Лекція 12

РОЗДІЛ ТЕХНОЛОГІЯ ФОРМНИХ ПРОЦЕСІВ

§1. Основні відомості про друковані форми

Друковані форми – гнучка пластинка (інколи циліндр), де знаходяться друкуючі 1 та недрукуючі пробільні елементи 2.

 

а)-печатна форма;

б)-печатна форма з фарбою;

в)-відбиток.

1-друкуючі елементи;

2-пробілбні елементи;

3-фарба.

Офсетний друк – спосіб передачі зображення з друкованої форми на відповідний матеріал через деяку пластинку, де зображення на друкованій формі і матеріалі є прямим, а на желатині – дзеркальним. (Це є косвенний друк).

 

РОЗДІЛ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ КОПІЮВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ ФОРМНОГО ВИРОБНИЦТВА

Глава Сутність фотохімічних процесів копіювання

§1. Загальні відомості про копіювальний процес

Перенесення (в масштабі 1:1) текстової та мистецької інформації з фотоформи на формні пластини, які покриті світлочутливим шаром, носить назву копіювального процесу.

Світлочутливий шар, який носить назву копіювального, являє собою багатополімерну плівку (d~мкм).

Копіювальний процес містить дві стадії:

- контактне експонування світлочутливого шару через фотоформу;

- зняття шару (проявлення або вимивання) з наступних елементів форми.

Елементи копіювального процесу:

Фотоформи – растрові і штрихові негативи або діапозитиви на прозорій підкладці. Вони містять текстову, художню інформацію. В залежності від полярності зображення фотоформ розрізняють процеси позитивного і негативного копіювання.

Формна пластинка – тонка (0,15-0,8) металлічна або полімерна підкладка 1, де знаходиться реєструючий інформацію світлочутливий копіювальний шар 2 та інші шари.

1-підкладка;

2-копіювальний шар;

3-фотоформа.

Фотоформа має товщину 1-3 мкм.

Для виготовлення фотополімерних форм високого друку (просторове рознесення друкуючих і пробільних елементів) – рис.1 –на формних пластинах розташовані тільки товсті світлочутливі шари (від 0,5÷6,5мм) –це шари, що фотополімеризуються, які не виконують функцію реєструючого шару, але й утворюють рельєфні друковані елементи, а інколи й основу друкованої форми.

Експонуючі пристрої – пристрої, які забезпечують необхідний контакт між фотоформою і світлочутливим шаром пластини.

Пристрої для обробки копій – призначені для механізованої або автоматизованої обробки формних пластин після експонування.

 

§2. Відомості про копіювальні шари

Під дією УФ-випромінювання в світлочутливому шарі відбуваються фото- і фізико-хімічні процеси.

Вони можуть викликати як зміну хімічних, так і фізичних властивостей шарів, такі як розчинність, адгезія до підкладки.

Зміна фізико-хімічних властивостей зв’язана зі зміною в полімерах. Ступінь цих змін залежить від складу шарів.

Основні компоненти шарів:

- несвітлочутливий плівкоутворюючий полімер, який забезпечує фізико-механічні властивості шару в об’ємі і на поверхні;

- світлочутливий компонент – речовина або група речовин, які надають шару світлочутливість;

- спеціальні домішки – забезпечують зберігання необхідних властивостей шарів, які забезпечують необхідні можливості (хімічна стійкість, покращення розтікання);

- барвники – використовують для профарбовування шарів, що необхідно для візуального контролю якості нанесення.

Копіювальні шари розділяють на декілька груп, в залежності від складу шару, виду проявленого розчину, полярності отриманих на копії зображень.

В залежності від проявника виділяють:

- водопроявляємі;

- лужнопроявлємі.

В залежності від полярності (полярність не ототожнюється зі способом копіювання):

- шари можуть бути позитивними (змінюється/збільшується розчинність після експонування);

- негативними (зменшується розчинність після експонування);

- реверсивними (позитивно-негативні) – змінюється розчинність в залежності від режиму процесу копіювання.

