они изготавливались на

специальном галогенсеребряном материале на непрозрачной разме-

роустойчивой подложке. В ряде случаев (применение способа оф-

сетной печати для получения пробных оттисков при контроле цвето-

деления) в качестве промежуточных оригиналов использовались

растрированные фотоформы. Эта технология, получившая название

конверсионной, была реализована в гравировальных автоматах, ос-

нащенных устройством дерастрирования.

Начиная с 1977 г., был выпущен ряд моделей ЭМГА, отличаю-

щихся числом параллельно работающих анализирующих и грави-

рующих головок, количеством одновременно гравируемых цилиндров,

скоростью работы гравирующей головки, типом развертки при

гравировании и другими параметрами.

С середины 80-х гг. прошлого столетия стали использоваться

ЭМГА, управляемые с помощью сигналов, получаемых из

компьютера.

Скорость работы первых моделей устройств составляла 3,5 тыс.

ячеек в сек и в дальнейшем в течение длительного времени она не

превышала 4 тыс. Только в конце 90-х были созданы устройства с

большей скоростью гравирования.

С целью повышения скорости гравирования параллельно с этими

разработками был создан способ электронного гравирования, который

реализовала фирма Hell в 1984 г. в устройстве EBG {Electron Beam Engraving). Гравирование форм таким способом осуществлялось с

использованием высокоинтенсивных пучков электронов. Они

создавали кратковременные импульсы с большой концентрацией

энергии для удара по поверхности формного цилиндра. В результате

этого происходило мгновенное плавление и испарение меди с обра-

зованием ячеек различного диаметра и глубины в соответствии с ве-

личиной поступающего сигнала. Диаметры ячеек изменялись от 50 цо

125 мкм, а глубина от 3 до 60 мкм, их форма представляла собой

н(ечто среднее между сферической и цилиндрической. По сравнению с

ЭМГ процесс электронного гравирования протекает в десятки раз

417

быстрее. Кроме того, обеспечивается возможность улучшенного

краскопереноса при печатании за счет большего объема ячеек. Однако

этот способ из-за высокой стоимости оборудования не нашел

широкого применения до настоящего времени.

Наряду с рассмотренными способами в тот же период времени бы-

ло создано и получило распространение устройство LaserGravure 700

фирмы Crosfield Electronics (Великобритания), реализующее воз-

можность лазерного гравирования формных цилиндров, покрытых

эпоксидной смолой. В первых моделях устройств гравирование про-

водилось лазером на С02 в слое эпоксидной смолы, нанесенной в

предварительно вытравленные на одинаковую глубину ячейки в

омедненном формном цилиндре. После печатания, удалив эпоксидную

смолу из ячеек, цилиндр использовали повторно. Наряду с высокой

скоростью изготовления, формы такого типа отличались также

большой тиражестойкостью (до 3 млн. отт.).

Позже, в начале 90-х гг. прошлого столетия были разработаны

косвенные способы лазерного гравирования, основанные на исполь-

зовании лазерной записи информации на специальные масочные слои

с последующим травлением омедненного формного цилиндра (см. §

12.4).

В 1995 г. фирма MAN Roland (Германия) разработала способ по-

лучения формы лазерным гравированием, реализуемый непосредст-

венно в печатной машине. Он заключается в следующем: выграви-

рованные ячейки керамического или стального формного цилиндра

заполняются полимером. Цилиндр устанавливается в печатную ма-

шину, где лазер, испаряя полимер, формирует печатающие элементы

формы. После печатания цилиндр очищается от полимера струей воды

и используется повторно.

В этом же году компанией MDC Max Daetwyler (Швейцария) было

создано автоматическое гравировальное устройство LaserStar предназначенное для прямого лазерного гравирования цинкового по-

крытия формного цилиндра (см. § 12.4).Разновидности современных форм глубокой печати. Формы

418

глубокой печати изготавливаются чаще всего на формных цилиндрах, основой которых служат стальные цилиндры с нанесенными на их поверхность гальваническим способом покрытиями. Значительно реже используют алюминиевые или пластмассовые цилиндры. Практическое применение находят также пустотелые цилиндры, представляющие собой цилиндрические гильзы с медным покрытием. Попытки использования формных пластин с целью удешевления формного производства не принесли желаемых результатов из-за невозможности устранения проникновения краски между краями и под печатную форму.

По способу изготовления различают формы глубокой печати:

• изготовленные ЭМГ;

• лазерным гравированием (способ прямого гравирования);

• по масочной технологии с последующим травлением омедненного

формного цилиндра.

Формы, изготовленные ЭМГ> разделяют в зависимости от ис-

пользуемого формного цилиндра на формы гравированные:

• на рабочем слое меди;

• на медном съемном покрытии формного цилиндра (в практике —

«медной рубашке»), которое представляет собой снимаемый после

печатания тиража слой медного гальваноотложения.

Наибольшее распространение получили формы, полученные ЭМГ

на «медной рубашке» формного цилиндра.

Формы, изготовленные лазерным гравированием, в зависимости

от используемого материала формного цилиндра могут быть получены

на цинковом или медном покрытиях цилиндра, а также на полимерном

покрытии с последующей металлизацией поверхности.

Формыу изготовленные по масочной технологии, различаются в

зависимости от типа используемого масочного слоя. Они класси-

фицируются как формы, изготовленные с использованием светочув-

ствительных (фотополимеризуемых) и термочувствительных масоч-

ных слоев. Последние находят наибольшее применение.

419

Печатные формы глубокой печати характеризуются также раз-личной конфигурацией углубленных ячеек (рис. 12.2). Так, формы изготовленные ЭМГ, имеют переменные площадь и глубину грави-рованных ячеек (рис. 12.2, а). Формы, изготовленные лазерным гра-вированием, характеризуются углубленными ячейками, которые от-личаются преимущественно глубиной и мало или совсем не отличаются площадью (рис. 12.2, б). Формы, изготовленные по ма-сочной технологии с последующим травлением, имеют одинаковую глубину, но различную площадь ячеек (рис. 12.2, в).

Структуры углубленных ячеек обладают различными возможно-стями по передаче градации изображения. Это объясняется тем, что градационная передача оценивается через объем ячеек Vn3, который определяется их площадью 5П Э, глубиной Лп э и во многом зависит от возможностей различных по конфигурации ячеек передавать на оттиск различное количество краски.

Общие схемы изготовления форм глубокой печати. Процесс изготовления форм глубокой печати ЭМГ на съемной «медной ру

б

в

Рис. 12.2. Строение форм глубокой печати, изготовленных: а — ЭМГ; б — лазерным гравированием; в — по масочной технологии

с последующим травлением

420

башке» (схема 1) включает следующие основные технологические операции:• подготовка формного цилиндра с нанесением на него «медной рубашки» (см. § 12.3.1);• ЭМГ на ЭМГА (рис. 12.3);• завершающие операции изготовления форм, включающие хро-мирование, механическую обработку, а также, при необходимости, техническую корректуру и пробную печать.

Процесс изготовления форм глубокой печати ЭМГ на рабочем медном слое (схема 2) состоит из технологических операций по под-

готовке формного цилиндра с наращиванием рабочего медного слоя,

ЭМГ и завершающих операций. Особенностью этого процесса явля-

ется то, что в зависимости от технологии для ЭМГ используется или

рабочий медный слой с толщиной, пригодной для изготовления одной

формы, или рабочий слой большой толщины (порядка 320 мкм), на

котором можно изготовить последовательно 3-4 формы.

После печатания проводится удаление с цилиндра «медной ру-

Зашки» вместе с разделительным слоем. С этой целью ее надрезают то

образующей цилиндра и отделяют от него, что возможно благодаря

наличию разделительного слоя. После 5-10-кратного наращи- зания

«медной рубашки» требуется проводить шлифовку основного слоя

1_ /

2 3 4 5

И 1 йr̂ i

<------->

Рис. 12.3. Электронно-механический гравировальный автомат: 1 —сенсорная

панель управления; 2 — телескопический кожух; 3 — формный

цилиндр;4 — гравирующая головка; 5 — каретка

421

меди. Если для гравирования использовался рабочий медный хгаой

большой толщины, то после печатания проводится удаление слоя

хрома (химическим или электрохимическим способом), а затем медь с

гравированными ячейками удаляют методом прецизионного

фрезерования. Если оставшаяся после этого толщина медного слоя

еще достаточна для получения новой формы, то формный цилиндр

вновь используют для гравирования. Если же оставшийся после фре-

зерования слой меди является слишком тонким для гравирования

новой формы (т.е. имеет толщину меньше 80 мкм), то на него до-

полнительно наносится слой меди необходимой толщины. Завер-

шающие операции изготовления формы осуществляются по рас-

смотренной выше схеме.

