Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Санкт-Петербургский Государственный Технологический Университет Растительных Полимеров
каф. Технология целлюлозы и композиционных материалов
Выполнил: Кофанов А.С.
Принял: Коваленко М.В.
Офсетная печать 0
Оглавление 1
Офсетная печать 2
Основы офсетной печати 2
Основные положения 2
Печатные формы, печатные краски,увлажняющий раствор 7
Печатные формы 7
Печатная краска 11
Увлажняющий раствор 12
Красочный аппарат,увлажняющий аппарат, печатный аппарат 15
Красочные аппараты 15
Увлажняющие аппараты 27
Печатный аппарат 31
Качество оттисков 33
Шаблонирование 35
Микронеоднородность (англ. mottling) 36
Абсолютное значение оптической плотности и координаты цветности 37
Приводка и совмещение 37
Глянец 38
Вид растрирования 38
Белизна и равномерность белизны запечатываемогоматериала 38
Методы измерения 39
Офсетная печать – это способ плоской печати. На протяжении почти 30 лет его применение постоянно возрастает. Офсетная печать вытеснила преобладавшую в прежнее время высокую печать и в настоящее время занимает доминирующее положение на рынке печатной продукции.
В офсетной печати печатающие и пробельные элементы печатной формы лежат в одной плоскости. Печатающие элементы обладают гидрофобными свойствами, т.е. способностью отталкивания воды, и одновременно олеофильными свойствами, позволяющими им воспринимать краску. В то же время пробельные (непечатающие) элементы печатной формы, наоборот, имеют гидрофильные и в то же время олеофобные свойства, благодаря чему они воспринимают воду и отталкивают краску. Этот процесс происходит в результате физических явлений на поверхности раздела сред (рис.1.).
Рис.1. Офсетная печать (способ плоской печати):
а принцип нанесения краски на форму;
б компоненты печатного аппарата
Рис.2. Смачивание поверхностей и краевой угол
Перед печатью пробельные участки печатной формы покрываются тонким слоем увлажняющей жидкости. Этот раствор (состоящий из воды и вспомогательных добавок) равномерно распределяется увлажняющими валиками. Для хорошего смачивания пробельных элементов формы требуется уменьшение сил поверхностного натяжения путем добавления в увлажняющий раствор специальных веществ. Слишком сильное уменьшение поверхностного натяжения может в пределе приводить к образованию эмульсии печатной краски и увлажняющего раствора. Точного их разделения при нанесении краски на печатную форму в этом случае не произойдет.
Правильное осуществление офсетного печатного процесса зависит от многих физико-химических явлений, связанных с материалами и компонентами, принимающими участие в нем. Приведенный ниже перечень представляет те факторы, которые оказывают наибольшее влияние на качество офсетной печати:
• влияние печатной формы
– поверхностное натяжение участков, воспринимающих краску;
– поверхностное натяжение участков, воспринимающих увлажняющий раствор;
– шероховатость поверхности, в особенности на свободных от краски пробельных участках (механическое или электролитическое зернение и т.д.);
– режимы технологических процессов изготовления офсетной формной пластины;
• влияние красочных валиков
– свойства материала покрытия валиков,
– поверхностное натяжение материала, из которого сделан валик,
– шероховатость поверхности,
– деформационные свойства резинового покрытия,
– установка и юстировка валиков,
– вращение без биения;
• влияние резинового полотна
– натяжение резинового полотна,
– шероховатость поверхности,
– деформационные свойства,
– адгезионные свойства по отношению к краске,
– режимы процесса печати,
– устойчивость к действию технологических растворов;
• влияние печатной краски
– поверхностное натяжение на границе раздела фаз «вода – краска»,
– реологические свойства (вязкость, липкость и т.д.),
– температурные условия,
– условия восприятия увлажняющего раствора,
– изменение свойств при прохождении через красочный аппарат,
– состав печатной краски,
– условия закрепления;
• влияние увлажняющего раствора
– жесткость воды, загрязнение воды,
– добавки в увлажняющий раствор (спирт, смачивающие присадки, буферные вещества),
– величина рН, поверхностное натяжение,
– реологические свойства (вязкость),
– температурная зависимость реологических величин;
• влияние запечатываемого материала
– свойства запечатываемого материала (гладкость, впитывающая способность, смачиваемость),
– величина рН запечатываемого материала,
– печатные свойства (деформация при натяжении, выщипывание, прочность на разрыв);
• влияние печатной машины (на качество печати и стабильность процесса)
– конструкция печатного аппарата (точность, стабильность, виброустойчивость и т.д.),
– тип красочного аппарата (наличие регулировки подачи краски по циклу машины),
– тип увлажняющего аппарата (контактное увлажнение, бесконтактное увлажнение),
– конструкция системы подачи краски (дозирование краски),
– поддержание температуры (термостатирование).
Этот краткий обзор показывает, что способ офсетной печати должен восприниматься как система со многими параметрами, изменение лишь только одного из которых может оказывать влияние на весь процесс.
Офсетная печать является способом, который особо отчетливо определяется пограничными поверхностными процессами – физическими и химическими. Взаимодействие веществ, находящихся в контакте при офсетном способе печати, с трудом поддается рассмотрению и истолкованию, поскольку речь должна идти не об однокомпонентных фазах (например, чистой воде), а о многокомпонентных фазах(например, водных растворах) или о многофазных(гетерогенных) системах, таких, например, как печатная краска, представляющая собой дисперсию твердых частиц, пигмента в жидком связующем.
