Московский Государственный Университет Печати им. И. Федорова

Кафедра «Технология допечатных процессов»

Контрольная работа

по дисциплине: «Технология формных процессов»

Москва, 2011

Цифровые технологии: CTP и CTcP плоской офсетной печати

CTP

Цифровые технологии изготовления офсетных печатных форм по схеме «Компьютер – печатная форма» осуществляется путем поэлементной записи изображения на формные пластины. Формирование изображения происходит в результате лазерного воздействия излучения.

Система CtP включает в себя три основные составляющие:

• компьютеры, которые обрабатывают цифровые данные и управляют их потоками;
• устройства записи на формные пластины (устройства экспонирования, формовыводные устройства);
• формный материал (формные пластины с различными копировальными слоями, чувствительными к определённым длинам волн).

Существует много различных типов лазеров, используемых для изготовления печатных форм, они работают в различных частотных диапазонах и обладают различными показателями записи изображения. Все лазеры можно разделить на две основные категории: близкие к инфракрасному спектру термальные лазеры и лазеры видимого спектра излучения. Термальные лазеры экспонируют печатную пластину воздействием тепла, а пластины видимого спектра производят запись воздействием света. Необходимо использовать пластины, специально разработанные для того или иного типа лазеров, иначе правильной регистрации изображения не произойдет; в равной степени это относится и к проявочным процессорам.

Типы формных пластин

Основные типы формных пластин для CtP представлены бумажными, полиэфирными и металлическими пластинами.

Бумажные пластины

Это самые дешевые пластины для CtP. Их можно увидеть в маленьких типографиях коммерческой печати, в салонах быстрой печати, для работ с низким разрешением, «грязных», для которых приводка не имеет значения. Тиражеустойчивость, или тиражестойкость таких форм - низкая, обычно менее 10000 оттисков. Разрешающая способность чаще всего не превышает 133 lpi.

Полиэстровые формные пластины

Эти пластины имеют более высокую разрешающую способность, чем бумажные, в то же время они дешевле металлических. Их применяют для работ среднего уровня качества для печати в одну и две краски - а также для четырехкрасочных заказов, - в том случае если цветопередача, приводка и четкость изображения не имеют критического значения.

Формный материал представляет собой полиэстеровую пленку толщиной около 0,15 мм, одна из сторон которой имеет гидрофильные свойства. Эта сторона воспринимает тонер, наносимый лазерным принтером или ксероксом. Участки, не покрытые тонером, в процессе печати удерживают на себе пленку увлажняющего раствора и отталкивают краску, тогда как запечатанные участки, наоборот, ее воспринимают. Поскольку это светочувствительные пластины, их загрузка в экспонирующее устройство выполняется в комнате со специальным освещением, так называемой «темной» или «желтой» комнате. Такие формные пластины доступны в формате до 40 дюймов, или 1000 мм, и толщиной 0,15 и 0,3 мм. Пластины толщиной 0,3 мм являются уже третьим поколением этого типа материалов, имеющим толщину, аналогичную толщине формных пластин на металлической основе для четырех и восьмикрасочных машин.

При установке на формном цилиндре и превышении усилия натяжения может возникнуть растяжение полиэстровой печатной формы. Также растяжение формы часто наблюдается на полноформатных машинах. В настоящий момент возможно использование полиэстровых печатных форм при полноцветной печати. При двух и четырехкрасочной печати чаще наблюдается растяжение бумаги, чем формы. Тиражестойкость полиэстровых форм составляет 20–25 тыс. оттисков. Максимальная линиатура 150–175 lpi.

Металлические пластины

Металлические пластины имеют алюминиевую основу; они способны поддерживать самую резкую точку и самый высокий уровень приводки. Существует четыре основных разновидности металлических пластин: галогенидосеребряные пластины, фотополимерные пластины, термальные пластины, а также гибридные.

Серебросодержащие пластины

Пластины покрыты светочувствительной эмульсией, содержащей галогениды серебра. Состоят из трёх слоёв: барьерного, эмульсионного и противострессового, нанесённых на алюминиевую основу, подвергнутую предварительно электро-химическому зернению, анодированию и специальной обработке для катализации миграции серебра и обеспечению прочности его закрепления на пластине (рис. 8). Непосредственно на алюминиевой основе находятся также мельчайшие зародыши коллоидального серебра, в ходе последующей обработки восстанавливающиеся до металлического.

Строение серебросодержащей пластины

Все три водорастворимых слоя наносятся за один цикл. Данная технология нанесения многослойных покрытий очень близка к используемой в производстве фототехнических плёнок, и позволяет оптимизировать свойства пластины за счёт придания каждому слою специфических характеристик. Так, барьерный слой изготавливается из безжелатинового полимера, содержит частицы, способствующие наиболее полному удалению остатков всех слоёв внеэкспонированной области в ходе проявки пластин, что стабилизирует её печатные свойства. Кроме этого, слой содержит светопоглащающие компоненты для минимизации отражения от алюминиевой основы. Эмульсионный слой этих пластин состоит из светочувствительных галогенидов серебра, обеспечивающих высокую спектральную чувствительность материала и скорость экспонирования. Верхний антистрессовый слой служит для защиты эмульсионного слоя. Содержит также специальные полимерные соединения, облегчающие удаление прокладочной бумаги в автоматических системах, и светопоглащающие в определённой зоне спектра компоненты для оптимизации разрешения и условия работы с безопасным освещением.

Серебросодержащие пластины являются очень чувствительными к излучению и простыми в использовании, но недостатком их является низкая тиражестойкость до 350 000 оттисков и вдобавок, согласно закону об охране окружающей среды, требуют процедуры регенерации серебра после их использования.

3.3.2 Фотополимерные пластины

Это пластины с алюминиевой основой и полимерным покрытием которое придает им исключительную тиражеустойчивость - 200000 и более оттисков. Дополнительный обжиг печатных форм до печати тиража может увеличить срок службы печатной формы до 400 000 - 1 000 000 оттисков. Разрешающая способность печатной формы позволяет работать с линиатурой растра 200 lpi и «стохастикой» от 20 мкм, она выдерживает очень высокие скорости печати. Эти пластины предназначены для экспонирования в устройствах с лазером видимого света – зеленым или фиолетовым.

Строение фотополимерной пластины

Фотополимерная технология экспонирования предполагает негативный процесс, то есть лазерной засветке подвергаются будущие печатные элементы. Пластины являются промежуточными по чувствительности между термальными и серебросодержащими.

Термальные пластины

Состоят из трёх слоёв: алюминиевой подложки, печатного слоя и термочувствительного слоя, который имеет толщину менее 1 мкм, т.е. в 100 раз тоньше человеческого волоса.

Строение термальной пластины

Регистрация изображения на этих пластинах выполняется излучением невидимого спектра, близкого к инфракрасному. При поглощении ИК-энергии поверхность пластины нагревается и образует участки изображения, с которых удаляется защитный слой, - происходит процесс абляции, размывания; это «аблативная» технология. Высокая чувствительность верхнего слоя к ИК-излучению обеспечивает непревзойденную скорость формирования изображений, поскольку для экспонирования пластины лазером требуется малое время. Во время экспонирования, свойства верхнего слоя преобразуются под действием наведенного тепла, поскольку при лазерном облучении температура слоя поднимается до 400˚С, что позволяет назвать процесс термоформированием изображения.

Пластины делятся на три группы (поколения):

Термочувствительные пластины с предварительным нагревом;

Термочувствительные пластины, не требующие предварительного нагрева;

Термочувствительные пластины, не требующие дополнительной обработки после экспонирования.

Термальным пластинам свойственна высокая разрешающая способность, тиражеустойчивость обычно указывается производителями на уровне 200 000 и более оттисков. При дополнительном обжиге некоторые пластины способны выдержать миллионный тираж. Одни разновидности термальных пластин рассчитаны на трехсоставную проявку, другие подвергают предварительному обжигу, который заканчивает процесс записи изображения. Поскольку экспонирование производят при помощи лазеров вне видимого спектра, нет необходимости в затемнении или специальном защитном освещении. При обработке термочувствительных пластин второго поколения исключается трудоемкая стадия предварительного нагрева, требующая временных и энергетических затрат. Благодаря тому, что пластины имеют стойкие к разного рода химическим реагентам печатные элементы, их можно использовать с самыми разными вспомогательными материалами и красками, например, в печатных машинах со спиртовой системой увлажнения и при печати УФ-отверждаемыми красками. Пластины обеспечивают воспроизведение растровой точки в интервале 1 - 99% при линиатуре до 200 lpi, что позволяет использовать их для печати работ, требующих самого высокого качества.

Но, несмотря на эти преимущества, слабой стороной этой технологии является более высокая совокупная стоимость термальных пластин и высокая стоимость термальных экспонирующих устройств по сравнению со светочувствительными системами. Такие пластины требуют оснащения устройства СtР вакуумной установкой для удаления отходов.

CTcP

Цифровые технологии изготовления офсетных печатных форм реализуются не только путем записи изображения на формовыводных устройствах по технологии СТР, но и с помощью УФ-излучения в устройстве типа UV-Setter фирмы Basys Print. Эта технология, известная как «компьютер - традиционная печатная форма» - СТсР, осуществляется путем записи изображения на формную пластину с копировальным слоем.

Способ записи изображения в этой технологии основан на цифровой модуляции излучения с помощью микрозеркального устройства - чипа, каждое зеркало которого управляется таким образом, что во включенном положении единичное микрозеркало направляет поступающий на него световой сигнал через фокусирующую линзу на формную пластину; в выключенном состоянии отраженный от микрозеркала свет на пластину не попадает и, следовательно, не регистрируется на ней.

Таким образом происходит запись изображения на формную пластину, при этом каждое микрозеркало (а их порядка 1,3 млн штук) формирует субэлемент изображения квадратной формы с резкими краями (рис. 1).

Поскольку в устройстве UV-Setter используются в настоящее время источники, дающие излучение в УФ-диапазоне спектра, то практическое применение находят формные пластины с копировальным слоем как с позитивным, так и негативным. При этом использование формных пластин с негативным копировальным слоем позволяет повысить производительность за счет того, что для записи на них (с учетом принципа получения деталей изображения при экспонировании) требуется меньшее время.

Рис. 1. Увеличенный фрагмент структуры поверхности печатной формы I

И конфигурация полученных на ней растровых точек II

Пока на рынке присутствует только одна группа серийно выпускаемых CTcP-устройств - это формоизготовители UV-Setter фирмы basysPrint (Германия). Компания basysPrint была основана в 1995 году немецким инженером Фридрихом Люллау с целью коммерческой реализации разработанной им технологии DSI (Digital Screen Imaging - цифровое растровое экспонирование).

Описание работы

Цифровые технологии изготовления офсетных печатных форм по схеме «Компьютер – печатная форма» осуществляется путем поэлементной записи изображения на формные пластины. Формирование изображения происходит в результате лазерного воздействия излучения.

При изготовлении форм плоской офсетной печати негативным копированием в качестве фотоформы используются негативы, а в качестве формных пластин либо монометаллические (алюминиевые) с нанесенным на них КС на основе ФПК, либо биметаллические (полиметаллические) пластины с КС основе ПВС.