Процесс изготовления форм лазерным гравированием цинкового слоя формного цилиндра (схема 3) включает операции:

• подготовка формного цилиндра с нанесением на него медногс

слоя;

• нанесение цинкового слоя;

• полировка цинкового слоя;

• лазерное гравирование цинкового слоя;

• очистка поверхности формы;

• завершающие операции.

Как и в рассмотренной выше технологии изготовления фор\ ЭМГ,

формные цилиндры для лазерного гравирования использу ются

многократно. Подготовка поверхности формного цилиндре для

гравирования новой формы включает удаление отработанны? слоев

хрома и цинка с последующим нанесением цинкового по крытия.

Процесс изготовления формы по масочной технологии (с ис пользованием термочувствительного масочного слоя) с после дующим травлением меди (схема 4) включает следующие опера ции:• подготовка омедненного формного цилиндра;• нанесение масочного слоя на поверхность формного цилиндра;• запись информации на масочный слой;» травление медного покрытия формного цилиндра;

422

• очистка (в том числе, промывка и обезжиривание) поверхности

£ормы;

* заключительные операции (см. схему 1).

Процесс изготовления формы по масочной технологии (с ис-пользованием светочувствительного масочного слоя) с после- )ующим травлением меди (схема 5) состоит из следующих стадий:

» подготовка омедненного формного цилиндра;

> нанесение масочного слоя на поверхность формного цилиндра;

> нанесение водорастворимого защитного слоя;

> сушка слоев;

• запись информации на масочный слой;

* проявление масочного слоя;

> промывка;

> травление медного покрытия формного цилиндра;

> удаление защитного слоя;

» заключительные операции.

12.2. Основы формирования печатающих и пробельных элементов

12.2.1. Формы, изготовленные электронно-механическимгравированием

Формирование печатающих элементов в результате ЭМГ

рис. 12.4) осуществляется с помощью алмазного резца, управляемого

двумя накладываемыми друг на друга сигналами (рис. 12.5).

Вибрирующий сигнал с определенной частотой (от 4 до 9 кГц, в за-

шсимости от устройства) и постоянной амплитудой обеспечивает ко-

1 ебательное движение резца (рис. 12.5, а). Второй сигнал (рис. 12.5, б) юступает из источника цифровых данных об изображении,

преобра- ;уется в аналоговую форму и в виде тока подается в

электромехани- 1 ескую колебательную систему, которая управляет

резцом, определяя глубину его погружения относительно поверхности

423

формного цилиндра.

а

в

Рис. 12.5. Формирование ячеек электронно-механическим гравированием: а — вибрирующий сигнал; о — сигнал изображения; в — наложение сигналов; г — гравированные ячейки

Наложение сигналов (рис. 12.5, в) задает величину гравируемой

ячейки, линиатура гравирования вдоль образующей цилиндра опре-

деляется шагом перемещения гравирующей головки, а в направлении

окружности задается скоростью вращения цилиндра. В результате на

формах формируются печатающие элементы, которые отличаются

площадью и глубиной (см. рис. 1 2 .2 , а).

Рис. 12.4. Схема электронно-механического гравирования ячеек:1 — система электронного управления движением резца; 2 — резец; 3 —

поверхность формного цилиндра; 4 — формный цилиндр;5 — печатающий элемент (ячейка); 6 — пробельный элемент

► о о ОО

424

Глубина и площадь печатающих элементов (выгравированных

ячеек), формируемых в процессе ЭМГ, зависят от движения алмазного

резца. Резец погружается на различную глубину (см. рис. 12.4),

причем чем глубже он входит в медный слой, тем большей по площади

и глубине получается гравируемая ячейка. Гравируемые ячейки имеют

вид четырехгранных пирамид, основания которых располагаются на

поверхности цилиндра. Диагонали основания ячеек ориентированы по

оси и по окружности цилиндра (рис. 12.5, г).Сочетание нескольких видов движения: вращения цилиндра и

перемещения гравирующей головки определяют взаимное располо-

жение ячеек на форме. Формирование ячеек может осуществляться по

спирали и по замкнутой окружности (рис. 12.6). При спиральной развертке (рис. 1 2 .6 , а) за время одного оборота цилиндра каретка с

гравирующей головкой (резцом) равномерно перемещается вдоль оси

цилиндра на половину ширины ячейки, а ячейки каждой последующей

гравируемой линии смещены в промежутки между ранее

выгравированными ячейками.

При пошаговом позиционировании гравирующей головки грави-

рование осуществляется по круговым линиям — замкнутым окруж-ностям (рис. 1 2 .6 , б), здесь размер и количество ячеек точно сопря-

гаются с окружностью цилиндра. Следующий ряд начинается при

смещении как по образующей, так и по окружности. Объем сформи-

рованных на формах ячеек зависит от угла заточки резца. Например,

если уменьшить угол заточки резца со 1 2 0 до 1 1 0 ° объем ячейки с одной

а б

Рис. 12.6. Режимы гравирования формы глубокой печати: а — гравирование по спирали; б — гравирование по замкнутым окружностям

425

и той же площадью увеличивается на 5%.

Формирование пробельных элементов. Пробельными элементами

на формах глубокой печати являются перегородки между

печатающими элементами. Ширина этих перегородок изменяется и

зависит от площади ячеек. Условия их формирования на формах

задаются перед началом гравирования. При гравировании ячеек

максимальной площади должна быть обеспечена минимально не-

обходимая ширина пробельных элементов. Эта минимальная ширина

составляет 5-10 мкм на участках, где формируются большие по

площади ячейки. Когда резец уже не приподнимается над по-

верхностью формного цилиндра, перегородки между соседними

ячейками в направлении окружности цилиндра исчезают и появляется

узкий канал, соединяющий ячейки (см. рис. 12.5, г).

12.2.2. Формы, изготовленные лазерным гравированием

Формирование печатающих элементов. Особенностью лазерного

гравирования по сравнению с ЭМГ является то, что этот способ

является бесконтактным, так как гравирующим инструментом служит

лазерный луч. Лазерное излучение, направленное на поверхность

формного цилиндра, локально воздействует на покрытие, нагревает,

расплавляет и испаряет его, при этом один импульс излучения

(длительностью в несколько сотен наносекунд) формирует одну

ячейку. Полученные лазерным гравированием печатающие элементы

характеризуются преимущественно различной глубиной ячеек и мало

или совсем не отличаются площадью (см. рис. 1 2 .2 , б).

По технологии SHC (от англ. — Super Half Autotypical Cell) дина-

мическим управлением диаметром луча и импульсной модуляцией

мощности на цинковом покрытии обеспечивается возможность полу

Рис. 12.8. Изменение относительной площади ячейки на формах,

изготовленных лазерным 1 и электронно-механическим 2 гравированием

426

чения ячеек переменной площади и глубины. По этой технологии

на форме создаются ячейки, в которых отсутствует фиксированное

соотношение между площадью и глубиной ячейки, причем площадью

и глубиной можно управлять отдельно. Это позволяет формировать

структуры различной конфигурации, состоящие либо из ячеек с изме-

няющейся глубиной, либо из ячеек различной площади и глубины.

Лазерное гравирование с

помощью двух лазеров (рис. 12.7), создающих пучки, каждый из которых изменяет глубину и площадь гравирования металла, позволяет формировать ячейки 5, имеющие сложную, но абсолютно симметричную форму, причем эта форма не зависит от изменения скорости записи в отличие от процесса

формирования ячеек при ЭМГ. Однако площадь ячеек при лазерном гравиро

3

4

Рис. 12.7. Двухлучевое лазерное гравирование формы глубокой печати:1,2 — пучок двух лазерный лучей; 3 — цинковый слой формного цилиндра;

4 — медный слой формного цилиндра; 5 — выгравированная ячейка

427

вании меняется не так значительно, как при ЭМГ (рис. 12.8), и изменение объема ячеек происходит в основном за счет увеличения их глубины.

Пробельные элементы в виде перегородок между выгравирован-

ными ячейками, как и при ЭМГ, расположены на металлическом по-

крытии формного цилиндра.

