Форма определяет содержание

Технология прямого вывода форм (Computer-to-Plate, CtP), ставшая нормой в Америке и странах Западной Европы, постепенно завоевывает и российский рынок. Многообразие оборудования и кардинальные различия систем экспонирования ставят перед полиграфистами непростую задачу: какую технологию и марку устройства выбрать? В статье рассказывается о специальных формных материалах, играющих решающую роль при выборе оборудования.

Ответ на вопрос «Что следует выбирать в первую очередь — оборудование или материалы?» в применении к Computer-to-Plate прост. Формные пластины и соответствующая им технология экспонирования определяют выбор системы CtP. В отличие от ФНА, CtP-оборудование и материалы должны быть четче согласованы, поэтому выбор подходящих для процесса производства пластин определяет и выбор плейтсеттера. Важное значение имеют затраты времени и энергии на экспонирование, сроки изготовления и поставки необходимых объемов пластин, надежность поставщика, возможность замены марки пластин или одновременного использования формных материалов разных производителей, экологическая безопасность…

Основным техническим показателем пластин для CtP-процесса является спектральная чувствительность — длина волны излучения, создающего изображение на чувствительном слое. Лазерные экспонирующие системы для CtP условно делятся на два типа: устройства видимого спектра и термальные.

Пластины видимого спектра

Первыми металлическими пластинами для CtP были DuPont Silverlith, разработанные для экспонирования в системах с зеленым лазером и изготовленные со светочувствительным слоем на основе галогенида серебра. Позже появились «серебряные» пластины, чувствительные к красной и фиолетовой зонам спектра.

Покрытие первых «серебряных» пластин было подобно фотопленке, с соответствующими условиями обработки — для их загрузки требовалась полная темнота.

Сегодня ведущий производитель серебросодержащих пластин, фирма Agfa, предлагает пластины Lithostar Ultra, которые, базируясь на технологиях Lithostar Plus и Silverlith, учитывают современные требования производства и специфические особенности CtP видимого спектра. Серия Lithostar Ultra V чувствительна к излучению фиолетовой зоны (400–410 нм), Lithostar Ultra R — красной зоны (650–670 нм), а Lithostar Ultra O (ортохроматические пластины) — промежуточной области (488–532 нм). Mitsubishi предлагает пластины DigiPlate Alpha V для экспонирования фиолетовым лазером.

В процессе экспонирования серебросодержащих пластин осуществляется засветка галогенида серебра. При химической обработке происходит диффузионный переход серебра из незасвеченных участков на поверхность основы. Так формируются печатающие элементы. Для обработки необходимы специальные проявляющие составы, а также техническое оснащение для восстановления отработанного серебра и очистки стоков.

Серебросодержащие формы имеют высокую разрешающую способность и обеспечивают воспроизведение градации изображения в диапазоне 1-99% при линиатуре 200 lpi.

Пластины на основе фотополимера впервые были представлены компанией Hoechst (выпускаются до сих пор, но уже фирмой Agfa). Для их экспонирования, в зависимости от типа, применяется негативный (полимеризация чувствительного слоя делает его нерастворимым) либо позитивный (чувствительный слой изначально нерастворим, а после воздействия излучения лазера связи полимера разрушаются, и он растворяется при проявлении) процессы. В первом случае перед проявлением необходима термообработка, которая завершает процесс полимеризации и усиливает устойчивость экспонированных участков к действию проявителя. Обработка фотополимерных пластин производится в водных щелочных растворах, неагрессивных для окружающей среды. Разрешающая способность — примерно как и у традиционных (при линиатуре 175 lpi воспроизводятся растровые точки в диапазоне 2-98%). Кроме фирмы Agfa их предлагают FujiFilm и Mitsubishi.

