KOPIRNI POSTUPCI

KOPIRNI POSTUPCI Kopirni postupak je fotomehanički proces pomoću kojeg sliku ili tekst s kopirnog predloška (film, folija ili paus) prenosimo pomoću fotokemijskih reakcija na materijal od kojeg izrađujemo tiskovnu formu. Osnova svih kopirnih postupaka su fotokemijske reakcije koje se odvijaju u samom sloju pod utjecajem svjetla. Ovim postupkom kopiju možemo izraditi samo ako se na površini materijala buduće tiskovne forme nalazi sloj osjetljiv na svjetlo.

KOPIRNI POSTUPCI Konačni produkt procesa kopiranja je kopija. Funkcija dobivene kopije nije samo prenošenje motiva s predloška - zaostali kopirni sloj na površini buduće tiskovne forme nakon procesa razvijanja može služiti kao zaštita pri procesu jetkanja (tiskovne forme za visoki i duboki tisak) ili kao tiskovni elementi (plošni tisak). S obzirom na vrstu predloška, kopirni postupci mogu biti: negativski pozitivski Kopirni slojevi se dijele po svom kemijskom sastavu na: koloidne diazo fotopolimerne

DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Primjena diazo spojeva za kopiranje u području fotomehaničke reprodukcije novijeg je datuma, a bazira se na svojstvu nekih diazo spojeva da se pod utjecajem svjetla kemijski mijenjaju. U obzir dolazi niz različitih spojeva iz te grupe, a kemijske promjene izazvane djelovanjem odgovarajućih zračenja mogu imati različite efekte - neki diazo spojevi djelovanjem svjetla prelaze u spojeve koji mogu otvrđivati koloide, dok drugi utjecajem svjetla mijenjaju topivost. S obzirom na te različite efekte, njihova primjena u području fotomehaničkog kopiranja može se podijeliti: diazo spojevi kao sredstva za štavljenje ili otvrđivanje koloidnog kopirnog sloja diazo spojevi kao kopirni slojevi

 N  N +5 +3 DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Diazo spojevi su organski spojevi u kojima su dva dušikova atoma (jedan peterovalentni, a drugi trovalentni) vezani jedan za drugog. +5 +3  N  N Fotokemijska reakcija odvija se isključivo na mjestu diazo skupine i dolazi do njezina raspada uz izdvajanje plinovitog dušika. Diazo smole koje se koriste kao kopirni slojevi sastavljene su od fotoosjetljivog diazo spoja i vodotopive polimerne osnove.

DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Kod nekih aromatskih diazo spojeva jednostavnije građe pod utjecajem svjetla odcjepljuje se diazo grupa i na njeno mjesto dolazi hidroksilna grupa. hν  H2O HX + N2 X | N  N H H H o-fenil diazonijev klorid fenol OH

DIAZO KOPIRNI SLOJEVI hν  H2O HCl + + N2 Cl | N  N H H H OH Diazo spoj ovakvog tipa ne djeluje na koloid, ali produkt reakcije izazvane svjetlom, dakle spoj fenolnog tipa, štavi koloidni gel.

DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Diazo spojevi iz ove grupe mogu se, dakle, upotrijebiti kao sredstvo za senzibiliziranje koloidnih kopirnih slojeva. U kopirnoj otopini i u kopirnom sloju, ako su zaštićeni od svjetla, ovakvi diazo spojevi su stabilni, pa je trajnost kopirnih otopina i kopirnih slojeva značajno veća nego onih senzibiliziranih dikromatima. Zato se ovakve smjese mogu pripremati mnogo prije upotrebe i dolaze na tržište kao gotovi kopirni preparati ili čak u obliku predoslojenih ploča. Trajnost im je oko godinu dana. Koloidni kopirni slojevi senzibilizirani diazo spojevima nisu podložni procesu štavljenja u tami budući da ne sadrže trovalentne ione kroma koji izazivaju procese štavljenja.

DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Za izradu kopirnih slojeva isključivo od diazo spojeva, dolaze u obzir složeniji diazo spojevi, koji se zovu i diazo smole. Ove fotoosjetljive diazo smole dijele se u dvije grupe: diazo smole topive u nekom otapalu, koje pod utjecajem svjetla prelaze u netopivu formu netopive diazo smole koje pod utjecajem svjetla prelaze u topive produkte Kopirni slojevi izrađeni od spomenutih tipova diazo spojeva stabilni su u mraku, pa im je trajnost velika. Zato se mogu upotrijebiti za izradu predoslojenih ploča, i zapravo se jedino tako upotrebljavaju. Trajnost takvih ploča od godinu dana na više.

DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Za takve kopirne slojeve je karakteristično da su u svom netopivom obliku rezistentni prema mnogim agresivnim otopinama. Zato se mogu koristiti za izradu kopije na tiskovnoj formi za visoki tisak bez ikakve specijalne obrade prije jetkanja u dušičnoj kiselini. Drugo njihovo interesantno svojstvo s grafičkog stajališta je da su oleofilni, te da u tehnici plošnog tiska mogu predstavljati tiskovne elemente.

Negativski kopirni slojevi DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Negativski kopirni slojevi - baziraju se na topivim diazo smolama koje pod utjecajem svjetla prelaze u netopive produkte. X  N  N H H N  H H H H2C CH2 H OH H H N  H H H H2C CH2 H hν  H2O + HX + N2

 n DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Negativski kopirni slojevi CH2 N  H  N  H N  X N CH2 N  H    N  N X n hν  H2O

 n DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Negativski kopirni slojevi CH2 N  H   N  H N2 POLIMER CH2 N  H   n 2 N2 hν  H2O

Negativski kopirni slojevi DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Negativski kopirni slojevi Kopija Osvjetljavanje Otisak Boja Razvijanje KOPIRANJE KOPIJA RAZVIJANJE Konvencionalni proces – negativske ploče

inden karbonska kiselina DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Pozitivski kopirni slojevi Pozitivski kopirni slojevi baziraju se na netopivim diazo smolama koje pod utjecajem svjetla prelaze u topive produkte.  N  N H O  H H H H H H H H H H COOH hν  H2O + N2 o – kinon diazid inden karbonska kiselina

Konvencionalni proces – pozitivske ploče DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Pozitivski kopirni slojevi  N  N O   R H COOH R hν  H2O + N2 netopiv topiv Osvjetljavanje Kopija Razvijanje Konvencionalni proces – pozitivske ploče naftokinon diazid

Pozitivski kopirni slojevi DIAZO KOPIRNI SLOJEVI Pozitivski kopirni slojevi Pozitivski diazo sloj Negativski diazo sloj Osvjetljavanje Kopija Razvijanje Boja Otisak

FOTOPOLIMERNI KOPIRNI SLOJEVI Fotopolimeri su spojevi koji nastaju polimerizacijom monomera pod utjecajem svjetla. Polimeri (pa tako i fotopolimeri) u pravilu su teško topivi spojevi (zbog vrlo velikih molekula), dok su monomeri znatno lakše topivi u otapalima. Prema tome, moguće je topivi monomer prevesti fotopolimerizacijom u netopivi polimer. Veći problem predstavlja činjenica da su monomeri većinom plinoviti ili tekući, pa s takvima postoje teškoće pri izradi kopirnih slojeva. Dok plinoviti monomeri ne dolaze u obzir za pripremu kopirnih slojeva, tekući i čvrsti monomeri mogu se upotrijebiti za tu svrhu. Danas se koriste 3 tipa kopirnih materijala: tekući fotomonomer čvrsta smjesa tekućeg fotomonomera i čvrstog polimera čvrsti polimer koji može dalje fotopolimerizirati

FOTOPOLIMERNI KOPIRNI SLOJEVI Tekući fotomonomer Postupak u kojem se upotrebljavaju tekući nonomeri mogli bismo nazvati "mokrim" postupkom. Metalna ploča, npr. aluminijska, osloji se tekućim fotoosjetljivim monomerom i odmah nakon toga kopiraju se i odstranjuju neosvijetljeni dijelovi kopirnog sloja. Osvijetljeni dio djelovanjem svjetla postaje čvrst i ostaje na ploči. Za provođenje ovakvog postupka postoje posebni uređaji u kojima se sve potrebne operacije odvijaju automatski.

FOTOPOLIMERNI KOPIRNI SLOJEVI Čvrsta smjesa tekućeg fotomonomera i čvrstog polimera Tekući fotoosjetljivi monomer pomiješa se s nekim čvrstim polimerom i dobije se čvrsta smjesa. Ako je taj tekući monomer topiv u nekom otapalu, onda se njime može odstraniti i ta smjesa. Nakon polimerizacije izazvane svjetlom, fotomonomer prelazi u fotopolimer i lanci tog novog spoja isprepletu se s lancima postojećeg polimera. Budući da novi spoj nije više topiv, ni novonastala smjesa se više ne može ukloniti tim otapalom. + hn 

FOTOPOLIMERNI KOPIRNI SLOJEVI Čvrsti polimer koji može dalje fotopolimerizirati Postoje polimeri koji su topivi u nekom otapalu (zbog nazočnosti nekih funkcionalnih skupina), ali također imaju sposobnost dalje polimerizacije i to fotopolimerizacije. To npr. mogu biti polimeri s prostranim lancima u kojima postoje nezasićeni vezovi. Pod utjecajem svjetla nezasićeni vezovi u prostranim lancima pucaju, a slobodne valencije se spajaju stvarajući novi polimer čije molekule imaju mrežastu strukturu rasprostranjenu u sve tri dimenzije. Novi spoj nije više topiv.

