книги из ГПНТБ / Воробьев, Ю. М. Формное оборудование (специализированное по видам печати) учебное пособие для студентов инженерно-экономического факультета

Глава IV. СПОСОБЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВ­ ЛЕНИЯ ФОТОПОЛИМЕРНЫХ ФОРМ

Внастоящее время в отечественной промышленности все более широкое применение находят фотополимерные формы, в которых, несмотря на внешнее сходство в образовании-формировании пе­ чатных элементов, имеются принципиальные отличия в технологи­ ческом цикле их изготовления.

Из большого числа технических пластмасс для изготовления пе­ чатных форм в качестве основы применяют формный материал—по­ лиамиды. Они имеют высокую устойчивость к циклическим динами­ ческим нагрузкам и к растворителям красок и их связующим, гибки, имеют достаточно высокие антифрикционные свойства, недороги.

Фотополимеры как новый формный материал привлекают про­ стотой технологического процесса изготовления самой формы, срав­ нительно невысокой трудоемкостью, возможностью совместного из­ готовления текстовых и иллюстрационных элементов формы, доста­ точно высокими репродукционно-графическими (разрешающая спо­ собность свыше 150 л/см) и печатно-техническими свойствами при сравнительно небольшом весе самой печатной формы.

ВСССР работы но изучению фотополимерных систем и разра­

ботке технологии и техники изготовления фотополимерных форм ве­ дутся в Институте химической физики АН СССР, Украинском науч­ но-исследовательском институте полиграфической промышленности, Киевском филиале ВНИИКПП и Украинском полиграфическом ин­ ституте им. И. Федорова.

По способу изготовления отечественные фотополимерные печат­ ные формы можно разделить на следующие три группы1:

а) формы, изготовленные с применением фотополимеризующих пластин, полученных путем полива нескольких элементарных слоев из раствора фотополимеризующих композиций на металлическую или неметаллическую подложку с подслоем или без него;

б) формы из фотополимерных пластин, полученных путем скле­ ивания фотополиморной пленки с металлической подложкой;

в) формы из жидких фотополимерных композиций с применени­ ем копировально-формирующего устройства.

Преимущество технологии изготовления фотополимерных печат­ ных (рельефных) форм с применением предварительно отлитой фо­

1 Беседова В. С. и др. Изготовление фотополимерных типоофсетных форм на основе фотополимерной пленки. — «Полиграфия», 1973, № 5.

60

тополимерной пленки заключается в сокращении времени и упро­ щении процесса изготовления форм.

§ 1. Технологический процесс изготовления фотополимерных печатных форм

Технологический процесс изготовления фотополимерных форм состоит из следующих основных операций: получение текстового и иллюстрационного негатива, экспонирование (копирование) нега­ тива на фотополнмерный материал в плоском или изогнутом виде, растворение (вымывание) непроэкспонированных участков фото­ полимерных копий, промывка проточной водой и сушка готовых форм струей сжатого воздуха (рис. 31).

Рис. 31. Принципиальная схема техно­ логического процесса изготовления фотополимериой печатной формы: а) фотополимерная пластина: 1) подложка,

мещение негатива с пластиной; в) эк­ спонирование пластины; г) растворение (вымывание) непроэкспонированных уча­ стков на пластине; д) сушка фотополимерной печатной формы; е) готовая

печатная форма

Рассматривая технологический процесс изготовления форм, не­ обходимо отметить, что основной процесс образования печатающих элементов происходит во время экспонирования, когда световой поток проникает через прозрачные места негатива и вызывает по­ лимеризацию фотомономеров. Участи формы, подвергшиеся дей­ ствию света, становятся нерастворимыми в определенном раство­ рителе, а неосвещенные — вымываются (углубляются). Фотопо­ лимерный слой хорошо пропускает свет, поэтому степень задубливания достаточно точно соответствует количеству света во время экспонирования. Лучи света могут проникать на всю толщину слоя, поэтому неосвещенные его участки порой вымываются до основания. Фотополимерная пластина, как правило, наклеивается на металлическую подложку; в этом случае металл и пластмассо­ вый слой скрепляются между собой при помощи специального ла­ ка, который окрашен в желтый цвет и предотвращает отражение света.

Особенностью формного материала является то, что печатаю­ щий рельеф (изображение) формируется на нем уже в процессе копирования, а не в результате выборки пробельных участков, как это имеет место при изготовлении металлических форм (напри­ мер, при травлении). Следует отметить, что после вымывания (углубления пробельных элементов) откопированное изображение

61.

совершенно идентично с прозрачными участками негатива. Это так­ же относится к достоинствам рассмотренного формного материала.

Корректировка полученной формы 'невозможна, поэтому к не­ гативам, используемым для копирования, предъявляются более жесткие требования.

§ 2. Установка обработки фотополимерных форм

А. Экспонирующие установки

Оптимальное.время экспонирования зависит от состава фотополимеризующей композиции, толщины светочувствительного слоя, интенсивности актинидного излучения, его спектральной характе­ ристики, расположения источников света и равно-=-15 мин. Фотополимеризация светочувствительных композиций происходит под действием лучей только той части спектра, которая поглощается слоем полимеризующей композиции. Для большинства фотополимеризующих композиций максимум светочувствительности лежит в области 300—370 нм.