Процесс получения печатной формы состоит из следующих стадий:

экспонирование через негатив, в результате чего проходящий через прозрачные участки свет вызывает дубление (фотополимеризацию) только на будущих печатающих элементах формы по всей толщине КС;

проявление копии (для слоев на основе ПВС – проявителем является вода, для слоев на основе ОНХД – проявитель, имеющий щелочную среду);

финишинговая обработка копии.

Слои на основе ПВС сняты с производства, так как обладают таким вредным свойством, как темновое дубление. Пластины с фотополимерным КС выпускаются за рубежом, поэтому дорогие.

Кроме монометаллических форм, негативным копированием изготавливаются и полиметаллические формы (чаще всего биметаллические), где печатающие и пробельные элементы находятся на разных металлах. Данные формы изначально предназначались для печати больших тиражей, но на данный момент они уже не используются.

Позитивное копирование

Этот способ является основным для изготовления монометаллических форм. Он характеризуется простотой и малооперационностью, легко автоматизируется и позволяет получать формы с хорошими технологическими свойствами для печати разнообразной продукции тиражами от 100–150 тыс. оттисков и выше.

Для процесса изготовления монометаллических печатных форм используются пластины из зерненного алюминия с нанесенным на него светочувствительным слоем на основе ОНХД. Для повышения тиражестойкости монометаллических форм используют термическую обработку (сразу после «стоп-ванны») в течение 3–6 минут при 180–200 о С.

Все стадии изготовления форм плоской офсетной печати позитивным копированием автоматизированы. На рынке в большом количестве представлены разнообразное оборудование и материалы отечественного и импортного производства, подобрать их не составит большой сложности.

Основная литература: (8 , 5 )

Дополнительная литература: (3 ; 4, №3 2003г.)

Контрольные вопросы :

Сущность фотомеханического способа изготовления печатных форм.

Сущность электрографического способа изготовления печатных форм.

Основные способы закрепления изображения на пластине.

В чем заключается изготовление форм плоской офсетной печати форматной записью копированием с фотоформ?

Сущность процесса электрофотографирования.

Тема лекции №10. Формы высокой печати

Разновидности форм высокой печати

В зависимости от особенностей печатного процесса (построение красочного аппарата, наличия декеля и т.д.) и от твердости поверхности различают флексографские и типографские печатные формы.

Флексографские – это фотополимерные формы, которые можно классифицировать по ряду признаков:

1) физическое состояние ФПК (формы, изготовленной из твердой и жидкой ФПК);

2) химический состав слоя, зависящий от состава ФПК;

3) конструкция (геометрическая форма) – они могут быть пластинчатыми и цилиндрическими (в том числе, бесшовными и рукавными).

Флексографские фотополимерные формы различаются также строением (они могут быть однослойными и многослойными), типом подложки (полимерная или металлическая), а также толщиной, форматом, стойкостью форм к растворителям и по другим параметрам.

Типографские формы в зависимости от природы материала делятся на металлические и фотополимерные (ФППФ). В настоящее время в основном используются фотополимерные печатные формы. Они изготавливаются из твердой ФПК на полимерной или металлической подложках, различаются толщиной и форматом.

Структура форм высокой печати . Как флексографские, так и типографские фотополимерные печатные формы могут иметь различную структуру, которая зависит от строения используемого для их изготовления формного материала. Чаще всего печатающие элементы форм состоят из фотополимера (рис. 10.1, а, в, г ), а пробельными элементами служат или подложка 1, или основание формы, или несущий слой 8 со стабилизирующей пленкой 9. В отличие от фотополимерных форм на металлических типографский формах печатающие и пробельные элементы состоят из металла, причем на поверхности печатающих элементов расположен копировальный слой 5 (рис. 10.1, б ). Основными параметрам, 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.

Общие схемы изготовления форм высокой печати . Флексографские (пластинчатые) фотополимерные формы

1) контроль фотоформы и формной пластины;

3) экспонирование оборотной стороны формной пластины;

4) основное экспонирование через негативную фотоформу;

5) удаление (вымыванием или с помощью термической обработки) незаполимеризованного слоя;

6) сушка (в случае использования вымывания);

7) финишинг (устранение липкости формы);

8) дополнительное экспонирование.

Особенностью изготовления цилиндрических форм является то, что после экспонирования оборотной стороны ФПП, пластина приклеивается на гильзу (представляющую собой тонкостенный цилиндр из металла или стекловолокна) или на формный цилиндр. Последующий формный процесс проводится уже с цилиндрическим формным материалом.

Процесс изготовления цилиндрической бесшовной формы включает операции:

1) расчет размеров и разрезка ФПП;

2) экспонирование оборотной стороны пластины;

3) нанесение липкого слоя на гильзу;

4) размещение пластины на гильзе и сплавление стыковых краев;

5) шлифование поверхности ФПП (до необходимого размера);

6) основное экспонирование через фотоформу;

7) удаление незаполимеризованной ФПК;

9) окончательная отделка формы.

а – типографская фотополимерная форма; б – 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 – кислостойкое защитное покрытие

Рисунок-10.1 – Строение форм высокой печати

Цилиндрические рукавные формы изготавливаются из рукавного фотополимеризуемого материала. Экспонирование оборотной (внутренней) стороны в данном случае проводится при получении самого материала, а форма изготавливается аналогично изготовлению ФППФ, начиная с операции основного экспонирования.

Типографские фотополимерные формы изготавливаются по следующей схеме:

1) контроль негативной фотоформы и формной пластины;

2) подготовка оборудования и выбор технологических режимов экспонирования и обработки;

3) основное экспонирование через фотоформу;

4) удаление незаполимеризованного слоя вымыванием;

6) дополнительное экспонирование.

В отличие от технологии изготовления флексографской фотополимерной формы при изготовлении типографской формы отсутствуют стадии экспонирования оборотной стороны пластины и финишинга.

Особенности формирования печатающих элементов типографских форм. Формирование печатающих элементов фотополимерных 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 фотополимеризации. Степень фотохимических превращений уменьшается с глубиной проникновения излучения.

Применительно к типографским фотополимерным формам ряд исследователей описывают процесс формирования печатающих элементов с помощью изоэнергетических кривых. В соответствии с этим печатающий элемент формируется послойно, как раздуваемая оболочка, первоначальная площадь поверхности которой равна площади прозрачного участка фотоформы. На практике послойная полимеризация приводит к формированию печатающих элементов с различным профилем.

Особенности формирования печатающих элементов типограф­ских форм связаны с наличием в структуре формной пластины до­полнительного слоя, называемого противоореольным (или противоореольно-адгезионным, когда он совмешен с адгезионным), который служит для перераспределения отраженного от подложки излучения. В результате образованного этим слоем диффузного излучения по­лимеризация распространяется в стороны и в нижней части печа­тающий элемент расширяется, приобретая трапециидальную форму.

Особенности формирования печатающих элементов флексографских форм. В отличие от типографских при формировании пе­чатающих элементов флексографских форм на полимеризацию у их основания оказывает влияние экспонирование оборотной стороны пластины. Для того чтобы печатающий элемент был прочно прикреплен к основанию, сформированному при экспониро­вании оборотной стороны, не должно оставаться ФПК, не подверг­нутой полимеризации. Помимо этого, на формирование печатающих элементов также влияют параметры фотоформы, т.е. размеры ее прозрачных участков и их оптическая плотность.

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 сопровож­дается проникновением раствора (или воды) в толщу полимера, про­исходит 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 по­лимере. Это обусловлено наличием сильных физических или хими­ческих 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 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.

Формирование печатающих и пробельных элементов металлических типографских форм. Изготовление металлических типографских форм включает про­цессы 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 + 10HNO 3 = 4Me(NO 3) 2 + NH4NO3 + 3 Н 2 О.

Используемый при этом травящий раствор может представлять собой эмульсию. Эмульсионное травление основано на сложных фи­зико-химических явлениях.

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 непре­рывно образуется тонкая защитная пленка, препятствующая травле­нию металла. Струи эмульсии сдвигают защитную пленку со дна пробельного элемента на боковые грани печатающих элементов (рис. 10.2, г, д), благодаря чему травление продолжается вглубь без подтравливания печатающих элементов. В наиболее узких пробель­ных элементах 1 (рис. 10.2, 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.

а-е – этапы процесса; 1-4 – участки формы

Рисунок-10.2 – Схема одноступенчатого травления металлической формы высокой печати

Избирательность травления участков поверхности копии опре­деляется 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 ме­таллической формы (см. рис. 10.2, б). После травления копироваль­ный слой остается на печатающих элементах, так как он не мешает процессу печатания.

Основная литература: (1 , 2 )

Дополнительная литература: (3 )

Контрольные вопросы:

Виды форм высокой печати.

Структура форм высокой печати.

Схема изготовления флексографских фотополимерных форм.

Схема изготовления типографских фотополимерных форм.

Формирование печатающих и пробельных элементов форм высокой печати.

Тема лекции №11. Общие сведения о цифровых технологиях формных процессов

Преимущества цифровых технологий формных процессов

Технологии формных процессов, использующие форматную запись воспроизводимой информации на формную пластину (или цилиндр), 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 информации), при использовании поэлементной записи информации, они известны более 40 лет. Решения, найденные при их разработках и прошедшие 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 промежуточных носителей информации, как фотоформы или РОМ, которые необходимы для реализации аналоговых технологий изготовления печатных форм форматной записью. Это позволяет сократить длительность технологического процесса, а также повысить качество печатных форм. Ускорение процесса обеспечивается за счет сокращения стадий, необходимых для получения печатной формы. Исключения таких стадий, как экспонирование и химико-фотографическая обработка фотопленок, а также копирование фотоформ позволяет повы­сить качество печатной формы из-за отсутствия случайных и система­тических ошибок многостадийного процесса. Наряду с этим обеспе­чивается 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 про­изводственные площади.

При использовании цифровых технологий обеспечивается также возможность внедрения систем организации рабочих потоков (от англ. – workflow ).

Основные разновидности цифровых технологий формных процессов

В настоящее время цифровые технологии применяются для изго­товления печатных форм всех классических способов печати. Запись информации может осуществляться: гравированием, лазерным воз­действием, 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 эле­менты. Гравирование используется для изготовления форм глубокой и флексографской печати.

Лазерное воздействие излучения на тонкие приемные (регист­рирующие) слои формных пластин используется для записи инфор­мации в процессе изготовления офсетных печатных форм, а также для записи информации на масочные слои формных пластин или ци­линдров 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.

Термоперенос реализует возможности термографического спо­соба. Он осуществляется с помощью лазерного излуче­ния и используется для изготовления офсетных форм.

Лазерная запись 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, продолжи­тельности действия и ряда других параметров, а также природы облучаемого материала различают процессы двух типов: световые и тепловые.

Световые процессы происходят в формных материалах, если интенсивность лазерного излучения невелика и оно поглощается частицами вещества, способными к фото- и физико-химическим ре­акциям. Инициированные лазерным излучением световые процессы могут быть аналогичны фотохимическим, которые происходят под действием обычных источников светового излучения, но интенсивность протекания превращений исходных реагентов выше.

