Виды печатных форм

При изготовлении форм на предварительно очувствлённых  пластинах 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 остаётся 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. В этом случае печатающие элементы создаются на поверхности меди, а пробельные — на никеле или хроме. При всех способах изготовления форм после создания печатающих элементов производят обработку пробельных элементов гидрофилизующим раствором для придания им устойчивых гидрофильных свойств. 

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

Формы офсетной плоской печати отличаются от форм высокой и глубокой печати по двум основным признакам: 1) по отсутствию геометрической разницы в высоте между печатающими  и пробельными элементами и 2) по наличию принципиального различия физико-химических свойств поверхности  печатающих и пробельных элементов. Печатающие элементы формы плоской печати обладают ярко выраженными гидрофобными свойствами и водой не смачиваются. Пробельные элементы, наоборот, хорошо смачиваются водой и способны удерживать на своей поверхности некоторое ее количество, они обладают ярко выраженными гидрофильными свойствами.

В процессе плоской печати проводится последовательное смачивание формы водным раствором  и краской. При этом вода удерживается на пробельных элементах формы вследствие их гидрофильности, образуя на их поверхности  тонкую пленку. Краска удерживается только на печатающих элементах формы, которые  она хорошо смачивает. Поэтому принято  говорить, что процесс офсетной плоской  печати основан на избирательном  смачивании пробельных и печатающих элементов водой и краской.

Для получения  форм плоской печати необходимо создать  на поверхности формного материала (формной основы) устойчивых гидрофобных  печатающих  и гидрофильных пробельных элементов. Это может быть достигнуто разными способами, но повсеместное широкое применение в полиграфии получили монометаллические и биметаллические  печатные формы. Наиболее употребительные  формные основы для получения  как моно-, так и биметаллических  печатных форм – это пластины из алюминия (или его сплава) или  из углеродистой или нержавеющей  стали. Поверхность алюминиевой  или стальной пластины при получении  монометаллических форм остается без  изменения, а при получении биметаллических  форм на нее наращивают слой меди (на нем в дальнейшем образуются печатающие элементы), а поверх него – слой хрома  или никеля (для образования пробельных элементов).

2.1 Формные пластины для плоской офсетной печати

Для проведения формных процессов  полиграфического производства в наличии должен быть большой ассортимент формных пластин, выпускаемых специализированными предприятиями. Их можно разделить на две группы:

- пластины для форматной записи информации, главным образом, 
посредством копирования;

- пластины для поэлементной записи информации.

В плоской офсетной печати для печатных форм с увлажнением пробельных элементов  наиболее широко применяются монометаллические  пластины с негативным или позитивным копировальными слоями, нанесенными  на тонкие (0,15-0,30мм) алюминиевые подложки (рис. 6.1). Иное строение имеют пластины для форм без увлажнения пробельных элементов.

Требования  к формным пластинам: регламентируются действующей нормативно-технической документацией, которая устанавливает ТУ на пластины и служит для связи между производством пластин, производством оборудования и потребителем. ТУ содержат требования назначения, надежности, стойкости к внешним воздействиям. Они устанавливают также браковочные дефекты формных пластин и определяют требования к исходным материалам, используемым для их изготовления. В том числе, это требования, относящиеся к безопасности, охране труда и окружающей среды и исключающие возможность выделения токсичных или иных веществ, опасных в экологическом отношении, в окружающую среду при получении формных пластин, их хранении и использовании в процессе изготовления печатных форм. Изготовление форм плоской офсетной печати форматной записью копированием с фотоформ: в данном процессе изготовления печатных форм используются промежуточные фотоформы, которые должны обладать определенными свойствами. Данные формы представляют собой прозрачную основу, на которой расположены полосы издания.

При использовании  ЭВМ спуск полос осуществляется непосредственно в компьютере, а  затем выводится на пленку (фотоформу) при помощи ФВУ. Если для каждой полосы изготавливается отдельная фотоформа, то затем надо провести монтаж (готовая  фотоформа должна соответствовать  печатной и содержать количество полос, равное доле листа издания).

