Сравнительные характеристики цифровых способов изготовления форм плоской офсетной печати

Изготовление  формы по четвертому варианту на термочувствительной пластине путем термодеструкции состоит из экспонирования (б) и проявления (в).

Изготовление формы на термочувствительной пластине способом термодеструкции: а - формная пластина; б - экспонирование; в - проявление; 1 - подложка; 2 - гидрофобный слой; 3 - термочувствительный слой; 4 - лазер; 5 - печатающий элемент; 6 - пробельный элемент 

3.1.5.На термочуствительной способом изменения агрегатного состояния.

Пятый вариант технологии изготовления форм на термочувствительных пластинах  путем изменения агрегатного  состояния, включает проведение единственной стадии процесса — экспонирования (б). Химической обработки в водных растворах (в практике называемой «мокрой обработкой») в этой технологии не требуется. 

Изготовление  формы на термочувствительных  пластинах способом изменения агрегатного  состояния: I - на металлической  подложке; II - на полимерной подложке: а - формная пластина; б - экспонирование; в - печатная форма; 1 - подложка; 2 - термочувствительный слой; 3 - лазер; 4 - печатающий элемент; 5 - пробельный элемент

3.2.Заключительные операции

     Заключительные  операции изготовления печатных форм по различным вариантам технологий могут отличаться.

     Так, печатные формы, изготовленные по вариантам  1, 2, 4, могут при необходимости подвергаться термообработке для повышения их тиражестойкости.

     Печатные  формы, изготавливаемые по варианту 3, после промывки требуют проведения специальной обработки для формирования на поверхности подложки гидрофильной пленки и улучшения олеофильности печатающих элементов. Термообработке такие печатные формы не подвергаются.

     Печатные  формы, изготовленные на различных типах формных пластин по варианту 5, после экспонирования требуют для полного удаления термочувствительного слоя с экспонированных участков или дополнительной обработки, например, промывки в воде, или отсоса газообразных продуктов реакции, или обработки увлажняющим раствором непосредственно в печатной машине. Термообработка таких печатных форм не предусматривается.

     Процесс изготовления печатных форм может включать такие операции, как гуммирование и техническая корректура, если они  предусмотрены технологией. Контроль форм является завершающей стадией процесса.

3.3. Формирование элементов посредством светового лазерного воздействия.

3.3.1.Фотополимеризация.

Происходящая в результате воздействия лазерного излучения, приводит к образованию пространственной структуры. Для упрочнения полимерной структуры слой дополнительно подвергается нагреванию, при этом эффект воздействия излучения усиливается. Таким образом на экспонированных участках формируются печатающие элементы. Процесс формирования печатающих элементов характерен не для всех типов формных пластин с ФПС (с фотополимеризующимся слоем). На некоторых формных пластинах с дополнительным слоем на поверхности ФПС, предназначенным для повышения эффективности воздействия излучения при экспонировании, печатающие элементы образуются непосредственно под действием излучения. Пробельные элементы образуются после проявления на поверхности оксидированной алюминиевой подложки. Ее гидрофильные свойства сформированы заранее при подготовке подложки формной пластины.

3.3.2.Восстановление серебра и внутренняя диффузия комплексов серебра.

Процесс изготовления печатной формы на серебросодержащей  пластине, сопровождаемый восстановлением  серебра, образованием и диффузионным переносом комплексов серебра, основан  на способности галогенида серебра восстанавливаться под действием излучения, в то время как образовавшиеся при проявлении серебряные комплексы (на неэкспонированных участках слоя) приобретают способность к диффузии. Отличия в строении формных пластин не изменяют сущности протекающих процессов. Под действием лазерного излучения (б) в галогенсеребряном эмульсионном слое 4 образуется скрытое изображение. В процессе химического проявления (в) на этих участках происходит восстановление серебра из галогенида до металлического, при этом серебро образует устойчивые связи с желатиной эмульсионного слоя. Одновременно на участках, которые не подвергались действию излучения, галогенид серебра переводится (с помощью комплексообразователя) в растворимые в воде комплексы. Эти комплексы подвижны и способны к диффузии, поэтому они диффундируют к поверхности подложки через барьерный слой 3 в слой 2, где в результате физического проявления на центрах проявления формируются печатающие элементы в виде осажденного серебра. Пробельные элементы формируются на поверхности гидрофильной подложки после удаления с ее поверхности желатины и барьерного слоя, растворяемых в воде при промывке.