Поскольку лазеры видимого спектра не очень мощны, покрытие «видимых» пластин должно иметь высокую спектральную светочувствительность. Формирование изображения происходит под воздействием света (фотографически), поэтому, как и при экспонировании пленки, на качество форм (размер и резкость точки) влияют параметры экспонирования, температура и продолжительность последующей химической обработки. Для загрузки и обработки серебросодержащих и фотополимерных пластин необходимо безопасное неактиничное освещение. Но если система CtP оснащена устройством автоматической загрузки, можно работать и при дневном свете. Благодаря высокой чувствительности пластины видимого спектра экспонируются быстро, не требуют высокой мощности лазера и больших затрат энергии (около 0,001-0,003 мДж/см² — серебросодержащие; 0,1-0,2 мДж/см² — фотополимерные; для сравнения, термальные — 120-190 мДж/см²). Поэтому «видимая» технология больше всего подходит для тех предприятий, где обязательны высокая производительность и низкая себестоимость (например, печать газет). Экспонирование серебросодержащих и фотополимерных пластин происходит в планшетных CtP, а также оснащенных внутренним или внешним барабаном. И без дополнительной термообработки пластины имеют более высокую тиражеустойчивость (до 350-400 тыс. отт.), чем термальные (100-150 тыс. отт.) — это еще одна причина их популярности в газетном производстве. При обжиге фотополимерных форм цифра может превышать 1 млн оттисков. Серебросодержащие пластины термообработке не подлежат.

Термальные пластины

Ко второму типу пластин для CtP-процесса относятся термальные, в которых чувствительное покрытие преобразуется не воздействием света, а высокой температурой, т. е. излучением невидимого спектра. В зависимости от вида пластин под воздействием ИК-излучения происходит либо полимеризация, либо «раздубливание» покрытия (разрушение связей полимера), изменение его физико-химического состояния или просто выжигание. Этот тип требует более мощного лазера, чем предыдущий, и работает медленнее, но дает лучшие результаты по качеству, разрешению, повторяемости. Изображение формируется после того, как чувствительное покрытие достигает определенной температуры. Термальную форму невозможно недо- или переэкспонировать. Она точно воспроизводит градацию в соответствии с установленными параметрами тоновоспроизведения. Только так можно получить «жесткую» точку. Сейчас термальная CtP-технология является наиболее точной и подходящей для высоколиниатурного и стохастического растрирования, поэтому широко распространена в коммерческой печати. Поскольку для экспонирования любых видов термальных пластин требуются высокая мощность и «длительное» воздействие лазера, проектировщики размещают пластину и экспонирующую лазерную головку максимально близко к друг другу. Это объясняет популярность CtP-устройств с внешним барабаном от Creo, ECRM, Fuji, Heidelberg, Screen и др. Но есть положительные примеры и систем с внутренним барабаном — Agfa, Lu..scher и др.

Пионером в разработке и производстве термальных пластин стала фирма Kodak Polychrome Graphics. Сначала они требовали термообработки перед процессом проявления для окончательного преобразования термочувствительного покрытия и завершения формирования изображения, созданного лазером. Этот этап не сложен, но требует времени, энергии и специального устройства. Плюс строгого согласования скорости конвейера CtP-системы и температуры устройства термообработки, а также защиты от проблем, связанных с потерей изображения или образованием тумана из частиц испарившегося термополимера. Пластины, требующие предварительной термообработки, предлагаются некоторыми производителями и сейчас. Но основные усилия направлены на разработку пластин, не требующих предварительной термообработки. Доступны около трех десятков марок пластин, которые проявляются сразу же после записи изображения. Обработка может производиться не сразу после экспонирования, но время хранения пластин между экспонированием и проявлением не должно превышать 6-8 часов.

Для обработки применяются щелочные проявители, совместимые с традиционным позитивным процессом, но в более высокой концентрации и при тщательном соблюдении рекомендаций производителя относительно использования регенерирующих добавок.

Тиражеустойчивость, по заявлению производителей, составляет 100-150 тыс. отт., термообработка увеличивает количество до 1-1,5 млн отт. Но нужно учитывать, что в условиях реального производства тиражеустойчивость определяется не только качеством самой формы (это относится ко всем типам пластин), а зависит от качества бумаги (пылящая, непылящая), краски и резинотканевого полотна, состояния печатной машины, жесткости накатных валиков. Например, UV-краски агрессивны для любых форм, поэтому для них рекомендуется термообработка.