12.2.3.Формы, изготовленные по масочной технологии с последующим травлением медного покрытия формного цилиндра

В отличие от уже рассмотренных типов форм, печатающие элементы на формах глубокой печати, полученных по масочной

технологии с последующим травлением меди, характеризуются

одинаковой глубиной, но различной площадью (см. рис. 1 2 .2 , в). Они

формируются после травления медного покрытия формного цилиндра

на участках, где отсутствует масочный слой, удаленный на стадии

создания маски. Пробельные элементы — это участки формного

цилиндра, представляющие собой, как и в рассмотренных выше

случаях, перегородки между печатающими элементами.

12.3. Технология изготовления форм электронно-механическим гравированием

12.3.1. Подготовка формных цилиндров

Нанесение основного медного слоя. Подготовка формных ци-

линдров требует проведения механических, химических и электро-

химических процессов. Формные цилиндры входят в комплект пе-

чатной машины (это определяет диаметр и длину цилиндра) и

используются многократно. Схематический разрез формного цилиндра

глубокой печати показан на рис. 12.9.

2 1

428

Рис. 12.9. Разрез фрагмента формного цилиндра глубокой печати:1 — стальной цилиндр; 2 — слой никеля; 3 — основной медный слой;

4 — разделительный слой; 5 — «медная рубашка»

Формные цилиндры поставляются либо омедненными с основным

слоем меди толщиной 1,2-1,5 мм, либо без него. Во втором случае

процесс подготовки поверхности цилиндров осуществляется на

полиграфическом предприятии и включает следующие техноло-

гические операции:

• механическая и химическая обработка поверхности стального

цилиндра 1\• осаждение гальваническим способом тонкого (2-5 мкм) слоя ни-

келя 2 , необходимого для прочного сцепления основного медного слоя

с поверхностью стального цилиндра;

• гальваническое наращивание основного медного слоя 3 толщиной

до 3 мм;

• механическая обработка поверхности (проточка, шлифовка, по-

лировка).

Дальнейшие стадии подготовки цилиндров зависят от процесса

изготовления форм (см. § 1 2 .1 ).

Нанесение медного покрытия. При изготовлении формы на

съемной «медной рубашке» на основной медный слой наносится хи-

мическим (или электрохимическим) способом тонкий (около 1 мкм)

электропроводящий разделительный слой 4 (см. рис. 12.9) (серебря-

ный или какой-либо другой), необходимый в дальнейшем при по-

вторном использовании цилиндра для удаления гравированной

«медной рубашки» после печатания.

429

Обеспечивается это благодаря тому, что разделительный слой предотвращает рост кристаллов на основном слое меди, вследствие чего не происходит объединения кристаллических структур основного медного слоя 3 и «медной рубашки» 5. После нанесения разде-лительного слоя поверхность формного цилиндра промывается водой с тем, чтобы остатки используемого раствора (например, азотнокислого серебра) не попали в ванну меднения. В противном случае их присутствие может привести к снижению твердости мед-ного покрытия.

Нанесение «медной рубашки» 5 (см. рис. 12.9), толщиной 80-100 мкм проводится в сернокислых электролитах меднения, содержащих сульфат меди, серную кислоту и добавку, необходимую для повы-шения твердости меди. В процессе электролиза на электродах про-исходят следующие реакции. На аноде

Си -» Си+ 2 + 2е~

При этом образуется также некоторое количество Си+ и в ре-

зультате побочной реакции

2Си+ -*• Си+ 2 + Си

Это приводит к появлению в ванне меднения нерастворимого

мелкого медного шлама.

Основная реакция на катоде:

Си+ 2 + 2е~ -► Си

Процесс протекает с высоким выходом по току, близким к 100%.Расчет толщины 8 осажденного покрытия может быть проведен по

формуле

8 = - f t J — , ( 12. 1) Угде у — плотность металла (для Си — 8,93 г/см 3); эа — электрохими-ческий эквивалент (для Си - 1,1854 г/А'час); г| — выход по току, %; / — плотность тока, А/дм2; т — продолжительность электролиза, час.

430

Получение медного покрытия высокого качества позволяет ми-нимизировать последующий процесс обработки поверхности. При изготовлении формы на рабочем медном слое используют полученный гальваническим способом слой меди, сращенный с основным и отличающийся от него повышенной твердостью.

Предварительно, в случае, если гравирование на рабочем слое меди уже осуществлялось и на форме был слой хрома, проводят сна -чала его удаление электрохимическим способом в H2 SO4 (реакция 12.2) или химическим (реакция 12.3) способом в НС1:

Сг - Зе" -*• Сг+3 (12.2)

2Н++ 2е“ -> Н2

2Сг + 6НС1-> 2СгС13 + ЗН2 (12.3)

Для предохранения поверхности меди от повреждений в растворы

для расхромирования вводятся добавки.

Механическая обработка поверхности. После нанесения медного

покрытия («медной рубашки» или рабочего медного слоя) проводят

шлифовку и полировку поверхности. Эти операции выполняются на

специальных станках с применением шлифовальных и полировальных

камней или алмазной фрезой до получения требуемой шероховатости

поверхности формного цилиндра.

Операции по подготовке формных цилиндров осуществляются,

как правило, в единой поточной линии. Для этого используются авто-

матизированные станки, гальванованны с программным управлением,

объединенные транспортирующими и подъемными устройствами.

Контроль формных цилиндров. Контроль подготовленных к

гравированию формных цилиндров базируется на использовании

методов оценки размерных и физико-механических показателей.

длины окружности и диаметра формного цилиндра: а — расстояние; г — радиус

431

Длина окружности и диаметр формного цилиндра, определяющие

натяжение бумажного полотна между печатными секциями рулонной

машины глубокой печати, измеряются с помощью прибора, например,

Digimess-P. Прибор устанавливается на поверхность цилиндра и

позволяет оценить параметры г и а (рис. 12.10), а затем рассчитать

длину окружности цилиндра с точностью ± 0,5 мкм.

Для большей точности измерения

проводятся в режиме температурной

компенсации. С помощью стоек с ин-

дикатором определяются отклонения от

концентричности, т.е. оценивается из-

менение формы цилиндра (они не должны

превышать 10 мкм).Твердость медного покрытия формного цилиндра, определяющая качество ЭМГ, измеряется методом вдавливания пирамиды Виккерса (с точностью ±1%) с помощью прибора, например, типа М/С-1, оснащенного электронно-акустическим преобразователем величины давления.Необходимая твердость медного покрытия лежит в интервале 200-220 HV. Меньшая твердость приводит к гравированию ячеек с неровными краями, тогда как излишняя твердость меди вызывает преждевременный износ (или повреждение) алмазного резца. Разли-чия показателя твердости на цилиндрах из одного комплекта не должны превышать 10 HV, а разные участки одного и того же ци-линдра не должны различаться на более чем ±2-4 HV.

Шероховатость поверхности цилиндра, влияющая на скольжение

ракеля по форме при удалении краски, зависит от микрогеометрии

омедненного формного цилиндра. Как правило, она оценивается

параметром Rz и обычно составляет 0,3-0,5 мкм. Исследования пока-

зали, что толщина хромового покрытия в несколько мкм практически

не сказывается на величине шероховатости.

432

Возможные дефекты поверхности формного цилиндра. На-

рушение режимов подготовки поверхности формного цилиндра может

стать причиной изменения его геометрических размеров и несо-

ответствия требуемым показателям, характеризующим твердость и

шероховатость поверхности формы. Так, низкая твердость медных

покрытий приводит к возникновению неровностей на хромированной

форме. Недостаточная толщина медного слоя может привести к

расплющиванию ячеек, возникающему из-за большого давления в

процессе печатания, и, как следствие, к искажениям градационной

характеристики, а также снижению тиражестойкости форм.

12.3.2. Гравировальные устройства

Разновидности ЭМГ А. Основные требования, предъявляемые к

гравировальным устройствам, — хорошее качество гравированных

ячеек при большой скорости гравирования и высокой степени авто-

матизации процесса. Конкретные требования определяются рядом

факторов, среди которых определяющим является вид продукции, для

изготовления которой используется данное устройство. ЭМГА

построены, как правило, по модульному принципу.

