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

в результате рассматриваемых в следующих квадрантах условий и

ниатуре 48—50 лин/см и при угле заточки резца 80°, кривая 13—- градационную передачу линейного гравирования при той же линиатуре и том же угле заточки резца. Квадрант III вспомогательный. В квадранте IV в виде кривых показана работа электронного града­ ционного корректора, которая задана ему для получения градацион­ ной передачи, характеризуемой кривыми квадранта I. При построе­ нии рассматриваемого четырехступенного графика, а также двух по­ следующих четырехступенных графиков входное напряжение Ѵвх в связи с тем, что оно пропорционально световой энергии, поступаю­ щей от оригинала в фотоголовку, располагается на той же коорди­ натной оси, что и Dop. Таким образом, на этой оси Ѵвх уменьшается от центра слева направо. В этом направлении Dop увеличивается. Так как от электродинамической мощности зависит глубина погружения резца в формный материал и она также считается пропорциональной глубине гравирования, то преобразованное выходное напряжение Ѵвых располагается на координатной оси, разделяющей квадранты III и IV. На двух последующих четырехступенных графиках Ѵвых располо­ жено на оси h.

Прежде всего рассмотрим, какой характер будет иметь градацион­ ная передача при условии использования в электрогравировальной машине только функционального усилителя, который повышает Ѵнх до необходимого для гравирования Ѵвых. Изобразим зависимость Ѵвых= = /(Ѵвх) в виде прямой а (квадрант IV). Путем известного метода постро­ ения кривых на многоступенных графиках в квадранте I строят града­ ционные кривые, обозначенные номером режима со значком штрих — 4' и 13'. Для примера построения градационных кривых на графике прерывистой линией со стрелками показан перенос одной точки пря­ мой а (квадрант IV) влево на вспомогательную прямую (квадрант III), вверх на кривые режимов 4 и 13 и вправо до пересечения с перпенди­ куляром, поднятым от переносимой точки прямой «вверх в квадрант I. Анализ градационных кривых 4' и 13' (квадрант I) показывает, что при линиатуре гравирования 48—50 лин/см, угле заточки резца 80° интервал глубин гравирования будет от 15—20 до 190 мкм; при точеч­ ном гравировании можно воспроизвести на клише весь интервал плот­ ностей тонового оригинала (кривая 4'). Однако без электронного кор­ ректирования градационная передача получается нелинейной с про­ грессивным нарастанием растровых плотностей от светов к теням. Поэтому света и большая часть полутонов передаются со сниженным контрастом, в то время как контраст в тенях сильно завышен. При линейном гравировании с теми же режимами, как показывает града­ ционная кривая 13', имеет место также нелинейность градационной передачи, которая носит тот же характер прогрессивного нарастания градиента плотностей, что и кривая 4'. Но здесь вследствие малой широты, что как отмечалось выше, характерно для линейного грави­

250

рования, происходит потеря деталей в светах вследствие полного срезания печатающих элементов из-за того, что Dfnin на клише полу­

чается от Dop—0,6. Кроме того, Dmax достигает величины, равной всего лишь 1,08. Этой растровой плотностью на клише воспроизводится

£Сах, равная в нашем случае 1,6. Для того, чтобы для данного режима линейного гравирования получить на клише проработку светов, не­ обходимо уменьшить электродинамическую мощность, что характери­ зуется прямой а! (квадрант IV). В этом случае градационная передача (кривая 13"), как это видно в квадранте I, смещается вправо. Но на­ ряду с проработкой светов плотности оригинала, начиная с Dop= l,26 и выше, на клише передаются одной Dp=l,08. На графике это пока­ зано вверху прямой линией, параллельной оси абсцисс.

торая в данном случае является общей для всех режимов, из квадран­ та I влево на кривые режимов 4 и 13 (квадрант II), затем вниз на вспо­ могательную кривую (квадрант III) и от нее вправо до встречи в квад­ ранте IV с перпендикуляром, опущенным из точки на градационной прямой (квадрант I). В качестве примера на графике пунктирной ли­ нией со стрелками направления показан перенос точки для значения £>ор = 1,0. В результате в квадранте IV получаем требуемую кривую а"зависимости ѴВых= /(Убх) для точечного гравирования с режимом 4 и кривую а '" этой же зависимости для режима 13. Осуществление элект­ ронной градационной коррекции, выражаемой в квадранте IV кри­ выми а" и а'", позволяет получить при точечном гравировании прямо­ линейную градационную передачу на клише по всему интервалу плот­ ностей данного тонового оригинала, а при линейном гравировании —

клише одной и той же растровой плотностью, равной 1,08. Улучшение градационной передачи линейного гравирования в тенях, но за счет потери деталей в светах, как это показано прямой линией 13"' (квад­ рант I), проходящей правее, параллельно линии прямолинейной гра­ дационной передачи, может быть получено, если электронному кор­ ректору задать другую кривую зависимости ГВЬ1Х= / (Ѵвх). Эта кривая

ющей вверху кривую 13. Глубина гравирования 5 мкм действительно улучшает, как это видно в квадранте I, градационную передачу, так как прямая 13"' идет дальше вместе с прямой 4" до Dp=l,38. Однако, как отмечалось выше, клише с глубиной пробельных элементов 5 мкм непригодно для печатания.