Ova reakcija polimerizacije mogla bi se prikazati pojednostavnjenom shemom: + hn 

FOTOPOLIMERNI KOPIRNI SLOJEVI Za izradu tiskovne forme fotomehaničkim postupkom fotopolimeri se mogu koristiti: za izradu kopirnih slojeva za izradu kompletne tiskovne forme Kopirni slojevi od fotopolimera vrlo su trajni pa su pogodni za izradu predoslojenih ploča. Fotopolimeri koji nastaju djelovanjem svjetla rezistentni su prema djelovanju dušične kiseline pa se u području visokog tiska mogu upotrijebiti bez naknadne termičke obrade. Osim toga oni su hidrofobni pa u slučaju primjene na plošni tisak mogu biti korišteni za izradu tiskovnih površina.

FOTOPOLIMERNI KOPIRNI SLOJEVI Za slučaj izrade kompletne tiskovne forme od fotopolimera, ploče s debljim slojem od fotoosjetljivog materijala osvjetljavaju se kroz negativski crtežni predložak. Svjetlo prodire u dubinu takve tiskovne ploče i izaziva fotopolimerizaciju. Osvijetljena područja postanu netopiva, a neosvijetljena se područja otope odgovarajućim otapalom. Dobije se reljefna tiskovna forma za visoki tisak. Budući da se polimerizacija ovakvih spojeva odvija samo pod djelovanjem svjetla, materijali ovog tipa mogu se čuvati u tami vrlo dugo. Proizvođači obično daju garanciju od 1-2 godine.

KOPIRANJE KOPIRANJE

KOPIRANJE U svim prikazanim postupcima izrade kopije na tiskovnoj ploči spominjana je operacija kopiranja. Kopiranje je radna operacija u kojoj se kopirni sloj podvrgava osvjetljavanju kroz odgovarajući predložak pri čemu se osvijetljena područja kopirnog sloja pod utjecajem energije fotona kemijski mijenjaju. Faktori koji utječu na procese kopiranja: fotografski predlošci uređaji za kopiranje spektralna osjetljivost kopirnih slojeva spektralni sastav izvora svjetla za kopiranje odstupanja koja nastaju pri kopiranju

Fotografski predlošci KOPIRANJE Fotografski predlošci Za kopiranje se mogu primijeniti dijapozitivi i negativi, ovisno o postupku i vrsti izrade tiskovne forme. U svim slučajevima, osim nekih vrsta dubokog tiska, predlošci moraju biti jednotonski, jer visoki, plošni i propusni tisak daju samo jednotonske reprodukcije. Za crtežne originale upotrebljavaju se, dakle, crtežni dijapozitivi ili negativi, a za višetonske originale rasterski. Takvi predlošci izrađeni su od ultratvrdog fotografskog materijala, tj. od lit-filma uz odgovarajući postupak razvijanja. Mrena na prozirnim područjima treba imati gustoću zacrnjenja ispod vrijednosti 0.05, a neprozirna područja moraju imati gustoću zacrnjenja veću od 2. U dubokom tisku, gdje se za kopiranje koriste višetonski dijapozitivi, postoje propisi o minimalnoj, srednjoj i maksimalnoj gustoći zacrnjenja.

KOPIRANJE Uređaji za kopiranje Uvijek se provodi kontaktno kopiranje. Za kopiranje se upotrebljavaju posebni kopirni okviri i svjetiljke. Kopirni okviri posve su slični kopirnim uređajima za kontaktno kopiranje u fotografiji. Kopirni okvir ima unutrašnju podlogu od gume, a poklopac od stakla koji se može hermetički zatvoriti uz podlogu. Na podlogu se položi oslojena tiskovna ploča i na nju predložak u položaju "sloj na sloj" i tada se kopirni okvir zatvori. Vakuumom se osigura potpuni kontakt predloška uz kopirni sloj na tiskovnoj ploči.

KOPIRANJE Uređaji za kopiranje Postoji više izvedbi kopirnih okvira: vodoravni i okomiti, samostalni ili ugrađeni u zajednički uređaj sa svjetiljkom. Svjetiljke predstavljaju žarulju određenog izvora svjetla smještenu u odgovarajući reflektor. Svjetiljke se isporučuju u nekoliko varijanti: stojeće, viseće ili ugrađene u zajednički uređaj s kopirnim okvirom. Uz svjetiljke je obično priključen uređaj za automatsko prekidanje ekspozicije, koji može funkcionirati na dva različita principa.

