Полянский Н.Н. Основы полиграфического производства

Подождите немного. Документ загружается.

140

Рис. 9.3. Схематический разрез формного цилиндра

глубокой печати

формных цилиндров, включающая механические, химические и

электрохимические операции, производится по одной технологии для

всех способов изготовления форм. Формные цилиндры поставляются

заводом омедненными — с основным медным слоем толщиной

1,2—1,5

мм или без него. Во втором случае процесс подготовки

цилиндров на полиграфическом предприятии продолжается несколько

суток и включает следующие операции (рис. 9.3):

— механическую и химическую обработку поверхности стального

цилиндра 7, диаметр и длина которого соответствуют типу печатных

машин;

— осаждение гальваническим путем тонкого (5—10 мкм) слоя

никеля 2, необходимого для более прочного сцепления основного слоя

меди с поверхностью цилиндра;

— гальваническое наращивание основного слоя меди 3 и механи-

ческую обработку его поверхности (проточку, шлифовку и полировку);

— нанесение на основной медный слой химическим способом

тончайшего разделительного слоя 4 (серебряного или какого-либо

иного), обеспечивающего получение гальванического съемного

покрытия — медной рубашки;

— гальваническое наращивание медной рубашки 5 толщиной

80—100

мкм с последующей ее полировкой.

На медной рубашке в процессе изготовления формы получают

печатающие и пробельные элементы, а после печатания тиража ее

надрезают и отделяют (благодаря разделительному слою) от

цилиндра.

Повторное многократное использование цилиндров занимает

в несколько раз меньше времени и сводится к отделению медной

рубашки, обезжириванию поверхности цилиндра, нанесению раздели-

тельного слоя и гальваническому наращиванию медной рубашки

с последующей полировкой. Для подготовки цилиндров используются

станки для механической обработки и автоматизированные гальвано-

линии с программным управлением.

9.1.2.

Изготовление печатных форм с применением пигментной

бумаги

Получение пигментно-желатиновой копии на формном цилиндре.

Различные по глубине печатающие элементы на формном цилиндре

получают посреДСТБСМ травления меди через находящийся на ней

за дубленный копировальный слой. 2 зависимости от тональности

141

Свет

шипи,

Савт

У///////////////////Л

Травящий раствор

Рис

9.4.

Схема изготовления формы глубокой печати

пигментным способом

изображения

он

должен быть различной толщины, благодаря чему

регулируется глубина травления. Такой рельефный за дубленный слой

получают переносом задубленной копии

промежуточного свет ©копи-

рованного материала

—

пигментной бумаги. Таким образом, процесс

изготовления печатной формы сводится

следующим операциям:

подготовке формных цилиндров, получению

на них

пигментно-

желатиновой копии, травлению

отделке формы.

Пигментная бумага состоит

из

бумажной подложки,

покрытой

одной стороны окрашенным

оранжево-красный цвет

слоем желатины толщиной

80—90

мкм с

целевыми добавками.

Во

избежание темнового дубления пигментную бумагу очувствляют

в растворе дихромата калия обычно непосредственно перед

экспонированием. После высушивания пигментно-желатино-

ы й

слой становится светочувствительным

дубится

под

действием

сине-фиолетового излучения.

Информация копируется

на

пигментную бумагу

тоновых,

штриховых

текстовых диапозитивов

(или их

монтажа)

таких

же по

принципу работы копировальных станках,

как и при

изготовлении

форм плоской офсетной печати.

процессе копирования про-

изводится растрирование одновременно тонов, штрихов

текста.

Для этого пигментную бумагу экспонируют дважды: через растр

и через диапозитивы.

Растр глубокой печати

(см. рис. 4.10, б)

представляет собой

стеклянную пластину,

на

поверхности которой нанесены мельчайшие

непрозрачные чаще всего квадратные элементы, разделенные между

собой прозрачными промежутками

—

«линиями». Ширина непрозрач-

на

ных элементов

в 2,4—4,0

раза больше ширины прозрачных «линий».

Наибольшее применение получили растры

70—80

лин/см.

