Способы современной печати

В современной полиграфической промышленности используются несколько типов печати – офсетная, высокая, глубокая, трафаретная и пр. Их названия отражают особенности технологических принципов, лежащих в основе различных печатных устройств.

Офсетная печать. Этот метод в настоящее является самым распространенным и технологически развитым способом печати. Уже много десятилетий офсетным способом печатается больше половины издательской и рекламной продукции.

Офсетная печать (от англ. offset) является разновидностью плоской печати, при которой краска с печатной формы передаётся на поверхность резинового полотна. С неё она поступает на бумагу или другой печатный материал. Это позволяет печатать тонкими слоями красок на шероховатых бумагах. Принцип офсетной печати был предложен в 1905 году в США. Там же была создана первая офсетная печатная машина. За каждый рабочий цикл такой машины происходит увлажнение печатной формы, накатывание краски на печатающие элементы, подача бумаги, собственно печатание и вывод готового оттиска на приемный стол.

Офсетная печать в дальнейшем получила широкое распространение в мировой полиграфии благодаря механизации формных процессов, высокой производительности печатных машин, позволивших не только значительно увеличивать тираж изданий, но и выполнять печатание разнообразной полиграфической продукции, в том числе и многокрасочной.

Принцип технологии офсетной печати основан на избирательном смачивании печатающих элементов краской, а пробельных – водным раствором, которое достигается тем, что на поверхность печатных и пробельных участков формы наносятся пленки, обладающие различными молекулярно - поверхностными свойствами, устойчиво воспринимающие либо влагу, либо краску.

В процессе печатания форму попеременно смачивают водным раствором или краской, затем под давлением изображение переносится на поверхность резиновой пластины или валика, а затем – на бумагу. Т.е. при такой двукратной передаче изображения бумага не входит в непосредственный контакт с печатной формой. Эта технология позволила резко сократить давление, необходимое при печатании, снизить износ формы, увеличить скорость печатания и улучшить качество изображения.

В офсетной печати используются монометаллические и полиметаллические печатные формы. Монометаллические печатные формы – это алюминиевые или цинковые пластины, которые подвергаются комплексной электрохимической подготовке на автоматизированных гальванолиниях для увеличения адсорбционной способности и повышения износоустойчивости ее поверхности.

Полиметаллические формы создаются на основе двух металлов с разными молекулярно - поверхностными свойствами: меди – для создания устойчивых печатающих элементов и никеля (его можно заменить хромом, нержавеющей сталью) – для пробельных элементов. Полиметаллические пластины обычно делают на алюминиевой или стальной основе, на которую гальваническим путём на всю поверхность пластины наносят плёнку меди толщиной до 10 мкм и никеля или хрома толщиной 1 - 3 мкм.

Печатающие элементы на монометаллических или полиметаллических пластинах создают фотохимическим способом, копируя изображение через негатив или диапозитив на светочувствительный копировальный слой. Такие слои делают из высокомолекулярных соединений (альбумин, камедь сибирская лиственница, поливиниловый спирт) и хромовых солей, или диазосоединений, с добавлением плёнкообразующих веществ или фотополимеров. Продукты фотохимической реакции хромовых солей обладают дубящим действием. При копировании на освещенных участках слой дубится (твердеет) и теряет способность растворяться в воде. С неосвещенных участков, защищенных непрозрачными элементами негатива или диапозитива, слой удаляется при проявлении, и на пластине создаётся изображение – печатающие элементы.

Наибольшее применение находят копировальные слои на диазосоединениях, в которых под действием света происходит фотохимический распад в освещенных участках и копировальный слой удаляется с пластины при проявлении. При использовании фотополимеров под действием света на освещенных местах происходит полимеризация копировального слоя, который не растворяется в воде. С неосвещенных участков слой удаляется при проявлении.

Копировальные слои, нанесенные тонким слоем на металлические пластины, длительное время (более года) сохраняют свои свойства, поэтому существуют специализированные предприятия, где происходит подготовка металлов с последующим нанесением светочувствительных слоев.

Печатающие элементы на монометалле создаются на копировальном слое, защищенном при копировании непрозрачными участками диапозитива и оставшимися после проявления копии. На полиметаллических пластинах копировальный слой после проявления удаляется с печатающих элементов и остается как временная защита на пробельных участках. Затем производят химическое или электрохимическое травление верхнего металла (никеля или хрома) до слоя меди, после чего удаляют защитный слой с пробельных элементов. При всех способах изготовления форм после создания печатающих элементов производят обработку пробельных элементов гидрофилизирующим раствором для придания им устойчивых гидрофильных свойств.

Отдельные операции изготовления монометаллических форм (проявление, промывка, сушка) проводятся на механизированных установках, процессы обработки копии и изготовление полиметаллических форм – на механизированных линиях.