Основная масса CtP-пластин — монометаллические, изготовленные из электрохимически зерненного и анодированного алюминия, идентичного используемому для традиционных пластин. Поэтому цифровые офсетные формы взаимодействуют с увлажняющим раствором, как и традиционные. Аналогично и красковосприятие печатающих элементов, но серебросодержащие формы воспринимают краску немного хуже. Поскольку большинство полиграфических предприятий при переходе на CtP используют параллельно две технологии изготовления форм, стандарт поведения пластин на печатной машине необходим и очень важен. Никакой печатник не захочет значительно перенастраивать машину, менять химикаты и краски каждый раз, когда производится замена пластины, изготовленной традиционным способом, на выведенную по технологии CtP.

Доминирует в современных термальных CtP-системах ИК-лазер с длиной волны 830 нм. Пластины для него предлагает более десятка фирм (Agfa, FujiFilm, Ipagsa, Kodak, Lastra, Mitsubishi, Presstek, PDI, Southern Lithoplate, Spectratech, Toray и др.). Для оборудования, оснащенного лазером 1064 нм, формные материалы производят только Agfa и Mitsubishi.

Биметаллические термальные пластины

Есть интересные разработки и в области биметаллической технологии. Американская фирма Printing Developments, Inc. (PDI) предлагает CtP-пластины Prisma, состоящие из термочувствительного (830 нм) полимера, нанесенного на покрытое медью основание из алюминия или стали.

Медь уже много столетий известна как наилучший материал для печати. Это олеофильный металл, отлично воспринимающий и переносящий краску. Еще Рембрандт создавал гравюры, используя покрытые медью клише. Совместимость ее с краской подобна притягивающимся магнитам, но на молекулярном уровне. Полимеры, выполняющие роль печатающих элементов в монометаллических пластинах, воспринимают краску значительно хуже. Биметаллические формы позволяют печатать быстрее, лучше держат баланс «краска/вода», способствуют снижению расхода краски и отходов бумаги. Они не требуют никакой термообработки, имеют тиражеустойчивость до 2 млн оттисков, и невосприимчивы к воздействию агрессивных красок (например, UV). Кроме того, пластины на стальной основе намного прочнее алюминиевых и могут эффективно использоваться для повторной печати без риска перелома по загибу клапана.

Термальные пластины, не требующие обработки

К интересным разработкам в области термальной CtP-технологии относятся пластины, не требующие химической обработки (processless). Их производят Agfa, Asahi, Fujifilm, Presstek и Toray. Такие пластины можно условно разделить на две группы: аблативные и неаблативные.

Аблативные пластины

Первым разработчиком и производителем стала компания Presstek, технология которой применяется на офсетных машинах класса Direct Imaging: Heidelberg DI, Karat и Sakurai DI и др., где используется рулонный формный материал на полиэфирной или алюминиевой основе.

Для экспонирования в системах CtP предлагаются аблативные пластины на алюминиевой основе. Лазерный луч удаляет (выжигает) покрытия с пробельных или печатающих участков в зависимости от типа пластины (негативная, позитивная) и обнажения поверхности основы, выполняющей их функцию. Остатки разрушенного термочувствительного покрытия удаляются после экспонирования сжатым воздухом или вращающейся щеткой. И никакой химической обработки — пластины просто промываются водой при установке на печатную машину.

Но по сравнению с обычными термальными нужны большие затраты энергии. Если обычные работают медленнее, чем пластины видимого спектра, и требуют большей мощности лазера, то все аблативные еще «медленнее».