В зависимости от механизма привода перемещения резца разли-

чают ЭМГА с электромагнитным приводом и пьезоприводом. В уст-

ройствах с электромагнитным приводом резец перемещается под

действием электромагнитной силы, которая преодолевает противо-

действие пружины. Встречное действие пружины необходимо для

гравирования ячеек строго определенного объема. Если усилию

электромагнита будет противостоять только усилие резания, получить

стабильные результаты гравирования будет невозможно, так как при

различной твердости меди и различной степени износа алмазного

резца может изменяться величина усилия резания. Поэтому для

гравирования ячеек строго определенного объема необходимо

равновесие между двумя силами: электромагнитной, величина которой

433

регулируется посредством изменения тока гравирования, и про-

тиводействующим усилием пружины. ЭМГ с электромагнитным

приводом дает возможность варьировать глубину ячеек с большой

точностью — до 0,1 мкм. Недостатком электромагнитной системы

является необходимость демпфирования и гашения резонансных ко-

лебаний, возникающих при гравировании.

В устройствах с пьезоприводом усилие электромагнита заменяет

усилие пьезоэлементов, действие которых основано на пьезоэффекте

— свойстве некоторых керамических материалов изменять размеры

при подаче электрического напряжения. Частота гравирования в

устройствах с пьезоприводом значительно превышает возможности

устройств с электромагнитным приводом, поэтому по

производительности они значительно превышают электромагнитные.

К недостаткам устройств с пьезоприводом относятся большие потери

электрической мощности в керамическом стапеле (для увеличения

эффекта линейного расширения пьезоэлементы собраны в стапель) и

его нагрев, следствием чего является нестабильность и малый срок

службы керамики.

Основные характеристики устройств. Различные модели ЭМГА

позволяют осуществлять гравирование в диапазоне линиатур от 20 до

200 лин/см, глубина гравированных ячеек в светах составляет 7 мкм, в

тенях — 50 мкм, но может меняться и в более широких пределах — до

глубины 130 мкм (и даже 275 мкм). Гравирование на различных

ЭМГА может осуществляться на формных цилиндрах длиной от 100

мм до нескольких метров (возможная длина больше 6 м) с диаметром

от 200 до 2200 мм. Производительность ЭМГА оценивается временем

гравирования форм, которое изменяется в широких пределах и зависит

от размеров цилиндра, количества гравирующих головок, скорости и

линиатуры гравирования. Скорость гравирования определяется

частотой вибрирующего сигнала и может составлять до 9-10 тыс. яче-

ек в сек (для устройств с пьезоприводом 25 тыс. ячеек в сек).

К дополнительным техническим возможностям гравировальных устройств относятся:

434

• возможность автоматически выполнять пробное (контрольное)

гравирование;

• осуществлять автоматический скоростной проход над участками,

не содержащими изображение;

• с целью ускорения скорости процесса производить переключение

режима кругового гравирования по замкнутым окружностям на

гравирование по спирали. Обладая возможностью программировать

работу, ЭМГА могут изменять линиатуру гравируемого изображения в

широких пределах, гравировать непрерывные изображения без стыков,

многократно повторяющиеся сюжеты.

ЭМГА характеризуются высокой степенью автоматизации. Так,

программный модуль некоторых автоматов позволяет заранее опре-

делять время гравирования цилиндра и рассчитывать в соответствии с

ним краскоемкость формы, а также необходимый расход краски для

печатания. Этот расчет учитывает размер ячеек, геометрическую

форму резца и режим переноса краски, т.е. коэффициент перехода

краски с формы на запечатываемый материал. ЭМГА может быть

встроен в автоматизированную поточную линию с загрузкой цилин-

дров с помощью кранов или загрузочных магазинов, их выгрузкой и с

переносом формных цилиндров после гравирования на последующие

технологические операции.

12.3.3. Технология электронно-механического гравированияи завершающие операции

Основы технологии гравирования. Процесс гравирования форм включает:• установку формного цилиндра в гравировальное устройство;• установку гравирующей головки (головок) в исходное положение (между резцом и поверхностью цилиндра должно быть определенное расстояние);• выбор и установку режимов гравирования;• контрольное(пробное)гравирование;• рабочее гравирование формы.

После чего следуют заключительные операции (см. § 12.1).

435

Установка формного цилиндра в гравировальное устройство может осуществляться как с помощью механизмов, так и автоматически. На автоматизированных линиях по производству форм процесс гравирования объединен с линией гальванической подготовки цилиндров системой транспортировки. Это позволяет, подобрав под подготовленный цилиндр соответствующее задание, установить его в гравировальное устройство, в котором автоматически оценивается погрешность геометрических размеров цилиндра и запускается пол-ностью автоматизированный процесс гравирования.

Гравирование форм на ЭМГА. Ввод управляющих команд для гравирования может осуществляться в ручном, автоматизированном или автоматическом режимах в зависимости от степени автоматизации устройства. Так, при ручном режиме на сенсорном экране вводятся команды в следующем порядке:• выбор задания;• загрузка цилиндра;• установка гравирующих головок;• запуск пробного гравирования;• запуск рабочего гравирования формы.

В автоматизированных устройствах установка гравирующих го-ловок и настройка режимов гравирования производится автоматиче-ски. Приведение в действие ЭМГА (например, модели К-500 фирмы Hell) может осуществляться в автоматическом режиме, требующем только выбора задания.

Гравирование формы осуществляется алмазным резцом с углом заточки 110—130у. Резец имеет ресурс времени работы порядка 150 ч, его износ сказывается на размерах гравируемых ячеек. Поэтому контроль угла заточки резца является необходимым при гравировании. В случае использования нескольких гравирующих головок для устранения различия в их работе в зависимости от параметров резцов периодически устанавливается и гравируется тестовый цилиндр, после чего калибруется все устройство при стандартном режиме работы.

Рис. 12.12. Определение эффективной линиатуры

гравирования: а — расстояние между центрами ячеек в осевом направлении; и — расстояние

между центрами ячеек в направлении окружности; а —

угол наклона гравируемой структуры

436

Особенности гравирования форм для многокрасочной печати.С целью предотвращения возможности возникновения муара исполь-зуют эффект поворота гравированной структуры. Для этого при ре-гулировании взаимодействия трех видов движения (колебательного цвижения резца, вращения формного цилиндра и смещения каретки с гравировальной головкой) осуществляется растяжение или сжатие гравируемой ячейки в направлении окружности и в осевом направле-нии. Ячейки получаются вытянутой или сжатой форм (рис. 12.11), они :оздают различные углы поворота гравируемой структуры.

аРис. 12.11.

Влияние формы ячейки

на угол поворота гравированной структуры: а — нормальная форма ячейки; б — сжатая ячейка; в —вытянутая ячейка; а —

угол наклона гравируемой структуры

Линиатуры таких структур в двух

направлениях, по окружности и в осевом

направлении, могут быть различны и

определяются путем измерения

расстояний и w а между центрами ячеек

(рис. 12.12).

Эти значения используются для расчета

так называемой эффективной линиатуры

(лин/см) по формуле

1/ оф=Ю‘

и-а

где и и а измерены в мкм.

Наличие сжатых или вытянутых ячеек

(см. рис. 12.11, б, в) по срав

437

нению с ячейками нормальной формы (см. рис. 1 2 .1 1 , а) с углом а,

равным 45°, создает эффект поворота гравированной структуры. Ре-

комендованные соотношения эффективной линиатуры и углов пово-

рота а при гравировании форм для четырехкрасочной продукции,

например, следующие: черная краска: 90 лин/см, а = 37°; пурпурная:

70 лин/см, а = 60°; голубая: 70 лин/см, а = 37°; желтая: 54 лин/см, а =

48°. Линиатура гравирования определяет объем гравируемой ячейки и,

как следствие, то количество краски, которое переносится с формы.

Чем ниже L, тем больше краски переходит на оттиск. С учетом этого и

устанавливаются линиатуры гравирования форм. Так, желтая краска

(как самая светлая) требует наличия большего количества краски на

оттиске, что достигается гравированием форм с более низкой

линиатурой. Гравирование форм для черной краски проводится при

более высокой линиатуре. Это обеспечивает получение высокой

резкости и, как результат, лучшее воспроизведение мелких деталей

изображения.

Выбор линиатуры гравирования формы зависит также от типа ис-

пользуемых печатных красок. Для красок на водной основе (в связи с

большей продолжительностью высыхания на оттиске), выбираете*

большая линиатура гравирования, чем для красок на основе органиче-

ских растворителей.