2.2 Преимущества цифровых технологий формных процессов

Технологии формных процессов, использующие форматную запись воспроизводимой  информации на формную пластину (или  цилиндр), являются аналоговыми. Это  технологии изготовления форм копированием с фотоформ и проекционным экспонированием  с РОМ. Аналоговыми также называют технологии изготовления печатных форм с вещественных (аналоговых) оригиналов (носителей информации), при использовании  поэлементной записи информации, они  известны более 40 лет. Решения, найденные  при их разработках и прошедшие  практическую проверку, были в дальнейшем применены в цифровых технологиях.

Цифровыми называют технологии формных  процессов, в которых в качестве исходной используют информацию, представленную в цифровом виде. Эта информация переносится на формную пластину или цилиндр различными методами поэлементной записи на основе цифровых данных. При  этом не требуется наличия  таких промежуточных носителей  информации, как фотоформы или  РОМ, которые необходимы для реализации аналоговых технологий изготовления печатных форм форматной записью. Это позволяет  сократить длительность технологического процесса, а также повысить качество печатных форм. Ускорение процесса обеспечивается за счет сокращения стадий, необходимых для получения печатной формы. Исключения таких стадий, как  экспонирование и химико-фотографическая  обработка фотопленок, а также  копирование фотоформ позволяет повысить качество печатной формы из-за отсутствия случайных и систематических ошибок многостадийного процесса. Наряду с этим обеспечивается также более точная приводка при печатании и, как результат, улучшается совмещение красок на оттиске. Уменьшение количества стадий процесса изготовления печатной формы приводит и к сокращению затрат на требуемые для изготовления фотоформ материалы, оборудование, обслуживающий его персонал и производственные площади.

При использовании цифровых технологий обеспечивается также возможность  внедрения систем организации рабочих  потоков (от англ. – workflow).

В настоящее время цифровые технологии применяются для изготовления печатных форм всех классических способов печати. Запись информации может осуществляться: гравированием, лазерным воздействием, экспонированием УФ-лампой и термопереносом.

Гравирование - (электронно-механическое и лазерное) проводится на относительно толстых слоях формных материалов (пластин или цилиндров). В результате создается рельефное изображение и на форме образуются углубленные печатающие или пробельные элементы. Гравирование используется для изготовления форм глубокой и флексографской печати.

Лазерное воздействие излучения на тонкие приемные (регистрирующие) слои формных пластин используется для записи информации в процессе изготовления офсетных печатных форм, а также для записи информации на масочные слои формных пластин или цилиндров при изготовлении форм флексографской и глубокой печати.

Экспонирование УФ-лампой, излучение которой модулируется в соответствии с цифровыми данными об изображении, применяется для изготовления офсетных печатных форм на монометаллических формных пластинах с копировальным слоем.

Термоперенос реализует возможности термографического способа. Он осуществляется с помощью лазерного излучения и используется для изготовления офсетных форм.

3 Лазерная запись информации на формные материалы

Разновидности процессов. Лазерное излучение, используемое для записи информации, обеспечивает протекание в приемных слоях формных материалов определенных процессов. В зависимости от интенсивности лазерного излучения, его длины волны, продолжительности действия и ряда других параметров, а также природы облучаемого материала различают процессы двух типов: световые и тепловые.

Световые процессы происходят в формных материалах, если интенсивность лазерного излучения невелика и оно поглощается частицами вещества, способными к фото- и физико-химическим реакциям. Инициированные лазерным излучением световые процессы могут быть аналогичны фотохимическим, которые происходят под действием обычных источников светового излучения, но интенсивность протекания превращений исходных реагентов выше.

Тепловые процессы под действием излучения проходят ряд последовательных стадий: нагревания, плавления и испарения или возгонки — сублимации (от лат. sublimo — возношу), т. е. перехода вещества в результате нагревания из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое.

