8. Оборудование для изготовления фотополимерных форм

В последние годы в общем объеме производства значитель­но возросла доля печатной продукции, воспроизводимой с фото­полимерных форм. В качестве фотополимерных материалов применяют твердые или жидкие композиции на металлической подложке или без нее. К фотополимеризующимся материалам относятся твердые или жидкие мономерные, олигомерные или мономерно-полимерные смеси, способные изменять под действи­ем света химическое и физическое состояние. Эти изменения приводят к образованию твердых нерастворимых полимеров.

При изготовлении фотополимерной печатной формы (ФПФ) поток актиничного света, прошедший через прозрачные участ­ки негатива, должен инициировать и обеспечить фотополимери­зацию по всей толщине полимерного слоя формы. Эти засвечен­ные участки фотополимера являются будущими печатающими элементами. Следовательно, основной процесс образования пе­чатающих элементов протекает во время экспонирования и он в основном определяет качество фотополимерноу печатной фор­мы. Рельефная печатная форма получается в последующем про-

цессе — вымывании незаполимеризовавшихся, сохранивших первоначальную растворимость участков формы.

Достоинствами фотополимерных печатных форм являются следующие показатели: высокая разрешающая способность, устойчивый профиль печатающих элементов, быстрота изготов­ления, хорошее восприятие и отдача краски, устойчивость к связующим красок и их растворителям, высокая точность по толщине, хорошие деформационные свойства, высокая стабиль­ность и безвредность процесса изготовления и, наконец, высо­кая тиражестойкость. Все это обеспечивает высокий технико-экономический эффект формно-печатных процессов.

Наиболее распространенными фотополимерными печатными формами являются формы на основе твердых фотополимеризу-ющихся композиций (ТФПК). Поэтому в учебнике рассмотрено в основном оборудование для обработки форм на основе ТФПК.

8.1. Общая технологическая схема изготовления ФПФ

На полиграфических предприятиях страны наиболее широко применяют ФПФ марки «Целлофот», изготовляемые централи­зованно и поступающие в типографии в виде фотополимеризу-ющихся пластин (ФПП), представляющих собой металличес­кую или полимерную подложку с закрепленным на ней фотопо­лимерным слоем (ФПС). Централизация изготовления ФПП по­зволяет нормализовать процесс их получения и тем самым обес­печить оптимальные репродукционно-графические и печатно-технологические характеристики пластин. Изготовленные цент­рализованно ФПП должны соответствовать техническим усло­виям ТУ 6-17-913—77 и ТУ 6-17-1841—81.

Фотополимеризующиеся пластины «Целлофот» имеют мно­гослойное строение (рис. 8.1). Подложка 1 изготовлена из стального хромированного листа толщиной 0,25 мм, покрытого с двух сторон эпоксидным лаком. Толщина покрытия — 6— 8 мкм. Подложка обеспечивает надежное закрепление ФПФ на формном цилиндре печатной машины и гарантирует неизмен­ное расположение печатающих элементов на протяжении всего печатного процесса. Кроме того, стальная подложка позволяет использовать магнитные способы крепления ФПФ в печатной машине, что сокращает простои машины и повышает произво­дительность труда и печатного оборудования.

Нанесенный на пластину как антикоррозийное покрытие эпоксидный лак ЭП-527 одновременно является и противооре-ольным слоем 2 и обеспечивает регулирование отражения УФ-

192

⁷ Зак. 1076

193

л учей от подложки. Чрезмерно интенсивное отражение УФ-лу-чей от подложки вызывают фотополимеризацию в пробельных элементах, что влечет к получению некачественной ФПФ. Од­нако отражение определенной величины играет положительную роль, способствуя получению более широкого основания печата­ющих элементов, что обеспечивает их высокую устойчивость в процессе печатания.

Тиражестойкость ФПФ зависит от надежности и прочности соединения фотополимерного слоя (ФПС) с подложкой. Это

соединение обеспечивается с помощью адгезионного слоя 5, который состоит из фотополимеризующейся клеевой композиции. Толщина адгезионного слоя — 15-f-25 мкм.

Для защиты адгезионного слоя от набухания под воздействием вымыв­ ного раствора служит промежуточный слой 4. Кроме того, промежуточный слой имеет композицию, значительно превышающую тиражестойкость ФПФ. Рис. 8.1. Строение фо- Толщина этого слоя — 8-М 5 мкм.

тополимеризующейся Основной слой ФПП — это фото-

пластины «Целлофот» полимеризующийся слой (ФПС) 5, на

котором формируются печатающие элементы. Основным компонентом этого слоя является ацето-сукцинат целлюлозы, который придает всей ФПК способность растворяться в слабощелочных водных растворах. Толщина ФПС — 400 или 670 мкм в зависимости от применяемого типа печатных машин.

Отечественная промышленность выпускает ФПП двух ви­дов — «Целлофот-2» и «Целлофот-3».

