Полянский Н.Н. Основы полиграфического производства

Подождите немного. Документ загружается.

Формы плоеной офсетной печати

По

знековой I ^ "^^Т I I I *""" •

природе Изобразительные

Текста

- изобразительные Текстовые

информации I I

По

методу записи _

^ Полученные форматной

записью

Полученные поэлементной

эеписью

информации I I I

По

способу записи Копированием Прямым Электрофотогра- Лазерным

с фотоформ фотографированием фироаанием излучением

оригинале

оригинела

хв

Jo х g • £

>Х

1 |—^ 1 si il fig

Технологические

Позитивное Негативное Sg • g § * |

копирование копирование с « o

2 !• S5x

варианты ас ® g- • g

По виду I 1 i i j"

1 I ' 1 I

—

— Монометаллические Биметаллические Бумажные н Монометаллические Бумажные и

материала формы полимерные полимерные

Рис.

7.3.

Упрощенная

классификация

форм

плоской

офсетной

печати

(с

увлажнением)

100

гидрофильной пленкой полимера (крахмал, карбоксиметилцеллюлоза

и т. д.). Она и обладает устойчивыми гидрофильными свойствами.

Тиражестойкость печатных форм плоской офсетной

печати — т. е. стойкость их в процессе печатания тиража, дающая

возможность получить стабильное качество максимального числа

оттисков, во многом зависит от физико-химической и механической

прочности гидрофильных и олеофильных пленок, а также от степени

адгезии копировального (или лакового) слоя к поверхно-

сти формной пластины.

Разновидности печатных форм. В зависимости от вида печатных

машин формы плоской офсетной печати имеют различные форматы

и толщину от 0,15 до 0,5 мм. Тиражестойкость форм колеблется

в широких пределах: от нескольких тысяч до миллиона оттисков.

Большое многообразие печатных форм, предназначенных в основном

для печатания с увлажнением пробельных элементов, можно

классифицировать по многим признакам (рис. 7.3): по знаковой

природе информации, методу и способу записи информации, виду

формных пластин и другим признакам*.

В зависимости от природы формных пластин различают формы

металлические, полимерные и бумажные. В свою очередь,

металлические формы могут быть монометаллическими и биметалли-

ческими. Печатающие и пробельные элементы монометаллических

форм (см. рис. 7.2, а, б) находятся на одной и той же металлической

поверхности /. На биметаллических формах (см. рис. 7.2,

в) печатающие элементы располагаются на одном металле 1 (обычно

меди),

а пробельные — на втором металле 5 (хром, реже никель).

Печатные формы можно изготавливать копированием с фотоформ —

диапозитивов — позитивным способом копирования или негативов —

негативным способом копирования.

Формы плоской офсетной печати с увлажнением пробельных

элементов создают определенные затруднения в процессе печатания

(поддержание баланса увлажняющий раствор — печатная краска на

форме и др.). В связи с этим разработаны формы, не требующие

увлажнения пробельных элементов. Они содержат вещества, например

силиконовый каучук, с меньшим поверхностным натяжением, чем

печатная краска, благодаря чему она не прилипает в процессе

печатания. Однако они еще не получили широкого применения.

Наиболее применимы в полиграфическом производстве металли-

ческие формы, изготовленные копированием фотоформ на формные

пластины. Технология их изготовления состоит из следующих групп

операций:

— изготовление текстовых, штриховых и растровых фотоформ

и при необходимости их монтаж (эти процессы рассмотрены в главах

4-6);

*В этой и последующих главах (8 и 9) рассматриваются формы только для

однокрасочной печати.

101

— изготовление предварительно очувствленных формных пла-

стин для копирования;

— экспонирование через негативы или диапозитивы копироваль-

ного слоя офсетной пластины;

— обработка полученной копии и контроль.

Указанные стадии технологии за исключением изготовления

фотоформ и их монтажа не зависят от вида издания, т. е. при

воспроизведении текстовых, тексто-изобразительных и изобразитель-

ных оригиналов их выполняют одинаково.

7.2. Изготовление печатных форм с использованием

копирования

7.2.1.

