6.3.3. Экспонирование с позитивных и негативных фотоформ

Подготовительные операции включают входной контроль формных пластин и фотоформ с целью проверки показателей каче­ства на соответствие требованиям ТУ, и подготовку оборудования к работе.

Подготовка экспонирующего оборудования зависит от его конструкции и степени автоматизации, т.е. возможности работы в автоматическом или ручном режиме, а также применения ламп быстрого запуска, наличия системы регулировки интенсивности излучения, дополнительной вспомогательной подсветки и штиф­товой приводки, количества рабочих поверхностей станка и т.д. Повышение точности позиционирования фотоформ достигается применением устройств для перфорации под штифтовую привод­ку фотоформ и формных пластин.

Для точной передачи элементов изображения в процессе экспо­нирования в копировальном станке должен обеспечиваться плотный прижим фотоформы к копировальному слою и максимально равно­мерная освещенность экспонируемой поверхности. Степень контак­та между фотоформой и формной пластиной зависит от работы сис­темы вакуумирования копировального станка, вида фотоформы, типа формной пластины и микрогеометрии ее поверхности. Условия вакуумирования в копировальном станке должны обеспечить отсут­ствие воздушных пузырей, приводящих к уменьшению или потере контакта. Перепады толщин на монтажной составной фотоформе или отсутствие каналов для удаления воздуха при использовании цельнопленочной фотоформы не должны стать причиной нарушения необходимого контакта между фотоформой и формной пластиной. Неравномерность освещенности (не превышающая 5-7%) контроли­руется с помощью тоновой шкалы, например, СПШ-К. Ее размеща­ют в различных местах формной пластины и после копирования и проявления копии оценивают освещенность по зонам на экспони­руемой поверхности.

Подготовка обрабатывающего оборудования включает состав­ление (или разбавление до нужной концентрации) проявителя и гуммирующего раствора, а также выбор и установку режимов обра­ботки, т. е. температуры раствора и скорости прохождения экспони­рованной пластины через процессор для обработки копий.

Выбор режимов экспонирования. Теоретическим вопросам экспонирования копировальных слоев и их свойствам уделено внимание в предыдущем разделе учебника (см. гл. 3 и 4). По­этому в данной главе рассмотрены лишь некоторые технологи­ческие особенности. Под действием УФ-излучения происходит изменение окраски копировального слоя, что позволяет контро­лировать процесс экспонирования. Продолжительность экспо­нирования задается либо временем, либо количеством световой энергии, которую должен получить слой (в условных единицах, характеризующих дозу УФ-излучения при использовании новой металлогалогенной лампы и номинальном напряжении). В одном

и том же КС экспозиция является величиной непостоянной и из­меняется при снижении мощности лампы в результате выработ­ки ее ресурса, колебаний в электросети и изменения других па­раметров. Поэтому современные КС оснащаются электронными системами управления осветителем, снабженным датчиком УФ- излучения. Эти системы служат для отключения металлогало- генной лампы (или закрытия затвора осветительной системы) только после получения копировальным слоем заданной дозы излучения.

В процессе экспонирования излучение от источника до копиро­вального слоя проходит через среды с различными коэффициентами пропускания: воздух, стекло копировального станка, монтажную ос­нову, фотоформу. Пропускание всех этих сред на длинах волн, соот­ветствующих спектральной чувствительности позитивного копиро­вального слоя (за исключением стекла), близко к 100%, поэтому излучение частично поглощается стеклом (рис. 6.9).

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

Рис. 6.9. Спектральные кривые пропускания: 1 — стекло копировального станка; 2 — монтажная основа; 3 — подложка фотоформы; 4 — желатиновый слой фотоформы

световом потоке, падающем на ко­пировальный слой, присутствует некоторая доля рассеянного света. Дополнительно световой поток рас­сеивается и в самом слое. Вклад в светорассеяние вносит также излу­чение, отраженное от шероховатой поверхности подложки (см. § 4.2.3). Из-за светорассеяния происходит частичное экспонирование копиро­вального слоя на краях участков под непрозрачными элементами фотоформы. В результате этого на­блюдается изменение размеров пе­чатающих элементов на величину Аа (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Изменение размеров штрихов при экспонировании с позитивной (I) и негативной (II) фотоформ: — размер штриха на позитивной фотоформе; а₂ — размер штриха на негативной фотоформе; Аа_х — утоньшение штриха;

Аа₂ — расширение штриха

Происходит это как при негативном, так и позитивном копиро­вании и сопровождается уменьшением размеров печатающих эле­ментов при копировании на позитивный слой и их увеличением при копировании на негативный слой (рис. 6.10,1—II)- Для снижения этих искажений экспозиция должна быть минимальной, но достаточной для прохождения необходимых преобразований в слое.

