Способы закрепления краски на оттисках в естественных и искусственно создаваемых условиях

                                                  Содержание

1.Способы закрепления краски на оттисках в естественных и искусственно создаваемых условиях.

2.Релаксация декеля и резинотканевой офсетной пластины, ее особенности и значение для печатных процессов.

3.Тирражеустойчивость печатных форм, способы её увеличения.

4.Причины неравномерного распределения на оттиске слоев краски по толщине (или оптической плотности). Укажите условия проведения печатного процесса, обеспечивающие получение оттисков с равномерным распределением толщины слоя краски.

5.Задача.

Определите суммарную силу, возникающую в зоне контакта печатной пары ротационной машины высокой печати, если известно, что модуль упругости декеля Е=250 кгс/см³, толщина декеля равна 2мм, его абсолютная деформация равна 0,2 мм, коэфицент заполнения формы печатающими элементами равен 0,8, толщина бумажного листа равна 0,1 мм, радиус формного цилиндра вместе с формой равен 210 мм, формат бумажного листа 60*90

6.Используемые материалы.

1.Способы закрепления краски на оттисках в естественных и искусственно создаваемых условиях.

 Рассмотрим первоначальное закрепление краски на бумаге. Оно определяется впитыванием краски в бумагу и поверхностной окислительной полимеризацией. Закрепление окислением играет решающую роль для красок, предназначенных для печати на плохо впитывающих поверхностях (ламинированный картон, металлизированная бумага и т. п.) На скорость пленкообразования краски влияет структура использованных в ней алкидов и твердых смол. Слабое пленкообразование ведет к нарушению целостности оттиска в стопе и, как следствие, к отмарыванию.

Способы закрепления краски

Дело в том, что по способу закрепления краски делятся на несколько групп. И тут немаловажно понимать, какие краски, для какого способа печати использовать.

Можно выделить несколько групп офсетных красок по способу закрепления:

• Краски для листовой офсетной печати на мелованных бумагах. Характеризуются тремя основными способами закрепления: первичное впитывание сравнительно жидких фракций, незначительное их испарение, а также полимеризация для полного закрепления.
• Краски для листовой офсетной печати на офсетных бумагах. У этих красок впитывание и испарение играет существенно большую роль в закреплении, чем у красок для мелованных бумаг.
• Краски для рулонной печати на мелованных бумагах. Закрепляются за счет испарения летучих растворителей в специальных сушках.
• Краски для рулонной печати на офсетных и газетных бумагах. Во многом аналогичны краскам для листовой печати на офсетных бумагах, но для снижения вязкости и ускорения закрепления содержат больше легко испаряющихся компонентов.
• Краски для не впитывающих поверхностей (полимеров или металла). Все закрепление происходит за счет полимеризации. Из-за отсутствия предназначенных для впитывания или испарения составляющих оказывается более вязкой и существенно медленнее «схватывается».
• Краски для специальных видов закрепления. Существуют краски, закрепление которых происходит при воздействии какого-либо излучения (например, ультрафиолетового).

Первоначально красочная пленка на оттиске обладает весьма ограниченной прочностью, и краска на оттиске способна смазываться даже от слабого трения, например рукой. Но спустя некоторое время красочный отпечаток упрочняется настолько, что перестает смазываться и перетискиваться.

Такое прочное закрепление краски на оттиске (краски с различными связующими веществами) происходит различно в результате:

1) затвердевания пленки, например у красок, затертых на льняной олифе; 2)впитывания красок в бумагу, вследствие чего на поверхности оттиска остается настолько тонкий слой краски, что он не может смазываться, например газетные ротационные краски;

 3)испарения из краски растворителя, что имеет место при закреплении красок глубокой печати.

  Закрепление краски - это ее пленкообразование на поверхности пористокапиллярной бумаги или другой подложки. Образование прочной эластичной несмазывающийся красочной пленки на поверхности бумаги происходит вследствие следующих физико-химических явлений:

1) избирательного впитывания;

2)испарения высококипящего растворителя;

3)окислительной или радиационной УФ-полимеризации непредельных компонентов связующего с преобладанием того или иного явления  в зависимости от конкретных условий процесса печатания и состава краски. Так, например, черные краски для высокой ротационной печати, изготовленные на высоковязких минеральных маслах или битумном лаке, закрепляются  только избирательным впитыванием. Глянцевые триадные краски закрепляются  на поверхности микропористой мелованной бумаги сперва избирательным впитыванием, а затем окислительной полимеризацией. Краски для рулонных машин с газопламенной и т.п. сушкой закрепляются преимущественно избирательным впитыванием и испарением органического растворителя.

