Общие сведения. Получение форм плоской печати
Офсетная печать (от англ. Off set) – способ печатания, при котором краска с печатной формы передаётся под давлением на промежуточную эластичную поверхность резинового полотна, а с неё на бумагу или другой печатный материал. Принцип офсетной печати предложен в 1905 в США, когда была создана первая офсетная печатная машина. Обычно название «офсетная печать» объединяет процессы печатания с форм плоской печати, которые основаны на избирательном смачивании печатающих элементов краской, а пробельных – водным раствором, что достигается благодаря различным молекулярно-поверхностным свойствам отдельных участков формы. В процессе печатания форму попеременно смачивают водным раствором и закатывают краской, после чего вводят под давлением в контакт с поверхностью резиновой пластины, а последнюю – в контакт с бумагой и получают отпечаток. Таким образом, происходит двукратная передача изображения и бумага не входит в непосредственный контакт с печатной формой, что позволяет резко сократить давление, необходимое при печатании, а, следовательно, и износ формы, увеличить скорость печатания и улучшить качество воспроизведения.
На данный момент офсетная печать является наиболее развитым и часто используемым способом печати. За последние десятилетия она прогрессивно развивалась, что обусловлено рядом причин:
· универсальные возможности художественного оформления изданий;
· возможность двухсторонней печати многокрасочной (в том числе и высокохудожественной) продукции в один прогон;
· доступность изготовления крупноформатной продукции как на листовых, так и на рулонных машинах;
· наличие высокопроизводительного и технологически гибкого печатного оборудования;
· улучшение качества и появление новых основных и вспомогательных технологических материалов, прежде всего бумаг, красок, декельных офсетных резинотканевых пластин;
· внедрение в практику достаточно гибких и эффективных вариантов формного производства.
Современное офсетное производство характеризуется интенсивным использованием электронной техники на всех стадиях подготовки издания к печати и проведения печатного процесса, а также достаточно широким внедрением элементов стандартизации и оптимизации.
Совсем невелик объем изданий, выпускаемых способом глубокой печати. Это обычно журналы, альбомы, где преобладают репродукции черно-белых и цветных фотографий, поскольку качество воспроизведения оригиналов с большой площадью теней разной интенсивности способом глубокой печати очень хорошее – сочные, глубокие тона. Глубокая печать составляет около 1% общего объема изданий. Столь скромный показатель определяется дороговизной изготовления печатных форм глубокой печати, необходимостью использования токсичных печатных красок на основе толуола.
Создание многокрасочных изображений способом высокой печати существенно меньше нормализовано, чем в офсете, и, кроме того, связано с большой сложностью и медлительностью приправки цветоделенных печатных форм в печатной машине высокой печати перед началом печатания.
Именно при офсетной печати высокое качество многокрасочной продукции сочетается с хорошими экономическими показателями.
Технология офсетной печати основана на применении фотомеханических методов и электронной техники в формных процессах, а также использовании средств механизации и автоматизации при изготовлении форм и печатании. Офсетные печатные формы изготавливаются на алюминиевых или цинковых пластинах толщиной 0,35—0,8 мм, поверхность которых подвергают механической обработке (зернению) для получения равномерно матовой поверхности. Печатающие и пробельные элементы на поверхности пластин образуются путём создания различных по молекулярно-поверхностным свойствам плёнок, устойчиво воспринимающих влагу или краску. Это так называемые монометаллические формы. Алюминиевые пластины для увеличения адсорбционной способности и повышения износостойкости поверхности подвергают комплексной электрохимической подготовке на автоматизированных гальванолиниях. Применяются также способы изготовления форм на полиметаллических пластинах, основанные на использовании двух металлов с разными молекулярно-поверхностными свойствами: меди для создания устойчивых печатающих элементов и никеля (или хрома, нержавеющей стали) — для пробельных. Высокие гидрофильность и износостойкость пробельных элементов позволяют применять полиметаллические формы при печатании изданий большими тиражами на высокоскоростных печатных машинах. Полиметаллические пластины обычно изготавливают на алюминиевой или стальной основе и гальваническим путём наносят на всю поверхность пластины плёнки меди толщиной до 10 мкм и никеля или хрома толщиной 1—3 мкм.
