Разновидности форм высокой печати

В зависимости от особенностей печатного процесса (построение красочного аппарата, наличия декеля и т.д.) и от твердости поверхности различают флексографские и типографские печатные формы.

Флексографские – это фотополимерные формы, которые можно классифицировать по ряду признаков:

1) физическое состояние ФПК (формы, изготовленной из твердой и жидкой ФПК);

2) химический состав слоя, зависящий от состава ФПК;

3) конструкция (геометрическая форма) – они могут быть пластинчатыми и цилиндрическими (в том числе, бесшовными и рукавными).

Флексографские фотополимерные формы различаются также строением (они могут быть однослойными и многослойными), типом подложки (полимерная или металлическая), а также толщиной, форматом, стойкостью форм к растворителям и по другим параметрам.

Типографские формы в зависимости от природы материала делятся на металлические и фотополимерные (ФППФ). В настоящее время в основном используются фотополимерные печатные формы. Они изготавливаются из твердой ФПК на полимерной или металлической подложках, различаются толщиной и форматом.

Структура форм высокой печати. Как флексографские, так и типографские фотополимерные печатные формы могут иметь различную структуру, которая зависит от строения используемого для их изготовления формного материала. Чаще всего печатающие элементы форм состоят из фотополимера (рис. 10.1, а, в, г), а пробельными элементами служат или подложка 1, или основание формы, или несущий слой 8 со стабилизирующей пленкой 9. В отличие от фотополимерных форм на металлических типографский формах печатающие и пробельные элементы состоят из металла, причем на поверхности печатающих элементов расположен копировальный слой 5 (рис. 10.1, б). Основными параметрам, характеризующими формы высокой печати, являются крутизна профиля печатающего элемента, а также глубина пробельных элементов. Максимальная глубина пробельных элементов характеризует глубину рельефа, которая на практике часто называется высотой рельефа. В зависимости от размеров печатающих элементов и расстояния между ними пробельные элементы форм высокой печати имеют различную глубину. Причем она тем больше, чем больше расстояние между печатающими элементами.

Общие схемы изготовления форм высокой печати. Флексографские (пластинчатые) фотополимерные формы изготавливаются по следующей схеме:

1) контроль фотоформы и формной пластины;

2) подготовка оборудования и выбор технологических режимов экспонирования и обработки;

3) экспонирование оборотной стороны формной пластины;

4) основное экспонирование через негативную фотоформу;

5) удаление (вымыванием или с помощью термической обработки) незаполимеризованного слоя;

6) сушка (в случае использования вымывания);

7) финишинг (устранение липкости формы);

8) дополнительное экспонирование.

Особенностью изготовления цилиндрических форм является то, что после экспонирования оборотной стороны ФПП, пластина приклеивается на гильзу (представляющую собой тонкостенный цилиндр из металла или стекловолокна) или на формный цилиндр. Последующий формный процесс проводится уже с цилиндрическим формным материалом.

Процесс изготовления цилиндрической бесшовной формы включает операции:

1) расчет размеров и разрезка ФПП;

2) экспонирование оборотной стороны пластины;

3) нанесение липкого слоя на гильзу;

4) размещение пластины на гильзе и сплавление стыковых краев;

5) шлифование поверхности ФПП (до необходимого размера);

6) основное экспонирование через фотоформу;

7) удаление незаполимеризованной ФПК;

8) сушка;

9) окончательная отделка формы.

а – типографская фотополимерная форма; б – типографская металлическая форма; в – флексографская фотополимерная форма на однослойной пластине; г – флексографская фотополимерная форма на многослойной пластине; 1 – подложка; 2 – адгезионно-противоореольный слой; 3 – фотополимерный слой; 4 – металл; 5 – копировальный слой; 6 – нижняя защитная пленка; 7 – антиадгезионный слой; 8 – несущий слой-подложка; 9 – стабилизирующая пленка; 10 – кислостойкое защитное покрытие

Рисунок-10.1 – Строение форм высокой печати

Цилиндрические рукавные формы изготавливаются из рукавного фотополимеризуемого материала. Экспонирование оборотной (внутренней) стороны в данном случае проводится при получении самого материала, а форма изготавливается аналогично изготовлению ФППФ, начиная с операции основного экспонирования.

Типографские фотополимерные формы изготавливаются по следующей схеме:

1) контроль негативной фотоформы и формной пластины;

2) подготовка оборудования и выбор технологических режимов экспонирования и обработки;

3) основное экспонирование через фотоформу;

4) удаление незаполимеризованного слоя вымыванием;

5) сушка;

6) дополнительное экспонирование.

В отличие от технологии изготовления флексографской фотополимерной формы при изготовлении типографской формы отсутствуют стадии экспонирования оборотной стороны пластины и финишинга.

Особенности формирования печатающих элементов типографских форм. Формирование печатающих элементов фотополимерных форм происходит в процессе основного экспонирования в результате поглощения и направленного светорассеяния излучения в толще ФПС. Процесс полимеризации начинается на поверхности, продолжается вглубь послойно, причем нижние слои получают меньше световой энергии, чем верхние, так как последние поглощают излучение даже после завершения в них процесса фотополимеризации. Степень фотохимических превращений уменьшается с глубиной проникновения излучения.

Применительно к типографским фотополимерным формам ряд исследователей описывают процесс формирования печатающих элементов с помощью изоэнергетических кривых. В соответствии с этим печатающий элемент формируется послойно, как раздуваемая оболочка, первоначальная площадь поверхности которой равна площади прозрачного участка фотоформы. На практике послойная полимеризация приводит к формированию печатающих элементов с различным профилем.