Тепловые процессы под действием излучения проходят ряд по­следовательных стадий: нагревания, плавления и испарения или воз­гонки - сублимации (от лат. sublimo - возношу), т. е. перехода ве­щества в результате нагревания из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое.

Развитие процесса в формных материалах при повышении плотности лучистой энергии (отношения мощности к площади из­лучения) 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 энергии излучения и нагреванием материала. Может происходить также процесс непосредственного взаимодействия квантов со структурными элементами материала. В результате поглощения ла­зерного излучения повышение температуры материала иногда со­провождается 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.

Лазеры, используемые 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 СО 2). Они генерируют излучение в видимом и ИК-спектральных диапазонах длин волн.

Гелий-неоновые лазеры (красные лазеры) с λ = 633 нм характе­ризуются стабильностью параметров, устойчивостью к внешним воздействиям и мощностью излучения не более 100 мВт.

Ион-аргоновые (синие) лазеры генерируют излучение с λ = 488 нм. Средняя мощность этих лазеров составляет 500 мВт.

Лазеры на СО 2 генерируют излучение с λ = 10600 нм мощностью от нескольких десятков ватт (в непрерывном режиме работы) до не­скольких 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). Твердотельные лазеры генерируют излучение в ИК-диапазоне длин волн. Эти лазеры можно использовать с оптическими сис­темами удвоения и утроения пространственной частоты, что позволяет получать излучение как в видимой, так и УФ-областях спектра. Твердотельные лазеры обеспечивают возможность получения значительной мощности излучения (от нескольких мВт до нескольких кВт).

Различают твердотельные лазеры с ламповой или полупроводниковой (диодной) накачкой. Лазеры с ламповой накачкой имеют невысокий КПД и требуют использования внешнего водяного охлаждения. Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой имеют более высокий КПД и при их использовании можно достичь рачительной мощности излучения при высоком качестве лазерно­го 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). 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 λ = 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.

Требования к лазерам, используемым в формных процессах

Требования, предъявляемые к лазерам, используемым в качестве ин­струмента для поэлементной записи информации на формные материалы, определяются теми функциями, которые лазер выполняет в цифровой технологии: осуществляет гравирование, реализует лазер­ное воздействие или обеспечивает термоперенос. Выполнение ука­занных функций обеспечивается выбором лазера с соответствующи­ми параметрами. Значимость того или иного параметра определяется конкретной цифровой технологией, а необходимые ве­личины этих параметров зависят от типа используемого в техноло­гии формного материала. Так, при использовании лазеров для грави­рования 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 ма­териалов и могут отличаться для слоев различных типов. Сущест­венным 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 опти­мальном согласовании со спектральной чувствительностью прием­ного слоя обеспечивается высокая актиничность действия излучения и, как следствие, сокращение времени записи информации.

Определяя требования к параметрам лазеров необходимо учиты­вать, что их стабилизация имеет решающее значение при записи ин­формации на формные материалы. Немаловажными являются также требования к эксплуатационным показателям лазеров, которые ха­рактеризуют их технико-экономические возможности и определяют целесообразность применения для записи информации в цифровых формных процессах.

Основная литература: (2 )

Дополнительная литература: (5, 6, 7)

Контрольные вопросы:

Какие преимущества имеют цифровые технологии формных

процессов?

Виды цифровых технологий формных процессов.

Лазерная запись информации на формные материалы.

Лазеры в формных процессах.

Требования к лазерам, используемым в формных процессах.

Тема лекции №12. Цифровые технологии изготовления форм плоской офсетной печати

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 по следующим основным при­знакам:

тип источника излучения;

способ реализации технологии;

тип формного материала;

процессы, происходящие в приемных слоях,

В издательско-полиграфической практике и технической литера­туре в зависимости от способа реализации технологий принято раз­личать три их варианта:

1) компьютер - печатная форма (СtР);

2) компьютер - печатная машина (CtPress);

3)компьютер - традиционная печатная форма (СtсР), с изготов­лением формы на формной пластине с копировальным слоем.

В цифровых технологиях СtР и CtPress в качестве источников излучения используются лазеры. Поэтому эти технологии называют лазерными, УФ-излучение лампы применяется только в технологии СtсР. Поэлементная запись информации по технологии СtР и СtсР проводится на автономном экспонирующем устройстве, а по техно­логии 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 СtР, 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 СtР и CtPress, которые ис­пользуются как в ОСУ, так и в ОБУ, технология изготовления форм по схеме СtсР применяется в ОСУ.

Разновидности печатных форм и их структура . Единой обще­принятой классификации форм плоской офсетной печати, изготов­ленных по цифровым технологиям, не существует. Однако их можно классифицировать по тем же признакам, что и цифровые технологии. 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, ко­торые 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.

1 - подложка; 2 - пробельный элемент; 3 - печатающий элемент

Рисунок-12.1 – Структуры форм плоской офсетной печати, изготовленных

по различным цифровым технологиям на разных типах (а-е) формных пластин

На рис. 12.1 упрощенно показаны структуры форм плоской оф­сетной печати с увлажнением пробельных элементов, полученные по наиболее широко используемым цифровым технологиям:

1) печатающим элементом может быть экспонированный светочув­ствительный или термочувствительный слой, слой осажденного се­ребра на неэкспонированных участках серебросодержащих пластин, а также неэкспонированный светочувствительный слой; пробельным элементом - гидрофильная пленка, находящаяся, например, на алюминиевой подложке (рис. 12.1, а);

2) печатающий элемент имеет двухслойное строение и состоит из неэкспонированного термочувствительного слоя, расположенного на поверхности гидрофобного слоя, пробельный элемент - гидрофиль­ная пленка на поверхности алюминиевой подложки (рис. 12.1, б);

3) печатающим элементом является неэкспонированный термочув­ствительный слой, расположенный на поверхности гидрофильного слоя, а гидрофильный слой выполняет функцию пробельного эле­мента (рис. 12.2, в);

4) печатающим элементом может быть олеофильная (полимерная) подложка, которая обнажается под экспонированными участками термочувствительного слоя, пробельный элемент представляет со­ бой неэкспонированный термочувствительный слой (рис. 12.1, г);

5) печатающим элементом является олеофильная (полимерная) подложка, пробельный элемент имеет двухслойное строение и со­ стоит из гидрофильного слоя, расположенного на неэкспонирован­ном термочувствительном слое (рис. 12.1, д);

6) печатающим элементом может быть, например, неэкспони­рованный термочувствительный слой, обладающий олеофильными свойствами; пробельный элемент – экспонированный термочувствительный слой, изменивший свойства на гидрофильные (рис. 12.1,е).

Сравнение этих структур со структурами форм плоской оф­сетной печати, изготовленных по аналоговой технологии, показы­вает, что строение некоторых из них аналогично, другие отличаются строением печатающих и пробельных элементов.

Схемы изготовления форм плоской офсетной печати по циф­ровым 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. 12.2). 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. 12.3-12.7, начи­ная с формной пластины и заканчивая печатной формой.

В первом варианте технологии (рис. 12.3) экспонируется свето­чувствительная пластина с фотополимеризуемым слоем (рис. 12.3, б). После нагревания пластины (рис. 12.3, в) с нее удаляется защитный слой (рис. 12.3, г)и проводится проявление (рис. 12.3, д).

Рисунок-12.2 – Процесс изготовления форм плоской офсетной печати

по цифровым технологиям

Во втором варианте (рис. 12.4) экспонируется пластина с термоструктурируемым слоем (рис. 12.4, 6). После нагревания (рис. 12.4, в) производится проявление (рис. 12.4, г).

а - формная пластина; 6 - экспонирование; в - нагревание;

г - удаление защитного слоя; д - проявление; 1 - подложка,

2 - фотополимеризуемый слой; 3 - защитный слой; 4 - лазер; 5 - нагреватель;

6 - печатающий элемент; 7- пробельный элемент

Рисунок-12.3 – Изготовление формы на светочувствительной пластине способом фото полимеризации

а - формная пластина; б - экспонирование; в - нагревание; г - проявление; 1 - подложка; 2 - термочувствительный слой; 3 - лазер; 4 - нагреватель; 5 - печатающий элемент; 6 - пробельный элемент

Рисунок-12.4 –

способом термоструктурирования

На отдельных типах формных пластин, используемых для этих двух вариантов технологий, требуется предварительное нагревание (перед проявлением), необходимое для усиления эффекта воздейст­вия лазерного излучения (стадия в на рис. 12.3 и 12.4).

В третьем варианте технологии (рис. 12.5) экспонируется свето­чувствительная серебросодержащая пластина (рис. 12.5, б). После проявления (рис. 12.5, в) проводится промывка (рис. 12.5,г). Форма, полученная по такой технологии, отличается от формы, изготовлен­ной по аналоговой технологии.

Изготовление формы по четвертому варианту (рис. 12.6) натер нечувствительной пластине путем термодеструкции состоит из экспонирования (рис. 12.7, 5) и проявления (рис. 12.6, в).

Пятый вариант (рис. 12.7) технологии изготовления форм на термочувствительных пластинах путем изменения агрегатного состояния, включает проведение единственной стадии процесса – экспонирования (рис. 12.8, б). Химической обработки в водных растворах (в практике называемой «мокрой обработкой») в этой технологии не требуется.

а- формная пластина; б- экспонирование;

в - проявление; г - промывка; 1 - подложка; 2 - слой с центрами физического

проявления; 3 - барьерный слой; 4 - эмульсионный слой; 5 - лазер;

6- печатающий элемент; 7- пробельный элемент

Рисунок-12.5 – Изготовление формы на светочувствительной

а- формная пластина; 6 - экспонирование;

в - проявление; 1 - подложка; 2 - гидрофобный слой; 3 - термочувствительный

слой; 4 - лазер; 5 - печатающий элемент; 6 - пробельный элемент

Рисунок-12.6 – Изготовление формы на термочувствительной пластине

способом термодеструкции

Заключительные операции изготовления печатных форм по различным вариантам технологий (рис. 12.2) могут отличаться.

Так, печатные формы, изготовленные по вариантам 1, 2, 4, могут при необходимости подвергаться термообработке для повышения их тиражестойкости,

Печатные формы, изготавливаемые по варианту 3, после промывки требуют проведения специальной обработки для формирования на поверхности подложки гидрофильной пленки и улучшения олеофильности печатающих элементов. Термообработке такие печатные формы не подвергаются.

I - на металлической подложке; II - на полимерной подложке: а - формная пластина; б - экспонирование; в - печатная форма; 1 - полложка; 2 т ермочувствительный слой;3 - лазер; 4 - печатающий элемент; 5 - пробельный –элемент

Рисунок-12.7– Изготовление формы на термочувствительных пластинах способом

изменения агрегатного состояния

Печатные формы, изготовленные на различных типах формных пластин по варианту 5, после экспонирования требуют для полного удаления термочувствительного слоя с экспонированных участков или дополнительной обработки, например, промывки в воде, или от­соса газообразных продуктов реакции, или обработки увлажняющим раствором непосредственно в печатной машине. Термообработка та­ких 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.

Основная литература: (2 )

Дополнительная литература: (3 )

Контрольные вопросы:

Классификация цифровых технологий офсетных формных процессов.

