Поверхность формного цилиндра глубокой печати служит не только для переноса краски на запечатываемый материал, но и для создания опоры ракелю в процессе печати. Каждый раз, непосредственно перед получением оттиска, ракель удаляет краску с поверхности пробельных элементов, которые представляют собой перемычки между растровыми ячейками (печатающими элементами). При классическом способе изготовления печатных форм методом травления плавность тоновых переходов обеспечивается различной глубиной растровых ячеек.
В другом способе изготовления форм тональность изображения на оттисках передается одновременно за счет различной глубины ячеек и за счет различной площади печатающих элементов.
Способ переноса изображения на формный цилиндр, в котором печатающие элементы имеют разную величину при одинаковой глубине, по аналогии с высокой и плоской офсетной печатью, не нашел широкого признания (рис. 1.3-11).
На сегодняшний день основным формным процессом в технологии глубокой печати считается метод электронно-механического гравирования (различная площадь и глубина печатающих элементов). В современных типографиях травление форм глубокой печати, несмотря на высокое качество воспроизведения тоновых изображений, которое дает этот метод, применяется крайне редко. Однако в целях полноты нашего обзора рассмотрим кратко основные аспекты этого процесса.
Пигментный способ изготовления печатных форм (травление)
В традиционном способе глубокой печати изображение на формном цилиндре получают путем травления меди через задубленный слой, образованный с помощью промежуточного светокопировального материала- пигментной бумаги. Обычно непосредственно перед экспонированием пигментную бумагу очувствляют в растворе бихромата калия. Сначала в копировальных рамах на пигментную бумагу копируется растровая сетка, а далее - информация с диапозитивов. Затем в специальном пигментно-переводном станке экспонированную копию пигментно-желатиновым слоем «прикатывают» к поверхности формного цилиндра. Безусадочная бумажная основа, которая отделяется при дальнейшей обработке, обеспечивает точность приводки. Наряду с бумагой для перевода копии используется так называемая пленка «аутофильм», которая состоит из лавсановой подложки, разделительного и светочувствительного слоев.
При дальнейшей обработке (цилиндр вращается в емкости с водой 40 _С) от пигментного слоя отделяется бумажная основа, незадубленный пигментно-желатиновый слой набухает и все незадубленные участки растворяются и удаляются с поверхности цилиндра. Этот процесс можно назвать «проявлением» копии. После высушивания на медной поверхности цилиндра остается рельеф задубленных желатиновых слоев переменной толщины. Эти слои находятся внутри сформированных стенок (наиболее задубленных и толстых слоев) печатных элементов. Все операции осуществляются в автоматизированных проявочных машинах с программным управлением.
Перед травлением пробельные элементы покрываются кислотоупорным асфальтовым лаком. Тем самым корректируются отдельные дефекты задубленного рельефа. Процедуру травления проводят в специализированных аппаратах с программным управлением.
Травление цилиндров осуществляется растворами хлорного железа при их окунании или обрызгивании. По мере диффузии травящего раствора через желатиновый слой на медной поверхности формируется изображение. Под тонкими участками желатинового слоя травление начинается раньше, следовательно, и глубина печатающих элементов, полученных в слое меди, будет больше, чем под более толстыми участками. В итоге, после окончания процесса на поверхности цилиндра получается печатная форма с постоянной площадью и переменной глубиной печатающих элементов.
Электромеханическое гравирование печатных форм
Процесс электромеханического гравирования в корне отличается от пигментного способа получении печатных форм. На современном производстве управление процессом осуществляется из массива данных допечатных процессов, что исключает необходимость монтажа сканируемого оригинала на вращающемся синхронно с гравируемым цилиндром в барабане (рис. 1.3-14). Гравировальный автомат последнего поколения сконструирован по типу токарного станка и состоит из шпинделя (патрона), в котором закреплен формный цилиндр, и гравировальной головки. Формный цилиндр вращается при гравировании с постоянной окружной скоростью (приблизительно 1 м/с - в зависимости от линиатуры гравирования). Одновременно движется алмазный резец гравировальной головки, работающий с высокой частотой (4-8 кГц), причем алмаз проникает в медную рубашку на различную глубину. Результат этого процесса представлен в качестве примера на рис. 2.2-5 и 2.2-6. Постоянная скорость и непрерывность вращения цилиндра, а также постоянная частота гравирования обеспечивают равноудаленность печатающих элементов друг от друга по радиусу цилиндра (в направлении гравирования).
Рис. 2.2-5 - Печатающие элементы, полученные на поверхности цилиндра способом электромеханического гравирования. Формирование градации осуществляется за счет различного объема печатающих элементов, т. е. за счет изменения их глубины и площади
Ячейки располагаются в шахматном порядке (рис. 2.2-5 и 2.2-6). Шаг гравирования в поперечном направлении определяется перемещением гравировальной головки за один оборот цилиндра параллельно его оси.
Рис. 2.2-6 - Ячейки, выгровированные электромеханическим способом (максимальная глубина гравирования)
Рис. 2.2-7 - Гравировальная машина для электромеханического гравирования с 16 гравировальными головками (HelioKlischograph K 406-Sprint, HELL Gravure System)
В зависимости от ширины запечатываемого рулона число гравировальных головок, работающих одновременно, может увеличиваться с 8 (стандарт) до 16 (рис. 2.2-7, см. также раздел 4.3.4). Медные заусенцы удаляются прямо в процессе гравирования скребком (шабером), закрепленным на гравировальной головке. Перед получением пробного оттиска цилиндр полируют, а затем по результатам пробной печати осуществляют незначительную ручную корректировку. В качестве заключительного этапа наносят слой хрома, который позволяет значительно повысить тиражестойкость печатной формы.
Лазерное гравирование печатных форм
На протяжении многих лет специалисты стремятся найти способ увеличения скорости и снижения стоимости процесса гравирования. В результате в качестве альтернативы электронно-механическому методу были предложены способы изготовления печатных форм - лазерное и электронное гравирование. Лазерное гравирование печатных форм уже используется на ряде предприятий. В 1995 г. компания Мах Datwyler A6 выпустила первый промышленный образец лазерного устройства прямого гравирования форм, использующего твердотельный лазер, позволяющего получать печатающие элементы на цинковом слое формного цилиндра (он получил название «Laserstar»). Форма печатающих элементов в этом способе гравирования сходна с формой элементов, получаемых травлением (частота гравирования составляет 70 кГц).
После гравирования цилиндр полируется, очищается, и в заключение его покрывают слоем хрома. Процесс подготовки цилиндров к гравированию после печати включает применение аналогичных механических, химических и электрохимических операций, что и подготовка медных цилиндров. Следует отметить, что тенденция постепенной замены меди цинком в качестве материала для «формного» слоя приобретает все большую популярность.
С развитием лазерного гравирования технология глубокой печати получила новые возможности: значительно сократились отрицательные явления, которые отличали традиционную глубокую печать: плохо читаемый мелкий текст с неровностями (зазубрина ми) штриховых деталей; появилась возможность применения частотно-модулированного растрирования (раздел 1.4.3).
Сущность технологий непрямого (косвенного) гравирования заключается в использовании черного светочувствительного слоя, нанесенного на медную поверхность формного цилиндра. Лазер удаляет этот слой в соответствии с ранее оцифрованным оригиналом (из цифрового массива данных), после чего проводится операция травления (например, «DIGILAS» фирмы Schepers-Ohio).
Получение пробных оттисков
Для снижения нагрузки на производственные печатные машины пробная печать на предприятиях осуществляется на специальных пробопечатных устройствах (рис. 2.2-8 и 2.2-9). Они состоят из простого механизма для размотки бумажного полотна (обычно рассчитанного на использование рулонов различной ширины), четырех печатных секций и листовой приемки. Линия сушки между печатными секциями из-за низкой скорости печати (приблизительно 15% от номинальной производственной скорости тиражной печати) значительно короче, чем в печатной машине. Сушильное устройство имеет преимущественно одностороннее исполнение. Механизм смены печатного цилиндра оснащен поворотным устройством с тремя или четырьмя магазинами, применяемым для установки печатных цилиндров различной ширины(рис. 2.2-8). Для получения оттисков, идентичных тиражным, пробная печать выполняется красками с подобранными реологическими свойствами.
Рис. 2.2-8 - Конструктивное построениепробопечатного станка глубокой печати (КВА)
Имеются также более простые пробопечатные станки глубокой печати, в которых на лист бумаги, закрепленный на большом барабане, последовательно с четырех формных цилиндров наносятся печатные краски. Условия, приближенные к условиям печати тиража издания, обеспечиваются применением специального устройства.