KOPIRANJE Uređaji za kopiranje Jedno rješenje, koje je lošije, sastoji se u tome da se osvjetljavanje prekida nakon određenog broja "vremenskih taktova", tj. mehanizam mjeri vrijeme osvjetljavanja i nakon određenog vremena ga prekida. Ovaj princip ne vodi računa o promjenama napona u električnoj mreži na koju je priključena svjetiljka i koje mogu dovesti do znatnih odstupanja u ekspoziciji u različito doba dana. Prema drugom, boljem rješenju, osvjetljavanje se automatski prekida nakon što je na kopirnu ramu s materijalima za kopiranje došla određena količina zračenja. Uređaj, dakle, mjeri količinu svjetla. Ta količina svjetla registrira se posebnom fotoćelijom ugrađenom na kopirnom okviru. Pri ovakvom rješenju osvjetljavanje ne traje jednako od slučaja do slučaja, ali količina svjetla može se držati konstantnom.

SPEKTRALNA OSJETLJIVOST KOPIRNIH SLOJEVA Fotokemijsku reakciju u kopirnim slojevima izazivaju fotoni ultraljubičastog i vidljivog područja spektra, do 500 nm. No, svi kopirni slojevi nemaju posve jednaku spektralnu osjetljivost, već ih s obzirom na vrstu kopirnog sloja koji podliježe fotokemijskoj promjeni možemo podijeliti u tri grupe: dikromatne spojeve diazo spojeve fotopolimerne spojeve

Kopirni slojevi senzibilizirani dikromatima Dva izrazita maksimuma osjetljivosti – prvi kod 380 nm, a drugi kod 450 nm. Na mjestima gdje je veća energija će trebati manje fotona da bi se izazvala fotokemijska reakcija raspada dikromata. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna osjetljivost

Kopirni slojevi senzibilizirani diazo spojevima Maximalna osjetljivost se pojavljuje na 380 nm, pa je najpogodniji ljubičastoplavi dio spektra jer tu fotoni imaju najveću energiju. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna osjetljivost

Fotopolimerni kopirni slojevi Većina materijala za izradu fotopolimernih tiskovnih formi osjetljiva samo na zračenje valnih duljina kraćih od 365 nm, ali ima i takvih kojima se fotoosjetljivost proteže i preko 400 nm. Relativna osjetljivost 200 250 300 350 400 450 λ/nm

IZVORI SVJETLA Da bi se ubrzala fotokemijska reakcija koriste se različiti umjetni izvori svjetla. SPEKTAR ZRAČENJA 400 nm 750 nm UV VIDLJIVI SPEKTAR IR

Spektralna emisija oblačnog neba 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija %

Spektralna emisija obične žarulje 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija % Obična žarulja emitira najmanje fotona kod 400 nm, a najviše kod 700 nm – toplinsko zračenje (zagrijavanje žarulje). Oblačno nebo i obična žarulja nisu pogodni izvori svjetla za dobivanje kopija.

Spektralna emisija lučnice Struja se dovodi na dvije ugljene elektrode, između kojih se stvara električni luk. Lučnica emitira kontinuirani dio spektra, odnosno sve valne duljine. Maksimalna emisija je kod 400 nm, a nedostatak joj je što se prilikom izgaranja ugljena stvara pepeo, pa dolazi do mehaničkog onečišćenja. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija %

Ksenonske svjetiljke - emitiraju kontinuirani dio spektra, odnosno sve valne duljine. Maksimalna emisija je od 450 do 500 nm, ne dolazi do mehaničkog onečišćenja kao kod lučnice, zrače i u infracrvenom području, a nedostatak im je što se prilikom rada zagrijava kopirna rama pa može doći do termičkog štavljenja koloida. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija %

Živina svjetiljka - emitira diskontinuirani dio spektra, odnosno samo pojedine valne duljine. Maksimalna emisija je u području oko 380 nm, što je pogodno za kopirne slojeve, a nedostatak je taj da se u procesu kopiranja nakon gašenja svjetiljka najprije treba ohladiti ako se želi ponovno upaliti. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija %

Metalhalogenidne svjetiljke - emitiraju diskontinuirani dio spektra, a maksimalna emisija im je od 400 do 500 nm – u području osjetljivosti koloidnih kopirnih slojeva senzibiliziranih dikromatima i diazo spojevima. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija %

UV fluorescentne cijevi - emitiraju diskontinuirani dio spektra, ali u području od 450 do 350 nm se vraćaju na kontinuirani dio spektra što omogućuje provođenje fotokemijske reakcije polimerizacijom. 350 400 450 500 550 λ/nm Relativna emisija %

AKTINIČNO PODRUČJE - područje spektra u kojem fotoni izvora svjetla uz zadani kopirni sloj mogu izazvati fotokemijsku reakciju. Kod izvora svjetla koji emitira diskontinuirani dio spektra, aktinično područje je površina ispod špica. -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 OBLAČNO NEBO

AKTINIČNO PODRUČJE -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 OBIČNA ŽARULJA

AKTINIČNO PODRUČJE -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 LUČNICA

AKTINIČNO PODRUČJE -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 KSENONSKA SVJETILJKA

AKTINIČNO PODRUČJE -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 ŽIVINA ŽARULJA

AKTINIČNO PODRUČJE -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 METALHALOGENIDNA SVJETILJKA

AKTINIČNO PODRUČJE -- FOTOPOLIMERNI SLOJ -- DIAZO SLOJ -- DIKROMATNI SLOJ 200 250 300 350 400 450 500 550 600 UV ŽARULJA

IZVORI ZRAČENJA Vidljivo svjetlo 10 1 0.1 Snaga / W 0.01 0.001 Nd-YAG laser 1064 nm UV svjetlo 350-450 nm Snaga / W 10 1 0.1 0.01 0.001 300 400 500 600 700 800 1200 nm Argon ionski laser 488 nm IR dioda 830 nm IR laser 1064 nm Nd-YAG laser 532 nm He-Ne laser 542 nm Snaga 3500 W 8000 W Crvena dioda 650-670 nm Ljubičasta Dioda 405 nm He-Ne laser 633 nm

UV Laser diode Ar+ Nd-YAG Led diode Laser diode Nd-YAG 1000 100 10 1 0.1 0.01 0.001 300 400 500 600 700 800 1200 nm Osjetljivost / mJcm-2 He-Ne CtP termo ploče Konvenc. ofsetne ploče CtP fotopolimer CtP Ag halogenid CtP hibrid

DEFORMACIJA TISKOVNIH ELEMENATA PRI KOPIRANJU Do deformacije tiskovnih elemenata u nizu operacija pri izradi tiskovne forme može doći u raznim fazama rada. Do nekih deformacija dolazi zbog nepažnje u radu, dok su neke uvjetovane tehnološkim procesima. Od izvora svjetla koji služi za kopiranje, neke zrake svjetla padaju na kopirni materijal okomito, a neke koso.

DEFORMACIJA TISKOVNIH ELEMENATA Kose zrake osvjetljavaju djelomično i ona područja kopirnog sloja koja se nalaze ispod neprozirnih dijelova reprofotografskog predloška. U pozitivskim postupcima "potkopiranje" dovodi do suženja tiskovnih elemenata (negativna deformacija), a u negativskim postupcima do proširenja (pozitivna deformacija).

DEFORMACIJA TISKOVNIH ELEMENATA Deformacija izazvana kosim padanjem zraka svjetlosti jače je izražena ako je kopirni sloj deblji, izvor svjetla bliži, što se tiskovni element nalazi bliže rubu ploče i što je veće vrijeme osvjetljavanja. Deformacija se može ublažiti ako se primjenjuju vrlo tanki kopirni slojevi, ako se izabere ispravno vrijeme osvjetljavanja i ako se izvor svjetla udalji od kopirnog okvira. No, kako intenzitet svjetla naglo pada s udaljenošću od izvora, veće udaljavanje bi zahtijevalo značajno produženje kopiranja. Za praksu se preporuča da udaljenost izvora svjetla od stakla na kopirnom okviru iznosi 30 – 50 % više od dužine dijagonale tiskovne ploče na koju se kopira.

DEFORMACIJA TISKOVNIH ELEMENATA Odstupanja pri kopiranju mogu nastati i ako rubovi tiskovnih elemenata na reprofotografskom predlošku imaju manju gustoću zacrnjenja nego što je ima ostala površina tiskovnih elemenata. U tom slučaju svjetlo će prodirati kroz ta granična područja i u kopirnom sloju izazvati fotokemijsku reakciju. To će u pozitivskim postupcima opet dovesti do suženja, a u negativskim do proširenja tiskovnih elemenata. Veći problemi zbog deformacija tiskovnih elemenata nastaju s rasterskim reprodukcijama, jer na slici može doći do znatnih odstupanja u rasterskim tonskim vrijednostima.