Для понимания механизма переноса краски в офсетном способе наряду со смачиванием необходимо учитывать расщепление слоев, находящихся во взаимодействии. При соприкосновении красочного и увлажняющего слоев решающим является не то, произойдет ли их отталкивание друг от друга, а то, в каком слое произошло их разделение. Последнее зависит в значительной степени от когезии, причем офсетные краски имеют высокую когезию, поэтому расщепление происходит в водяной пленке.
При взаимодействии увлажняющего раствора и краски на ее поверхности остаются его капли, которые могут с ней эмульгировать. Коэффициент растекания раствора дает при этом информацию о том, покрывает ли он поверхность краски или нет.
Чтобы раствор не отталкивался печатной краской, поверхностное натяжение на границе раздела недолжно быть слишком большим. Исследования показали, что указанное поверхностное натяжение влияет на долю жидкости, поглощаемой поверхностью красочного слоя, а эмульгирование зависит от когезии печатной краски. Так как на поверхности красочного слоя печатной формы находятся частицы раствора, необходимо, чтобы печатная краска была в состоянии их вытеснять при нанесении ее на печатающие элементы.
Свойства печатной формы, печатных красок и увлажняющих растворов в офсетной печати имеют важное значение.
Офсет без увлажнения использует тот же принцип, но с другими комбинациями поверхностей и материалов. Так, офсетная печатная форма без увлажнения имеет пробельные участки, которые сильно отталкивают краску благодаря силиконовому слою.
Краска воспринимается лишь на тех участках печатной формы, с которых он удален. Для офсета без увлажнения необходима сравнительно высокая вязкость краски, в связи с чем при ее растире в красочном аппарате валики могут нагреваться до 50С. При этом отсутствует охлаждающее действие увлажняющего раствора. Поэтому, чтобы избежать течения, в красочном аппарате необходимо поддерживать определенную температуру. Это может быть сделано посредством раскатных цилиндров с водяным или воздушным охлаждением. Температура красочных накатных валиков не должна превышать 28–30С.
Офсетная печать без увлажнения чаще всего применяется для производства высоколиниатурных растровых изображений (так как имеет место лишь незначительное растискивание растровых точек). Поскольку компоненты увлажняющего средства здесь не нужны, возможна более простая конструкция красочного аппарата, благодаря чему после запуска машины в короткое время достигается выход на должное качество тиражной печати.
Недостатком офсета без увлажнения является то, что отсутствует очищающее действие увлажняющего аппарата: на офсетном полотне и поверхности печатной формы легко осаждаются капли краски и бумажная пыль.
Печатные формы для офсетной печати представляют собой тонкие (до 0,3 мм), хорошо натягивающиеся на формный цилиндр, преимущественно монометаллические или, реже, полиметаллические пластины. Используются также формы на полимерной или бумажной основе. Среди материалов для печатных форм на металлической основе значительное распространение получил алюминий (по сравнению с цинком и сталью). Необходимое зернение поверхности пластины выполняется механическим путем при помощи пескоструйной машины или на зернильных установках с шарами и абразивным материалом, а также с применением мокрой или сухой обработки щетками. В настоящее время формные пластины зернятся почти исключительно электрохимическим путем и на заключительном этапе оксидируются (рис.3.).
Рис.3. Алюминиевая форма с печатающими элементами:
а увеличение в 100 раз;
б увеличение в 1000 раз
На металлическую основу наносится копировальный слой, на котором формируется изображение, несущее краску. Это в основном полимер. На полиметаллических (биметаллических) формных пластинах олеофильным слоем служит медь. В настоящее время в типографиях применяются преимущественно светочувствительные алюминиевые формные пластины с предварительно нанесенной фотополимеризующейся композицией на основе диазосоединений. Формирование изображения осуществляется благодаря различным свойствам поверхности пластин после их экспонирования и проявления. Печатные формы вследствие воздействия света и обработки образуют воспринимающие или отталкивающие краску элементы.
Оксид алюминия, который при особой обработке основы представляет собой тонкий слой, образует стабильную гидрофильную поверхность. Задача при обработке предварительно очувствленной офсетной формной пластины заключается в том, чтобы на этапах экспозиции и проявления добиться дифференциации поверхностных свойств.
Актиничный свет (содержащий УФ-излучение),воздействующий на поверхность светочувствительного материала на формной пластине, вызывает его химические изменения. В зависимости от вида и структуры слой реагирует на экспонирующее излучение по-разному. Различают следующие две фотохимические реакции при обработке формной пластины:
• задубливание копировального слоя светом (негативное копирование),
• разрушение копировального слоя светом (позитивное копирование).
При фотохимическом задубливании копировальный слой на засвеченных участках становится нерастворимым для проявителя. Если, напротив, копировальный слой фотохимически разрушается, то проявитель растворяет засвеченный слой, удаляя его с подложки(например, алюминия). Таким образом, возможны два различных способа копирования: позитивное и негативное. Они требуют различной засветки для образования изображения, т.е. различных предварительно изготовленных фотоформ (рис.4.).
Рис.4.Способы копирования (схематически):
а изготовление печатных форм по методу позитивного копирования;
б изготовление печатных форм по методу негативного копирования
При позитивном копировании в качестве копируемого оригинала используется позитивная фотоформа, т.е. непрозрачные для света зачерненные участки на ней соответствуют участкам, воспринимающим краску на печатной форме. Как следует из рис.4. при копировании свет проходит через прозрачные участки в позитивной фотоформе. При этом светочувствительный копировальный слой на пластине «разлагается». Следствием этого является очищение от копировального слоя в процессе проявления участков поверхности формной пластины, в данном случае тех, на которых нет изображения. Недостаток этого способа заключается в том, что на формной пластине в отличие от прозрачных участков пленочного оригинала могут частично воспроизводиться в виде печатающих элементов края пленки, пыль, монтажные полосы и пр., т.е. темные частицы на пленке.