В технологии изготовления фотополимерных форм основ­ными операциями являются процессы копирования негатива на фотополимерный материал в плоском или изогнутом виде и по­следующее вымывание незасвеченных пробельных участков, благодаря чему и создается печатающий рельеф. Общая схема технологического процесса изготовления ФПФ представлена на рис. 8.2.

Форма профиля печатающих элементов зависит от условий экспонирования — интенсивности облучения, источников осве­щения, а также от расстояния между печатающими элемента­ми. Фотополимеризация светочувствительных композиций про­текает под действием лучей той части спектра, которая погло­щается слоем полимеризующейся композиции, а именно в об­ласти 200—250 нм.

194

Операция экспонирования основана на том, что процесс фотополимеризации происходит только в тех участках ФПК, на которые воздействуют УФ-лучи (рис. 8.2, б). В качестве источ­ника УФ-излучения применяются люминесцентные, ртутные и металлогалогенные лампы.

На скорость фотополимеризации ФПП отрицательно влия­ет растворенный в ФПС кислород воздуха. Поэтому для повы­шения светочувствительности ФПП проводят обработку ФПС

а в

Рис. 8.2. Схема технологического процесса изготовле­ния ФПФ:

/ — подложка; 2 — промежуточные слои; 3 — фотополимеризу-ющийся слой; 4 — фотополимер (скрытое изображение, печата­ющий рельеф, печатающие элементы); 5—фотоформа (негатив)

при помощи специальных источников света, под действием ко­торых происходит химическая реакция, связывающая раство­ренный кислород. Фотокондиционирование (рис. 8.2, а) можно проводить и с использованием источников УФ-света, но при этом между ФПС и лампой устанавливают светофильтр, отсе­кающий УФ-область спектра. Фотокондиционирование проводят непосредственно перед экспонированием.

После экспонирования ФПС несет скрытое изображение, которое преобразуется в печатающий рельеф в результате об­работки ФПФ вымывным раствором (0,15%-ный водный раст­вор гидроокиси натрия). Вымывание (рис. 8.2, в) основывается на том, что в процессе фотополимеризации печатающие элемен­ты теряют способность растворяться в вымывном растворе.

П осле проведения операции вымывания полученную ФПФ сушат и подвергают доэкспонированию (рис. 8.2, г) в течение 3—5 мин без негатива. Этим достигается более высокая сте­пень полимеризации и большая ее равномерность по всему объе­му печатающих элементов. В результате печатающие элементы имеют большую твердость и износостойкость, повышается ка­чество печати и тиражестойкость, а также уменьшается дефор­мируемость, в результате чего повышается точность передачи изображения на бумагу.

Для отдельных видов ФПФ дополнительно проводят за­ключительные операции: сушку при повышенной температуре, обработку растворами и др.

В последнее время отечественная промышленность освоила выпуск ФПФ «Гидрофот», для которых процесс вымывания осу­ществляется простой водой.

8.2. Экспонирующие установки

Существующие установки отличаются главным образом конструкцией осветительной камеры и видом источников акти-ничного света. Осветительные установки должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать высокую равномерность освещения по всей площади формы; создавать актиничный по­ток света; не нагревать поверхность ФПФ выше допустимой тем­пературы; обеспечивать удобство фиксации монтажа фотофор­мы на поверхность ФПФ.

Одесским заводом полиграфических машин серийно выпус­кается комплект оборудования, состоящий из экспонирующей установки ФЭФ-65 и вымывной машины ФВФ-65.

В настоящее время в УНИИППе создано второе поколение формного оборудования для изготовления фотополимерных пе­чатных форм «Целлофот» и «Гидрофот». В комплект оборудо­вания входят экспонирующая установка ФЭТ-70 и вымывная машина ФВТ-100. В указанных экспонирующих установках при­меняются люминесцентные лампы марки ЛУФ-80, что позволя­ет обеспечить высокую равномерность освещения, но удлиняет процесс экспонирования.

В современных экспонирующих установках применяют вы­сокоинтенсивные источники облучения точечного или линейного типа. Примером таких источников являются широко распрост­раненные металлогалогенные лампы (МГЛ). Экспонирующие установки на МГЛ более компактны, а главное, обеспечивают высокое качество ФПФ и существенно сокращают процесс экс­понирования.

Одесским заводом полиграфических машин на основе раз­работок НПО «Полиграфмаш» в 1985 г. изготовлены опытные образцы установки модели ФКФ-45, в которой в качестве ис­точника ультрафиолетового излучения применяется отечествен­ная металлогалогенная лампа ДРТИ-3000 мощностью 3 кВт.

Основными узлами современных установок для копирова­ния фотополимерных пластин являются: остов, стол для креп­ления ФПП и негатива; вакуумная система, обеспечивающая плотный контакт негатива с пластиной для копирования; облу­чатель с лампой; отражающие экраны с отражателями; затвор; системы охлаждения МГЛ и поверхности стола; пускорегулиру-ющий аппарат и электрооборудование.

