Проектирование технологии печатных процессов для переиздания книги

    При поставке бумаги в типографию необходимо осуществлять входной контроль ее температуры. Распаковывать и использовать бумагу в печати можно только после выравнивания температур [9].

    6.2 Выбор краски

    Все офсетные печатные краски, независимо от их качества и известности торговой марки, можно условно разделить  на следующие группы:

1. В зависимости от типа печатного оборудования

• для листовой печати;

• для рулонной печати;
• для рулонной печати с сушкой (HeatSet);
• для рулонной печати без сушки (ColdSet).
2. В зависимости от системы увлажнения:
• для печати с увлажнением;
• для спиртового увлажнения;
• для бесспиртового увлажнения;
• универсальные;
• для печати без увлажнения
3. В зависимости от оптических характеристик
• цветные
• цветов полиграфической триады
• черные
• белила
• металлизированные
• цвета серии Pantone
• перламутровые
• флюоресцентные
4. В зависимости от способа закрепления
• закрепляющиеся в результате впитывания;
• закрепляющиеся в результате окисления;
• полимеризующиеся под действием УФ-излучения;
• комбинированного закрепления [3,12].

    В мире насчитывается несколько десятков фирм-производителей офсетных красок, большая часть которых неизвестная  российским полиграфистам.

    При выборе краски необходимо руководствоваться  основными параметрами ее оценки:

• яркость и чистота пигмента,
• первоначальное «схватывание» краски на оттиске,
• время хранения в кипсейках и незасыхание на валах (обеспечивается правильным балансом связующих компонентов),
• скорость окончательного закрепления.

    Пигментация

    Печатная  краска представляет собой коллоидную систему, состоящую из двух фаз, одна из которых – твердая, состоящая  и красящего вещества. Вторая фаза – это жидкое связующее, в среде  которого равномерно распределены красящие вещества. Дополнительно в краску вводятся специальные компоненты, обеспечивающие разнообразие печатно-технических  свойств. Красящие вещества – это  химические соединения, обладающие цветом и способные придавать окраску  запечатываемому материалу. В состав красящего вещества входят нерастворимые  в воде пигменты и растворимые  в воде красители. Пигментация является показательным параметром при выборе краски, определяющим ее качество. Именно пигментация отвечает за такое явление, как структурообразование. Структурообразование – это возникновение, в момент покоя, определенных сгустков, образующихся при взаимодействии нерастворимых  в воде и растворителях пигментов. Эти сгустки создают проблемы для движения краски в красочном  аппарате. Самым дешевым способом избавиться от возникновения описанных  структур является снижение концентрации пигмента в самой краске. При этом уменьшается стоимость краски, поэтому  она напрямую зависит от пигментации.

    При использовании краски со слабой пигментацией, производство сталкивается, в обязательном порядке, с увеличением расхода  краски. Это объясняется тем, что  для достижения установленных норм оптических плотностей плашек краску со слабой пигментацией приходится наносить более толстым слоем.

    Для примера и выбора краски при печатании  тиража исследуемого издания рассмотрены  результаты испытаний красок трех серий  от различных производителей (World Series пр-ва Sun Chemical, ОРИОН пр-ва Toyo Ink и Lito-Star SPX пр-ва К+Е) на достижение одинаковых значений плотности и глянца. Испытания проводились в одних режимах с применением одного вида бумаги. На рисунках 1, 2 и 3 представлены диаграммы по количеству подачи краски для достижения одинаковых оптических плотностей плашек [10].

    Рисунок 1 – Расход краски серии «World Series»  (Sun Chemical)

    Рисунок 2 – Расход краски серии «ОРИОН» (Toyo Ink)

    Рисунок 3 – Расход краски серии «Lito-Star SPX» (К+Е)

    По  указанным результатам проведенных  испытаний, расход краски «World Series» сократился на 25,76% по сравнению с краской В. А краски «Lito-Star SPX» потребовалось на 37,8% меньше, чем той же серии «ОРИОН». На практике встречается увеличение расхода слабопигментированной краски на 45-50%.