Структуры форм плоской офсетной печати.

Схемы изготовления форм плоской офсетной печати по цифровым технологиям.

Изготовление печатных форм по технологии CtP.

Изготовление печатных форм по технологии CtPress

Тема лекции №13. Цифровые технологии изготовления флексографских печатных форм

Применяемые в настоящее время флексографские печатные формы, изготовленные по цифровым технологиям, можно класси­фицировать по различным признакам, например:

вариант технологии изготовления форм: изготовленные лазер­ным

гравированием и по масочной технологии;

2) вид материала формы: эластомерные (из вулканизированной ре­зины), полимерные и фотополимерные;

3)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, поскольку формирование печатающих и пробельных элементов осуществляется также в толще ФПК под влиянием тех же процессов. Отличие состоит в иной конфигу­рации печатающих элементов (рис. 13.1).

Рисунок-13.1 – Конфигурация печатающих элементов (а) на формах

и их растаскивание (б) при печатании с форм, изготовленных

по цифровой (I ) и аналоговой (II ) технологиям

Они имеют более крутые боковые грани. Это обеспечивает меньшее растискивание печатающих элементов в процессе печата­ния (a 1 < a 2).

Эластомерные (резиновые) и полимерные формы, изготовленные лазерным гравированием, представляют собой структуры, сформированные в слоях либо вулканизированной резины, либо специаль­ного полимерного материала.

Схемы изготовления форм по цифровым технологиям

Фотополимерные пластинчатые формы изготавливаются по следующей схеме:

контроль ЭВПФ и формных пластин (рис. 13.2, а);

подготовка оборудования к работе (ЛЭУ для записи информации

на масочный слой, а также устройств для экспонирования ФПС и обработки формы);

3) выбор режимов записи информации на масочный слой ФПП, экспонирования ФПС и обработки;

4) запись информации на масочный слой ФПП лазерным излучени­ем получение маски (рис. 13.2, б);

5) основное экспонирование ФПС через маску (рис. 13.2, в);

6) экспонирование оборотной стороны ФПП (рис. 13.2, г);

7) удаление незаполимеризованного слоя с пробельных элементов (рис. 13.2,д);

8) сушка формы (при необходимости);

9) финишинг (рис. 13.2, е);

10) дополнительное экспонирование печатной формы (рис. 13.2, ж);

11) контроль печатной формы,

Перечисленные стадии процесса изготовления форм, начиная с удаления незаполимеризованного слоя, аналогичны изготовлению печатных форм по аналоговой технологии. На практике последовательность ряда стадий может быть изменена. Так, экспо­нирование оборотной стороны ФПП может проводиться до получе­ния маски, до или после основного экспонирования (см. рис. 13.2). Экспонирование оборотной стороны пластины после основного экс­понирования связано с исключением возможности механического повреждения ранее сформированной маски. Кроме того, как и в ана­логовой технологии, удаление незаполимеризованного слоя может осуществляться либо вымыванием, либо с использованием термической обработки.

Фотополимерные цилиндрические формы. Схема изготовле­ния этих форм характеризуется рядом отличительных особенно­стей. Цилиндрические формы (рукавные, реже бесстыковые – пластинчатые со спаянными краями) изготавливаются на фотополимеризуемом 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 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 экспо­нирования и обработки.

Эластомерные цилиндрические формы . Получение эластомерных 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 поверх­ности не проводится и, следовательно, сокращается количество опе­раций процесса получения формы.

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)

Рисунок-13.2 – Изготовление флексографской формы по цифровой масочной техно­логии

Полимерные цилиндрические формы . Цилиндрические формы могут быть получены на полимерных материалах (цилиндрических бесшовных гильзах, реже бесстыковых пластинчатых). Изготавли­ваются они в одну стадию на одной единице оборудования. После контроля ЭВПФ и выбора режимов гравирования непосредственно осуществляется гравирование лазерным излучением.

Фотополимерные печатные формы

Формирование печатающих элементов пластинчатых и цилинд­рических ФППФ, изготовленных по цифровой масочной технологии, происходит одинаково, в процессе основного экспонирования ФПС 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 маске.

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.

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.

Рисунок-13.3 – Изменение высоты растровых элементов 1 относительно плашки 2

при растяжении флексографских форм, изготовленных по:

а – цифровой и б – аналоговой технологиям

Однако растровые точки имеют меньшую высоту (рис. 13.3, а), в то время как на форме, изготовленной по аналоговой технологии (рис. 13.3, б), они, наоборот, превышают по высоте плашку. Таким образом, размеры и высота печатающих элементов на форме, изго­товленной по цифровой масочной технологии, отличаются от печа­тающих элементов, сформированных по аналоговой технологии.

Определенные отличия характерны и для профиля печатающих элементов. Так, печатающие элементы на формах, изготовленных по цифровой технологии, имеют более крутые боковые грани, чем пе­чатающие элементы форм, полученных по аналоговой технологии рис.

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 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, а характерное для печатающих элементов рас­ширение у основания придает формам большую стабильность в печатном процессе.

Формирование пробельных элементов, как и в аналоговой технологии, происходит при вымывании или термической обработ­ке экспонированных ФПП, поэтому процесс их образования не имеет существенных отличий. Наличие масочного слоя на неэкспонированных участках не оказывает влияния на процесс формирования пробельных элементов. В случае вымывания и тер­мической обработки этот слой удаляется вместе с незаполимеризованным слоем.

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 СО2 - 1300°С). Происходит термическое разрушение материала и в результате формируются углубления – пробельные элементы. Печатающие элементы таких форм выполнены из ис­ходного материала, который не подвергался действию лазерного из­лучения.

Основная литература: (2 осн. )

Дополнительная литература: (3 доп. )

Контрольные вопросы:

Классификация флексографских форм, изготовленных по цифровым технологиям.

Схемы изготовления форм по цифровым технологиям.

Фотополимерные цилиндрические формы.

Эластомерные цилиндрические формы.

Тема лекции №14. Цифровые технологии изготовления форм глубокой печати

Разновидности современных форм глубокой печати . Формы 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:

1) изготовленные ЭМГ;

2)лазерным гравированием (способ прямого гравирования);

3)по масочной технологии с последующим травлением омеднен­ного формного цилиндра.

Формы, изготовленные ЭМГ , разделяют в зависимости от ис­пользуемого формного цилиндра на формы гравированные:

1) на рабочем слое меди;

2)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.

, 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.

Формы, изготовленные по масочной технологии , различаются в зависимости от типа используемого масочного слоя. Они класси­фицируются как формы, изготовленные с использованием светочув­ствительных (фотополимеризуемых) и термочувствительных масоч­ных слоев. Последние находят наибольшее применение.

Печатные формы глубокой печати характеризуются также раз­личной конфигурацией углубленных ячеек (рис. 14.1). Так, формы изготовленные ЭМГ, имеют переменные площадь и глубину грави­рованных ячеек (рис. 14.1, а). Формы, изготовленные лазерным гра­вированием, характеризуются углубленными ячейками, которые от­личаются преимущественно глубиной и мало или совсем не отличаются площадью (рис. 14.1, б). Формы, изготовленные по ма­сочной технологии с последующим травлением, имеют одинаковую глубину, но различную площадь ячеек (рис. 14.1, в).

а – ЭМГ; 6 – лазерным гравированием; в – по масочной технологии

с последующим травлением

Рисунок-14.1 – Строение форм глубокой печати

Структуры углубленных ячеек обладают различными возможно­стями по передаче градации изображения. Это объясняется тем, что градационная передача оценивается через объем ячеек V п.э , который определяется их площадью S п.э , глубиной Л п.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 рубашке» (схема 1) включает следующие основные технологические операции:

1) подготовка формного цилиндра с нанесением на него «медной рубашки»;

2) ЭМГ на ЭМГА;

3) завершающие операции изготовления форм, включающие хромирование, 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 подготовке формного цилиндра с наращиванием рабочего медного слоя, ЭМГ и завершающих операций. Особенностью этого процесса является 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 320мкм), на котором можно изготовить последовательно 3-4 формы.

После печатания проводится удаление с цилиндра «медной рубашки» вместе с разделительным слоем. С этой целью ее надрезают по образующей цилиндра и отделяют от него, что возможно благодаря наличию разделительного слоя. После 5-10-кратного наращивания «медной рубашки» требуется проводить шлифовку основного слоя меди. Если для гравирования использовался рабочий медный слой 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 фре­зерования слой меди является слишком тонким для гравирования новой формы (т.е. имеет толщину меньше 80 мкм), то на него до­полнительно наносится слой меди необходимой толщины. Завер­шающие операции изготовления формы осуществляются по рас­смотренной выше схеме.

Процесс изготовления форм лазерным гравированием цинково­го слоя формного цилиндра (схема 3) включает операции:

1) подготовка формного цилиндра с нанесением на него медного слоя;

2) нанесение цинкового слоя;

3) полировка цинкового слоя;

4) лазерное гравирование цинкового слоя;

5) очистка поверхности формы;

6)завершающие операции.

Как и в рассмотренной выше технологии изготовления форм ЭМГ, формные цилиндры для лазерного гравирования используются многократно. Подготовка поверхности формного цилиндр; для гравирования новой формы включает удаление отработанных слоев хрома и цинка с последующим нанесением цинкового покрытия.

Процесс изготовления формы по масочной технологии (с ис­пользованием термочувствительного масочного слоя) с после дующим травлением меди (схема 4) включает следующие операции:

3) запись информации на масочный слой;

4) травление медного покрытия формного цилиндра;

5) очистка (в том числе, промывка и обезжиривание) поверхности формы;

6) заключительные операции (см. схему 1).

Процесс изготовления формы по масочной технологии (с ис­пользованием светочувствительного масочного слоя) с после­дующим травлением меди (схема 5) состоит из следующих стадий:

1) подготовка омедненного формного цилиндра;

2) нанесение масочного слоя на поверхность формного цилиндра;

3) нанесение водорастворимого защитного слоя;

4) сушка слоев;

5) запись информации на масочный слой;

6) проявление масочного слоя;

7) промывка;

8) травление медного покрытия формного цилиндра;

9) удаление защитного слоя;

10) заключительные операции.

Основы формирования печатающих и пробельных элементов

Формы, изготовленные электронно-механическим гравированием. Формирование печатающих элементов в результате ЭМГ осуществляется с помощью алмазного резца, управляемо­го двумя накладываемыми друг на друга сигналами.

Вибрирующий сигнал с определенной частотой (от 4 до 9 кГц, в зависимости от устройства) и постоянной амплитудой обеспечивает колебательное движение резца. Второй сигнал поступает из источника цифровых данных об изображении, преобразуется в аналоговую форму и в виде тока подается в электромеханическую колебательную систему, которая управляет резцом, определяя глубину его погружения относительно поверхности формного цилиндра.

Наложение сигналов задает величину гравируемой ячейки, линиатура гравирования вдоль образующей цилиндра определяется шагом перемещения гравирующей головки, а в направлении окружности задается скоростью вращения цилиндра. В результате на формах формируются печатающие элементы, которые отличаются площадью и глубиной.

Глубина и площадь печатающих элементов (выгравированных ячеек), формируемых в процессе ЭМГ, зависят от движения алмаз­ного резца. Резец погружается на различную глубину, 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.

