3.8.2 Формні матеріали
Від способів друку, технології друкування залежить вид друкарської форми.
Матеріали для складання форм високого друку (друкарські шрифти, лінотипні рядки, стереотипи) відливаються під тиском у відповідних формах (матрицях). Залежно від виду і призначення складального матеріалу друкарський сплав повинен задовольняти певним технічним вимогам:
– плавитися при невисоких температурах, забезпечуючи при цьому економію енергії та часу, продовжуючи термін користування відливною формою та відливними механізмами;
– мати добрі ливарні властивості; бути рідкотекучим, відзначатися малою усадкою, добре заповнювати форму;
– не шкодити здоров'ю працівників, які з ним працюють;
– бути хімічно пасивним у розігрітому стані, не руйнувати матриці та деталі відливних механізмів;
– мати хороші механічні властивості – бути твердим, міцним, пружним – для підвищення тиражостійкості друкарської форми;
– бути стійким до дії навколишнього середовища;
– не підгорати при повторному переплавленні;
– бути економічно вигідним, не містити дорогих металів;
– добре сприймати та віддавати олійну друкарську фарбу;
– бути легким і зручним у роботі.
Для виготовлення друкарських форм використовують цинкові, алюмінієві та сталеві пластини. Вони повинні задовольняти таким технічним вимогам:
– мати хімічний склад відповідно до марки пластини;
– відзначатися рівною поверхнею без механічних пошкоджень і домішок;
– мати дрібнозернисту, однорідну структуру;
– рівномірну товщину;
– достатню механічну твердість і найменшу крихкість;
– не утворювати тріщин при згинанні;
– їх геометричні розміри повинні відповідати стандартам.
Для виготовлення кліше шляхом травлення використовують цинкові та мікроцинкові пластини.
Як копіювальні шари для форм офсетного, високого, флексографічного та трафаретного друку використовуються фотополімери. Фотополімери – це високомолекулярні органічні речовини, молекули яких під дією світла при наявності ініціаторів "зшиваються" між собою і втрачають здатність розчинятися. Даний процес називається фотополімеризацією.
Принцип отримання друкувальних елементів є ідентичним для всіх видів друку, крім трафаретного. При експонуванні через негатив під дією ультрафіолетових променів у шарі фотополімеру відбувається фотополімеризація й утворюються нерозчинні ділянки. Ці ділянки і є друкувальними елементами, на які пізніше наносять фарбу. Під темними ділянками негативу шар не піддається дії світла і розчиняється у водному розчині лугу чи спирту, так утворюються проміжні елементи форми. У трафаретних друкарських формах нерозчинні ділянки є проміжними елементами, а ділянки, де фотополімери розчиняються, – друкувальними елементами. Фотополімерні форми мають ряд переваг перед металевими:
– процес виготовлення фото полімерних друкарських форм швидкий, доступний, дешевий;
– при їх використанні поліпшуються умови праці та не забруднюється навколишнє середовище;
– друкарські форми порівняно з іншими добре сприймають і віддають фарбу;
– використання фотополімерів значно скорочує витрати кольорових металів;
– форми стійкі до дії в'яжучих фарб і змивальних речовин;
– можуть відтворювати дрібні зображення на відбитку;
– мають високу тиражостійкість.
Проте фотополімерні форми важко піддаються корегуванню, вимагають високої якості негативів, формний матеріал не піддається повторній переробці, фотополімери порівняно дорогі, їх використання економічно вигідне при друкуванні книжково-журнальної продукції середніми та великими тиражами.
Фотополімер як формний матеріал привертає увагу простотою технології виготовлення друкарських форм та низькою трудомісткістю процесу. Такі форми з високою точністю дозволяють відтворювати складні зображення з текстовими, штриховими та растровими елементами. Вони, у порівнянні з металевими формами, володіють більшою фарбовіддачею, що забезпечує отримання відбитків з підвищеною оптичною щільністю.
У флексографії (різновид високого друку) використовуються еластичні полімерні рельєфні форми. У простому виконанні флексографічна друкарська система складається з чотирьох основних елементів (рис. 3.8.2): 1 – растрового (анілоксового) валика з дрібнокомірчастою поверхнею, який дозволяє перенести на друкарську форму дозовану кількість друкарської фарби; 2 – м'якої еластичної друкарської форми; 3 – друкарського циліндра; 4 – ракеля.
Рисунок 3.8.2 – Спрощена схема фарбового апарата флексографічної друкарської машини
Використання м'якої еластичної форми обумовлюється наявністю жорсткого анілоксового валика та друкарського циліндра, у протилежному випадку неможливим було б перенесення з комірок анілоксового валика навіть дуже рідкої фарби. Точність виготовлення друкарських форм за товщиною повинна складати 0,02– 0,3 мм, перевищення цієї межі може викликати в процесі друкування розтискування фарби та забивання штрихових та растрових елементів зображення. Твердість флексографічних друкарських форм знаходиться в межах 40–60 од. за Шором. Еластичність друкарської форми дає можливість задруковувати будь-які матеріали.
