Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Сравнительные характеристики цифровых способов изготовления форм плоской офсетной печати

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ»

Кафедра «Полиграфии и web-дизайна»

Сравнительные характеристики цифровых способов изготовления форм плоской офсетной печати.

Руководитель проекта: Мильдер О.Б.

Студентка: Дьячок А.А.

Группа: Р37111

Екатеринбург

2010

Содержание

1. Введение. История появления CTP в офсете.

Тема моей курсовой работы - Сравнительные характеристики цифровых способов изготовления форм плоской офсетной печати. Я выбрала эту тему, потому как она показалась мне наиболее актуальной и что называется на злобу дня. В наши дни часто идут споры о том, что же предпочесть – традиционный офсет с проверенными десятилетиями технологиями и качеством или все же цифровой с его независимостью от большого тиража и быстрыми сроками изготовления тиражей. Конечно же самым важным в цифровой офсетной печати – изготовление печатных форм, подавая сигналы прямо с компьютера без использования фотоформ. А значит, способы изготовления этих самых печатных форм – главное новшество технологии. В формных процессах плоской офсетной печати запись информации на формные пластины с помощью лазера стала применяться с середины 60-х гг. прошлого века, когда практически одновременно в ряде стран, в том числе и в СССР, были реализованы различные варианты технологий изготовления офсетных печатных форм. В этих технологиях в качестве оригинала использовался вещественный носитель информации, представлявший собой фотомонтаж полосы или газетный оттиск. Было создано несколько типов ЛУ для сканирования и переноса информации на формную пластину.

В середине 70-х гг. был разработан термографический способ изготовления форм плоской офсетной печати, основанный на переносе термочувствительного слоя с пленочного термографического материала на поверхность формной пластины с помощью лазерного излучения. Разработки технологий поэлементной записи проводились в направлении усовершенствования уже известных моделей лазерных экспонирующих устройств, отличающихся назначением, типом используемого лазера и производительностью. В результате было создано несколько десятков таких устройств. Позже на смену аналоговым технологиям пришли цифровые. Суть процесса состоит в том, что на пластину, покрытую светочувствительным или термочувствительным слоем, лазерным лучом с соответствующей длиной волны напрямую записывается изображение. Появление реальных разработок в области цифровых технологий формных процессов объяснялось созданием многофункциональных устройств поэлементной обработки и записи информации. Первые варианты цифровых технологий для записи информации на формные пластины были ориентированы на использование фотовыводных устройств, в которых вместо фотопленки применялись формные пластины в основном на бумажной или полимерной подложках. Развивались также первые технологии СТР, в которых изготовление форм осуществлялось на лазерных принтерах. Предназначенные для этих целей формные пластины часто на практике называют «полиэстеровыми».

Начало широкому распространению цифровых технологий в формных процессах плоской офсетной печати было положено в середине 90-х гг., когда на рынке были представлены промышленные модели специализированных ЭУ, способных осуществлять запись информации на формные пластины на металлической подложке. К тому времени, необходимые для этой цели формные пластины с приемными слоями, чувствительными в видимой и ИК-областях спектра, уже выпускались. Параллельно с развитием технологий СТР стала развиваться цифровая технология CTPress, ориентированная на выпуск малотиражной и малоформатной печатной продукции. В 1991 г. была впервые реализована «искровая» технология изготовления печатных форм для офсета без увлажнения (ОБУ) в печатной машине GTO-DI фирмы Heidelberg (Германия). «Искровая» технология базировалась на явлении поверхностной эрозии (от лат. erosio — разрушение поверхности) под воздействием электрических разрядов. В результате воздействия искрового разряда, создаваемого электродами при подаче на них высокого напряжения, участки антиадгезионного покрытия формной пластины удалялись и обнажалась олеофильная поверхность, воспринимающая краску, — формировались печатающие элементы. Технология беспленочного изготовления офсетных печатных форм CtP завоевывает рынок благодаря высокой скорости и технологичности изготовления форм. После обработки проявителем форма готова. Главным достоинством этого процесса является отсутствие многих промежуточных операций, благодаря чему, во-первых, увеличивается количество произведенных пластин с одновременным сокращением времени на их изготовление, что немаловажно в оперативном производстве; во-вторых, устранение из технологического процесса ряда операций исключает вероятность возможных ошибок на каждой из них, что и гарантирует высокое стабильное качество форм.

2. Подробная классификация способов изготовления рассматриваемых печатных форм.

Последнее десятилетие отмечено бурным развитием цифровых технологий изготовления форм плоской офсетной печати и применением в этих технологиях разнообразных типов формного оборудования и формных пластин. Не существует научно обоснованных рекомендаций по их применению, поэтому нет и их общепринятой классификации. С целью более грамотного методического рассмотрения учебного материала можно привести примерную классификацию цифровых технологий офсетных формных по следующим основным признакам:

1)тип источника излучения;

2)способ реализации технологии;

3)тип формного материала;

4)процессы, происходящие в приемных слоях.

