Выводные устройства разных производителей обеспечивают примерно одинаковое
качество экспонирования пластин вне зависимости от выбранной технологии
- будь то самая квадратная в мире точка, микрозеркальная матрица или фиолетовый
лазерный диод. Изучение особенностей обработки различных типов офсетных пластин
привело к осознанию того факта, что прогресс в области электроники и оптики
привел к появлению управляемых по всем параметрам и учитывающих все особенности
светочувствительного материала экспонирующих устройств. Последующая, химическая
обработка пластин при правильном выборе обрабатывающей машины, режимов и химических
компонентов также способствует полной реализации заложенных в конкретную технологию
параметров. Результатом всех этих усилий является форма, технические параметры
которой превосходят возможности, доступные при реализации в виде отпечатка на
современных печатных машинах.
Рис.1 Структура серебросодержащих пластин Lithostar Ultra.
Безусловно, каждая разновидность технологии прямого экспонирования форм имеет
свои преимущества и недостатки, которые являются существенными для одних клиентов
и мало влияющими на результаты деятельности других. Далее в статье будут приведены
описания различных видов пластин и связанные с ними особенности производства.
Рис 2. Структура термальных пластин Thermostar
Современные технологии прямого
экспонирования
Рассмотрение различных технологий начнем с фотополимерной. На рынке эти пластины
для экспонирования в устройствах CtP появились одними из первых. Принципом,
по которому на этих пластинах формировались печатные элементы, является создание
на засвеченных лазером участках центров полимеризации, которые в процессе последующего
нагревания оформляются в полноценные растровые структуры, нерастворимые в проявляющих
растворах. Остатки неполимеризованного слоя удаляются проявителем в проявочной
машине. Процесс прост и надежен, позволяет получать печатные формы высокого
качества за небольшое время. Однако имеются два недостатка - это низкое разрешение
и высокая чувствительность к царапинам. Первый недостаток, низкое разрешение,
кроется в технологии образования полимерной структуры на пластине. Печатный
элемент образуется путем полимеризации слоя по всей толщине - иначе он будет
смыт проявителем из-за отсутствия контакта с алюминиевой подложкой. Но во время
полимеризации слой растет не только вниз - от засвеченных лазером центров полимеризации
в верхней части слоя до подложки, но и в стороны примерно на такое же расстояние,
увеличивая размеры растровой точки. Второй недостаток также имеет причину, скрытую
в составе полимеризующегося слоя. Дело в том, что полимер образуется не только
под воздействием света той или иной длины волны или температуры - окисление
его также ведет к полимеризации. Для защиты от окисления слой печатных элементов
покрывается тонкой пленкой водорастворимого материала, достаточно толстой для
защиты от кислорода и достаточно прозрачной для минимизации потерь экспонирующего
излучения. В результате борьбы с этими недостатками формного фотополимерного
материала обрисовалась достаточно четкая область его использования - это газетное
производство. Здесь нет высоких требований к разрешению, главное - это скорость
и надежность. А поскольку в газетных экспонирующих автоматах используется автоматическая
загрузка пластин, проблема с царапинами из-за неаккуратного обращения оператора
с материалом устраняется.
Рис 3. Образование печатного элемента на термальной пластине.
Термальная технология экспонирования, основанная на локальном тепловом
воздействии на материал, является, пожалуй, самой молодой среди прочих технологий
экспонирования формных материалов для CtP. На сегодняшний день это самый распространенный
способ экспонирования форм посредством CtP, что подтверждается не только большим
парком установленных машин, но и большим числом производителей формного материала.
Суть термальной технологии заключается в травлении печатного слоя щелочным
проявителем через выжженную мощным ИК-лазером маску. Этот проявитель сходен
по составу, а иногда и аналогичен тому, что используется при обработке традиционных
офсетных пластин. Среди достоинств термальной технологии - простота перехода,
возможность использования проявочной машины и проявителя для обычных пластин,
удобство обращения с материалом при дневном освещении и высокая точность экспонирования,
из которой следует высокая разрешающая способность. Недостатки этого вида материалов
прямо следуют из его достоинств. Так, несмотря на совместимость с проявочными
процессорами и химией для традиционных пластин, каждый поставщик термальных
формных материалов предлагает свои реактивы и рекомендует пользоваться специализированной
проявочной машиной. Сделано это не для того, чтобы решение принесло дополнительные
деньги продавцу технологии, а для достижения высоких значений по скорости и
качеству готовой формы. Из-за малой толщины печатного слоя при проявлении пластин
в традиционном процессоре печатные элементы могут быть смыты щеточным валиком,
необходимым в секции проявления для обычных пластин. По этой же причине достижению
высоких параметров мешает и обычный проявитель ввиду его слишком высокой активности.
