книги из ГПНТБ / Синяков Н.И. Технология изготовления фотомеханических печатных форм учебник

По последним данным, наилучшее удаление фотополимерного слоя с пробельных элементов обеспечивается при проявлении экспониро­ ванного слоя в сопловых машинах *.

В обширной литературе, касающейся разных сторон разработки и применения фотополимерных печатных форм, часто встречается пере­ числение достоинств этих форм. Обобщение литературных данных позволяет сделать вывод о том, что все фотополимерные печатные формы, независимо от технологии их изготовления и применяемых материалов, обладают довольно близкими печатно-техническими свойствами. В ка­ честве основных положительных свойств фотополимерных печатных форм отмечается их высокая тиражеустойчивость, достигающая 500 тыс. оттисков с одной формы, а также повышение производитель­ ности печатающих машин. Последнее объясняется снижением време­ ни на приправку, что обеспечивается эластичностью материала формы и разной высотой растровых печатающих элементов, умень­ шающейся от теней к светам изображения с перепадом до 60' мкм. Печатающие элементы фотополимерных форм хорошо воспринимают и отдают печатную краску, устойчивы против воздействия связующих печатной краски и смывочных материалов. Разрешающая способ­ ность фотополимерных печатных форм составляет, с небольшими от­ клонениями, 150 лин/см, а выделяющая способность — 50 мкм.

Наиболее подробно изучены печатно-технические свойства фото­ полимерных печатных форм на основе смешанных полиамидов **. К ним в первую очередь относятся перечисленные выше свойства. Пред­ ставляет интерес глубина пробельных элементов на этих формах в зависимости от их ширины. При ширине пробельного элемента 12 мм и более фотополимерный слой вымывается на всю толщину (в преде­ лах 1 мм) до подложки; при ширине пробельного элемента 1 мм глу­ бина составляет 0,52 мм; при ширине 0,5 мм — 0,36 мм; при ширине 0,1 мм — 0,07 мм.

Профиль печатающего элемента трапециевидный, с углом накло­ на граней к их основанию 70—80°.

Фотополимерные печатные формы в известной степени выдержи­ вают матрицирование. Как показали испытания, такие формы, изго­ товленные по разработанной в УПИ технологии из смешанных поли­ амидов, при холодном матрицировании с удельным давлением 115 кг/см2 и времени выдержки 30 с позволяют получить до десяти матриц ***.

Подробно изучено влияние экспозиции и состава проявляющих растворов на качество фотополимерных печатных форм на основе

*С. И. Белицкая и др. О вымывании пробелов фотополимерных печатных форм.— «Полиграфия», 1972, № 10.

**Печатные формы на основе полиамидных смол. Проспект «Инполиграфмаш-69»;

Б.Коваленко, Э. Лазаренко. Печатно-технические свойства фотополимерных печатных форм,— «Полиграфия», 1970, № 1; Б. В. Коваленко и др. Печатно­ технические свойства гибких фотополимерных форм УПИ,— «Полиграфия», 1969, № 9.

*** И. Белоус, О. Розум. Гибкие фотополимерные формы.— «Полигоафия», 1968,

№8.

230

к улучшению выделяющей способности В. Величина В, достигнув минимума при экспозиции 6000 имп., далее не изменяется. Разрешаю­ щая способность Р с увеличением Я уменьшается медленно (кривые 2 и 2 '), а после экспозиции 1 0 0 0 0 имп. имеет место резкое ее падение. При проявлении спирто-водно-солевым раствором величина Р выше (кривая 2 ').

Влияние величины экспозиции и проявляющего раствора на глу­ бину пробельных элементов Г и угол К у основания печатающих

*Б. В. Коваленко, В. Д. Дудяк, Э. Т. Лазаренко. Дослідження впливу технологічних режимів виготовлення фотополімерних друкарських форм на і'х якість (вплив експозиці'і і виду розчинника). 36. «Поліграфія і видавнича справа», вип. 6 , Львів, 1970.

**Все кривые на рис. 67, а, б означают: сплошные — проявление спирто-водным раствором, пунктирные — проявление спирто-водно-солевым раствором.

