7.2.2. Физико-химическая сущность формирования печатающих

и пробельных элементов

С учетом требований, предъявляемых к энергетическому со­стоянию поверхности печатных форм, используемых в ОБУ, были сформулированы основные принципы формирования пробельных и печатающих элементов. Они определяют соотношение величин поверхностного натяжения на участках пробельных и печатаю­щих элементов, соизмеренных с поверхностным натяжением пе­чатной краски. Поверхностное натяжение печатающих элементов должно быть больше, чем у печатной краски, в то время как по­верхностное натяжение пробельных элементов, наоборот, должно

быть меньше. Эти различия обеспечивают адгезионный отрыв крас­ки при ее контакте с формой, что позволяет исключить возникно­вение смачивания и адгезионного взаимодействия краски с про­бельными элементами.

По своей физико-химической сущности принципы образования печатающих элементов в ОБУ аналогичны ОСУ, в то же время формирование пробельных элементов значительно отличается. Технические решения, позволяющие реализовать эти принципы, основаны на модификации свойств поверхности пробельных эле­ментов. Практически во всех используемых в настоящее время технологиях ОБУ снижение поверхностного натяжения достигает­ся химической модификацией поверхности пробельных элементов путем использования антиадгезионного (низкоэнергетического) слоя. Материал, используемый для создания пробельных элемен­тов, по своим исходным свойствам должен обладать не только низ­ким поверхностным натяжением и устойчивой олеофобностью, но и характеризоваться отсутствием пластических деформаций под дей­ствием давления в процессе печатания. Поэтому упруго-эластичные свойства устойчивых антиадгезионных слоев значительно ограни­чивают выбор материалов, приемлемых для создания пробельных элементов. В определенной мере комплексу требуемых свойств удовлетворяют кремнийорганические соединения типа полиорга- носилоксанов.

Полиорганосилоксаны (силиконы) — полимеры, основные цепи молекул которых состоят из атомов кремния и кислорода (кремне- кислородная основа полимера), а боковые органические группы R непосредственно присоединены к молекулярной цепочке атомами кремния. Структурная формула таких соединений может быть пред­ставлена в следующем виде:

[-Si (R2) - О - ]„

Главные цепи макромолекул могут быть линейными в виде нити, иногда разветвленной, как, например, в полидиметилсилок- сане, либо состоят из соединенных друг с другом циклических группировок.

Существует мнение ряда исследователей, что в полидиметилси- локсане (фрагмент его молекулы имеет строение 7.1) атомы кисло­рода направлены к поверхности, а метальные группы у атомов кремния — в противоположную сторону. Вместе они образуют ус­тойчивую структуру, которая экранирует поверхность, придавая ей антиадгезионные свойства:

СН₃ СН₃ СН₃

• Si — О — Si — О — Si —

СН₂ сн_? сн,

I I I (7.1)

СН₂ СН₂ СН₂

• Si — О — Si — О — Si —

СН₃ СН₃ СН₃

Наличие в молекулах таких соединений неорганических эле­ментов (Si, О) и групп -СНз, характерных для органических соеди­нений, определяет и другие свойства силиконов: термическую стойкость и твердость (присущие неорганическим материалам), а также эластичность и термопластичность (свойственные органиче­ским полимерам).

Низкое поверхностное натяжение силиконов, по мнению ряда исследователей, связано с отсутствием полярной составляющей.

Благодаря наличию большой поверхности с симметрично располо­женными группами -СНз, оно определяется только дисперсионной составляющей. Так, термически отвержденный диметилсилоксано- вый каучук обладает поверхностным натяжением 19,6 мН/м.

7.2.3. Особенности современной технологии изготовления форм

Среди форм для ОБУ, изготавливаемых копированием, наи­большее применение в настоящее время получили формы, получен­ные по технологии японской фирмы Тогау на формных пластинах многослойного строения.

Формы, изготовленные позитивным копированием. В этой технологии используются пластины (рис. 7.2, а), состоящие из алюминиевой подложки 1, грунтового слоя 2, обеспечивающего хорошую адгезию расположенного на нем светочувствительного слоя З_ч силиконового слоя 4 и верхней полиэфирной пленки 5, ко­торая необходима для защиты слоя 4 от повреждений и слоя 3 от действия кислорода воздуха. Пленка также обеспечивает хороший контакт с фотоформой и позволяет обрабатывать копию при обыч­ном освещении (без защитной пленки слой 3 теряет свою светочув­ствительность). Основное функциональное назначение выполняют слои 3 и 4, обеспечивая формирование печатающих и пробельных элементов формы.

