Основные требования к печатным формам. К формным процессам и формным оборудованиям.

Печатная форма Готовая печатная форма должна отвечать следующим требованиям: 1. Изображение на форме должно быть расположено в строгом соответствии с макетом. Размеры изображения должны соответствовать размерам диапозитива. 2. Формы одного комплекта для печати многокрасочной продукции должны быть одинаковой толщины. Допустимые отклонения для пластин толщиной 0,35–0,5 мм не более ±0,06 мм; толщиной 0,6–0,8 мм не более ±0,1 мм. 3. Все печатающие элементы должны быть воспроизведены на форме. На изображении сенситометрической шкалы СПШ-К должны быть воспроизведены: на оригинальных формах – поля с оптической плотностью 0,6–0,75; на тиражных формах – поля с оптической плотностью 0,75–1,0; на изображении шкалы визуального контроля РШ-Ф должны сливаться с фоном поля –2 и –3, т. е. допустимая степень деформации растровых элементов должна быть не более 9%. На формах для печатания книжно-журнальной продукции допустимо отсутствие растровых элементов относительной площадью 2,7%. На формах для печатания изобразительной продукции должны быть воспроизведены поля с относительной площадью растровых элементов 2,7 и 5,4%

Изображение на форме должно быть расположено строго по центру с учетом закрепления формы в печатной машине. На форме должны находиться метки-кресты для совмещения, необходимые для контроля процесса печатания, и метки для фальцовки, обрезки и высечки (в зависимости от вида продукции).

Формные процессы.

Для изготовления печатной продукции требуемым тиражом необходимо изготовить печатную форму, которую получают копированием фотоформы (негатива, диапозитива) или монтажа фотоформ на очувствленный копировальным слоем формный материал. Копирование - это воспроизведение изображения с негатива, диапозитива или монтажа на поверхности формного материала, очувствленной копировальным слоем. Копировальный слой - светочувствительная тонкая пленка, полученная в результате нанесения копировального раствора на поверхность формной пластины или формного цилиндра. В копировальных слоях под действием света происходят химические превращения, приводящие к изменению физических и химических свойств слоя, в результате чего на поверхности формного материала

образуются растворимые и нерастворимые в воде или в каких-либо других растворителях участки. Наиболее широкое распространение получили копировальные слои на основе хромированных коллоидов, диазосоединений и фотополимеризующихся веществ. В состав хромированных копировальных слоев входят высокомолекулярные органические соединения, образующие коллоидные системы: желатин, альбумин (белок куриного яйца или кровяной сыворотки), гуммиарабик, камедь сибирской лиственницы, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон. При добавлении к ним бихроматов - солей хромовой кислоты, например двухромовокислого аммония (МН-ОлСггСЬ, образуются светочувствительные системы, способные под действием света частично или полностью терять способность растворяться в воде и водных растворах. Явление дубления коллоидов действием света открыто в 1832 г. В копировальных слоях на основе диазосоединений участки, подвергшиеся действию света, могут приобретать способность растворяться в щелочных растворах или

подвергаются фотохимической полимеризации и приобретают при этом гидрофобные свойства, т.е. свойства воспринимать краску и не воспринимать воду. В копировальных слоях на основе фотополимеризующихся веществ под действием света происходит