Монометаллические печатные формы

Предварительно очувствленные монометаллические офсетные

пластины изготавливаются в большинстве случаев на алюминиевых

(реже стальных) пластинах толщиной

0,3—0,5

мм и форматом,

согласованным с форматами печатных машин. При этом пластины для

позитивного и негативного способов копирования отличаются

в принципе только составом копировального слоя: в первом случае

используются диазосоединения, например ортонафтохинондиазиды

(ОНХД), во втором — фотополимеризующиеся слои.

Предварительно очувствленные монометаллические пластины

изготавливают на автоматизированных линиях специализированных

предприятий и цехов. Технологический процесс включает следующие

группы операций:

1) химическую и электрохимическую обработку рабочей по-

верхности пластины / (рис. 7.4, а) или ленты:

а) обезжиривание и электрохимическое зернение, в результате

чего на поверхности образуются микронеровности (рис. 7.4, б),

улучшающие ее адгезионную и адсорбционную способность;

б) анодное оксидирование поверхности, т. е. получение оксидной

пленки 2 (рис. 7.4, в), с последующей ее обработкой для улучшения

гидрофильности раствором силиката натрия;

2) нанесение на поверхность пластины или ленты копировального

раствора, например ОНХД, с последующей сушкой слоя и разрезкой

ленты и, если необходимо, обрезкой пластин. Полученный

копировальный слой 3 (рис. 7.4, г) толщиной 2—3 мкм сохраняет свои

рабочие свойства более года.

В СССР разработаны и широко применяются пластины,

изготовленные из алюминиевой ленты по аналогичной схеме, но без

Рис. 7.4. Схема изготовле- /

«^-^-^

ния предварительно очув-

ствленных монометалличе-

ских офсетных пластин

102

Рис.

7.5.

Схема изготовления монометаллической печат-

ной формы позитивным копированием

Я-1

Свет

11111)

•с

-1

-2

-1

зернения

и с

более тонкой оксидной пленкой.

Их

условно называют

пластины гладкого алюминия

(в

отличие

от

зерненых пластин). Кроме

того,

внедряются также пластины

из

углеродистой стали

тончайшей

антикоррозионной пленкой цинка.

Изготовление форм позитивным копированием. Этот способ

является основным

для

изготовления монометаллических форм.

Он

характеризуется простотой

малооперационностыо, легко автомати-

зируется

позволяет получать формы

хорошими технологическими

показателями

для

печатания разнообразной продукции тиражами

до

100—150 тыс. отт.

Процесс изготовления монометаллических форм

на

зерненом

и гладком алюминии

со

слоем ОНХД

(рис. 7.5, а)

выполняется

в принципе

по

одной технологической схеме, включающей:

экспонирование (несколько минут) через диапозитивы

(рис.

7.5, б), в

результате чего проходящий через

их

прозрачные

участки свет вызывает фотохимическое разложение диазосоединения

только

на

будущих пробельных элементах формы

по

всей толщине

копировального слоя;

проявление копии

слабом растворе кремнекислого натрия

(до

1 мин) и

промывку водой,

результате чего пробельные элементы

(рис:

7.5, в)

полностью освобождаются

от

продуктов реакции

и остатков проявляющего раствора,

а на

печатающих

—

остается слой

с первоначальными олеофильными свойствами. Процесс проявления

легко контролируется

помощью специальных контрольных шкал

благодаря интенсивно зеленой

(или

иной) окраске копировального

слоя;

ги дрофилизацию пробельных элементов —обра-

ботку

их

гидрофилизирующимся раствором (например,

для

алюминие-

вых пластин, содержащих фосфорную кислоту

натриевую соль

103

карбоксиметилцеллюлозы), который образует устойчивую гидрофиль-

ную пленку

(рис. 7.5, г).

Гидрофилизация может быть исключена, если

при обработке поверхности алюминиевых пластин перед нанесением

копировального слоя

на ней

создана устойчивая гидрофильная пленка;

нанесение защитного слоя растворимого

воде

полимера (например, крахмала, декстрина

и т. д.) с

последующей

его

сушкой

(рис. 7.5, д). Это

необходимо

для

защиты поверхности формы

от загрязнений, окисления

повреждения

при

хранении

установке

их

печатную машину.

Физико-химическая устойчивость копировального слоя

и его

адгезия

поверхности пластины

во

многом определяет

тиражестойкость печатных форм, достигающую

50—75 тыс.