При негативном копировании с применением «негативных формных пластин» в качестве копируемых оригиналов используется негативная фотоформа, на которой участки изображения (печатающие элементы) соответствуют прозрачным светлым участкам.
Как следует из рис.4. свет отверждает копировальный слой на формной пластине, который после проявления остается на участках ее поверхности, в то время как с не засвеченных участков (пробельных) он удаляется.
Независимо от того, идет ли речь о позитивном или негативном копировании, готовые печатные формы идентичны относительно своего информационного содержания – различаются лишь наносимые слои, используемые для изготовления печатающих элементов.
Решение о работе с тем или иным видом форм, изготавливаемых позитивным или негативным копированием, принимает полиграфическое предприятие.
Многие типы металлических печатных форм для повышения их тиражестойкости после проявления подвергаются термической обработке (путем обжига).
Печатные формы на лавсановой основе применяют для выполнения работ среднего качества. Они используются для печати однокрасочных и многокрасочных работ малого формата.
Для обеспечения контроля качества в процессе изготовления печатных форм совместно с основным изображением копируют контрольные элементы. Для этого имеются стандартные шкалы FOGRA с соответствующими клиньями, подобными тестовому клину PMS-Offset-Testkeil или UGRA-Offset-Testkeil изображения
Наряду с печатными формами, описанными выше, для цифровой записи изображения созданы термочувствительные формные пластины. Запись изображения осуществляется путем воздействия лазерного излучения. В качестве примера на рис.5.представлена печатная форма для офсета без увлажнения на лавсановой основе.
Рис.5. Офсетная печатная форма для офсета без увлажнения для цифровых систем записи изображения (Heidelberg/Presstek):
а структура пластины;
б снимок поверхности формы на электронном микроскопе REM
Применяемые в офсетной печати краски представляют системы высокой вязкости. Они состоят из цветных пигментов, связующего вещества, добавок и растворителя.
Цветные пигменты имеют органическую или неорганическую природу. Они определяют цветовой тон печатной краски. Пигменты состоят из твердых частиц неправильной формы размерами от 0,1 до 2 мкм.
Связующие вещества необходимы, чтобы пигмент, находящийся в виде порошка, мог закрепляться на запечатываемом материале. Кроме того, связующие вещества образуют защитную пленку, препятствующую механическому истиранию красочного слоя на оттиске. В зависимости от технологических особенностей печатного процесса и свойств запечатываемого материала связующее вещество изготавливается по определенным рецептурам из соответствующего сырья. Используемые для изготовления печатных красок связующие вещества называются «фирнисами». В самой рецептуре, подготовке и комбинации отдельных видов сырья и состоит собственное ноу-хау изготовителей печатных красок.
Добавки вводятся в печатные краски, чтобы целенаправленно влиять на их особые свойства. Называемые также «вспомогательными средствами» добавки применяются главным образом тогда, когда обнаруживаются особые трудности в печатном процессе.
Роль растворителя в офсетных красках выполняют минеральные масла. Они формируют условия для переноса краски и удаляются в процессе сушки (испарением, впитыванием). Часть печатных красок закрепляется также за счет окисления. Наряду с этими красками, применяющимися чаще всего, имеются также краски, которые затвердевают посредством воздействия излучения (УФ- и электронного). Структура их совершенно иная, чем обычных красок. Различают УФ-краски как для обычной офсетной печати (с увлажнением форм) и для офсета без увлажнения.
В традиционной офсетной печати увлажняющий раствор служит для разделения печатающих и пробельных участков на печатной форме, т.е. для того, чтобы избежать попадания краски на непечатающие участки. Увлажняющий раствор состоит в основном из воды. Опыт показывает, что увлажняющий раствор должен иметь значение рН между 4,8 и 5,5. Степень жесткости воды от 8 до 12 DH. Увлажняющий раствор обычно содержит также защитный коллоид для пластин, вещества для увеличения смачивания – изопропиловый спирт, буферные вещества и антимикробные добавки.
В качестве защитного коллоида для печатных форм служит гуммиарабик. Добавки для увеличения смачивания вводятся для снижения поверхностного натяжения. На рис. показано действие добавок на величину поверхностного натяжения. Введение буферного средства стабилизирует значение рН.
Антимикробные добавки особенно требуются в тех случаях, когда увлажняющий раствор подготавливается централизованно в специальном устройстве для нескольких офсетных машин. Существует опасность, что без этих добавок его подача может прекратиться из-за появления и роста в резервуарах водорослей. Так называемые «безалкогольные увлажняющие растворы» вместо изопропилового спирта содержат вещества, заменяющие его, например гликоли.
Рис.6. Добавки к печатным краскам и область их применения
Рис.7. Зависимость поверхностного натяжения увлажняющего раствора
от концентрации в нем добавки
Во время печатного процесса краска с печатающих элементов формы передается через офсетный цилиндр на запечатываемый материал. Задача красочного аппарата заключается в том, чтобы постоянно подавать на печатающие элементы новые порции краски с тем, чтобы печатный процесс не прекращался. Определенное количество печатной краски должно непрерывно подаваться в печатную систему. Баланс между количеством подачи краски и ее отдачей печатной форме должен быть отрегулирован так, чтобы исключить колебания плотности краски на оттиске.
Наряду с соблюдением баланса, решающее значение для качества печати имеет постоянство толщины красочного слоя на печатающих элементах формы и на запечатываемых участках материала.