полимеризация (укрупнение молекул) ненасыщенных соединений, в результате чего понижается растворимость засвеченных участков слоя. Из процесса действия света на копировальный хромированный слой выделяют две стадии. Вначале хром под действием поглощенных квантов света восстанавливается из шестивалентного до трех­ валентного, а затем коллоид копировального слоя вступает во взаимодействие с продуктами фотохимической ре­ акции (а также частично со свободным кислородом) и задубливается. При длительном хранении копировального слоя дубление может начаться и без действия света-это явление называется темновым дублением. Темновое дубление наступает в результате возрастания концентрации трехвалентного хрома в составе хромовых солей. Оно протекает во всей массе хромированного коллоида. Темновое дубление - крайне нежелательное явление, из-за которого на пробельных элементах формы, а затем и на соответствующих участках оттиска может появиться тень. Поэтому копировальный раствор наносят на формные пластины непосредственно перед изготовлением формы (а не заранее). Для этой цели используют центрифуги. Диазосоединения представляют собой класс органических соединений, содержащих группировку из двух атомов азота (диазогруппа) =JV=N-, соединенную одной связью с ароматическим радикалом, а другой - с неорганическим остатком. Диазосоединения обладают свойствами солей, в водном растворе диссоциируют на органический катион и неорганический анион. Например, C6H5N2C”=*C6H5N2++C1 ~. В копировальных слоях с солями диазония под действием света образуются продукты, дубящие коллоид (аналогично бихромату в хромированных коллоидах). Копировальный процесс проходит в две стадии: фотохимическая- образование под действием света молекул дубящего вещества, и темновая стадия-дубление коллоида дубящими веществами. Для получения копировального слоя могут применяться и нерастворимые в воде синтетические вещества. Проявляют, т.е. растворяют незасвеченные участки таких слоев, в органических растворителях. Полученные после проявления задубленные участки обладают свойством воспринимать краску и являются хорошей основой для создания печатающих элементов. Копировальный слой на основе диазосмолы (синтетическая смола, растворимая в воде) - раствор высокомолекулярного соединения, обладающего светочувствительностью. Под действием света он полимеризуется,

образуя гидрофобный, способный воспринимать краску, слой. Такой копировальный слой представляет интерес при изготовлении печатных форм негативным копированием. К копировальным, слоям, содержащим гидрофобные диазосоединения, относятся слои на основе ортохинондиазидов. Процесс копирования на этих слоях основан на том, что под действием света ортохинондиазиды разлагаются, переходя в химические соединения, которые хорошо, растворяются в щелочных растворах и легко удаляются при проявлении. Режим экспонирования таких копировальных слоев подбирают так, чтобы разложение ортохинондиазида прошло по всей толще копировального слоя. Исходный ортохинондиазид остается только на участках, не подвергшихся действию света. Обладая гидрофобными и кислотоупорными свойствами, он служит хорошей основой для образования печатающих элементов формы. Копировальные слои на основе диазосоединений не склонны к темновым реакциям, что является одним из достоинств диазосоединений. Фотополимеризующиеся копировальные слои состоят из ненасыщенных соединений (мономеров, олигомеров или их смеси), инициатора полимеризации, ингибитора (стабилизатора) и ряда других веществ. Инициатор фотополимеризации - это вещество, являющееся неустойчивым соединением и распадающееся под действием света с образованием свободных радикалов. Наличие свободных радикалов в фотополимерном слое вызывает процесс полимеризации. Фотохимический эффект, возникающий в слое под действием света, заключается в поглощении квантов света и распаде молекул веществ-инициаторов, которые затем дают начало полимеризации. Фотополимеризующисся копировальные слои под действием света становятся нерастворимыми, ненабухающими в растворителях и неплавкими. Они так же, как и копировальные слои на основе диазосоединений, не подвержены темновым реакциям, что позволяет изготовлять очувствленные пластины централизованно. В процессе печатания печатающие элементы воспринимают краску и передают ее под давлением на бумагу (или другой материал), а пробельные элементы не воспринима ют ее и поэтому не запечатывают поверхность бумаги краской. Это явление и определяет печатные свойства формы, - Нанесение краски на печатающие элементы в плоской печати основано на принципе избирательного смачивания. Под принципом избирательного смачивания в плоской печати понимают свойство печатающих элементов устойчиво воспринимать жирную краску и отталкивать от себя воду, а пробельных элементов - наоборот. Достигается избирательное смачивание путем образования на формном материале гидрофобных и гидрофильных

