|
|
"Świat Druku" - miesięcznik
Archiwum
Rok 2004
Listopad
Płyty foto- i termoczułe dla technologii od komputera do formy offsetowej. Część II
|
Płyty termoczułe
Płyty termoczułe, jak sama nazwa wskazuje, są czułe na promieniowanie termiczne (podczerwone). Nieraz w literaturze spotyka się nieprawidłowe nazwy (bezpośrednio tłumaczone z języka angielskiego), takie jak: „płyty termiczne” lub „termalne” (chociaż nie są ciepłe). Płyty termoczułe zostały wprowadzone dopiero kilka lat temu.
Płyty termoczułe naświetla się w naświetlarkach bębnowych zewnętrznych oraz w naświetlarce wewnętrznej z obrotowym cylindrem firmy Lüscher [6]. Zazwyczaj są stosowane diody laserowe podczerwone 830 nm, a bardzo rzadko droższe lasery Nd:YAG. Najczęściej są stosowane listwy naświetlające z wieloma scalonymi diodami laserowymi, które tworzą jedno, stosunkowo silne źródło laserowe. Uzyskane promieniowanie laserowe jest roz-szczepiane na pojedyncze promienie, które po modulacji naświetlają płytę z warstwą laseroczułą.
|
Podział płyt termoczułych
Płyty i folie offsetowe termoczułe dzieli się (rys. 3) na płyty z obróbką chemiczną (I generacji) oraz płyty i folie bez obróbki chemicznej (II generacji). Płyty I generacji dzieli się na:
• płyty aluminiowe z warstwami termoutwardzalnymi, które z kolei dzieli się na:
– płyty bez wygrzewania przed wymywaniem
– płyty z wygrzewaniem przed wymywaniem
• płyty aluminiowe z warstwami termorozpuszczalnymi, które dzieli się na:
– płyty bez wygrzewania przed wymywaniem
– płyty z wygrzewaniem przed wymywaniem
• płyty aluminiowe z warstwą fotorozpuszczalną i termomaską.
Płyty II generacji dzieli się na:
• płyty aluminiowe i folie poliestrowe z warstwami termorozkładalnymi
– z rozkładem warstwy oleofobowej (hydrofilowej)
– z rozkładem warstwy oleofilowej
• płyty aluminiowe z warstwami termotopliwymi
• płyty z termicznym rozkładem mikrokapsułek
• płyty aluminiowe z warstwami termohydrofilowymi.
Płyty termoczułe I generacji
Płyty aluminiowe z warstwami termoutwardzalnymi
Warstwy termoutwardzalne pod wpływem promieniowania laserowego podczerwonego tracą swą rozpuszczalność w określonym roztworze wymywającym.
Płyty aluminiowe z warstwą termo-utwardzalną (zwane również płytami negatywowymi) dzielą się na płyty wymagające wygrzewania przed wymywaniem oraz płyty nie wymagające wygrzewania. Te ostatnie są coraz chętniej stosowane.
Technologia obróbki tych płyt obejmuje następujące etapy:
• naświetlanie laserowe, w czasie którego rozpoczyna się proces sieciowania stosowanych polimerów
• ewentualne wygrzewanie w temperaturze 120oC, w czasie którego jest kontynuowany proces sieciowania rozpoczęty podczas naświetlania
• wymywanie nienaświetlonych elementów, najczęściej za pomocą alkalicznych roztworów wodnych, a tym samym odsłanianie hydrofilowego podłoża aluminiowego
• spłukiwanie wodą
• suszenie.
Aktualne zestawienie produkowanych płyt z warstwami termoutwardzalnymi podano w tabeli 3.
Płyty aluminiowe z warstwami termorozpuszczalnymi
Warstwy termorozpuszczalne (zawierające najczęściej żywice fenolowo-formaldehydowe) pod wpływem promieniowania laserowego podczerwonego stają się rozpuszczalne w określonym roztworze wymywającym, najczęściej w alkalicznych roztworach wodnych.
Płyty aluminiowe z warstwami termorozpuszczalnymi dzielą się na wymagające wygrzewania przed wymywaniem oraz nie wymagające wygrzewania. Płyty z wygrzewaniem obecnie już nie są produkowane.