Но, пожалуй, самым большим недостатком термальных пластин является их малая
тиражестойкость - всего 100-150 тысяч оттисков. Преодолевается этот недостаток
единственным способом - пластины надо обжечь в специальной печи, которая, как
известно, стоит немалых денег и потребляет достаточно много энергии.
Пластины на основе галогенидов серебра можно назвать самыми старыми среди
формных материалов для технологии прямого экспонирования форм. История этого
материала началась в компаниях AGFA и DuPont с материалов, чувствительных к
красному и зеленому лазерам. В настоящее время пластины под маркой AGFA Lithostar
Ultra V для фиолетового лазера переживают второй расцвет благодаря появлению
дешевых фиолетовых лазеров, превосходящих все остальные имеющиеся источники
излучения по сроку службы и стоимости. Принцип образования печатных элементов
на серебросодержащих пластинах называется «обращаемым диффузионным переносом».
Несмотря на сложное название, процесс достаточно прост и в общих чертах не отличается
от стандартного негативного фотографического процесса. На этапе экспонирования
засвечиваются будущие пробельные элементы, серебросодержащие вещества активируются,
затем при помощи проявителя они фиксируются в эмульсии, а на незасвеченных местах
будущих печатных элементов серебро под действием проявителя освобождается и
диффундирует сквозь специальный слой к подложке из анодированного алюминия.
Металлическое серебро образует тонкий слой в губчатом слое оксида, который теперь
будет иметь гидрофобные свойства. Затем происходит полный смыв всех слоев с
пластины с последующим гуммированием специальным составом, улучшающим олеофильные
свойства серебряных печатных элементов.
Важные моменты
Из приведенных выше описаний современных формных материалов легко сделать вывод,
что все они одинаково экспонируются и по-разному проходят химическую обработку.
Оптические и механические характеристики экспонирующих устройств в настоящее
время доведены до совершенства путем применения самых современных способов получения
и преобразования световой энергии. С другой стороны, влажная химическая обработка
очень сильно зависит от оператора, в результате являясь самым критичным участком.
При этом стоимость оборудования для проявки составляет порядка 10% стоимости
современного формного участка.
С точки зрения проявки термальные, полимерные и серебросодержащие материалы
обрабатываются по-разному. И если на серебряные материалы процесс проявления
влияет сравнительно слабо, то термальные и фотополимерные достаточно сильно
зависят от него. Собственно, в этом и состоит большой плюс серебряной технологии.
Ведь что толку в том, что экспонирующее устройство может нарисовать самую жесткую
и квадратную в мире точку на пластине? Проявочная машина в результате все равно
стравит все острые углы, да еще и подтравит печатный элемент под маской, как
минимум на расстояние, равное толщине печатного элемента (порядка 2 мкм).
Почему серебряные пластины гораздо менее чувствительны к процессу проявления
по сравнению с остальными типами пластин? Ответ кроется в различной
структуре слоев и в различном способе формирования печатных элементов пластин
для технологии CtP.
На рисунках 1 и 2 показана структура серебросодержащих и термальных пластин.
Несмотря на более сложную структуру слоев серебросодержащей пластины, печатные
элементы на ней формируются с большей точностью, чем на термальной. Для понимания
этого факта нам придется рассмотреть, хотя и несколько упрощенно, процессы образования
печатных элементов на пластинах. На рисунке 3 показана схема образования печатного
элемента для термальной пластины. Легко видеть, что, благодаря двоичному характеру
экспонирования масочного слоя, мы получаем маску для травления печатных элементов
очень высокого качества. Дальнейший процесс обработки печатной пластины, чувствительной
к ИК-излучению, основан на разных скоростях травления неэкспонированного масочного
слоя и находящегося под ним слоя, из которого формируются печатные элементы.
Казалось бы, что после травления печатные элементы должны точно повторять рисунок
маски. Однако, в полном соответствии с законами физики процесс травления идет
одинаково во всех направлениях, а не только в направлении, перпендикулярном
поверхности пластины. Таким образом, мы получаем уменьшение размера печатного
элемента на величину, сравнимую с толщиной эмульсионного слоя на пластине, характерная
величина которого составляет порядка 2–4 мкм, в зависимости от марки пластины.
При этом форма печатного элемента практически не изменяется, ведь травление
идет одинаково по всей границе. Но, поскольку конечным результатом для нас является
отпечаток, оценим влияние такого изменения размера. Так, характерный размер
точки при стохастическом растрировании составляет 21 мкм. Изменение этого размера
составит от 4 до 8 мкм по каждому из направлений в случае квадратной точки,
или 30–60% от площади минимального печатного элемента. Безусловно, существуют
методы компенсации эффекта бокового подтравливания печатного элемента под маской,
однако, вследствие особенностей проявочных процессоров, изменение размеров печатных
элементов по ширине и длине формы колеблется, в случае стохастического растра
с квадратной точкой 21 мкм, именно в этих пределах.