пленок, обладающих различными молекулярно-поверхностными свойствами, и путем использования для печатания жирной краски и воды. Поверхностная пленка, воспринимающая в условиях избирательного смачивания воду, называется гидрофильной, а воспринимающая краску,- олеофильной, или гидрофобной. Известно, что в природе вода и жиры (краска) не смешиваются. Это свойство взаимоотталкивания жиров и воды используется в плоской печати для избирательного смачивания. При изготовлении печатных форм для плоской печати вначале на формном материале каким-либо способом получают изображение, на котором создается гидрофобная пленка - пленка, воспринимающая жирную краску. В результате этого изображение рисунка превращается в печатающие элементы. Затем создают гидрофильную пленку, которая воспринимает воду и не воспринимает жирную краску. В результате этого участки изображения, где нет рисунка, превращаются в пробельные элементы . Изображение на формном материале (например, на офсетной пластине ), как правило, получают фотомеханическим способом. Поверхностные пленки наносят на формный материал механическим путем или вручную, используя для их образования специальные вещества. Для образования гидрофобной пленки используют жирную краску, а для создания гидрофильной пленки- травящий раствор, состоящий из коллоида (крахмал, декстрин) и кислоты. Процесс печатания проводят следующим образом. В печатной машине при помощи увлажняющих валиков на форму наносится вода. При увлажнении формы вода будет удерживаться только на пробельных элементах. Затем на форму валиками накатывается жирная печатная краска; при этом краска будет ложиться только на печатающие элементы. Под давлением краска с печатающих элементов формы переходит на бумагу, и получается Оттиск. Увлажнение формы и нанесение краски повторяют при получении каждого оттиска. Технология изготовления форм плоской печати обеспечивает создание устойчивого избирательного смачивания пробельных элементов водой, а печатающих элементов - жирной краской. Под устойчивым избирательным смачиванием имеют в виду такое качество печатной формы, при котором она в течение печатания тиража хорошо воспринимает краску печатающими элементами и совершенно не воспринимает краску пробельными элементами. Устойчивое избирательное смачивание зависит как от самих поверхностных пленок, так и от формного материала, на котором эти пленки удерживаются. Поэтому процесс изготовления печатных форм плоской печати кроме операций по образованию поверхностных пленок включает операции по подготовке формного материала для устойчивого удерживания на нем поверхностных пленок и усилению их избирательных свойств. Общая технологическая схема изготовления

печатных форм плоской печати состоит из следующих операций: подготовка формного материала; получение изображения с печатающими и пробельными элементами; отделка (усиление избирательных свойств поверхностных пленок) печатной формы. Формные материалы и их подготовка. Для изготовления форм плоской печати в качестве основы используют материалы, способствующие устойчивому избирательному смачиванию в процессе печатания. К таким материалам относят: алюминий, цинк, сталь, медь, никель, хром. В офсетном производстве различают два вида печатных форм: монометаллические и биметаллические. Монометаллической называют форму, у которой печатающие и пробельные элементы создаются на одном металле (или на каком-либо другом материале. В этом случае форму правильнее было бы называть не монометаллической, а просто моноформой). У биметаллической формы печатающие и пробельные элементы создаются на разных металлах. Для изготовления моноформ используют пластины из цинка, алюминия, алюминиевую фольгу,

пластмассу, специальную бумагу с гидрофильным покрытием. Для биметаллических офсетных форм используют алюминий, углеродистую и нержавеющую сталь, а также медь, никель, хром. Алюминий - металл серебристо-белого цвета, хорошо растворяется в концентрированных щелочах и соляной кислоте. Легко окисляется кислородом воздуха, покрываясь окисным слоем, предохраняющим металл от дальнейшего окисления. Окисный слой хорошо воспринимает влагу, что способствует увлажнению пробельных элементов водой. В офсетном производстве используют пластины марки АД 1-Н (ГОСТ 4784-74) и А1 (ГОСТ 10703-73) толщиной 0,6-0,8 мм с допуском 0,12-мм. Цинк–металл тяжелый, хрупкий, не выдерживает большого числа перегибов. В чистом виде имеет синевато серый цвет. Толщина пластин 0,8 мм. Стальные пластины служат основой при изготовлении биметаллических офсетных форм. Пластины изготовляют из углеродистой стали марки 08 КП или 10 КП, а также из низколегированной стали XI3 и высоколегированной XI8H9. Пластины выпускают толщиной 0,5 мм с допуском ±0,04 мм. Нержавеющая сталь может быть типа XI8H10T, толщина пластин от 0,35 до 0,5 мм. Медь - металл светло-красного цвета, пластичный, ковкий, легко прокатывается. Применяется для создания печатающих элементов при изготовлении биметаллических форм. На воздухе окисляется. Хром - серебристый металл, кислородом воздуха не окисляется. Применяется для создания пробельных элементов при изготовлении биметаллических форм. Никель - металл с характерным блеском, на воздухе не окисляется, используется в качестве защитного покрытия (никелирования). Используется для создания пробельных элементов