231

элементов показано графически на рис. 67, б. Кривые 1 и Г отражают зависимость T = f( H ) — для пробельных элементов шириной 0,15 мм, кривые 2 и 2' — для пробельных элементов шириной 0,45 мм, кривые 3 и 3' — для пробельных элементов шириной 3,00 мм. Как видим, чем больше ширина пробельных элементов, тем они получаются более глубокими. Глубина пробельных элементов при малой их ширине

9000 имп. почти не изменяется. Глубина пробелов в средних (кривые 2 , 2 ') и больших (кривые 3, 3') по ширине пробельных элементов прак­ тически одинакова для обоих проявляющих растворов.

Угол К у основания печатающих элементов при увеличении экспо­ зиции постепенно уменьшается. При проявлении спирто-водно-соле- Еым раствором угол К больше, чем при проявлении спирто-водным раствором.

Анализ приведенных зависимостей и сопоставление их с требуе­ мыми показателями качества печатной формы свидетельствуют о том, что в данных условиях проведения эксперимента наилучшие показа­ тели качества гибкой фотополимер ной печатной формы получаются при экспозициях в интервале выше 5000 и ниже 9000 имп.

Смешанные полиамиды входят в полимеризующиеся композиции в качестве основного вещества. Кроме того, в такую композицию вво­ дят: фотосенсибилизаторы, стабилизаторы, ингибиторы и регуляторы фотополимеризационного процесса в данной смеси. Вводимые вещест­ ва в сочетании с основными компонентами могут вызывать явления привитой сополимеризации.

В результате фотополимеризации образуются макромолекулы с сетчатой или пространственно-сетчатой (сшитой) структурой, вслед­ ствие чего фотополимерный слой в местах действия света теряет раст­ воримость. В тех же местах, которые находятся под непрозрачными участками фотоформ, т. е. защищены от действия света, фотополимер­ ный слой сохраняет первоначальную структуру и растворяется при проявлении в спирто-водном растворе, содержащем гидролизный эти­ ловый спирт и воду в соотношении 1 : 1 .

Целесообразность применения полиамидов обусловлена еще и тем, что они вырабатываются в СССР в промышленном масштабе и относи­ тельно недороги. Из имеющихся продуктов отечественного производ­ ства УПИ рекомендует применять, как наиболее дешевые, смешанные полиамидные смолы, выпускаемые под номерами: «54» (сополиконденсат адипинатгексаметилен и е-капролактама в соотношении 50 : 50) и «548» (сополиконденсат адипинатгексаметилендиамина, себацинатгексаметилендиамина и е-капролактама в соотношении 39 : 19 : 44)*.

Смешанные полиамиды хорошо растворяются в смеси спирта с во­ дой, что значительно упрощает их применение в производстве по срав­ нению, например, с однородными полиамидами, которые малопригод­ ны для приготовления фотополимерных печатных форм, так как раст­

*Б. В. Коваленко и др. Фотополимерные печатные формы на основе полиамидов. Труды ВНИИ полиграфии, т. 20, вып. 2, 1970.

232

воряются только в сильно полярных органических растворителях, отличающихся своей токсичностью.

На основе смешанных полиамидов «54» и «548» УПИ предложено несколько рецептов фотополимеризующихся композиций *. В один из них входят: 1000 мл 25%-ного спирто-водного раствора (спирт эти­ ловый гидролизный) полиамидной смолы «54» или «548»; в качестве мономеров вводят 140 мл акриловой кислоты и 70 мл диакрилового эфира диэтиленгликоля; в качестве инициатора фотополимеризации — 4 г бензола; в качестве стабилизатора — 1 г гидрохина.

Высокие печатно-технические показатели фотополимерных печат­ ных форм, получаемых на основе смешанных полиамидов, не исключи­ ли поиски других полиамидов, пригодных для их изготовления.