Основные требования к осветительным установкам сводятся к следующему:

а) создание интенсивного излучения и равномерного светового потока по всей площади формного материала;

б) отсутствие теплового излучения от осветителей. Экспонирующие установки, оснащенные люминесцентными лам­

пами, по конструкции можно разделить на установки: 1) с откры­ тыми осветителями, 2) с полностью или частично открывающимися камерами и 3) с закрытыми осветительными камерами.

Применение трубчатых люминесцентных ламп выгодно тем, что они могут быть расположены на небольшом расстоянии (4—10 см) от облучаемой поверхности, не требуют интенсивного охлаждения, обеспечивают достаточную равномерность светового потока, прос­ ты в обслуживании. В настоящее время отечественная промышлен­ ность выпускает лампы типа ЛЭР, которые по своим техническим данным, область излучения до 275—340 нм, вполне удовлетворяют эксплуатационников.1

Открытые осветители обеспечивают небольшой охват освещае­ мой поверхности световым потоком, что, естественно, увеличивает в 3—4 раза время экспонирования. При работе с открытым освети­ телем с ним следует обращаться крайне осторожно, чтобы избе­ жать облучения обслуживающего персонала ультрафиолетовыми лучами.

В установках второго типа (рис. 32а и б) процесс копирования при работе с плоскими и круглыми осветителями совершенно оди­ наков. В установках (рис. 32а) формный материал, на который про­ изводится копирование, укладывается на плоскую опорную плиту в

1 Шиманский В. М. и др. Технология и техника изготовления фотополимер­ ных форм. М., «Книга», 1972.

62

имеется пульт управления, обеспечивающий исполнение следующих команд: включения люминесцентных ламп, привода пластинодержа. теля и вентилятора. Время экспонирования зависит от конструкции установки, вида источников ультрафиолетового излучения, типа пластин, сложности печатной формы и составляет 10—25 мин.

Рис. 33. Экспонирующие установки с закрытым осветите­ лем: б) установка УНИИ полиграфической промышлен­ ности — СССР

Б. Вымывные установки

Важнейшим показателем качества фотополнмерных печатных форм служит глубина пробельных участков этой формы. Рельефная поверхность формы получается в процессе вымывания незаиолимеризовавшихся, сохранивших возможность растворяться пробельных участков. Углубление этих участков — завершающая стадия изго­ товления рельефного изображения печатной формы — зависит от интенсивности и длительности процесса, вымывания. Операция вы­ мывания выполняется однопроцессным способом и по своему ха­ рактеру напоминает процесс эмульсионного травления металличе­ ских печатных форм.

Механизм вымывания пробельных участков фотополнмерных форм заключается в том, что полимерный компонент фотополимеризующейся композиции при обработке вымывающим раствором превращается в растворимую соль, которая переходит в раствор, увлекая непрореагировавшие низкомолекулярные компоненты ком­ позиции.

Одним из основных показателей процесса вымывания при изго­ товлении фотополимерных форм является температура вымываю­ щего раствора. Снижение или повышение температуры вымывания

65

оказывает отрицательное влияние на качество получаемой формы. При снижении температуры вымывания наблюдается замедление процесса углубления пробельных участков. При повышении темпе­ ратуры вымывающего раствора скорость растворения (углубление) пробельных участков увеличивается, но одновременно наблюдается интенсивное разрушение мелких штрихов и растровых точек свет­ лых тонов, что существенно снижает качественные показатели фор­ мы. По данным УНИИППа, рациональная температура вымываю­ щего раствора должна поддерживаться около —30°С. В качестве вымывающего раствора применяется 0,15% водный раствор едкого натра (NaOH). Время вымывания составляет 4—7 мин в за­ висимости от сложности и типа печатной формы.

Всовременных вымывных установках автоматизирован сам про­ цесс вымывания, все вспомогательные операции и они могут рабо­ тать по заранее отработанной программе, обеспечивающей автома­ тическое выяснение технологического процесса: заполнение установ­ ки раствором, непосредственное вымывание (углубление) пробель­ ных участков, спуск раствора, промывание готовой формы (проточ­ ной водой.

Внастоящее время наибольшую скорость вымывания и лучшее качество фотополимерных печатных форм обеспечивают сопловые вымывные установки с форсунками, образующими поток раствора

ввиде сплошного контура1. Большая равномерность наносимого ра-

Рис. 34. Схема вымывной установки конструкции УНИИППа

1 На полиграфических предприятиях находят применение установки с ротор­ ным и струйным способами подачи раствора.

66

створа достигается благодаря расположению отверстий в сопловых горизонтальных коллекторах.

