В последнее время СМИ (особенно электронные) уделяют большое внимание технологии прямого экспонирования офсетных пластин. Достаточно много материалов посвящено беспроцессным формным пластинам, или пластинам, не требующим проявления. Пластина экспонируется в CtP-устройстве, после чего ее можно устанавливать в печатную машину. Такой важный для традиционной технологии этап как химическая обработка после экспонирования теперь исключается. Считается, что это большое технологическое преимущество. Мы попытаемся разобраться, как создаются беспроцессные пластины, каковы их виды и как с ними работать.

Немного истории

Идея создания фототехнических материалов, не требующих химической обработки, время от времени будоражит умы разработчиков. Более десяти лет назад уже были успешные попытки получить фототехническую пленку, не требующую проявки. В частности, компания Polaroid в 1994 г. предложила разработку, которую можно считать прообразом систем термального экспонирования. Коммерческое применение она нашла благодаря сотрудничеству Polaroid с компанией Linotype-Hell (сейчас Heidelberg). Для изготовления фотоформ использовалась пленка Dry Tech film. Принцип работы основан на способности микрочастиц углерода хорошо нагреваться под воздействием лазерного излучения. Пленка состояла из двух слоев полиэфира: на один при помощи специального связующего вещества наносились частицы углерода, а другой защищал от повреждений. При экспонировании лазером частички углерода очень быстро (примерно за 60 нс) разогревались до температуры более 1000°C и прилипали к защитному слою пленки. После этого достаточно было разделить пленку на два слоя, чтобы получить негатив или позитив будущей фотоформы.

Другая не менее интересная технология была воплощена Kodak совместно с компанией Scitex (сейчас Kodak) в производстве фототехнической пленки DryView. Экспонированную пленку нужно было нагреть в специальном устройстве, чтобы на ней проявилось изображение. Так было положено начало работе над новой технологией изготовления форм.

Беспроцессные пластины появились даже раньше беспроцессных фототехнических пленок. Первое коммерческое решение было предложено компанией Heidelberg в машине GTO-DI в 1990 г. Для экспонирования использовался электроискровой метод - специальная матрица электродов, формирующих микроискры, которые повреждают силиконовое покрытие печатной формы. Впрочем, электроискровой метод экспонирования довольно быстро заменили на лазерный. Тогда же и появились первые беспроцессные пластины от компании Presstek для «сухого офсета», в производстве которых применялся так называемый аблятивный метод экспонирования (см. справку). Пробельные элементы защищались силиконовым покрытием. В том месте, где силикон удалялся, обнажался слой пластины (полиэфир), который хорошо воспринимал краску - так получается печатная форма.

Первую современную беспроцессную пластину - Thermolite - создала компания Agfa в 1999 г. В 2000 г. она была представлена на выставке drupa, тогда же начались поставки. Пластина предназначалась для экспонирования в печатных машинах (считалось, что за этой технологией будущее), но ее можно было экспонировать и в любом термальном CtP-устройстве. Компания Heidelberg продавала Thermolite под своей торговой маркой Saphira. Использование этой пластины обеспечило популярность печатной машине Heidelberg Speedmaster 74 DI. Вскоре появилась разработка Thermolite plus - пластина с повышенной тиражестойкостью.

Существующие технологии

Технологии, положенные в основу производства беспроцессных пластин у разных производителей различаются. Прежде всего необходимо разобраться в терминах. Беспроцессными называют достаточно большую группу пластин, но это не совсем верно. Существует несколько принципиальных отличий.

Собственно беспроцессные пластины. После экспонирования не требуется никакой обработки: извлеченную из CtP-устройства пластину можно сразу устанавливать в печатную машину. Есть несколько технологий их изготовления. Первая, уже применяемая в промышленных масштабах, - это технология абляции. Под воздействием лазерного излучения с пластины удаляется часть эмульсии, обнажаются внутренние слои, имеющие другие физико-химические свойства. Эта технология имеет один недостаток - после экспонирования пластину необходимо очистить от остатков не полностью удаленного слоя. Для этого требуется либо отмыть ее вручную, либо очистить в машине увлажняющим раствором. Однако при этом увлажняющий раствор засоряется, или меняются его химические свойства, что приводит к проблемам при печати.
Другая технология заключается в избирательном нанесении на формный материал гидрофобных слоев. Самый простой метод нанесения - струйная печать. Подобные устройства недавно демонстрировались на многих выставках. На алюминиевую пластину в обычном струйном принтере наносятся специальные чернила, формирующие гидрофобный слой. Технология очень проста, но для ее развития качество современной струйной печати не устраивает: нельзя получить стабильную растровую точку достаточно малого размера. А система транспортировки пластины еще не обеспечивает необходимой точности.

