Состав фотополимеризуемых композиций и основные этапы технологического процесса при изгот. полимерных печатей

ВВЕДЕНИЕ
Производственные процессы в полиграфическом производстве подразделяются на несколько этапов: допечатные процессы, собственно печатный процесс и послепечатная обработка.
Допечатные процессы охватывают рабочие этапы, выполняемые собственно перед печатью, т. е. до передачи информации на бумагу или другой материал. Традиционно допечатные процессы подразделяются на три стадии:
набор, т. е. подготовка и форматирование текста;
репродуцирование изобразительных и графических оригиналов, изготовление цветоделенных изображений для многокрасочной печати;
монтаж и изготовление печатных форм, т. е. объединение текстовых, иллюстративных и графических составных частей в одно целое на полосах, печатных листах, а также изготовление печатной формы как носителя информации для печатной машины.
В данной работе рассматривается третья стадия допечатных процессов, т. е. технология изготовления печатных форм (формные процессы) для различных способов печати, состоящая из двух этапов.
Задача первого этапа формного процесса заключается в объединении текста, иллюстраций и графики на полосе, а полос - на печатном листе. В связи с тем, что размеры большинства печатных машин превышают формат полос печатных изданий, печатные формы содержат, как правило, несколько полос, количество которых определяется форматом издания и параметрами печатной машины. Технология изготовления печатных форм соответствует определенным способам печати.
Целью данной работы является рассмотрение основных этапов технологического процесса изготовления полимерных печатей и применяемых при этом составов фотополимеризуемых композиций.
1. Изготовление полимерных форм высокой печати
Высокая печать, к которой принадлежат собственно высокая печать с металлических печатных форм, а также флексография, является древнейшим способом печати. Как видно уже из самого ее названия, печатный процесс осуществляется возвышающимися над поверхностью печатной формы печатающими элементами.
В настоящее время по техническим и коммерческим причинам высокую печать, которая находит себе применение только в определённой нише (например, для качественного изготовления такой продукции, как карманные и телефонные справочники или отдельные виды ежедневных газет) повсеместно вытеснила офсетная печать
В качестве печатной формы в высокой печати сегодня служат в основном вымывные фотополимеризующиеся пластины, причем, предлагаются различные вымывные системы и разная глубина вымывания, связанные с различными материалами-основами.
Рассмотрим способ изготовления печатных форм на примере формных пластин фирмы BASF. В послойном строении формного материала «Nyloprint» (рис. 1) в качестве основы используется сталь, алюминий или лавсан. В зависимости от типа формных пластин их толщина составляет примерно 0,8-1,75 мм, а высота рельефа в зависимости от назначения и типа формы - от 0,2 до 0,67 мм. Рельефный слой состоит из фотополимеризующегося материала (чувствительный к УФ-лучам, с длиной волны 360-370 нм), который прочно скреплён с основой.
Изготовление печатной формы «Nyloprint» включает следующие этапы:
удаление защитной фольги;
засветка полимеризующегося слоя через негатив (засвеченные места задубливаются; чем меньше площадь экспонируемых участков, тем меньше впоследствии глубина рельефа; для записи используются фотовыводные устройства (ФВУ) планшетного типа, ФВУ с внешним барабаном, а также копировальные устройства);
вымывание незадубленного фотополимера водой или спирто-водной смесью;
сушка печатного рельефа после вымывания;
последующая общая УФ-засветка для того, чтобы произошла полная полимеризация и затвердение печатного рельефа.
Рис. 1. Структура слоев фотополимерного формного материала, предназначенного для изготовления печатных форм для высокой
печати.
При этом способе обеспечивается воспроизведение тонких линий шириной не менее 50 мкм и отдельно расположенных точек диаметром 200 мкм. Формы высокой печати на стальной основе могут закрепляться (рис. 2) на магнитном формном цилиндре простым способом.
Рис. 2. Магнитный цилиндр с формой высокой печати (NELA).
На протяжении нескольких последних десятилетий был внедрён модифицированный принцип высокой печати, а именно флексография

. Чаще всего он используется в упаковочной промышленности - для печати на различных материалах.