Изобретение офсетного способа произвело подлинную революцию в печатном деле. Появилась возможность получать легкие и дешевые печатные формы на алюминиевых пластинах. Применение офсетного полотна как промежуточного материала, принимающего на себя давление печати, создавало щадящий режим для самой печатной формы, а гибкая печатная форма позволила перейти к ротационному принципу построения печатных машин, что привело к резкому увеличению скорости печатания. Например, современные рулонные ротационные офсетные печатные машины работают со скоростью до 100 000 об/ч офсетного цилиндра с длиной окружности более метра и печатаемой полосы до 2 - х метров.

В последнее время в печатную практику стала внедряться новая так называемая бесшовная технология офсетной печати. По западной терминологии она называется «Sleeve - технология». Эта технология сделала возможным увеличить скорость печати и обеспечить непрерывное движение бумажного полотна в процессе печатания.

Глубокая печать. При этом способе печатающие и пробельные элементы находятся на разных высотах. Глубокая печать основана на заполнении краской заглубленных печатающих участков. Печатающие элементы на печатной форме для глубокой печати – это ячейки разного объема, которые заполняются жидкой краской с малой вязкостью. Способ глубокой печати является технологией печатания, при которой передача изображения и текста на печатный материал проводится с печатной формы, на которой печатающие элементы углублены по отношению к пробельным элементам. Пробельные элементы находятся на одном уровне, связаны между собой и образуют неразрывную сетчатую поверхность.

Различная тональность изображения на оттиске обеспечивается разной толщиной слоя краски. При этом в традиционном способе глубокой печати в темных участках изображения глубина печатающих элементов наибольшая, а в светлых – наименьшая. Характерным для этого способа печати является и то, что в процессе печатания форма глубокой печати полностью заполняется краской. То есть краска заполняет все печатающие и все пробельные элементы. Поскольку при глубоком способе печати краска наносится как на печатающие, так и на пробельные элементы формы, то перед получением оттиска необходимо удалить краску с поверхности пробельных элементов печатной формы. В печатных машинах эту операцию делают с использованием тонкого ножа из упругой стальной ленты - ракеля.

В подавляющем большинстве случаев печатание в промышленных масштабах способом глубокой печати выполняется на ротационных машинах, а печатные формы глубокой печати изготавливаются, как правило, непосредственно на формных цилиндрах.

Главным достоинством способа глубокой печати является возможность создания полутонов изображения на оттиске за счет различной толщины красочного слоя. Ячейки (печатающие элементы) печатной формы, которые переносят краску на запечатываемый материал, имеют различный объем в зависимости от создаваемого на оттиске тона. Чем насыщеннее тон (цвет) тем больше объем ячейки.

Изготовление печатной формы с углубленными печатающими элементами может быть достигнуто химическим (травление кислотой) или механическим путем (гравирование резцами и иными инструментами).

К числу наиболее распространенных химических способов относится офорт (от франц. eau - forte – азотная кислота). Этот способ изготовления печатной формы (гравюры) соединяет методы ручного гравирования с химическим травлением. При офорте медную или цинковую пластину толщиной от 0,5 до 2,5 мм покрывают кислотоупорным лаком или кислотоупорным грунтом, в состав которого входят воск, канифоль, асфальт. Линии рисунка процарапывают по лаковой пленке (грунту), обнажая поверхность металла. Затем пластину несколько раз протравляют кислотой.

После первого травления, достаточного для незначительного углубления штрихов в самых светлых местах изображения, эти места закрывают защитным лаком, исключая их в дальнейшем из процессов травления. Затем пластину подвергают второму травлению, покрывают лаком участки следующей градации тона. Благодаря этому штрихи получаются различной глубины. В конце концов, лак удаляют.

К числу механических способов принадлежит резцовая гравюра. Это самый древний вид углубленной гравюры на металле, состоящий в ручном вырезании штрихов с помощью специального инструмента – резца (штихель). Материалом для изготовления формы служат медные или стальные пластины толщиной от 2,5 до 4 мм с закругленными краями. На гладко полированную поверхность пластины наносят смоляной грунт, на который переводят рисунок, после чего процарапывают иглой, чтобы она слегка только касалась поверхности металла. Контуры изображения гравируют штихелем. Чем глубже вошел резец, тем толще оказывается и красочная линия на оттиске.

Перечисленные способы могут быть использованы для изготовления печатных форм при воспроизведении на оттиске одноцветных и многоцветных изображений. Чаще всего для воспроизведения многоцветных изображений применяется офорт.

В современной полиграфии технологический процесс изготовления печатных форм для способа глубокой печати основан на сочетании фотохимических, электрохимических и механических процессов. Он состоит из следующих операций: 1) подготовки формного материала; 2) изготовления диапозитивов отдельных элементов фотоформы и их монтаж; 3) копирования – переноса монтажа на формный материал; 4) травления формы и подготовки ее к печатанию.