Еще один способ нанесения изображения на формный материал - термотрансферный перенос, который лет десять назад применялся в цветных принтерах. По этому принципу работают печатные машины MAN Roland DicoWEB. Есть также технологии нанесения на пластины тонера в специальном «лазерном принтере».

Над прочими технологиями изготовления беспроцессных пластин пока еще экспериментируют в лабораториях. Самой многообещающей можно считать технологию использования переключаемых полимеров (switchable polymer), например, тетрагидропиранил-метилметакрилата. При экспонировании у него ослабляются связи с гидроксидной группой, которая еще больше ослабляется при контакте с водой увлажняющего раствора. В результате экспонированные зоны хорошо воспринимают воду, а неэкспонированные - отталкивают ее. Таким образом, получается офсетная форма. Главное преимущество этой технологии в том, что она позволяет использовать для создания печатной формы любой материал (например, листовой пластик или картон) и делать ее прямо на печатном цилиндре машины (если в ней есть система экспонирования). Для пластин не нужен ни дорогой алюминий, ни какие-либо другие металлы. Есть и минусы: свойства полимера могут меняться (например, при изменении влажности воздуха), он сложно синтезируется и, как следствие, очень дорог. Сейчас идут поиски его аналогов и методов их промышленного синтеза.

Любопытный способ изготовления беспроцессных пластин - так называемая технология «трехслойного материала», напоминающая технологию Dry Tech film. В процессе термального экспонирования термопластичный полимер «припекается» к поверхности алюминия, а не «припеченный» удаляется вместе с покровным слоем. Проявление фактически представляет собой снятие после экспонирования защитного слоя вместе с частью эмульсии. В качестве термопластичного полимера используются самые разные материалы: полиэтилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат, поливинилкарбазол и др.; наиболее подходящим оказался полистирен. Можно ли считать такую пластину беспроцессной или нет - сказать сложно; мы склоняемся к первой точке зрения. Промышленному внедрению этой технологии мешает невысокая тиражестойкость: частицы полимера недостаточно прочно «припекаются» к алюминиевой поверхности.

Существуют технологии, в основе которых лежит термоиндуцируемая обратная солюбилизация. Солюбилизация - это свободное проникновение низкомолекулярного вещества вглубь молекулярных клубков полимера. В данном случае происходит обратный процесс. Высокомолекулярный гидрофобный полимер содержит внутри молекулярных цепочек гидрофильное вещество. Под воздействием лазерного экспонирования часть этого вещества выходит из структуры полимера, после чего он становится гидрофильным. Но разработки в этом направлении только начинаются.

Пластины, не требующие химической обработки. Их ошибочно считают беспроцессными, хотя для их изготовления процесcы проявления требуются, только для этого нужны не химические вещества, а обычная вода. Пластины достаточно промыть водой после экспонирования, и с ними можно работать. К этой подгруппе относятся последние модели аблятивных пластин с более прочным поверхностным слоем: лазер не испаряет его целиком, а лишь многократно ослабляет адгезию к поверхности, после чего экспонированный слой можно смыть. Он состоит из специальных полимеров, содержащих термочувствительные добавки. Самая простая - микрочастицы углерода (обычная сажа). Один из способов экспонировния этих пластин требует использования «самоокисляющихся полимеров», в частности, нитроцеллюлозы. При экспонировании слой как бы «вскипает», а по окончании процесса обработанные участки просто промывают водой. На рынке представлены пластины, созданные именно таким способом.

Пластины с упрощенной химической обработкой. Здесь в качестве проявителя используется специальный водно-органический раствор, похожий на мыльный. Это специальная эмульсия, состоящая из двух несмешивающихся жидкостей: одна из них смывает гидрофильные, а вторая - гидрофобные частицы. В принципе проявлять такие пластины можно и в чистой воде, но в растворе это происходит во много раз быстрее.