Теоретически повсюду на печатном листе должен находиться красочный слой одинаковой толщины –этим допущением в репродукционной технике обосновывается изготовление цветоделенных фотоформ. Критериями, определяющими качество, таким образом, являются:
• крайне малые колебания средней толщины красочного слоя;
• постоянство толщины красочного слоя на печатающих элементах и на запечатанных участках материала (бумаги) в пределах всей поверхности.
Эти величины зависят от конструктивных особенностей красочного аппарата, шероховатости печатного материала, микрогеометрии печатной формы и резинового офсетного полотна. Реологические свойства печатной краски определяют равномерное покрытие ею плашек и отдельных растровых точек на печатном материале.
В красочном аппарате (рис.8.) осуществляется периодическая (прерывистая) подача краски посредством качающегося передаточного валика H. Последний принимает от дукторного цилиндра сравнительно толстый слой печатной краски и передает часть его благодаря своему вращению на первый валик SO красочного аппарата. Выбор зазора между дуктором и ножом, продолжительность вращательного движения дукторного цилиндра D (преимущественно прерывистого),время контакта передаточного валика и скорость вращения валиков являются определяющими факторами для дозирования подаваемого количества краски. Наряду с системами прерывистой подачи краски имеются также системы для ее непрерывной подачи (так называемые «красочные аппараты пленочного типа»).
Рис.8. Схема красочного и увлажняющего аппаратов офсетной машины
Все валики красочного аппарата (кроме валиков D и H) имеют одинаковую окружную скорость, так же как формный и офсетный цилиндры. Система работает почти без проскальзывания, если не считать его малую величину, обусловленную деформацией сжатия между жесткими и эластичными валиками. Нанесенная полоса краски многократно расщепляется и раскатывается. Количество краски, находящейся в красочном аппарате, зависит от числа красочных валиков и от площади их поверхностей.
При оптимальном конструктивном исполнении красочного аппарата можно исходить из того, что накатные красочные валики от А1 до А4 создают на печатающих элементах формного цилиндра относительно постоянный красочный слой, т.е. после последнего накатного валика А4(рис.8.) обеспечивается получение красочного слоя примерно постоянной толщины независимо от распределения печатного изображения на форме. В печатной зоне (между офсетным и печатным цилиндрами) часть красочного слоя переносится на запечатываемый материал.
Как известно, офсетные печатные формы отличаются тем, что печатающие и пробельные элементы находятся в одной плоскости. «Необходимые» количества краски и увлажняющего раствора на форме(при сбалансированном их количестве) должны соответствовать задачам оптимального процесса печати.
Если баланс нарушается, то происходят изменения толщины красочного слоя на оттиске.
Как прерывистая подача печатной краски в системе передаточный валик и дукторный цилиндр, так и неравномерная ее подача на форму (пробельные и печатающие элементы) является причиной того, что реально нельзя говорить о точном, постоянном процессе. Следует обращать внимание на расщепление краски на отдельных участках контакта при печати, а также при ее прохождении в красочном аппарате.
В упрощенной модели нанесения краски посредством одного накатного валика можно пояснить возникновение «паразитных» эффектов обратного действия (рис.8.). Для упрощения модели не будем принимать во внимание слой увлажняющего раствора. Перед нанесением краски на накатном валике находится ее слой толщиной S1. На печатающих элементах формы имеется остаточный красочный слой толщиной S2. После нанесения краски печатающий элемент на форме будет иметь новый красочный слой S4, а на соответствующем участке накатного валика останется красочный слой толщиной S3. Толщины красочного слоя S3 и S4 выводятся с учетом коэффициента расщепления (предполагая, что имеются замкнутые красочные слои, а не сегментообразные, как показано на рис.9.:
S4 = (S1 + S2 ),
S3 = (1 – )(S1 + S2).
Рис.9. Перенос краски в красочном аппарате:
а с красочного накатного валика на формный цилиндр;
б с печатной формы на запечатываемый материал
В соответствии с рис.9. непосредственно перед участком с толщиной S3 и после него накатной валик имеет толщину слоя S1. Таким образом, появляется участок резкого изменения в толщине слоя с разницей s = S1 – S3. Правда, эта разница уменьшается при дальнейших прокатываниях расположенным выше раскатным валиком, а также при подаче новой краски из красочного аппарата. Однако она не устраняется полностью. Эта разница сказывается на слоях краски на печатающих элементах и на запечатываемом материале. На печатающих элементах в этом случае не будет создаваться красочный слой постоянной толщины. Это ухудшает качество печати. На печатный процесс влияет схема построения красочного аппарата (возможность возникновения эффекта шаблонирования).
На рис.9. представлены основные процессы расщепления краски и параметры толщин слоев, начиная от формного цилиндра до печатного листа. В идеальном случае следует исходить из постоянного коэффициента расщепления = 0,5 и постоянной толщины слоя S4на печатной форме.
Для совершенствования конструктивных решений красочных офсетных аппаратов имеется два пути:
• экспериментальный;
• теоретический или расчетный.
Экспериментальный путь предусматривает изготовление нескольких образцов офсетных красочных аппаратов или одного очень вариабельного прототипа.
На них проводятся опыты по печати, причем следует иметь в виду, что печатные параметры должны оставаться постоянными для того, чтобы были получены поддающиеся анализу результаты.
Теоретический путь соответствует моделированию процессов переноса краски и увлажняющего раствора в красочном аппарате посредством описания физических процессов с последующим использованием программных средств, реализуемых на компьютере.
В красочном аппарате следует рассматривать два вида процессов.
Краска и увлажняющий раствор в печатном процессе переносятся на поверхность материала. В этом случае решающую роль играют поверхностные свойства (например, смачивание, пористость и шероховатость) запечатываемого материала.