Technologia obróbki tych płyt obejmuje następujące etapy:
• naświetlanie laserowe
• wymywanie elementów naświetlonych w alkalicznych roztworach wodnych
• płukanie
• suszenie
• zagumowywanie.
Aktualne zestawienie produkowanych płyt podano w tabeli 4.
Zaletą płyt z warstwami termoutwardzalnymi i termorozpuszczalnymi jest możliwość wygrzewania większości płyt, dzięki czemu nadają się one również do drukowania farbami UV oraz do drukowania na bardzo szorstkich podłożach [6]. Płyty termoczułe I generacji stanowią obecnie około 50% wszystkich płyt stosowanych w technologii od komputera do formy drukowej.
Płyty aluminiowe z warstwą fotorozpuszczalną i termomaską
Płyty te były stosowane w latach dziewięćdziesiątych i zostały opisane w artykule „Płyty offsetowe z warstwami termoczułymi dla technologii od komputera do formy drukowej” [2]. Obecnie są stosowane tylko w tych zakładach, które kilka lat temu zakupiły odpowiednie urządzenia do ich obróbki.
Płyty termoczułe II generacji
Płyty termoczułe II generacji po naświetleniu nie wymagają obróbki chemicznej i otrzymuje się gotowe formy drukowe. Nieraz należy tylko usunąć z nich za pomocą ssawki podciśnieniowej lub/i za pomocą wody, ewentualnie z dodatkiem mydła, proszek powstały w czasie naświetlenia. Zestawienie tych płyt podano w tabeli 5.
Płyty i folie z warstwami termorozkładalnymi
W płytach z warstwami termorozkładalnymi pod wpływem podczerwonego promieniowania laserowego następuje rozkład warstwy hydrofilowej (oleofobowej) lub oleofilowej. Płyty termorozkładalne są nieraz niesłusznie nazywane „płytami ablacyjnymi”, co jest wyrażeniem żargonowym utworzonym na podstawie słowa angielskiego i nie oddaje istoty zachodzących procesów.
Płyty termorozkładalne dzielą się na:
• płyty, które na podłożu poliestrowym lub aluminiowym z warstwą oleofilową mają (nie przyjmującą farbę) warstwę oleofobową lub hydrofilową, która rozkładana przez laser odsłania elementy drukujące (płyty te są zwane również nega-tywowymi)
• płyty, które na podłożu lub warstwie hydrofilowej mają warstwę oleofilową, która rozkładana przez laser odsłania hydrofilowe elementy niedrukujące (płyty te są zwane również pozytywowymi).
Ponieważ miejsc oleofilowych (rysunku drukującego) jest zazwyczaj mniej niż miejsc hydrofilowych (niedrukujących), czas termorozkładu warstwy hydrofilowej (na płycie negtatywowej) jest zawsze krótszy niż czas termorozkładu warstwy oleofilowej (na płycie pozytywowej).
Płyty z termorozkładem warstwy oleofobowej lub hydrofilowej
W płytach tych warstwa oleofobowa (nie przyjmująca farby drukowej) lub hydrofilowa zostaje rozłożona przez promieniowanie lasera podczerwonego. Do tej grupy płyt należą:
• płyty aluminiowe Pearl Dry firmy Presstek, do drukowania bez nawilżania, opisane w artykule „Płyty offsetowe z warstwami termoczułymi...” [2]
• płyty Applause
• płyty CTP firmy Fujifilm.
Na podłożu aluminiowym płyt Presstek Applause znajduje się warstwa poliestru, na której z kolei jest warstwa oleofilowa, a na niej warstwa hydrofilowa policeramiczna, pokryta warstwą ochronną rozpuszczalną w wodzie.
Czułość widmowa termoczułej warstwy policeramicznej wynosi 800–1200 nm i dlatego nadaje się ona do naświetlania diodą podczerwoną i laserem Nd-YAG. Promieniowanie laserowe przenika przez warstwę ochronną, rozkłada hydrofilową warstwę policeramiczną i odsłania elementy oleofilowe. Warstwa ochronna wraz z rozłożonymi cząstkami warstwy policeramicznej jest rozpuszczalna i dlatego zostaje usunięta w roztworze nawilżającym w maszynie offsetowej.