оттисков.

Поэтому

для

повышения тиражестойкости таких форм

до

150—175 тыс.

оттисков

их до

гидрофилизации подвергают

термической обработке

течение

3—6 мин при 180—200 °С.

В результате этого

копировальном слое возникают сложные физико-

химические изменения, приводящие

резкому повышению всех

физико-химических

технологических свойств слоя.

В зависимости

от

вида издания экспонирование проводят

в копировальном станке

или в

копировально-множительной машине.

Существует большое разнообразие копировальных станков*, различа-

ющихся форматами

степенью автоматизации выполнения операций,

но принцип

их

работы одинаков

понятен

из рис. 7.6, где / —

резинотканевый коврик,

2 —

формная пластина,

3 —

фотоформа,

4 —

прозрачное бесцветное стекло,

5 —

металлогенная лампа

(или

лампы).

Контакт между пластиной

фотоформой достигается

за

счет вакуума.

Рис.

7.6.

Схема копировального станка

с Рис. 7.7.

Схема копировально-множи-

осветителем тельной машины

При необходимости разместить

на

печатной форме несколько

одинаковых сюжетов (например, книжные вклейки, обложки

и т. д.)

экспонирование проводят

на

автоматизированной копировально-

множительной машине.

Для

этого

на

стекло съемной монтажной

рамы

/ (рис. 7.7)

прикрепляют фотоформу

(например, одной

•Их часто называют копировальными рамами.

104

вклейки), а на горизонтальный (реже вертикальный) стол 3 —

формную пластину 4.

Монтажная рама с осветителем (на рис. 7.7 он не показан)

перемещается во взаимно перпендикулярных направлениях и фикси-

руется в соответствии с заданной программой в необходимом месте

над пластиной. Создается контакт, включается осветитель и произво-

дится экспонирование. Затем монтажная рама перемещается

в следующую позицию и т. д. в зависимости от заданного числа

сюжетов. При этом обеспечивается высокая точность размещения (до

0,02 мм) и отпадает необходимость в изготовлении одинаковых

фотоформ и в их монтаже.

Для обработки копии на монометаллической пластине после

экспонирования применяются автоматические поточные линии,

которые состоят обычно из агрегатированных отдельных модулей

(секций). Экспонированная копия / (рис. 7.8) последовательно

Рис. 7.8. Схема поточной линии для обработки монометаллических копий

проводится транспортирующими роликами 2 и эластичными валиками

3 через обрабатывающие секции, где по заданной программе

автоматически выполняется весь комплекс обработки. Сначала

струйное 4 и щеточное 5 устройства проявляют ее и промывают водой.

Затем из раствороподающей трубки 6 на нее наносится защитный

полимер, который высушивается горячим воздухом 7 и облучением

лампами в.

Одновременно на различных стадиях обработки находится

несколько пластин, что обеспечивает высокую производительность —

до 50 копий/ч. Линии имеют устройства для автоматического

поддержания уровня, температуры и состава растворов, стапелирова-

ния пластин, а также снабжаются микропроцессорной техникой.

Отечественные линии, например 2ФМО-120, включают дополнитель-

ную секцию для гидрофилизации пробельных элементов.

В последние годы для изготовления монометаллических форм

стали применяться управляемые микропроцессорной техникой

автоматические поточные линии, состоящие из устройства для

экспонирования и модулей по обработке копий. В эту линию

загружается, например, 50 предварительно очувствленных пластин

и 50 монтажей фотоформ, устанавливается необходимая программа

105

работы линии,

дальнейшие операции выполняются

автоматическом

режиме. Производительность линии зависит пока

еще от

светочувстви-

тельности копировального слоя

и не

превышает

18—20

форм/ч.

Особенности изготовления форм негативным копированием.

Основная особенность этого способа состоит

использовании

негативного копировального слоя

(см. рис. 7.1, а) и

экспонировании

его через негатив (монтаж негативов). Характер операций

по

обработке экспонированной копии определяется составом копироваль-

ного слоя.