Водорастворимые полиамиды для фотополимерных печатных форм применяются в УПИ**. Для этого был синтезирован водорастворимый однородный полиамид путем поликонденсации двух мономеров — пиперазина и этилендигликолевой кислоты. Пиперазин — готовый продукт, вырабатываемый нашей химической промышленностью, а этилендигликолевую кислоту получают оригинальным способом — путем окисления триэтиленгликоля 45—53%-ным раствором азотной кислоты.

Чтобы водорастворимый полиамид пиперазина и этилендиглико­ левой кислоты обладал всеми необходимыми свойствами, его синте­ зируют с введением вторичных диаминов, дикарбоновых кислот, е-капролактама. Такой полиамид хорошо растворяется в холодной воде и спирто-водных растворах и хорошо совмещается с другими компонентами фотополимерных растворов. Растворы для получения фотополимерных слоев на основе водорастворимого сополимера гото­ вят с введением известных компонентов, используемых в других фотополимерных слоях УПИ: моно- и бифункциональных мономеров акрилового ряда (например, акриловой кислоты и диметакрилатэтиленгликоля), фотоинициаторов и фотосенсибилизаторов (бензоина и бензофенона), ингибиторов термической полимеризации (гидрохи­ нона) и ряда других. В результате разработки фотополимерных слоев на основе водорастворимых сополиамидов предложен следующий со­ став раствора: 1 0 0 мл 25%-ного спирто-водного раствора сополиами­ да, 25 г NN-метилен-бисакриламйда (мономера), 1,5 г бензоина и 1,5 г бензофенона (фотоинициатора).

Нанесение фотополимерного слоя на подложку, экспонирование и проявление мало отличаются от аналогичных процессов при изго­ товлении печатных форм с использованием смешанных полиамидов.

*Б. В. Коваленко, Е. Д. Николайчук. Гибкие фотополимерные печатные формы УПИ. В сб. «Полиграфия и издательское дело», вып. 1, Львов, 1964; Б. В. Кова­ ленко. Гибкие полноформатные тексто-иллюстрационные фотополимерные формы УПИ. В сб. «Новая полиграфическая техника». Львов, издательство Львовского университета, 1971; Печатные формы на основе полиамидных смол. Проспект «Инполиграфмаш-69»; В. А. Дудяк и др. Гибкие фотополимерные печатные фор­ мы. — «Полиграфия», 1966, № 6 .

**В. А, Кравчук и др. Фотополимерные формы на основе водорастворимых полиами­ дов.— «Полиграфия», 1970, № 9.

233

Полиакрилаты используются УНИИППом в качестве основы фотополимеризующихся композиций. Разработка фотополимерных слоев на основе полиакрилатов объясняется их хорошей растворимостью в слабых растворах щелочей, что по сравнению с другими слоями, например на основе полиамидов, упрощает проявление фотополимерной печатной формы. Для составления фотополимеризующихся ком­ позиций пригодны многие сополимеры акриловой или метакриловой кислот и их эфиров (метилакрилата, метилметакрилата, этилакрилата, бутилакрилата, бутилметакрилата, изоамилакрилата и др.), а также винилацетат и стирол. В качестве инициаторов полимеризации ис­ пользуют бензоин, метиловый эфир бензоина или бензоинформальде­ гидную смолу*.

Эфиры целлюлозы обратили на себя внимание, так как оказались пригодными для использования в качестве основного полимера для получения растворимых в слабых водных растворах щелочей фотопо­ лимерных слоев. Из эфиров целлюлозы для приготовления фотопо­ лимеризующихся композиций рекомендуется применять сложные смешанные эфиры целлюлозы (ацетатофталаты и ацетосукцинаты цел­ люлозы**). В результате многочисленных разработок фотополимери­ зующихся композиций на основе эфиров целлюлозы в статьях и па­ тентах рекомендуются разные их составы с обоснованиями (иногда противоречивыми) применения тех или иных веществ.