Для печати без увлажнения («сухого» офсета) фирма Presstek предлагает аблативные пластины PearlDry. Многослойная «конструкция» состоит из алюминиевой основы, на которую нанесен слой полимера, затем термочувствительный аблативный слой и верхний олеофобный. Луч лазера в процессе негативного экспонирования прожигает два верхних слоя и обнажает полимерный, формируя печатающие элементы. Оставшийся (неэкспонированный) верхний слой, обладающий олеофобными свойствами, в процессе печати выполняет функцию пробелов (не воспринимает краску).

Интересна пластина Presstek Anthem для офсетной печати с увлажнением. В ее структуре использован гидрофильный керамический слой, отделяющий материал аблатива от металла основы и имеющий лучшие гидрофильные свойства, чем электрохимически зерненный и анодированный алюминий. Это увеличивает селективность пластины и уменьшает зависимость от концентраций IPA в увлажнении. На печатной машине Presstek Anthem требует меньшего количества воды и дает более насыщенные оттиски без эмульгирования красок. Градационные характеристики Presstek Anthem соответствуют обычным предварительно-очувствленным пластинам. При линиатуре 200 lpi воспроизводятся растровые точки в диапазоне 2-98%. Тиражеустойчивость — до 100 тыс. оттисков.

Больше всего ограничивает использование аблативных пластин то, что экспонирующие CtP-системы должны быть оснащены устройствами извлечения отработанных продуктов аблатива. Это несложно в устройствах с внешним барабаном, но реализовать конструкцию с внутренним барабаном существенно труднее.

Неаблативные пластины

Неаблативная технология обеспечивает более эффективный способ изготовления форм, поскольку не требует никакой обработки. У неаблативных пластин чувствительное покрытие под воздействием излучения лазера изменяет свое физическое состояние.

Agfa предлагает Thermolite Plus — неаблативную пластину, которая выдерживает тиражи до 100 тыс. отт., имеет диапазон воспроизведения градации 1–99% при линиатуре 200 lpi и не требует никакой обработки: ни химической, ни физической. Покрытие Thermolite Plus содержит термопластичные частицы, которые под воздействием излучения ИК-лазера расплавляются и прочно закрепляются на металлической основе, формируя печатающие элементы. После установки на печатную машину неэкспонированное покрытие на пробельных участках размягчается увлажняющим раствором, отделяется от поверхности пластины за счет липкости краски и удаляется вместе с первыми макулатурными листами. Никакие специальные краски или увлажняющие растворы при этом не нужны.

Toray Industries предлагает Waterless Plate — неаблативную пластину для офсетной печати без увлажнения (алюминиевая основа, термочувствительный и верхний силиконовый слои).

Традиционные пластины для нетрадиционных решений

Предварительно-очувствленные пластины со светочувствительным слоем на основе ОНХД, чувствительные к излучению UV-зоны (360–420 нм), выпускаются много лет и стали привычным атрибутом любой офсетной типографии. Стоимость их пока ниже, чем CtP цифровых, поэтому неудивительны попытки производителей оборудования «приспособить» их под CtP-процесс. К диапазону чувствительности традиционных пластин подходит излучение фиолетового лазера (400–410 нм), но из-за невысокой мощности (5, 30 мВт) он может использоваться только теоретически, ведь для экспонирования потребуется примерно 200 часов!

Но применение традиционных пластин в CtP-процессе все же возможно. Например, в планшетных устройствах basysPrint, оснащенных ламповыми источниками УФ-излучения.

Существует и «нетрадиционная» CtP-технология, когда широкоформатный струйный принтер наносит на поверхность пластины позитивное изображение, непрозрачное для УФ-излучения. После этого пластина экспонируется в копировальной раме и обрабатывается обычным образом. Технология, конечно, не обещает результатов высокого качества, но вполне подходит для оперативной полиграфии или печати газет.

Контроль качества

CtP-процесс — сложное оптическое и физико-химическое преобразование формного материала — нуждается в постоянном контроле, гарантирующем, что изготовленные формные пластины соответствуют требованиям и нормам качества, принятым в полиграфии.