Конструкция пластины следующая: микрочастицы какого-либо гидрофобного термопластичного полимера, например, полиакрилонитрила, полиэтилена или полистирена находятся во взвешенном состоянии в связующем веществе. Оно может быть синтетическим (полиметакриламид) или природным (желатин, полисахариды и т. д.). При экспонировании термополимер размягчается, и частицы свариваются между собой и спекаются с поверхностью алюминия. Затем пластину необходимо проявить: смыть остатки связующего вещества и неэкспонированные частицы термополимера. Это можно сделать прямо в печатной машине: увлажняющий раствор смоет гидрофильную часть эмульсии, а краска - неприпекшиеся участки гидрофобного слоя. Именно так и проявляли первые подобные пластины. Но у этого способа есть один существенный недостаток: частицы связующего вещества (те же полисахариды), попадая в увлажняющий раствор, меняют его свойства, что приводит к проблемам при печати. Поэтому некоторые производители рекомендуют использовать небольшой процессор, в котором пластины обрабатываются специальной эмульсией.

Схема технологических процессов получения печатных форм разными способами

Пластины, обрабатываемые в печатной машине. На самом деле между этими пластинами и описанными выше нет никакой разницы. Беспроцессными их называют условно. Просто они проявляются в печатной машине (так называемое «скрытое проявление»), но процесс идет по иному принципу. Частицы рабочего слоя пластины не должны растворяться в увлажняющем растворе. Для этого подобраны полимеры, образующие коллоидный раствор, который можно унести с пластины на офсетное полотно, например, с краской. Но тогда возникает другая сложность: выбор «работающих» термореактивных полимеров. Чтобы гидрофильный слой не растворялся, а только набухал, и ослаблялась его связь с поверхностью алюминия, приходится использовать полимеры, хуже воспринимающие воду. Однако в них термореактивные частицы слабее склеиваются друг с другом нежели к связующему веществу. Выход - в использовании сложного (и дорогого) гидрофильного полимера с перекрестными связями (сополимера полигидроксиметиленакрилат с полиметакрилом). Кроме того, используются особые термореактивные полимеры: это более сложные соединения с избирательной «липкостью». Один из них - полиакрилонитрил, хотя есть и другие.

Для изготовления подобных пластин - вместо плавких полимеров можно использовать термополимеризующиеся компоненты. Под воздействием излучения быстро происходит полимеризация (похоже на закрепление УФ-отверждаемых красок). При этом молекулы полимера не только связываются друг с другом, но и прикрепляются к поверхности алюминия. Иногда используют не алюминий, а полимерное гидрофильное вещество (полиэфир или специально обработанный полиэтилентерефталат) в этом случае адгезия усиливается. Что интересно, у некоторых пластин гидрофильный слой - полиэфир, а подложка - алюминий. Это предотвращает деформацию полиэфирных пластин.

Для работы со сложными термоплавкими полимерами или термополимеризующимися компонентами требуется больше энергии, чем для легкоплавких полимеров, поэтому для максимального использования излучения необходимы некоторые специальные вещества. Поверхность полимера пластины покрывают слоем полипиррола, термоаккумулирующего и термопроводящего материала, и черным красителем (или сажей). Для того чтобы тепло проникло глубоко в слой, гидрофильный полимер должен обладать хорошей теплопроводностью. Скорее всего, именно поэтому используют сополимер: одна его часть лучше проводит тепло, а другая обеспечивает нужную растворимость. Однако хороший термоаккумулирующий слой либо слабо удерживает краску, либо растворяется в ней. Поэтому с пластин некоторых видов эти слои удаляются перед печатью, в том числе и с печатных элементов.

Полимеризация - действенный способ производства беспроцессных пластин, работающих не только в тепловом, но и в видимом диапазоне. Все описанные способы основываются на термальном механизме экспонирования. Существуют и другие, но в промышленных масштабах они еще не применяются.