Впервые процесс переноса краски с печатной формы на запечатываемый материал был подробно исследован Уолкером и Фецко.
Второй случай имеет место тогда, когда передающая краску поверхность находится в контакте с другой, имеющей краску и влагу. В была рассмотрена функциональная зависимость этого процесса.
Рис.10. Красочный аппарат с системой выравнивания толщины красочного слоя на формном цилиндре
Представленная на рис. схема красочного аппарата построена на принципе переноса основного потока краски на печатную форму посредством первых накатных валиков А1 и А2. Валики А3 и А4 переносят на печатную форму лишь небольшое количество краски и выполняют, главным образом, функцию «утюга». (Расчетная оценка процентных долей толщины слоя S4 (рис.10.), которые передаются отдельными накатными валиками, составляетА1= 45%, А2 = 38%, А3 = 10%, А4 = 7%.) Это означает, что имевшие место колебания толщины слоя на печатающих элементах формы уменьшаются. В идеальном случае все печатающие элементы должны иметь одинаковую толщину красочного слоя. В действительности же имеются его колебания. Чем они меньше, тем лучше качество переноса краски красочным аппаратом. Это определяется коэффициентом неравномерности :
= [(Smax–Smin)/Smittel]100%,
где Smax – максимальная толщина красочного слоя на печатающих элементах формы;
Smin – минимальная толщина красочного слоя на печатающих элементах формы;
Smittel – среднее арифметическое толщин красочного слоя на печатающих элементах формы.
Теоретические и практические исследования показали, что красочные аппараты, подающие основной поток краски на первые накатные валики, однозначно обеспечивают лучшие условия ее переноса, чем системы равномерной подачи. Поэтому современные красочные аппараты офсетных рулонных и листовых машин представляют краскоподающие системы с подачей основного потока краски на первые накатные валики.
Другая возможность повышения качества переноса краски состоит в том, что в красочном аппарате устанавливают дополнительно группу валиков, которые выравнивают красочный слой (рис.10.). На рис.11. представлены различные схемы красочных аппаратов.
Рис.11.Схемы красочных аппаратов для офсетных печатных секций:
а Speedmaster 102 (Heidelberg);
б Roland 700 (MAN Roland);
в Rapida 104 (KBA)
Красочные аппараты состоят из нескольких попеременно расположенных жестких цилиндров и эластичных валиков. Цилиндры (с твердой поверхностью)имеют как вращательное движение, так и перемещение в осевом направлении (их называют раскатными цилиндрами), чтобы выравнивать красочный слой.
Для газетных печатных комплексов, к которым предъявляют меньшие требования в отношении качества оттиска, чем к машинам для иллюстрационной печати, используются так называемые «беззональные короткие красочные аппараты», или «анилоксовые красочные аппараты» (рис.12.). Они имеют значительно более простое построение. Их достоинством является то, что из-за небольшой аккумулирующей способности краски красочный аппарат переходит в состояние устойчивого равновесия уже через несколько оборотов.
Рис.12. Пример «короткого красочного аппарата» офсетной секции для газетной печати
Главный недостаток этой системы – необходимость использования красок более низкой вязкости, чем в обычных красочных аппаратах. Из-за этого при печати происходит большее растискивание.
Анилоксовый валик имеет ячейки, подобные ячейкам формного цилиндра глубокой печати. Так как избыток краски снимается ракелем, следует считаться с износом валика. Для уменьшения этого явления они изготавливаются с керамическим покрытием, а ракель – из высоколегированного материала, что обеспечивает достаточно долгое время их использования.
У коротких красочных аппаратов имеется недостаток, заключающийся в том, что с поверхности печатной формы часть увлажняющего раствора по короткому пути попадает, не испарившись, в красочный ящик (или красочную камеру) и поэтому собирается в нем. Главное достоинство коротких красочных аппаратов – отсутствие зональной регулировки подачи краски.
Обычные красочные аппараты с валиками требуют подачи краски с возможностью дозирования ее по зонам печати при системе дукторный цилиндр – красочный нож и передаточный валик.
Посредством зональных винтов эластичный красочный нож может устанавливаться на различных расстояниях от дукторного цилиндра (рис.),благодаря чему регулируется подаваемое количество краски. Система дукторный цилиндр – красочный нож имеет свои недостатки. Красочный нож можно представить как упругую балку на n опорах ( n – количество зональных винтов).
Так как изменение положения одного винта оказывает непосредственное влияние не только на соседние зоны, а на всю систему, изготовителями были созданы разные решения для регулировки красочных зон без оказания влияния на соседние.
Рис.13. Красочный ящик с красочным ножом и зональными винтами
В красочной зональной системе фирмы HeidelbergerDruckmaschinen AG (рис.13.) определенный по толщине красочный слой на дукторном цилиндре образуется путем его взаимодействия с набором регулируемых цилиндров с внутренней эксцентричной поверхностью. Цилиндры имеют по краям кольца, служащие опорой на дукторном цилиндре. Как можно видеть на рис.13, на дукторном цилиндре, благодаря тому что он опирается на кольца, в результате образуются свободные от краски области. Качающиеся аксиально-раскатные цилиндры в красочном аппарате выравнивают краску. В целом образуется равномерный красочный слой. Между дукторным цилиндром и эксцентричными цилиндрами помещается пленочное покрытие, которое облегчает чистку красочного ящика. Эта система благодаря своему построению автоматически компенсирует неравномерности кругового вращения дукторного цилиндра и температурные изменения, так что можно говорить об устойчивой и надежной конструкции.