Odmianą płyty Applause jest tańsza folia na podłożu poliestrowym (bez aluminium) – pozostałe warstwy są identyczne [23].
Firma Presstek do wyrobu swoich płyt stosuje aluminium tylko jako materiał konstrukcyjny, a nie jako materiał hydrofilowy [23]. Warstwą hydrofilową jest zawierająca tlenki cyrkonu warstwa poli-ceramiczna, która w porównaniu z warstwą tlenku aluminium charakteryzuje się mniejszą ziarnistością powierzchniową przy jednocześnie lepszej hydrofilowości.
Dobra hydrofilowość elementów niedrukujących zmniejsza możliwość tonowania formy w czasie drukowania, umożliwia szybkie ustalenie równowagi farbowo-wodnej, a także stwarza możliwość drukowania z mniejszym stopniem nawilżania, co zmniejsza możliwość emulgowania farby, a tym samym zwiększa ilość przenoszonej farby, dzięki czemu można uzyskać odbitki o większej intensywności, oraz zmniejsza ujemne oddziaływanie roztworu nawilżającego na zadrukowywane podłoże.
Płyty Applause stosuje się do drukowania z dotychczas stosowanymi roztworami nawilżającymi.
Firma Fujifilm opracowuje własną płytę termorozkładalną (bardzo podobną do płyty Applause), przy czym termin uruchomienia produkcji dotychczas nie został podany.
Płyty i folie z termorozkładem warstwy oleofilowej
Przykładem są tutaj płyty aluminiowe Anthem firmy Presstek, które na podłożu aluminiowym lekko ziarnowanym oraz anodowo utlenionym mają mikroporowatą warstwą policeramiczną z tlenkami cyrkonu, o grubości 1,5 mm, o bardzo dobrej hydrofilowości (patrz płyty Applause). Na warstwie policeramicznej znajduje się czarna warstwa węglowa (sadzy), pokryta warstwą oleofilową (o grubości 0,25 mm).
Promień laserowy przenikając przez warstwę oleofilową rozkłada czarną warstwę węglową wraz z warstwą oleofilową, odsłaniając hydrofilowe podłoże. Powstały pył usuwa się odpowiednim urządzeniem wyciągowym, co jest zupełnie wystarczające przy drukowaniu czarno-białym. Przy drukowaniu wielobarwnym należy ewentualne resztki czarnego pyłu zmyć wodą.
Płyta w normalnym procesie produkcyjnym nie wymaga gumowania, które jest stosowane tylko przy długotrwałej archiwizacji płyt. Tak jak dla wszystkich płyt termoczułych, przyrost punktu drukującego w czasie laserowego napromieniowania jest nieznaczny. Można drukować za pomocą wszystkich farb offsetowych, w tym również wodorozcieńczalnych i fotoutwardzalnych.
Ze względu na występowanie cienkiej warstwy oleofilowej oraz naświetlanie laserem podczerwonym uzyskuje się wysoką rozdzielczość i dlatego zakres reprodukcji wynosi 1–99%.
Przed drukowaniem płytę zwilża się roztworem nawilżającym i dopiero po 10–15 sekundach dostawia się układ farbowy, co umożliwia dobre „związanie” roztworu nawilżającego przez warstwę policeramiczną. Nie stwierdzono negatywnego wpływu czasu, jaki upływa pomiędzy laserowym naświetlaniem i rozpoczęciem drukowania, na właściwości formy drukowej. Pył powstały z rozłożonej warstwy węglowej i oleofilowej można usunąć za pomocą wyciągów z odpowiednimi filtrami.
Formy z płyt Anthem stosuje się do drukowania z dotychczas stosowanymi roztworami nawilżającymi.
Firma Presstek do obróbki swych płyt oferuje trzy modele naświetlarek różniące się wymiarami stosowanych płyt (maksymalny: 793×1118 mm). Naświetlarki pracują z wydajnością do 20 form/godz. przy rozdzielczości 2540 dpi. Mogą pracować przy świetle dziennym. Są zaopatrzone w urządzenie do automatycznego wykrawania wycięć do mocowania płyt w maszynie offsetowej. Urządzenia do płyt Anthem mają dodatkowo sekcję do mycia płyt za pomocą wody [21].
