Якаўлеў_ Тэхналогія формных працэсаў

11

Тэма 2. Фотаформы

Фотаформы класіфікуюць на выяўленчыя, тэкставыя і тэкста-выяўленчыя. Выяўленчыя фотаформы дзеляць на штрыхавыя, тонавыя і растравыя. Ёсць негатыўныя і пазітыўныя фотаформы, фотаформы з простым і люстраным відарысам. Фотаформу можна атрымаць непасрэдна з арыгінала або праз шэраг прамежкавых фотавыяваў.

Паводле спосабу пераносу (запісу) інфармацыі на фотаматэрыял існуюць фотаформы з фарматным і паэлементавым запісам інфармацыі. Фарматны запіс выконваецца ў фотамеханічных спосабах, паэлементавы запіс — у электронных і лічбавых спосабах вырабу фотаформаў і друкарскіх формаў, калі фотапласт паслядоўна, радок за радком, экспануецца крыніцай святла, прыкладам, лазерам.

Найбольшае распаўсюджанне ў сучаснай паліграфіі знайшлі фотамеханічныя спосабы вырабу формаў плоскага афсетнага друку капіраваннем з дыяпазітываў, якія вырабляюць з выдавецкіх арыгіналаў. Фатаграфічныя паказчыкі фотаформы залежаць ад тыпу арыгінала, спосабаў вырабу друкарскай формы і друку. Прыкладам, штрыхавая фотаформа мае толькі два ўзроўні аптычнай шчыльнасці — штрыха і фону.

Тонавая фотаформа ўтрымлівае некалькі ўзроўняў аптычнай шчыльнасці, прынамсі тры. Растравая фотаформа складаецца з мікраэлементаў розных памераў аднолькавай аптычнай шчыльнасці. Як і штрыхавая, яна мае два ўзроўні аптычнай шчыльнасці — растравых элементаў і фону паміж імі. У залежнасці ад спосабу друку вырабляюць фотаформы з простым або люстраным відарысам арыгінала, негатывы і дыяпазітывы.

Дыяпазітыў мае размеркаванне шчыльнасцяў, прапарцыянальнае размеркаванню шчыльнасцяў арыгінала, негатыў — адваротнае. Якасць фотаформаў забяспечваецца выбарам умоў экспанавання і хіміка-фатаграфічнага апрацавання. Для выпраўлення градацыйных скажэнняў праводзяць градацыйныя маскіраванне і рэтуш фотаформаў, а для выпраўлення тэхнічных дэфектаў — тэхнічную рэтуш.

Тонавыя фотаформы выкарыстоўваюць для вырабу формаў глыбокага друку, штрыхавыя — для вырабу формаў плоскага афсетнага, высокага і глыбокага друку, растравыя — для формаў плоскага афсетнага і высокага друку. Люстраныя негатыўныя фотаформы выкарыстоўваюць для вырабу формаў пло-

12

скага афсетнага друку спосабам негатыўнага капіравання, люстраныя дыяпазітывы — для вырабу формаў плоскага афсетнага друку спосабам пазітыўнага капіравання і для глыбокага і трафарэтнага друку.

Тэхнічныя патрабаванні да якасці фотаформаў падзяляюць на агульныя і спецыяльныя. Агульныя патрабаванні абумоўлены патрабаваннямі капіравальнага працэсу і аднолькавыя да штрыхавых і растравых фотаформаў. Спецыяльныя вызначаны тыпам арыгінала, спосабам вырабу друкарскіх формаў і фармулюцца асобна для кожнага тыпу фотаформаў.

Агульныя патрабаванні абумоўлены мэтай атрымаць ў выніку капіравання штрыхавой або растравай фотаформы задубленыя (негатыўны капіравальны пласт) або дэструктураваныя (пазітыўны капіравальны пласт) участкі капіравальнага пласта і ўчасткі, якія не змянілі свае фізіка-хімічныя ўласцівасці.

Капіравальная здольнасць забяспечвае дубленне (сшыванне) або дэструкцыю капіравальнага пласта да паверхні формнай асновы (падкладкі) пласціны пад участкамі фотаформы са шчыльнасцю Dmin і паглынанне ўчасткамі фотаформы са шчыльнасцю Dmax праменнай энергіі, паданай на паверхню фотаформы за час экспанавання.