Процесс изготовления формы заключаются в следующем. При копировании диапозитива 6 через защитную пленку 5 (рис. 7.2, б) на участках воздействия УФ-излучения слой 3 прочно сшивается со слоем 4. Поэтому в дальнейшем на этих участках силиконовый слой 4 неспособен к удалению и выполняет функции пробельных элемен­тов 7. После экспонирования защитная пленка 5 удаляется и копия (рис. 7.2, в) подвергается обработке, в результате которой силиконо­вый слой 4 на неэкспонированных участках вспучивается и удаляет­ся, обнажая поверхность слоя 3 (рис. 7.2, г). Ускорение процесса удаления осуществляется механическим способом (с помощью ще­точного валика). В результате дополнительной обработки в специ­альном тонирующем растворе неэкспонированные участки слоя ок-

Рис. 7.2. Изготовление формы для ОБУ позитивным копированием: а — формная пластина; б — экспонирование; в — обработка копии; г — готовая форма; 1 — подложка; 2 — грунтовый слой; 3 — светочувствительный слой;

4 — силиконовый слой; 5 — полиэфирная пленка; 6 — диапозитив;

7— пробельные элементы; 8 — печатающие элементы

Особенности негативного копирования. Изготовление печат­ной формы на негативно работающих формных пластинах осущест­вляется по той же схеме и включает экспонирование и обработку копии, но экспонирование осуществляется через негатив. Под дейст­вием УФ-излучения происходит нарушение сцепления силиконового слоя со светочувствительным слоем, в результате чего он удаляется при обработке. Таким образом, на экспонированных участках на олеофильном светочувствительном слое формируются печатающие элементы. Пробельные элементы, как и на рис. 7.2, имеют много­слойную структуру с верхним силиконовым слоем.

рашиваются. Обладая олеофильными свойствами, они выполняют функции печатающих элементов 8.

- 2 1

УФ излучение

На рассмотренных формах печатающие элементы углублены по сравнению с пробельными на величину, равную толщине силико­нового слоя, которая составляет около 2 мкм. Благодаря такой гео­метрии поверхности печатной формы (рис. 7.3, а) и достигаются основные преимущества печатных форм для офсетной печати без увлажнения пробельных элементов.

Рис. 7.3. Структура печатных форм перед получением оттиска: а — ОБУ;

б — ОСУ; 1 — подложка; 2 — копировальный слой; 3 — печатная краска;

4 — олеофобный слой; 5 — гидрофильная пленка; б — увлажняющий раствор

7.3. Преимущества и недостатки плоской офсетной печати

без увлажнения печатных форм

Преимущества. ОБУ обладает рядом свойственных только ему преимуществ. Главным среди них является высокое качество полу­ченного на оттисках изображения. Связано это, в том числе, и с ис­пользуемыми печатными формами. Благодаря углубленным печа­тающим элементам (см. рис. 7.3, а) краска после ее нанесения на печатную форму располагается в углубленных ячейках и стенки этих ячеек ограничивают ее растекание.

В отличие от форм для ОБУ на печатающих элементах форм для ОСУ (см. рис. 7.3, б) краска может растекаться за их пределы, так как она находится на поверхности копировального слоя, возвышающегося над уровнем пробельных элементов. Эти различия в геометрии по­верхности приводят к тому, что при печатании с форм для ОБУ краска меньше растискивается, в то время, как в ОСУ печатная краска, выдавливаясь за края печатающих элементов, при­водит к большему растаскива­нию элементов изображения на оттиске (рис. 7.4).

£

оги

Рис. 7.4. Области растискивания краски на оттисках, полученных: / — с форм ОСУ; 2 — с форм ОБУ

а сэ S X

С-/

S

н

м

н

<я г л

'X о о сз

5. с.

20 40 60 80 100 S^.%

Кроме меньшего растаски­вания при печатании с форм для ОБУ, на оттисках достига­ется более высокая оптическая

плотность, а изображение характеризуется повышенной резкостью и контрастом, а также насыщенностью тонов изображения и проработ­кой светов и теней. Это делает способ печатания с форм для ОБУ подходящим для производства высококачественных многоцветных изображений с линиатурой в 1,5 раза больше, чем в ОСУ, при этом процесс является более экономичным и стабильным.

К преимуществам печатания с форм для ОБУ следует отнести также упрощение подготовки печатной машины и стабильность са­мого процесса печатания за счет отсутствия необходимости поддер­жания баланса «краска — вода». Существенным результатом этого является сокращение отходов бумаги: при хорошо подобранной пе­чатной краске уже третий оттиск может быть тиражным. Отсутствие увлажнения при печатании с форм для ОБУ (известно, что увлажне­ние является одной из причин деформации бумаги) обеспечивает повышение точности совмещения красок на оттиске. Наконец, к дос­тоинствам ОБУ следует отнести упрощение конструкции печатной машины, а отсутствие кислого увлажняющего раствора позволяет избежать коррозии ее металлических частей.

Недостатки. При наличии весьма существенных, определяющих перспективность ее использования преимуществ, ОБУ имеет в на­стоящее время и ряд недостатков:

• более высокая стоимость формных пластин и печатных красок, которая, впрочем, окупается качественной печатью;

• большая чувствительность силиконового слоя к различного рода повреждениям. Это требует бережного обращения с формой в про­цессе печатания и ее тщательной очистки от загрязнений (в основ­ном, от бумажной пыли), а также повышения требований к регули­ровкам машины и чистоте красочного аппарата;

• особые требования к печатным краскам и более жесткие требо­вания к температурному режиму печатания;

• возникновение статического электричества, причиной которого является отсутствие увлажняющего раствора.