Зміну полярності отриманих зображень можна отримати на копіювальних шарах, що складаються з суміші позитивно і негативно працююючих складових. Тут копіювальний шар містить дві світлочутливі сполуки, які характеризуються різною чутливістю до випромінювання з різними λ₁ і λ₂. Одна сполука збільшує розчинність при експонуванні випромінювання λ₁, випромінювання λ₂ приводить до зменшення розчинності. При експонуванні випромінювання λ₁ або λ₂, можна отримати різну полярність на друкованій формі.

 

§3. Фізико-хімічні зміни в копіювальних шарах при світлових впливах

Фотохімічні реакції, які забезпечують реєстрацію зображення представляють процеси двох видів:

- пряме отримання зображення;

- отримання зображення з …?????? первинного ефекту (спочатку утворюється скрите зображення).

В першому випадку можливості фотохімічних процесів обмежені квантовим виходом, то для процесів другого типу підсилення результату першопочаткового ефекту від дії випромінювання можливе при обробці в хімічних розчинах, під дією теплоти, коли підсилюється первинний ефект.

При копіюванні під дією УФ-випромінювання відбуваються процеси другого типу, що супроводжуються зміною фізико-хімічних властивостей полімерних плівок.

Фотохімічний процес відбувається в три стадії:

- поглинання кванта світла;

- первинний фотохімічний процес (з утворенням проміжкового продукту);

- вторинна реакція утворення проміжкових продуктів.

Причиною зміни властивостей копіювального шару служить невпорядковане руйнування зв’язків (наслідок фотодеструкції), поперечне або просторове зшивання макромолекул і інші процеси.

Збільшення розчинності: руйнування світлочутливих інгібіторів в складі шару.

Зниження розчинності: модифікація фотоактивного компоненту шару з наступною взаємодією його з плівкоутворюючим полімером.

Нерозчинність виникає завдяки збільшенню молекулярної ваги, як наслідок полімеризації або поперечної зшивки і зміни полярності.

В процесах копіювання використовують світлочутливі шари, де відбуваються фізико-хімічні перетворення фотодисоціації і фотополімеризації.

 

§4. Фотохімічні процеси в негативних шарах і позитивних

Різноманіття негативних шарів

В залежності від природи світлочутливого компоненту використовуються негативні шари, які містять полімери (діазосмоли).

Спочатку їх використовували для глибокого друку. Далі вони використовувалися для ..?? плоского офсетного друку. Переваги: можливість проявлення водою, низька вартість, екологічна безпека і збережуваність властивостей.

Основні інгедієнти фотополімеризуємих композицій є зшиваючі агенти, плівкоутворюючі несвітлочутливі полімери, фотоініціатори, сенсибілізатори і цільові домішки.

Зшиваючі агенти – органічні з’єднання; мономери, які просторово зшивають тримірні структури.

Плівкоутворюючий полімер визначає фізико-хімічні та оптичні властивості, розчинність у воді.

Фотоініціатори – низько або високомолекулярні органічні сполуки, призначені для поглинання випромінювання певною довжиною хвилі та прискорення реакції фотополімеризації. В залежності від механізму утворення активних частинок розрізняють фотодисоціюючі та фотовідновлюючі фотоініціатори. На відміну від фотоініціаторів, сенсибілізатори розширюють спектральну чутливість, не набуваючи змін хімічного складу, та ініціюють процес полімеризації перенесенням енергії електронного збудження для активізації молекул мономера.

Цільові домішки регулюють ступінь і швидкість фізико-хімічних перетворень в шарі.

Такі шари використовуються для пластин при виготовленні фотополімерних форм типографського?? друку, а також для виготовлення для виготовлення форм плоского офсетного друку і металічних форм типографського друку.

Позитивні шари

Позитивні шари розрізняються в залежності від будови, концентрації, молекулярної ваги молекул.

Використання сполук із значною молекулярною вагою або суміші таких сполук зменшує здатність до кристалізації, але ускладнює вимивання продуктів фотохімічного розкладу. Тому до розчинів додають високомолекулярні плівкоутворюючі речовини, які підвищують в’язкість.