    Использование красок с пониженным содержанием  пигмента может привести еще к  ряду проблем, но уже при контроле качества выпускаемой продукции. При  печати по плашкам, ввиду большого количества краски, увеличивается доля краски, остающейся на офсетной форме, а это, в свою очередь, приводит к нарушению  раската и, соответственно, к отклонениям  в оптических плотностях плашек по печатному полю. В итоге происходит расхождение оттиска с цветопробой. А при печати по цветопробе увеличивается  количество приладочных листов, и  экономия опять не соблюдена.

    Одним из основных свойств пигмента является его небольшая маслоемкость, что  позволяет увеличивать концентрацию пигмента в краске. Комплекс пигментов  с расширенной маслоемкостью  требует потребления большого количества воды. Вследствие чего происходит расширение диапазона контроля баланса «краска-вода»  и, естественно, усложнению его выставлении.

    Но  основной проблемой при увеличенной  толщине красочного слоя является отмарывание. При большой подаче краски отмарывание  является основным показателем некачественной краски с низким пигментом. А потеря тиража ведет за собой значительные финансовые потери.

    Схватывание

    Отмарывание также может возникнуть по причине  слабого пленкообразования при  первоначальном закреплении краски («схватывании»), которое зависит  от структуры и баланса использованных при изготовлении краски алкидов  и твердых смол. Первоначальное закрепление  определяется способностью краски впитываться  в поверхность бумаги с последующей  окислительной полимеризацией. Причем наибольшее влияние оказывает именно впитывание в поверхность бумаги, которое бывает как недостаточным, так и избыточным. Недостаточное  впитывание встречается чаще всего  на материалах с плохой впитывающей  способностью, таких как металлизированная  бумага. Избыточное – на мелованный матовых и немелованных сортах бумаг. При изготовлении бумаги используются специальные наполнители, которые  отвечают за избирательное впитывание связующего краски. В результате маловязкие компоненты связующего – масла и  органические растворители – проникают  в поры бумаги, а высоковязкие –  твердые смолы – остаются на поверхности  и образуют пленку. Чрезмерное впитывание объясняется увеличенным количеством  в краске маловязких компонентов  связующего, а недостаточное впитывание – избытком высоковязких компонентов. При избыточном впитывании маловязких компонентов – масел, «сухой» компонент остается на поверхности без закрепления, что приводит либо к осыпанию краски, либо к ее недостаточному высыханию и отмарыванию. Следует помнить, что более глянцевая краска содержи в своем составе смолы и парафины, которые могут повлиять на впитывание краски при своем избыточном количестве.

    Если  вернуться к описанным выше испытаниям, то при печати на матовых сортах бумаги, краска «ОРИОН» требовала введения дополнительных добавок – сиккативов. Краски серии «World Series» и «Lito-Star SPX» добавок не требовали и тест прошли без замечаний: время на предварительную сушку для печати оборота потребовалось значительно меньше (10-12 минут на краски «World Series»  и 20 минут на краски «Lito-Star SPX»).

    Окончательное закрепление

    Второй  этап закрепления – это окончательно высыхание краски на бумаге. От этого  этапа зависит готовность тиража к последующей обработке. Окончательно закрепление краски определяется окислительной  полимеризацией высоковязких компонентов  связующего. В качестве пленкообразователей  применяются смолы или продукты их переработки – канифоль, алкидные смолы, виниловые смолы, битумы, растительные масла, эфиры целлюлозы. Впитывание на этапе окончательного закрепления  роли уже не играет.

    Плохо сохнущая краска требует дополнительных затрат, в частности, лакирования. Но здесь можно столкнуться с  новой проблемой – совмещение компонентов лака с компонентами  краски. Плохо сбалансированная в  части связующего компонентов и  со слабым пигментом краска может  изменять свои цветовые характеристики при взаимодействии с лаковой  пленкой. Данная реакция происходит по причине того, что введенные  в краску компоненты не совместимы со щелочной средой лака.