Схема на рис. 6.1 иллюстрирует основные операции, применяемые при изготовлении печатных форм по цифровой технологии. В данном случае запись информации производится непосредственно на формный материал и нет необходимости использовать фотоформы, следовательно, можно применять только электронные монтажи полос. Цифровая технология часто называется технологией CtP (от англ. - Computer to Plate: компьютер - формный материал, компьютер - печатная форма).
Технология CtP имеет следующие преимущества. Прежде всего, сокращается рабочий цикл, так как не требуется изготавливать фотоформы; уменьшается количество необходимого оборудования и материалов; не требуются фотографические пленки и реактивы для их обработки; не нужны фотовыводные устройства, копировальные рамы; высвобождаются рабочие площади, уменьшается численность персонала. Считается также, что повышается качество печатных форм.
Однако цифровые технологии по сравнению с аналоговыми менее гибки. Как уже упоминалось, в технологиях CtP нельзя использовать монтажи, изготовленные вручную, а можно применять только цифровые. Это не всегда удобно, так как часто заказчики приносят готовые фотоформы с рекламными материалами. Выходом является оцифровка таких материалов и последующее размещение их на цифровых полосах и в электронных монтажах. Кроме того, при использовании CtP нельзя контролировать качество цветовоспроизведения с помощью аналоговой цветопробы. Цифровая же цветопроба пока еще имеет ряд недостатков, однако, есть надежда, что в дальнейшем она в значительной степени будет усовершенствована (см. § 4.9).
В настоящее время цифровые технологии находят применение в производстве печатных форм различных видов печати: плоской офсетной, флексографской, трафаретной и т.д. Формы глубокой печати изготавливаются только с применением цифровой технологии. Технология CtP требует специальных формных материалов, особенности которых мы рассмотрим в дальнейшем при знакомстве с некоторыми способами изготовления печатных форм. Существует и разновидность этой технологии, известная как CtcP (от англ. - Computer to conventional Plate - из компьютера на обычный формный материал). В данном случае используются копировальные слои, которые могут применяться и в аналоговых, и в цифровых технологиях. Поэлементная запись может производиться в формовыводных устройствах, которые также называются плейтсеттерами, рекордерами, или в специальных печатных машинах.
В цифровых технологиях для разделения поверхности формного материала на печатающие и пробельные элементы могут использоваться следующие способы записи информации:
- поэлементное экспонирование с использованием в качестве источников света лазеров или ультрафиолетовых ламп;
- поэлементное нагревание, а также поэлементное выжигание с использованием инфракрасных лазеров;
- поэлементное гравирование с применением специальных резцов.
В формовыводных устройствах применяются лазеры значительно большей мощности по сравнению с лазерами фотовыводных устройств. Это связано с тем, что чувствительность фотографических пленок на порядок выше чувствительности формных материалов. Для изготовления печатных форм нашли применение ИК-лазеры, а также ультрафиолетовые, фиолетовые, зеленые и красные лазеры.
В некоторых случаях экспонирование осуществляется с использованием УФ-ламп. Хотя УФ-излучение не является световым, так как не вызывает у нас светового ощущения, принято говорить, что все лазеры, кроме инфракрасных, осуществляют световое воздействие на копировальный слой.
Как и при изготовлении фотоформ, устройства для записи печатных форм имеют три конструктивных элемента - цифро-аналоговый преобразователь RIP, преобразующий цифровой сигнал в аналоговый и управляющий процессом записи на формный материал, записывающее устройство и устройство для обработки экспонированного материала (в случае необходимости).
Возможны три варианта размещения материала в записывающих устройствах: формные пластины могут размещаться на внешней поверхности барабана, на его внутренней поверхности или на плоскости.
В устройствах с внешним барабаном пластина должна быть очень хорошо закреплена, так как при записи барабан вращается с большой скоростью.
Пластина закрепляется по тому же принципу, что и формы в печатных машинах. Цифровые данные 1 (рис. 6.2 ) поступают в записывающее устройство, которое перемещается вдоль образующей вращающегося (показано стрелками) цилиндра 4. Запись на формный материал 5 может осуществляться лазером 2, излучение которого фокусируется на формном материале объективом 3.
Преимуществом такой конструкции является, прежде всего, возможность простой фокусировки сразу нескольких лазерных лучей на поверхности формного материала, В случае использования многолучевой (до 200 лучей и более) записи скорость изготовления печатной формы значительно повышается. Но при этом некоторые лучи могут создавать недостаточную или чрезмерную интенсивность, что ухудшит качество изготовления печатных форм. С использованием внешнего барабана осуществляется изготовление печатных форм для всех основных видов печати, а также изготовление печатных форм в специальных печатных машинах.
В устройствах с внутренним барабаном формная пластина неподвижна. Схема записи в таких системах, а также ход лучей и оптика представлены на рис. 6.3 . Цифровые данные 1 управляют лазером 2, изучение которого с помощью зеркала 3 и объектива 4 передается на вращающееся зеркало 5. Зеркало находится на оси барабана б, вращается и отклоняет лазерный луч, проходящий вдоль оси, сканируя поверхность формной пластины 7 по окружности. Оптика с вращающимся зеркалом медленно перемещается вдоль оси, как показано стрелкой. Число оборотов зеркала может составлять свыше 40 000 в минуту, В этих устройствах возможна и многолучевая запись, но количество лучей значительно меньше (до 6 и более) по сравнению с тем, что используется при записи с внешним барабаном. Все лучи имеют одинаковую интенсивность, и хотя время записи несколько больше, обеспечивается повышенная ее точность, а при применении термочувствительных материалов обеспечиваются пониженные энергозатраты. Внутренний барабан часто располагают на прочном основании для того, чтобы сделать его геометрически стабильным и устойчивым к вибрациям. Преимуществом устройств с внутренним барабаном является также возможность размещения в них приспособлений для высечки приводочных отверстий. При большом объеме работ возможна автоматическая загрузка и выгрузка формных пластин. Используются в основном для изготовления печатных форм плоской офсетной печати.
В устройствах планшетного типа формная пластина 5 при записи располагается на плоском основании 4 (рис. 6.4 ). В зависимости от конструкции устройства основание может быть неподвижным или перемещаться, как показано на схеме стрелкой. Обычно лазерный луч построчно отклоняется поперек пластины вращающимся многогранным зеркалом 8 с фокусирующей и корректирующей оптикой 3. Луч направляется на формную пластину зеркалом 7, перемещающимся в направлении стрелки и осуществляющим экспонирование последовательно - строка за строкой. Однако, несмотря на сложную оптику, световое пятно, формируемое лазером по краям формной пластины, оказывается недостаточно резким и теряет круговую форму, т.е. отличается по своей геометрии от пятна в середине пластины. Из-за этих оптических искажений, возрастающих с увеличением формата, планшетные экспонирующие устройства используют в основном для записи изображений малых форматов с невысокими требованиями к качеству (например, в газетном производстве). Основное преимущество устройств планшетного типа состоит в простоте удаления и установки формных пластин. Устройства высокого класса, использующие планшетный принцип, оснащены несколькими специальными, параллельно работающими, записывающими головками. Они могут также иметь одну записывающую головку для поэлементной записи нескольких дорожек.
Преимуществом планшетных устройств является также то, что в процессе записи пластины не деформируются, и это позволяет работать с пластинами различного формата и толщины. В случае применения устройств с подвижным столом, обеспечивается автоматическое выравнивание пластин и их вакуумная фиксация. В этих устройствах возможна и автоматическая подача формного материала в зону экспонирования. Как уже упоминалось, планшетный принцип записи получил наибольшее распространение в газетной печати, где важна высокая производительность, обусловленная сжатыми сроками производственного цикла.
В настоящее время используется большое разнообразие технологических вариантов и материалов для прямой записи печатных форм, В большинстве случаев такие формные материалы изготавливают фирмы, выпускающие формовыводное оборудование. Тем не менее, можно выделить несколько вариантов записи. Рассмотрим некоторые из них.
Изготовление печатных форм с применением технологии CtP на серебросодержащих материалах иллюстрирует рис. 6.5 . Для изготовления таких форм применяются материалы следующего строения (рис. 6.5, а). На полимерной или алюминиевой основе 1 находится слой с центрами физического проявления 2, на котором имеется барьерный слой 3 с нанесенным на него эмульсионным слоем 4.