Во

время

экспонирования через растр

1 (рис. 9.4, а)

лучи света пройдут только

через

его

прозрачные участки,

результате чего пигментно-

желатиновый слой

будет расчленен задубленными

на

одинаковую

глубину взаимно перпендикулярными «линиями».

При экспонировании, например, через тоновый диапозитив

3 (рис.

9.4, б)

интенсивность светового потока, прошедшего через него, будет

зависеть

от

степени прозрачности

его

участков. Таким образом,

чем

больше прозрачность диапозитива,

тем

глубже задубливаются участки

пигментно-желатинового слоя, находящиеся между задубленными

«линиями» (последние

при

этом получают дополнительное дубление).

Экспонированную копию прикатывают

(рис. 9.4, в)

пигментно-

желатиновым слоем

обезжиренной поверхности формного цилиндра

(на

рис. 9.4 для

наглядности изображена

не

цилиндрическая,

плоская

поверхность). Затем

при

вращении цилиндра

воде набухает

незадубленный пигментн о- жел атиновый слой

и от

него легко

отделяется бумажная основа.

При

дальнейшей обработке водой

все

незадубленные участки слоя растворяются

удаляются

поверхности,

т.

е.

происходит проявление копии.

После высушивания

на

медной поверхности цилиндра

(рис. 9.4,

г) остается рельефный пигментно-желатиновый слой

—

одинаковой

максимальной высоты «линий»

различной высоты

(от 1 до

12—14 мкм)

элементов между ними.

При

этом максимальная высота

последних, которую обычно называют толщиной, соответствует самым

светлым участкам оригинала.

Для

штриховых изображений

текста

толщина всех за дубле иных элементов между «линиями» будет

одинаковой.

Травление

отделка форм. Травление форм глубокой печати

производится водными растворами хлорного железа

представляет

собой сложный физико-химический процесс. Основное

его

отличие

от

травления форм высокой печати заключается

в том, что

во-первых,

травятся

не

пробельные,

печатающие элементы,

и,

во-вторых,

травление металла (меди) происходит

под

задубленным пигментно-

желатиновым слоем. Последнее

не

только усложняет процесс,

но

и затрудняет

его

контроль.

Травящий раствор вызывает набухание пигментно-желатинового

слоя

проникает (диффундирует)

поверхности меди, вступая

с ней

в химическую реакцию

образованием хорошо растворимых

соединений хлорной меди

хлористого железа.

Эти

продукты реакции

удаляются

поверхности меди, диффундируя через пигментно-

желатиновый слой

переходя

травящий раствор.

Скорость диффузии травящего раствора через пигментно-

жеЛЛТиновый слой

поверхности меди увеличивается

при

уменьшении

толщины сдоя

концентрации раствора хлорного железа.

Под

тонкими

участками слоя травление начинается

раньше и

протекает интенсивнее,

чем

под

более толстыми слоями. Однако только

за

счет толщины

^ТОГС

143

слоя получить необходимую градаций) углублений печатающих

элементов тонового изображения не всегда можно. В связи с этим во

многих случаях приходится в пррцессе травления регулировать

градацию углублений также путем изменения концентрации травящего

раствора, времени его действия и /другими способами.

Для травления форм глубокой

печати используется разнообразное

оборудование, в том числе автоматы с программным управлением. Их

можно разделить на две группы: к первой относятся автоматы,

осуществляющие травление с постепенным уменьшением концентра-

ции травящего раствора по заданной программе. Это позволяет

получать необходимый интервал глубин печатающих элементов

формы. Во вторую группу входят автоматы, в которых применяется

для травления раствор хлорного железа одной концентрации. При этом

в травящий раствор вводят специальные добавки, изменяющие

диффузионную проницаемость пигментно-желатинового слоя таким

образом, что в процессе травления достигается заданный интервал

глубин печатающих элементов. Эти автоматы наиболее прогрессивны.

