Способы печати с применением печатных форм

Способы печати с применением печатных форм относят к так называемым традиционным или классическим. Для этих способов печатная форма является элементом-носителем информации. Переносом с нее краски воспроизводится информация на запечатываемом материале. Весь объем информации передается через печатающие (несущие краску) и пробельные (без краски) элементы.

Способ высокой печати

Разновидностями высокой печати являются:

1. типографская печать;

2. флексографская печать;

3. типоофсетная печать, или высокий офсет.

Типографская печать — старейший способ высокой печати. Типичным для типографской печати является множество используемых печатных форм или частей печатных форм: линотипный набор, ручной набор, пластины и стереотипы. Они могут быть изготовлены из различных материалов: сплава гарта, цинка, меди и фотополимеризующихся синтетических материалов. Для изготовления высокохудожественной малотиражной продукции используют формы из дерева и линолеума.

К высокой печати относится и флексографская печать, которая используется для печати на упаковке. В ней используется мягкая, эластичная печатная форма, которая позволила изменить процесс подачи краски.

В типоофсете изображение с формы передается на бумагу через обтянутый резинотканевым полотном цилиндр, что представляет собой высокую непрямую печать.

Разновидности форм высокой печати. Печатные формы высокой печати имеют пространственное разделение печатающих и пробельных элементов (рис. 1): рельефные печатающие элементы 1 находятся в одной плоскости, а пробельные 2 углублены на различную величину в зависимости от их площади. Верхние участки печатных элементов форм высокой печати расположены в одной плоскости. Пробельные элементы углублены с таким расчетом, чтобы на них не попадала краска, наносимая упруго-эластичными валиками на форму в процессе печати. Минимальная величина углублений согласуется с расстоянием между печатающими элементами: чем больше расстояние между ними, тем более углубленными должны быть пробельные элементы. В зависимости от расстояния между штрихами глубина пробельных элементов составляет от 0,04–1 мм, а для растровых форм она зависит от линиатуры растра и тонов изображения. Для выполнения оптимального печатного процесса требуется не только необходимая глубина пробельных элементов, но и определенный трапециевидный профиль печатающих элементов.

Рис. 1. Схема формы высокой печати и оттиска с нее: 1 — печатающий элемент; 2 — пробельный элемент; 3 — краска

Формы высокой печати делятся на оригинальные и стереотипы. Оригинальные формы это формы, изготовленные непосредственно с издательского оригинала. Стереотипы — монолитные формы-копии, полученные с оригинальных форм, и служат только для печатания тиража.

Оригинальные формы имеют два назначения: с них печатают издания небольшими тиражами и используют для получения форм-копий (стереотипов). Оригинальные изобразительные формы независимо от способа печати называют клише.

Наибольшее распространение получили фотополимерные формы.

Фотополимерные печатные формы (ФПФ) состоят из нескольких слоев (рис. 2):

1. защитной пленки, которая служит для предохранения фотополимеризующейся композиции от воздействия света. В процессе изготовления форм удаляется;

2. фотополимеризующегося слоя, основой которого является фотополимеризующаяся композиция;

3. подложки, которая служит основой для рельефа и может быть выполнена из различных материалов (полиэфира, стали, алюминия).

Фотополимеризующаяся композиция, в свою очередь, состоит из:

1. мономера — органическое соединение со сравнительно невысоким молекулярным весом и с низкой вязкостью, способное к полимеризации. Он является растворителем или разбавителем для основных компонентов композиции, изменяя его содержание, обычно регулирует вязкость системы;

2. олигомера — ненасыщенное органическое соединение с большим, чем у мономера молекулярным весом, способное к полимеризации и сополимеризации с мономером. Олигомер является вязкой жидкостью либо твердым веществом;

3. фотоинициатора — вещество, инициирующее цепную реакцию.

Выбор пластины на определенной подложке зависит от типа печатной пластины и вида запечатываемого материала. Формы на полиэфирной и алюминиевой подложке монтируется на формных цилиндрах при помощи двухсторонней липкой ленты. Фотопомеризующиеся формы на алюминиевой подложке из-за жесткости целесообразно использовать на тигельных машинах. Формы высокой печати на стальной основе могут простым способом закрепляться на магнитном формном цилиндре.