ацетилцеллюлоза, метакриловая и акриловая кислоты и нейтральные мономеры — бутилакрилат, метилметакрилат, стирол и др. В качест­ ве инициаторов реакции вводят перекись бензоила, бисазоизобутирилнитрил и др. Растворимые в водных растворах щелочей сополимеры, пригодные для получения фотополимерных слоев были получены из ацетилцеллюлозы, метакриловой кислоты и бутилакрилата, взятых в следующих весовых соотношениях: 1,0 : 1,5 : 0,75 соответственно***. Согласно результатам других исследований ****, в фотополимеризующуюся систему на основе эфиров целлюлозы нужно вводить только один мономер. Введение в качестве второго мономера акриловой кис­ лоты ухудшает свойства фотополимерного слоя, а именно: при прояв­ лении водным раствором щелочи одновременно с вымыванием фото­ полимерного слоя наблюдается размягчение печатающих элементов. Однако применение акриловой кислоты в качестве мономера в фотопо­ лимеризующихся композициях отвергается не во всех случаях.

*В. М. Шиманский и др. Фотополимерные печатные формы УНИИППа. В сб. «Новая полиграфическая техника», Львов, издательство Львовского универси­ тета, 1971.

**С. И. Белицкая и др. Фотополимерные формы на основе смешанных эфиров цел­

люлозы,— «Полиграфия», 1970, № 11.

***Р. Д. Семчук, Б. Ю. Гординский. Фотополимеризующиеся композиции на основе эфиров целлюлозы. В сб. «Новая полиграфическая техника», Львов, издательство

Львовского университета, 1971.

****Б . В. Коваленко і іи. Про доцільність уведения двох зшиваючих реагентів у фотополімерну композицію на основи ефірів целюлози, «Поліграфія і видавнича справа», вип. 7, Львів, Ви-цтво Львівського університету, 1971.

234

Фотополимеризующиеся композиции на основе сложных смешан­ ных эфиров целлюлозы получают, используя известные вещества: мономеры акрилатного ряда (акриловая кислота, диметакриловый эфир этиленгликоля), инициаторы фотополимеризации (бензоин, бензофенон), ингибиторы термополимеризации (гидрохинон) и пластифи­ каторы (дибутилфталат и др.)*. Согласно опубликованным данным, фотополимерные печатные формы, изготовляемые с использованием сложных смешанных эфиров целлюлозы, по основным показателям ка­ чества не уступают печатным формам на основе смешанных полиамидов, а преимущество их перед последними состоит в применении для раст­ ворения неосвещенных участков слоя водных растворов щелочей.

Фотомономеры для изготовления печатных форм начали приме­ нять только с недавнего времени **. Основная отличительная особен­ ность технологии изготовления печатных форм на основе фотомоно­ меров состоит в том, что светочувствительный слой на их основе экспонируют в жидком состоянии. При экспонировании такой слой в местах действия света полимеризуется и твердеет, а неэкспо­ нированный жидкий слой сливается с пробельных элементов.

Жидкие фотополимеризующиеся композиции, получившие назва­ ние «фотомономеры», представляют собой смеси веществ с одной, дву­ мя и более ненасыщенными связями (мономеры и олигомеры) с фото­ инициаторами, фотосенсибилизаторами, ингибиторами, красителями и наполнителями***. Основой фотомономеров могут служить следую­ щие мономеры: акриламид, акриловая кислота, стирол, метилметак­ рилат, диметилакрилат этиленгликоля идр., а олигомерами—олигомер­ ные эфиры с концевыми акриловыми группами, например олигоэфиракрилаты. Фотосенсибилизаторами служат: бензофенон, антрахинон, бензоин, метиловый эфир бензоина. Наполнителями могут быть неорганические вещества (аэросил, стеклоткань, металлические пудры) или полимеры (поливинилбутираль, полиамидные смолы). Фотомо­ номер для изготовления фотополимерной печатной формы имеет, на­ пример, такой состав: 1000 г олигоэфиракрилата МДФ-2 (продукт поликонденсации диэтиленгликоля, фталевого ангидрида и метакри­ ловой кислоты, выпускаемый в Советском Союзе по СТУ 12-10181—65), 300 г метилметакрилата, 1 0 г бензоина, 2 0 г аэросила.

