книги из ГПНТБ / Геодаков, А. И. Изготовление форм офсетной печати

ГЛАВА 7

КОПИРОВАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ОТДЕЛКА ПЕЧАТНЫХ ФОРМ

Для изготовления печатных форм изображение репродуцируе­ мого оригинала с негативов или диапозитивов необходимо пере­ нести на материал формы. Это осуществляется копированием форм.

§ 49. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОПИРОВАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Копировальные слои и сущность явления дубления

Различают два способа копирования форм: негативный и пози­ тивный.

В первом случае копирование производят с негативов, а во вто­ ром — с диапозитивов. В том и другом случае в качестве основы копировальных слоев используют некоторые полимеры, такие, как поливиниловый спирт, ортохинондиазиды, диазосмола, камедь си­ бирской лиственницы и альбумин.

большинстве органических растворителей не растворяется. Высо­ комолекулярное соединение, степень его полимеризации может ко­ лебаться от 20 до 2000 молекул винилового спирта. Обладает вы­ сокими адгезионными и пленкообразующими свойствами. Водные растворы ПВС долго сохраняются и не портятся. Для копироваль­ ных целей поступает в виде водного раствора или в виде порошка. Требованиям ГОСТ 10779—69 отвечает поливиниловый спирт мар­ ки ПВС-1.

О р т о х и н о н д и а з и д ы — водонерастворимое высокомолеку­ лярное соединение, разлагающееся под действием света. Воздушносухие слои соединения изменяют цвет. Это является признаком химических реакций; скорость этих реакций зависит от коэффици­ ента поглощения света слоем. Растворы ортохинондиазидов на по­ верхности металла образуют пленку. Ортохинондиазиды хорошо совмещаются с полимерами и смолами, которые вводятся в копи­ ровальный слой для повышения кислотостойкости, например с формальдегидной смолой (новолак). Копировальный слой с ортохинондиазидами с точки зрения физико-химических свойств достаточно стабилен; обладает олеофильностью.

231

Д и а з о с м о л а — порошок черного цвета с металлическим бле­ ском. В отличие от светочувствительных ортохинондиазидов под действием света теряет свойство растворяться в воде, ПОЭТОМУ мо­

камеди ввести яичный или кровяной альбумин, то при нагревании,

вятся нерастворимыми в воде. (Двухромовокислые соли аммония и калия сами по себе не обладают практически заметной светочув­ ствительностью.)

Образовавшиеся новые соединения хрома способствуют дубле­ нию полимера, в котором они находятся. В результате дубления полимер теряет способность набухать и растворяться в воде или других растворителях; заметно изменяются и его механические свойства, в частности повышается твердость.

Большое влияние на копировальные процессы оказывают свой­ ства копировальных слоев, т. е. их светочувствительность, контраст­ ность, разрешающая способность; свойство правильно передавать градационные переходы воспроизводимого изображения, стойко

пользования в светочувствительных копировальных слоях. На прак­ тике в основном применяют бихромат аммония, так как копиро­

очувствленным бихроматом калия. Кроме того, набухаемость не­ экспонированных участков слоя с бихроматом аммония происходит сильнее, а значит, в воде они растворяются быстрее и лучше отмы­ ваются с пластины, обнажая ее основу.

На копировальный слой действует свет коротковолнового уча­ стка спектра, т. е. лучи только синей его зоны в пределах 350— 420 нм. Чувствительность полимера, очувствленного бихроматом аммония или калия, даже к дневному свету не очень велика, и что­ бы в слое произошли существенные физико-химические изменения, требуется значительная выдержка. Поэтому увеличению светочув­ ствительности копировальных слоев уделяется большое внимание,

232

так как оно является одним из резервов повышения производитель­ ности труда.

С повышением концентрации двухромовокислых солей в поли­ мере светочувствительность слоя возрастает. Рецептура для каж­ дого копировального слоя устанавливает оптимальную концентра­ цию, так как чрезмерное содержание бихромата в растворе может привести к выкристаллизации его на подсохшем слое, снизить ко­ эффициент контрастности и способствовать образованию вуали на копии. Кроме того, заготовленная пластина становится более склон­ ной к темновому дублению и хуже сохраняется.