Для понимания сущности процесса необходимо уяснить разницу между химическим и физическим проявлением. При химическом проявлении, как указывалось ранее (см. § 4.7), серебро под действием проявителя образуется в эмульсионном слое. При физическом проявлении серебро образуется в проявляющем растворе и осаждается на центрах проявления, которые в нашем случае имеются в слое 2. Сначала лазер (рис. 6.5, b, 5) осуществляет поэлементное экспонирование эмульсионного слоя 4, в котором образуются центры скрытого изображения- В результате химического проявления в желатиновом эмульсионном слое образуется видимое изображение из серебра (рис. 6.5, с - серая штриховка), прочно связанное с желатиновым слоем. На участках, на которые не действовало излучение, на схеме они прозрачные, в результате фиксирования образуются растворимые комплексные соли серебра, которые диффундируют в слой 2 и вместе с физическим проявителем способствуют восстановлению серебра на центрах проявления. После соответствующей обработки образуются печатающие участки 6, состоящие из металлического серебра (рис. 6.5, d). Затем формную пластину промывают в воде, и с нее полностью удаляются желатиновый эмульсионный 4 и барьерный 3 слои, а с пробельных участков формы слой 2, содержащий центры физического проявления. На подложке образуются пробельные участки 7, но для придания им гидрофильности требуется дополнительная обработка.
При использовании технологии изготовления печатной формы на термочувствительном материале применяются материалы, содержащие термочувствительные слои, а запись осуществляют ИК-лазерами. В соответствии со своей природой термочувствительные слои могут по-разному реагировать на лазерное излучение.
В одних случаях под действием ИК-излучения возникает термоструктурирование. Слой теряет растворимость и, оставшись на пластине после проявления, образует печатающие элементы. Некоторые слои под действием лазерного излучения изменяют агрегатное состояние - из твердого переходят в газообразное. В таких случаях после экспонирования не требуется дополнительной обработки. Это так называемые беспроцессные (от англ. - processless - без обработки) технологии.
Наконец, термочувствительные слои могут подвергаться термодеструкции, т.е. разрушению под действием высокой температуры. Рис. 6.6 иллюстрирует такой способ изготовления формы плоской печати. Формный материал представляет собой алюминиевую пластину 1 (рис. 6.6, а), покрытую оксидным 2 и гидрофильным 3 слоями, на которые нанесен сравнительно толстый гидрофобный слой 4. Сверху находится термочувствительный слой 5, воспринимающий лазерное излучение. Лазерное излучение 6 воздействует на термочувствительный слой, и на будущих пробельных элементах свойства этого слоя изменяются таким образом, что проявитель может проникнуть сквозь него и растворить гидрофобный слой 4 (рис. 6.6, b). В результате удаления обоих слоев с соответствующих участков поверхность пластины разделяется на печатающие 8 и пробельные элементы 7, Как видно из рисунка, пробельные элементы образованы гидрофильным металлом, а печатающие состоят из гидрофобного и термочувствительного слоев.
Применяется также несколько вариантов технологических процессов изготовления печатных форм с использованием негативных слоев на основе ФПК. Можно применять специальные материалы для цифровых технологий. Изготовление печатных форм на таком материале показано на рис. 6.7 .
Формный материал (рис. 6.7, а) состоит из алюминиевой подложки 1, на которой имеются слои: оксидный 2% гидрофильный 3 и светочувствительный на основе ФПК 4. Для предотвращения повреждений светочувствительный слой покрыт защитным слоем 5. В отличие от аналоговых технологий, цифровые слои имеют светочувствительность в видимой области. Наибольшее применение нашли пластины, экспонируемые зеленым, а также фиолетовым лазером. После экспонирования (рис. 6.7, b) они требуют нагревания при температуре 100-110°С (рис. 6.7, с), что необходимо для завершения процесса полимеризации. Кроме того, после такой обработки повышается устойчивость печатающих элементов к проявлению. Далее путем промывки с пластин удаляется защитный слой и выполняется проявление (рис. 6.7, d). Гидрофобными печатающими элементами формы служит полимеризованный слой 9, а пробельными - гидрофильная поверхность алюминия.
Пластины, применяемые в аналоговых технологиях пока еще дешевле, чем цифровые пластины. В связи с этим существуют формовыводные устройства, предназначенные для экспонирования традиционных негативных формных материалов для изготовления форм плоской печати. Как указывалось ранее, такая технология получила название CtcP. Для экспонирования используются формовыводные устройства планшетного типа, а в качестве источников света в них применяются мощные УФ-лампы, так как эти материалы имеют светочувствительность к УФ-излучениям.
В технологии CtPress изготовление печатных форм осуществляется перед печатью непосредственно в печатных машинах. Как правило, это четырехкрасочные машины, и записываются сразу все четыре печатные формы. В зависимости от конструкции машины запись может осуществляться как на рулонные материалы на полимерной основе, так и на пластины. Используются термочувствительные материалы, а в качестве источников излучения - ИК-лазеры. Как правило, применяют материалы, не требующие обработки после экспонирования (беспроцессные). После экспонирования этих материалов термочувствительный слой с пробельных участков удаляется в процессе увлажнения. Применение такой технологии облегчает приводку и приладку печатных форм и тем самым обеспечивает хорошее совмещение цветоделенных изображений. Как увидим далее, в технологии CtPress нашли применение также офсетные формы для печати без увлажнения.
Офсетная печать без увлажнения пробельных элементов имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной офсетной печатью. Упрощается конструкция печатной машины, так как отсутствует увлажняющий аппарат. Из-за отсутствия увлажнения улучшается качество печати и повышается ее стабильность, не происходит изменения линейных размеров бумаги, что особенно важно для многокрасочной печати.
Характерной особенностью форм для печати без увлажнения является то, что их пробельные элементы расположены на слое силикона - вещества, которое имеет такое же поверхностное натяжение, как и вода, поэтому они не смачиваются краской. Их печатающие элементы располагаются на гидрофобном слое. В случае применения цифровых технологий офсетные формы для печати без увлажнения могут изготавливаться как по технологии CtP, так и по CtPress. Печатные формы для печати без увлажнения, как правило, изготавливаются в одну стадию: проводится экспонирование термочувствительного слоя, не требуется обработки в химических растворах (проявления), но необходимо удалять с помощью специальных вакуумных отсосов продукты термического разложения.
На рис. 6.8 и 6.9 показаны варианты технологических процессов изготовления печатных форм для печати без увлажнения. В качестве подложки для соответствующих материалов может использоваться полимерная (рис. 6.8, а) или металлическая (рис. 6.9, а) подложка 1. Полимерная основа гидрофобна, поэтому на ней могут образоваться печатающие элементы, а на металлическую основу для этого нанесен дополнительно гидрофобный слой 4. Приемным в обоих случаях является термочувствительный слой 2, который покрыт гидрофильным силиконовым слоем 3.
В процессе воздействия лазером 5 силиконовый слой 3 пропускает ИК-излучение, а термочувствительный слой 2 его поглощает, вследствие чего происходит изменение агрегатного состояния этого слоя, например, его возгонка (т.е. превращение твердого вещества в газообразное, минуя жидкое состояние). В результате получается печатная форма. У нее печатающие элементы могут находиться на гидрофобном полимере 1 (рис. 6.8, b), или на гидрофобном слое 4 (рис. 6.9, b), а пробельные в обоих случаях расположены на гидрофильном силиконе 3.
В настоящее время флексографские формы изготавливаются по цифровым технологиям либо с использованием лазерного гравирования, либо по масочной технологии. Для лазерного гравирования могут применяться различные материалы, такие как вулканизированная резина и различные полимеры, включая фотополимеры. Путем лазерного гравирования могут быть изготовлены и цилиндрические, и пластинчатые формы, а с помощью масочной технологии - только пластинчатые. Для изготовления флексографских форм, независимо от их конфигурации, обычно используются экспонирующие устройства с внешним барабаном. Наибольшее применение нашла масочная технология изготовления пластинчатых флексографских форм с использованием копировальных слоев на основе ФПК.
В масочной технологии применяют формный материал, строение которого показано на рис. 6.10 , а . На подложку (прозрачную полимерную пленку) 1 нанесен светочувствительный слой на основе ФПК - 2. По составу этот слой аналогичен соответствующим слоям, применяемым в аналоговых технологиях, но толщина его несколько меньше. Сверху находится тонкий (3-5 мкм) светонепроницаемый масочный слой 3, состоящий из полимера и сажи. Масочный слой покрыт защитной пленкой 4, которая предохраняет его от повреждений.
Процесс изготовления формы можно начинать с экспонирования оборотной стороны пластины УФ-излучением (рис. 6.10, b). Как и при изготовлении форм по аналоговой технологии, эта операция предназначена для образования основания печатной формы. Но она позволяет также улучшить условия формирования печатающих элементов при основном экспонировании за счет повышения светочувствительности. Экспонирование оборотной стороны можно производить и после создания маски, однако, тогда маска уже не будет предохраняться от повреждений защитной пленкой.
Далее, удалив защитный слой 4, в формовыводном устройстве путем экспонирования ИК-лазером на поверхности светочувствительного слоя создают негативную маску (рис. 6.10, с). Под действием теплового излучения масочный слой удаляется с формного материала в тех местах, где должны будут образованы под действием УФ-излучений печатающие элементы формы. По сравнению с негативом маска имеет ряд особенностей. Элементы изображения на ней отличаются более высокой резкостью. Кроме того, так как маска формируется непосредственно на поверхности слоя, не требуется при основном экспонировании обеспечивать достаточный контакт с копировальным слоем.