Podobnie działa płyta Freedom firmy AB Dick. Rozłożone elementy wraz z czarnymi cząstkami węgla wymywa się za pomocą ciepłej wody przy użyciu szczotek. Naświetlarka DPM Vector TX52 firmy AB Dick jest połączona z urządzeniem do usuwania naświetlonych elementów. Wodę oraz filtry do pochłaniania cząstek węgla wymienia się co trzy tygodnie. Zanieczyszczony roztwór nie wymaga utylizacji.
Płyty termotopliwe
Płyty Thermolite i Azura firmy Agfa [26] mają na podłożu aluminiowym ziarnowanym i anodowo utlenianym rozpuszczalną w wodzie warstwę z dyspergowanymi termotopliwymi mikrokapsułkami. Pod wpływem promieniowania lasera podczerwonego 830 nm mikrokapsułki ogrzewając się do około 100oC topią się i mocno wiążą się tlenkiem podłoża aluminiowego. Jednocześnie naświetlone elementy tracą swą rozpuszczalność w wodzie tworząc oleofilowe elementy drukujące. Płyty Azura następnie zagumowuje się, przy czym roztwór gumujący wymywa elementy, które nie zostały naświetlone i nadal są rozpuszczalne w wodzie. Płyty Thermolite nie wymagają zagumowywania i elementy nienaświetlone usuwa się w maszynie drukującej. Proces drukowania rozpoczyna się od przystawienia układu nawilżającego do formy drukowej. Pod wpływem wody roztworu nawilżającego następuje spęcznienie nienaświetlonych elementów warstwy termotopliwej. Następnie przez maszynę przepuszcza się dwa arkusze makulatury, na które przechodzą spęczniałe elementy i następuje odsłonięcie hydrofilowych elementów niedrukujących. Elementy naświetlone o właściwościach oleofilowych pozostają na płycie i po przystawieniu układu farbowego przekazują farbę na obciąg gumowy, a z niego na zadrukowywane podłoże. Można stosować tradycyjne roztwory nawilżające z alkoholem izopropylowym lub bez niego. Drukuje się za pomocą zwykłych farb offsetowych.
Płyty z termicznym rozkładem mikrokapsułek
Płyty Thermal CtP firmy Asahi mają na podłożu aluminiowym polimerową warstwę hydrofilową, w której są zawieszone mikrokapsułki w otoczce pochłaniającej promieniowanie podczerwone. Pod wpływem promieniowania lasera podczerwonego (830 nm) mikrokapsułki pękają, a wypływający płyn oleofilizuje elementy naświetlone, które tym samym tworzą elementy drukujące. Nienaświetlone elementy zachowują swe pierwotne właściwości hydrofilowe. Płyty nie wymagają żadnej obróbki chemicznej ani spłukiwania formy wodą. Drukuje się z roztworem nawilżającym. Dotychczas nie są publikowane informacje o właściwościach płyt przy drukowaniu na skalę przemysłową.
Płyty z warstwą termohydrofilową
Warstwy termohydrofilowe pod wpływem naświetlania laserem podczerwonym zmieniają swe właściwości oleofilowe na hydrofilowe i nie wymagają żadnej obróbki chemicznej ani mechanicznej. Firma Creo produkuje płyty aluminiowe Clarus PL.
Firma AB Dick produkuje płytę aluminiową Vector 52 Metal CTP, którą obecnie sprzedaje tylko w USA [23].
Prawdopodobnie płyty Thermal Direct Non Process firmy Kodak-Polychrome Graphics (KPG) mają warstwę termohydrofilową. Ponieważ po naświetleniu nie widać obrazu, są obecnie stosowane tylko w technologii od komputera do maszyny offsetowej.
Zalety i wady płyt termoczułych
Do zalet płyt z warstwą termoczułą należą:
• niewrażliwość na działanie światła widzialnego (do obróbki płyt nie jest potrzebna ciemnia
– urządzenia do naświetlania i ewentualnej obróbki płyt można ustawić nawet obok maszyny drukującej w jasno oświetlonym pomieszczeniu, ale bez bezpośredniego oddziaływania promieni słonecznych)
• stosunkowo wysoka rozdzielczość, podobnie jak przy warstwach fotodyfuzyjnych [7], umożliwiająca uzyskanie zakresu reprodukcji rastrowej od 1 do 99% [11]
• możliwość termicznego hartowania płyt w celu podniesienia wysokości nakładów
• możliwość drukowania agresywnymi farbami, np. fotoutwardzalnymi (UV)
• możliwość uzyskania ostrego punktu rastrowego.