На следующем четырехступенном графике (рис. 76) рассматрива-

251

для той или иной заданной градационной передачи кривые зависимости

13— кривой б (квадрант IV). Как видно, в этом случае при точечном гравировании шкала яркостей оригинала воспроизводится на печат­ ном оттиске правильно до Dop = l,2 , т. е. до образования на клише плашки (ST=100%), иначе говоря, до полного использования DK. Большие плотности оригинала воспроизводятся такой же плотностью. При линейном гравировании правильное воспроизведение шкалы яркостей оригинала доходит лишь до Dop=0,84, дальше идет скачок, и все последующие большие плотности передаются плашкой с D ü = 1,2. Для сохранения возможно большего числа деталей за счет сниже­ ния у задается прямая 4", 13". Для получения такой градационной передачи работа электронного корректора должна быть выражена кривой а' — для точечного гравирования и кривой б' — для электрон­ ного гравирования (квадрант IV). При точечном гравировании со сни­ женной у передается вся шкала яркостей (кривая 4"), а при линейном гравировании снижение у дает возможность получить линейную пе­ редачу участка шкалы яркостей оригинала до Dop = l,16. Дальше де­ тали передаются плашкой (кривая 13", квадрант I). Кривая 4"' пред­ ставляет собой наиболее благоприятную градационную передачу при использовании печатной краски с DK<C.D^ax. Требуемая кривая а” электронного корректирования для получения градационной кривой 4"' показана в квадранте IV, При линейном гравировании с режимом

252

вания с режимом 1 (табл. 14) и 27 лин/см для линейного гравирования с режимом 10. Расположение кривых в квадрантах I— IV то же, что ина предыдущем четырехступенном графике (рис. 76). В квадранте I заданы градационная передача, характеризуемая градационной пря­ мой 1 ', 1 0 ', и градационная кривая 1 ", 1 0 ", т. е. задана такая же гра­ дационная передача, что и на предыдущем графике, характеризуемая градационной прямой 4', 13' и градационной кривой 4'", 13'". Как видим, требуемая электронная коррекция при применении крупной линиатуры гравирования изображается в квадранте IV (рис. 77) теми же кривыми, каки при мелкой линиатуре гравирования (рис. 76, квадрант IV). Тот же характер имеют и градационные недостатки. Интервал невоспроизводимых деталей в тенях при прямолинейной передаче (прямая Г, 1 0 ') в точечном гравировании меньше, чем в ли­ нейном. В этом можно убедиться, сравнивая горизонтальные отрезки вверху градационной прямой Г с 10'. Градационная кривая 1", 10" дает возможность за счет снижения у в средней части кривой воспроиз­ вести на клише при точечном гравировании все детали тонового ори­ гинала, а при линейном — значительно сократить отрезок невоспро­ изводимой части градационной кривой (отрезок 10"). Задавая электрон­ ную коррекцию, характеризуемую кривой б" (квадрант IV), можно за счет общего снижения у значительно уменьшить число невоспро­ изводимых деталей в тенях (градационная кривая 10'", квадрант I), однако в этом случае имеет место потеря деталей в светах, так как гравирование начинается от Dop= 0,3,

263

Формы плоской печати

§ 73 Общая характеристика

В результате многочисленных исследований, получивших разви­ тие особенно в 30-е гг. нашего столетия и широко проводящихся сей­ час как у нас, так и за рубежом, плоская (офсетная) печать разви­ вается на глубокой научной основе. Началом для создания теории плоской печати послужили, главным образом, работы советских ис­ следователей. На базе этих трудов полиграфические научно-иссле­ довательские и учебные институты в содружестве с работниками поли­ графической промышленности разработали современные способы из­ готовления печатных форм, усовершенствовали и стабилизировали процесс печатания. В результате офсетная печать, появившаяся в на­ чале XX в. и постепенно вытеснившая литографию, в настоящее вре­ мя по технико-экономическим, качественным и количественным пока­ зателям не уступает, а часто превосходит другие способы печати. Об этом свидетельствует все более широкое распространение офсетной печати для получения сложнейшей цветной продукции, а также чисто текстовой продукции, для которой она прежде не применялась.