У выніку экспанавання капіравальны пласт пад палямі фотаформы з аптычнай шчыльнасцю Dmax застаецца нязменным, а пад участкамі з аптычнай шчыльнасцю Dmin — дубіцца (негатыўны пласт) або дэструктуруе (пазітыўны пласт). Пасля апрацавання копіі на друкарскай форме ўтвараюцца друкарскія і прагальныя элементы.

Для кантролю фотаформаў праводзяць іх візуальную і аб’ектыўную ацэнкі. Для візуальнай ацэнкі карыстаюцца пра-глядным сталом, лупай і кантрольнымі шкаламі, для аб’ектыўнай — дэнсітометрам і мікраскопам.

13

Тэма 3. Фізіка-хімічныя асновы капіравальнага працэсу

Капіравальныя пласты: тыпы, патрабаванні і абаронныя ўласцівасці

Капіравальны пласт (КП) — гэта тонкая паветрана сухая палімерная святлачулая плѐнка, на якую капіруюць ФФ або мантаж ФФ. КП ўжываюць ва ўсіх капіравальных працэсах. КП, які застаўся на формным матэрыяле пасля праяўлення копіі, выконвае абаронныя функцыі. Так, у вырабе клішэ абараняе цынк або магній ад уздзеяння азотнай кіслаты; у глыбокай аўтатыпіі абараняе паверхню меднага цыліндра ад траўлення хлорным жалезам; у монаметалічных формах ПАД абараняе ДЭ ад змочвання ўвільгатняльным растворам, а ў біметалічных формах тыпу сталь-нікель-медзь-хром — абараняе хром на ПЭ ад травільнага ўздзеяння салянай кіслаты.

Формны працэс уключае капіраванне ФФ на КП, нанесены на формны або прамежкавы матэрыял, прыкладам пігментную паперу, хімічнае апрацаванне копіі з атрыманнем формы, кантроль яе якасці і карэктуру.

Пад уздзеяннем праменнай энергіі падчас экспанавання КП за ФФ яго растваральнасць павялічваецца або памяншаецца. Паводле тыпу рэакцыі на выпраменьванне вылучаюць негатыўныя і пазітыўныя пласты.

Негатыўны пласт, ад пачатку растваральны, рэагуе на выпраменьванне задубленнем (сшываннем, ацвярджэннем), памяншаючы сваю растваральнасць у пэўных растваральніках.

Пазітыўны пласт, наадварот, нерастваральны ад пачатку, рэагуе на выпраменьванне дэструкцыяй, павялічваючы сваю растваральнасць у пэўных растваральніках.

Кожнаму КП уласцівая змена растваральнасці толькі аднаго тыпу. Дэструкцыя або сшыванне адбываецца толькі пад празрыстымі ўчасткамі ФФ, пад яе непразрыстымі ўчасткамі растваральнасць пласта застаецца нязменнай.

Схемы пазітыўнага і негатыўнага капіравання пададзены на рыс. 6.

З яго вынікае, што на негатыўны пласт звычайна капіруюць негатыў. Гэта выконваюць, калі вырабляюць формы ВД, флексадруку і монаметалічныя формы ПАД. На пазітыўны пласт капіруюць дыяпазітыў. Гэтае правіла мае выключэнне: калі вырабляюць біметалічныя афсетныя формы на

14

поліметалічных пласцінах тыпу сталь-нікель-медзь-хром на негатыўны КП з полівінілавага спірту з дыязасмалою, капіруюць не негатыў, а дыяпазітыў. Біметалічныя формы ўжывалі для друку вялікіх тыражоў да 1000 тыс. адбіткаў і цяпер не вырабляюць. Яны заменены монаметалічнымі формамі ПАД, тыражаўстойлівасць якіх у апошнія гады значна павялічылася.