Zmiany termochemiczne warstwy pod wpływem naświetlania laserem podczerwonym następują dopiero po przekroczeniu określonej temperatury, a zbyt wysoka temperatura nie zmienia wielkości punktu rastrowego. Dzięki temu na formie drukowej otrzymuje się ostry punkt bez otoczki, a w czasie naświetlania nie zachodzi zmiana wielkości elementów drukowych, co umożliwia otrzymanie dobrej reprodukcji najdrobniejszych elementów, np. rastrów stochastycznych lub rastrów klasycznych o stopniu pokrycia powierzchni od 1 do 99%.
Ponadto ostry punkt rastrowy o jednakowej grubości (bez cieńszej otoczki) umożliwia uzyskanie powtarzalnych odbitek w czasie drukowania całego nakładu, gdyż nie następuje stopniowe zniszczenie otoczki punktu drukowego.
Brak otoczki punktu umożliwia szerokie stosowanie rastrów stochastycznych (częstotliwościowych), które przy naświetlaniu konwencjonalnych płyt offsetowych miały ograniczony zakres stosowania, ponieważ znacznie dłuższa linia brzegowa drobnych elementów stochastycznych powodowała w czasie naświetlania znaczne zmiany stopnia pokrycia powierzchni. Prawidłowe zastosowanie rastrów stochastycznych likwiduje zjawisko mory, podnosi jakość odbitek, a przy wznowieniach nakładu umożliwia uzyskiwanie powtarzalnych odbitek. Obecnie dopuszczalna zmiana wielkości punktów rastrowych w tonach średnich nie przekracza +/–2% przy gęstości rastra = 80 pkt/cm [14].
Dodatkowe zalety płyt II generacji to:
• brak obróbki chemicznej, a tym samym oszczędność na roztworach do wymywania i ewentualnej dalszej obróbki oraz wyeliminowanie procesu technologicznego, który może być przyczyną powstawania różnych błędów [8]
• brak konieczności utylizacji roztworów do obróbki chemicznej, które należy gromadzić w specjalnych pojemnikach, gdzie następuje neutralizacja stosunkowo alkalicznych roztworów
• wyeliminowanie robocizny potrzebnej do przygotowania roztworów chemicznych i czyszczenia pojemników poszczególnych roztworów w urządzeniach do obróbki płyt
• mniejsza powierzchnia robocza, ponieważ nie są stosowane urządzenia do obróbki chemicznej.
Do wad płyt z warstwami termoczułymi II generacji w porównaniu do płyt z warstwami fotoczułymi należą:
• niższa laseroczułość – do naświetlania są potrzebne lasery podczerwone o większej mocy (około 1 W) [8], które niestety są mniej trwałe
• konieczność naświetlania w naświetlarkach bębnowych zewnętrznych, które są droższe od naświetlarek wewnętrznych i płaskich
• wyższa cena płyt z warstwami termoczułymi w porównaniu do płyt z tradycyjnymi warstwami fotoczułymi – o około 80% [8].
Z tych względów płyty termoczułe II generacji są stosowane przede wszystkim w technologii od komputera do maszyny drukującej. Natomiast w technologiach od komputera do formy drukowej obecnie są stosowane jeszcze w stosunkowo małym zakresie [8].
Uwzględniając wyższe koszty naświetlarek i płyt przy niższych kosztach robocizny i nie występowaniu kosztów materiałów do obróbki płyt termoczułych firma Presstek porównała koszty wykonania form z płyt II generacji w naświetlarce bębnowej zewnętrznej z kosztami płyt fotoutwardzalnych naświetlonych diodą fioletową i stwierdziła, że dopiero przy obróbce 7–8 tys. m2 w ciągu roku technologia z płytą termoczułą II generacji jest tańsza niż technologia z płytami fotoutwardzalnymi [8].
Ceny wszystkich płyt termoczułych będą wraz z wzrostem ich produkcji stopniowo spadały.