Созданы и другие системы без побочного краевого действия, такие, как красочные шиберы, консольно надрезанный красочный нож (рис.15).
В классических красочных аппаратах (рис.14.)требуются регулировочные системы подачи краски, поскольку расход краски изменяется по ширине ее подачи в соответствии с изображением. Соответственно для этого должны устанавливаться зональные красочные элементы или красочный нож (рис.13.).
Рис.14. Красочный ящик CPC с зональной, свободной от побочного действия регулировки подачи краски:
а красочный ящик;
б регулируемый эксцентрик и дукторный цилиндр;
в красочный ящик в красочной секции;
г схема зональной подачи краски
Рис.15. Системы красочных ящиков с зональным управлением (без побочных эффектов воздействия на соседние области):
а система дозирующего рычага(модель Colortronic, KBA);
б система красочного шибера(модельRCI/CCI, MANRoland);
в система консольного красочного ножа(модель CPC/Web, Heidelberg)
В традиционной офсетной печати необходим увлажняющий аппарат, который бы покрывал пробельные элементы печатной формы очень тонким(около 2 мкм) слоем увлажняющего раствора. Так как часть его переходит совместно с краской на офсетное полотно, а другая – испаряется, он должен постоянно пополняться. На рис.16б. показаны аппараты пленочного типа, а на рис.16г. увлажняющий аппарат щеточного типа. Другие схемы исполнения представлены на рис.16а,в,д.
Аналогом увлажняющих аппаратов являются «вишерные валики», применявшиеся для увлажнения литографского камня. Увлажняющие аппараты с передаточным валиком и пленочные увлажняющие аппараты представляют собой контактные устройства. В них прослеживается связь емкости с увлажняющим раствором через передаточные валики с печатной формы. Недостатком данных конструкций является то, что различные субстанции (например, частицы краски и бумажная пыль) с печатной формы попадают в емкость с увлажняющим раствором и могут привести к его загрязнению.
При бесконтактной подаче увлажняющего раствора, т.е.где прямая связь емкости для раствора с формой и краской отсутствует, этой проблемы не возникает. Их называют щеточными, или центробежными, увлажняющими аппаратами (рис.16г.). Поступление увлажняющего раствора должно быть очень дозированным, так как избыточный его объем с печатной формы не может вернуться в увлажняющий аппарат.
Увлажняющие аппараты с передаточным валиком(рис.16а.) имеют накатные увлажняющие валики, которые покрыты впитывающими материалами(например, такими, как мольтон, плюш). Для этих систем характерна высокая инерционность изменения подачи количества увлажняющего раствора, так как покрытие валиков обладает возможностью его накопления в больших объемах. Подобные аппараты имеют ряд технологических недостатков:
• высокие затраты на обслуживание;
• большой выход макулатуры из-за медленного достижения баланса краска – увлажняющий раствор;
• частые неполадки из-за образования ворсинок на форме (преимущественно у новых покрытий);
• неравномерное распределение увлажняющего раствора по ширине формата;
• опасность переноса слишком большого количества увлажняющего раствора.
Пленочные увлажняющие аппараты (рис.16б.) работают без передаточного валика и впитывающих покрытий, однако с добавлением в увлажняющий раствор спирта или специальных веществ. Системы, действующие непосредственно на печатную форму, увлажняют ее через собственный увлажняющий накатной валик.
В системах непрямого действия увлажняющий раствор подается одним накатным валиком, который переносит печатную краску и увлажняющий раствор на печатную форму в виде водно-красочной эмульсии (рис.16в.).
К бесконтактным увлажняющим аппаратам относятся центробежные, турбо- или щеточные устройства (рис.), в которых увлажняющий раствор подается на валик в виде мелко разбрызганных капелек. Величина поверхностного натяжения должна при этом обеспечивать их быстрое растекание по поверхности. Однако эти аппараты имеют существенные недостатки. Они не обеспечивают стабильность работы и сложны по конструкции. Главное же достоинство центробежных увлажняющих аппаратов состоит в управлении количеством подаваемого увлажняющего раствора в осевом направлении (в таких аппаратах обеспечивается зональная регулировка по ширине формы). Так как капельное нанесение по сравнению с пленочным имеет существенные недостатки, в акцидентной печати применяются преимущественно пленочные увлажняющие аппараты. Это принципиально важно, так как в зависимости от величины зональной подачи краски для обеспечения равномерной эмульсии необходимы и различные количества увлажняющего раствора.
Печатные краски взаимодействуют с увлажняющим раствором. Печатники говорят об образовании«эмульсии». По физико-химической классификации при офсетной печати образуется дисперсия «краска –увлажняющий раствор», где он находится в краске в форме капель и частично на красочном слое в свободном состоянии.
Если размеры капель увлажняющего раствора превышают определенную величину, то офсетный процесс прерывается. В этом случае нет равномерной передачи краски на запечатываемую поверхность.
Маленькие же капли увлажняющего раствора приводят к тому, что не обеспечивается разделение печатающих и пробельных элементов печатной формы.
Как для красочных, так и для увлажняющих аппаратов имеются разные концепции, которые позволяют осуществить комбинированное или раздельное нанесение увлажняющего раствора, например, посредством подводимых к красочному аппарату или отводимых от него промежуточных валиков.
Изменяя схему привода увлажняющих валиков (проскальзывание), можно варьировать количество подаваемого увлажняющего раствора и обеспечить очистку печатной формы.
