Изобретение копировальных процессов и процессов травления клише
После открытия в 1839 году первого способа фотографирования — дагерротипии — сотни исследователей начали работать над проблемой применения фотографирования для иллюстрирования печатной продукции. Настойчивый труд полиграфистов и химиков принес результаты — были открыты сотни способов иллюстрирования при помощи фотографии. Только перечисление названий этих технологий заняло бы больше полосы в этом журнале, но сегодня большинство из них представляет только исторический интерес, поэтому мы остановимся лишь на тех приемах получения иллюстраций при помощи фотографии, которые используются и в современной полиграфии.
Как известно, фотография ( греч . светопись) основана на светочувствительности некоторых веществ, например солей серебра. При фотографировании лучи света, проходя через объектив камеры, действуют на нанесенный светочувствительный слой — при этом получается негатив, или обратное изображение, то есть светлые части предмета становятся темными и наоборот. После закрепления отпечатка на негативе разными химическими составами изображение снова фотографируют, получая позитив.
Первые светочувствительные слои изготавливались на основе желатина, альбумина или асфальта в соединении с металлическими солями. В результате экспонирования — воздействия света — эти слои становились растворимыми или, наоборот, теряли растворимость в определенных жидкостях. Следовательно, если нанести светочувствительный слой на металлическую пластину, выполнить экспонирование, проявить изображение и протравить пластинку сквозь вымытые в ходе проявки элементы, то можно получить пригодное для печатания клише.
Метод литографии основан на том, что желатиновый слой становится под воздействием света олеофильным, то есть воспринимает масляную краску, в то время как неэкспонированные части слоя остаются гидрофильными. Кроме того, желатиновая пленка в соединении с двухромовокислыми солями приобретает свойство разбухать в воде в тех местах, которые подверглись действию света, и не разбухать в не подвергшихся инсоляции местах, что дает возможность изготовлять желатиновые клише или получать клише с желатиновых матриц методом гальванопластики.
Для изготовления клише методом травления наиболее широко использовался цинк, характеризующийся легкостью травления и способностью удерживать копировальный слой на основе желатина или других веществ. Цинковые клише имеют и свои недостатки: цинк обладает невысокой твердостью и быстро окисляется атмосферным кислородом.
Самый простой процесс изготовления цинкового клише включает следующие шаги:
из цинкового листа вырезают пластинку, формат которой немного больше размера негатива;
на пластинку тонким слоем наносится растворенный в бензоле асфальт;
после испарения бензола и затвердевания асфальта (этот процесс должен происходить в темном месте, иначе асфальт потеряет светочувствительность) производится экспонирование пластинки со светочувствительным слоем через перевернутый (чтобы на клише изображение оказывалось зеркальным, а на оттиске с него — прямым) негатив;
экспонированную пластинку проявляют и промывают бензином или скипидаром, который растворяет не подвергшиеся воздействию света участки копировального слоя;
пластинка в несколько стадий травится азотной кислотой, причем между стадиями боковые поверхности печатающих элементов защищаются от воздействия кислоты масляной краской, припудренной порошком асфальта, смешанного с канифолью;
после того как цинк достаточно глубоко протравлен, пластинку промывают водой, закрепляют гвоздями на деревянной колодке, которую юстируют по росту, — клише готово к печатанию.
Асфальт в роли светочувствительного материала годится только для изготовления грубых клише, поэтому для тонких работ в цинкографии применяли светочувствительные слои на основе, например, двухромистого аммония с альбумином (белком), растворенных в воде и спирте. Такой слой после экспонирования закатывали краской, которая приставала только к местам, подвергшимся действию света. После этого пластинку промывали водой, растворявшей неэкпонированные участки копировального слоя, и травили кислотой.
Травление — операция сложная и тонкая: ведь необходимо протравить цинк на достаточную глубину, но при этом предохранить от подтравливания боковые грани печатающих элементов. Для того чтобы стать хорошим цинкографом, знающим все тонкости технологии и обладающим опытом, необходимым для получения художественных клише, имеющих полное сходство с оригиналом, требуется многолетний опыт работы под руководством опытных мастеров.
Получить штриховое клише с фотографического негатива (фотоцинкография), конечно, сравнительно легко, однако передать плавные тоновые переходы при использовании обыкновенного фотографического негатива невозможно. Но если разбить тоновый рисунок на элементы одинакового размера, каждому из которых будет соответствовать печатающий элемент на форме, площадь которого тем больше, чем темнее элемент изображения, то возникает иллюзия плавного перехода тонов. Вспомним, что аналогичным образом с помощью типографских значков воспроизводил изображения Брейткопф. Этот способ получил название автотипии, а в обиход полиграфистов его ввел в 1882 году мюнхенский гравер на меди Мейсенбах.
Эффективный способ преобразования тонового изображения в микроштриховое — фотографирование через растры ( нем . Raster — сетка) — изобрел в Филадельфии в 1890 году Макс Леви. Он применял склеенные стеклянные пластинки, на внутренней стороне которых была награвирована и затем зачернена тончайшая мелкая сетка с квадратными ячейками. Эти пластинки устанавливались в фотографической камере при съемке оригинала между объективом и негативом, а следовательно, на последнем снимок получался разбитым на квадратики, причем в более светлых квадратиках были крупные точки, в более темных — мелкие. При изготовлении клише на позитиве получится обратная картина: мелкие точки окажутся на светлых местах изображения, а крупные будут соответствовать темным участкам оригинала.