Рыс. 6. Схемы капіравання: а) пазітыўнае; б) негатыўнае

1 — капіравальны пласт; 2 — падкладка пласціны; 3 — УФ-выпраменьванне; 4 — падкладка фотаформы; 4 — эмульсійны пласт фотаформы; 6 — дэструкцыя КП; 7 — задубленне КП; 8 — друкарскія элементы; 9 — прагальныя элементы

Патрабаванні да КП наступныя:

а) здольнасць утвараць на падкладцы гамагенныя несітаватыя тонкія палімерныя плѐнкі;

б) добрая адгезія да металаў; в) здольнасць мяняць растваральнасць пад уздзеяннем праменнай энергіі;

г) дастатковая раздзяляльная здольнасць;

15

д) высокая выбіральнасць праяўлення; ж) высокія абаронныя ўласцівасці;

з) рэзка дыферэнцаваная мяжа паміж участкамі КП і падкладкаю. Абаронныя ўласцівасці КП залежаць ад:

а) змочвання або незмочвання яго паверхні травільным, увільгатняльным або іншым растворам. Часцей за ўсѐ, гэта водныя растворы, таму з павелічэннем гідрафобнасці пласта яго абаронныя ўласцівасці павялічваюцца;

б) значэння рН. Прыкладам, пазітыўны пласт на аснове ОНХД добра абараняе метал ад уздзеяння кіслых раствораў, аднак шчолачы параўнальна лѐгка праходзяць праз яго і разбураюць. Таму праяўляюць пласты на аснове ОНХД шчолачнымі растворамі, што маюць значэнне рН=12–13;

в) малекулярнай структуры. Так, фібрылярныя плѐнкі больш трывалыя за глабулярныя. У першых лягчэй адбываецца сшыванне макрамалекул з утварэннем прасторава-сшытай сеткавай структуры. Таксама фібрылярныя плѐнкі не схільныя да набрыняння і таму лепей абараняюць паверхню, на якую нанесены, і больш трывала ѐю ўтрымліваюцца;

г) адгезіі пласта да падкладкі. Так, недастатковая адгезія пласта да паверхні магнію або цынку пры вырабе клішэ ВД можа выклікаць падтраўленне і скажэнне ДЭ.

Адгезія пласта павялічваецца з набліжэннем велічыні падкладкі да велічыні паверхневага нацягнення капіравальным растворам, які наносіцца. Адгезія расце з павелічэннем колькасці пунктаў кантакту капіравальнага раствору з падкладкай, чаму можа шкодзіць яе забруджанне або затлушчанне. Таму перад нанясеннем капіравальнай кампазіцыі паверхня формнага матэрыялу павінна быць адмыслова падрыхтавана. Адначасова адгезія не павінна быць празмерна вялікай, інакш немагчыма будзе выдаліць капіравальны пласт пры праяўленні;

д) таўшчыні капіравальнага пласта: з павелічэннем таўшчыні абаронныя ўласцівасці пласта растуць, аднак памяншаецца яго раздзяляльная здольнасць. Трэба ўлічваць, што максімальная лініятура ў паліграфіі практычна не перавышае 80 лін/см.

Дэфекты капіравальнага пласта — пыл, найдрабнейшыя іншародныя часцінкі, паветраныя пухіры і асабліва расколіны — разбураюць абаронныя ўласцівасці пласта.

16

Паслядоўныя стадыі капіравальнага працэсу

Тэхналагічны працэс вырабу друкарскіх формаў ФМС уключае ў агульным выпадку наступныя стадыі.

1)Выраб святлачулай палімернай кампазіцыі — капіравальнага раствору.

2)Нанясенне кампазіцыі тонкім пластом на папярэдне падрыхтаваны формны або прамежкавы матэрыял і сушку капіравальнага пласта.

3)Кантактнае капіраванне фотаформаў на капіравальны пласт у капіравальнай раме або экспанаванне капіравальнага пласта за фотаформамі з атрыманнем копіі.

4) Апрацаванне копіі — працэс, галоўная аперацыя якога — праяўленне, г. зн. растварэнне і выдаленне ўчасткаў капіравальнага пласта, якія захавалі (негатыўны пласт) або набылі (пазітыўны пласт) растваральнасць у пэўных растваральніках.

5) Умацаванне капіравальнага пласта.

Разгледзім змест вышэйадзначаных стадый працэсу.

Капіравальная кампазіцыя павінна быць гамагеннай, з пэўнай канцэнтрацыяй палімеру, пракаавуляванай, свежай і без механічных прымешкаў. Капіравальная кампазіцыя павінна ўтрымліваць плѐнкаўтваральны палімер, святлачулы кампанент і растваральнік. Так, для вырабу пазітыўных пластоў выкарыстоўваюць фенолфармальдэгідную смалу ў якасці плѐнкаўтваральнага палімера, вытворнае ОНХД у якасці святлачулага кампанента і сумесь арганічных растваральнікаў. Для вырабу негатыўных пластоў выкарыстоўваюць, прыкладам, полівінілавы спірт, дыязасмалу і ваду.