Темновым называется такое дубление полимера, которое проис­

С темновым дублением на практике встречаются при длительном хранении заготовленных пластин, особенно в тех случаях, когда в цехе не соблюдаются рекомендуемые климатические условия (тем­ пература и относительная влажность воздуха в помещении).

Для некоторого снижения темнового дубления и лучшего сохра­ нения пластин в раствор хромированного альбумина, казеина, же­ латина вводят аммиак. Бихроматы при растворении в воде, хотя и в небольшом количестве, но диссоциируют на монохромат и сво­ бодную нестойкую хромовую кислоту:

ет задубливание копировального слоя. Для нейтрализации хромо­ вой кислоты применяют аммиак.

Слой с монохроматом менее чувствителен к свету. В растворе аммиака бихроматы частично переходят в монохроматы. Этим и объясняется то, что эти растворы образуют копировальные слои с

Таким образом, образование монохроматов из бихроматов мо­ жет происходить при наличии в растворе щелочи, т. е. в условиях увеличения значения его рН. Считается, что наибольшее световое дубление полимера происходит в кислой среде со значением рН в пределах 4—6. Для копировального слоя с 7-процентным раство­ ром поливинилового спирта рН должно быть не менее 5, иначе слой будет непригоден для копирования форм, так как в процессе про­ явления быстро набухнет и не сможет защищать от действующего раствора пробельные элементы копии.

При увеличении значения рН раствора светочувствительность слоя снижается, но зато такой раствор хорошо сохраняется. Сле-

233

материала задубленного полимера и нанесенной поверх него жиросодержащей краски. Следовательно, чтобы печатающие элементы были устойчивы в печати, нужно иметь хромированный полимер, образующий в результате дубления достаточно прочную и сцеп­ ленную с материалом формы пленку, к которой хорошо прилипает

В последнее время все чаще применяют диазосмолу. Светочувстви­ тельность слоя из диазосмолы основана на фотораспаде под влия­ нием ультрафиолетовых лучей света. В результате действия света под прозрачными участками негатива образуется задубленный слой с гидрофобными свойствами.

Диазосмола, соприкасаясь с материалом формы (алюминиевой фольгой), разлагается, поэтому ее наносят не на поверхность фор­ мы, а на специальный разделительный подслой — пленку жидкого стекла.

Если при негативном способе копирования задубленный поли­ мер служит основой для печатающих элементов, то с готовой пе­ чатной формы, изготовленной позитивным способом, задубленный полимер должен быть полностью удален. После того как при по­ мощи хромированного полимера изображение с диапозитива пере­ несли на поверхность материала формы, он на дальнейших стади­ ях обработки копии лишь защищает пробельные участки формы от

задубленный слой не должен обладать излишней прочностью, про­ тиводействующей удалению его химическим или электрохимиче­ ским путем. Смывают задубленный полимер очень слабыми рас­ творами кислоты при небольшом механическом воздействии, на­ пример щетки. В некоторых случаях как дополнительное средство применяют раствор марганцовокислого калия.

234

При позитивном способе копирования форм вначале применяли хромированный гуммиарабик, но из-за дефицитности заменили его хромированной камедью сибирской лиственницы; в настоящее вре­ мя используют хромированный слой на основе синтетического ма­ териала — поливинилового спирта.

ве поливинилового спирта для уменьшения поверхностного натяже­ ния и лучшего смачивания поверхности материала формы — некаль (смачиватель марки НБ, ГОСТ 6867—54). Для этой же цели в ко­ пировальные растворы вводят спирт. Раньше пользовались спир­ том-ректификатом, его заменили гидролизным, а затем бутиловым спиртом, по техническим свойствам не уступающим ректификату.