В издательско-полиграфической практике и технической литературе в зависимости от способа реализации технологий принято различать три их варианта:

1)компьютер — печатная форма (СТР);

2)компьютер — печатная машина (CTPress);

3)компьютер — традиционная печатная форма (СТсР), с изготовлением формы на формной пластине с копировальным слоем.

В качестве источников излучения используются лазеры или УФ-излучение лампы. Лазеры используются в цифровых технологиях СТР и CTPress, почему эти технологии и называют лазерными. УФ-излучение лампы применяется только в технологии СТсР. Поэлементная запись информации по технологии СТР и СТсР проводится на автономном экспонирующем устройстве, а по технологии CTPress непосредственно в печатной машине. Технология, осуществляемая по схеме CTPress является разновидностью цифровой технологии СТР, при этом печатная форма может быть получена путем записи информации либо на формный материал (пластину или рулонный), либо сформирована на термографической гильзе, размещенной на формном цилиндре.

В отличие от формных технологий СТР и CTPress, которые используются как в ОСУ (офсет с увлажнением), так и в ОБУ (офсет без увлажнения), технология изготовления форм по схеме СТсР применяется только в ОСУ.

Итак. По способу реализации технологии различают «компьютер — печатная форма» и «компьютер — печатная машина» для цифровых технологий и «компьютер — традиционная печатная форма» в традиционной офсетной печати. Если речь идет о способе CTP (компьютер – печатная машина), то здесь в качестве формного материала может быть использована пластина с теромчувствительным слоем, а также термографическая гильза. Если речь идет о способе CTcP, то при нем используются формные материалы следующих типов: пластины с термочувствительным и пластины со светочувствительным полем. В технологии «компьютер – стандартная печатная форма» используется пластина с копировальным слоем.

При этом различают следующие процессы в приемном слое:

1)Фотополимеризация

2)Восстановление серебра и внутренняя диффузия комплексов серебра

3)Изменение фотопроводимости

4)Термоструктурирование

5)Термодеструкция

6)Изменение агрегатного состояния

7)Инверсия смачиваемости

8)Термографический перенос

9)Фотополимеризация

10)Фотодеструкция

Первые три процесса: фотополимеризация, восстановление серебра и внутренняя диффузия комплексов серебра – применяются при использовании пластин со светочувствительным слоем. Термостурктурирование, термодеструкция, изменение агрегатного состояния и инверсия смачиваемости – при использовании пластин с термочувствительнм слоем. Термографичкский перенос – процесс в приемном слое, происходящий при способе изготовления CTPress на термографической гильзе. Фотополимеризация и фотодеструкция же – процессы применяющиеся на традиционных печатных формах. Это не окончательный вариант классификации способов изготовления печатных форм цифровой плоской офсетной печати, так как этих способов достаточно много и существуют другие варианты их классификации

3. Технологические процессы изготовления печатных форм цифровой офсетной печати

3.1. Основные технологии

Цифровые технологии изготовления форм плоской офсетной печати с увлажнением пробельных элементов, наиболее широко применяемые в настоящее время, можно представить в виде общей схемы.

При любом варианте, безусловно, должны использоваться формная пластина и лазер. Происходит лазерное экспонирование на пластину определенного вида, после чего происходит ряд операций, зависящий от вида пластины и способа экспонирования, а также от преследуемой цели. Всего существуют шесть возможных промежуточных этапов между формной пластиной и печатной формой. Это лазерное экспонирование, нагревание, удаление защитного слоя, проявление, заключительные операции и контроль форм. Некоторые из этих этапов присутствуют при любом варианте технологий, некоторые – при специфическом. Итак, в зависимости от процессов, происходящих в приемных слоях под действием лазерного излучения, технологии изготовления форм можно представить в пяти вариантах.

3.1.1. На светочувствительной пластине способом фотополимеризации.

Светочувствительная пластина с фотополимеризацией. В первом варианте технологии экспонируется светочувствительная пластина с фотополимеризуемым слоем (б). После нагревания пластины (в) с нее удаляется защитный слой (г) и проводится проявление (д).

.Изготовление формы на светочувствительной пластине способом фотополимеризации: а - формная пластина; б - экспонирование; в - нагревание; г - удаление защитного слоя; д - проявление; 1 - подложка; 2 - фотополимеризуемый слой; 3 - защитный слой; 4 - лазер; 5 - нагреватель; 6 - печатающий элемент; 7- пробельный элемент

3.1.2. На термочувствительной способом термоструктурирования.

Во втором варианте экспонируется пластина с термо-структурируемым слоем (б). После нагревания (в) производится проявление (г).

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

На отдельных типах формных пластин, используемых для этих двух вариантов технологий, требуется предварительное нагревание (перед проявлением), необходимое для усиления эффекта воздействия лазерного излучения (стадия в)

3.1.3. На светочувствительной серебросодержащей пластине.

В третьем варианте технологии экспонируется светочувствительная серебросодержащая пластина (б). После проявления (в) проводится промывка (г). Форма, полученная по такой технологии, отличается от формы, изготовленной по аналоговой технологии.

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

3.1.4. На термочувствительной способом термодеструкции.

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.