Растваральнік павінен:

добра раствараць усе часткі капіравальнай кампазіцыі і ўтвараць гамагенны раствор;

змочваць падкладку пры нанясенні капіравальнай кампазіцыі;

у працэсе сушкі пласта растваральнік павінен выпарвацца павольна і раўнамерна без утварэння пухіроў. Некаторая колькасць яго павінна застацца ў пласце, каб пласціфіцыраваць яго і папярэджваць ўтварэнне расколінаў.

У капіравальную кампазіцыю ўключаюць таксама разнастайныя мэтавыя дадаткі.

Нанясенне капіравальнай кампазіцыі раней выконвалі ў вертыкальных цэн-

17

трыфугах (цэнтрыфугаванне), дзе выконвалі таксама і сушку пласта. Гэты спосаб быў доўгі час адзіным спосабам, які ўжывалі ў друкарнях.

Першая папярэдне ачуленая афсетная пласціна была выраблена ў Вісбадэне (1949 г.). Цяпер шырока выкарыстоўваюць папярэдне ачуленыя пласціны ў вырабе формаў плоскага афсетнага друку, фотапалімерных формаў высокага і флексаграфскага друку. Пласціны вырабляюць на спецыялізаваных прадпрыемствах, дзе на паверхню формнага матэрыялу наносяць капіравальную кампазіцыю, прыкладам, шляхам распыленнем ў электрычным полі высокага напружання, валковым спосабам і інш.

Сушку пластоў праводзяць адным са спосабаў: канвекцыйным (гарачым паветрам у тэрмаізаляваных камерах); тэрмарадыяцыйным (ІЧ-выпрамень- ваннем); індукцыйным (віхуравымі токамі, што наводзяцца электрамагнітным полем у металічнай падкладцы). Найбольш якасны і прадукцыйны спосаб — індукцыйны, у якім працягласць сушкі складае ўсяго 2–10 с.

У сучасных друкарнях выраб формаў пачынаюць адразу з капіравання фотаформаў на папярэдне ачуленыя пласціны. З прычыны надзвычай нізкай інтэгральнай чуласці капіравальных пластоў, якая складае 1–103см2/Дж, што ўмоўна адпавядае 10–4–10–7 адзінкам святлачуласці ГОСТа, ужываюць толькі кантактнае капіраванне і вельмі вялікія асветленасці. Прыкладам, асветленасць шкла капіравальных рамаў у вырабе монаметалічных формаў складае каля E=10–20 тыс. лк, што адпавядае 40–50 Вт/м2.

Спектральная чуласць капіравальных пластоў распаўсюджана ў дыяпазоне даўжыняў хваляў 320–450 нм з максімумам спектральнай чуласці ў дыяпазоне 350–420 нм. Гэта азначае, што актынічным выпраменьваннем для капіравальных пластоў служыць бліжняе УФ- і сіняе выпраменьванні аптычнага спектра. Таму ў якасці асвятляльнікаў у капіравальных рамах ужываюць люмінесцэнтныя, галагенныя і металагалагенныя лямпы.

У люмінесцэнтных лямпах ультрафіялетавае выпраменьванне ртутнага разрада пераўтвараецца люмінафорам у больш доўгахвалевае выпраменьванне. Аднак пры высокай светлавой аддачы, вялікім тэрміне службы, нізкай тэмпературы паверхні, люмінесцэнтныя лямпы даюць нізкую яркасць. Таму ставяць адразу некалькі лямпаў, што павялічвае памеры асвятляльніка. У СССР

ужывалі лямпы ЛУФ-80-4 магутнасцю 80 Вт, спектрам выпраменьвання ў дыяпазоне 300–460 нм і даўжынѐю 1213 мм.