Так,

например, обработка экспонированной копии

на

фотополимеризующемся копировальном слое

(на

основе карбоксилсо-

держащего сополимера) включает следующие операции: проявление

слабощелочным раствором, гидрофилизацию пробельных элементов

(раствором, используемым

для

алюминиевых пластин)

нанесение

на

форму защитного слоя.

Но из-за ряда причин (прежде всего из-за отсутствия

централизованного выпуска предварительно очувствленных пластин)

негативный способ копирования

нашей стране используется пока

еще только

оперативной полиграфии

для

размножения технической

документации

другой продукции.

7.2.2.

Биметаллические печатные формы

Предварительно очувствленные полиметаллические офсетные

пластины. Печатающие

пробельные элементы биметаллических

форм

(см. рис. 7.2, в)

находятся

на

разных металлах, обладающих

различными молекулярно-поверхностными свойствами.

Для

печатаю-

щих элементов используют медь,

а для

пробельных

—

обычно хром.

В процессе обработки даже гладких поверхностей этих металлов

некоторыми растворами образуются очень устойчивые адсорбционные

пленки, которые.обеспечивают большую тиражестойкость форм

(до

1 млн

оттисков)

хорошие

их

печатно-технические свойства.

Однако

по

сравнению

монометаллическими формами процесс

изготовления биметаллических форм сложнее, дороже

хуже

в экологическом отношении. Поэтому такие формы используют

главным образом

для

печатания высокотиражных изданий (более

200 тыс.

оттисков).

Их

можно изготавливать различными методами,

отличающимися друг

от

друга способом копирования

—

негативным

или позитивным,

способом разделения пробельных

печатающих

элементов

—

стравливанием металла

печатающих элементов

или

осаждением металла

на

пробельные элементы.

В нашей стране наибольшее применение получил способ

изготовления биметаллических печатных форм

на.

предварительно

очувствленных полиметаллических офсетных пластинах позитивным

копированием

химическим травлением металла

на

печатающих

элементах. Применение биметаллических пластин

—

медных

хромо-

вым покрытием

—

экономически невыгодно. Поэтому используют

полиметаллические пластины, изготовленные

большинстве случаев

106

Рис. 7.9. Схематическое строение предварительно

очувствленных полиметаллических пластин

uzzzzmzzzzzzzzar*

на углеродистой стали (толщиной 0,35 и 0,5 мм) с электрохимическим

наращиванием рабочих слоев меди и хрома (такие пластины часто

называют сталь — медь — хром).

Эти пластины изготавливают по следующей технологии. На листы

углеродистой стали / (рис. 7.9) после их обезжиривания

и декапирования осаждают с обеих сторон электрохимическим

способом тонкий подслой никеля 2. На никель наращивают слой меди

3 (толщиной 5—6 мкм), который самопроизвольно получается и на

оборотной стороне. Никелевый подслой служит для более прочного

сцепления меди со стальной основой и защищает оборотную сторону

ее от коррозии как во время изготовления формы, так и при печатании

тиража. На медную поверхность с рабочей стороны пластины также

электрохимическим способом наращивают слой (до 1,0 мкм) хрома

4. В заключение наносят негативный копировальный слой 5,

состоящий обычно из поливинилового спирта, поливинилпирролидона

и диазосмолы — ПВС — ПВП — Д (можно применять и фотополи-

меризующийся копировальный слой).

Изготовление форм травлением металла с печатающих элементов.

Технология изготовления этих форм при использовании негативного

копировального слоя включает следующие операции:

экспонирование (несколько минут) копировального слоя

(рис.

7.10, а) в копировальном станке или копировально-

множительной машине через текстовые, штриховые или растровые

диапозитивы. Копировальный слой (рис. 7.10, б) задубливается на всю

толщину только на будущих пробельных элементах;

проявление копии водой, в результате чего (рис. 7.10,

в) незадубленный слой полностью удаляется с будущих печатающих

элементов формы до поверхности хрома. Для повышения

кислотостойкое™ оставшийся на пробельных элементах слой (в случае

применения слоя ПВС—ПВП—Д) подвергают обычно дополнительно-

му химическому дублению в растворе хромового ангидрида (или ду-

бового) ;

травление хрома — удаление его полностью со всех

печатающих элементов (рис. 7.10, г) химическим способом

растворами, не взаимодействующими с медью и не проходящими через

копировальный слой (например, на основе хлорида цинка или магния

и ортофосфорной кислоты);

удаление задубленного слоя с пробельных элементов

(рис.