Офсетний спосіб друкування – один з основних та найбільш перспективних способів, значення якого зростає. На формах плоского друку (рисунок 3.8.3, а) друкарські 1 та проміжні 2 елементи практично розташовані в одній площині та мають різні фізико-хімічні властивості: у більшості випадків перші сприймають фарбу (гідрофобні або оліофільні), а другі – сприймають вологу (гідрофільні).
Рисунок 3.8.3 – Схема форми плоского друку та відбитка з неї
Багаторазове отримання відбитків забезпечується завдяки тому, що в процесі друкування перед кожним нанесенням фарби пробільні елементи зволожуються та не сприймають фарбу (рисунок 3.8.3, б). Друкарські елементи, які знаходяться в одній площині, покриваються рівномірним шаром фарби, і всі елементи зображення, як і у високому друці, складаються з фарбового шару однакової товщини (рисунок 3.8.3, в).
У плоскому офсетному друці використовується велике різноманіття друкарських форм. Проте всі вони, в основному, призначені для друкування із зволоженням. Такі форми класифікуються за наступними ознаками (рисунок 3.8.4).
Рисунок 3.8.4 – Класифікація форм плоского офсетного друку
Форми плоского офсетного друку в залежності від виду друкарських машин виготовляють різноманітних форматів при товщині від 0,15 до 0,8 мм. Вартість таких форм є відносно невисокою, а процес їх виготовлення – продуктивним. Тиражостійкість форм залежить від способу їх виготовлення та формних матеріалів, що застосовуються, та коливається в широких межах.
Офсетні металеві формні пластини в залежності від кількості металів, з яких складається робоча поверхня, поділяються на монометалеві та біметалеві. Для виготовлення монометалевих офсетних друкарських форм застосовують цинк та алюміній, якщо їх поверхня попередньо механічно або електрохімічно оброблена. У всіх сучасних способах виготовлення монометалевих форм гідрофобні друкувальні елементи утворені копіювальним шаром або лаком і міцно з'єднані з поверхнею металу, а проміжні утворені на поверхні металу-основи, адсорбованими гідрофільними плівками.
У копіювальному процесі копію з фотоформи на поверхні монометалевої пластини отримують з растрових або штрихових негативів або діапозитивів.
Під час виготовлення біметалевих форм (рисунок 3.8.5) для створення стійких друкувальних та проміжних елементів використовують два різних за властивостями метали: мідь або латунь для утворення друкувальних елементів; хром, нікель, електролітичний сплав нікель-кобальт, нержавіючу сталь – для проміжних елементів.
Рисунок 3.8.5 – Схема друкарської формної пластини:
а – біметалевої (1 – хром або нікель, 2 – мідь або латунь);
б – триметалеві (1 – хром або нікель, 2 – мідь, 3 – алюміній або сталь)
При позитивному способі використовують копіювальний шар на основі ортонафтохінондіазидів, при негативному – шар на фотополімерах діазосмол або хромальбуміні.
У глибокому друці друкувальними є заглиблені елементи форми, в які у той чи інший спосіб наноситься фарба (рисунок 3.8.6). Проміжні елементи форми глибокого друку перед друкуванням ретельно очищуються від фарби ракелем і не утворюють відбитка на папері.
Рисунок 3.8.6 – Схема глибокого друку 1 – задруковуваний матеріал; 2 – друкарська форма; 3 – друкувальний елемент; 4 – проміжний елемент
Усі форми глибокого друку за видом продукції, поділяються на ілюстраційні та тексто-ілюстраційні. Вони виготовляються фотохімікографічним та електронно-гравіювальним способами.
Фотохімікографічні форми, в залежності від методу перенесення зображення на формний циліндр та травлення друкувальних елементів, виготовляють із застосуванням пігментного паперу (пігментний спосіб), або без його застосування (безпігментний спосіб).
Перспективним напрямком глибокого друку є тампонний друк (тамподрук), при якому плоске зображення переноситься на предмети різної конфігурації, виконані з різних матеріалів, за допомогою проміжного носія – тампону, коли інші способи друку не можуть бути застосовані.
Друкування здійснюється з форм глибокого, плоского, високого, трафаретного друку, але, як правило, використовується форма із заглибленими елементами (глибина від 20 до 180 мкм) на плоскій пластині. Виготовлення друкарських форм є складним та трудомістким процесом. На якість друкарської форми впливають матеріал, з якого її виготовляють та чистота обробки заготовки форми, склад копіювального шару, режими копіювання та травлення.