Оптимальной является такая экспозиция, которая обеспечивает требуемые технологические свойства слоя и необходимые репро- дукционно-графические характеристики форм. Она зависит от чув­ствительности копировального слоя пластины, мощности осветите­ля, расстояния от осветителя до стекла копировального станка, характеристик фотоформы и определяется опытным путем при ис­пользовании тестовых шкал. Тоновые шкалы, необходимые для вы­бора экспозиции, должны использоваться при каждом копировании, позволяя контролировать величину экспозиции для каждой формной пластины.

Выбор экспозиции по методике ISO для формных пластин с позитивным слоем основан на определении максимальной разре­шающей способности с помощью микроштриховой миры, содер­жащей пары микроштрихов размером 4-70 мкм, выполненных в позитивном и негативном исполнении, т.е. штрихов и просветов (фрагмент 2 UGRA-82 — см. рис. 6.7). Оценивают результаты выбо­ра экспозиции по воспроизведению растровых точек с 5°^тн, равной 40 и/или 50%. С этой целью в выбранном интервале экспозиций с

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

л, мкм Максимальная разрешаю­

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

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

Н, ОТН.ЄД

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

Однако при выборе оптимальной экспозиции //_опт, необходимо учитывать, что пробельные элементы формы должны обеспечивать возможность стабильного процесса печатания, а это достижимо, ес­ли #опт больше, чем Я;,. В противном случае форма может «тенить», что связано с неполным удалением гидрофобного копировального слоя с пробельных элементов. Поэтому по рекомендациям FOGRA и UGRA за основу выбора Н_опт берутся максимально допустимые гра­дационные искажения растровых точек. Для этого к найденному значению h прибавляют 4 мкм (см. рис. 6.11) и фиксируют ту Я₀„_т, при которой воспроизводятся штрихи, ширина которых равна полу­ченному значению. Для большинства формных пластин размеры штрихов 8-12 мкм. При этой экспозиции уменьшение размеров рас­тровых точек в средних полутонах не превышает 2-4%.

С учетом рассмотренного выше подхода к определению экспо­зиции на практике часто за Н_от выбирают ту, при которой воспроиз­водятся штрихи размером от 12 мкм.

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

6.3.4. Проявление копий и нанесение защитного покрытия

Проявляющие растворы должны:

• обеспечивать необходимую избирательность и скорость прояв­ления (см. § 4.3.1);

• растворять микрорельефный слой, расположенный на поверхно­сти формной пластины;

• не нарушать гидрофильность пробельных и гидрофобность пе­чатающих элементов;

• обладать достаточной рабочей емкостью;

• соответствовать экологическим нормам;

• не оказывать коррозионного воздействия на подложку. Рабочая емкость — способность обрабатывать большое коли­чество копий без изменения показателей печатных форм. Она явля­ется важной характеристикой проявляющих растворов. Рабочая емкость проявителя определяется величиной суммарной площади копий, проявленных в заданном объеме. Ориентировочный расход составляет 120 мл на 1 м² обрабатываемой поверхности. При дли­тельном контакте проявителя с воздухом, вследствие окисления, раствор утрачивает свои свойства. Его истощение определяют по изменению проводимости в (\S (микро Сименс), что позволяет оце­нивать количество всех ионов в растворе. Рабочие свойства прояв­ляющего раствора, находящегося в процессоре (при условии перио­дического добавления реагентов), сохраняются в течение 1-2 недель и зависят от количества проявленных копий.

Проявляющие растворы обладают буферными свойствами, по­зволяющими сохранить постоянной величину начального значения рН, которая составляет 11-13 единиц. Составы проявляющих рас­творов для позитивных и негативных копировальных слоев различ­ны и могут включать гидроокиси щелочных металлов, фосфаты, ПАВ и другие компоненты. Такие композиции выпускаются фирма­ми, как правило, в концентрированном виде, с указанием типа обра­батываемых пластин. Их точные рецептуры не публикуются.

Особенности проявления копий. Проявление, в зависимости от способа подачи раствора в процессоре, может быть погружным, струйно-щеточным и струйным. Время проявления зависит от ско­рости движения копии в процессоре (составляющей 0,2-2 м/мин), а скорость — от типа процессора, температуры проявителя (обычно 23±3°С) и степени его истощения. Эти параметры определяются опытным путем при выборе режимов проявления.

На скорость проявления позитивного слоя дополнительно ока­зывает влияние абсорбция влаги из воздуха, наличие которой за­медляет растворение экспонированного слоя. В процессе проявления позитивных слоев образовавшаяся в результате экспонирования ин­денкарбоновая кислота растворяется вместе со смолой в щелочном проявителе.