7.10, д) химическим способом в растворах (например,

107

Свет

1111111

Рис. 7.10. Схема изготовления биметаллической е

формы

I I I I I I ILL

марганцевокислого калия и едкого натра), которые разрушают

копировальный слой. Таким образом, копировальный слой выполняет

функцию защиты пробельных элементов от травящего раствора.

Для повышения гидрофильных свойств хрома и олеофильных —

меди форму обрабатывают раствором, состоящим из бутилксантогена-

та калия, щавелевокислого аммония и натриевой соли карбоксиме-

тилцеллюлозы

(NaKMLl).

Бутилксантогенат калия адсорбируется

только на поверхности меди (печатающие элементы), образуя на ней

химически фиксированную пленку диксантогената меди (рис. 7.10, е).

NaKMlJ

адсорбируется на пробельных элементах в виде гидрофильной

пленки (рис. 7.10, е).

В заключение форму (как и монометаллическую) покрывают

защитным слоем коллоида (например,

NaKMU,

или декстрином)

и высушивают (на рис. 7.10 не показано). Основные операции по

обработке экспонированной копии выполняются на автоматизиро-

ванной линии модульного построения (например, 2ФПП-120 и

2ФПТ-120). Она работает по тому же принципу, что и линия для

обработки монометаллических копий, но отличается от нее большим

числом секций, необходимых для выполнения операций (проявления,

химического дубления и т. д.), и меньшей производительностью.

108

7.3. Изготовление печатных форм

электрофотографическим и лазерным способами

7.3.1.

Формы, изготавливаемые электрофотографированием

Общие понятия об электрофотографическом процессе. Электро-

фотография — это процесс получения текстовой и изобразительной

информации на специальных слоях, электрические свойства которых

изменяются в соответствии с количеством поглощенного слоем

светового излучения. Светочувствительным слоем служат неорганиче-

ские или органические фотополупроводники (аморфный селен, окись

цинка и т. д.),— т. е. вещества, получающие дополнительную

электропроводимость при воздействии светового излучения.

Фотополупроводники обладают в темноте хорошими диэлектриче-

скими свойствами. Они удерживают некоторое время заряд,

полученный при электризации их каким-либо источником тока, но под

действием света — деполяризуются (с них стекает заряд) прямо

пропорционально интенсивности светового потока.

Электрофотографические способы можно разделить на две

группы: прямые, в которых окончательное изображение и текст

формируются непосредственно на фотополупроводниковом электрофо-

тографическом слое (ЭФС), и косвенные, где они переносятся с ЭФС

на другой материал (бумагу и т. д.). При этом запись информации на

слой может быть форматной (в специализированных электрофотогра-

фических аппаратах) или поэлементной (в сканерах и различных

выводных устройствах).

Процесс получения изображения, а также и текста, косвенным

электрофотографическим способом (например, ксерографией) вклю-

чает следующие операции: электризацию (зарядку) ЭФС, экспониро-

вание, проявление, перенос изображения на воспринимающую

поверхность и закрепление его. Непосредственно перед экспонирова-

нием ЭФС / (рис.

7.11),

нанесенный на пластину или цилиндр 2,

электризуется в коронном разряде (рис. 7.11, б). Полученный заряд

может сохраняться (в темноте) только в течение нескольких часов.

При контактном или проекционном экспонировании (рис. 7,11,

в) под воздействием света с освещенных участков слоя заряд стекает

через пластину в землю. Оставшийся на неосвещенных участках заряд

образует скрытое электростатическое позитивное изображение: его

проявление осуществляется физическим способом сухими или

жидкими проявителями.

В первом случае на поверхность экспонированной пластины (рис.

7.11, г) наносят порошок 3, состоящий из носителей (например,

мелких стеклянных шариков) с тонером — проявляющими частицами

(порошком черной или цветной смолы), несущими заряд,

противоположный по знаку, поверхности слоя. Частицы, отрываясь от

носителя, прилипают к участкам слоя, имеющим остаточный заряд,

и образуют видимое изображение 4. Жидкие проявители представляют

109