Печатные формы для глубокой печати изготовляется непосредственно на формном цилиндре печатной машины. В отличие от других видов печати в глубокой печати копирование диапозитивов производят не непосредственно на формный материал, а на пигментную бумагу с последующим переносом желатинового слоя пигментной бумаги на медную рубашку формного цилиндра. Самая большая глубина печатающих элементов при этом достигает 80 мкм, а минимальная – 6 мкм. Таков диапазон изменения толщины красочного слоя, создающий на оттиске полутона. Этот способ изготовления печатной формы известен как пигментный способ изготовления печатных форм. В последнее время находит широкое применение беспигментный способ переноса изображения путем прямого лазерного гравирования изображения оригинала непосредственно на формном цилиндре.

В настоящее время для изготовления печатной продукции с использованием способа глубокой печати применяются исключительно ротационные многосекционные рулонные печатные машины высокой производительности.

Высокая производительность является важным достоинством глубокой печати. Высокие скорости печати возможны благодаря неразрывности рабочей поверхности печатной формы (нет швов и пазов) и использованию красок на основе летучих растворителей, обеспечивающих достаточно быстрое их закрепление.

Однако в современных условиях в производстве печатной продукции глубокая печать используется относительно редко. Это вызвано высокой дороговизной данного способа, приводящей к концентрации больших производственных мощностей, что во многих случаях затрудняет их использование на достаточно эффективном уровне, а также существующими здесь значительными затратами ручного труда, особенно на заключительной (контрольно - корректурной) стадии изготовления формных цилиндров. Ввиду значительной сложности и длительности изготовления формных цилиндров и печатных форм, применяемых в глубокой печати, использование этого способа выгодно только при печатании больших тиражей – примерно от 70 - 250 тыс. оттисков.

Однако глубокую печать достаточно широко используют при изготовлении массовой журнальной продукции с большим количеством иллюстраций, альбомов с фотоиллюстрациями, открыток, портретов.

Высокая печать. Данный метод используется печатниками уже более тысячи лет. Первые печатные формы представляли собой плоские, с ровной и гладкой поверхностью деревянные доски, на которых изображение получали, вырезая (углубляя) непечатающие пробельные элементы. Высокая печать, таким образом, достигалась углублением тех участков печатной пластины, на которые не должна попадать краска. При этом печатный процесс велся с возвышенных участков. Это обеспечивало возможность при прокатывании эластичных валиков с краской наносить её избирательно, только на печатающие элементы, и передавать с них краску на печатную поверхность.

Благодаря простоте и быстроте изготовления печатных форм (особенно для воспроизведения текста), хорошему качеству продукции и высокой производительности высокая печать широко применяется для печатания газет, журналов, книг и цветных иллюстраций. Характерными признаками оттисков, полученных способом высокой печати, являются высокая чёткость элементов изображения, хорошая контрастность и наличие небольшого рельефа на обратной стороне листа.

Современные текстовые формы высокой печати делают на наборных и фотонаборных машинах.

Печатные формы высокой печати могут быть первичными и вторичными. Первичные, или оригинальные, формы высокой печати представляют собой плоские формы, предназначенные для печати. К первичным формам относятся также гибкие формы, рельефное изображение на которых получают методом травления пробелов на металлической пластине или обработкой печатных форм в фотополимерном слое, нанесённом на подложку. Вторичные формы иначе называют стереотипами. Они производятся с первичных, оригинальных форм с целью их размножения и изготовления круглых форм для печати на ротационной печатной машине.

Современные вторичные формы высокой печати изготавливаются из металла, пластмассы или резины. Печатание с плоских форм производится на тигельных, так называемых плоскопечатных машинах; с круглых форм – на листовых или ролевых ротационных машинах. Сегодня получил распространение способ типоофсетной печати. Суть его состоит в том, что изображение с печатной формы передаётся сначала на резиновое полотно (цилиндр, облицованный резиной), а с него на бумагу. Современные ротационные печатные машины высокой печати позволяют печатать иллюстрированные многокрасочные газеты, журналы, книги на непрерывном бумажном полотне шириной до 2 м со скоростью до 15 м/с. Таким образом, способ высокой печати используется в основном в крупнотиражных машинах.

Трафаретная печать. Этот способ печати был разработан Томасом Эдисоном в еще 1875 году. Он нашел широкое применение в мало - и среднетиражных печатных устройствах. Принцип печати заключается в передаче изображения с использованием печатной формы, представляющей собой сетку (трафарет), сквозь ячейки печатающих элементов которой продавливается печатная краска. Печатная сетчатая форма может быть изготовлена из полимеров, шелка, меди. На пробельных участках она покрывается защитным слоем. Так как красочный слой может достигать большой толщины (до 80 мкм и выше), трафаретная печать применяется для маркировки изделий, при изготовлении печатных плат, печати книг для слепых. Существуют несколько разновидностей этого способа: трафаретная классическая печать и ротаторная (ризографическая) печать.