Особенности формирования печатающих элементов типограф­ских форм связаны с наличием в структуре формной пластины до­полнительного слоя, называемого противоореольным (или противоореольно-адгезионным, когда он совмешен с адгезионным), который служит для перераспределения отраженного от подложки излучения. В результате образованного этим слоем диффузного излучения по­лимеризация распространяется в стороны и в нижней части печа­тающий элемент расширяется, приобретая трапециидальную форму.

Особенности формирования печатающих элементов флексографских форм. В отличие от типографских при формировании пе­чатающих элементов флексографских форм на полимеризацию у их основания оказывает влияние экспонирование оборотной стороны пластины. Для того чтобы печатающий элемент был прочно прикреплен к основанию, сформированному при экспониро­вании оборотной стороны, не должно оставаться ФПК, не подверг­нутой полимеризации. Помимо этого, на формирование печатающих элементов также влияют параметры фотоформы, т.е. размеры ее прозрачных участков и их оптическая плотность.

Формирование пробельных элементов фотополимерных форм .Формирование пробельных элементов происходит в процессе удаления незаполимеризованного слоя. Оно может осуществляться вымыванием или в результате термического процесса.

При вымывании, которое начинается с поверхности и сопровож­дается проникновением раствора (или воды) в толщу полимера, про­исходит его набухание. На неэкспонированных участках наблюдает­ся неограниченное набухание ФПС, на экспонированных – процесс взаимодействия растворителя с полимером останавливается на этапе ограниченного набухания с образованием раствора жидкости в по­лимере. Это обусловлено наличием сильных физических или хими­ческих межмолекулярных связей макромолекул в пространственно сшитом полимере.

По мнению ряда исследователей, изучающих процессы вымыва­ния типографских фотополимерных форм, взаимодействие раство­рителей с формой может привести как к разрушению, так и к упроч­нению печатающих элементов. Разрушение печатающих элементов может возникнуть в результате адсорбционного снижения прочно­сти (эффект Ребиндера), а упрочнение достигается за счет «залечи­вания» дефектов объема и поверхности печатающих элементов (эф­фект Иоффе). Это объясняется тем, что обработка растворителем вызывает вымывание низкомолекулярных фракций и остаточного мономера, частичное растворение поверхностного слоя и заполнение растворенным полимером поверхностных трещин с их одновремен­ным склеиванием.

Формирование пробельных элементов флексографских форм на пластинах с ФПК, обладающей термопластическими свойст­вами, может происходить при удалении незаполимеризованной композиции в результате термического процесса. Это достигает­ся путем локального нагревания поверхности копии и перевода незаполимеризованной части ФПК в вязкотекучее состояние. Последующее удаление расплавленного полимера происходит за счет капиллярной абсорбции (впитывания) части термопластич­ной ФПК. Процесс формирования пробельных элементов зави­сит от температуры нагревания, тиксотропных свойств ФПК и толщины формной пластины.

Формирование печатающих и пробельных элементов металлических типографских форм. Изготовление металлических типографских форм включает про­цессы получения кислотостойкой копии и химического травления с последующей отделкой готовой формы. Металлические (микроцинковые, магниевые и латунные) типограф­ские печатные формы – клише в настоящее время для печатания прак­тически не применяются. Однако для различных способов тиснения на печатной продукции используются металлические штампы, изготовляе­мые по той же технологии, что и клише. В связи с этим, в учебнике при­водятся сведения только о формировании печатающих и пробельных элементов металлических типографских печатных форм. Формирование печатающих и пробельных элементов осуществляется в результате направленного в глубину травления металла. Направленное травление – без бокового подтравливания печатающих элементов, достигается в тра­вящих растворах, дополнительно содержащих защитный препарат.

Растворение металла (цинка или магния) происходит в результа­те следующей реакции: 4Ме + 10HNO₃ = 4Me(NO₃)₂ + NH4NO3 + 3 Н₂О.

Используемый при этом травящий раствор может представлять собой эмульсию. Эмульсионное травление основано на сложных фи­зико-химических явлениях.

Непрерывный процесс травления условно разделен на несколько стадий. На поверхность копии (защитный слой на оборотной сторо­не которой не показан) непрерывным потоком подается эмульсия. В первый момент травятся все незащищенные слоем участки копии различной ширины (1-4). Одновременно на их поверхности непре­рывно образуется тонкая защитная пленка, препятствующая травле­нию металла. Струи эмульсии сдвигают защитную пленку со дна пробельного элемента на боковые грани печатающих элементов (рис. 10.2, г, д), благодаря чему травление продолжается вглубь без подтравливания печатающих элементов. В наиболее узких пробель­ных элементах 1 (рис. 10.2, в) почти сразу образуется пленка, которая не сдвигается в стороны, и травление этих участков прекращается. На больших по площади участках (2-4) травление продолжается до получения необходимой глубины пробельных элементов.

а-е – этапы процесса; 1-4 – участки формы

Рисунок-10.2 – Схема одноступенчатого травления металлической формы высокой печати

Избирательность травления участков поверхности копии опре­деляется гидродинамическими факторами. В неподвижном растворе травление прекращается из-за пассивации, как боковых граней, так и дна пробельного элемента. Отсутствие бокового подтравливания да­ет возможность сформировать профиль печатающих элементов ме­таллической формы (см. рис. 10.2, б). После травления копироваль­ный слой остается на печатающих элементах, так как он не мешает процессу печатания.

Основная литература: (1 [242-264], 2 [179-190])

Дополнительная литература: (3 [276-287])

Контрольные вопросы:

1. Виды форм высокой печати.

2. Структура форм высокой печати.

3. Схема изготовления флексографских фотополимерных форм.

4. Схема изготовления типографских фотополимерных форм.

5. Формирование печатающих и пробельных элементов форм высокой печати.