Увеличение длительности проявления неизбежно ведет к поте­ре печатающих элементов на позитивном слое, что связано с воз­можным частичным растворением неэкспонированных участков. Недопроявление копии, особенно при недостаточной экспозиции копировального слоя приводит, наоборот, к появлению лишних пе­чатающих элементов, например, изображения кромок составной монтажной фотоформы. Это делает процесс проявления критич­ным к изменениям режимов получения копии. На рис. 6.12, а пока­зана схема воздействия проявителя при формировании печатающих элементов, образованных на позитивном слое.

элементы; 2 — печатающие элементы

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

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

Контроль проявления осуществляется с помощью тех же тест- объектов, которые используются для контроля процесса экспониро­вания (см. § 6.3.2).

12 12

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

При проявлении могут возникнуть дефекты: • неполное проявление позитивного или негативного слоя, кото­рое может быть вызвано низкими значениями концентрации рабочих компонентов проявляющего раствора и его температурой, а также недостаточным временем проявления;

• снижение устойчивости пробельных элементов при воздейст­вии проявляющего раствора на поверхность металла, на которой мо­гут проходить коррозионные процессы, оказывающие разрушающее действие на гидрофильную пленку. Накопление продуктов коррозии в проявляющем растворе уменьшает также его рабочую емкость;

• графические и градационные искажения, а также изменение кон­траста изображения, вследствие перепроявления копии, вызванного, например, высокой концентрацией компонентов проявителя или его повышенной температурой.

Нанесение защитного покрытия (гуммирование) с последую­щим высушиванием пленки завершает процесс изготовления печат­ной формы. Нанесение проводят в процессоре сразу после промывки формы водой. Его высушивание происходит при прохождении фор­мы через секцию сушки процессора.

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

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

В качестве защитного покрытия используют полимеры класса полисахаридов (с рН-раствора 5,3-5,6) определенной концентра­ции. Превышение концентрации полимера в гуммирующем рас- творе может привести к его поверхностной кристаллизации и не­равномерности распределения защитной пленки по поверхности формы. Возникающие иногда трудности, связанные с удалением защитного покрытия и обусловленные превышением допустимых значений плотности гуммирующего раствора свыше 1 г/см³, мо­гут замедлить достижение баланса «краска — вода» в печатной машине, вызвать тенение формы или разрушение ее мелких печа­тающих элементов.

6.3.5. Техническая корректура печатных форм

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

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

Лишние печатающие элементы на форме устраняют вручную на­несением корректирующих растворов (гелей, паст) с помощью специ­альных карандашей, тампонов или кистей. Состав этих средств, опре­деляемый применяемым копировальным слоем, должен обеспечить быстрое удаление копировального слоя (в течение 5-10 с.) Тиксо- тропные свойства растворов (вязкость, текучесть) обеспечивают кор­ректуру вблизи печатающих элементов изображения, причем дейст­вие растворов не должно разрушать гидрофильный слой на поверхно­сти пробельных элементов. Поэтому такую корректуру проводят по защитному покрытию формы. Плюс-корректура проводится коррек­тирующим лаком по сухой поверхности формы, очищенной от гум­мирующего раствора, с последующей сушкой или нагреванием нане­сенных гидрофобных печатающих элементов.

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

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

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

Корректирующая маска носит название «пятого монтажа» и изго­тавливается на маскирующей пленке, которая представляет собой прозрачную бесцветную основу с клеевым и неактиничным (напри­мер, красного цвета) полимерным съемным слоем. Изготовление мас­ки осуществляется удалением съемного слоя с участков, требующих дополнительного экспонирования. Вначале формная пластина экспо­нируется через фотоформу, после чего последняя заменяется маской и проводится дополнительное экспонирование. Излучение воздействует на все участки копировального слоя кроме тех, которые находятся под неактиничным слоем корректирующей маски. В итоге, копироваль­ный слой, находящийся под кромками диапозитивов и липкой ленты, получает добавочное количество световой энергии, как правило, рав­ное основной экспозиции за фотоформой.

6.3.6. Термообработка печатных форм

Устойчивость печатающих элементов во многом определя­ет тиражестойкость печатных форм. В процессе печатания форма испытывает циклические нагрузки, трение в паре с офсетным ци­линдром, накатными красочными и увлажняющими валиками, аб­разивное действие бумажной пыли и пигментов печатных красок. Износостойкость печатающих элементов зависит и от химической стойкости копировального слоя к увлажняющему раствору, а также его адгезии к поверхности подложки.