Ugra/Fogra предлагает для контроля CtP-процесса специальную шкалу Digital Plate Control Wedge для оценки точности настройки оборудования и установки оптимальных режимов экспонирования и обработки форм. Шкала состоит из четырех файлов (для желтой, голубой, пурпурной и черной красок), содержащих пять групп элементов контроля разрешающей способности, геометрической стабильности, точности воспроизведения позитивных/негативных микролиний и растровых точек во всем диапазоне градации.

Заключение

Эффективность и пригодность любой технологии определяется результатами, которые она позволяет получить. Выбор и приобретение оборудования происходит один раз, а технология и материалы потом используются изо дня в день. И очень важно, чтобы они отвечали реальным требованиям производства по качеству, себестоимости, производительности и безопасности. И желательно не только требованиям сегодняшнего дня…

Об авторе: Елена Буларга (boularga@poptsov.ru) — главный технолог полиграфического комплекса «Пушкинская площадь».

Схема изготовления серебросодержащей формы

1. Экспонирование
В процессе позитивного экспонирования лазер активизирует частицы галогенида серебра на участках, соответствующих пробельным элементам. Неэкспонированные частицы серебра после химического взаимодействия с проявителем формируют изображение.

2. Проявление
В процессе проявления экспонированные (активизированные) частицы галогенида серебра закрепляются в слое эмульсии. Неэкспонированные частицы остаются очень мобильным и способными к диффузии.

3. Диффузия
На стадии диффузии неэкспонированные ионы серебра перемещаются из слоя эмульсии через барьерный слой к алюминиевой основе и формируют печатающие элементы

4. Промывка
После того, как формирование изображения произошло полностью, эмульсия и растворимый в воде барьерный слой полностью удаляются. На металлической основе формы остаются только печатающие элементы.

Схема изготовления фотополимерной формы

1. Экспонирование
В процессе экспонирования излучением лазера 488 или 532 нм, области изображения (негативный процесс) происходит полимеризация, делающая фотополимерное покрытие нерастворимым.

2. Термообработка
Нагревание усиливает процесс полимеризации начатый при экспонировании и гарантирует что все области изображения полностью укреплены.

3. Предварительная промывка
В процессе предварительной промывки смывается защитное покрытие, после чего пластина готова к проявлению.

4. Проявление
Проявитель удаляет покрытие с неэкспонированных пробельных участков. На металлической основе остаются только заполимеризовавшиеся печатающие элементы.

Схема изготовления термальной формы

1. Экспонирование
Под воздействием ИК излучения, в процессе позитивного экспонирования, происходит преобразование чувствительного слоя, в результате чего он становится растворимым в щелочном проявителе.
Неэкспонированные участки остаются нерастворимыми, и в процессе проявления «работают» как маска, т.е . закрывают печатающий слой от воздействия проявителя.

2. Проявление
Обработка в щелочном проявителе удаляет оба слоя на участках, которые были экспонированы лазером.

3. Гуммирование
Пластина изготовлена и покрыта гуммирующим раствором.

Схема обработки биметаллических пластин

1. Экспонирование
Для пластины Prisma используется ИК-лазер (830 нм) с установкой мощности 180 мДж/см². Лазер экспонирует область пробелов (позитивный процесс), при этом связи полимера разрушаются, и он становится растворимым.

2. Проявление
Удаляются части покрытия, экспонированные лазером.

3. Травление
Химическая обработка растворяет медь на тех участках, где полимер был удален в процессе проявления. Если необходимо, медная точка может быть уменьшена на 0-12 мкм.

Структура пластины PearlDry

Схема работы пластины Toray Waterless Plate

1. Экспонирование — позитивный процесс. Под воздействием ИК-излучения термоактивные компоненты чувствительного слоя расплавляются и соединяются с верхним силиконовым слоем.

2. Перед установкой на печатную машину поверхность формы увлажняется водой, при этом на неэкспонированных участках сцепление верхнего (силиконового) слоя с полимерным ослабляется.

3. На печатной машине ослабленное покрытие снимается краской и удаляется с первыми приладочными листами.