Особенности гравирования форм, содержащих штриховые и

текстовые элементы. Пилообразный контур штриховых и тек стовых

изображений, характерный для ЭМГ (рис. 12.13, а), может быть

устранен при использовании ряда инновационных методов Так, метод

Xtreme Engraving, предложенный фирмой Hell (Герма ния), поз-воляет

гравировать ячейку по принципу формированш растровой точки в

лазерном ЭУ. В результате обеспечивается по лучение изображения со

сверхвысоким разрешением. Контурь такого изображения за счет

дополнительного количества краск* получаются более сглаженными

и, в конечном итоге, более рез кими (рис. 12.13, б).

Рис. 12.13. Изображение контуров штриховых элементов на формах, изготовленных ЭМГ: а — с обычным разрешением; б — со сверхвысоким разрешением

а

б

438

Другой возможностью повышения резкости контуров штриховых и текстовых элементов служит метод гравирования по краю штрихового элемента дополнительных ячеек различных размеров (рис. 12.14). За счет изменения фазы сигнала, определяющего положение ячеек (рис. 12.14, б), дополнительно гравируемые ячейки располагаются таким образом, что снижают заметность пилообразного контура.

Рассмотренные методы гравирования осуществляются при ис-пользовании специальных программ, разработанных производителями ЭМГА. Нелинейное соотношение между объемом ячейки на форме и выходом из нее краски регулируется с помощью корректирующих градационных кривых. Составленные на их основе корректирующие таблицы в виде файла для градационной коррекции учитывают различные факторы формного и печатного процессов (например, форма ячейки, запечатываемый материал и др.) и используются при выборе режимов гравирования.

Рис. 12.14. Повышение резкости контура штрихового элемента за счет гравирования дополнительных ячеек

439

Контроль процесса гравирования осуществляется с помощыс тест-объекта. Используемый для пробного гравирования тест-объею содержит элементы изображения из области светов, полутонов и те-ней, соответствующие 5, 50 и 100% растровой точке, необходимые для контроля размеров гравируемых ячеек. Гравируется тест-объею на краях цилиндров за линией, ограничивающей размеры полос издания.

Контроль формы осуществляется измерением размеров выграви-рованных ячеек с помощью приборов (например, Dot-Check илг Checkmaster II), при этом автоматически измеряются продольная у поперечная диагонали ячейки, размер перегородки между двумя со-седними ячейками, их площадь, глубина и объем. Производите* также определение линиатуры гравирования и угла поворота гравируемой структуры, измерение угла заточки резца.

Измерение (и при необходимости коррекция) размеров ячеек v минимальных размеров пробельных элементов может проводитьс; как после гравирования, так и в процессе гравирования тест- объектов. В последнем случае измерения ведутся с помощью микроскопа со встроенной автофокусируемой видеокамерой на вращающемся формном цилиндре. После достижения требуемых параметров ячеек, устройство автоматически выходит на рабочий режи^ гравирования формного цилиндра.

Хромирование форм и механическая обработка поверхности. Хромирование, необходимое для повышения тиражестойкости формы проводится гальваническим способом в электролите с хромовым ангидридом, содержащем серную кислоту в качестве катализатора, а также другие компоненты, в частности, ПАВ для понижения по-верхностного натяжения.

На катоде происходит осаждение хрома из анионных комплексов через такие промежуточные ступени как соединения хрома (III):

[Сг2 07]2' + 14 Н+ + 12е“—► 2Сг+ 3 + 7 Н20

Выход по току очень низкий и составляет 10-25%. Параллельно с

440

осаждением хрома происходит выделение водорода:2 Н+ + 2е_—> Н21

На аноде у нерастворимых платинированных титановых элек-тродов выделяется кислород:

2 Н20 02| + 4 Н+ + 4е“

В ванне хромирования дополнительно размещаются свинцовые аноды, на поверхности которых быстро образуется слой двуокиси свинца. Присутствие такого слоя, обладающего каталитическим дей-ствием, обеспечивает окисление ионов хрома (III), возникающих у ка-тода, и образование соединений хрома (VI):

2 Сг+ 3 + 7 Н20 -»[Сг2 07]2' + 14 Н+ + 6 е~

Как результат данных реакций в электролите устанавливается необходимая концентрация хрома (III).

Нанесение хромового покрытия проводится при частичном по-гружении формного цилиндра в раствор и рабочей плотности тока

2до 50 А/дм“. Толщина образовавшегося хромового покрытия состав-ляет 5-7 мкм и может быть рассчитана по формуле 12.1 (электрохи-мический эквивалент хрома равен 0,3232 г/А ч, плотность 7,2 г/см 3). Хромовое покрытие находится как на пробельных, так и на печа-тающих элементах формы, а также, хотя и меньшей толщины, на на-клонных гранях ячеек (рис. 12.15).

Рис. 12.15. Изменение печатающих и пробельных элементов формы в результате нанесения хромового покрытия: а — до хромирования; 6— после хромирования;

h\ — толщина хромового покрытия на пробельных элементах; h2 — толщинахромового покрытия на печатающих элементах

441

Такое неравномерное распределение хрома в ячейках печатающих элементов после хромирования (И\ и h2 различны) связано с пи-рамидальной формой ячеек и низкой рассеивающей способностью электролита хромирования.

Распределение хромового покрытия на форме, как показали ис-следования, практически не приводит к изменению объема печа-тающих элементов после хромирования по сравнению с их объемом до хромирования и поэтому не оказывает влияния на репродукционно-графические показатели печатной формы. Однако структура образо-вавшегося покрытия влияет на печатно-эксплуатационные показатели формы. Так, гладкость внутренней поверхности ячейки оказывает влияние на выход краски из ячейки во время печатания, причем при одной и той же площади ячеек краска лучше выходит из тех, которые имеют гладкую внутреннюю поверхность. Немаловажным является также крутизна боковых стенок ячеек. Крутые, нависающие над ячейкой стенки, влияют на краскоперенос, затрудняя переход краски с формы при печатании.

Механическая обработка форм включает полировку или шли-фовку хромированной поверхности формы. Эта операция необходима для достижения ее определенной микроструктуры.

Осуществляется обработка с помощью специальных полиро-вальных камней, кругов или бумаги. Микрогеометрия полированной поверхности формы должна способствовать образованию тончайшего слоя краски, непереносимого на оттиск при печатании, но обеспе-чивающего «смазку» ракеля, улучшая его скольжение по форме.

Излишне гладкая поверхность формы (Rz < 0,2 мкм) приводит к снижению износостойкости, большему истиранию хромового покры-тия и его возможному повреждению красками, содержащими грубые частицы пигментов. Если поверхность хрома имеет значительнук шероховатость (Rz > 1 мкм), возможно тенение формы и происходи' повышенный износ ракеля. Величина Rz хромового покрытия зави сит от типа запечатываемого материала и используемых красок. Так если используются краски на основе органических растворителей, R может достигать 0,7 мкм, а если на водной основе, поверхност] форм должна быть более гладкой.

442

Наряду с параметром Rz важным является параметр, характери-

зующий количество микротрещин на единицу поверхности, причем

чем их количество больше, тем более устойчивым к коррозии является

хромовое покрытие. Как правило, формы для печатания красками на

водной основе имеют хромовые отложения с количеством

микротрещин более 800 на 1 см, формы для печатания красками на

основе органических растворителей: 200-300 микротрещин на 1см.

Техническая корректура используется для устранения дефектов

форм.

Плюс-корректура включает методы, основанные на формировании

и углублении уже образованных на форме ячеек (печатающих

элементов). Осуществляется она ручным корректурным гра-

вированием штихелями на нехромированной или хромированной

форме. Дополнительно гравируемые ячейки представляют собой

отдельно стоящие точки или расположенные рядом друг с другом

линии. Во всех случаях между откорректированными ячейками

должны оставаться перегородки (опорные линии для ракеля), а

направления выгравированных линий не должны совпадать с осью

цилиндра.

Минус-корректура позволяет, наоборот, уменьшить объем ячеек

вплоть до их полного удаления. Она осуществляется гальваническим

методом или с помощью лака, причем последний ручным ракелем

может наноситься на форму непосредственно в печатной машине,

заполняя выгравированные ячейки, после чего поверхность формы

шлифуется. Мелкие дефекты на нехромированной форме можно

удалить ручным полированием, аналогичным образом устраняются и

небольшие повреждения на поверхности цилиндра. Гальваническая

минус-корректура позволяет уменьшить объем ячеек, осаждая в них

медь на нехромированной форме. Если корректируется хромированная

поверхность, то проводится локальный электрохимический процесс

осаждения слоя никеля, а затем меди — вплоть до полного заполнения

ячеек. Для этого используется переносной источник постоянного тока

и электролит. При необходимости избыток осажденного слоя

443

удаляется шлифованием.