В Украинском научно-исследовательском институте полиграфи­ ческой промышленности разработан опытно-промышленный обра­ зец вымывной установки (рис. 34). В рассматриваемом образце ус­ тановки можно обрабатывать полноформатные гибкие фотополимерные печатные формы 1, которые крепятся на формодержателе 2 с помощью механических зажимов 3. Формодержатель приводится во вращательное движение через цепную передачу от электродви­ гателя 4. Вымывной раствор к формной пластине поступает под давлением через распределительные трубки 5, имеющие систему от­ верстий, расположенных в шахматном порядке. Подобное располо­ жение отверстий обеспечивает равномерное перекрывание обраба­ тываемой поверхности печатной формы струями вымывающего ра­ створа. Все распределительные трубки соединены между собой дву­ мя коллекторами 6, через которые к ним осуществляется поступле­ ние раствора из заборной ванны 6 с помощью |Центробежного на­ соса 7. Система распределительных трубок и коллекторов монти­ руется непосредственно на открывающейся крышке 8, оснащенной противовесом 9 и ручкой 10. В конструкции привода насоса приме­ нен электродвигатель постоянного тока, поэтому, меняя напряже­ ние в системе питания электродвигателя, можно регулировать ко­ личество подаваемого раствора при осуществлении технологической операции углубления пробельных участков печатной формы. При­ менение в конструкции, установки нагревательных элементов 11 и контактного термометра 12 позволяет поддерживать температуру рабочего раствора на заданном уровне. В конструкции предусмот­ рено блокирующее устройство 13 (концевой выключатель), которое останавливает все исполнительные механизмы (механизм враще­ ния формодержателя, центробежный насос и др.) в случае подъема (открывания) крышки#.

Для управления работой вымывной установки на передней па­ нели имеется пульт управления 14, обеспечивающий исполнение следующих команд: включение привода формодержателя, центро­ бежного насоса, часового механизма, нагревательных элементов, характер работы которых определяется контактным термометром.

Промывка готовой печатной формы производится проточной во­ дой вне установки. После окончания промывки форму необходи­ мо просушить при температуре 50°С в потоке теплого воздуха.

Для обработки фотополимерных печатных форм плоского типа в полиграфической практике находят применение установки, по­ строенные по схеме, данной на рис. 35.

В рассматриваемой конструкции вымывной раствор под давле­ нием поступает в дисковый коллектор 1, который имеет систему отверстий 2, расположенных в строго определенном порядке. Дис­ ковой коллектор закреплен неподвижно. Интенсивность подачи ра­ створа регулируется глубиной погружения коллектора и давлени­ ем, создаваемым насосом. Формная пластина плоского типа кре­

67

пится на формодержатель 3 с помощью механических зажимов 4. Сам же формодержатель крепится жестко к крышке установки 5.

Процесс вымывания (углубления) пробельных участков как форм плоского типа, так и у гибких, практически ничем не отли­ чается друг от друга.

В последнее время наметилась тенденция к унификации вымыв­ ных установок, которая заключается в разработке универсальных

Рис. 35. Схема вымывной установки для обработки плоских печатных форм

конструкций формодержателей как для плоских, так и для пред­ варительно изогнутых пластин, созданию полностью автоматизи­ рованных установок.

§ 3. Экономика изготовления фотонолимерных печатных форм

Фотополимерные печатные формы предназначаются для печа­ тания различных видов черно-белой и цветной полиграфической продукции — книжно-журнальной, газетной, бланочной, а также для воспроизведения сложных репродукций. Использование фотополимерных форм создает условия для дальнейшего совершенство­ вания способа высокой печати и позволяет:

1) заменить дорогостоящие цветные металлы синтетическими материалами;

2)повысить производительность печатных машин, заменив часть плоскопечатных машин высокоскоростными ротационными; умень­ шить вес формного цилиндра, что приведет к снижению инерцион­ ных нагрузок в печатной паре и позволит повысить техническую скорость печатной машины;

3)значительно сократить время, расходуемое на приправку;

4)улучшить качество печатной продукции;

68

Проведенное сравнение стоимости четырех работ форматом 64X89 и 71X102 см, выполненных способами высокой и офсетной

стоимость основных и вспо­ могательных материалов для изготовления печатных форм, оплаты

рабочего времени и амортизации оборудования.

Издательскую продукцию рассмотренных вариантов 1,2 и 3—тек­ стовую, тексто-иллюстрационную и тексто-иллюстрационную с до­ полнительной цветной впечаткой — печатать способом высокой пе­ чати становится рентабельным при тираже свыше 100 тыс. оттис­ ков. Продукцию четвертого варианта выгодно уже воспроизводить способом высокой печати с использованием фотополимериых форм при тиражах свыше 60 тыс. оттисков. Следует заметить, что общие приведенные затраты на изготовление фотополимериых форм оказываются наименьшими, т. к. эти формы имеют более высокую тиражеустойчивость при значительном сокращении трудовых за­ трат непосредственно на изготовление форм, их приводку и при­ правку.

Применение фотополимериых форм, особенно гибких, сокраща­ ет производственный цикл изготовления изданий, оказывает влия­ ние на сроки выпуска печатных изданий и высвобождает оборот­ ные средства. Использование фотополимериых печатных форм поз­ волит высвободить значительное количество дефицитных цветных металлов. Так, например, годовая потребность в типографском

1См. «Polygraph», 1969, т. 22, № 8, с. 443—456.

69