Плоская печать основана на сложных физико-химических явле­ ниях, протекающих при изготовлении форм и печатании с них. Изготов­ ление форм плоской печати — это прежде всего получение на печата­ ющих и пробельных элементах, лежащих практически в одной пло­ скости, адсорбционных слоев с разными свойствами смачивания — гидрофобных (олеофильных) печатающих и гидрофильных пробельных элементов. Таким образом, принцип плоской печати состоит в различ­ ной молекулярной природе печатающих и пробельных элементов, обеспечивающей избирательное смачивание первых печатной краской

ивторых водой.

Впроцессе печатания по всей поверхности формы попеременно про­

ментов гидрофобная (олеофильная), а пробельных элементов—■гидро­ фильная. Поэтому, несмотря на то, что печатающие и пробельные эле­ менты практически находятся в одной плоскости, а накатные и увлаж­ няющие валики соприкасаются и с печатающими и с пробельными элементами, печатная краска с несущих ее валиков при прокатывании их по форме воспринимается только гидрофобными печатающими элементами и не воспринимается гидрофильными пробельными эле­ ментами. Точно так же увлажняющий раствор с увлажняющих вали­ ков при прокатывании их по форме воспринимается пробельными эле­ ментами и не воспринимается печатающими.

Однако в процессе печатания жирные кислоты печатной краски воздействуют на гидрофильную пленку пробельных элементов, по-

254

степенно разрушая ее. В результате пробельные элементы начинают постепенно воспринимать печатную краску. Появляется так называ­ емое тенение, которое в процессе печатания тиража все более усили­ вается. При малейших признаках тенения его устраняют, протирая места печатной формы, где оно образуется, тампоном, смоченным гидрофилизующим раствором. Гидрофильная пленка восстанавливается, и печатание продолжается. Но наступает момент, когда тенение уже нельзя устранить, печатную форму в машине заменяют новой. Печа­ тающие элементы также изнашиваются, но все же они дольше проти­ востоят действию увлажняющего раствора, т. е. гидрофобная пленка печатающих элементов сохраняется в процессе печатания тиража доль­ ше гидрофильной пленки пробельных элементов.

Таким образом, тиражеустойчивость печатной формы зависит от устойчивости печатающих и пробельных элементов — одного из ос­ новных показателей качества офсетной печатной формы, показателя ее тиражеустойчивости и постоянства качества оттисков всего тира­ жа, получаемого с данной печатной формы. Дело в том, что в про­ цессе печатания тиража в связи с постепенным износом печатающих и пробельных элементов происходит изменение качества получаемых оттисков.

В зависимости от способа изготовления офсетной печатной формы печатающие элементы либо утолщаются, угрубляются, либо стано­ вятся более тонкими. Подчас мелкие печатающие элементы совсем исчезают. Графическая точность изображения постепенно нарушается. Поэтому чем выше устойчивость печатающих и пробельных элементов, тем дольше сохраняется постоянство качества оттисков и, следователь­ но, тем больший тираж можно отпечатать с данной офсетной формы.

К основным показателям качества офсетной печатной формы от­ носятся разрешающая способность и связанная с ней графическая точность воспроизведения штриховых (включая и текстовые) — ори­ гиналов, а при воспроизведении тоновых и цветных оригиналов, кро­ ме того, градационная и цветовая передача. Эти показатели зависят

в первую очередь от способа изготовления офсетной печатной формы,

апри печатании тиража, как видно из предыдущего,— и от устойчи­ вости печатающих и пробельных элементов.

Из сказанного ясно, почему вопрос устойчивости печатающих и про­ бельных элементов, связанный с физико-химией поверхностных яв­ лений, и в первую очередь с адсорбцией и адгезией, был предметом многочисленных исследований, в результате которых разработаны современные биметаллические печатные формы, характеризуемые чрезвычайно высокой тиражеустойчивостью (миллион оттисков и более).

Тиражеустойчивость офсетной печатной формы зависит также от механического износа, который определяется рядом факторов (да­ вление и сила трения между формным и офсетным цилиндрами, про­ скальзывание между ними, свойства печатной краски, качество рези­ нового полотна, состав увлажняющего раствора и др.), имеющих место в. процессе печатания.

255

Для определения физико-химической устойчивости печатающих и пробельных элементов пользуются методом измерения величины из­ бирательного смачивания, который дает возможность количественно определить гидрофобность и гидрофильность, а также прочность гид­ рофобных и гидрофильных пленок, получаемых на поверхности форм­ ного материала в процессе изготовления форм плоской печати.