Далее производится основное экспонирование копировального слоя через маску (рис. 6.10, d). На участки, свободные от масочного слоя, воздействует УФ-излучение, и в результате полимеризации формируется профиль печатающих элементов. Обработка экспонированной пластины производится так же, как и при изготовлении форм по аналоговой технологии (см. § 5.3). На рис. 6.10, е показана печатная форма, полученная после удаления незаполимеризованных участков с помощью проявления (вымывания). Для устранения липкости форма облучается жестким УФ-излучением (рис. 6.10, f), а для повышения тиражестойкости форму подвергают воздействию такого же УФ-излучения, как и в процессе экспонирования (рис. 6.10, g).
Контроль качества изготовления печатных форм по технологии CtP осуществляется с помощью цифровых тест-объектов. Такие тест-объекты могут поставляться фирмами вместе с соответствующим оборудованием и программным обеспечением. Тест-объекты различных фирм могут иметь как определенные отличия, так и общие черты.
Как правило, эти цифровые изображения позволяют осуществить калибровку устройств записи - выбрать оптимальные размеры и интенсивность светового пятна, осуществить линеаризацию. Под линеаризацией подразумевается такой выбор условий записи, при котором относительные площади полей электронных растровых шкал воспроизводятся на форме точно такими же относительными площадями.
Цифровые тест-объекты имеют и элементы, позволяющие осуществлять визуальный контроль готовых печатных форм - фрагменты, содержащие объекты пиксельной графики; растровые шкалы для оценки тоновоспроизведения; фрагменты, позволяющие оценить разрешение записи.
Вопросы для самопроверки
- Расскажите об изготовлении печатных форм по цифровой технологии.
- Какие преимущества имеют цифровые технологии изготовления печатных форм?
- Какие существуют методы записи информации на формный материал в цифровых технологиях?
- Какие источники излучения используются в формовыводных устройствах?
- Опишите формовыводные устройства с внешним барабаном, принцип работы, достоинства и недостатки записи.
- Опишите формовыводные устройства с внутренним барабаном, принцип работы, достоинства и недостатки записи.
- Опишите формовыводные устройства планшетного типа, принцип работы, достоинства и недостатки записи.
- Расскажите о применении серебросодержащих материалов для изготовления печатных форм плоской офсетной печати по цифровой технологии.
- Расскажите о применении термочувствительных материалов для изготовления печатных форм плоской офсетной печати по цифровой технологии.
- Расскажите о применении светочувствительных материалов для изготовления печатных форм плоской офсетной печати по цифровой технологии.
- Расскажите о применении пластин с копировальным слоем для изготовления печатных форм плоской офсетной печати по цифровой технологии.
- Расскажите о технологии CtPress.
- Какие преимущества имеет применение офсетных печатных форм для печати без увлажнения?
- Как изготавливаются офсетные формы для печати без увлажнения на материалах с полимерной основой?
- Как изготавливаются офсетные формы для печати без увлажнения на материалах с металлической основой?
- Какие вам известны способы изготовления флексографских форм по цифровой технологии?
- Каков принцип изготовления печатных форм флексографской печати с использованием масочной технологии?
- Какие печатные формы глубокой печати вам известны?
- Какие способы изготовления печатных форм глубокой печати применяются в настоящее время?
- Как подготавливается формный цилиндр к изготовлению печатных форм?
- Как изготавливаются печатные формы глубокой печати поэлементным гравированием?
- Каковы особенности гравирования форм для многокрасочной печати?
1. Изготовление форм плоской офсетной печати
2. Изготовление форм высокой печати на основе фотополимерных композиций
3. Разновидности печатных форм глубокой печати
4. Изготовление форм для специальных видов печати
5. Прямые способы изготовления печатных форм
6. Влияние способов изготовления печатных форм на требования к обработке информации
Список литературы
1. Изготовление форм плоской офсетной печати
На печатной форме плоской офсетной печати (рис. 1) печатающие и пробельные элементы находятся практически в одной плоскости. Способ изготовления печатных форм, осуществляемый с использованием позитивных фотоформ и с применением предназначенных для такого способа позитивно работающих формных пластин, называется способом позитивного копирования. При этом копировальный слой формных пластин обладает такими свойствами, что в процессе проявления он удаляется с засвеченных участков, и в итоге эти участки печатной формы становятся невосприимчивыми к печатной краске.
Соответственно, название способ негативного копирования появилось в результате того, что в ходе изготовления печатной формы используются негативные фотоформы. При этом применяются формные пластины с негативным копировальным слоем. В ходе обработки копировальный слой удаляется со всех участков, которые не были достаточно засвечены. Воздействие экспонирующего излучения происходит на прозрачных участках фотоформы, соответствующих печатным элементам, воспринимающим печатную краску.
Перед тем, как производить экспонирование или копирование формных пластин, каждая из которых предназначена для одного из однокрасочных изображений, на пластинах пробиваются отверстия приводки, что обеспечивает точное размещение фотоформ/макета печатного листа. Очень часто на печатной форме пробиваются приводочные отверстия предназначенные для ее правильной установки в печатной машине. Эти отверстия могут быть сделаны уже после проявления экспонированной формной пластины. В традиционном фоторепродукционном процессе форма плоской печати может быть изготовлена экспонированием в проекционной или контактной системе.
Проекционные экспонирующие системы (работающие на отражение или на пропускание) используются при выпуске черно-белой книжной и газетной продукции (так же, как и в трафаретной печати), т.е. продукции, к которой не предъявляются высокие требования в отношении качества. Проекционная растровая система работает по принципу эпидиаскопа (для оригиналов, выполненных на непрозрачной основе) или как диапроектор (для оригиналов, выполненных на прозрачной основе). Макет, фотоформу полосы создают в виде клеевого монтажа на бумажной или прозрачной основе (рис. 2). Фотоформа сверстанной полосы проецируется на формную пластину. В результате в процессе экспонирования на печатной форме записывается последовательность полос, соответствующая монтажному листу.
Рис. 2. Микрофотография поверхности печатной формы плоской офсетной печати
При работе на копировальномножительной машине (stop&045;and&045;repeat – остановиться и повторить) (рис. 3) можно обходиться даже без монтажного листа. В этом устройстве контактным методом копируются фотоформы полос издания, установленные в специальной кассете. При экспонировании в контактнокопировальной раме с вакуумным прижимом (рис. 4) необходимо обеспечить контакт полноформатного монтажа, выполненного на прозрачной основе, с формной пластиной. Монтажная фотоформа фиксируется на формной пластине посредством точного размещения по приводочным штифтам и укладывается в контактнокопировальную раму. Монтаж и формная пластина оказываются между гибким резиновым полотном и стеклянной пластиной. Воздух из внутреннего пространства "сэндвича" отсасывается и, таким образом, создается давление воздуха между полотном и стеклянной пластиной, что обеспечивает удовлетворительный контакт между копируемым монтажом и пластиной. Затем производится экспонирование от источника УФ излучения.
Фотохимически активный слой формной пластины реагирует на поток света, падающий от источника излучения. Для получения хороших результатов копирования на формную пластину должна воздействовать минимально допустимая энергия, приходящаяся на единицу площади. Как и при изготовлении фотоформ, оптимальная экспозиция зависит от источника излучения и от свойств формного материала.
Рис. 3. Система проекционного копирования (технология на пропускание) для изготовления печатных форм плоской офсетной и трафаретной печати (Proditec Projectionssysteme)
Рис. 4. Копировально-множительная машина (стоп – стартового типа)
Излучение чаще всего генерируется посредством галогенной лампы накаливания. Пучок излучения состоит из параллельно направленной и переменной диффузной составляющих. Диффузнорассеянная часть потока может быть значительно увеличена посредством применения рассеивающей матовой пленки. Это необходимо при позитивном копировании для того, чтобы исключить запись на печатной форме пылинок и обрезных краев фотопленки. Нежелательным эффектом является исчезновение мелких деталей в процессе экспонирования, когда при излишне большой экспозиции излучение попадает под темные участки фотоформы.
Рис. 6. Контактно-копировальная рама с устанавливаемым матовым листом (Sack)
Проявление (в растворах/химическое) в простейшем случае выполняется вручную, однако предпочтительнее его вести в кювете или в проявочной машине. Перед тем как наносится защитный слой, пластину проверяют на наличие ошибок и, если необходимо, корректируется вручную. При так называемой "минус корректуре" нежелательные печатающие элементы удаляются корректурной жидкостью, ручкой или кистью. "Плюс&045;корректура" является более сложной. Могут быть внесены только очень незначительные изменения, такие, как заполнение краской дефектов или небольших участков на плашке при выворотке. Для этого на участках, требующих корректуры, сначала должен быть смыт уже имеющийся там защитный слой, а затем на эти места наносится корректурный лак.