Печатные формы с использованием жидких фотополимеризующихся композиций (фотомономеров) изготовляют по технологии УПИ в спе­ циальной формирующей копировальной раме, схема которой в раз­ резе показана на рис. 6 8 . В центре рисунка дан увеличенный фрагментразреза. Рама состоит из двух стекол 1, между которыми заливается жидкий фотомономер 2. На внутренней поверхности одного из стекол

235

Фотополимерные печатные формы из жидких фотополимеров обла­ дают в основном теми же показателями качества, что и формы, получае­ мые из других фотополимеризующихся композиций. Отмечается более простая технология их изготовления. Печатные формы на основе фо­ тополимеров успешно используются в производстве *.

Фотополимерные печатные формы достаточно широко разрабаты­ ваются и применяются за рубежом. Для изготовления таких форм ряд фирм выпускает фотополимерные пластины на гибкой стальной или алюминиевой подложке. Наибольшую известность получили фотопо­ лимерные пластины Nyloprint фирмы BASF (Badische Anilin und Sodafabrik) и Dycril фирмы Du Pont.

Кроме фотополимерных пластин на металлической подложке раз­ ной толщины и размеров, за рубежом выпускаются фотополимеризующиеся .составы, применяемые для изготовления печатных форм в жид­ ком виде. К последним относятся фотополимеризующий состав APR фирмы Asahi Kasei Kogyo AG (Япония) и Letterflex фирмы W. R. Grace

Р. Марвинский. Печатные формы из фотомономеров. — «Полиграфия», 1971, № 5.

236

США) *. Большинство зарубежных фотополимерных слоев изготов­ ляется на основе полимеров, относящихся к одному из перечисленных выше пяти видов.

§72

И з г о т о в л е н и е к л и ш е ф о т о э л е к т р о г р а в и р о в а н и е м

На основе использования электроники и фотоэлементов удалось создать автоматизированный процесс изготовления растровых и штриховых клише. Такой процесс получил название ф о т о э л е к т- р о г р а в и р о в а н и я , э л е к т р о г р а в и р о в а н и я и э л е к т ­

ческий процесс изготовления клише по сути к одной автоматизирован­ ной операции — гравированию изображения на металле или пласт­ массе. Такая автоматизация процесса изготовления клише дает большой технико-экономический эффект, и прежде всего высокую произ­ водительность. По данным ВНИИОПИТа, себестоимость клише по сравнению с обычным травлением снижается примерно в 2,5 раза; время изготовления клише уменьшается в 4—5 раз; кроме того, в 6 — 8 раз сокращаются производственные площади. Наряду с этими высо­ кими технико-экономическими показателями эффективности электрон­ ное гравирование имеет и некоторые недостатки.

Изготовление ш т р и х о в ы х к л и ш е фотоэлектрогравирова­ нием связано с некоторым разрушением штриховых печатающих эле­ ментов. Четкие края имеют только те штрихи, которые расположены вдоль движения резца. Все же остальные штрихи, расположенные пер­ пендикулярно или под углом к направлению движения резца, полу­ чаются с зазубренными краями, а тонкие штрихи прорезаются на­ сквозь и поэтому состоят из отдельных поперечных заостренных штри­ хов (рис. 69). На рис. 69, а показан фрагмент штрихового оригинала, увеличенный примерно в 13 раз. На рис. 69, б с тем же увеличением показан тот же фрагмент оттиска с клише, изготовленного с этого штрихового оригинала на ЭГА с линейной структурой резания, при линиатуре гравирования 96 лин/см. Слева стрелкой показано направ­ ление движения резца при гравировании клише. Чем мельче линиатура гравирования, тем менее заметна неровность — зазубренность кра­ ев штриховых элементов. Поэтому на всех электрогравировальных машинах, которые предназначены для изготовления как растровых, так и штриховых клише, наряду с обычной для растровых клише линиатурой гравирования имеется еще и мелкая линиатура, предназна­ ченная для гравирования штриховых клише (на отечественных ЭГА она равна 96 лин/см). Однако применение мелких линиатур гравирова­ ния для изготовления штриховых клише на тех же машинах, которые

*Б. Коваленко, Э. Лазаренко. Печатно-технические свойства фотополимерных пе­ чатных форм.— «Полиграфия», 1970, № 1; В. И. Глембоцкий и др. Фотополимерные печатные формы.— «Полиграфия», 1969, № 6 ; Е. П. Горелик и др. Фото­ мономеры в газетном производстве.— «Полиграфия», 1972, № 8 .