Пробная печать служит для контроля процесса гравирования.

Пробная печать осуществляется на тех же запечатываемых материа-

лах, которые в дальнейшем будут использоваться при печатании ти-

ража и с использованием печатных красок, аналогичных тиражным (но

не содержащих летучих растворителей).

Большинство пробопечатных станков глубокой печати по внеш-

нему виду похожи на однокрасочные печатные машины, но вместо

печатного цилиндра используется барабан большого диаметра, по-

крытый резиновым полотном. На этом барабане размещается запеча-

тываемый материал, который надежно закрепляется с каждой стороны.

Формный цилиндр устанавливается на центрированных держателях

оси цилиндра. Краска наносится на поверхность цилиндра, а ее

излишки удаляются ракелем. Цилиндр приводится в контакт с

барабаном. Получение изображения на запечатываемом материале

осуществляется за два или три оборота формного цилиндра, что

позволяет имитировать печатание на рулонной печатной машине.

12.4. Лазерные технологии изготовления формглубокой печати

Особенности технологии лазерного гравирования, связаны, прежде всего, с типом используемого гравирующего инструмента и материалом формного цилиндра.

Отсутствие механического контакта с поверхностью формного цилиндра и необходимости компенсации износа гравирующего ин-струмента обеспечивают высокую точность при большой скорости гравирования.

В большинстве случаев для лазерного гравирования в качестве ме-

таллического покрытия формного цилиндра используется цинк, что

обусловлено более низкой по сравнению с медью теплопроводностью

(теплопроводность цинка при 20 °С равна 125,6 Вт/м - К, а меди,

традиционно применяемой в глубокой печати, 319,5 Вт/м- К). Однако

применение меди, которая позволяет использовать традиционный

444

процесс подготовки формных цилиндров глубокой печати к

гравированию (см. § 12.3.1), делает эту технологию весьма

перспективной, несмотря на ее более высокую стоимость по

сравнению с ЭМГ из-за высокой теплопроводности и отражательной

способности, требующей использования для гравирования лазеров

очень большой мощности (около 2000 Вт) и, следовательно, больших

энергозатрат.

Получение цинкового слоя на поверхности формного цилиндра.

Подготовка формного цилиндра включает выполнение операции

меднения и нанесения цинкового покрытия. Стальные цилиндры после

обезжиривания и декапирования поверхности подвергают меднению

(толщина слоя около 150 мкм), фрезеруют, полируют и после

повторного обезжиривания и декапирования в 3-5% H2SO4, цинкуют.

Цинкование проводят в электролите с 80% погружением цилиндра

в раствор с вращением цилиндра. Процесс сопровождается сле-

дующими реакциями:

Zn + Н20 + 20Н' -+ [Zn(OH)4]2' + Н2Т Zn + 40Н' -> [Zn(OH)4]2" + 2е~2Н20 + 2е“—► Н2Т+ 20Н'

Цинкование протекает с высоким выходом по току (90-100%) со скоростью 1,7 мкм/мин. Толщина цинкового слоя составляет 50-70 мкм, и она на 15 мкм должна превышать максимальную глубину будущей ячейки. Полученный слой цинка имеет относительно невысокую твердость, равную 100-110 HV. После полировки и очистки поверхности оцинкованного формного цилиндра он готов к гравированию. Благодаря относительной мягкости и пластичности цинкового слоя обеспечивается возможность гравирования на нем ячеек разнообразной конфигурации (рис. 12.16).Рис. 12.16. Поверхностная структура форм глубокой печати, изготовленных: а —

электронно-механическим; 6-г — лазерным гравированием: с традиционными ячейками; композитными ячейками; композитными суперячейками

Технология гравирования. Лазерное гравирование цинкового слоя реализовано, например, в устройстве DLS {Direct Laser System)

445

компании MDC Max Daetwyler (Швейцария). Формный цилиндр с цинковым покрытием помещается в лазерное гравировальное уст-ройство LaserStar, оснащенное двумя твердотельными лазерами одинаковой мощности по 400 Вт. Мощностью излучения и модули-рованием сигнала управляет модулятор.

Создаваемый лазерами (см. рис. 12.7) пучок из двух лучей, пуль-сация которых (с частотой 70 кГц) синхронизируется со скоростью вращения формного цилиндра, воздействует на его поверхность и формирует углубленные ячейки. Они гравируются непрерывно по спирали со скоростью 70 тыс. ячеек в сек (или при использовании двух головок 140 тыс. ячеек в сек). Цинковое покрытие формного цилиндра, поглощающее излучение с X = 1064 нм, нагревается, пла-вится и испаряется, при этом пары металла собираются и поступают в систему фильтрации.

Максимальная глубина гравируемых ячеек ограничена мощностью

лазера и зависит от линиатуры гравирования. Если линиатура равна 70

лин/см, то максимальная глубина макроячеек составляет

446

40 мкм при максимальном диаметре 170 мкм. Благодаря

полусферической форме элементарных ячеек обеспечивается лучший,

по сравнению с ЭМГ, выход краски при печатании, а глубина ячеек на

30% меньше. Так, если линиатура составляет 70-90 лин/см, то глубина

ячеек в тенях — до 35 мкм при их диаметре от 25 до 140 мкм.

Лазерное гравирование позволяет также, выбирая способ генера-

ции, формировать печатающие элементы, представляющие собой

сложные структуры, состоящие из нескольких элементарных ячеек. На

рис. 12.16 дано сравнение поверхностной структуры форм, изго-

товленных с применением различных способов формирования

структур. Так, способ гравирования, известный как Master Screen, позволяет создавать композитные структуры «шестиугольной» формы

(рис. 12.16, в, г), синтезируя перекрытия отдельных ячеек. Это

позволяет с большой точностью не только управлять размерами

макроячеек, но достичь лучшего качества воспроизведения штрихо-

вого элемента по сравнению с ЭМГ (рис. 12.17).

Завершающие операции изготовления формы. Эти операции

включают очистку формы в растворе кислоты для удаления аморф-

ного цинка, образовавшегося в процессе лазерного гравирования и

полировку поверхности формы. Кроме того, для повышения тираже-

стойкости проводят хромирование формы.Процесс хромирования протекает со скоростью 0,5 мкм/мин с

50%-м погружением цилиндра в высокоскоростную ванну

хромирования с выходом по току 25%. Хромированная поверхность

а б вРис. 12.17. Изображение а — исходного штриха и штриха на печатных формах, изготовленных: б — электронно-механическим; в — лазерным гравированием

(способ Master Screen)

формы имеет высокую твердость (твердость хрома — 1100 HV) и

хорошие структурномеханические показатели. Покрытие является

гладким, не содержит посторонних включений, имеет большое

количество микротрещин. Как правило, число микротрещин

составляет 300-400 на 1 см. С их помощью устраняются внутренние

напряжения в покрытии и, как следствие, повышается

износостойкость формы.

Окончательная отделка заключается в полировке хромированной

поверхности формы. При повторном использовании формных ци-

линдров после печатания с них химическим способом удаляется

цинковое покрытие (вместе с хромовым) и на омедненную поверх-

ность формного цилиндра вновь наносится цинковое покрытие.

Масочные технологии изготовления форм глубокой печати (рис.

12.18) осуществляются с помощью лазерной записи информации на

масочный слой с последующим травлением медного покрытия

формного цилиндра.

Такая технология изготовления форм, например, Hydronik фирмы Think (Япония) с использованием светочувствительного слоя

в

Рис. 12.18. Схема изготовления форм глубокой печати лазерной записью на масочный слой с последующим травлением: а —лазерная запись информации; б — травление; в — удаление защитного слоя; г - форма после хромирования; 1 —

лазерная фокусирующая головка;2 — защитный масочный слой; 3 - медный слой на поверхности

формного цилиндра; 4 — слой хрома

448

реализуется следующим образом: омедненный цилиндр покрывается фотополимеризуемым и защитным слоями. После сушки слоев осу-ществляется запись маски на ФПС аргоновым лазером (с X = 488 нм). В устройстве для записи маски, оснащенном лазерными записы-вающими головками SQUARErspot, используют более 200 лазерных лучей, что обеспечивает экспонирование масочного слоя на формном цилиндре длиной 1 м за 2,5 мин. После проявления и промывки проводится травление меди. В результате травления полученные ячейки имеют форму, напоминающую сферическую. Изготовленные по такой технологии формы отличаются высоким качеством и по-зволяют воспроизводить изображения с линиатурой до 150 лин/см.