Стадии корректуры и создания защитного слоя, а также стадия термообработки составляют область процессов отделки печатных форм. В процессе нанесения защитного слоя (называемого "гуммированием") пластина покрывается тонким слоем гуммиарабика или раствора аналогичного химического состава, которые придают пробельным элементам устойчивые гидрофильные свойства. Твердость копировального слоя повышается в процессе термообработки, чем достигается большая тиражестойкость печатной формы. При выборе оптимальной экспозиции должны быть учтены следующие требования:
· интервал оптических плотностей, типичный для данного печатного процесса, должен быть воспроизведен на печатной форме;
· изменения в передаче градаций на стадии перехода от фотоформы к печатной форме должны находиться в узком диапазоне допусков.
Управление процессом копирования позитивных печатных форм осуществляется посредством анализа микроштрихового поля, содержащегося в контрольном тест объекте. Группа микроштрихов наименьших размеров, воспроизводимых на печатной форме, обычно находится в диапазоне 12 мкм или 15 мкм (при печати бесконечных формуляров – 20 мкм). На рис. 5 приведен соответствующий пример . Для контроля процесса негативного копирования дополнительно с микроштриховыми полями используется полутоновый клин. Более подробно спецификации и/или стандарты для оценки печатной формы представлены ниже:
· стандартизация способа офсетной печати по BVD/FOGRA (13.2.3), ;
· стандартизация многокрасочной газетной печати ;
· стандартизация печати бесконечных формуляров (13.2.3), ;
· стандарт DIN 16620, часть 2 или соответствующий ему стандарт ISO;
· ISO 12218 - общий стандарт офсетной печати, .
Оценка растровых величин на печатной форме не является необходимой, так как она может быть выполнена по копировальной шкале FOGRA на основе считывания микроштриховых полей (рис. 5). На обычных формных материалах с диазотипными копировальными слоями воспроизведение контрольной шкалы оценивается с помощью микроскопических измерений. Однако этот метод не всегда применим при использовании цифровых технологий изготовления печатных форм "компьютер – печатная форма".
Вследствие небольшого светорассеяния и попадания экспонирующего излучения под непрозрачные участки фотоформы при позитивном копировании обнаруживается уменьшение размеров растровых точек с переходом от фотоформы к печатной форме и, наоборот, при негативном копировании происходит увеличение размеров растровых точек. В средних тонах размеры растровых точек отклоняются примерно на 3%. Разница обычно учитывается на стадии доформных процессов. Данные отклонения внесены в стандарты на процессы плоской офсетной печати (ISO 12647 часть 2; раздел 14.4) и газетной печати (ISO 12647, часть 3; раздел 14.4).
Управление процессом экспонирования при изготовлении печатных форм зависит от характеристик фотоформ и осуществляется с помощью так называемого "интегратора излучения" (известного как "счетчик тактов"). Это устройство автоматически рассчитывает экспозицию как произведение действующей интенсивности излучения на время экспонирования. Засветка прекращается, как только достигается требуемый уровень экспозиции.
Рис. 5. Тест-объект для контроля процесса позитивного или негативного копирования в производстве печатных форм плоской офсетной печати (UGRA/FOGRA)
3.2. Изготовление печатных форм
Печатная форма - плоская или цилиндрическая поверхность, которая служит для образования и сохранения тиражируемого изображения в виде отдельных участков, воспринимающих печатную краску (печатающие элементы) и не воспринимающих ее (пробельные элементы). Печатающие элементы не только воспринимают краску, но и передают ее на запечатываемый материал.
Формная пластина (предварительно очувствленная пластина) – металлическая, полиэфирная или бумажная основа с нанесенным на нее копировальным слоем.
Печатные формы различаются взаимным расположением печатающих и пробельных элементов, что и определяет вид печати: плоская, глубокая, высокая или трафаретная.
Непосредственно в ходе изготовления печатной формы оригинал-макет (обычно фотоформа) оптическим методом переносится на неэкспонированную формную пластину. Для этого используется либо метод контактного копирования, либо метод проекционной записи.
В процессе контактного копирования светочувствительный слой проявленного фотографического изображения (фотоформы) приводится в контакт с копировальным (эмульсионным) слоем неэкспонированной формной пластины. Как правило, для создания необходимого контакта используется вакуумный прижим.
Запись осуществляется в масштабе 1:1, при этом исходное зеркальное изображение фотоформы в результате копирования преобразуется в прямое и, наоборот, прямое изображение - в зеркальное.
Проекционный метод копирования является более гибким как с точки зрения предоставляемых возможностей изменения масштаба, так и с точки зрения преобразования зеркальности и, следовательно, является универсальным методом копирования.
После облучения или экспонирования формной пластины возможно применение промежуточных этапов (например, нагревания). Промежуточные операции выполняются перед проведением операции проявления с использованием предназначенных для данного формного материала физических и химических процессов.
Кроме того, существуют методы прямого изготовления печатных форм, исключающих стадию получения промежуточной фотоформы - CtP технологии.
В заключение печатная форма проходит этап отделки, т.е., например, обжигается (для повышения тиражестойкости) или консервируется (например, гуммируется для повышения сохранности и обеспечения печатных свойств).
3.3.1. Изготовление печатных форм
плоской офсетной печати
Формы плоской офсетной печати представляют собой гибкие формные пластины, на поверхности которых образовано изображение печатающих и пробельных элементов, расположенных в одной плоскости и различных по своему физико-химическому строению.
3.3.1.1. Печатные формы, изготовленные копированием
Метод копирования предполагает перенос изображения с фотоформы на копировальный слой формной пластины и последующей химико-фотографической обработки.
Копировальный процесс - перенос информации фотоформы с помощью света на формные пластины, покрытые светочувствительным копировальным слоем.
Светочувствительный слой - специально созданный слой, который под воздействием определенных излучений изменяет свои структурные и физико-химические параметры.
Светочувствительност ь - характеристика реагирования (наступающих изменений) светочувствительного слоя на падающий свет (определенное излучение, освещение). Светочувствительность характеризуется как величина, обратно пропорциональная экспозиции, необходимой для получения заданного контрольного параметра - оптической плотности фотослоя. Для фотополимеров это степень задубливания.
Копировальный процесс основан на способности копировального слоя изменять свои физико-химические свойства под действием света. Копировальный слой представляет собой тонкую (2-4 мкм) сухую пленку светочувствительного или очувствленного полимера. Такие слои обладают очень низкой светочувствительностью и рассчитаны на воздействие коротковолновыми лучами. По этому для переноса изображения с фотоформ на копировальный слой применяют контактное копирование и используют для экспонирования сильные источники освещения, например металлогалогенные лампы. Дальнейшая обработка копий возможна при слабом дневном свете или при освещении электрических ламп.
Копировальные слои обычно получают путем нанесения соответствующих жидких растворов на формные пластины или рулонный материал с последующим высушиванием и разрезкой рулонного материала на отдельные пластины.
Различают негативные и позитивные копировальные слои. При экспонировании свет проходит через прозрачные участки фотоформы и воздействует на копировальный слой (рис. 6), при этом участки слоя под воздействием излучения могут задубливаться или, наоборот, размягчаться, в зависимости от химического состава слоя.
Рис. 6. Копировальные слои
а – негативный, б – позитивный
1 – алюминиевая основа, 2 – копировальный слой, 3 – фотоформа
Таким образом, если после экспонирования отвердели пробельные элементы, а печатные после обработки были удалены, то такой слой будет негативным. И, наоборот, если пробельные элементы были размягчены, а печатные остались твердыми, то такой слой будет позитивным.
В зависимости от состава, а также фотохимических и физико-химических изменений, происходящих в копировальных слоях под действием света, их подразделяют на четыре группы:
гидрофильные полимеры очувствленные солями хромовой кислоты;
гидрофильные полимеры, очувствленные диазосоединениями;
фотополимеризующиеся слои;
слои на основе диазосоединений.
Гидрофильные полимеры, очувствленные солями хромовой кислоты , часто называют хромированными копировальными слоями. Они состоят из двух компонентов: гидрофильного полимера (поливинилового спирта) или желатина и соли хромовой кислоты (дихромата аммония), который в присутствии воздушно-сухого полимера приобретает светочувствительные свойства – разлагается под действием света с восстановлением шестивалентного хрома до трехвалентного (типа хромихромата). Взаимодействуя с полимером хромихромат задубливает его, т.е. изменяет способность растворяться в обычных для него растворителях до полной потери растворимости. Негативный слой. Недостаток этого, ранее широко применявшегося метода, заключается в необходимости дубления в темноте, что сокращает и усложняет процесс их хранения. Такие слои наносят непосредственно перед копированием.