биметаллических офсетных форм. Подготовка формного материала включает обезжиривание поверхности и зернение. Эта подготовка состоит в очистке поверхности материала от жировой пленки, грязи и придании ей зернистой структуры. Чистая поверхность формного материала (офсетной пластины)- необходимое условие для удержания на ней поверхностных пленок. Зернистая структура в свою очередь повышает устойчивость поверхностных пленок и увеличивает влагоемкость пробельных элементов. Обезжиривание проводят в щелочных растворах для удаления с поверхности формного материала масляных пленок, загрязнений, жировых пятен и т. п. Зернение - это процесс создания на поверхности формного материала микрорельефа механическим или электрохимическим способом. Зернение формного материала в настоящее время проводят следующими способами: механическим зернением формного материала свободным абразивом; оксидированием; электрохимическим зернением. Механическое зернение осуществляется в две стадии. Вначале с поверхности формного материала (если форма была в употреблении) удаляют старое изображение, а затем на рабочей поверхности создают зерно. При механическом способе зернения в офсетных цехах используются специальные зернильные машины. На полиграфических предприятиях, где издания печатают большими тиражами, применяют способ оксидирования офсетных пластин. Оксидированная пластина представляет собой пластину, на поверхности которой электролитической обработкой создана оксидная пленка. Наличие оксидной пленки (окись алюминия) способствует более устойчивому удержанию поверхностных пленок на форме. Оксидацию офсетных пластин проводят в электролитических вампах при пропускании через электролит постоянного тока. Оксидированные пластины при печатании с них обеспечивают хорошую передачу мелких деталей изображения. Электрохимическое зернение офсетных пластин проводят также в электролитических ваннах при пропускании через электролит переменного тока. Процесс электрохимического зернения офсетных пластин основан на попеременном использовании их в гальванованне в качестве катода и анода. Для повышения тиражестойкосги офсетных пластин после электрохимического зернения их дополнительно подвергаю! оксидированию. Достоинством электрохимического зернения является возможность его контроля и регулирования качества зерненой поверхности. Офсетные пластины, прошедшие подготовку одним из рассмотренных способов, должны иметь ровную поверхность без царапин и посторонних вкраплений, мелкое и достаточно острое зерно; на них не должно быть следов старого рисунка, вмятин, изломов, надрывов. Образование печатающих элементов. Процесс образования печатающих элементов при изготовлении форм плоской печати сводится к нанесению на поверхность формного материала изображения и приданию участкам формы с изображением печатающих свойств. Печатающие свойства этим участкам формы придают нанесением на изображение жировых веществ. В результате действия жировых веществ образуется гидрофобная пленка, которая хорошо воспринимает печатную краску и под давлением передает ее на запечатываемый материал. В офсетном производстве печатающие элементы создаются, как правило, фотохимическим или электролитическим способами, а в отдельных случаях может применяться и ручной способ. При фотомеханическом способе печатающие элементы образуются в процессе копирования и последующей специальной обработки форм жировыми веществами. При электролитическом способе в создании печатающих и пробельных элементов участвуют два металла. Поэтому образование печатающих элементов может происходить либо химическим, либо электролитическим наращиванием одного металла на другой или травлением верхнего металла до нижнего с последующей обработкой специальными веществами, которые фиксируют (закрепляют) гидрофобную пленку на поверхности печатающих элементов. При ручных способах печатающие элементы создают нанесением на формный материал жировых веществ от руки. К фотомеханическим относят способы негативного и позитивного копирования при изготовлении монометаллических печатных форм. К электролитическим относят способы изготовления биметаллических печатных форм. К ручным относят способы черчения непосредственно на формном материале (офсетной пластине). При изготовлении офсетных печатных форм большую роль играет адсорбция. Адсорбция - это явление, при котором в поверхностном слое концентрируются молекулы, атомы или ионы другого вещества, поглощаемого из окружающей среды. При образовании печатающих и пробельных элементов используется способность поверхности твердого тела менять свою молекулярную природу под влиянием адсорбционных слоев. Для образования печатающих элементов проводят гидрофобизацию поверхности. Гидрофобизация - обработка печатающих элементов формы плоской печати специальными растворами поверхностно-активных веществ с целью придания этим элементам водоотталкивающих свойств. К поверхностно-активным веществам, применяемым для гидрофобизации, относятся жирные кислоты (олеиновая, пальметиновая, стеариновая). При изготовлении офсетных печатных форм и в процессе печатания большое влияние на результат оказывает адгезия, т.е. явление прилипания, или способность одного вещества прочно удерживаться на поверхности другого. Адгезия связана с адсорбцией и зависит от тех же факторов, которые влияют на адсорбции. На устойчивость печатающих элементов оказывает влияние стойкость гидрофобной пленки, строение печатающих элементов, концентрация, природа и продолжительность действия на гидрофобную пленку зажиривающих веществ, качество поверхности формного материала. Образование пробельных элементов. Как правило, сначала создают печатающие элементы (за исключением некоторых вариантов изготовления биметаллических офсетных форм), а затем - пробельные. Для получения пробельных элементов проводят гидрофилизацию поверхности формы за счет адсорбции гидрофильных веществ, повышающих ее способность к смачиванию Гидрофилизация - это обработка пробельных элементов формы плоской печати специальными травящими растворами с целью придания этим элементам свойства хорошо смачиваться водой. Травящие растворы состоят из водного раствора какого-либо коллоида (например, крахмала, декстрина) и минеральной ортофосфорной кислоты. Такие растворы используют при изготовлении офсетных печатных форм фотомеханическим и ручным способами. При изготовлении биметаллических офсетных форм используют травящие растворы, состоящие также из какого-либо коллоида - крахмала, карбоксиметилцеллюлозы - и травящего вещества-железистосинеродистого калия. При обработке печатной формы кислота, взаимодействующая с формным материалом, образует соль металла. Коллоид при этом адсорбируется (оседает) на этой соли, в результате чего образуется тонкая гидрофильная пленка, хорошо удерживающая на себе воду. Действие кислоты, находящейся в этом растворе, сказывается не только на образовании солей металла, но и на создании более развитой поверхности пробельных элементов, что также повышает устойчивость гидрофильной пленки на формном материале. Чем устойчивее гидрофильная пленка, тем