Рис.16. Принципы построения увлажняющих аппаратов:
а увлажняющий аппарат с передаточным валиком;
б пленочный увлажняющий аппарат;
в косвенное нанесение увлажняющего раствора посредством красочного валика;
г щеточный увлажняющий аппарат;
д центробежный увлажняющий аппарат
Рассмотрим построение и принципы действия офсетного печатного аппарата на примере типичной секции листовой машины (рис.17.). Представим упрощенно, что печатная машина состоит из уже описанных выше красочного и увлажняющего аппаратов, формного цилиндра с печатной формой, офсетного цилиндра с закреплённым на нём резиновым полотном и печатного цилиндра. Формный цилиндр с печатной формой, на которую нанесен слой краски, вращается синхронно с офсетным цилиндром. Офсетный цилиндр, в свою очередь, вращается синхронно с печатным цилиндром, на котором с помощью захватов фиксируются и проводятся листы запечатываемой бумаги. Линия контакта между офсетным и печатным цилиндрами называется полосой контакта (nip).
Печатная форма изготавливается на металлической основе, толщиной до 0,3 мм, или на фольге со слоем, на котором формируются элементы соответствующего цветоделенного изображения. Резиновое полотно офсетного цилиндра (вязкоупругий материал на тканевой основе) представляет собой сменное покрытие толщиной около 2 мм.
Как видно из схемы (рис.17а.), поверхность формного цилиндра по окружности не является непрерывной. Она имеет нерабочую зону (выемку) для закрепления печатной формы. В выемке размещается устройство для натяжения формы. Офсетный цилиндр имеет выемку для размещения устройства натяжения резинового полотна, а печатный цилиндр –выемку для размещения системы захватов.
Для обеспечения безупречного переноса изображения с печатной формы на бумагу необходимо, чтобы все три цилиндра вращались с идеально одинаковыми окружными скоростями без проскальзывания.
Поскольку по окружностям цилиндров имеются технологические выемки, невозможно, чтобы в течение печати всего тиража выдерживалось требуемое относительное вращение только за счёт сил трения между контактирующими поверхностями. По этой причине все цилиндры имеют шестерёнчатый привод, связанный с приводом машины. Кроме того, через печатный аппарат осуществляется также привод красочного аппарата.
Рис.17. Печатный аппарат листовой офсетной машины:
а расположение цилиндров;
б контрольные кольца, шестерёнчатый механизм привода и управление захватами на листовой офсетной машине
В зависимости от заказа и оригинала возможны различные, первоначально устанавливаемые критерии качества. К важнейшим из них относятся:
Равномерность оптической плотности растровых изображений
Если изображение, получаемое на оттиске, имеет относительно большие участки, отличающиеся равномерностью тона, то даже небольшие различия в оптической плотности могут оказаться заметными для глаза человека. Значения минимальных (пороговых)различий составляют порядка 0,02 единицы оптической плотности D Если в процессе печати тиража возникают колебания градации тона, то на оттисках они проявляются в виде пятен или полос, которые являются дефектами. При колебаниях оптической плотности от оттиска к оттиску и последующем сравнении репродукций они становятся сразу заметными.
Равномерность оптической плотности плашки
На таких участках колебания оптических плотностей от оттиска к оттиску также очень хорошо заметны человеческому глазу.
Градационная передача растрового изображения
В копировальном, а также в печатном процессе могут обнаруживаться существенные изменения размеров растровых точек. От этого страдает качество печати. На помощь приходит стандартизация процесса изготовления офсетной репродукции. Соответствующая документация регламентирует условия стабильности передачи растровой структуры в формном и печатном процессах. Основное влияние на точность воспроизведения в печатном процессе оказывают офсетное резиновое полотно и настройка печатной машины. Отклонения в усилии прижима между формным и офсетным цилиндрами приводят к существенным изменениям в градационной передаче. Неправильно выбранная величина давления между офсетным и печатным цилиндрами вызывает значительные цветовые искажения на оттиске.
На изображении может обнаруживаться деформация растровых точек в виде увеличения их размеров и, следовательно, появляются отклонения в цветопередаче. Растискиваниеи дробление растровых точек – два важнейших параметра, определяющих качество печати (рис.18.а.).
В процессе растискивания происходит сдвиг контуров растровых точек. Причиной этого являются относительные перемещения между поверхностями печатной формы и офсетного цилиндра или между офсетным цилиндром и запечатываемым материалом. При этом поверхности неточно прокатываются одна по другой. Смещения в направлении печати называются смещением по окружности, а смещение в поперечном направлении – боковым смещением.
Причина растискивания состоит, главным образом, в повышенном давлении между двумя соприкасающимися цилиндрами. Так как деформация офсетного резинового полотна по ширине едва ли сказывается на величине растискивания, то деформация растровых точек происходит преимущественно в направлении печати. При этом, например, круглая точка превращается в эллиптическую. Часто недостаточно натянутое офсетное полотно или слишком большая подача краски также являются причинами таких изменений площадей и форм растровых точек. Однако растискивание возможно также и в боковом направлении. Отклонения в различных направлениях заметны на полях контрольных шкал, состоящих из штриховых элементов (рис.18а.). Штрихи, перпендикулярные направлению печати, расширяются в направлении вращения цилиндров, что приводит к потемнению данного поля, тогда как ширина штрихов, расположенных в направлении печати, остаётся неизменной.
Дробление – это увеличение растровых точек, при котором вокруг них образуется двойной или многократный тенеобразный контур. Это смещение красочных изображений приводит к увеличению оптической плотности. Дробление происходит за счёт колебаний приводки во время печати (обусловленных машиной или бумагой). В многокрасочных машинах печатные листы со свежей краской запечатываются, например, после первой печатной секции последующей второй краской во второй секции. На офсетном резиновом полотне за счёт расщепления красочного слоя возникает цветной отпечаток растровой структуры, который снова переносится на следующий печатный лист (раздел о рулонных машинах).