Гидрофильные полимеры, очувствленные диазосоединениями – это слои, состоящие из двух компонентов (поливинилового спирта и диазосмолы). В результате фотохимического разложения диазосмолы при экспонировании образуются молекулы нерастворимого дубящего вещества, которое способствует дублению полимера. Эти слои также являются негативными и не подвержены темновому дублению, следовательно, имеют длительный срок хранения и могут наноситься задолго до применения (например, на предприятии - изготовителе).
Фотополимеризующиеся копировальные слои состоят из смеси полимеров и насыщенных соединений – мономеров, которые под действием света полимеризуются, т.е. происходит рост макромолекул с образованием сетчатой структуры. В результате полимеризующееся вещество изменяет свои физико-химические свойства и в том числе теряет растворимость. Следовательно, эти слои относятся к негативным слоям и для получения позитивного изображения на формной пластине следует воспользоваться позитивной фотоформой. Эти слои имеют длительный срок хранения.
Слои на основе диазосоединений в зависимости от своего состава могут быть позитивными и негативными, последние нашли в настоящее время широкое применение. Они состоят из ортонафтохинондиазидов (ОНХД) (О – диазохиноны нафталинового ряда) с введением некоторых элементов, улучшающих физико-химические и механически свойства слоев.
Такие слои до облучения нерастворимы (например, в щелочах) и являются гидрофобными (олеофильными). При экспонировании освещенные участки разлагаются с образованием инденкарбоновой кислоты. В процессе проявления слабыми растворами щелочей образуются соли инденкарбоновой кислоты, которые хорошо растворяются в воде и водных растворах т.е. засвеченные участки после химико-фотографической обработки легко смываются водой, а на копировальном слое формной пластины остаются участки, не подвергшиеся облучению.
Таким образом, для получения позитивного изображения следует слой экспонировать через диапозитив, а для получения негативного изображения, соответственно, через негатив.
Слои на основе диазосоединений неподвержены темновому дублению и сохраняют свои свойства более года.
Разновидности печатных форм плоской офсетной печати. В зависимости от природы формных пластин различают металлические, полимерные и бумажные.
Рис. 7. Строение формной пластины
Металлическая формная пластина представляет собой сложную четырехслойную структуру (рис. 7), каждый слой выполняет определенные функции:
Алюминиевая пластина со слоем зерненного алюминия. Алюминиевая пластина является механической основой печатной формы, слой зерненного алюминия позволяет удерживать при печати нужное количество увлажняющего раствора. Зернение может быть выполнено механическим способом (обработка абразивными веществами) и электрохимическим способом (имеет наибольшее распространение).
Анодная пленка. Покрывает развитую зерненную структуру поверхности алюминиевой пластины и обеспечивает износостойкость пробельных элементов.
Гидрофильный подслой. Покрывает анодную пленку, образуя устойчивые пробельные элементы формы.
Копировальный слой образует печатающие элементы формы, необходимые для воспроизведения изображения.
Таким образом, после формирования изображения на пластине поверхность печатающих элементов будет определяться структурой копировального слоя, включающего микрочастицы, создающие шероховатость поверхности. Поверхность пробельных элементов будет иметь сложную структуру: рельеф, образованный развитой мелко кристаллической структурой алюминия и слои анодной пленки и гидрофильного подслоя, полностью повторяющие этот рельеф.
Классификация металлических формных пластин:
По материалу основы - стальные и алюминиевые, причем поверхность алюминиевых пластин может оставаться гладкой, а может быть шероховатой – зерненной.
По типу копировального слоя – с позитивным или негативным.
По толщине основы: 0,15 мм, 0,20-0,24 мм, 0,30 мм.
По назначению: для пробной или тиражной печати.
Печатные формы изготовленные копированием. Процесс изготовления печатных форм состоит из следующих этапов: экспонирование, проявление, промывка, корректура, гуммирование и сушка.
Экспонирование. При экспонировании в результате фотохимического разделения печатающих и пробельных элементов изображение с диапозитивов переносится на копировальный слой. Происходит это с использованием специального оборудования – контактно-копировальных станков. В профессиональной среде они чаще всего называются копировальными рамами.
Рис. 8. Схема контактно-копировальной установки
На рис. 8 представлена принципиальная схема контактно-копировальной установки. На резиновый коврик 1 последовательно укладываются формная пластина 2 и фотоформа 3, причем копировальный слой формной пластины совмещается с эмульсионным слоем фотоформы. Далее опускается покровное стекло 4 и с помощью вакуумной системы 5 создается плотный контакт между стеклом, фотоформой, формной пластиной и опорной поверхностью коврика. Плотный контакт создается с целью удаления воздуха из зоны контакта. Экспонирование осуществляется облучателем 6. После основного экспонирования проводится дополнительное через рассеивающую пленку. Время дополнительного экспонирования занимает не более 30% от времени основного. При этом экспонируются следы от краев фотоформ, проклеивающего материала и т.п., следовательно уменьшится объем корректуры форм. Дополнительное экспонирование не проводится в случае воспроизведения высокохудожественных работ т.к. существует опасность удаления с печатной формы мелких печатающих элементов. В этом случае корректирование следует выполнить ручным методом.
Проявление, промывка и сушка осуществляются вручную или с использованием специального процессора. При ручной обработке на экспонированную пластину в раковине-мойке выливают проявляющий раствор и губкой равномерно распределяют его по всей пластине. Под действием проявителя на будущих пробельных элементах копировальный слой растворяется, обнажая поверхность алюминиевой основы. За тем проявленную пластину промывают водой, что бы полностью удалить слой и остатки проявителя с пробельных элементов. Далее готовая форма сушится на воздухе или в сушильном шкафу.
Все перечисленные операции можно проводить в автоматическом режиме в процессорах.
Корректирование печатных форм . При обнаружении дефектов – следов от краев фотоформ, проклеивающего материала, крестов и других ненужных элементов – форму корректируют специальными карандашами «плюс» и «минус». Карандаш, позволяющий добавить на форме недостающие элементы, называется «плюс». Соответственно, «минус» - карандаш способный удалять лишние детали. После проведения «минус» корректуры форма подвергается дополнительной промывке.
Нанесение защитного коллоида (гуммирование). Для защиты от внешних воздействий форму покрывают защитным слоем коллоида – натриевой солью карбоксиметил целлюлозы (Na КМЦ) или декстрином (углеводом C 12 H 20 O 10) и высушивают.
3.3.1.2. Изготовление печатных форм цифровыми методами по технологии «компьютер – печатная форма» и «компьютер – печатная машина»
Полиграфическая технология, получившая название «компьютер печатная форма» является разновидностью СtР-технологий. Главным ее достоинством является получение готовых печатных форм без промежуточных операций. Оригинал–макет с компьютера издательской системы направляется на выводное устройство, в качестве которого могут быть принтер, фотонаборный аппарат или специализированное устройство.
В качестве формного материала используются пластины металлические, фотополимерные, серебросодержащие, с гибридными слоями, с термослоями.
Фотополимерные формные пластины для флексографской или офсетной печати включают фотополимерные композиции, в которых облученные участки поверхности теряют способность растворяться в технологических жидкостях. При дальнейшей химической обработке после экспонирования они образуют печатающие элементы, а неэкспонированные участки вымываются растворами и формируют пробельные элементы.
В серебросодержащих формных пластинах печатающие и пробельные элементы образуются в галогено - серебряном слое, нанесенном на подложку, после экспонирования и химической обработки.
Формные пластины с гибридными слоями состоят из металлической или полиэфирной основы, на которую нанесены два светочувствительных слоя - серебросодержащий и фотополимерный. После экспонирования и химической обработки верхний слой образует маску, через которую экспонируется фотополимерный слой, в результате чего и формируются печатающие и пробельные элементы формы.
В формных пластинах с термослоями печатающие и пробельные элементы образуются под воздействием ИК - излучения от 830 нм и выше. Печатающие и пробельные элементы формируются разными методами во время теплового воздействия на термослой. В зависимости от состава слоя возможно несколько вариантов формирования печатающих и пробельных элементов:
переход участков из гидрофильного состояния в гидрофобное;
диффузионный перенос изображения в многослойных структурах термослоя;
образование печатающих и пробельных элементов в различных слоях двойного слоя.
Рассмотрим, как реализуется технология «компьютер – печатная форма» на примере использования разных выводных устройств и машин.
Устройство на основе принтера применяется при возможности использования полиэфирных формных материалов. Единственным его отличием от классической схемы, является необходимость дополнительной термической обработки печатных форм в обжиговых печах. Некоторые модели специализированных принтеров включают в себя блок обжига форм. Разрешение вывода на таких устройствах достигает 2400 dpi.