В газетных тоновых клише эту сетку можно увидеть невооруженным глазом, в книгах — с помощью увеличительного стекла (рис. 1).
Разумеется, в штриховых клише никакой сетки нельзя увидеть даже через сильную лупу, так как они содержат сплошные черные линии или плоскости, без растра. Для изготовления клише с растровых негативов часто пользовались так называемым эмалевым способом, при котором экспонированная и проявленная пластинка перед травлением подвергалась действию высокой температуры, в результате чего копировальный слой как бы вжигался в поверхность пластинки. Для удобства наблюдения за процессом последующего травления пластинку перед нагреванием промывали в воде, окрашенной фиолетовой анилиновой краской, и после нагревания участки, не подлежащие травлению, становились коричневыми. Травление медных пластинок при этом способе производилось в растворе хлорного железа.
Иногда для получения большего эффекта с одного оригинала изготавливали два клише, ставя растр под разными углами. После печатания с двух клише с применением красок одного цвета, но разных оттенков, получались очень тонкие рисунки с практически незаметной растровой сеткой, дающей рисунку некоторую безжизненность и механистичность. Этот способ получил название «дуплекс-автотипия». Следующим этапом развития репродукционной техники стала разработка хромо-автотипии — многокрасочного печатания (рис. 2).
Напомним, что разложение белого света на три спектральные составляющие — зеленую, красную и синюю — открыл Ньютон. Для реализации печати цветных изображений было изобретено цветоделение — разделение цветных изображений на три составляющие, которые печатались голубой, пурпурной и желтой красками. Голубая краска поглощает красное излучение, пурпурная — зеленое, желтая — синее. Таким образом, наложение и оптическое взаимодействие этих красок позволяют воспроизводить широкий спектр цветов. Цветоделение выполнялось путем фотосъемки оригинала через соответствующий светофильтр. Со временем для лучшего воспроизведения теней и повышения четкости деталей изображения триаду красок дополнили четвертой — черной.
Изобретение фотографии упростило изготовление гравюр на меди. Открыто много способов фото- или гелиогравирования. Наиболее распространенный — перенесение пигментного (то есть покрытого каким-либо красящим веществом) негатива на шероховатую медную доску. После закрепления химического удаления светлых частей копировального слоя происходит травление доски раствором треххлористого железа.
Как уже упоминалось выше, копировальные слои из смеси желатина с двухромовыми солями после увлажнения водой в неэкспонированном виде не воспринимают краску, а после экспонирования становятся олеофильными. На этом их свойстве основана фототипия, или альбертотипия (изобретена мюнхенским фотографом Альбертом в 1867 году), — печатание с плоских желатиновых форм. При этом пленка желатина обычно накладывается на толстые стекла с предварительно нанесенным на них подслоем, например, из белка с водой. В процессе печатания форму время от времени необходимо смачивать водой, смешанной с глицерином, задерживающим влагу на пробельных элементах.
Цветная фототипия в руках опытных мастеров дает великолепные, прекрасно передающие оригинал оттиски, но печатание происходит медленно, да к тому же одна форма позволяет получить не более тысячи хороших оттисков. Вместе с тем печатание фототипических рисунков вместе с текстом затруднено, и их приходится печатать отдельно.
Фотохимические процессы позволили значительно удешевить и сократить время изготовления форм для печати иллюстраций. Например, в одной из лучших в России по качеству воспроизведения иллюстраций типографии « т оварищества Р.Голике и А.Вильборга» (позже — имени первопечатника Ивана Федорова) при изготовлении трехцветных клише « е сли утром оригинал поступил в фотографию, то уже к вечеру того же дня можно иметь копии для травления на цинке» (Гордилей А. Цинкография и автотипия. СПб., 1915).
Еще одним нововведением XIX века, также ускоряющим и удешевляющим изготовление форм для печати иллюстраций, стало применение в типографском искусстве гальвано-пластики и гальваностегии.
Гальванопластика была открыта русским немцем, академиком Якоби (1801—1874) в 1837 году и с тех пор приобрела широкое распространение для получения точных копий с металлических и других предметов. Она основана на способности электрического тока разлагать растворимые соли металлов с осаждением частиц металла на одном из двух электродов.
Для того чтобы, например, сделать медную копию выполненного вручную деревянного клише, с него снимают свинцовую или восковую копию, натирают ее графитом, имеющим хорошую электропроводность, и помещают клише в сосуд, наполненный раствором медного купороса; туда же помещают медную пластинку. Затем через пластинку и копию клише пускают электрический ток, вследствие чего находящиеся в растворе частицы меди начинают осаждаться на клише, а медная пластинка — отдавать частички меди в раствор взамен убывающих. Через несколько часов восковая пластинка покрывается довольно толстым слоем меди. После отделения воска получается точнейшая копия исходного деревянного клише.
Таким способом копии можно получать и с цинковых или медных клише. После их заливания с тыльной стороны свинцом или гартом новое клише готово к употреблению.
Для придания клише, гравированным медным доскам и шрифтам большей прочности используют процесс гальваностегии — это гальваническое наращивание металлического слоя. При таком способе, например, сравнительно мягкая гравюра на меди покрывается повышающим ее тиражестойкость слоем стали или хрома.