Сочетание нескольких видов движения: вращения цилиндра и перемещения гравирующей головки определяют взаимное располо­жение ячеек на форме. Формирование ячеек может осуществляться по спирали и по замкнутой окружности. При спиральной развертке за время одного оборота цилиндра каретка с гравирующей головкой (резцом) равномерно перемешается 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 грави­рование осуществляется по круговым линиям – замкнутым окруж­ностям, здесь размер и количество ячеек точно сопрягаются с окружностью цилиндра. Следующий ряд начинается при смещении, как по образующей, так и по окружности. Объем сформи­рованных на формах ячеек зависит от угла заточки резца. Например, если уменьшить угол заточки резца со 120 до 110° объем ячейки с одной 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 необходимая ширина пробельных элементов. Эта минимальная ширина составляет 5-10мкм на участках, где формируются большие по площади ячейки. Когда резец уже не приподнимается над поверхностью формного цилиндра, перегородки между соседними ячейками в направлении окружности цилиндра исчезают и появляется узкий канал, соединяющий ячейки.

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.

По технологии SHC (от англ. – Super Half Autotypical Cell ) дина­мическим управлением диаметром луча и импульсной модуляцией мощности на цинковом покрытии обеспечивается возможность получения 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 изме­няющейся глубиной, либо из ячеек различной площади и глубины.

Лазерное гравирование с помощью двух лазеров, 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 гравировании меняется не так значительно, как при ЭМГ, и из­менение объема ячеек происходит в основном за счет увеличения их глубины.

Пробельные элементы в виде перегородок между выгравирован­ными ячейками, как и при ЭМГ, расположены на металлическом по­крытии формного цилиндра.

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. 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.

Основная литература: (2 осн. )

Дополнительная литература (3 доп. )

Контрольные вопросы:

Виды современных форм глубокой печати.

Общие схемы изготовления форм глубокой печати.

Основы формирования печатающих и пробельных элементов.

Процесс изготовления по масочной технологии.

Технология Super Half Autotipical Cell.

Тема лекции №15. Печатные формы специальных способов печати. Трафаретная и тампонная печати

Наряду с тремя основными способами (высокая, плоская и глубокая) в полиграфии применяется ряд других видов печати. Почти все они носят специальный характер. Два вида рассматриваются ниже. Это трафаретная и тампонная печати.

Формы трафаретной печати

Оттиск в трафаретной печати получают путем продавливания краски сквозь незакрытые печатающие элементы формы на ситовой ткани. Необходимый контакт между формой и запечатываемой поверхностью, а также перенос краски достигается давлением упруго-эластичного ракеля.

Особенности трафаретной печати обеспечивают получение отпечатков со специфическим визуальным эффектом за счет толстых красочных слоев, а также дают возможность запечатывания материалов и объемных изделий, для которых другие способы вообще непригодны. Эти особенности связаны со строением печатной формы, ее печатающими и пробельными элементами. Можно выделить некоторые из них:

печатающие элементы в виде отверстий в объеме ситовой ткани изменяют характер обычных печатных процессов. Специфика в том, что запечатываемая поверхность располагается со стороны формы, противоположной той, с которой подается краска;

перенос краски на запечатываемую поверхность сквозь печатающие элементы позволяет получать оттиски с красочным слоем толщиной от 6 до 100 мкм, обеспечивая сочность, высокую насыщенность, большую оптическую плотность, рельефность и выразительность изображения;

применение упруго-эластичного ракеля для продавливания краски позволяет регулировать давление в зоне контакта и существенно снизить его величину по сравнению с традиционными способами печати;

гибкость печатных форм позволяет придавать им конфигурацию поверхности объемных изделий, подлежащих запечатыванию;

в пределах одного цикла с одной печатной формы возможно получение многокрасочных отпечатков в виде раздельно расположенных изображений.

Основной задачей трафаретного печатного процесса является получение оттиска с заданной толщиной красочного слоя, а также обеспечение необходимой графической точности изображения. Факторами, влияющими на формирование красочного слоя на оттиске, являются:

1) характеристика применяемой сетки-основы формы;

2) способ изготовления печатной формы;

3) характер запечатываемой поверхности;

4) свойства краски;

5) твердость ракеля и профиль его кромки;

6) режимы печатного процесса;

7) расстояние между формой и запечатываемой поверхностью;

8) угол наклона и давления ракеля;

9) количество краски, оставшейся на сетке после отвода печатной формы.

При прижиме ракелем печатной формы к материалу каждый печатающий элемент образует пространство, ограниченное снизу самой запечатываемой поверхностью, а с боков - пробельными элементами формы. Краска, перемещаемая ракелем по форме, заполняет пространство печатающего элемента, формируя изображение на запечатываемой поверхности. В процессе прохождения ракеля над печатающим элементом краска сверху срезается его рабочей кромкой. При отводе печатной формы нити сетки извлекаются из краски, прилипшей к запечатываемой поверхности.

В процессе формирования красочного изображения на оттиске можно выделить четыре стадии:

1) создание пространства печатающего элемента;

2) заполнение его краской;

3) отвод печатной формы от запечатываемой поверхности;

4) закрепление красочного изображения на оттиске.

Характер сформированного таким образом красочного изображения зависит от размеров пространства печатающего элемента, степени заполнения его краской, условий взаимодействия краски с печатной формой и запечатываемой поверхностью, а также от структурно-механических свойств краски. В трафаретной печати характер пространства печатающего элемента зависит от гладкости краев его контура, микрогеометрии соприкасающихся поверхностей печатной формы и запечатываемого материала, а также от плотности их взаимного контакта в момент формирования красочного изображения на оттиске. Количество краски, продавливаемой через ячейки сетки, определяется размером пространства печатающего элемента, вязкостью краски, давлением, действующим на нее, и временем действия давления.

Процесс получения оттисков включает следующие операции:

1) подачу, правильную ориентацию и закрепление запечатываемого материала или изделия на опорной поверхности;

2) подачу печатной краски;

3) создание давления и получение оттиска;

4) съем запечатываемого материала или изделия;

5) закрепление краски на оттиске.

Формы тампонной печати

Тампонная печать – разновидность офсетной печати с использованием печатных форм глубоких способов печати в сочетании с косвенным способом передачи красочного изображения через промежуточное упруго-эластичное звено – тампон различного профиля.

Тампонная печать применяется в упаковочном производстве для нанесения изображения на упаковку, изготовленную из материалов с неровной поверхностью или имеющую сложную геометрическую форму. Эта технология является разновидностью офсетной печати и позволяет использовать печатную форму глубокой, плоской или высокой печати,

Наибольшее применение в тампонной печати получили формы с углубленными печатающими элементами, изготовленные на ленточной стали и на стальных или фотополимеризующихся пластинах. Процесс печатания с таких форм преду­сматривает нанесение печатной краски на всю поверхность печатной формы, а затем ее удаление с пробельных элементов ракелем.

Основные технические требования к печатной форме тампонной печати:

1) печатная форма должна быть изготовлена на пластине, соответствующей формату воспроизводимого изображения с учетом размера полей (обычно ширина полей – 15-30мм);

2) стальная формная пластина должна иметь твердость 40-70 ед. по Роквеллу, а фотополимеризующаяся - 20-30 ед. по Роквеллу;

3) поверхность формной пластины должна иметь чистоту 10-12 класса;

4)глубина печатающих элементов должна находиться в пределах 15-40мкм.

Применение ракеля для удаления краски с пробельных элементов требует чистоты поверхности и ее высокой устойчивости к истиранию. Требования к печатным формам для тампонной печати определяются также их назначением и условиями, в которых они будут работать.

Технология изготовления стальных форм тампонной печати

Стальные печатные формы тампонной печати изготавливаются из стальных заготовок или ленточной стали.

Печатные формы на стальных пластинах применяют для воспроизведения штриховых изображений и отличаются очень высокой тиражестойкостью (до 2-3 млн. оттисков).

Технологический процесс изготовления печатных форм на стальных пластинах включает следующие операции:

изготовление заготовки для формной пластины;

обезжиривание и декапирование;

нанесение и сушка копировального слоя;

экспонирование пластины;

проявление и окрашивание копии;

химическое дубление копии;

ретушь копии и обмазка пластины лаком;

травление;

удаление обмазки и копировального слоя;

контроль качества печатной формы.

В настоящее время стальные пластины редко применяются при изготовлении форм тампонной печати из-за их высокой стоимости. Вместо стальных пластин в последнее время начали использовать ленточную сталь. Ее достоинства: меньшая стоимость, возможности пробивать в стальных листах отверстия и использовать штифтовой метод приводки при многокрасочной печати. Твердость ленточной стали составляет около 50 ед. по Роквеллу, а тиражестойкость печатных форм - 200-300 тыс. оттисков. Процесс изготовления печатных форм на ленточной стали аналогичен вышеописанному.

Технология изготовления фотополимерных форм тампонной печати

Печатные формы на фотополимерных пластинах могут быть использованы для воспроизведения как штриховых, так и растровых изображений тиражами от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч оттисков. Фотополимерные печатные формы тампонной печати - это формы, у которых пробельные элементы сформированы из фотополимеров - высокомолекулярных соединений, полученных в результате полимеризации под действием УФ-излучения. Фотополимерные пластины имеют многослослойную структуру, включающую основу, фотополимерный слой и защитную пленку. В качестве основы в фотополимерных пластинах служат полиэфирная пленка, алюминиевая или стальная подложка. Использование стальной подложки позволяет закреплять формы в печатной машине магнитным способом.

Формирующий изображение слой образуют фотополимеризующиеся материалы, в состав которых обычно входят пленкообразующие полимеры, сшивающие агенты, фотоинициаторы и целевые добавки. Для изготовления фотополимерных пластин широко используются полиамиды, которые обладают хорошими физико-химическими свойствами, в частности устойчивостью к истиранию. Сшивающие агенты в фотополимеризующихся композициях образуют нерастворимую трехмерную структуру. Состав и строение сшивающих агентов определяют механизм процесса структурирования и физико-химические свойства фотополимерных форм. Фотоинициаторы, входящие в состав фотополимеризующейся композиции, а также наполнители, красители, термоингибиторы и другие компоненты гарантируют достижение и сохранность необходимых свойств формы. Толщина фотополимерного слоя может составлять от 25 до 200 мкм.

Защитная пленка предохраняет фотополимерный слой от повреждений. Перед началом изготовления печатной формы ее снимают.

Технологический процесс изготовления печатных форм на фотополимерных пластинах при воспроизведении штриховых изображений включает следующие операции:

экспонирование пластины через позитивную фотоформу;

экспонирование сетки-растра;

вымывание печатающих элементов;

1. дополнительное экспонирование или термообработку.

При изготовлении фотополимерных печатных форм к фотоформе предъявляются очень жесткие требования:

1) оптическая плотность печатающих элементов не должна быть ниже 3,0;

2) плотность вуали на пробельных элементах не должна превышать 0,06.

Изображение на фотоформе должно быть зеркально-перевернутое (не читаемое со стороны эмульсии), ее геометрические размеры должны соответствовать формату пластины. Фотоформу рекомендуется изготавливать на фототехнической пленке с матовым эмульсионным слоем.