Устройство на основе фотонаборного аппарата . Получение печатных форм в таких устройствах мало отличается от производства фотоформ. В качестве формного материала применяются полиэстровые или металлические пластины. Основным недостатком этих материалов остается их малая жесткость, вызванная небольшой толщиной материала 0.13 и 0.2 мм. Для химической обработки применяются специальные реактивы.
Применение специализированного оборудования так называемых плейтсеттеров. Лучшим решением является специализированное оборудование для прямого вывода печатных форм, включающие растровые процессоры, лазерные экспонирующие устройства и проявочные блоки. В зависимости от применяемого формного материала различают системы для производства металлических или полиэфирных печатных форм с нормальной толщиной и жесткостью. Максимальная разрешающая способность аппаратов составляет - 3600 dpi.
На базе этих аппаратов строятся законченные печатные комплексы, конкурирующие по оперативности с цифровыми печатными машинами и множительной техникой.
Технология «компьютер – печатная машина» также относится к разряду СtР-технологий. Основное ее отличие от многих других – получение печатной формы непосредственно на формном цилиндре печатной машины, при этом изображение поступает с компьютера издательской системы либо с компьютера, установленного в блоке с печатной машиной. Это способствует высокой оперативности получения тиража. Другим важным преимуществом является отсутствие увлажнения, что несколько упрощает процесс печатания.
Нестандартным материалом являются формные пластины, представляющие собой трехслойное полотно толщиной 0,18 мм. Основу (99%) толщины составляет полиэстер, на который последовательно нанесено два слоя: титан и силикон. За счет этого в машине реализован процесс «сухого офсета». Нижний основной полиэфирный слой - олеофильный. Он в дальнейшем используется как основа печатающих элементов. Средний, титановый, служит для поглощения энергии лазера и быстрого разогрева верхнего слоя кремний-органики (силикона) с целью его разрушения или испарения. Кроме того, титановый слой используется для визуализации изображения. Верхний силиконовый слой - олеофобный, из него формируются пробельные элементы. В процессе экспонирования он под воздействием лазерного излучения прогревается и разрушается. В результате силиконовое покрытие остается только в неэкспонированных областях. Формный материал располагается непосредственно в печатной машине. Сама форма создается перед печатанием тиража и удаляется с печатного цилиндра после окончания печатания.
Недостатками этой технологии является высокая стоимость расходных материалов, ограниченный выбор красок по цветности, чувствительность формы к посторонним частицам (сгустка краски, частицы бумаги и т.п.), повышенные требования к помещению - влажность, температура, освещенность, содержание углекислого газа, шум, вибрация и другие.
3.3.2. Изготовление печатных форм высокой печати
Способ высокой печати - передача изображения на запечатываемый материал с печатной формы, на которой печатающие элементы расположены выше пробельных.
Печатающие элементы форм высокой печати расположены в одной плоскости. Пробельные элементы заглублены с таким расчетом, чтобы на них не попадала краска в процессе печатания. Минимальная величина углублений зависит от расстояния между печатающими элементами – чем больше расстояние между элементами, тем более углубленными должны быть пробельные. Так в штриховых формах в зависимости от расстояния между штрихами глубина пробельных элементов составляет 0,04-1,00 мм, а для растровых форм она зависит от линиатуры растра и от тонов изображения. Для обеспечения оптимального печатного процесса требуется не только необходимая глубина пробельных элементов, но и определенный трапециевидный профиль печатающих.
В высокой печати используется большое многообразие форм, различающихся по многим признакам. Формы подразделяются на оригиналы и стереотипы.
Формы-оригиналы изготовляются с текстовых или изобразительных оригиналов и предназначены для печатания тиража или для размножения печатных форм. Оригинальные изобразительные формы независимо от способа их изготовления называются клише .
Стереотипы - это формы–копии, полученные с оригинальных форм и служащие только для печатания тиража.
Печатные формы могут быть изготовлены в виде монолитных гибких (реже эластичных) или жестких пластин форматом равным формату запечатываемого листа. Также они могут быть составлены из отдельных пластин содержащих одну или несколько полос издания. Реже используются тестовые формы, состоящие из отдельных литер или отдельных строк, которые раньше составляли основу печатного производства. Такие формы называют наборно-отливные .
Широкое применение находят оригинальные формы, полученные форматной записью путем копирования со штриховых, растровых или текстовых фотоформ на формные пластины. При этом в зависимости от типа формных пластин пробельные элементы углубляют:
химическим травлением металла (микроцинковые формы);
удалением незаполимеризованного материала (фотополимерные формы).
3.3.2.1. Изготовление фотополимерных форм высокой печати
Фотополимерные печатные формы – это формы высокой печати, у которых печатающие (а в некоторых случаях и пробельные) элементы сформированы из фотополимеров. Они представляют собой тонкую монолитную плоскую или полукруглую (под формат печатного цилиндра) пластину с рельефным изображением текста и иллюстраций.
Фотополимер представляет собой высокомолекулярное соединение сшитой (трехмерной) структуры, полученной в результате светового воздействия на фотополимеризующийся материал. Важнейшими компонентами таких материалов являются полимеры – производные целлюлозы и поливинилового спирта, полиамиды. В качестве сшивающих агентов используются ненасыщенные мономеры, олигомеры или их смеси. В результате экспонирования фотополимеризующихся материалов через негатив в его слое формируются рельефные печатающие элементы (рис. 9).
Рис. 9. Схема изготовления фотополимерных печатных форм из твердых фотополимеризующихся материалов
1 – металлическая пластина, 2 – противоореольный слой, 3 – твердый фотополимерный материал, 4 – прозрачные участки фотоформы, 5 – непрозрачные участки фотоформы.
Пробельные элементы образуются за счет удаления незаполимеризованного материала.
Фотополимерные печатные формы характеризуются простотой технологии изготовления, высокой тиражестойкостью, хорошим качеством воспроизведения текстовой и изобразительной информации.
По своему физическому состоянию фотополимеризующиеся материалы подразделяются на твердые, находящиеся в воздушно-сухом состоянии и жидкие - текучие. В твердых среди других компонентов находится пленкообразующий полимер, а в жидких вместо него вводятся жидкие ненасыщенные олигомеры и мономеры. Под воздействием ультрафиолетового излучения происходит полимеризация. При этом твердые фотополимеризующиеся материалы становятся не растворимыми в тех растворителях, в которых они растворялись до облучения, а жидкие фотополимеризующиеся материалы переходят в твердое также нерастворимое состояние. Формы изготовленные из твердых фотополимеризующихся материалов находят более широкое применение.
Печатные формы из твердых фотополимеризующихся материалов изготавливаются на промышленно произведенных пластинах. Такие пластины состоят из металлической подложки толщиной 0,2-0,3 мм, к которой прикреплен с помощью противоореольного слоя слой фотополимеризующегося материала толщиной 0,4-1,5 мм и более.
В зависимости от состава фотополимеризующихся материалов фотополимерные формы можно разделить на три группы: спиртоводовымываемые (на основе полиамидов), щелочеводовымываемые (на основе соединений целлюлозы) и водовымываемые (на основе поливинилового спирта).
Процесс изготовления фотополимерных печатных форм состоит обычно из следующих операций:
Предварительное (кратковременное) освещение слоя источниками УФ-излучения (рис. 9б), вызывающее в слое химическую реакцию, связывающую кислород. Это увеличивает светочувствительность слоя и повышает качество печатных форм.
Экспонирование через негативы (рис. 9в). УФ-излучение, проходя через прозрачные участки негатива, проникает на всю глубину слоя и полимеризует его. В результате диффузионного излучения полимеризация распространяется в стороны, а в нижней части она расширяется за счет отраженного от подложки излучения. Таким образом, сформированные печатающие элементы приобретают оптимальный для печатания трапециидальный профиль. Экспонирование производят в экспонирующих установках, принцип работы которых аналогичен работе копировальных станков используемых при изготовлении форм плоской офсетной печати.
Вымывание незаполимеризованного слоя с пробельных элементов (рис. 9г) проводится в течении нескольких минут в вымывных машинах или совместно с последующими операциями в специализированных поточных линиях.
Доэкспонирование после промывки и сушки (рис. 9д) осуществляется дополнительным освещением формы УФ-излучением в течении нескольких минут. В результате этой операции увеличивается степень полимеризации и ее равномерность по всему объему печатающих элементов, что способствует увеличению тиражестойкости формы.
Флексографские печатные формы - описание процесса изготовления..
Для того, чтобы получить требуемую печатную продукцию, необходимо изготовить или купить печатную
форму, которая будет наносить краску на запечатываемый материал.
Чтобы изготовить печатную форму, необходима фотополимеризуемая (формная) пластина, при
воздействии на которую и ее последующей обработке получается нужная печатная форма, пригодная
для печатания тиража. Таким образом, формная пластина - это регистрирующий материал,
используемый для изготовления формы для флексопечати.