Внастоящее время известно и применяется много разных способов изготовления форм плоской печати. Классификация их зависит от того, по какому признаку они рассматриваются. Например, формы плоской печати можно разделить: 1 ) по назначению— на пробные (оригинальные) и тиражные (машинные); 2 ) по способу получения пе­ чатающих элементов — на ручные (литографские, хромолитограф­ ские), механические (переводные), фотомеханические (позитивного и негативного копирования, электрографические); 3) по расположению печатающих элементов по отношению к пробельным — на формы с пе­ чатающими элементами, лежащими в одной плоскости с пробельными;

суглубленными печатающими элементами * и с печатающими элемен­ тами, лежащими выше пробельных элементов **; 4) по строению печа­ тающих элементов— на формы, у которых гидрофобная пленка печата­ ющих элементов образована непосредственно на поверхности формного материала (литографские, офсетные формы, получаемые переводом— переброской на офсетном станке, и некоторые биметаллические печат­ ные формы), на слое полимера (печатные формы, полученные негатив­ ным копированием) и на слое лака (печатные формы, полученные по­ зитивным копированием); 5) по материалу формы — на металлические

ипластмассовые.

Втечение многих лет со дня изобретения плоской печати в каче­

стве формного материала применялся литографский камень, но в на­ стоящее время он совершенно утратил свое значение. Его вытеснили офсетные металлические формы. И если некоторые специалисты до сих пор пользуются термином «лито-офсетные печатные формы», то это только дань истории.

Рост тиражей офсетной печати определил распространение биме­ таллических офсетных печатных форм. Хотя себестоимость их выше себестоимости обычных офсетных печатных форм, однако при боль­ ших тиражах технико-экономическая эффективность их применения несравненно более высока, чем обычных. Это объясняется тем, что независимо от тиража изготовляют только одну биметаллическую форму, в то время как для печатания большого тиража с обычных пе­ чатных форм приходится готовить несколько одинаковых форм, что увеличивает затраты на формные процессы, повышает себестоимость

*Углубленные печатающие элементы получают на формах, изготовляемых пози­ тивным копированием. До недавнего времени для обозначения этих форм широко применялся термин «формы глубокого офсета».

**Эти формы не следует путать с типо-офсетными печатными формами, так как у пер­ вых возвышение печатающих элементов над пробельными составляет несколько микронов, и они имеют все признаки форм плоской печати, в то время как у типо­ офсетных печатных форм высота печатающих элементов доходит до 500—600 мкм, следовательно, по этому признаку их нужно отнести к формам высокой печати.

256

продукции и снижает производительность. Необходимость замены форм и их приладки приводит к простаиванию печатных машин, к увеличе­ нию трудоемкости печатного процесса. Поэтому увеличение себестои­ мости и снижение производительности наблюдаются и в печатном про­ цессе. Применение биметаллических офсетных форм для многокрасоч­ ной печати позволяет свести число красок для воспроизведения цвет­ ной репродукции до четырех, что дает не только большой технико­ экономической эффект, но и несравненно более высокое качество пе­ чати. Поэтому изготовление биметаллических офсетных печатных форм оправдано не только при больших тиражах, но и при сравни­ тельно малых, так как эти формы позволяют получить продукцию, превосходящую по ряду показателей качества продукцию, получен­ ную способом высокой печати.

В настоящее время известно довольно много способов изготовления офсетных печатных форм. Сейчас действуют несколько технологиче­ ских инструкций по изготовлению офсетных печатных форм разными способами *.

§74

Печатающие элементы

При изготовлении офсетных печатных форм вначале на них по­ лучают печатающие элементы, а затем пробельные. Исключение со­ ставляют некоторые биметаллические формы, при изготовлении ко­ торых вначале производят гидрофилизацию пробельных, а затем олеофилизацию печатающих элементов. Хотя поверхность металлических пластин, применяемых в качестве формных материалов, по своей при­ роде и обладает гидрофобными свойствами, однако для получения устойчивых олеофильных свойств печатающих элементов на них долж­ на быть нанесена адсорбционная пленка поверхностно-активного ве­ щества. В качестве поверхностно-активных веществ для получения устойчивой олеофилизации печатающих элементов берут высокомо­ лекулярные органические кислоты, не растворимые в воде. К ним от­ носятся жирные кислоты: олеиновая, пальмитиновая, стеариновая, а также мыла — соли этих кислот.