В противоположность высокой печати флексография работает с жидкими красками и эластичными, т. е. мягкими и гибкими печатными формами (клише). Давление между формным цилиндром и запечатываемым материалом при этом весьма незначительное. Гибкие печатные формы (ранее их изготавливали исключительно из резины, а в настоящее время - в основном, из фотополимеризующихся материалов) дают возможность запечатывать материалы с очень шероховатой поверхностью и даже ткани. На рис. 3 представлен полученный посредством растрового электронного микроскопа снимок печатной формы для высококачественной печати из фотополимеризующегося материала.
Рис. 14. Микрофотография печатной формы высокой печати для флексографии. Печатающие элементы на печатной форме показаны для различных тоновых градаций.
Твёрдость и толщина печатных форм флексографии должны соответствовать используемому в данный момент запечатываемому материалу и сюжету. В качестве запечатываемых материалов широко используются: гофрокартон, бумага, полимерные пленки, фольга и др. К ним могут предъявляться специальные требования (например, к упаковке для промышленных товаров или пищевых продуктов). Поэтому во флексографской печати применяются разнообразные виды печатных красок. Это могут быть краски на водной основе, спиртоустойчивые, бензиноустойчивые, устойчивые к эфирам, УФ-краски и т. д. Материал для печатных форм нужно выбирать так, чтобы он не набухал, не становился хрупким, не растворялся под воздействием красок.
Клише имеют либо плоскую форму и закрепляются на формном цилиндре с помощью клея или двусторонней липкой ленты, либо уже изготовлены в цилиндрической форме (например, по технологии «Компьютер - печатная гильза»).
2. Фотополимерные печатные формы и фотополимеризующиеся композиции
При засветке УФ-лучами происходит реакция полимеризации, или «сшивание». Образованные путем этой реакции фотополимеры становятся нерастворимыми. При частичной засветке фотополимеры могут частично задубливаться, в то время как незасвеченные участки можно растворить, т. е. они сохраняют способность к вымыванию. Это свойство используется при изготовлении рельефных печатных форм.
Твёрдые фотополимеризующиеся пластины для экспонирования в готовом виде поставляются такими фирмами, как BASF (например, формные пластины Nyloflex) или DuPont (пластины Cyrel). Они бывают одно- и многослойными.
Фотополимеризующаяся композиция — многокомпонентная смесь, которая имеет способность полимеризоваться под действием светового излучения. Сущность процесса полимеризации заключается в пространственной (трехмерной) сшивке молекул исходного материала с образованием полимерной структуры. В производстве флексографских форм применяются материалы, полимеризующиеся под действием УФизлучения. В состав исходной композиции входят фотоинициаторы, сшивающие агенты (олигомеры и/или мономеры) и различные специальные добавки. Фотоинициаторы, поглощая световые фотоны, образуют активные частицы, которые инициируют процесс сшивки (полимеризации) молекул олигомеров и мономеров. Специальные добавки служат для модификации различных характеристик и свойств композиции.
Для формного процесса принципиально важно различие физических и/или химических свойств исходной композиции и образовавшегося после ее экспонирования полимера. Это различие свойств может проявляться в разном фазовом состоянии исходного материала и полимера, в их разной способности растворяться в определенных веществах и в разной температуре плавления (см. табл. 1).
В зависимости от своего фазового состояния, фотополимеризующиеся композиции делятся на жидкие и твердые. Твердые композиции применяются в изготовлении формных пластин. Пластины, в свою очередь, могут классифицироваться по типу проявки, особенностям структуры, твердости, толщине и т.п.
Таблица 1
Жидкая фотополимеризующаяся композиция Пластины
Сольвентовымывные Водовымывные Термальные
До экспонирования Жидкая Растворимы в сольвентах Растворимы в воде или способны абсорбировать воду Имеют низкую температуру плавления
После экспонирования Твердая Нерастворимы в сольвентах Нерастворимы в воде или не способны абсорбировать воду Имеют высокую температуру плавления
2.1 Жидкие фотополимеризуемые материалы
Используемые для изготовления форм жидкие фотополимеризуемые материалы (ЖФПК) поставляются на полиграфические предприятия с химических заводов