Перед началом изготовления формы с пластины снимается прозрачная защитная пленка, а фотоформа устанавливается по штифтам в экспонирующей установке (копировальной раме).

Контакт между фотоформой и фотополимерной пластиной в экспонирующей установке обеспечивается при помощи механического или вакуумного прижима. При механическом прижиме затруднен, а часто и невозможен плотный контакт пластины и фотоформы, что особенно сказывается на качестве форм при воспроизведении изображений с мелкими элементами, в том числе и растровыми. Отсутствие контакта вызывает дефект подкопирования. В настоящее время только около половины представленных на рынке установок оборудованы вакуумным прижимом.

В качестве источников света в копировальных рамах применяются лампы, излучающие свет с длиной волны 360-380 нм. Это могут быть металлогалогенные или люминесцентные лампы. Копировальные установки различаются по количеству и мощности установленных ламп, а также по формату. Ввиду малого формата копировальные установки для изготовления форм тампонной печати выпускаются в настольном варианте.

Современные модели экспонирующих установок, кроме вакуумного прижима, дополнительно оснащены индикацией величины этого прижима, декомпрессионным вентилем (для быстрого сброса вакуума) и программным цифровым таймером. Эти установки позволяют менять диапазон времени экспонирования в широких пределах, а возможность программирования облегчает работу оператора. На этих установках возможно копирование фотоформы не только на фотополимерные, но и на тонкие стальные пластины.

При экспонировании пластины через фотоформу в копировальной раме происходит формирование пробельных элементов. УФ-излучение проходит через прозрачные участки диапозитива и полимеризует слой по всей его толщине, причем в нижней части слоя пробельные элементы расширяются за счет светорассеивания и отражения от основы. В результате этого печатающие элементы приобретают различную глубину: мелкие - меньшую, а крупные - большую.

Затем с целью создания опоры для ракеля производят экспонирование сетки-растра. Сетка-растр - это растровый диапозитив с круглой прозрачной точкой, изготовленный на фототехнической пленке с матовым эмульсионным слоем. Он необходим для формирования на печатающих элементах опорных точек, которые препятствуют опусканию ракеля в углубления печатающих элементов. В противном случае ракель удалит краску не только с поверхности пробельных элементов, но и из глубины печатающих элементов, что приведет к неравномерности красочного слоя на оттиске. При этом по всей поверхности печатающих элементов создаются мельчайшие пробельные элементы в виде точек. В качестве сетки-растра используется диапозитив с линиатурой 80-150 лин./см с относительной площадью растровой точки 80-90%. Чтобы при печатании эти точки заливались краской, они должны иметь диаметр 40-60 мкм. Время экспонирования сетки-растра должно быть примерно равно времени экспонирования диапозитива изображения.

Далее формную пластину подвергают вымыванию, при этом удаляется неполимеризованный материал с печатающих элементов. Пластину помещают в вымывной раствор при температуре 22-26 °С и протирают плюшевой щеткой. Время вымывания - 1-2 мин, причем не рекомендуется это время превышать (особенно в случае использования водовымывных пластин), так как в случае более длительного вымывания происходит набухание фотополимера, что приводит к быстрому разрушению растровых точек и к снижению тиражестойкости печатной формы. Вымытую пластину ополаскивают свежей порцией вымывного раствора и высушивают под вентилятором. Затем осуществляют контроль изготовленной формы с помощью 8-10-кратной лупы.

С целью повышения ее прочности и устойчивости к истиранию пластину подвергают дополнительной засветке в течение 6-10 мин и термообработке. Термообработка осуществляется при температуре 80 °С для водовымывных пластин и 100-120 °С - для спиртовымывных пластин в течение 10-15 мин.

Основная литература: (1 осн. )

Дополнительная литература: (3 доп. )

Контрольные вопросы:

1. Особенности трафаретной печати.

2. Процесс получения оттисков в трафаретной печати.

3. Основные технические требования к печатной форме тампонной

4. Технология изготовления стальных форм тампонной печати.

5. Технология изготовления фотополимерных форм тампонной печати.

2.3 Планы практических занятий

Практическое занятие № 1.

Расчет расходования фототехнических пленок и обрабатывающих растворов для них при использовании фотовыводных устройств (ФВУ)

Задание: Определить расход фотопленок для изготовления монтажа: а) растровых, б) штриховых, в) текстовых фотоформ.

Методические рекомендации: Определить тип вывода, тип ФВУ и вид его соединения с процессором для обработки фотоматериала для цельнополосного электронного монтажа и для вывода отдельных полос, с учетом красочности репродукции (одно- и многокрасочности).

Осн. 6 , 7

Контрольные вопросы:

1. Какие виды обрабатывающих растворов для фототехнических

пленок вы знаете?

2. Что такое учетная единица?

3. Понятие растровой фотоформы.

4. Понятие штриховой фотоформы.

Практическое занятие №2.

Расчет расхода материалов для изготовления монометаллической офсетной печатной формы форматной записью

Задание: Провести расчет: а) обрабатывающих растворов (проявителя, гуммирующего раствора, регенерата проявителя), б) формных пластин по предлагаемым нормам.

Методические рекомендации: Для расчета количества офсетных формных пластин необходимо определить количество печатных форм, требуемых для печатания тиража, красочность издания. Для расчета количества обрабатывающих растворов необходимо определить площадь обрабатываемой пластины.

Осн. 3 , 7

Контрольные вопросы:

1. Понятие о монометаллической печатной форме

Опишите процесс изготовления монометаллической

офсетной печатной формы форматной записью

Что такое гуммирование?

Практическое занятие №3.

Расчет расходования фотополимерных печатных пластин по предлагаемым нормам

Задание: Провести расчет расхода фотополимерных печатных пластин по предлагаемым нормам для: а) высокой печати; б) флексографской печати; в) тампонной печати; г) вымывных растворов.

Методические рекомендации: Необходимо знать норму расхода учетной единицы (справочные данные), принимая во внимание, что расход материал при разрезке пластин не входит в нормы расходования. Для расчета количества вымывных растворов необходимо определить площадь печатной формы.

Осн. 2 , 7

Контрольные вопросы:

1. Что входит в состав фотополимеризующихся композиций?

Опишите процесс фотополимеризации

Опишите процесс изготовления фотополимерных печатных форм высокой печати

С какой целью применяют вымывные растворы?

Практическое занятие №4.

Составление технической характеристики конкретного книжно-журнального издания

Задание: Провести: а) анализ издания, принятого за образец, б) анализ показателей издания на основании действующих стандартов. Разработать техническую характеристику издания.

Методические рекомендации: В зависимости от вида издания техническая характеристика должна включать следующие показатели: наименование издания, год, место выпуска; вид издания; формат издания; формат полос; объем издания в печатных листах; тираж; красочность издания; характер внутритекстовых изображений; площадь внутриполосных иллюстраций в полосах и в процентах ко всему объему; способ печати; вид бумаги; вид фальцовки; тип обложки.

Осн. 1

Контрольные вопросы:

1. Что должна включать техническая характеристика издания?

Какие существуют виды изображений?

Каким образом классифицируются виды издания?

Практическое занятие №5.

Составление варианта общей схемы изготовления издания

Задание: Разработать возможный вариант общей схемы технологического процесса изготовления издания; Предложить вид и способ изготовления тиражных печатных форм.

Методические рекомендации: В процессе разработки схемы необходимо определить и выбрать: вид оригиналов и способ их подготовки; способ обработки информации; вид и способы изготовления тиражных печатных форм; тип, формат и красочность печатной машины для печатания тиража издания; способы изготовления блоков. Схема должна иметь структурный вид – последовательные и параллельные процессы без излишней детализации и включения отдельных операций (например, проявления, фиксирования и др.).

Осн. 1

Контрольные вопросы:

1. Какие характеристики издания необходимо определить для разработки ее схемы?

Что должна включать схема изготовления издания?

Опишите общую укрупненную схему технологии изготовления издания.

Практическое занятие №6.

Расчет объема работ по изготовлению тиражных форм для конкретного книжно-журнального издания

Задание: Провести расчет количества: а) фотоформ, б) тиражных печатных форм.

Методические рекомендации: Расчет приводится в виде таблицы. Для выполнения расчета необходимо использовать количественные показатели технической характеристики издания, принятого за образец. При определении количества названий, размещаемых на печатной форме, необходимо учитывать формат издания, тираж, технику копирования, тиражестойкость печатных форм, характер обработки отпечатанной продукции.

Осн. 1 , 7

Контрольные вопросы:

1. Каким образом определяется количество фотоформ для заданного формата?

Каким образом определяется количество монтажных фотоформ для заданного формата?

Как рассчитывают количество тиражных печатных форм?

Практическое занятие №7.

Расчет трудоемкости операций по изготовлению печатных форм

Методические рекомендации: Необходимо составить таблицу расчета объема работ по изготовлению печатных форм. В качестве учетной единицы принимается печатная форма. Норма времени на одну учетную единицу принимается из справочника или из практики действующего полиграфического предприятия.

Осн. 1

Контрольные вопросы:

1. Каким образом определяют трудоемкость операций?

Что такое учетная единица?

Как определяется норма времени на одну учетную единицу?

2.4 Планы лабораторных занятий

Лабораторная работа № 1

Изготовление монтажной фотоформы для конкретного книжно-журнального издания

Осн. 3 , 7

Контрольные вопросы:

1. Что такое фотоформа?

2. Как осуществляется монтаж фотоформ?

3. Какие виды спусков вы знаете?

Лабораторная работа № 2

Изучение элементов копировального процесса формного производства

Задание: Ознакомиться с элементами копировального процесса и основными требованиями, предъявляемыми к ним. Получить изображение модельной фотоформы на формных пластинах с различными копировальными слоями. Определить на копиях рабочее поле для каждого типа исследуемых копировальных слоев.

Осн. 3

Контрольные вопросы:

Что такое копировальный процесс, какие элементы он включает?

Виды копировальных слоев, их краткая характеристика.

Понятие растровой фотоформы

Лабораторная работа № 3

Изучение процесса изготовления монометаллических форм плоской офсетной печати

Задание: Изготовить печатную форму на предварительно очувствленной алюминиевой пластине копированием с модельного монтажа диапозитивов. Изучить методы визуального оперативного контроля копировального и формного офсетного процесса. Определить влияние экспозиции копировального процесса на основные репродукционно-графические показатели монометаллической формы.

Осн. 3 , 7

Контрольные вопросы:

Понятие о монометаллической печатной форме

Опишите процесс изготовления монометаллической офсетной печатной формы форматной записью

Для чего проводят регенерацию проявителя?

Лабораторная работа № 4

Изготовление биметаллических форм плоской офсетной печати

Задание:Изготовить биметаллическую печатную форму на полиметаллической пластине «углеродистая сталь-медь-хром» позитивным копированием с химическим травлением хрома с печатающих элементов. Оценить визуально качество готовой печатной формы и копии. Получить пробные оттиски с форм.

Осн. 3 , 7

Контрольные вопросы:

Представьте схему изготовления биметаллических печатных форм

Каким образом оценивается качество готовой печатной формы?