В чем  же разница между данным процессом  и рассмотренным выше процессом  получения печатающих элементов на формных пластинах с ФПС? Дело в том, что на серебросодержащих пластинах эти элементы образуются не в результате действия излучения, а в процессе проявления и последующей промывки на участках, которые действию излучения не подвергались.

     Изготовление формы на светочувствительной серебросодержащей пластине: а — формная пластина; б — экспонирование; в — проявление; г — промывка; 1 — подложка; 2 — слой с центрами физического проявления; 3 — барьерный слой; 4 — эмульсионный слой; 5 — лазер; 6 — печатающий элемент; 7 — пробельный элемент

3.3.3. Изменение фотопроводимости.

 Основа электрофотографического процесса изготовления печатной формы. В настоящее время такие формы не находят широкого применения из-за низкого качества получаемого на них изображения. 

3.4.Формирование элементов посредством теплового лазерного воздействия.

3.4.1. Термоструктурирование

 формирование нерастворимой структуры под действием лазерного ИК-излучения происходит в результате структурирования полимерных композиций или слипания полимеров.

Когда процесс реализуется первым способом, то на участках воздействия ИК-излучения  происходит локальное нагревание, при  этом из вещества, разлагающегося под  действием тепла, образуется кислый катализатор. Этот катализатор инициирует структурирование полимера и обеспечивает образование трехмерной структуры. Как правило, тепловое воздействие лазерного излучения не обеспечивает окончательного упрочнения полимерной структуры и для завершения процесса требуется проведение дополнительного нагревания. Эта стадия является необходимой для формирования устойчивых при дальнейшей обработке в проявителе печатающих элементов.

Второй  способ основан на использовании  в составе термочувствительного слоя частиц гидрофобного термопластичного полимера. Ядра этих частиц способны размягчаться при нагревании, а их оболочки хорошо растворяются в воде. Печатающие элементы формируются под действием ИК-излучения в результате плавления частиц термопластичного полимера и их последующего слипания. Пробельные элементы на формах такого типа образуются на гидрофильной поверхности подложки после проявления или промывки водой неэкспонированных участков слоя.

3.4.2. Термодеструкция

Происходит под действием ИК-излучения в полимерных слоях, в состав которых входят специальные ингибиторы, которые способны при нагревании разрушаться. Поэтому, если исходный полимерный слой, благодаря наличию водородных связей между молекулами полимера и ингибитора, не растворяется в проявителе, то при нагревании вследствие разрушения водородных связей высвобождаются гидроксильные группы, и слой приобретает растворимость. При последующем проявлении он удаляется, обнажая гидрофильную поверхность подложки. Формируются пробельные элементы. Печатающими элементами на таких формах является исходный термочувствительный слой, нерастворившийся в процессе проявления.

По  такому механизму формируются печатающие и пробельные элементы на формных  пластинах, состоящих из алюминиевой  подложки 1, нижнего гидрофобного полимерного слоя и верхнего термочувствительного слоя, также обладающего гидрофобными свойствами (в исходном состоянии этот слой не растворяется в проявителе, т. е. по существу является барьером при проявлении нижнего слоя). В процессе экспонирования растворимость термочувствительного слоя повышается, а при проявлении проявитель проникает сквозь него и растворяет нижний полимерный слой. Поэтому в результате воздействия водно-щелочного раствора на экспонированных участках обнажается гидрофильная подложка 1 — формируются пробельные элементы. Функцию печатающих элементов выполняет двухслойная структура из слоев 2 и 3, сформированных при изготовлении формной пластины.