авторская справка Какие они бывают? Несмотря на усилия ведущих производителей беспроцессных пластин для технологии CtP реальных продуктов, доступных для промышленного использования, не так много. Перечислим, что же существует сейчас на мировом рынке. Presstek Presstek Anthem Pro Presstek Applause Agfa :Azura - исходное состояние Agfa :Azura - экспонирование Agfa :Azura - вымывание Эта компания первой начала разработку беспроцессных пластин и технологии их экспонирования. Реальные коммерческие продукты появились более 10 лет назад. Правда, они были предназначены для машин с прямым экспонированием и сделаны на полиэфирной основе. Пластины работали по аблятивной технологии. За время своего существования компания наработала большой опыт в разработке аблятивных слоев для CtP-пластин. Самые интересные - Applause и Anthem Pro. В обеих пластинах в качестве основы используется листовой алюминий, однако принципы работы у них разные. Пластины Applause - многослойные: на основу из алюминия нанесен слой полиэфира и лишь затем гидрофобный слой. Особенность в том, что удаляемый слой - гидрофильный, поэтому понадобилось закрывать алюминиевую основу (тоже гидрофильную) сплошным гидрофобным слоем, а поскольку он плохо держится на гидрофильном алюминии, необходима полиэфирная прослойка. Гидрофобный полимер покрыт тонким слоем гидрофильного покрытия, который удаляется при экспонировании. Поверх него нанесен еще водорастворимый термоаккумулирующий слой, который необходимо смыть водой после экспонирования вместе с оставшимися частицами гидрофильного слоя. Таким образом, получается готовая печатная форма. Конструкция интересная, но неоправданно сложная и скорее всего не дешевая. Впрочем, компания Presstek на нашем рынке не работает, и проверить это предположение невозможно. Пластины Anthem Pro - более позднего поколения и изготовлены по упрощенной схеме. На зерненный алюминий наносится микропористый гидрофобный слой (как и для большинства аналоговых пластин), а поверх него - аблятивный слой. При экспонировании этот слой удаляется, после чего пластину рекомендуется промыть водой, чтобы смыть остатки, и ее можно устанавливать на печатную машину. Пожалуй, именно такие пластины следует считать классикой аблятивного экспонирования. Agfa Компания Agfa также давно занимается беспроцессными пластинами и использует свою технологию - ThermoFuse. В ее основе - специальный гидрофобный термопластичный полимер, который припекается к алюминиевой основе под воздействием термального экспонирования в CtP-устройстве. Неэкспонированный слой смывается в специальном эмульсионном растворе. Agfa предлагает использовать для этой цели обычный гуммирующий раствор, которым покрывают пластины для защиты при длительном хранении. Пластина одновременно и «проявляется», и защищается. Эту операцию можно проделать вручную, но для автоматизации процесса Agfa предлагает компактный процессор. Впервые эта технология была применена в пластинах Thermolite в 1999 г. и сейчас получила дальнейшее развитие в пластинах :Azura, главное отличие которых - более высокое разрешение слоя (за счет мелких частиц термопластичного полимера). Эти пластины представлены на рынке уже более двух лет. По сообщению независимых источников, более 85% европейских типографий, которые решили протестировать эту технологию, остались ею довольны и внедрили в производство. В пользу нее говорит и тот факт, что пластины продает по лицензии компания Heidelberg под своей маркой Saphira. Пластины :Azura просты по конструкции, имеют всего один слой (если не считать гидрофилизующий слой покрытия алюминия), что обеспечивает их стабильное качество работы и предопределяет два варианта поведения: если слой прогрет достаточно, то он припекается к поверхности алюминия, а если нет - смывается гуммирующим раствором. Не так давно компания анонсировала пластины :Amigo, являющиеся, по сути, усовершенствованными :Azura с увеличенной тиражестойкостью. Kodak В качестве беспроцессных компания Kodak предлагает пластины Thermal Direct. Во всех рекламных материалах они позиционируются как «не требующие обработки» (non process plate), однако на самом деле пластины обработки требуют, только проводится она увлажняющим раствором и краской. По сути, получается эмульсионное проявление. К сожалению, в свободном доступе нет четкого описания принципа работы Thermal Direct. Можно предположить, что скорее всего используются сложные термополимеры, растворенные в сложных гидрофильных сополимерах. В процессе экспонирования термополимер припекается к поверхности алюминия. Неэкспонированный слой после смачивания водой переходит в коллоидное состояние и после заката его краской сходит с первыми оттисками. Кстати, не требуется процессор для обработки. Мирового опыта работы с этими пластинами пока немного, но первые промышленные эксперименты прошли успешно. Пластины Thermal Direct, по всей видимости, имеют всего один рабочий слой, что теоретически облегчает работу. Единственное ограничение - изменение стабильности слоя в зависимости от влажности воздуха (сложные растворимые гидрофильные сополимеры склонны накапливать атмосферную влагу). Компания не разглашает все тонкости заложенной в основу пластин технологии, поэтому наши предположения могут оказаться не до конца верными. FujiFilm Компания FujiFilm разработала беспроцессные пластины Brillia HD Pro-T. Так же как и Thermal Direct, они еще не получили широкого распространения и пока проходят стадию промышленных испытаний. Как и в случае с Kodak, пластины считаются беспроцессными, хотя на самом деле - «проявляемые в печатной машине». Достаточно смочить пластину увлажняющим раствором и потом закатать краской, после чего первые несколько отпечатанных листов «проявят» ее, и можно будет печатать. Технологический принцип, заложенный в пластины, достоверно неизвестен. Но судя по тому, что их относят к типу полимерных пластин высокого разрешения (High Defenition), процессы в них схожие. По всей видимости, используется процесс полимеризации. А значит, это другой способ изготовления беспроцессных пластин. FujiFilm уверяет, что Brillia HD Pro-T по всем характеристикам абсолютно идентичны привычным проявляемым CtP-пластинам. Это подтверждают проведенные испытания: печатали тираж с проявляемой CtP-пластины, затем печать остановили, заменили пластины на Pro-T, «проявили» их на машине и продолжили печать. Потребовалась только некоторая корректировка приводки из-за смены пластин. Баланс краска/вода не изменился, плотности красок и качество изображения остались в норме. Кстати, компания объявила о скором появлении беспроцессных пластин для фиолетового лазера, построенных на том же принципе, что и Brillia HD Pro-T. В принципе существуют беспроцессные пластины и других производителей, но основной объем приходится на Agfa, FujiFilm и Kodak. У этих компаний есть достойные продукты (либо они появятся на рынке в самом ближайшем будущем). А значит, эпоха беспроцессных пластин начинается.