В результате травления (рис. 9.4, д) под пигментно-желатиновым

слоем получаются печатающие элементы необходимой глубины — от

3 до 35 мкм. Через «линии» слоя, полученные от копирования растра,

травящий раствор не проникает, и медь не травится. В результате этого

образуются перегородки, необходимые для опоры ракеля при

печатании. После травления с формы удаляют соответствующими

растворами пигментно-желатиновый слой (рис. 9.4, е). В итоге

получается печатная форма с постоянной площадью и переменной

глубиной печатающих элементов (см. рис. 9.1, б). Для повышения

тиражестойкости до

0,4—0,5

млн оттисков и более на ее поверхность

наращивают гальваническим способом тонкий (3—5 мкм) слой хрома.

9.1.3.

Изготовление печатных форм без применения пигментной

бумаги

Пигментный способ изготовления форм глубокой печати является

трудоемким, многооперационным, сложным и длительным процессом,

но он позволяет получать высокое качество воспроизведения тоновых

изображений. Поэтому для печатания продукции, к которой не

предъявляется высоких требований тоновоспроизведения, можно

изготавливать формы по более упрощенной технологии — беспиг-

ментным способом *.

Суть его заключается в непосредственном копировании предвари-

тельно растрированных изображений на формный цилиндр (минуя

пигментную оумагу) и в прямом недиффузионном травлении

печатающих элементов. По одному наиболее простому варианту этого

способа процесс изготовления формы сводится к следующему.

144

* Такой

способ называется глубокой автотипией.

Сеет

.Щ_1_ШЖ

Рис. 9.5. Схема изготовления формы глубокой печати

биспигментным способом

С помощью специальных растров (например, г на рис. 4.10)

изготавливают диапозитивы (рис. 9,5,

а),

которые копируют на

формный цилиндр, покрытый копировальным негативным слоем

(например, фотополимеризующимся). В результате экспонирования

(рис.

9.5, б) полимеризуется слой на будущих пробельных элементах

формы. После проявления (рис. 9,5, в) — удаления слоя с печатающих

элементов производится их химическое или электрохимическое

травление в растворе хлорного железа (рис. 9.5, г). В результате этого

почти все печатающие элементы формы травятся на одинаковую

глубину (10— 16 мкм). Удалением копировального слоя (рис. 9.5,

д) заканчивается процесс изготовления формы.

Полученные формы имеют различные по площади, но примерно

одинаковой глубины печатающие элементы, которые разделены не

одинаковыми по ширине пробельными элементами (см. рис. 9.1, в),

служащими опорой ракелю в процессе печатания. Тональность

изображения этими формами передается, как в высокой и плоской

офсетной печати, различными по величине растровыми элементами при

почти одинаковой толщине красочного слоя. Это значительно сужает

градационные возможности по сравнению с формами, изготовленными

пигментным способом.

9.2. Изготовление печатных форм гравированием

9.2Л. Электронно-механическое гравирование

печатных форм

Общие сведения. Наиболее прогрессивную технологию изготовле-

ния форм глубокой печати обеспечивает гравирование печатающих

элементов—поэлементная запись изображения на формном цилиндре.

145

Оно может выполняться тремя способами^ электронно-механическим,

электронно-оптическим (лазерным) и электронно-лучевым (электрон-

ной пушкой). Наиболее широко применяется первый способ.

Электронно-механическое гравирование форм глубокой печати

заключается в сканировании изображения промежуточного оригина-

ла и гравировании растровых ячеек на формном цилиндре. Эти ячейки

(см.

рис. 9.1, г) имеют почти такую же, как при гравировании клише,

геометрическую форму, но являются печатающими элементами. Их

площадь и глубина зависят от тональности воспроизводимого

изображения. Темным участкам соответствуют ячейки, наиболее

крупные по площади и глубокие (до 40 мкм), а светлым — меньшие по

площади и мелкие (до 5—6 мкм). Следовательно, тональность

изображения на оттисках передается одновременно за счет

различной площади печатающих элементов и неодинаковой толщины

красочного слоя. Это значительно расширяет градационные

возможности печатных форм, приближая их к формам, изготовленным

пигментным способом.

Электронно-механический способ характеризуется малоопераци-

онностью, стабильностью, высокой производительностью, дает

возможность получить заданную глубину печатающих элементов

в зависимости от градации оригинала и высвободить производ-

ственную площадь, сокращает расход материалов и улучшает условия

труда. Вместе с тем он требует применения дорогого и сложного

оборудования, повышенного класса точности геометрической формы

цилиндров и улучшенного качества медного слоя.