Принципиальная схема установки модели ФКФ-45 пред­ставлена на рис. 8.3. Установка представляет собой аппарат для экспонирования фотополимерных пластин, расположенных на горизонтальном столе, с точечным источником ультрафиоле­тового излучения, помещенным над столом. Станина / является остовом установки, и на ней закреплены основные сборочные единицы и устройства. Она представляет собой сварную конст­рукцию в виде прямоугольного каркаса, выполненного из пусто­телых профилей квадратного сечения. Каркас со всех сто­рон закрыт листовыми щитками, образующими стенки уста­новки.

Стол 2 предназначен для укладки и крепления на нем фото­полимерной пластины и фотоформы. Фотополимерная пластина и фотоформа крепятся при помощи вакуумной системы. Для этого на рабочей поверхности стола расположена система па­зов и отверстий, соединенных с вакуумной системой.

При укладке пластины и фотоформы стол 2 перемещается вперед. При движении стола его ролики перемещаются вначале в пазах направляющих планок, а затем, дойдя до конца пазов, тянут за собой планки, которые движутся между роликами, расположенными на станине.

Сверху пластины и фотоформы накладывается покровная пленка 3, которая закреплена на валике 12, установленном у задней стороны стола 2. Передний край пленки наматывается на валик, который закрепляется по бокам стола 2 у его перед­ней кромки. Пленка покрывает весь полезный формат стола.

В верхней части установки находится осветитель 5, кото­рый предназначен для создания направленного актиничного излучения на фотоформу с фотополимерной пластиной. Осве­титель представляет собой уголковый каркас сварной конст­рукции, обшитый тиснеными алюминиевыми листами. Затвор 6 делит осветитель на две части и состоит из двух шторок, за­крепленных на шарнирном параллелограмме. Механизм затво-

196

197

p a приводится в движение от электродвигателя // через спе­циальный привод.

В верхней части осветителя установлена лампа 7, над кото­рой помещен зеркальный отражатель 8. На осветителе установ­лен вентилятор 9 с заслонкой 10, которая имеет привод от элек-

Рис. 8.3. Схема экспонирующей установки ФКФ-45

тромагнита. Вентилятор 9 предназначен для охлаждения лам­пы 7.

Непосредственно над столом 3 на щитках закреплены от­ражающие экраны 4, которые способствуют равномерности ос­вещения поверхности стола и одновременно уменьшают нагрев боковых стенок установки.

В нижней части установки под столом размещаются элек­трооборудование и вакуумная система 14. Там же размещается вентилятор 13 с соплом для охлаждения покровной пленки, фо­тоформы и фотополимерной пластины. Температура на поверх­ности ФПФ допускается не выше 40 °С. Поверхность стола сни­зу дополнительно охлаждается индивидуальным вентилятором.

Плотный прижим покровной пленки и ФПФ к поверхности стола обеспечивается при помощи вакуума. Вакуумная систе­ма 14 состоит из вакуумного насоса Н, двух ресиверов РС1 и РС2, трех электромагнитных воздухораспределителей PI, P2 и РЗ, двух реле давления РД1 и РД2, вакуумметра В и пневма­тического стола 2.

Вакуумная система позволяет осуществлять двухступенча­тый набор вакуума, что обеспечивает удобство работы операто­ра при укладке ФПП, фотоформы и пленки, а в последующем гарантирует надежный прижим их к поверхности стола.

Вакуумная система работает в следующей последователь­ности. Перед началом работы включают вакуумный насос Н, и при этом в ресивере РС2 создается вакуум не ниже 0,06 МПа, который поддерживается при помощи реле давления РД2 в те­чение всей работы установки.

После укладки на стол ФПП, фотоформы и закатки пленки включают первую ступень вакуума. При этом включаются элек­тромагнитные воздухораспределители Р1 и Р2, в результате чего полость стола 2 соединяется с ресивером РС1 и одновремен­но отключается от атмосферы. Воздухораспределитель Р2 сое­диняет ресиверы РС1 и РС2.

При первой ступени разрежения осуществляют разравнива­ние полиэтиленовой пленки и удаляют вручную воздушные пу­зыри под ней. Когда пленка разровнена, включают вторую сту­пень вакуума. При этом включится воздухораспределитель РЗ и соединит ресивер РС2 с полостью стола. Реле РД1 управляет электромагнитом воздухораспределителя Р2 и настроено на ва­куум 0,02—0,03 МПа. При достижении разрежения в полости стола 2, равного 0,03 МПа, воздухораспределитель Р1 отключа­ется, а при разрежении 0,02 МПа — включается.

По окончании копирования включается «Сброс» и полость стола соединяется с атмосферой, а все приборы возвращаются в исходное положение.

Дозирование времени экспонирования выполняется при по­мощи двух реле времени: основного и дополнительного.

Экспонирование может проводиться с пониженной мощ­ностью (дежурный режим) и с номинальной мощностью (рабо­чий режим). Режим экспозиции выбирают при помощи специ­ального переключателя.

198

199