устойчивее избирательное смачивание в процессе печатания. Устойчивость гидрофильной пленки зависит от состава обрабатывающего раствора, микрогеометрии поверхности формного материала, состава гидрофильного высокомолекулярного вещества, концентрации и времени действия гидрофилизирующего раствора. Техника создания устойчивых пробельных элементов во всех способах изготовления печатных форм совершенно одинакова и заключается в обработке поверхности травящим раствором в течение 2-6 мин.

После обработки форму тщательно промывают водой, покрывают раствором декстрина и сушат. Если печатную форму получают ручным способом, то в целях повышения тиражестойкости ее обрабатывают для повышения гидрофобности печатающих элементов и гидрофильности пробельных элементов. Для повышения

гидрофобности печатающих элементов с них смывают краску

тинктурой (скипидар с растворенными в нем жировыми веществами) и накатывают тонкий слой жирной краски. В процессе смывки и накатки жирной краски происходит дополнительное “усиление” печатающих элементов. Затем производят повышение гидрофильности пробельных элементов. Для этого печатную форму обрабатывают более сильным травящим раствором, чем при изготовлении печатных форм фотомеханическим способом.

Формное оборудование.

Процесс флексографской и высокой печати осуществляется с помощью гибких печатных форм, печатающие элементы которых находятся выше пробельных. Современные печатные формы для флексографской и высокой печати изготавливаются из фотополимерных пластин с помощью специального оборудования.

Процесс изготовления фотополимерных форм флексографской печати по аналоговой технологии включает следующие этапы:

• экспонирование подложки фотополимерной пластины (UVA излучением);

• основное экспонирование фотополимерной пластины через негативную фотопленку (UVA излучением);

• вымывание засвеченной фотополимерной пластины, в зависимости от ее типа, сольвентным или водным раствором;

• сушка готовой печатной формы;

• финишинг (устранение остаточной липкости печатной формы) (UVC излучением);

• дополнительное экспонирование для повышения тиражестойкости печатной формы (UVA излучением).