Для изготовления форм глубокой печати применяют специальные

цилиндровые электронно-механические гравироваль-

ные автоматы, отличающиеся от автоматов для гравирования

клише в основном увеличенными габаритами, большей сложностью

и высокой скоростью гравирования. Принципы их работы во многом

схожи. Например, автомат Гелиоклишограф-201 (ФРГ) состоит (рис.

9.6) из анализирующего устройства а, гравирующего б и электронного

блоков в, а также управляющего устройства г.

Анализирующее устройство имеет съемный стальной цилиндр —

оригиналодержатель / для удерживания воспроизводимых промежу-

точных оригиналов и несколько (до 8) анализирующих фотоголовок

2. В гравировальном устройстве размещается формный цилиндр 3,

вдоль которого расположены (по числу фотоголовок) гравирую-

щие головки 4 с алмазными резцами. Каждая фотоголовка

управляет работой своей гравирующей головки, что дает возможность

в несколько раз повысить производительность автомата.

Анализирующее и гравирующее устройства могут выполняться

и в виде двух отдельных установок, соединенных между собой

электрическим кабелем. В этом случае к одному анализирующему

устройству можно подключать одновременно несколько гравирующих

для изготовления одинаковых печатных форм. Кроме того,

гравирующие устройства могут работать самостоятельно от магнитных

146

Рис.

9.6.

Схема электрон-

но-механического гравиро-

вального автомата глубо-

кой печати

носителей информации, закодированной

цифровой форме.

Эта

информация может быть заранее накоплена

в ЗУ на

магнитных дисках

с помощью анализирующих устройств ЭМГА

или

различных сканеров.

Линиатура гравирования может изменяться

от 40 до 100

лин/см.

Производительность автомата зависит

от

линиатуры гравирования,

длины окружности цилиндра

числа одновременно работающих

головок.

Так,

например,

головок гравируют

1 м

поверхности формы

при линиатуре

лин/см

за 30—40 мин. На

ЭМГА глубокой печати

можно получать формы различных размеров

(на

цилиндрах

диаметром

до 700 мм и

длиной

до 5,5 м).

Технология изготовления печатных форм. Электронно-механиче-

ским гравированием чаще всего изготовляют формы

непрозрачных

промежуточных оригиналов, представляющие собой фото-

копии монтажа негативов

или

диапозитивов, содержащих тоновые

и штриховые изображения

текст. Фотокопии получают контактным

способом

на

специальном непрозрачном галогенидосеребряном

фотоматериале. Изготовление печатных форм

этих копий

начинается

подготовки автомата

работе.

Для

этого устанавливают

в гравирующее устройство омедненный формный цилиндр. Ставят

в исходное положение гравирующие головки

регулируют

их

резцы

на

заданную глубину резания. Затем

на

анализирующем цилиндре

укрепляется непрозрачная фотокопия монтажа (например, журналь-

ного издания), устанавливаются

исходное положение анализирую-

щие фотоголовки

задается

помощью управляющего устройства

(см.

рис. 9.5, г) необходимый

режим гравирования.

В процессе работы автомата отраженные

от

копии оптические

сигналы попадают

анализирующую фотоголовку, преобразуются

147

в электрические сигналы, а затем в цифровую форму и запоминаются

в электронном блоке (рис. 9.6, в), где происходит и их коррекция.

Далее сигналы последовательно вызываются из памяти, преобразу-

ются в аналоговую форму и управляют работой алмазного резца.

Последний, совершая вибрационные движения, гравирует на

поверхности формного цилиндра (со скоростью

4000

ячеек/с)

печатающие элементы (см. рис. 9.1, г). Такое строение печатающих

элементов обеспечивает не только хорошее качество воспроизведения

изображения, но и большую тиражестойкость форм. Последнюю

можно значительно (до 1—2 млн оттисков) повысить путем

гальванического наращивания хрома.