Возможны следующие технологии изготовления флексографских форм:
- Аналоговая - исходная информация для записи на формную пластину представлена в
вещественном виде; - Цифровая - исходная информация для записи на формную пластину представлена в цифровом
виде.
Аналоговая технология
заключается в следующем: необходимо привести в контакт формную пластину и
фотоформу - негатив, который содержит в себе информацию для записи на формную пластину. После
этого проходят следующие стадии:
- Экспонирование (засвечивание) оборотной стороны формной пластины. Засвеченные молекулы
полимера образуют сетчатую структуру и становятся нерастворимыми. Данная стадия служит для
формирования основания печатной формы, которое определяет глубину пробельных элементов.
Стадия проводится под действием УФ-А излучения. - Основное экспонирование (засвечивание) - служит для формирования правильного профиля
печатающего элемента. Данная стадия должна проходить в вакууме, благодаря чему достигается
необходимое качество формы для флексопечати и, как следствие, печатной продукции. Здесь
происходит процесс полимеризации (закрепления) фотополимеризуемого слоя. Эта стадия также
проводится под действием УФ-А излучения. - Вымывание - служит для удаления участков полимера, не затвердевшего при экспонировании.
- Сушка - служит для удаления растворителя, который впитался в формную пластину, чтобы
устранить набухание печатающих элементов, стабилизировать печатные свойства и повысить
тиражестойкость печатной формы. - Финишинг - эта стадия служит для устранения липкости, которая возникает из-за наличия на
поверхности формы тонкого слоя высоковязкой жидкости. Осуществляется под действием УФ-С
излучения. - Дополнительное экспонирование - служит для увеличения прочности печатающих элементов.
Осуществляется под действием УФ-А излучения.
По типу вымывного раствора формные пластины можно разделить на:
- Водовымывные.
- Сольвентные.
Для водовымывных пластин используется обыкновенная водопроводная вода. После осуществления
процесса вымывания получившийся раствор можно сливать в канализацию, так как в нем нет твердых
остатков, хлорпроизводных и иных вредных органических веществ и все его составные части могут
биологически разлагаться.
Для спиртовымывных пластин используется смесь спирта и воды. После осуществления процесса
вымывания получившийся раствор необходимо собирать в емкость и очищать в регенерационных
установках, либо утилизировать как специальные отходы. К тому же процесс изготовления форм при
помощи спирта не является экологически чистым: образующиеся пары оказывают вредное влияние на
здоровье человека.
Однако при использовании спиртовымывных пластин можно получить лучшие градационные
характеристики оттисков, например, проработку сложных цветовых оттенков, и тиражестойкость данных
форм будет выше, чем водовымывных. Если к печатной продукции не предъявляются особые
требования по градационным характеристикам, то лучше использовать водовымывные формные
пластины.
Для улучшения качества оттисков флексографиских форм в аналоговой технологии необходимо устранить некоторые трудности:
- Неплотный прижим фотоформы к формной пластине при экспонировании.
- Получение низкой оптической плотности непрозрачных участков фотоформы и, как следствие,
низкую оптическую плотность на оттиске. - Возможность искажений из-за попадания пыли при экспонировании с фотоформы на формную
пластину.
Устранение этих трудностей - достаточно сложная задача.
Аналоговая технология получила своего последователя в виде технологии Kodak Flexcel NX, которая
позволяет получить стабильную жесткую точку с плоским верхом. Суть технологии заключается в
использовании вместо фотоформы термочувствительной многослойной пленки, разработанной
компанией Kodak - Kodak Flexcel NX 830 Thermal Imaging Layer - TIL, на которой записывается
негативное изображение. После записи изображения пленку прикатывают к обычной аналоговой форме
с помощью ламинатора. Далее следует обычная последовательность стадий, которые свойственны
аналоговому процессу.
Цифровые технологии изготовления печатных форм (форм для флексопечати) осуществляются:
- Прямым лазерным гравированием.
- По цифровой масочной технологии.
Прямое лазерное гравирование предполагает использование лазера, чаще всего - на углекислом газе,
который удаляет приемный слой на участках воздействия излучения. При его использовании с
применением различных способов модуляции излучения обеспечивается получение лазерного пятна
диаметром, не превышающим 20 мкм. В качестве формного материала для прямого гравирования
применяется либо предварительно фотополимеризуемая (формная) пластина, либо эластомеры (резина
и ее производные), либо полимеры.
Данный способ получения формы для флексопечати имеет следующие
недостатки:
- Из-за влияния теплопроводности при высоких мощностях лазера в экспонируемом материале
неизбежно возникает эффект смазывания, что приводит к появлению зернистой структуры. - В момент включения и выключения лазера возникает так называемый «эффект памяти», который
приводит к отклонениям в работе лазера и, как результат, к кратковременной неправильной
передаче тонов изображения. Производительность данной технологии при записи
высоколиниатурных изображений не превышает 0,06 м²/ч (что соответствует одной странице
формата А4 в час). Поэтому высокомощные лазеры применяются только для записи штриховых
изображений или изображений с низкой линиатурой, не превышающей 48 лин/см. - Образование большого количества пыли, что, несмотря на наличие необходимых мощных
отсасывающих и фильтрующих устройств, часто приводит к загрязнению оборудования и
производственных помещений.
Однако большим преимуществом технологии прямого гравирования является получение готовой
печатной формы сразу после завершения процесса гравирования. Это одноступенчатый процесс, не
требующий дополнительной обработки материала, связанной с временными и денежными затратами.
Цифровая масочная технология
заключается в том, что запись изображения осуществляется с
помощью лазера на масочном слое формной пластины и создается маска. Масочный слой представляет
собой слой формной пластины толщиной 8-10 мкм. Это сажевый наполнитель в растворе олигомера,
который обладает чувствительностью к ИК-излучению (больше 830нм), т.е. это термочувствительный
слой. Благодаря поглощению ИК-излучения масочным слоем происходит изменение его агрегатного
состояния на поверхности формной пластины и формируется негативное изображение - маска (аналог
фотоформы). Изображение, полученное на маске, при основном экспонировании в дальнейшем
переносится на формную пластину. Дальнейшие стадии изготовления форм не отличаются от
изготовления печатных форм по аналоговой технологии.
В цифровой масочной технологии есть ряд преимуществ по сравнению с
аналоговой и технологией прямого лазерного гравирования
- В классической цифровой технологии основное экспонирование происходит без вакуумирования и
осуществляется на воздухе, в отличие от аналоговой технологии; - отсутствие проблем из-за неплотного прижима фотоформы к формной пластине при
экспонировании, как в аналоговой технологии. - Отсутствие искажений из-за низкой оптической плотности непрозрачных участков фотоформы, и как
следствие, темных участков оттисков. - Отсутствие искажений из-за возможности попадания пыли при экспонировании с фотоформы на
формную пластину.
Цифровая масочная технология позволяет добиться следующих результатов:
- Воспроизводить на печатной форме растровые точки меньших по размеру от 1% до 99%.
- Получить изображение с линиатурой растрирования до 180 lpi.
У цифровой масочной технологии имеются следующие последователи:
- Технология LUX от MacDermid
- заключается в нанесении специальной пленки LUX на
поверхность формной пластины, которая препятствует процессу кислородного ингибирования, тем
самым позволяя получить на формной пластине точку с плоской вершиной. После чего проводятся
следующие действия: основное экспонирование, снятие мембраны, после этого стадии создания
формы не отличается от классической. - Технология Next от FlintGroupe
- заключается в использовании более мощного источника УФ-
излучения, встроенного в экспонирующее устройство. Мощный световой поток ускоряет процесс
полимеризации, тем самым уменьшая кислородное ингибирование, благодаря чему печатные
элементы приобретают плоскую вершину. - Технология DigiFlow от DuPont
- заключается в том, что стадия основного экспонирования
производится в среде инертного газа - азота. Таким образом, создается контролируемая
атмосфера, что позволяет воспроизводить на формной пластине элементы изображения 1:1 и
получать точки с плоской вершиной. - Технология FAST от DuPont
- заключается в том, что термально размягченные
незаполимеризованные элементы формной пластины переходят в вязко-текучее состояние и
переносятся на нетканый материал - «полотенце». Таким образом, не требуется операция сушки.
Технологическая цепочка сокращается до 5 этапов - экспонирование оборотной стороны,
основное экспонирование, удаление незаполимеризованного слоя, финишинг, дополнительное
экспонирование. - Технология Сyrel round от DuPont
- заключается в том, что для печати используются не плоские
пластины, а гильзовые Cyrel round или Cyrel FAST round. Формы на гильзах монтируются до
вымывания, что обеспечивает одинаковую высоту растровых и штриховых элементов. Данная
технология обеспечивает возможность безразрывной печати.