На ряде предприятий освоено изготовление офсетных форм с использованием светочувствительного слоя на основе ортохинондиазидов. Если, например, на алюминиевую пластину нанести све­ точувствительный слой на основе ортохинондиазидов, а затем под­

ными свойствами. Проявленную копию для создания более устой­ чивых печатающих и пробельных элементов обрабатывают обычны­ ми способами. Печатную форму можно изготовить и негативным способом копирования, но после проявления участки, соответст­ вующие печатающим элементам, окажутся обнаженными до ме­ талла, как это бывает при изготовлении форм позитивным спосо­ бом копирования с использованием светочувствительных копиро­ вальных слоев из полимеров с бихроматом аммония.

Ортохинондиазиды, так же как и диазосмола, не подвергаются темновому дублению, малочувствительны к температурным колеба­ ниям и почти не реагируют на колебания относительной влажности воздуха в помещении. Эти качества дают возможность создать централизованную заготовку пластин с предварительным нанесе­ нием светочувствительного слоя, который при соответствующей упаковке может сохраняться более года.

Режим и условия нанесения копировального слоя

многом зависит светочувствительность копировальных слоев, а со­ держание влаги в пленке — от режима ее сушки и относительной влажности воздуха в помещении.

На устойчивость пленки полимера влияет скорость диффузии (самопроизвольного проникновения) молекул проявляющего раст-

235

вора через пленку. Ясно, что пленка с большим содержанием вла­ ги способствует лучшему и быстрому проникновению проявителя. В этом случае задубленный слой менее устойчив к действию про­ явителя. Пленка полимера с малым содержанием влаги обладает пониженной механической прочностью, становится хрупкой.

При высушивании слоя в центрифуге на содержание влаги в нем влияют температура нагрева пластины, продолжительность высушивания и влажность воздуха в самой центрифуге. При чрез­ мерной влажности сушка пластины происходит медленнее. Особен­ но ощутимо это при срочных работах, когда приходится заготов­ лять несколько пластин — одну за другой. При этом в центрифуге скапливаются пары, создающие как бы равновесие между влагосодержанием слоя и воздуха. Если при этом повысить температуру нагрева пластины, то в слое начинается темновое дубление; будут на таком слое и большие градационные искажения.

Рекомендуется высушивать копировальные слои при темпера­

Пересушенный копировальный слой затрудняет проявление ко­ пии и приводит к потере устойчивости печатающих элементов и искажению градационных переходов. Для такого слоя режим вы­ сушивания играет большую роль, чем относительная влажность К В копировальном отделении она должна быть равна 60—65% при температуре 18—20° С.

Копирование и проявление

Низкая светочувствительность копировальных слоев требует мощных источников света. Обычно применяют дуговые лампы с двумя, а иногда и четырьмя осветителями. Наилучшими для дуго­

1 Влажность воздуха характеризуется содержанием в нем водяных паров-. Относительная влажность воздуха определяется отношением упругости водяных; паров, содержащихся в воздухе, к упругости паров, насыщающих пространстве* при данной температуре, и выражается в процентах. Для определения относи­ тельной влажности воздуха существует специальный прибор — психрометр.

236

Когда копировщики приближают осветители к светочувстви­ тельному слою — время выдержки уменьшается, но качество копии ухудшается, так как при этом происходит искажение изображения, особенно тех его элементов, которые расположены по краям копии. Кроме того, дуговые лампы, сильно нагревая стекло рамы, подплавляют желатин эмульсии на диапозитиве (негативе) и он мо­ жет прилипнуть к светочувствительному слою пластины. Копир-о­ вальный слой, нагреваясь, подвергается темновому дублению.

Выдержку при копировании определяют опытным путем. Она в основном зависит от толщины и характера копируемого изображе­ ния, применяемого светочувствительного слоя, силы источника све­ та и расстояния от него до стекла копировальной рамы.

Обычно стараются получить минимальную толщину светочув­ ствительного слоя, для того чтобы легче было продубить его. Чем тоньше слой, тем меньше заметны искажения рисунка в случае пе­ редержек при копировании. Однако толщина копировального слоя должна быть в то же время и оптимальной, чтобы обеспечить пра­ вильное проведение дальнейших технологических процессов.

