Поліграфічні матеріали

Поліграфічні  матеріали

1. Наведіть приклад сучасного асортименту формних матеріалів для виготовлення штампів для тиснення.
2. Охарактеризуйте склад та друкарсько-технічні властивості паперу, який використовується для плоского офсетного друку.
3. Обрані фарби для друку на поліетиленовій плівці не закріплюються; визначте причини і запропонуйте заходи щодо їх усунення.
4. Охарактеризуйте показники ПВАД і особливості його складу, вплив в’язкості на процес закріплення і властивості плівки в з’єднані.

      1. В полиграфическом производстве тиснением называют механический процесс получения изображения путем образования остаточных деформаций материала. Процесс тиснения может совмещаться с нанесением цветных покрытий (тиснение фольгой) на отдельные участки изображения. Конгревным называют тиснение, при котором изображение получается рельефным и возвышающимся над общим уровнем поверхности материала. В случае если все рельефные элементы располагаются на одном уровне, конгревное тиснение называют одноуровневым. Тиснение или конгрев нагретым до определенной температуры штампом или контрштампом называют горячим, а если штамп и контрштамп для конгрева или штамп для тиснения фольгой имеет температуру окружающей среды, то тиснение называют холодным.

     В последние годы полиграфисты применяют  довольно много разнообразных терминов для описания инструментов, с помощью которых выполняется тиснение фольгой и конгревное тиснение (клише, контрклише, матрицы, патрицы, ответные части, штампы, контрштампы и т.д.), хотя речь идет об одном и том же. Следует отметить, что существует ГОСТ 29.41-96 [1], в котором упоминается о штампах и контрштампах, с помощью которых выполняется конгревное тиснение, и о штампах для тиснения фольгой. Поэтому можно сделать вывод, что термины «штамп» и «контрштамп» являются наиболее правильными, и именно их следует применять.

     Оба упомянутых выше способа тиснения могут  выполняться на тигельных (рабочие  органы машины — две плоские поверхности), плоскопечатных (рабочие органы — цилиндр и плоская поверхность) и ротационных (рабочие органы — два цилиндра) машинах. Для работы на первых двух типах машин традиционно применяются плоские штампы, о которых и пойдет речь в данной статье.

     Применяемые материалы и их характеристики

     Для изготовления штампов в настоящее  время применяются:

• магний — металл невысокой твердости серебристого цвета. Магниевые штампы — это относительно дешевые изделия. Их тиражестойкость невелика, при плоском тиснении фольгой по бумаге она не превышает 100 тыс. оттисков. Магний одинаково хорошо обрабатывается как травлением (рис. 1), так и гравированием;
• медь — очень твердый металл розово-красного цвета. Стоимость медных штампов гораздо выше, чем магниевых, но и тиражестойкость на порядок больше (сотни тысяч оттисков). Медь с трудом поддается гравированию, поэтому в основном обрабатывается травлением — обычно травится на глубину не более 1 мм, поэтому для углубления рельефа требуется дополнительное гравирование по краям изображения;
• латунь — сплав меди с цинком, часто с небольшими добавками других элементов. Имеет желтый цвет, напоминающий золото. Как правило, обрабатывается гравированием. Благодаря легкости механической обработки латунь может применяться при изготовлении штампов для многоуровневого конгревного тиснения. Тиражестойкость латунных штампов — сотни тысяч оттисков (рис. 3). Из-за трудоемкости изготовления латунные штампы стоят дороже медных и магниевых. Для повышения тиражестойкости латунных штампов иногда используют никелирование;
• сталь — твердый серебристо-белый металл, представляющий собой сплав железа (основа) с углеродом (до 1,7%) и другими примесями. Стальные штампы в современной полиграфии применяются крайне редко. Их обычно изготавливают гравированием, иногда предварительно протравив (для экономии времени). Гравирование стали производится только на станках с мощным шпинделем и требует много времени. Используют такие штампы при тиснении очень больших тиражей (от миллиона оттисков), поскольку стоят они очень дорого;
• полимеры — являются наиболее дешевым видом материала по сравнению со всеми прочими. Имеют различный химический состав, цвет, физико-механические свойства. Для изготовления штампов применяются такие полимерные материалы, как поликарбонат, гетинакс, различные виды фотополимеров и т.д. Некоторые из полимерных штампов прозрачны. Изготавливаются полимерные штампы фотополимеризацией (см. рис. 4), гравированием, реже — способом горячего прессования. При этом их тиражестойкость доходит до сотен тысяч оттисков.