Развитие процесса в формных  материалах при повышении плотности  лучистой энергии (отношения мощности к площади излучения) происходит следующим образом: при повышении плотности лучистой энергии первоначально наблюдается умеренное нагревание, сопровождаемое протеканием относительно энергоемких физико-химических превращений (фазовых переходов, химических реакций, полимеризации, разрушения структурных связей и т.д.). В дальнейшем с повышением плотности энергии начинается плавление материала и граница между жидкой и твердой фазами (поверхность расплава) смещается в глубину материала. Чем больше плотность лучистой энергии, тем интенсивнее происходит испарение, и часть вещества переходит в другое фазовое состояние с выбросом продуктов химической деструкции. Тепловой процесс может развиваться и по другой схеме. В ряде случаев, например, в слоях малой толщины основная часть поглощенной лучистой энергии может расходоваться не на плавление, а на термическое разрушение в результате возгонки.

Различают механизмы теплового  воздействия лазерного излучения в металлах и неметаллах. В металлах кванты излучения поглощаются в основном электронами проводимости, которые отдают энергию кристаллической решетке, увеличивая тепловую энергию колебаний атомов.

Процессы, происходящие в неметаллах, более разнообразны. Возможна фотоэмиссия электронов с последующей передачей им энергии излучения и нагреванием материала. Может происходить также процесс непосредственного взаимодействия квантов со структурными элементами материала. В результате поглощения лазерного излучения повышение температуры материала иногда сопровождается и другими изменениями: в ряде случаев активизируются диффузионные процессы в твердом теле, протекают некоторые химические реакции на поверхности и в приповерхностных слоях материала и др.

Лазеры, используемые в формных  процессах с момента первого использования до настоящего времени в формных процессах находят практическое применение следующие типы лазеров: газовые, твердотельные и полупроводниковые.

Газовые лазеры, активной средой таких лазеров является газ или смесь газов. В формных процессах применяются гелий-неоновый, ион-аргоновый лазеры и лазер на двуокиси углерода (лазер на СО₂). Они генерируют излучение в видимом и ИК-спектральных диапазонах длин волн.

Гелий-неоновые лазеры (красные лазеры) с λ = 633 нм характеризуются стабильностью параметров, устойчивостью к внешним воздействиям и мощностью излучения не более 100 мВт.

Ион-аргоновые (синие) лазеры генерируют излучение  с λ = 488 нм. Средняя мощность этих лазеров составляет 500 мВт.

Лазеры  на СО₂ генерируют излучение с λ = 10600 нм мощностью от нескольких десятков ватт (в непрерывном режиме работы) до нескольких мегаватт (в импульсном режиме).

Требования, предъявляемые к лазерам, используемым в качестве инструмента для поэлементной записи информации на формные материалы, определяются теми функциями, которые лазер выполняет в цифровой технологии: осуществляет гравирование, реализует лазерное воздействие или обеспечивает термоперенос. Выполнение указанных функций обеспечивается выбором лазера с соответствующими параметрами. Значимость того или иного параметра определяется конкретной цифровой технологией, а необходимые величины этих параметров зависят от типа используемого в технологии формного материала. Так, при использовании лазеров для гравирования наиболее важным является требование к его мощности, поскольку процесс лазерного гравирования требует больших затрат энергии. Требования к мощности лазеров при записи информации путем лазерного воздействия и в результате термопереноса зависят от энергетической чувствительности приемных слоев формных материалов и могут отличаться для слоев различных типов. Существенным для всех цифровых технологий формных процессов являются требования к пространственным параметрам излучения лазеров, так как они определяют размеры и качество сформированных при записи элементов изображения, т. е. репродукционно-графические показатели печатных форм. Не менее важным является требование к спектральным характеристикам излучения лазера. При его оптимальном согласовании со спектральной чувствительностью приемного слоя обеспечивается высокая актиничность действия излучения и, как следствие, сокращение времени записи информации.

Определяя требования к параметрам лазеров  необходимо учитывать, что их стабилизация имеет решающее значение при записи информации на формные материалы. Немаловажными являются также требования к эксплуатационным показателям лазеров, которые характеризуют их технико-экономические возможности и определяют целесообразность применения для записи информации в цифровых формных процессах.