По масочной технологии изготовления форм Digilas фирмы Daetwyler (Швейцария) в качестве масочного слоя используется ла-ковый термочувствительный слой, толщиной 3-4 мкм, содержащий полимер с сажевым наполнителем. Запись маски осуществляется в двухлучевом устройстве, оснащенном твердотельным лазером мощ-ностью 100 Вт (диаметр луча 20 мкм). Аналогичным образом, на-пример, в устройстве HelioBeam С 2000 (фирма Hell) производится запись волоконным лазером с X = 1110 нм мощностью 60 Вт восемью параллельными лазерными пучками (диаметр луча 5-10 мкм).

После получения маски проводят химическое или электролити-ческое травление, разработанное фирмой Acigraf (Италия), затем проводят удаление маски, промывку и обезжиривание формного ци-линдра. Для повышения тиражестойкости дополнительно осуществ-ляется хромирование формы (см. § 12.3.4). Масочные технологии позволяют значительно удешевить процесс изготовления форм глу-бокой печати.

449

Предметный указатель

Аберрациясветовая, тепловая (9.2.1)

Абсорбциявлаги проявителем (6.3.4) капиллярная (8.2.2)

Автоматизациялазерных экспонирующих устройств (10.1.2) (10.3.2) формного процесса (2.2) (6.1) формовыводных устройств (9.2.4)ЭМГА (12.3.2)

Адгезия (6.2.1)краски (2.3) (7.1.2) печатающих элементов (6.3.6)

полимерного слоя, копировального слоя (4.3.4) Адсорбциягидрофильного коллоида (6.3.4) гидрофобной пленки (6.2.2)

Анодное оксидирование (6.2.3)

ББазовая длина (6.3.1)

ВВид печати (1.1) (1.2)Возгонка слоя (9.2.1) (10.2.2)Воздействие

лазерное (9.1.2)световое (2.1.) (9.2.1) (10.2.1)тепловое (2.1) (9.2.1)

Вывод информации на формные материалы (9.2.3)Выделяющая способность (4.2.1)Вымывание (3.1.1) (8.2.2) (8.3.4) (8.4)Вымывные растворы (8.3.4)

450

ГГидрофильность пробельных элементов формы (6.2.1) (6.2.3)

Гидрофобность печатающих элементов формы (6.2.1) (6.2.2)

Гильза флексографской печати (8.1) (11.4)

Глубина

пробельных элементов (8.1.1) рельефа (см.

глубина пробельных элементов) Гравирование

лазерное (9.1.2) (11.5.1) (12.2.2) (12.4)

электронное (12.1)

электронно-механическое (9.1.2) (12.1) (12.2.1)

Градационная передача изображения (2.2)

Градационная характеристика (4.2.2)

Гуммирование формы (см. нанесение защитного покрытия)

д

Давление печатания (2.3)

Декель (2.3)

Дефекты

печатных форм (6.3.6) (8.3.6) (10.3.7) (11.3.5)

поверхности формного цилиндра (12.3.1) при

проявлении копий (6.3.4) формных пластин (5.2.2)

Диазопродукты (3.2.3)

Диазосмолы (3.2.2)

Диапозитив (см. фотоформа)

Дисторсия печатной формы (8.3.3)

Диффузионный перенос (6.1) (10.2.1)

451

жЖидкая фотополимеризуемая композиция (8.3.7)

3

Закрепление краски при печатании (2.3)

Запись информации

поэлементная (2.1) (11.1) (11.3.4) (12.1)

форматная (2.1)

Защитные

покрытия (6.3.4)

свойства копировальных слоев (4.3.2) (4.3.6)

Зернение

многоуровневое (5.2.3) электрохимическое

(5.2.3)

ИИзбирательность проявления (4.3.1)

Износостойкость

копировального слоя (4.3.4) покрытия формного

цилиндра (12.3.3)

Инверсия смачиваемости (10.2.2)

Интенсивность

лазерного излучения (9.1.3)

Интервал воспроизводимых градаций (6.3.1) (8.3.1) (8.4) (10.3.8)

(11.3.1) (11.4)

Источник

лазерный (8.3.2) (9.1.3) (9.2.2) (11.3.2) света

(4.2.3) (5.3.1)

Компоненты

копировальных слоев (3.1.2)

фотополимеризуемых композиций (3.1.2)

Компьютер — печатная машина (9.1.2) (10.1.1) (10.3.9)

452

Компьютер — печатная форма (9.1.2.) (10.1.1)

Компьютер — традиционная печатная форма (9.1.2) (10.1.1)

(10.3.5) Компьютер — фотоформа (5.1.1)

Контроль

печатных форм (8.3.6) (10.3.7) (11.3.3)

процесса гравирования (12.3.3)

проявления (6.3.4) формных цилиндров

(12.3.1)

Копировально-множительная машина (5.3.1.) Копировально-

формирующий пакет (8.3.7)

Копировальный станок (5.3.1)

Копировальные слои (см. слой копировальный) характеристики

(4.1.4)

Копирование

негативное (3.1.1) позитивное (3.1.1)

Корректирующая маска (6.3.5)

Корректура печатных форм (см. техническая корректура печатных

форм)

Коэффициент

контрастности (4.1.2)

Краевой угол смачивания (4.3.3)

Крутизна профиля (8.1.1) (8.2.1) (11.2.1)

ЛЛазерные экспонирующие устройства (9.2.2) (10.3.2) (11.3.2)

Лампа

люминисцентая (5.3.1)

металлогалогенная (5.3.1)

УФ (9.1.2)

Линиатура

растрирования (4.2.3) (9.2.4)

гравирования (12.2.1) (12.3.2) (12.4)Линия

453

автоматическая (5.3.2) (9.2.4) (10.3.6) (12.3.3) по обработке копий (5.3.2)по производству монометаллических пластин (5.2.3) поточная (5.3.2) (12.3.2)

ММакет монтажа (5.1.1) (9.2.3)

Медная рубашка (12.1)

Меднение формного цилиндра (12.3.1)

Метод контроля размеров штриховых и растровых элементов

(11.3.3) Метод оценки ГХ (4.2.2)

Метод определения адгезии (4.3.4)

времени экспонирования оборотной стороны пластины (см.

экспонирование оборотной стороны пластины) защитных

свойств слоя (4.3.2) избирательности проявления (4.3.1)

износостойкости (4.3.4) искажений на форме (11.3.4)

коэффициента контрастности и широты (4.1.2) лазерной

записи информации (9.2.1) оптимальной экспозиции (см.

экспонирование основное) поверхностных свойств (4.3.3)

светочувствительности (4.1.1) спектральной чувствительности

(4.1.3)

ФПМ (4.2.1)

характеристик печатных форм (2.2) (4.2.) (6.3.2)

Микрогеометрия поверхности (4.2.3) (6.3.1) (12.3.1)

Многослойная пластина (5.2.1) (8.3.1)

Монометаллическая

пластина (5.2.3) (6.3.1) форма (6.1.2)

454

Монтаж

фотоформ (5.1.1)

электронный (9.2.3)

Мощность

источника излучения (3.1.1) (5.3.1)

лазера (9.2.2)

Муар изображения (11.3.5) (12.3.3)

Нанесениегальванического покрытия (12.3.1) (12.3.3) (12.4)

защитного покрытия (6.3.4) копировального слоя

(5.2.3)

Наполнение оксидной пленки (5.2.3)

Негатив (см. фотоформа)

Недокопировка (см. дефекты печатных форм)

Непрокопировка (см. дефекты печатных форм)

О

Обжиг (см. термообработка печатной формы)

Оборудование

для обработки копий (3.1.1) (5.3.2) (6.3.4) для

экспонирования (см. устройство экспонирующее) Оксидная

пленка (5.2.3)

Олеофобность пробельных элементов (7.2.1)

Оригинал-макет репродуцируемый (2.1)

Ортонафтохинондиазиды (см. диазопродукты)Офсет (1.1)

без увлажнения пробельных элементов (7.2.1) с

увлажнением пробельных элементов (6.1.1)

П

Перекопировка (см. дефекты печатных форм)

План-монтаж (5.1.1)

455

Пластинатипографская (8.4)со светочувствительным слоем (10.3.1) с термочувствительным слоем (10.3.1) фотополимеризуемая (5.2.3) (8.3.1) (8.4) (11.3.1) флексографская (5.2.1) (8.3.1) (11.3.1) электрофотографическая (6.1.2) формная (3.1.1) (5.2.1) для офсета без увлажнения (7.2.3) для цифровой технологии (10.3.1) (11.3.1) монометаллическая с негативным копировальным слоем (см. монометаллическая пластина)монометаллическая с позитивным копировальным слоем (см.