3.4.3. Изменение агрегатного состояния

Под действием ИК-излучения позволяет реализовать процесс сублимации (возгонки), в результате которой происходит удаление термочувствительного слоя, и на обнаженной поверхности алюминиевой подложки, которая обладает гидрофильными свойствами, формируются пробельные элементы. Печатающими элементами является олеофильный термочувствительный слой. На олеофильной полимерной подложке, которая обнажается под воздействием излучения в результате возгонки, могут формироваться печатающие элементы (см. рис. 10.8, II). Функцию пробельных элементов выполняет термочувствительный слой, обладающий гидрофильными свойствами.

3.4.4. Инверсия смачиваемости

  под действием ИК-излучения возникает либо при появлении в результате окисления полярных групп на поверхности термочувствительных полимерных слоев, либо из-за уменьшения их числа в результате дегидратации. Теоретические основы процесса не определены. Так или иначе изменения на поверхности полимерных пленок приводят к образованию групп иного строения, чем в исходном полимерном слое, что и обуславливает данный эффект.

Инверсия  смачиваемости в результате теплового  лазерного воздействия позволяет получить на экспонированных участках, например, печатающие элементы, обладающие олеофильными свойствами (до воздействия излучения эти участки были гидрофильными), при этом на исходном гидрофильном слое на неэкспонированных участках формируются пробельные элементы. Аналогичный вариант технологии реализуется при использовании «переключаемых полимеров, содержащих внутри слоя микрокапсулы, которые разрушаются под действием тепла. Благодаря этому слой из гидрофильного становится способным воспринимать краску, т.е. превращается в олеофильный.

3.5. Формирование пластин в печатной машине. CTPress

     Запись  информации на формные пластины и  рулонные формные материалы. Технология по схеме CTPress используется для изготовления форм для ОБУ и ОСУ. Ее отличительной особенностью является возможность изготовления печатной формы (с последующим печатанием) в машине, которая оснащена ЭУ для записи информации. Главное преимущество технологии CTPress заключается в том, что она позволяет связать допечатные и печатные процессы, обеспечивая также сокращение времени изготовления многокрасочной печатной продукции. Время экспонирования пластин минимального формата (с шириной, равной 33 см, составляет в среднем 4 мин). Технология ориентирована на печатание тиражей, начиная с 300 отт., максимальный тираж определяется тиражестойкостью форм. Разрешение записи составляет от 1200 до 3556 dpi, при этом минимальный размер элементов изображения равен 10-11 мкм.  

Блок-схема  записи в печатной машине форм по технологии «компьютер - печатная машина» (DL-технология): 1 - текстовая информация; 2 - изобразительная информация; 3 - система обработки; 4 - управляющий компьютер; 5 - печатная машина 

Процесс изготовления печатных форм осуществляется следующим образом: после обработки информация записывается в буферное запоминающее устройство (в печатной машине) и начинается подготовка к печати. Одновременно обновляется формный материал, который располагается на внешней поверхности формного цилиндра, и осуществляется запись информации: данные об изображении преобразуются в управляющие сигналы для лазерного ЭУ, лазерные лучи направляются к оптической системе, где они фокусируются. В дальнейшем производится запись одновременно всех цве-тоделенных печатных форм.

Конструктивно различные типы печатных машин, реализующих технологию CTPress, могут значительно отличаться. Существующие печатные машины имеют планетарное или секционное построение, некоторые модели сконструированы таким образом, что содержат только два формных цилиндра (на каждом из них осуществляется запись двух цветоделенных печатных форм). Применяются печатные машины чаще всего для четырехкрасочной печати, известны также модели, предназначенные для двухкрасочной двухсторонней печати.

Технические решения конструкций печатных секций и красочных аппаратов, размеры цилиндров, построение ЭУ (они могут быть стационарными, либо расположенными на специальной штанге, которая подводится к формному цилиндру перед записью) и устройств загрузки и выгрузки формного материала расширяют номенклатуру оборудования такого типа. Печатные машины имеют форматы АЗ+ и А2+, причем подача листовой бумаги возможна либо длинной, либо короткой сторонами. Печатание на таких машинах различных фирм-производителей осуществляется со скоростями от 7 до 15 тыс. отт. в час.