В чем заключается химическое травление хрома в травящем растворе?

Лабораторная работа № 5

Изучение процесса изготовления фотополимерных печатных форм высокой печати

Задание:Изготовить фотополимерную печатную форму высокой печати на фотополимеризующихся пластинах типа «Целлофот». Оценить качество воспроизведения штриховых элементов различных размеров на печатной форме. Определить глубину пробельных элементов различной ширины на изготовленных печатных формах.

Осн. 3

Контрольные вопросы:

На какие виды делятся фотополимерные пластины в зависимости от вида основного полимера?

Перечислите и охарактеризуйте три стадии фотополимеризации.

Каковы основные требования, предъявляемые к фотоформам высокой печати?

Лабораторная работа № 6

Изучение основ электронно-механического гравирования печатных форм

Задание:Получить представление о методах управления градационной характеристикой процесса гравирования и оценить качество клише. Ознакомиться с технологической схемой электронно-механического гравировального аппарата (ЭМГА) глубокой печати и строением печатных форм.

Осн. 3

Контрольные вопросы:

1. Каковы основные отличительные особенности ЭМГА глубокой печати?

2. В чем заключается градационная настройка автомата и от чего она зависит?

3. Какими параметрами характеризуются формы глубокой печати, полученные электромеханическим гравированием?

Лабораторная работа № 7

Изучение принципов формирования печатающих и пробельных элементов на формах плоской офсетной печати, изготавливаемых прямым фотографированием

Задание:Ознакомиться с характеристиками основных типов формных пластин, предназначенных для прямого фотографирования. Получить представление о технологии изготовления печатных форм плоской офсетной печати на формных пластинах с галогенсеребряным фотоприемным слоем.

Осн. 3 , 7

Контрольные вопросы:

Представьте схему изготовления печатной формы на высокочувствительной многослойной формной пластине.

Перечислите и охарактеризуйте типы формных пластин, используемых для изготовления печатных форм прямым фотографированием РОМ.

Представьте схему строения многослойной формной пластины с галогенсеребряным слоем.

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 литературе в зависимости от способа реализации технологий принято различать три их варианта:

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 технологии 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 используются как в ОСУ, так и в ОБУ, технология изготовления форм по схеме СТсР применяется в ОСУ.

Единой общепринятой классификации форм плоской офсетной печати, изготовленных 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, которые 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 офсетной печати с увлажнением пробельных элементов, полученные по наиболее широко используемым цифровым технологиям:

Печатающим элементом может быть экспонированный светочувствительный или термочувствительный слой, слой осажденного серебра 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 - гидрофильная пленка на поверхности алюминиевой подложки (рис. 10.2, б );

Печатающим элементом является неэкспонированный термочувствительный 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, д );

Печатающим элементом может быть, например, неэкспонированный термочувствительный слой, обладающий олеофильными свойствами; пробельный элемент - экспонированный термочувствительный слой, изменивший свойства на гидрофильные (рис. 10.2, e ).

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.

Схемы изготовления форм плоской офсетной печати по цифровым 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 светочувствительная 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 ).

Во втором варианте (рис. 10.5
) экспонируется пластина с термоструктурируемым слоем (рис. 10.5, б ). После нагревания (рис. 10.5, б ) производится проявление (рис. 10.5, г ).

На отдельных типах формных пластин, используемых для этих двух вариантов технологий, требуется предварительное нагревание (перед проявлением), необходимое для усиления эффекта воздействия лазерного излучения (стадия в на рис. 10.4 и 10.5 ).

В третьем варианте технологии (рис. 10.6
) экспонируется светочувствительная 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, е ).

Изготовление формы по четвертому варианту (рис. 10.7
) на термочувствительной пластине путем термодеструкции состоит из экспонирования (рис. 10.7, б ) и проявления (рис. 10.7, в ).

Пятый вариант (рис. 10.8
) технологии изготовления форм на термочувствительных пластинах путем изменения агрегатного состояния, включает проведение единственной стадии процесса - экспонирования (рис. 10.8, б ). Химической обработки в водных растворах (в практике называемой «мокрой обработкой») в этой технологии не требуется.

Заключительные операции изготовления печатных форм по различным вариантам технологий (см. рис. 10.3 ) могут отличаться.

Так, печатные формы, изготовленные по вариантам 1, 2, 4 , могут при необходимости подвергаться термообработке для повышения их тиражестойкости.

Печатные формы, изготавливаемые по варианту 3 , после промывки требуют проведения специальной обработки для формирования на поверхности подложки гидрофильной пленки и улучшения олеофильности печатающих элементов. Термообработке такие печатные формы не подвергаются.

Печатные формы, изготовленные на различных типах формных пластин по варианту 5 , после экспонирования требуют для полного удаления термочувствительного слоя с экспонированных участков или дополнительной обработки, например, промывки в воде, или отсоса газообразных продуктов реакции, или обработки увлажняющим раствором непосредственно в печатной машине. Термообработка таких 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.

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 информации на формную пластину.

В середине 70-х гг. был разработан термографический способ изготовления форм плоской офсетной печати, основанный на переносе термочувствительного слоя с пленочного термографического материала на поверхность формной пластины с помощью лазерного излучения. В дальнейшем такой способ был, по-видимому, использован в DICO -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 производительностью. В результате было создано несколько десятков таких устройств.

Цифровые технологии. Эти технологии пришли на смену аналоговым. Появление реальных разработок в области цифровых технологий 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 середине 90-х гг., когда на рынке были представлены промышленные модели специализированных ЭУ, способных осуществлять запись информации на формные пластины на металлической подложке. Необходимые 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 малотиражной и малоформатной печатной продукции. В 1991 г. была впервые 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.

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 полиграфических 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 - преимущественно на алюминиевой подложке.

В зависимости от типа приемных слоев формных пластин процессы светового лазерного воздействия сопровождаются:

Фотополимеризацией;

Восстановлением серебра и внутренней диффузией комплексов серебра;

Изменением фотопроводимости.

Восстановление серебра и внутренняя диффузия комплексов серебра. Процесс изготовления печатной формы на серебросодержащей пластине, сопровождаемый восстановлением серебра, образованием и диффузионным переносом комплексов серебра, основан на способности галогенида серебра восстанавливаться под действием излучения, в то время как образовавшиеся при проявлении серебряные комплексы (на неэкспонированных участках слоя) приобретают способность к диффузии (см. §§ 6.2.2 и 6.2.3). Отличия в строении формных 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 изображение. В процессе химического проявления (см. рис. 10.6, в ) на этих участках происходит восстановление серебра из галогенида до металлического, при этом серебро образует устойчивые связи с желатиной эмульсионного слоя. Одновременно на участках, которые не подвергались действию излучения, галогенид серебра переводится (с помощью комплексообразователя) в растворимые в воде комплексы. Эти комплексы подвижны и способны к диффузии, поэтому они диффундируют 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 серебросодержащих 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 электрофотографического процесса изготовления печатной формы, рассмотрено в § 6.1.2 . В настоящее время такие формы не находят широкого применения из-за низкого качества получаемого на них изображения.

Тепловое воздействие, реализуемое на формных пластинах с термочувствительными слоями, приводит к образованию печатных форм в результате процессов:

Термоструктурирования;

Термодеструкции;

Изменения агрегатного состояния;

Инверсии смачиваемости.

Разновидности формных пластин. Многообразие формных пластин, применяемых в цифровых лазерных технологиях, требует их систематизации. Однако установившейся общепринятой классификации пока еще не существует. Наиболее широко используемые в настоящее время пластины можно классифицировать по следующим признакам (рис. 10.9 ):

Классифицируя формные пластины в зависимости от механизма получения изображения следует иметь в виду, что понятия «негативные» и «позитивные» пластины трактуются так же, как и в аналоговой технологии изготовления форм плоской офсетной печати: 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: геометрическим 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 лазерных технологиях изготовления форм, можно отнести следующие: энергетическую и спектральную чувствительность приемных слоев, интервал воспроизводимых градаций, тиражестойкость.

Энергетическая чувствительность. Определяется через количество энергии на единицу поверхности, необходимой для протекания процессов в приемных слоях формных пластин. Пластины с фотополимеризуемым слоем требуют 0,05-0,2 мДж/формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/sm2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=", термочувствительные - 50-200 мДж/выделение">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 .

Интервал воспроизводимых градаций. В практике работы с формными пластинами их репродукционно-графические свойства оцениваются интервалом градаций формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook609/files/204.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" от 1 до 99% (при максимальной линиатуре растрирования равной 200-300 lpi ). Интервал воспроизводимых градаций на термочувствительных пластинах, не использующих такую обработку, меньше - от 2 до 98% (при 200 lpi )..gif" border="0" align="absmiddle" alt=", равными 2-98% при 200 lpi (или 1-99% при 175 lpi ), пример">lpi .

Теоретические предпосылки достижения тех или иных значений выделение"> Тиражестойкость. Печатные формы, изготовленные на светочувствительных и термочувствительных формных пластинах на металлической 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 условий. 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 низколиниатурные 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 повышена путем термообработки (см. § 10.1.1).

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 экспонирования на свето- и термочувствительные слои формных пластин. Для этой цели они оснащаются различными лазерами. Большое распространение в настоящее время для экспонирования светочувствительных пластин получили устройства с лазерными диодами, дающими излучение с пример">термальными . Применяемые в них лазеры (мощностью порядка 10 Вт) позволяют осуществлять запись информации на термочувствительные формные пластины.

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
).

Основные технические характеристики устройств. Основные характеристики определяют технологические возможности ЛЭУ.

Как и в аналоговых технологиях, цифровые технологии записи информации на формные пластины требуют проведения контроля 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 визуального контроля воспроизведения элементов изображения;

Фрагменты, позволяющие оценить технологические возможности устройства записи и растрового процессора, а также репродукционно-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 адаптированные 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 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.

В тест-объекте шесть фрагментов:

Выделение">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:

Опред-е">Определение режимов экспонирования и качества форм с помощью тест-объектов. Используемые для контроля тест-объекты позволяют 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
).

Так, на полученном на форме изображении тест-объекта UGRA/FOGRA DIGITAL на фрагменте 5 должно сливаться с фоном поле с пример">DIGI CONTROL WEDGE сливаются с фоном все растровые поля с «шахматным» заполнением (рис. 10.14, в ).

Для некоторых типов позитивных пластин рекомендуется несколько 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.

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 выделение">6 тест-объекта UGRA/FOGRA DIGITAL , интервал градации - по фрагменту 4 тест-объекта DIGI CONTROL WEDGE . Воспроизведение штриховых элементов, 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, под которым слой 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.

В первых модификациях устройств UV-Setter , используемых для записи информации по цифровой технологии СТсР , для модуляции светового потока использовался многоканальный жидкокристаллический затвор. Жидкие кристаллы, обладая свойством менять свою ориентацию 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 управляющего напряжения, будет либо пропускать, либо задерживать излучение. Таким образом, можно разделять световой поток на лучи, модулируя каждый из них в соответствии с записываемой информацией. Недостатком таких устройств является очень сильный нагрев поляризационных фильтров. Это требует ограничения мощности используемой в устройстве УФ-лампы и сказывается на интенсивности светового потока, и, в конечном итоге, на качестве печатных форм.