Больш магутнымі з’яўляюцца галагенныя і металагалагенныя лямпы. Прын-

18

цып работы галагенных лямпаў напальвання заключаецца ва ўтварэнні на сценках колбы лятучых галагенаў вальфраму, якія выпарваюцца і раскладаюцца на целе напалу і вяртаюць яму атамы вальфраму. Галагенныя лямпы ў параўнанні са звычайнымі лямпамі напальвання маюць больш стабільную светлавую плынь, большы тэрмін службы, значна меншыя памеры, больш высокую тэрмаўстойлівасць, дзякуючы наяўнасці кварцавай колбы. Да недахопаў лямпаў можна аднесці неабходнасць высокай тэмпературы на сценках абалонкі, якая забяспечвае працу галагеннага цыкла.

Больш выгадныя энергетычна — металагалагенныя лямпы. Прынцып работы іх заснаваны на тым, што галагены шматлікіх металаў выпарваюцца лягчэй за самі металы. Таму ў колбу лямпы, акрамя ртуці і аргону, дадаткова ўводзяць таксама розныя хімічныя элементы ў выглядзе іх галоідных злучэнняў.

У былым СССР выраблялі лямпы ДРТИ-3000/1500 і ДРГТ-3000/1500 магутнасцю 3 кВт. Яны працуюць у двух рэжымах — актыўным (3000 Вт) і дзяжурным (1500 Вт) (табл. 1). Неабходнасць двух рэжымаў звязаная з немагчымасцю запуска гарачай лямпы.

мы (КР) (рыс. 7).

На гумовы дыванок капіравальнай рамы кладуць формную пласціну капіравальным пластом уверх, а на яе — фотаформу або мантаж фотаформаў эмульсійным пластом уніз. Далей апускаюць шкло і ўключаюць вакуумны насос, які адкачвае паветра ў прасторы паміж шклом і дыванком, у выніку чаго фотаформа шчыльна прыціскаецца да капіравальнага пласта пласціны. Пасля ўключаюць асвятляльнік і выконваюць экспанаванне.

20

На практыцы замест хуткасцяў выкарыстоўваюць час праяўлення:

дзе tкрытыч — час праяўлення ўчасткаў, якія павінны застацца на форме недатыкальнымі;

tраб — час праяўлення, які практычна выкарыстоўваюць.

Праяўленне афсетных копій, вырабленых пазітыўным капіраваннем на пластах з ОНХД, праводзяць шчолачнымі растворамі з рН=12–13.

Для дадатковага дублення пласта і павелічэння яго адгезіі да падкладкі можа быць праведзена тэрмаапрацаванне формы, для чаго яе вытрымліваюць у тэмпературы больш высокай за тэмпературу сушкі. Негатыўныя пласты таксама апраменьваюць УФ-выпраменьваннем. Узмацненне капіравальнага пласта павялічвае яго абаронныя ўласцівасці і тыражаўстойлівасць формаў.

Сучасныя капіравальныя пласты

Гісторычна першым капіравальным пластом быў сірыйскі асфальт, які ў 1824 г. ужыў Ж. Н. Ньепс. Сірыйскі асфальт, нанесены на літаграфскі камень, пад уздзеяннем сонечнага святла задубліваўся за празрыстымі ўчасткамі штрыхавога відарыса. Незадубленыя ўчасткі вымывалі лавандавым алеям, а атрыманы рэльеф паглыблялі траўленнем кіслатою. Гэты працэс вырабу формы высокага друку назвалі геліяграфіяй. Асфальт меў дужа нізкую святлачуласць (вытрымка складала 6–7 гадзін) і нестандартныя ўласцівасці, таму геліяграфія шырока не ўжывалася.

З 1855 г. пачалі выкарыстоўваць пласты храміраваных калоідаў — гідрафільных палімераў (гуміарабіку, камедзі лістоўніцы, альбуміну), ачуленых солямі хромавай кіслаты. Гэтыя пласты мелі істотны недахоп — цемнавое дубленне, г. зн. дубленне без ўдзелу святла, хуткасць якога павялічвалася з ростам тэмпературы і вільгаці. Таму іх рыхтавалі непасрэдна перад выкарыстаннем і ўжывалі для вырабу клішэ — выяўленчых формаў высокага друку, формаў трафарэтнага друку і інш. Пасля стварэння пластоў, якія не маюць цемнавога дублення, ад храміраваных калоідаў адмовіліся.

У сучаснай паліграфіі выкарыстоўваюць тры групы КП.