237

значительно ниже, чем качество не только клише, получаемых обыч­ ным фотохимическим способом, но и растровых клише, которые полу­ чают точечным электрогравированием. Линейная структура расчле­ нения полутонов более заметна глазу, чем точечная. При линейной структуре градационная передача несовершенна, и в зависимости от настройки электрогравировального автомата имеет место потеря де­ талей либо в светах, либо в тенях изображения. Одновременно с этим либостейярк света. оригинала получаются более темными, либо осветляются темныеВэлектрогравиместа изображеованиия. какЛинейнаядля точечнойструктураструктурырезаниярезания,отличается,так икакдляувидимлинейной,дальше,применяютсяот точечнойрезцыменьшейс заточкойширотойв видепередачичетырехугошкальы­ ной пирамиды. Резец во время гравирования расположен диагональю основания пирамиды в направлении движения (рис. 70).

Вверху показан разрез гравируемой пластины и резца по диагонали основания пирамиды, внизу в плане показан элемент растра. При точеч­ ном гравировании резец выгравировывает между элементами растра квадратные пробельные элементы, величина которых зависит от глу­ бины погружения резца в формный материал h (рис. 70,а, б). Чем глубже входит резец в формный материал, тем больше по размеру про­ бельный элемент и тем меньше печатающий растровый элемент, сле-

238

г Д

Рис. 70 Схема точечного и линейного электрогравирования с углом

заточки резца 90° (а, б, в) и 120° (г, д)

довательно, растровая плотность зависит от глубины погружения резца в формный материал. Сравнивая рис. 70,а и в, видим, что при одном и том же угле заточки резца и одинаковой глубине резания при линейном гравировании получается значительно меньшая растровая плотность, чем при точечном. В данном случае при линейном гравиро­

вании Блин =0,3, при точечном — D? 0 4 =0,9. Это обстоятельство, ка­ жущееся на первый взгляд не столь существенным, является решаю­ щим для качества градационной передачи. Именно поэтому качество ее при линейном гравировании уступает, как увидим дальше, града­ ционной передаче, получаемой при точечном гравировании, а возмож­ ности изменения градации в нужном направлении при линейном грави­ ровании по сравнению с точечным весьма ограничены.

Размер печатающего растрового элемента, а следовательно, и раст­ ровая плотность, зависят не только от глубины гравирования, но и от угла заточки резца, т. е. от угла 2 а в вершине пирамиды, образуе­ мого ее гранями. Влияние величины угла заточки при точечном грави­ ровании на величину растровой плотности можно видеть при сравнении рис. 70,а и г, на которых показана одинаковая глубина гравирования, но на рис. 70,а угол заточки резца равен 90°, на рис. 70,г — 120°.

В первом случае DTO4 =0,9, во втором D?O4 =0,4. Влияние угла заточки при линейном гравировании на величину растровой плотности можно видеть при сравнении рис. 70,в и д. При одной и той же глубине ре­ зания при линейном гравировании в первом случае, применяя резец

с углом заточки 90°, получаем DJJ„H=0,3, а во втором случае при угле

заточки резца 120° D£HH= 0,07. Так как градационная характеристика растрового изображения зависит от растровых плотностей, которыми передана шкала яркостей тонового оригинала, то из сказанного выше следует, что градационная характеристука растрового клише, изго­ товляемого электрогравированием, определяется углом заточки резца и глубиной погружения его в толщу формного материала. Угол за­ точки 2 а и глубина резания h являются переменными факторами электрогравировального растрового процесса.

Режим электрогравировального растрового процесса определяется электронным трактом ЭГА, вначале преобразующим световую энер-

23S