Отличия в износостойкости копировальных слоев могут быть связаны с их составом, природой, соотношением компонентов и ре­жимами обработки. Износостойкость позитивного на основе ОНХД и многих негативных слоев повышается при нагревании, что дает возможность увеличить тиражестойкость форм (в 2-3 раза) посред­ством их термообработки. Так, в копировальных слоях на основе ОНХД термообработка сопровождается химическими процессами, протекающими в слое: окислением смолы и ее взаимодействием с диазосоединением с образованием сшитых структур резольных со­ставляющих слоя. При этом повышается износостойкость, химическая стойкость, увеличивается адгезия слоя к поверхности подложки и из­меняется окраска слоя. Необходимая физико-механическая прочность слоя достигается при определенных режимах термообработки. Режи­мы термообработки форм зависят от типа формной пластины и уста­навливаются в соответствии с конкретными рекомендациями фирм- изготовителей пластин по величине температуры и продолжитель­ности обработки. Превышение температуры термообработки может привести к потере гидрофильных свойств пробельных элементов (тенению формы), вызвать коробление подложки и снижение адге­зии слоя.

Интервал температур, обеспечивающих наилучшие технологиче­ские свойства в большинстве случаев лежит в пределах от 160-180² С до 240-260^Q С, при времени обработки 3-10 мин. Проверка режимов термообработки осуществляется с помощью контрольных шкал, нагре­ваемых вместе с формой. Они представляют собой самоклеющиеся по­лоски-индикаторы, с высокой точностью указывающие температуру.

Для защиты пробельных элементов от обезвоживания под дейст­вием высоких температур, а печатающих элементов — от растрески­вания, перед термообработкой на форму, предварительно очищен­ную от гуммирующего слоя, наносят специальный защитный слой коллоида. Этот слой, обладающий повышенной кислотностью, после проведения термообработки и в случае длительного хранения формы удаляют водой или специальным раствором, а на поверхность нано­сят обычное защитное покрытие (см. § 6.3.4).

Для термической обработки используют шкафы (печи), поточ­ные линии или секции, входящие в состав модульных автоматизиро­ванных линий для последовательного выполнения всех операций обработки печатных форм. Время термообработки на поточной ли­нии несколько меньше, чем в термошкафу. Контроль термообработ­ки проводится косвенными способами с помощью денситометра или визуально по изменению цвета копировального слоя.

Факторы, вызывающие возникновение дефектов печатных форм. Их условно можно разделить на технологические, связанные с применяемыми материалами и режимами выполнения операций, и технические — обусловленные в основном работой оборудования и климатическими условиями в формном отделении.

Возможными дефектами печатных форм являются:

• искажение или полное отсутствие элементов изображения на форме по сравнению с фотоформой;

• восприятие краски пробельными элементами и невосприятие краски печатающими элементами в процессе печатания;

• нарушение адгезии слоя к подложке, приводящее к снижению тиражестойкости печатной формы.

Дефекты, возникающие на печатных формах из-за режимов вы­полнения основных технологических операций, сводятся к недоко- пировке, заключающейся в недостаточном экспонировании или недо- проявлении копии, перекопировке, вызванной, наоборот, избытком экспозиции или перепроявлением, и непрокопировке, обусловленной попаданием света под непрозрачные элементы фотоформы.

При недокопировке изображение на форме, изготовленной пози­тивным копированием, получается менее контрастным, чем на диа­позитиве и содержит лишние печатающие элементы, которые оста­лись на форме из-за неполного удаления копировального слоя с пробельных элементов. Такая форма тенит в процессе печатания. Перекопировка дает, наоборот, более контрастное изображение на форме, чем на фотоформе и характеризуется отсутствием мелких де­талей изображения: тонких штриховых элементов и растровых точек в высоких светах.

Возникновение дефектов на печатной форме может быть вызва­но наличием зазора между фотоформой и формной пластиной. Чем больше зазор, тем больше доля рассеянного света, приводящая к из­менению размеров элементов. Причинами возникновения зазора мо­гут быть износ резиновых уплотнений коврика копировального станка, ухудшение работы его вакуумирующей системы, нали­чие пыли на поверхности фотоформы, в том числе, из-за низкой влажности воздуха в копировальном отделении и др.

Снижение тиражестойкости офсетной формы, вызванное невос­приятием краски печатающими элементами, может быть следствием нарушений условий хранения позитивной формной пластины или го­товой формы, приведших к потере гидрофобных свойств печатающи­ми элементами формы. Исчезновение мелких элементов изображения на печатной форме возникает из-за случайного воздействия излучения ламп дневного света (подсвечивание копировального слоя).