Печатные формы, полученные всеми рассмотренными способами,

контролируются с помощью специальных приборов (в том числе

электронных) и пробной печатью. В случае необходимости производят

различными способами небольшой объем корректуры на отдельных

участках формы. Готовая печатная форма должна отвечать

техническим требованиям, предусматривающим необходимую града-

ционную передачу тоновых изображений и глубину штриховых

элементов (в том числе и текста); соответствие размеров диаметра

формного цилиндра типу печатной машины и т. д.

9.2.2.

Лазерное и электронное гравирование печатных форм

Изготовление печатных форм лазерным гравированием. Механи-

ческий принцип получения печатающих элементов на ЭМГА

ограничивает их скорость гравирования, а также приводит к быстрому

износу дорогостоящих алмазных резцов. Для ускорения поэле-

ментной записи изображения на формном цилиндре предложено

гравирование лазерным излучением. Однако пока еще из-за малой

мощности лазеров не представляется возможным с их помощью

получить растровые элементы непосредственным испарением меди

формного цилиндра. В связи с этим разработаны технологические

варианты, в которых лазерное излучение, испаряя пластмассу,

образует печатающие элементы.

Наибольший интерес представляет используемая в некоторых

странах лазерная система Лазергравюр 700 (Великобритания),

состоящая из комплекса устройств: от пополосного ввода

оцифрованной информации изданий до никелирования готовых форм.

Оцифровывание изображений и текста и электронный монтаж полос

производится вне этой системы.

Сущность технологии изготовления формы в системе

Лазергравюр заключается в следующем. На стальной или омедненный

формный цилиндр методом электростатического напыления наносится

порошок эпоксидной смолы,

который

прочно фиксируется в результа-

те последующего обжига и образует тонкий (250 мкм) блестящий

слой. Оцифрованная информация полос (с учетом их спуска и других

параметров) подается на гравирующее устройство и управляет

148

модуляцией луча

ССЬ

лазера. Последний гравирует отдельные ячейки

эллипсообразной формы

(с

частотой

6—16

ячеек/мм).

В заключение

на

форму наносится тонкий сдой никеля.

Полученная печатная форма из-за высокой износостойкости

эпоксидной смолы выдерживает большие

(до 3 млн

оттисков) тиражи.

После печатания тиража цилиндры очищаются

от

смолы

подготовля-

ются вновь.

По

сравнению

электромеханическим способом лазерное

гравирование значительно ускоряет процесс изготовления печатных

форм (цилиндр подготавливается

за

1,0—1,5

ч, а

гравирование,

например, цилиндра длиной

1,2 м

продолжается

10 мин).

Изготовление печатных форм гравированием электронным лучом.

Этот способ изготовления печатных форм основан

на

использовании

электронной пушки

—

вакуумного устройства

для

получения

высокоинтенсивных электронных пучков (лучей).

Они

создают

кратковременные импульсы

большой концентрацией энергии

для

«Удара»

по

поверхности формного цилиндра.

результате этого

происходит плавление

испарение частиц меди

образованием ячеек

разного диаметра

глубины

соответствии

тональностью

изображения.

Принцип такого гравирования

был

впервые реализован

машине

Электрон

Бим

Энгрейвинг

(ФРГ, 1984). Она

представляет собой

большую вакуумную камеру,

которой помещаются формный цилиндр

и гравирующее устройство. Последнее управляется

от

цифровых

носителей изобразительной

текстовой информации. Процесс

гравирования протекает

в 30—40 раз

быстрее,

чем при

электронно-

механическом способе

(100—150 тыс.

ячеек/с),

геометрическая

форма ячеек имеет среднее строение между сферической

цилиндри-

ческой. Объем ячеек изменяется

за

счет изменения

их

диаметра

(от

50 до 125 мкм) и

глубины

(от 3 до 58 мкм).

Вредные излучения

поглощаются полностью кожухом машины.

Рассматриваемый способ, обладая громадной скоростью гравиро-

вания, дает возможность получать большие

по

объему ячейки,

улучшающие характеристики переноса краски

на

бумагу

при

печатании, повышает качество воспроизведения текста

штриховых

изображений. Однако из-за высокой стоимости оборудования

(намного дороже ЭМГА) гравирование форм электронным лучом пока

еще

не

получило широкого применения.

149