Печатающие элементы на монометаллических или полиметаллических пластинах создаются фотохимическим способом путём копирования изображения через негатив или диапозитив на светочувствительный копировальный слой. Такие слои изготавливают из высокомолекулярных соединений (альбумин, камедь сибирская лиственница, поливиниловый спирт и др.) и хромовых солей, или диазосоединений, с введением плёнкообразующих веществ или фотополимеров. Продукты фотохимической реакции хромовых солей обладают дубящим действием. При копировании на освещенных участках слой дубится и теряет способность растворяться в воде. С неосвещенных участков, защищенных непрозрачными элементами негатива или диапозитива, слой удаляется при проявлении, и на пластине создаётся изображение — печатающие элементы. Более широко используются копировальные слои на диазосоединениях, в которых под действием света происходит фотохимический распад в освещенных местах и слой удаляется с этих участков пластины при проявлении. В копировальных слоях из фотополимеров под действием света на освещенных участках происходит полимеризация слоя и потеря растворимости в воде. С неосвещенных участков слой удаляется при проявлении. Копировальный слой на диазосоединениях и фотополимеры, нанесённые тонким слоем на металлические пластины (моно- или полиметаллические), длительное время (более года) не изменяют свойств, что позволяет производить подготовку металлов и предварительное очувствление пластин на специализированных предприятиях.
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).
В обоих случаях (при получении как моно-, так и биметаллических форм) на формную пластину наносят копировальный слой – негативный (например, хромированный ПВС или диазосмола) или позитивный (производные ортонафтохинондиазидов), в зависимости от способа копирования. На копировальный слой контактным способом копируют растровую или штриховую фотоформу: негатив или диапозитив. После проявления копии последующая ее обработка зависит от характера формной основы – моно- или полиметаллическая.
Получение моно- и полиметаллических печатных форм
Получение монометаллической формы очень просто. Для проявления копии, т.е. для растворения позитивного копировального слоя, служит проявляющий раствор, который не только растворяет облученные участки слоя, но одновременно гидрофилизует обнажающий металл. Состав такого раствора несложен, он содержит метасиликат натрия (Na2 SiO3 9H2O) и NaOH для создания щелочной реакции раствора, а также гидрофильный полимер – натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Гидрофильный полимер (КМЦ) прочно адсорбируется на хемосорбционной пленке силиката, удерживает некоторое количество воды и тем самым гидрофилизует соответствующие участки металла; так образуются пробельные элементы. Копировальный слой, оставшийся на необлученных участках копии, обладает гидрофобными свойствами, вследствие чего эти участки служат печатающими элементами.
а — предварительно очувствлённая пластина; б — копирование диапозитива; в — копия до проявления (диазослой под действием света разрушен на пробельных элементах); г — копия после проявления; д — готовая форма; 1 — зернёная алюминиевая пластина; 2 — копировальный слой на диазосоединениях; 3 — диапозитив; 4 — печатная краска на печатающих элементах; 5 — водная плёнка на пробельных элементах.
Рисунок-5.1 – Схема процесса изготовления монометаллической печатной формы на зерненом алюминии
Образование полиметаллической печатной формы протекает более сложно (рис.5.2).
Негативный копировальный слой теряет растворимость на облученных участках формы. При проявлении водой обнажается поверхность хрома на участках, соответствующих темным участкам фотоформы. После проявления проводят стравливание хрома (электрохимически в растворе серной кислоты или химически в растворе соляной кислоты). Понятно, что хром стравливается только там, где он незащищен оставшейся пленкой копировального слоя. В результате стравливания хрома обнажается поверхность меди на участках, соответствующих темным местам фотоформы. После этого удаляют оставшуюся фотопленку копировального слоя и проводят гидрофилизацию – гидрофобизацию формы. Для этого форму обрабатывают раствором, содержащим одновременно и гидрофилизующие компоненты (КМЦ и аммоний щавелевокислый) и гидрофобизующий компонент – бутилксантогенат калия. КМЦ адсорбируется на оксалате хрома, создавая пробельные элементы, а бутилксантогенат – на меди, образуя печатающие элементы.
а — предварительно очувствлённые полиметаллические пластины; б — копирование через диапозитив; в — проявленная копия (копировальный слой на пробельных элементах задублен под действием света и удалён с печатающих элементов); г — после удаления слоя хрома с печатающих элементов путём травления; д — после удаления задубленного копировального слоя; е — печатная форма; 1 — пластина углеродистой стали (основа); 2 — медь; 3 — хром; 4 — копировальный слой; 5 — диапозитив; 6 — печатная краска на печатающих элементах; 7 — водная плёнка на пробельных элементах.
Рисунок-5.2 – Схема процесса изготовления полиметаллической печатной формы
Основная литература: (2 [47-62])
Дополнительная литература: (3 [27-40])
Контрольные вопросы:
1. Офсетная печать: признаки, область применения, особенности.
2. Характерные признаки печатной формы офсетной печати.
3. Схема изготовления монометаллической печатной формы.
4. Схема изготовления биметаллической печатной формы.
5. Образование полиметаллической печатной формы.