Схема технологических процессов получения форм по технологии CtP:
вверху - пластины, требующие химической обработки, внизу - беспроцессные пластины

А нужно ли это?

Мы так подробно рассмотрели тему беспроцессных пластин, чтобы разобраться: есть ли у них очевидные преимущества перед обычными проявляемыми. Подведем итоги:

• Беспроцессным пластинам не нужен проявочный процессор в привычном его понимании, или же достаточно небольшого устройства. Это экономит площадь и затраты на электроэнергию. Процессор потребляет много энергии, особенно если используется дополнительный прогрев пластин. Энергоресурсы в мире стремительно дорожают, и возможность сэкономить на них может быть реальным двигателем в развитии беспроцессного экспонирования. Чаще всего процессор по площади занимает больше места, чем само CtP-устройство, а производственные площади также стоят немалых денег. И хотя экономия площадей будет не очень большая, для тех, кто внимательно считает деньги, может оказаться заметной и она.
  
  
• Беспроцессные пластины не нуждаются ни в какой химии для проявления. Сразу исчезают проблемы ее покупки, своевременной замены, приготовлении и т. д. Это может дать дополнительную экономию.
  
  
• Использование этих пластин исключает одну операцию из процесса производства, что сокращает срок изготовления форм. Особенно это важно при печати сверхкоротких тиражей, когда время производства формы и срок ее службы примерно одинаковы.
  
  
• Теоретически, работая с беспроцессными пластинами, можно добиться более высокого качества печати, хотя бы потому, что химическое проявление влияет на качество будущей формы. Чем меньше технологических процессов проводится над пластиной, тем лучше.
  
  
• Мировые эксперты, которые занимаются оценкой перспектив использования беспроцессных пластин, обращают особое внимание на вопросы охраны труда и экологии. «Нет химического проявления - процесс экологически чистый». Такое преимущество может упростить руководству типографии общение с различными проверяющими органами (санэпидемстанцией или экологической полицией).

О недостатках технологии пока говорить рано: никаких конкретных данных нет. Ничего нельзя сказать о качестве печати, производительности и о том, достигается ли в действительности какая-то экономия. Те немногие, кто уже работают по этой технологии, отзываются в целом положительно. Но перспективы все-таки очевидны, именно поэтому эта тема в последнее время стала так популярна.