Послойное строение формного материала «Nyloprint» представлено на рис. 2. В качестве основы используются сталь, алюминий или лавсан. В зависимости от типа формных пластин их толщина составляет примерно от 0,8 до 1,75 мм, а высота рельефа в зависимости от назначения и типа формы — от 0,2 до 0,67 мм. Рельефный слой состоит из твердого фотополимеризующегося материала (чувствительного к УФ-лучам с длиной волны 360–370 нм), который прочно скреплён с основой.

Рис. 2. Структура слоев фотополимерного формного материала, предназначенного для изготовления печатных форм высокой печати Nyloprint (BASF)

Главными достоинствами изготовления ФПФ являются:

1. исключение экологически нечистого процесса травления металла азотной кислотой;

2. освобождение производственных площадей;

3. сокращение времени изготовления печатной формы;

4. тиражестойкость ФПФ намного выше металлических (для металлических — 100–200 тыс. оттисков, для ФПФ  — 500–1500 тыс. оттисков);

5. хорошее качество воспроизведения информации.

Сущность печатного процесса в высокой печати. Все способы печати с применением печатных форм имеют общее свойство: информация воспроизводится поверхностью, покрытой краской. Перенос краски происходит в контактной зоне (nip — зоне участвующих в процессе печати поверхностей). При этом должно достигаться достаточное для данного способа печати давление между печатной формой и запечатываемым материалом или промежуточным носителем. Когда слой печатной краски, находящийся на печатной форме или промежуточном носителе, соприкасается с запечатываемым материалом, он расщепляется.

Сущность печатного процесса в высокой печати показана на рис. 3. На печатную форму 1 наносится краска 2. Под давлением (на рис. 3 показано стрелками) происходит плотный контакт между бумагой 3 и печатающими элементами 4 формы. В первый момент печатания происходит прилипание краски 2 к бумаге 3. Во время отделения оттиска от формы происходит разрыв красочного слоя между формой 1 и бумагой 3. На оттиске остается тонкий красочный слой 5. Четкое изображение на оттиске возможно получить при двух условиях: плотном контакте печатной формы с бумагой и достаточном давлении. Для создания плотного контакта формы с бумагой на давящую поверхность устанавливают упругоэластичную покрышку — декель (нем. "deckel" — покрышка).

1 — форма;

2 — слой печатной краски;

3 — бумага;

4 — печатающие элементы;

5 — оставшийся тонкий красочный слой

Рис.  3. Схема получения оттиска в высокой (прямой) печати

Перенос печатной краски с формы на бумагу обеспечивается только при условии, если силы адгезии между формой и печатной краской, а также между запечатываемым материалом и краской всегда больше сил когезии печатной краски (сил сцепления между ее частицами). Для получения каждого последующего оттиска рассмотренные операции и происходящие при этом явления повторяются.

На всех участках оттиска толщина красочного слоя получается практически одинаковой. Тональность изображения передается различной площадью печатающих элементов и различным расстоянием друг от друга. Для того чтобы получить возможность воспроизвести в печати цветовые тоновые градации (например, фотографического оригинала), оригинал должен быть разложен на растровые точки, изменяющиеся по размеру или расстоянию друг от друга. Этот процесс называют растрированием. Главная задача растрирования — это получение таких значений относительной запечатываемой площади бинарного (двухуровневого) изображения, которые позволяют воспринимать его как полутоновое (многоуровневое). Большинство способов печати работает по бинарному принципу и имеет две возможности: наносить или не наносить равномерный по толщине слой краски.

Изображение на форме зеркальное.

Рис. 4. Схема получения полутонового изображения с растрового клише (высокая печать): I — печатная форма, II — накат краски, III — получение оттиска, 1 — печатающие элементы, 2 — пробельные элементы, 3 — краска, 4 — оттиск

Печатные устройства машин высокой печати. Печатное устройство машин для прямой печати состоит из основания, на котором размещается печатная форма, а также опоры для запечатываемого материала и создания контакта его с печатной формой. В зависимости от геометрической формы основания и опоры печатные устройства бывают трех видов: тигельные, плоскопечатные и ротационные.