Literatura
1. M. Czichon, H. Czichon: Płyty offsetowe z warstwami fotoczułymi dla technologii od komputera do formy drukowej, „Świat Druku” nr 10 (1998), s. 36–45.
2. M. Czichon, H. Czichon: Płyty offsetowe z warstwami termoczułymi dla technologii od komputera do formy drukowej, „Świat Druku” nr 11 (1998), s. 44–51.
3. M. Czichon, H. Czichon: Płyty offsetowe z warstwami fotoprzewodzącymi dla technologii od komputera do formy drukowej, „Świat Druku” nr 12 (1998), s. 46–52.
4. H. Czichon, M. Czichon: Technologia od komputera do formy offsetowej na podłożu poliestrowym, „Świat Druku”, nr 6 (2004), s. 24–31.
5. T. Hoffmann-Walbeck: Lehrbuch Digitale Druckformherstellung. Dpunkt Verlag. Heidelberg 2004.
6. G. Bregel: Quo vadis? – Wel-chen Weg nimmt die Druckplatte, „Druckspiegel”, cz. I nr 11–12 (2004) s. 20–23, cz. II nr 13 (2004), s. 22–29.
7. B. Brombach: Die digitale Plattenbelichtung heute und morgen, „Druckspiegel”, nr 2 (2004), s. 15–18.
8. E. Friemel: Kostengünstiges CTP jetzt auch für das Mittelformat, „Druckspiegel” nr 2 (2004), s. 19–20.
9. Erfolgsbilanz für Computer to Polyesterplate, „Druckspiegel” nr 4 (2003), s. 23.
10. Thermo-CTP gibt der Zeitung eine Zukunft, „Druckspiegel” nr 11 (2003), s. 19–22.
11. E. Friemel: Druckplatten als Einflussfaktoren bei CTP-Investitionen, „Druckspiegel” nr 6 (2004), s. 25–26.
12. E. Friemel: Computer-to-Plate als ein Drupa-Highlight, „Druckspiegel” nr 6 (2004), s. 17–23.
13. E. Friemel: Kriterien für die Auswahl von Computer-to-Plate-Systemen, „Druckspiegel” nr 6 (2004), s. 24–25.
14. J. Pengler (KPG): Thermische CTP-Bebilderung Sieger nach Punkten, „Druckspiegel” nr 7–8 (2003), s. 3.
15. E. Friemel: Rekorderarchitekturen, Licht und Wärmequellen und Druckplatten, „Druckspiegel” nr 7–8 (2003), s. 24–27.
16. Silver Digiplate System. Mitsubishi Paper Mills Ltd.
17. M. Czichon, H. Czichon: Technologia od komputera do maszyny offsetowej przy użyciu folii i płyt termoczułych, „Świat Druku” nr 5 (2003), s. 44–48.
18. Informacje firmy Fujifilm
19. Informacje firmy Presstek
20. Informacje firmy Kodak Poly-chrome Graphics
21. J. Vroegop: Presstek Schatz-insel der ‘pfeffer-und salzfreien’ Bildubertragung, „Druckspiegel” nr 12 (2003), s. 13–14.
22. E. Friemel: Trend in der Druck-vorstufe, „Druckspiegel” nr 11 (2004), s. 11–17.
23. T. Hoffmann-Walbeck, S. Riegel: Polymer meets Violet. „Druck&Medien-Magazin” nr 17 (2003), s.20–21.
24. Zufrieden mit Polyester, „Druck&Medien-Magazin” nr 17 (2003), s.22–23.
25. K. Wolf: Fachleute diskutieren: Wie haltbar sind Silberplatten?, „Deu-tscher Drucker” nr 27, s. 12–13.
26. E. Friemel: Druckplatten im Fokus, „Deutscher Drucker” nr 27, s. 14–15.
prof. dr Herbert Czichon
dr Maria Czichon
Instytut Poligrafii Politechniki Warszawskiej
Wynagrodzenie autorskie zostało sfinansowane przez Stowarzyszenie Zbiorowego Zarządzania Prawami Autorskimi Twórców Dzieł Naukowych i Technicznych KOPIPOL z siedzibą w Kielcach, z opłat uzyskanych na podstawie art. 20 ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych.
|
|
|
|