Для зерненных пластин толщина слоя должна быть такой, что­ бы полностью закрыть вершины зерен на поверхности. В противном случае при негативном способе оголенный металл на пробельных участках формы при нанесении краски будет загрязнен, а при по­ зитивном во время травления будет растворяться и на участках, предназначенных для печатающих элементов. И в том, и в другом случае форма окажется недоброкачественной.

ных. Различие в градационной передаче изображения устанавли­ вают, ориентируясь по полутоновой ступенчатой шкале.

Делают это так. При определенной освещенности, измеренной люксметром, копируют нормальный растровый диапозитив (нега­ тив) вместе с многопольной контрольной серой шкалой на свето­ чувствительный копировальный слой. Причем копируют на пласти­ ну с выбранного диапозитива (негатива) и полутоновой шкалы несколько раз с разными выдержками, например первый раз с вы­ держкой 1 мин, второй — 2, третий — 3 мин и т. д., каждый раз прикрывая от действия света все остальные места. Проявив копию и изготовив полностью форму, на пробопечатном станке печатают оттиски. Полученное изображение сравнивают с оригиналом и диа­ позитивом (негативом).

Предположим, что правильная передача изображения полу­ чается в том случае, когда слой задубливается на четырех полях шкалы, а на остальных четырех полностью растворяется, обнажая материал формы. Следовательно, копирование оригинальных форм в таких же условиях нужно проводить с выдержкой, обеспечиваю-

237

щей задубливание слоя под шкалой четырех полей (наибольшая плотность 0,8). Задубливание этих полей — ориентир при изготов­ лении всех последующих оригинальных форм.

При изготовлении машинных форм изменением выдержки при копировании также определяют ее оптимальную величину, которая оценивается качеством тиражной печати. Репродукции, получаемые при этом, должны быть подобны пробным оттискам.

После экспонирования изображение на копии проявляют. Для многих копировальных слоев проявителем является вода. Причем в одном случае можно пользоваться холодной водой (для альбу­ минных слоев), а в другом для проявления копий воду нагревают.

ления отдельных участков пользуются водой, нагретой до 60—70° С.

При проявлении копировальных слоев, например с камедью си­ бирской лиственницы или с гуммиарабиком, воду в чистом виде применять нельзя, так как эти полимеры и в задубленном состоя­ нии сильно набухают и могут растворяться. Для их проявления пользуются водными растворами хлористого кальция. В раствор проявителя вводят глицерин и другие водопоглощающие вещества.

Экспонированную пластину со светочувствительным слоем на основе ортохинондиазидов проявляют водным раствором трехзамещенного фосфата натрия. Для проявления экспонированной пла­ стины со слоем диазосмолы применяют водный раствор фосфорной кислоты и этиленили диэтиленгликоля.

Если полимер под влиянием света недостаточно прочно задубливается, то применяют растворы с водопоглощающими вещества­ ми, которые понижают набухание слоя и тем самым предотвраща­ ют его отслоение от поверхности материала формы. Проявление таких слоев чистой водой приводит к чрезмерному их набуханию и потере стойкости задубленных участков к действию проявителя.

Внекоторые проявители вводят еще молочную кислоту, которая

всмеси со спиртом или глицерином не только растворяет незадубленные участки слоя, но и, адсорбируясь на оголенную от полиме­ ра поверхность формного материала, делает ее более восприимчи­ вой к жиросодержащим веществам. Молочную кислоту часто упот­ ребляют при проявлении гуммиарабикового слоя или слоя с камедью сибирской лиственницы.

Чтобы улучшить участки формы под печатающими элементами, производят так называемое второе проявление — углубление. В ка­ честве раствора пользуются кислотами слабой концентрации — молочной, азотной и др. — или растворами солей, которые способ­ ны травить (растворять) материал формы, например раствором хлорного железа.

Для проявления и углубления копий применяют также рода­ нистые аммоний и калий, являющиеся более стабильными веще­ ствами. Если проявитель с молочной кислотой и хлористым каль­ цием вызывает набухание и частичное растворение задубленного светочувствительного слоя, приводящее к снижению качества фор-

238