В тигельных печатных устройствах (от нем. Tiegel — плита, подушка) печатная форма 1 (рис. 5, а) закрепляется на плоском основании 2, называемом талером. Бумага 4 прижимается к форме опорой 3, называемой тигелем. Он имеет также плоскую поверхность, покрытую декелем 5. В процессе печатания бумага соприкасается одновременно со всеми печатающими участками формы. Вследствие этого печатные машины с таким печатным устройством выпускаются для печатания с форм только небольших форматов (до 3550 см).

Рис. 5. Схемы печатных устройств: а — тигельное печатное устройство, б — плоскопечатное устройство, в — ротационное печатное устройство

В плоскопечатных устройствах (рис. 5, б) форма 1 закрепляется на плоском талере 2, бумага 4 прижимается к форме 1 цилиндрической поверхностью — печатным цилиндром 3, покрытым декелем 5. При получении оттиска в контакте с бумагой 4 находится одновременно не вся поверхность формы, а ее узкая полоса по длине образующей цилиндра. Эта полоса контакта, образующаяся в результате деформации декеля (шириной около 8 мм) при одновременном вращении цилиндра и поступательном движении талера, постепенно перемещается по всей печатной форме. За каждый цикл работы машины талер совершает два хода — один рабочий, при котором получается оттиск, а другой — холостой.

Принцип работы печатной секции флексографской машины состоит в следующем (рис. 6):

1. жидкая печатная краска равномерно переносится ячейками накатного валика с растрированной поверхностью (так называемого растрированного (анилоксного) валика, линиатура растра от 200 до 600 лин/см, керамическая или хромированная поверхность) на печатающие элементы;

2. краска перекатывается с анилоксового валика на печатную форму;

3. возвышающаяся часть поверхности формы переносит краску на запечатываемый материал;

4. печатный цилиндр прижимает запечатываемый материал к печатной форме и обеспечивает нужный уровень давления.

Рис. 6. Печатный аппарат флексографской печатной машины

Во флексографии печатный материал подбирается по признаку функциональности. К ним относятся:

1. бумага и картон;

2. гибкая упаковка;

3. гофрированный картон;

4. полиэфирная пленка;

5. поливинилхлорид (виниловые пленки;

6. целлофан;

7. самоклеящаяся бумага и пленка;

8. металлизированная пленка и бумага;

9. латексная бумага;

10. одноразовая бумажная посуда, например, коробки для молока;

11. многослойные пакеты;

12. полиэтилен;

13. полипропилен;

14. полистирол;

15. ПВХ;

16. пергамент;

17. синтетическая бумага.

Флексографские краски жидкие, маловязкие, быстросохнущие. Чем выше скорость печати, тем более жидкой должна быть краска. Поэтому скорость движения полотна во флексографской машине может колебаться от 7,5 м до 450 м в минуту.

Характерные признаки оттисков высокой печати:

1. в высокой печати во время получения оттиска выступающие над пробельными элементами печатающие элементы вдавливаются в бумагу. В результате этого по краям печатающего элемента на бумаге появляется более толстый слой краски, образуя по краям более интенсивно окрашенные валики. Поэтому на краях элемента оттиска плотность больше, чем в середине, а края имеют резкое очертание (рис. 7);

2. как правило, оттиск имеет с оборотной стороны рельеф;

3. у растровых точек одинаковая насыщенность и разные размеры, края точек раздавлены;

4. на светлых участках присутствуют точки всех цветов, используемых при печати;

5. красочные слои достаточно плотные, яркие и глянцевые.

На многокрасочном оттиске высокой печати точки разных цветов (голубые, пурпурные, желтые) располагаются группами, частично перекрывая друг друга, в соответствии с поворотом растра при съемке цветоделенных негативов. Для определения числа красок следует найти на светлых участках оттиска свободно стоящие точки и сосчитать точки разных цветов. Следует отметить, что оттиск высокой печати выглядит насыщенным, ярким и глянцевым.

Рис. 7 Оттиск с форм высокой печати