     Кроме применяемого материала, существенное влияние на качество штампов оказывает  способ изготовления. В настоящее время существует три основных способа.

     Травление — один из наиболее распространенных способов изготовления штампов. Материалом для будущих штампов служат металлы (медь, магний). Главным достоинством травления является высокая скорость производства, поскольку травится одновременно все изображение. Это и определяет более низкую стоимость травленых штампов по сравнению, например, с гравированными. Глубина элементов тиснения, угол наклона стенок и другие параметры зависят от времени травления, скорости работы машины и т.д. Иногда после травления требуется ручная доработка гравированием. К недостаткам данного способа прежде всего следует отнести экологическую вредность. С технологической точки зрения следует отметить, что травление — вероятностный процесс, зависящий от многих факторов (концентрации раствора, скорости работы машины, расположения пластин внутри машины, времени травления и т.д.). Поэтому параметры полученных штампов могут отличаться от значений, требуемых в техническом задании. Кроме того, даже в пределах одной большой партии порой трудно обеспечить высокую повторяемость штампов. Данным способом не изготавливают штампы для многоуровневого конгрева и для конгревного тиснения фольгой, что также налагает ограничения на его применение. В настоящее время травленые штампы постепенно уступают место гравированным.

     Гравирование — механическая обработка заготовки (латунной, магниевой, полимерной и т.д.) с помощью фрезерно-гравировальных станков, управляемых компьютером. В редких случаях гравирование производят вручную. Кстати, ручная гравировка металлических пластин — один из старейших методов изготовления штампов. Фрезерно-гравировальные станки в большинстве случаев заменили ручной труд граверов, обеспечив при этом несравнимо большую точность изготовления, скорость работы и повторяемость изделий. К преимуществам данного способа прежде всего относится экологическая чистота. Все остальные методы требуют специально оборудованных помещений, систем очистки, поскольку при работе выделяются различные газообразные и жидкие вещества [7]. Кроме того, гравированием можно обрабатывать очень широкий спектр материалов (магний, латунь, сталь, полимеры и т.д.), можно гравировать штампы как для одноуровневого, так и для многоуровневого конгревного тиснения, делать различные варианты углов наклона стенок. Одним из немногих недостатков данного способа является длительное время изготовления и высокая стоимость штампов, поскольку не происходит одновременной обработки всего изображения — фреза последовательно проходит длинный путь для получения готового изделия.

     Фотополимеризация — изменение физико-химических свойств жидких и твердых фотополимеризующихся материалов под воздействием света, лазерного или другого излучения [2]. Обычно, кроме штампов, данным способом изготавливают флексографские печатные формы и формы высокой печати. Материалом для будущего штампа является фотополимерная формная пластина. Достоинства данного способа — дешевизна готовых изделий, высокая скорость изготовления, гораздо более низкая по сравнению с травлением экологическая вредность отходов производства. Но, к сожалению, некоторые фотополимерные штампы обладают рядом недостатков: со временем высыхают и коробятся, фотополимерным способом можно изготовить только штампы для блинтового и одноуровневого конгревного тиснения. С помощью полимерных штампов тиснят в основном холодным способом.

     Для того чтобы выполнить блинтовое  тиснение или тиснение фольгой, требуется  только один инструмент — штамп, похожий на форму высокой печати (тиснящие элементы находятся выше пробельных). Для того чтобы выполнить конгревное тиснение или конгревное тиснение фольгой, требуется прессовая пара штамп — контрштамп. При этом штампом в данном случае является профилированная пластина, рабочие элементы которой углублены. Контрштамп — выпуклая зеркальная копия штампа.