Для утворення плівок з високою міцністю в смолу вводять у світлочутливу композицію.

Однак, тоді розчинність шару падає, оскільки смола виступає інгібітором.

Такі шари використовуються для форм плоского офсетного друку. Вони характеризуються стабільністю, тривалістю збереження робочих властивостей, гарною адгезією до металів, стійкістю до змін вологості і температури повітря, можливістю отримання реверсивного зображення.

У цих копіювальних шарах під дією випромінюванн відбувається реакція фотодисоціації.

Причому початкова сполука до опромінення була розчинна лише в органічних розчинниках, то після опромінення, утворені продукти розчиняються у воднолужних розчинах.

На проекспонованих ділянках спостерігається високе ррозчинення полімера, на непроекспонованих – низька розчинність, оскільки полімер захищений діазосполуками. Це є утворення позитивного зображення.

Тут, на цих шарах можна створити негативне зображення. Шари характеризуються високою термостійкістю.

При температурі ~140-150°С в шарах відбуваються процеси термолізу, який супроводжується перетворенням молекул шару. Утворюються просторові структури, що приводятьдо пониження розчинності шару.

Отримання негативного (реверсивного) зображення досягається спеціальною термічною обробкою у вузькому інтервалі t експонованого шару.

Після експонування через негативну фотоформну пластинку копію її обробляють термічно при температурі 100÷140°С протягом 30-60 с. на експонованих ділянках стають нерозчинні в лугах молекули, а на неекспонованих ділянках руйнується. Далі йде загальна експозиція, і на останніх ділянках виникають сполуки, які розчиняються в лугах після проявлення і формується реверсивне зображення.

а – експонування;

б – термообробка;

в – загальне експонування;

г – проявлення.

 

РОЗДІЛ ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ КОПІЮВАЛЬНИХ ШАРІВ

§1. Сенситометричні властивості

1. Інтегральна світлочутливість

S – міра впливу випромінювання на копіювальний шар. Вона встановлює взаємозв’язок між стимулом, що викликає визначені фізико-хімічні перетворення в шарі, і величиною (або ступінню) перетворень, які там відбуваються.

З точки зору фізико-хімічних перетворень, сввітлочутливість визначається квантовим виходом (відношенням числа молекул перетвореної речовини до числа поглинутих квантів випромінювання) при узгодженні зі зміною стану утвореного продукту.

Зараз немає одного методу оцінки величини S копіювального шару. Відсутність стандартного методу оцінки пояснюється не лише різноманіттям шарів, а отже різноманіттям фізико-хімічних перетворень , але й нелінійністю зв’язку цих перетворень з властивостями шарів.

Існуючі методи основані на оцінці S по ступеню фізико-хімічних перетворень в шарі або по зміні його технологічних властивостей.

Як критерій технологічних властивостей – викорисання копіювального шару для проведення формного і друкованого процесу.

На практиці робочі властивості оцінюються візуально по наявності копіювального шару на проявленій копії.

Шар опромінюють через рптичний клин. (n полів з різними значеннями оптичної густини).

Розподіл опроміненості Е_n на поверхні копіювального шару, а отже експозиція Н=Еt на кожному полі змінюється на величину в 10^Dn.

Проявка дає різну ступінь збереженості шару.

Тоді

,

К – коефіцієнт пропорційності; (К~10⁸);

S ;

Е₀ – початкова опроміненість;

Е_кр – мінімальна опроміненість, яка діє певний проміжок часу, що задає поле з критеріальною оптичною густиною D_кр, коли шар зберігає або набуває робочі властивості.

По оцінці технологічних властивостей за критерій можуть бути використані характеристики: твердість, розчинність, розривне зусилля.

Дані методи є умовними, оскільки, в основному копіювальні шари чутливі до УФ-області спектра. Ці методи не дають справжнього уявлення про абсолютні значення S, але можуть бути використані для порівняння різних типів копіювальних шарів.

Для врахування областей спектра необхідне визначення світлочутливості копіювальних шарів через оцінку загальної кількості енергії (Дж на 1 м²). Але в поліграфічному виробництві цей метод не використовується.