Что же происходит с фотополимерными пластинами в процессе обработки?
На рисунке 4 показан процесс получения печатного элемента на негативной фотополимерной
пластине, требующей предварительного нагрева. Несмотря на кажущуюся простоту
и однозначность изображенных на схеме этапов, практически на каждом из них происходит
отклонение в ту или иную сторону от намеченного размера, что является одной
из причин низкого разрешения подобных пластин. Но максимальное неконтролируемое
изменение размера будущего печатного элемента происходит на этапе предварительного
нагрева, когда на переднюю часть пластины тепло воздействует меньше, чем на
заднюю. Происходит это по той причине, что передняя часть пластины при входе
в печь предварительного нагрева нагревается только за счет воздействия нагревательных
элементов, а задняя часть – еще и за счет теплопроводности алюминиевой подложки,
по которой, благодаря отличной теплопроводности металла, тепло доходит еще до
того момента, как начинается воздействие нагревательными элементами. Поэтому
реакция дополнительной полимеризации начинается раньше и идет значительно дольше.
Особенно ярко эта разница проявляется на пластинах панорамного формата, подаваемых
в проявку узкой стороной.
Рис 4. Образование печатного элемента на фотополимерной пластине
Теперь посмотрим, что же происходит с печатными элементами пластины на основе
серебросодержащей технологии в процессе обработки. На рисунке 5 показаны этапы
получения печатных элементов для этого типа пластин. Легко заметить, что единственным
этапом, влияющим на размер печатного элемента после экспонирования, является
этап диффузии. В самом деле процесс диффузии, как и процесс травления, идет
с одинаковой скоростью во всех направлениях. По аналогии со слоями с разной
скоростью травления в технологии ИК-чувствительных пластин, для ограничения
направления диффузии частиц серебра, образующих печатный элемент, в структуру
покрытия вводится барьерный слой. Этот слой имеет толщину в доли микрометра,
сквозь него проникают только те частицы серебра, которые входят в него под углом,
близким к прямому. Таким образом, изменение размеров печатного элемента, если
и происходит на этом этапе, то не превышает толщины барьерного слоя. Все остальные
операции по обработке формы сводятся к полному удалению всех слоев, за исключением
печатных элементов, состоящих из металлического серебра.
Таким образом, мы видим, что «жесткость» точки, получаемой при экспонировании
термочувствительной пластины, при последующей обработке практически сводится
к характеристике экспонирования любых других типов пластин, добавляя, пожалуй,
больше неопределенности с точки зрения отклонения размеров печатных элементов.
В результате при правильной калибровке экспонирующих устройств, как с фиолетовым,
так и с ИК-лазером, мы получаем равное качество экспонирования и разную степень
зависимости качества формы от дальнейшей химической обработки. Подобная нетребовательность
серебросодержащих пластин к химической обработке и служит причиной их популярности
в типографиях с машинами малого и среднего формата, когда, помимо хороших полиграфических
качеств, необходима еще и простота технологии, когда нет возможности, ввиду
малого числа работающих, выделить специального оператора для настройки обрабатывающего
оборудования и тщательного ухода за ним.
Заключение
Рис 5. Образование печатного элемента на серебросодержащей пластине
Из приведенного выше может сложиться впечатление, что, кроме серебросодержащих
пластин, никакая другая технология недостойна применения в формном производстве.
Однако это не так. В частности, недостатки термальной технологии легко преодолеть,
применяя соответствующие меры по стабилизации технологических параметров и специальную
конфигурацию валов в проявочной ванне процессора. Так, точное поддержание температуры
проявителя и скорости обработки легче поддерживать в больших объемах проявляющих
растворов. В результате на практике достигается та самая высокая точность обработки
форм, при которой эффект подтравливания печатных элементов сводится к нулю.
Производство получает форму высокого качества, пригодную после обжига для печати
миллионных тиражей. Это является совершенно незаменимым свойством в производстве
упаковки, где миллионные тиражи — совсем не редкость, а неторопливость экспонирующих
устройств и высокая по сравнению с другими технологиями стоимость обслуживания
не составляет значительной доли в накладных расходах.
Что касается фотополимерной технологии, то сочетание высокой скорости
экспонирования и большой тиражестойкости в обожженном состоянии не удалось превзойти
другим имеющимся на сегодня технологиям. Подобное сочетание идеально подходит
для газетного производства, где используется подавляющее большинство фотополимерного
материала.
Таким образом, не существует одной универсальной технологии, удовлетворяющей
требованиям всех производств одновременно. Но процедура выбора нужного способа
не так сложна, и с помощью приведенных в этой статье фактов и положений, я надеюсь,
можно будет сделать правильный выбор.
По материалам журнала "Полиграфист и Издатель"