     2. Плоский способ печати отличается тем, что печатная краска находится в одной плоскости с поверхностью печатной формы. Краска накатывается на поверхность печатающих элементов по принципу избирательного смачивания. Печатающие элементы формы зажирены и легко воспринимают маслянную краску и не воспринимают воду, которой смачивают пробельные элементы формы. Смачивание пробельных элементов водой необходимо для отталкивания от них печатной краски, которая накатывается на печатную форму. Плоская печать при которой краска с поверхности печатающих элементов передаётся непосредственно на бумагу называется литографской. Этот вид печати имеет ограниченное применение. При офсетной печати краска с печатающих элементов передаётся сначала на резиновый декель (рубашку) офсетного цилиндра, а с поверхности резины на бумагу (рис. 1).

     Рис. 1. Схема печатного аппарата машины для офсетной печати:  
1 – бумага;  
2 – бумага с отлетком;  
3 – формный цилиндр;  
4 – офсетный цилиндр;  
5 – печатный цилиндр;  
6 – печатная форма с накатанной краской и водой;  
7 – резиновый декель;  
8 – увлажняющий валик;  
9 – красочный накатной валик;  
10 – краска

     Плоская печать имеет более чем двухсотлетнюю  историю. Годом зарождения принципа офсетной печати считают 1797 год, когда  Алоиз Зонефельдер в Мюнхене  изобрёл способ печатания с каменной формы, который основывался на взаимном отталкивании воды и жира. Этот способ, назван литографией. В 1865 году в Англии была изготовлена первая быстроработающая литографская машина. Каменные формы вскоре были заменены на лёгкие цинковые, а впоследствии и алюминиевые. Литографская машина превратилась в ротационную, в которой лист бумаги стал проходить между двумя цилиндрами – формным, с натянутой на него формой, и прижимным печатным. Литографская печать имеет недостатки, главный из которых в том, что невозможно обеспечить полный прижим жёсткой печатной формы к печатному цилиндру, а следовательно и полный прижим печатающих элементов к бумаге. Принцип печатания офсетным способом был введён примерно в 1904 году в США. Этот способ открыл возможность использования передовых технологий в печати, обеспечивая сочетание низкой стоимости печатания, с возможностью использования для печати материалов с различными свойствами. Тем не менее, к бумаге, используемой в печати предъявляется ряд определённых требований, о которых мы и поговорим. Особенности офсетной бумаги определяются использованием увлажнения в процессе печати, большей вязкостью используемых красок, чувствительностью печатных форм к механическим и химическим воздействиям.

     Гладкость

     Для офсетной печати не требуется бумага с такой гладкой поверхностью, как для типографской. В тоже время, при использовании горячей сушки, возможно применение бумаги с очень высокой гладкостью поверхности, например, 1500 – 3000 с, как в случае бумаги LWC (легкомелованная суперкаландрированная). Массовые офсетные виды бумаги имеют два уровня гладкости: бумага машинной гладкости 30 – 80 с по Бекку, каландрированная имеет гладкость до 150 с.

     Прочность поверхности

     Ввиду использования более вязких красок, которые наносятся тонкими слоями, на поверхность бумаги действуют  значительные выщипывающие усилия. Поэтому офсетная бумага должна иметь более высокую прочность поверхности к выщипыванию, чем бумага для других видов печати. По ГОСТ на офсетную бумагу этот показатель нормируется для высших марок на уровне не менее 2,2 м/с. Несмотря на высокую прочность поверхности возможно явление “вспучивания” мелованного покрытия бумаги, связанное с низким качеством бумаги – основы в процессе печати – не достаточной связанностью структуры бумаги. Мелованная бумага для офсетной печати должна обладать показателем на выщипывание по Деннисону на уровне 8 (по сравнению с 5-6 у бумаги для высокой печати).