В более поздних моделях устройств UV-Setter , реализующих процесс DSI (от англ. - direct screen imaging - прямое растровое экспонирование), запись информации осуществляется по технологии DLP (от англ. - digital light processing - цифровая модуляция света). Основным элементом такого устройства записи (рис. 10.18 ) является микрозеркальное устройство DMD (от англ. - digital micromirror device - 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 изображения проецируются на копировальный слой формной пластины. Работающие на отражение микрозеркала являются более эффективными по сравнению с ранее используемыми модуляторами. Однако количество микрозеркал в чипе недостаточно для экспонирования одновременно всей поверхности пластины, поэтому запись ведется последовательно, при старт-стопном выстаивании записывающей головки. Это сказывается на производительности устройства. Для ее повышения UV-Setter оснащается также двумя записывающими головками. Повышение производительности в последних моделях UV-Setter достигается использованием метода скроллинга, т.е. записи информации без выстаивания записывающей головки, а в процессе ее перемещения.

Устройства, работающие по такому оптико-механическому принципу с определенными ограничениями по разрешению, позволяют воспроизводить изображения размером 10-28 мкм (размер зависит от разрешения записи). Получаемое на печатных формах растровое изображение (рис. 10.19
) характеризуется высокой краевой резкостью.

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 пооперационные установки, аналогичные представленным на рис. 5.13
, или поточные линии, а также установки, доукомплектованные секциями для проведения дополнительных операций. Пластины с копировальным 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 изготовления печатных форм, то оно должно осуществляться в установках при температуре 22-25°С при расходе соответствующего проявителя от 50 до 150 г/пример">on-line с экспонирующим устройством, и в этом случае экспонированные пластины автоматически 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 фотополимеризуемым слоем и термочувствительных (негативных и позитивных) пластинах (см. § 10.1.1). Осуществляется она либо в вертикальных термошкафах, в которые печатные формы загружаются вручную, либо горизонтальных конвейерных печах, которые часто подключены в линию с ЭУ и установкой для обработки.

Температура обработки различных типов печатных форм составляет 200-280°С, продолжительность ее проведения 6-8 мин в вертикальных 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 заканчивается рассмотренными выше стадиями. Перед установкой формы 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 операции в автоматическом режиме. Кроме самих устройств и транспортирующих конвейеров для перемещения печатных форм между секциями такие линии могут оснащаться специальными средствами, контролирующими качество выполненных операций на полученных формах.

Наиболее простые ручные устройства для проведения этих операций обычно поставляются вместе с печатной машиной. Полностью 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. Возможны различные варианты таких устройств, способных осуществлять только загиб форм или загиб и перфорацию одновременно. В первом случае уже пробитые формы попадают в устройство и позиционируются по штифтам, а затем производится их загиб. Производительность такого устройства - 240-300 форм в час. Положение формы в устройстве другого типа контролируется электронной системой, после чего загиб и перфорация производятся одновременно. Производительность устройства составляет 120 форм в час.

Низкий контраст изображения на некоторых типах форм не позволяет точно распознать границу между печатающими и пробельными 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, учитываемого формулой Шеберстова-Мюррея-Дэвиса, при использовании в денситометре встроенного программного обеспечения.

Затруднения, возникающие при оценке пример">Gretag Macbeth Spectro Eye , моделей X-Rite 528, 530, 938, Techkon SD 620 и других, поддерживающих стандарты на цветовые фильтры (европейский DIN 16536 или различные варианты американского ANSI ).

Для оценки растровых изображений на печатных формах, изготовленных по цифровым технологиям, целесообразно использовать дотметры . К ним относятся Centurfax CCDot 4 и Poly Dot (для контроля печатных форм на полимерных подложках), FAG Vipcam 116, Gretag Macbeth ICPlate, Techkon DMS 910, X-Rite СТР II , которые позволяют определять разрешение, измеряют линиатуру оцениваемой структуры и другие параметры на различных типах контролируемых пластин. Работа большинства таких приборов основана на проецировании части растрового изображения на ПЗС-матрицу, а выведенные 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 опред-е">Возможные дефекты печатных форм и причины их возникновения. В отличие от аналоговых, цифровые технологии требуют проведения полного контроля на протяжении всего формного процесса, только тогда могут быть своевременно обнаружены и устранены 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 настройка включает проверку действующей мощности источника излучения и его фокусировку, а также калибровку, контроль режимов обработки и их соответствие рекомендациям поставщика. Обязательной 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 дефектов на формах являются:

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 перегревом 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 действующей 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, если на печатных формах, изготовленных на негативных пластинах, на фрагменте 1 центральная область становится 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 температуре, а также использовании агрессивного проявителя повышенной концентрации края элементов имеют рваный контур. Низкая температура проявления приводит к сохранению остатков слоя на пробельных элементах формы.

Разновидности печатных форм и их структура. Печатные формы 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 на рис. 10.20
. Печатающие элементы на этих формах образуются на экспонированных участках: либо на олеофильной полимерной подложке (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 стадии изготовления формной пластины.

Схемы изготовления форм для ОБУ. Печатные формы для ОБУ изготавливаются в основном в одну стадию: проводится экспонирование 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 схеме изготавливаются формы для технологий по схеме СТР и СТРress .

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, а ) и алюминиевой (рис. 10.21, б ) подложках в результате термического разрушения поглощающего ИК-излучение термочувствительного слоя формируются печатающие элементы .

Происходит это таким образом: лазерное ИК-излучение проходит через антиадгезионный слой 3 , пропускающий излучение, и поглощается 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 антиадгезионный слой 3 (см. рис. 10.21 ). Этот слой может дополнительно упрочняться в процессе экспонирования в том варианте технологии, 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.

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
.

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 цветоделенных 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, 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. Запись форм на эти материалы осуществляется способом теплового воздействия ИК-источников лазерного излучения (см. § 10.3.8). Формные материалы, с которыми производители такого оборудования связывают дальнейшие перспективы развития технологии CTPress , ориентированы 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.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 печатной машине. Процесс формирования печатной формы по этой технологии состоит из нанесения (чаще всего напылением) на гидрофильную 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 образуются пробельные элементы . Аналогичные варианты цифровых технологий, также реализуемых по схеме CTPress , предполагают формирование печатной формы на формном цилиндре струйным методом, например, с помощью чернил, которые в дальнейшем после печатания удаляются.

Это позволило выделить целую группу диазосмол, чувствительных к ультрафиолетовой части спектра. Слои на основе диазосмол могли быть как позитивными, так и негативными. В настоящее время широко применяются при изготовлении форм плоской офсетной печати. Одним из наиболее распространенных веществ является ортонафтохинондиазид (ОНХД).

д)Слой на основе фотополимеров. Слои на основе фотополимеров широко используются при изготовлении форм высокой печати, в частности флексопечати, а также в компьютерных технологиях изготовления печатных форм. Полимеры обладают чувствительностью к ультрафиолетовой части спектра в диапазоне длин волн более 320 нм. Стекло и другие материалы, как правило, эти длины волн не пропускают, поэтому полимеры приходится фотоинициировать, т. е. изменять их спектральную чувствительность в другую область спектра. Современные фотополимеры могут быть чувствительными не только к ультрафиолетовому спектру, но и к дневному свету, а также к ИК-спектрам.

1. 12. Изготовление форм плоской офсетной печати (особенности процесса, аналоговая и цифровая технологии изготовления печатных форм плоской офсетной печати).

Изготовление форм плоской офсетной печати осуществляется по аналоговой и цифровой технологиям. В аналоговой технологии применяются уже готовые формные пластины с копировальным слоем на основе ОНКД. Толщина формной пластины составляет 0,3 мм. Толщина копировального слоя - 1,5–2 мкм. Спектральная чувствительность пластины лежит в диапазоне 320–450 нм, т. е. охватывает, помимо УФ, ещё и видимую часть спектра. Поэтому в отделениях, где происходит изготовление печатных форм, обязательным является желтое освещение.

Особенностью процесса плоской офсетной печати является применение зеркальных фотоформ. Поскольку копировальный процесс позитивный, то в качестве фотоформ используются зеркальные диапозитивы. Монтажная форма также изготавливается зеркально.

Печатная форма содержит изображение печатного листа. На печатном листе в определенной последовательности должны быть расположены полосы, и эта последовательность определяется спуском полос.

Спуск полос - размещение полос на печатном листе так, чтобы в результате печати и последующей операции фальцовки и комплектовки блока получить правильную нумерацию страниц в издании.

После изготовления монтажа фотоформ в соответствии со спуском полос и планом монтажа выполняют пробивание технологических отверстий (штифтовых) в формной пластине, далее совмещают формную пластину с монтажом фотоформ по штифтам и выполняют операцию экспонирования в копировальной раме.

После изготовления печатной формы осуществляется контроль ее качества. С помощью денситометра оценивают относительную площадь растровых элементов на печатной форме. В случае наличия посторонних элементов на форме (следы пыли, ворсинки) их удаляют с помощью «–»-карандашей. Если объем корректуры значителен, проводят дополнительную обработку печатной формы, начиная со стадии промывки. Для повышения тиражестойкости готовых форм проводят их термообработку при температуре 180–210°C в течение 5 минут в специальных термошкафах.

2. 13.Изготовление форм высокой печати (особенности процесса, цинкография, этапы изготовления фотополимерных печатных форм).

Исторически первой технологией изготовления форм высокой печати являлась ксилография. На смену ей в XIX веке пришла цинкография, которая просуществовала вплоть до 50-х гг. XX в. В основу цинкографии положены цинковые формные пластины, на которые наносился слой на основе солей хромовой кислоты. В результате экспонирования под негативом формировалась основа для печатающих элементов, после удаления остатка слоя форма подлежала травлению HNO 3 , т. е. стравливались участки металла, которые служили пробельными элементами. После остановки процесса травления задубленные участки копировального слоя удалялись с поверхности, освобождая печатающие элементы формы. Одним из недостатков способа являлось стравливание цинка не только вглубь, но и боковое травление.

На смену цинкографии пришли фотополимерные слои, которые позволили изготовить формы высокой печати без вредного химического воздействия, а также привели к появлению флексографии. В настоящее время технологии изготовления цинковых клише применяются только в отделочных процессах (при тиснении фольгой), поскольку позволяют при высоком давлении печати выдерживать тиражи до 1 миллиона экземпляров. Высокая печать классическая практически нигде в настоящее время не сохранилась, ей на смену пришла флексопечать.

Формы флексопечати изготавливают следующим образом:

Предварительное экспонирование - позволяет формировать уровень пробельных элементов.

Основное экспонирование - формирует изображение на печатной форме.

Экспонирование подложки - позволяет сформировать основу печатной формы.

Обработка - осуществляется водой, удаляют остатки фотополимерной композиции с поверхности пробельных элементов.

Финишинг - производится либо механически, либо слабым раствором хлорной кислоты для устранения липкости печатной формы.

Окончательное экспонирование - позволяет значительно повысить тиражестойкость печатной формы.

Технологии изготовления форм офсетной печати

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основой термоабляционных формных материалов служат алюминиевые пластины или полиэфирные пленки.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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