Таким образом, изображение с формного цилиндра должно точно накладываться на предыдущее свежесформированное изображение на офсетном цилиндре, в противном случае печатающие элементы увеличатся за счёт их дробления. Увеличение размеров растровых точек за счёт дублирования происходит при уменьшенной толщине красочного слоя, получаемого на оттиске.
Смещение на величину 10 мкм уже приводит к изменениям градационной передачи.
Шаблонирование – это наложение печатающих элементов в направлении печати на последующие участки изображения (рис.18.б.). Вообще, в традиционном красочном аппарате накатные валики меньше формного цилиндра. Однако после нанесения краски на печатную форму из-за расщепления слоя на накатных валиках остаётся красочный слой, который после их одного оборота может стать причиной образования на оттиске вторичного «паразитного» изображения. В принципе красочный слой на печатной форме становится достаточно равномерным за счёт применения нескольких накатных красочных валиков различных диаметров (в листовых офсетных машинах их чаще всего 4) и, соответственно нескольких участков контакта, а также за счёт положительного влияния осевого раската краски.
При неблагоприятной подаче краски на печатную форму и соответствующем построении красочного аппарата также возможно появление заметного шаблонирования.
Рис.18. Примеры нарушения качества печати:
а деформация растровой точки вследствие смазывания и дробления;
б эффект шаблонирования на печатном изображении (англ. ghosting)
Под микронеоднородностью понимают пятнистость, облачность красочного слоя на запечатанном материале. Это происходит из-за неравномерности впитывания красочного слоя в запечатываемый материал при его прохождении между печатными секциями многокрасочной печатной машины. Неравномерность впитывания приводит к неравномерному распределению красочного слоя, что особенно усиливает эффект при последовательном наложении красок, делая его заметным. Чем быстрее и равномернее впитывается первая краска, тем лучше и ровнее передача следующей краски. Неравномерность можно устранить, в частности, путем соответствующего изменения впитывающей способности красок, изменением последовательности их наложения или применением другой бумаги. На неравномерность влияют такие свойства бумаги, как однородность ее структуры и поверхностного слоя.
Восприятие слоем предыдущей печатной краски слоя последующей краски (trapping)
Треппинг – параметр, характеризующий переход второй краски на первую при их последовательном наложении в многокрасочной печати («сырое по сырому»). Расщепление краски зависит, главным образом, от её реологических свойств (например, липкости).
Чтобы последующая отпечатанная краска хорошо воспринималась уже отпечатанной ранее нанесенной краской, она должна иметь меньшую липкость.
Абсолютное значение оптических плотностей определяется по колориметрическим стандартам, а также координатам цветности. При многокрасочной печати с наложением красок применяется колориметрия, основанная на спектральных измерениях.
Средства, пригодные для применения в измерительных системах и устройствах регулировок, должны обеспечивать соответствующую точность определения оптических плотностей и координат цветности.
Это относится как к растровым изображениям, так ик плашкам. При печати тиража измерение оптических плотностей часто оказывается достаточным для приладки, а для оценки наложения красок необходимо проводить спектрофотометрические измерения.
Приводка – точное совпадение оттисков при последовательном наложении красок, называемое также термином «совмещение красок», – в значительной степени определяет качество изображения на оттиске. Для четырехкрасочного оттиска от приводки зависит достигаемое впечатление четкости, являющейся одним из самых существенных критериев оценки качества печати.
Приводка или совмещение – это формально точное расположение изображения на листах запечатываемого материала или на бумажном полотне относительно краев обрезаемого листа или полотна. Но в большинстве случаев, имея в виду совмещение красок, говорят о точном наложении однокрасочных изображений в процессе многокрасочной печати, как уже об этом говорилось раньше.
Глянец оттисков и также его равномерность оказывают субъективное влияние на качество печати. Однако«читаемость» печатных изображений с высоким глянцем уменьшается, хотя часто высокий глянец визуально отождествляют с высоким качеством печати.
Чем более высоколиниатурный растр, тем выше разрешающая способность печати, но тем больше также растискивание растровых точек. Для того чтобы избежать образования муара и розеток при многокрасочной печати, часто используют нерегулярные растры. Они позволяют воспроизводить очень мелкие детали оригинала, а отклонения в приводке не столь сильно влияют на отклонения в цветопередаче. При применении совмещенных растровых изображений различной структуры (комбинация периодических и непериодических), при прочих равных условиях, обеспечивается повышение качества печати.
Белизна запечатываемого материала оказывает существенное влияние на воспроизводимый цветовой охват в четырех красочной печати. Мелованные бумаги имеют поверхностные слои, придающие им высокую степень белизны. Собственно при печати используются относительно прозрачные краски. В таких условиях цветовой тон незапечатанной бумаги является решающим фактором, определяющим воспроизведение цвета.
Для измерения вышеуказанных параметров качества имеются соответствующие методы и средства измерений. В числе важнейших, используемых для определения соответствия требованиям качества, можно указать следующие:
• денситометрию;
•колориметрические измерения (спектрофотометр);
• измерения глянца;
• измерения точности совмещения красок (приводки);
• измерения степени белизны (прибор для измерения белизны и спектрофотометр);
• определение частоты растровой структуры;
• определение резкости (измерительный микроскоп).
Имеется большое количество контрольных элементов, которые могут быть интегрированы в печатное изображение. Анализ контрольных шкал предполагает применение соответствующей измерительной техники. Однако контрольные элементы служат также для визуальной оценки изменений, влияющих на качество печатной продукции.