Проектирование технологического процесса изготовления офсетных печатных форм для издания

    Актиничный  свет (содержащий УФ-излучение), воздействующий на поверхность светочувствительного материала на формной пластине, вызывает его химические изменения. В зависимости от вида и структуры слой реагирует на экспонирующее излучение по-разному. Различают следующие две фотохимические реакции при обработке формной пластины:

    • задубливание копировального слоя светом (негативное копирование),

    • разрушение копировального слоя светом (позитивное копирование).

    При фотохимическом задубливании копировальный слой на засвеченных участках становится нерастворимым для проявителя. Если, напротив, копировальный слой фотохимически разрушается, то проявитель растворяет засвеченный слой, удаляя его с подложки (например, алюминия). Таким образом, возможны два различных способа копирования: позитивное и негативное. Они требуют различной засветки для образования изображения, т.е. различных предварительно изготовленных фотоформ (рис.4-4).

    При позитивном копировании в качестве копируемого оригинала используется позитивная фотоформа, т.е. непрозрачные для света зачерненные участки на ней соответствуют участкам, воспринимающим краску на печатной форме. Как следует из рис. 4-4,а, при копировании свет проходит через прозрачные участки в позитивной фотоформе. При этом светочувствительный копировальный слой на пластине «разлагается». Следствием этого является очищение от копировального слоя в процессе проявления участков поверхности формной пластины, в данном случае тех, на которых нет изображения. Недостаток этого способа заключается в том, что на формной пластине в отличие от прозрачных участков пленочного оригинала могут частично воспроизводиться в виде печатающих элементов края пленки, пыль, монтажные полосы и пр., т.е. темные частицы на пленке.

    При негативном копировании с применением  «негативных формных пластин» в качестве копируемых оригиналов используется негативная фотоформа, на которой участки изображения (печатающие элементы) соответствуют прозрачным светлым участкам. Как следует из рис. 4-4,б свет отверждает копировальный слой на формной пластине, который после проявления остается на участках ее поверхности, в то время как с незасвеченных участков (пробельных) он удаляется.

    Независимо  от того, идет ли речь о позитивном или негативном копировании, готовые печатные формы идентичны относительно своего информационного содержания – различаются лишь наносимые слои, используемые для изготовления печатающих элементов.

    Решение о работе с тем или иным видом  форм, изготавливаемых позитивным или негативным копированием, принимает полиграфическое предприятие.

    Многие  типы металлических печатных форм для повышения их тиражестойкости после проявления подвергаются термической обработке (путем обжига).

    Печатные  формы на лавсановой основе применяют для выполнения работ среднего качества. Они используются для печати однокрасочных и многокрасочных работ малого формата. Для обеспечения контроля качества в процессе изготовления печатных форм совместно с основным изображением копируют контрольные элементы.

    Печатные  формы для термической записи изображения

     Наряду с печатными формами, описанными выше, для цифровой записи изображения созданы термочувствительные формные. Запись изображения осуществляется путем воздействия лазерного излучения. В качестве примера на рис. 3 представлена печатная форма для офсета без увлажнения на лавсановой основе.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3. Офсетная печатная форма для офсета  
без увлажнения  
для цифровых систем записи изображения:

а структура  пластины;

б снимок поверхности формы на электронном  микроскопе REM

а изготовление печатных форм по методу позитивного копирования

б изготовление печатных форм по методу негативного копирования 

    4.4. Выбор материалов для изготовления печатных форм.

    Выбор материалов производится методом сравнения с учетом показателей качества, условий работы, минимального расхода материалов, условий их хранения, длительности производственного процесса.

    Поставщики  пластин проводят исследования, направленные на улучшение свойств материалов для повышения чувствительности копировальных слоев, увеличения разрешающей способности пластин, повышения тиражестойкости печатных форм.

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

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

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

   4.5. Выбор режимов изготовления печатных форм. Указать выбранные режимы, обеспечивающие качество изготовления печатных форм.

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

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

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

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

    Несмотря  на появление новой технологии CTP, в допечатных процессах на российских полиграфических предприятиях основным способом изготовления форм является форматная запись изображения.

    В Москве до недавнего времени лишь на нескольких полиграфических предприятиях установлены системы CTP. Потребуется еще много времени, чтобы этот способ форматной записи изображения был заменен на технологию CTP, поэтому для успешной конкуренции способов получения печатных форм производители офсетных монометаллических пластин совершенствуют свойства своих материалов.

    Рассмотрим  основные стадии изготовления предварительно очувствлённой пластины.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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