    Для более быстрого высыхания краски печатники иногда завышают температурные  режимы сушки, но необходимо отметить, что в этом случае увеличение температуры  приводит к «разжижению» части элементов, отвечающих за полимеризацию. Нельзя забывать, что в качестве пленкообразователей  применяются смолы, а для придания краске более высокого глянца –  парафины. Под действием температуры  эти вещества становятся менее вязкими, что приводит к «проваливанию» части  высоковязких элементов бумажные наполнители  и нарушению баланса между  пигментом и связующим, в итоге  происходит оголение твердых красящих элементов – «царапающее отмарывание», осыпание. 

    Контроль

    Во  время печати каждая точка растра превышает ту площадь, на которую  была рассчитана. Она теряет свою правильную круглую форму. Растискивание оказывает  значительное влияние на цветопередачу, особенно при печати с наложением цвета. Растискивание имеет две  составляющие – естественную. То есть неизбежно присущую офсетной печати, и побочную, возникающую из-за нарушений  технологии и регулировок машины. Естественное растискивание в самом  грубом приближении можно представить  как расплющивание капли краски под действием давления в зоне печати. Собственно, от этого и происходит название явления. На самом деле процесс  значительно сложнее. Расплющивание  краски на поверхности бумаги зависит  от свойств офсетной резины, величины давления в зоне печати, вязко-текучих  свойств краски и, конечно, от толщины  красочного слоя. Диффузия краски в  толще бумаги (растекание за счет впитывания) тоже увеличивает площадь пятна. Она зависит от текучести краски, скорости ее закрепления и пористости бумаги. Это те явления, которые мало зависят от печатной машины. Главное, что нужно иметь ввиду –  невозможно раз и навсегда определить величину коррекции растискивания. Оно возникает при использовании  разных типов бумаг, а также увеличенного давления и вязкости краски. Даже одна и та же краска может растекаться  по-разному при разной температуре.

    Попадание краски на бумагу происходит под некоторым  давлением. Из-за этого точка свежей краски на мелованной бумаге увеличивается  по площади. Степень этого увеличения, то есть растискивание от давления, определяется в основном вязкостью  краски. Тяжелые краски, обладающие высокой клейкостью, выжимаются значительно  слабее, чем легкие, более жидкие. Происходит периферийное «вскипание»  краски по окружности точки. Если говорить об офсетной печати, то каждая точка  растра окружена тонким ореолом краски. Причина в том, что точка имеет  микроскопический рельеф, и краска стекает к ее краям.

    В рамках эксперимента с тремя сериями  красок были проведены контрольные  замеры по всем цветовым каналам для  расчета параметров краски. Испытания  проводились на глянцевой бумаге одного сорта, одинаковой плотности. Также  при печати были соблюдены единые параметры по температуре (23ºС) и  влажности в цехе (48%).

    Требовалось получить следующие оптические плотности  плашек:

    Cyan – 1,6

    Magenta – 1,55

    Yellow – 1,35

    Black – 1,9.

    Печать  проводилась без компенсации  растискивания растровой точки.

    Наилучший результат по растискиванию получила серия «Lito-Star SPX» – среднее значение составило10,23%, для серии «World Series» – 11,18%, и самое большое растискивание показала серия «ОРИОН» – 13,6%. Растискивание растровой точки измеряется по формуле Мюррея-Девиса:

    , где DD – оптическая плотность растровой точки, SD – оптическая плотность заливки.

    Компенсация растискивания

    Сделать растискивание в процессе печати нулевым невозможно. По результатам  измерения нетрудно построить график, демонстрирующий  степень растискивания  в зависимости от плотности исходного  растра (заданного размера точек). Здесь требуется именно нелинейная коррекция, а не простое увеличение яркости и гамма функции, как  это часто делают, не задумываясь  о природе явления. Данные для  построения компенсационной кривой снимаются с денситометра. Величины, откладываемые по вертикальной оси (ось результатов) – 0%, 25%, 50%, 75% и 100% по результатам замеров, а по горизонтальной оси точки соответствуют заданным значениям. На рисунке 4 представлена компенсация  растискивания для краски серии  «Lito-Star SPX» для Magenta.