Процесс изготовления форм высокой печати проще и включает следующие этапы:

• основное экспонирование фотополимерной пластины через негативную фотопленку (UVA излучением);

• вымывание засвеченной фотополимерной пластины водой;

• сушка готовой печатной формы;

• дополнительное экспонирование для повышения тиражестойкости печатной формы (UVA излучением).

В зависимости от формата, производительности, стоимости и т.д. формное оборудование выпускается в нескольких вариантах:

• комбинированные установки, имеющие в своем составе все секции, необходимые для изготовления печатных форм

• более производительное и удобное в эксплуатации оборудование, состоящее из отдельных модулей;

• полуавтоматические высокопроизводительные установки.

Формный участок флексографской печати, при использовании сольвентных вымывных растворов, желательно оснастить устройством для регенерации растворов, позволяющем экономить вымывной раствор и соблюдать экологические нормативы на производстве.

Изготовление печатных форм (общие сведения)

1.Типографская (высокая) печать.

В высоком способе печати используются формы с выступающими печатающими элементами и углубленными пробельными (рис. 1).

Данный способ служит для изготовления самой разнообразной продукции – от ежедневных газет до высокохудожественных изобразительных изданий. Характерными признаками типографской печати являются:

красочный слой толщиной 2–3 мкм;

оборотный рельеф (деформация запечатываемого материала из-за избыточного давления при печати);

заметный рельеф букв.

К достоинствам высокого способа печати относятся:

хорошая разрешающая способность (печать с линиатурой растра 60–80 лин/см);

достаточная графическая, градационная и колористическая точность воспроизведения различных по своему характеру изображений;

стабильность качества воспроизведения изображения во всем тираже, что обусловлено отсутствием таких нестабильных процессов, как увлажнение печатных форм (в офсетной печати) или удаление краски с пробельных элементов форм (в глубокой печати).

Поверхность печатной формы высокой печати химически нейтральна и может воспринимать любой раствор, т.е. эти формы можно использовать для печати с применением красок, как на жировой основе, так и на базе водных и спиртовых растворителей.

В высокой печати используется большое многообразие печатных форм,

различающихся по многим признакам. В свою очередь, формы подразделяются на оригинальные и стереотипы. Оригинальные формы изготавливаются с текстовых или изобразительных оригиналов и предназначены для печатания тиража или для размножения печатных форм.Стереотипы — это формы-копии, полученные с оригинальных форм и служащие только для печатания тиража. Оригинальные изобразительные формы независимо от способа их изготовления обычно называются клише.

Печатные формы могут быть изготовлены в виде монолитных гибких или жестких (реже эластичных) пластин форматом, равным формату запечатываемого бумажного листа.Но они могут быть также составлены из отдельных пластин, содержащих одну или несколько полос издания. Используются также текстовые печатные формы, состоящие(набранные) из отдельных литер, воспроизводящих отдельные буквы, или целые строки текста. Такие формы называются наборно-отливными.

При изготовлении печатных форм высокой печати широко используют литейные, фотографические,химические процессы, процессы прессования, механической обработки металлов и полимеров. Тиражестойкость печатных форм зависит от печатного процесса. Она колеблется от нескольких десятков до 500 и более тысяч оттисков.

Широкое применение для печатания находят оригинальные формы, полученные формативной записью информации посредством копирования со штриховых, растровых или текстовых негативов на формные пластины, т.е. формы, изготавливаемые фотохимическими способам. Основными стимулами развития высокой печати стали внедрение гибких и легких форм с малой глубиной пробельных элементов (0,4–0,7 мм), изготовленных на микроцинке, а также создание и применение фотополимерных пластин.

Высокая печать с металлических печатных форм в настоящее время используется редко, а печать с гибких форм на ротационных печатных машинах очень часто используется для изданий с большим тиражом.

Главными причинами, сужающими применение типографской печати, являются большая трудоемкость подготовительных операций и практически полное отсутствие в ее арсенале такого печатного оборудования, которое позволяло бы одновременно повысить иллюстративность и в соответствии с этим красочность изданий.