монометаллическая пластина)с диффузионным переносом комплексов серебра (6.1.2) (10.3.1) с фотополимеризуемым слоем (10.3.1)

Пленкакорректирующая с неактиничным слоем (6.3.5) рассеивающая (6.3.5)

Повторяемость (9.2.4) (10.3.2)Подложка

размероустойчивая (8.3.7) формной пластины (3.1.1) (8.1.1)Показатели

печатных форм (2.2)Покрытие

антиадгезионное (7.2.2)Полиорганосилоксаны (7.2.2)Пробная глубокая печать (12.3.3)

Производительность ЛЭУ (10.3.2)ЭМГА (12.3.2)

Процессорвымывной (8.4)

456

проявляющий (см. оборудование для обработки копий)

термический (5.3.2.) (8.4)

Проявление

копий (4.2.3) (6.3.4) слоя (3.2.2) (3.2.3)

экспонированных формных пластин (10.3.6)

Проявляемость слоя (4.3.1)

Р

Рабочая емкость проявителя (6.3.4)

Разрешающая способность (4.2.1) форм (2.2)

Разрешение записи (10.3.2)

Рассеивающая пленка (см. пленка рассеивающая)

Растворы обрабатывающие (6.3.4)

Растискивание краски (7.3) (8.3.1) (11.1.1)

Растровая шкала — РШ-Ф (см. тест-объект аналоговый)

Светочувствительность слоя интегральная (4.1.1)

Селективность проявления (4.3.1)

Скорость записи (9.2.4) (10.3.2)

Слой формной пластины (5.2.1) адгезионный (5.2.1) (8.1.1)

антиадгезионный (7.2.2) (10.3.8) защитный (10.1.1)

из фотополимеризуемой композиции (3.1.1) (8.1.1)

копировальный (3.1.1) (3.1.2) масочный (11.1) (11.3.1)

(11.3.4) микрорельефный (5.2.1) покровный (5.2.3)

противоореольный (5.2.1) (8.1.1) (8.2.1)

реверсивный (3.1.2) (3.2.3)

регистрирующий (3.1.1) (5.2.2) (9.1.2)

светочувствительный (3.1.1) (10.2.1)

термочувствительный (10.2.2)

Состояние слоя

агрегатное (см. возгонка слоя)

Сохранность слоя (4.3.5)

Способы

457

нанесения копировального слоя (5.2.3)

печати (1.1) (1.2) (1.3)

Спусковой файл (9.2.3)

Сушка

копировального слоя (5.2.3) печатной

формы (8.3.5) (8.4) (11.1.2)

Твердость

печатной формы (2.2) поверхности

цилиндра (12.3.1) формной пластины

(8.3.1)

Тенение формы (6.3.4) (6.3.6) (7.1.1)

Термообработка печатной формы (6.3.6) (8.3.7) (8.4) (10.3.6) Тест-

бъект

аналоговый (6.3.2) (8.1.2) цифровой

(10.3.3) (10.3.4) (11.3.3)

Техническая корректура печатных форм глубокой печати (12.3.3)

офсетных (6.3.5)

Технология

аналоговая (9.1.1) лазерная (10.1.1)

цифровая (9.1.1) (9.1.2) (10.1.1) (11.1) (12.1)

Тиражестойкость печатных форм (2.2) (10.3.1) (11.5.2)

Толщина

копировального слоя (3.1.1) (4.1.4) (4.2.3) печатной

формы (2.2)

458

фотополимеризуемого слоя (3.1.1)

формной пластины(3.1.1) (8.3.1)

Термический способ удаления ФПК (8.3.4)

Термодеструкция (10.2.2)

Термоперенос (9.1.2) (10.3.9)

Термоструктурирование (10.2.2)

Тоновая ступенчатая шкала (см. тест-объект аналоговый)

Травление формы

глубокой печати (12.4) эмульсионное

(8.2.3)

У

Устройство

гравировальное (9.2.4) (11.5.1) (11.5.2) (12.1) (12.3.2) (12.4) для

обработки копий (см. оборудование для обработки копий)

лазерное экспонирующее (9.2.4) (10.3.2) (11.3.2) (12.4)

формовыводное (см. формовыводное устройство)

экспонирующее (3.1.1) (4.2.3) (5.3.1) (6.3.3)

Финишинг (8.3.6)

Форма печатная (1.1)

Высокой печати (1.1)

флексографской печати (8.1.1) (11.1.1)

фотополимерная (8.1.1) (11.2.1)

цилиндрическая (8.1.1) (11.1.2) (11.4) (11.5.1) (11.5.2)

Глубокой печати (1.1)

Плоской печати (1.1)

без увлажнения пробельных элементов (7.2.1) (10.3.8)

монометаллическая (см. монометаллическая форма) с

увлажнением пробельных элементов (6.1.1) Трафаретной

печати (1.2)

ФорматЛЭУ (10.3.2) (11.3.2)

459

печатных форм (2.2)формовыводных устройств (см. формовыводное устройство)

Формная пластина (см. пластина формная)

Формный цилиндр (2.3)

Формовыводное устройство (9.2.4) барабанное (9.2.4) (10.3.2)

плоскостное (9.2.4) (10.3.2) (10.3.5)

Фотодеструкция (3.1.2) (3.2.1)

Фотодиссоциация (3.2.1)

Фотопленка

для изготовления фотоформ (5.1.1)

Фотополимеризация (3.2.1) (10.2.1)

Фотополимеризуемая композиция (3.2.2)

Фотополимеризуемый слой (3.1.1)

Фотопроводимость слоя (1.2) (10.2.1)

Фотоформа (2.1) (3.1.1) (4.2.3) (5.1.1) (5.1.2) монтажная (5.1.1)

негативная (3.1.1) позитивная (3.1.1)

цельнопленочная(5.1.1)

Функция передачи модуляции (см. метод определения ФПМ)

Характеристики

лазерных экспонирующих устройств (10.3.2) формных

пластин (6.3.1) (8.3.1) (10.3.1) (11.3.1) Характеристическая кривая

копировального слоя (4.1.2) Хромирование формы (12.3.3) (12.4)

цЦилиндр глубокой печати (12.3.1)

Цинкование формного цилиндра (12.4)

Цифровая технология (2.1) (9.1.1)

460

ч

Частота гравирования (12.2.1)

Чувствительность

интегральная (см. светочувствительность слоя)

спектральная (4.1.3) (10.3.1) энергетическая

(10.3.1)

ШШероховатость

подложки (6.3.1) поверхности цилиндра (12.3.1)

Широта копировального слоя (4.1.2)

Шкала контрольная (см. тест-объект)

тестовая (см. тест-объект)

Э

Экспозиция (4.1.1) (4.2.3)

Экспонирование (6.3.3) (8.4)

дополнительное (8.3.6)

копировального слоя (3.2.2) (3.2.3)

оборотной стороны пластины (8.3.2)

основное(8.3.3) (11.3.5)

перемещаемым источником (8.3.3)

точечным источником (8.3.3)

УФ-лампой (9.1.2) (10.3.2) (10.3.5)

Экспонирующее устройство (см. устройство экспонирующее)

Электролиты

меднения (см. меднение формного цилиндра)

хромирования (см. хромирование формы)

цинкования(12.4)

Электронная версия печатной формы (2.1) (9.2.3) Электронно-

механическое гравирование (см. гравирование электронно-

механическое)

Электрофотографический процесс (1.2) (9.2.1) (10.2.1) Элементы

высокой печати (8.2.1) (8.2.2) (11.2.) глубокой печати (12.2) контрольные (2.2) печатной формы (1.1)плоской офсетной печати (6.2.1) (6.2.2) (6.2.3)

ЮЮнга уранение (4.3.3)