Жирные кислоты содержатся в жирах, входящих в состав перевод­ ной и копировальной красок, а также литографской туши. Молекулы жирных кислот и их солей имеют асимметричное дипольное строение с сильно полярными группами (—СООН, —ОН, —NH2) и неполяр­ ными группами (углеводородными радикалами). При нанесении олеофилизатора на поверхность формного материала эти молекулы адсор­ бируются полярными группами на поверхности твердого тела, а не­ полярные группы, обращенные наружу, образуют мономолекулярный гидрофобный слой.

Картина образования гидрофобных печатающих элементов раз­ лична и зависит от их строения. Выше, при рассмотрении классифи­ кации форм плоской печати, было сказано о том, что имеется три вида строения печатающих элементов. На рис. 78, а показан печатающий

* Технологические инструкции по процессам офсетной печати. М., «Книга», 1970.

Таким образом, в результате химического взаимодействия жир­ ных кислот с цинком на его поверхности образуются мыла — соли жирных кислот (олеат, стеарат цинка).

Так как при образовании печатающих элементов имеет место ад­ сорбция, а степень адсорбций поверхностно-активных веществ, как известно, зависит от удельной поверхности адсорбента, то увеличе­ ние удельной поверхности формного материала должно приводить к увеличению адсорбции олеофилизатора и к получению более проч­ ных гидрофобных слоев. Удельная поверхность формного материала увеличивается при его подготовке (§ 82). В связи с применением фото­ механических способов изготовления офсетных печатных форм, за исключением тех биметаллических форм, на которых непосредственно гидрофобизуют поверхность меди, важное значение кроме адсорбции имеют и иные физико-химические явления, к которым в первую оче­ редь нужно отнести адгезию промежуточных слоев задубленного по­ лимера или лака к поверхности металла. В связи с этим для прочного закрепления слоя задубленного полимера или лака требуется только небольшая шероховатость поверхности металла. Сложная микрогео­ метрия поверхности формного материала, полученная после специ-

258

альной обработки, в основном имеет значение для образования устой­ чивых пробельных элементов. В данном же случае она роли не игра­ ет, так как зерно полностью закрывается слоем задубленного полимера или лака.

При получении печатающих элементов на слое задубленного по­ лимера (рис. 78,6), что имеет место при негативном копировании, ориентированная адсорбция олеофилизатора происходит уже не не­ посредственно на поверхности формного материала, а на поверхности задубленного полимера. В этом случае прочность печатающих эле­ ментов зависит не только от адсорбции олеофилизатора, но и от проч­ ности сцепления слоя задубленного полимера с поверхностью форм­ ного материала и от его необратимости. Последнее важно, так как непрерывное воздействие увлажняющего раствора приводит к набуха­ нию слоя задубленного полимера и к гидрофилизации его поверхно­ сти. При негативном копировании применяют альбумин или диазо­ смолы. Жирные кислоты не только образуют на поверхности задуб­ ленного альбумина абсорбционный олеофильный слой, но и проникают через него до поверхности формного материала, в результате оле­ офильный слой образуется также и непосредственно на поверхности металла*.

При получении печатающих элементов на слое лака (рис. 78,в) при позитивном копировании в момент нанесения лака на поверхность формного материала происходит ориентированная адсорбция моле­ кул смоляных кислот. Образующийся слой ориентированных молекул при затвердении лаковой пленки стабилизируется на поверхности формного материала, что обусловливает прилипание (адгезию) пленки, а следовательно, и получение на печатающих элементах прочного лакового покрытия. Из этого следует, что адгезия лаковой пленки на поверхности формного материала усиливается с увеличением содер­ жания смоляных кислот и степени полярности их молекул **.

Молекулы жирных кислот ориентированно адсорбируются на по­ верхности лаковой пленки. Для получения пленки лака на поверхнос­ ти формного материала в местах образования печатающих элементов пользуются спиртовыми растворами таких смол, как шеллак, идитол, бакелит и др.

В регламентированных технологическими инструкциями способах изготовления биметаллических офсетных печатных форм медь—никель и медь—хром олеофилизация печатающих элементов, основой кото­ рых является медь, производится (после гидрофилизации пробельных элементов) бутилксантогенатом калия

SV - o - c 4H9

к—

*К- Д. Тильк. Физико-химические факторы в процессах изготовления плоскопе­ чатной формы на цинке. Сборник трудов УНИИППа, вып. 1, 1937; В. С. Лапа- тухин. Диффузионные явления в хромоальбуминном слое при изготовлении офсетных печатных форм. ВНИТО полиграфии и издательств, 1949.

**А. Я. Дринберг. Технология пленкообразующих веществ. М., Госхимиздат, 1948.