 При быстром закреплении на оттисках красок для офсетной и высокой печати происходит упрочнение их красочной пленки (гелеобразование) путем слипания сольватных оболочек, окружающих пигменты, как результат избирательного впитывания  бумагой низковязких, низкомолекулярных компонентов связующего и испарения органического растворителя. Никакого разрушения  коллоидной  системы краски и «высаживания» смолы при быстром закреплении, как это иногда указывается в литературе, в действительности не наблюдается, так как все это связано с потерей глянцевитости, мелением и т.п. дефектами, приводящими к браку печатной продукции.

Механизм закрепления на оттисках красок глубокой печати осуществляется избирательным впитыванием связующего и интенсивным испарением органического растворителя. Краски для печатания на не впитывающих поверхностях, например на полимерных пленках, закрепляються при испарении органического растворителя. Жесткопечатные краски закрепляться окислительной полимеризацией или миграцией пластификатора в специальный полимерный слой, нанесенный на металлическую подложку. УФ-краски, связующие которых состоит в основном из фотооглигомера, мономера, инициатора фотополимеризации, мгновенно закрепляются фотополимеризацией при действии Уф-лучей. Эти краски имеют преимущества перед обычными в отношении скорости закрепления, прочности и глянцевитости пленки, при отсутствии нагрева и вредных испарений.

2.Релаксация декеля и резинотканевой офсетной пластины, ее особенности и значение для печатных процессов.

 Декель - упругая покрышка на офсетном цилиндре, необходимая для создания контакта с печатающими элементами формы с одной пластины и поддекельного материала. В офсетных печатных машинах применяют три вида декеля: мягкий, состоит из резинотканевой пластины и шерстяной ткани (кирзы), его толщина 4.0-4.5 мм; полужесткий, состоит из двух резинотканевых пластин, толщина – 3.8-4.2 мм; жесткий состоит из резинотканевой пластины и подкладки (прессшпан или лавсановая пленка), толщина – 1.6-2.0 мм.

  Применение жестких декелей позволяет получать оттенки более высокого качества, чем при применении мягких. Мягкие декели сильно деформируются в зоне контакта, что приводит к проскальзыванию резинотканевой пластины относительно печатной формы и бумаги. Жестких декель деформируется значительно меньше, при этом, чем меньше деформация декеля, тем меньше искажения печатающих элементов в процессе печатания. Несмотря на преимущества жесткого и полужесткого декелей, на практике чаще всего применяют мягкий декель, так как он позволяет компенсировать неравномерность толщины формных пластин и резинотканевых пластин, а также люфтовые смещения, происходящие за счет изношенности деталей печатных машин.

  Для офсетных рулонных машин обычно применяют жесткий декель, толщина которого составляет от 1.9 до 2.45 мм (в зависимости от конструкции машины). Для получения декеля нужной толщины под резинотканевую пластину подкладывают калиброванные листы прессшпана, полимерную пленку толщиной от 0.05 до 0.25 мм. Не рекомендуется применять в качестве поддекельного материала бумагу, так как растворы могут попасть под декель и привести к набуханию бумаги и основы резинотканевой пластины. Размер резинотканевой пластины зависит от формата машины. Края пластины обрамляются металлическими планками, которые прикрепляются специальными пистонами.

 Поддекельный материал так же, как для декеля листовой машины, должен быть на 2-3 см уже резинотканевой пластины. Размер поддекельного материала по окружности для жесткого декеля рулонной машины не уменьшают.

 Релаксация- процесс постепенного перехода термодинамической системы из неравновесного состояния, вызванного внешними воздействиями, в состояние равновесия термодинамического. Примерами релаксации процессов являются: постепенное изменение напряжений в тело при постоянной его деформации.

Деформация (сжатие) декеля при печатании зависит от типа декеля, его упругих свойств и вида используемых формных пластин.

 Деформация мягкого декеля должна составлять между офсетным и формным цилиндрами 0.2-0.4 мм.

А между офсетным и печатным цилиндрами- 0.4-0.5 мм. Деформация полужесткого декеля между офсетным и формным цилиндрами должна составлять 0.15-0.20 мм, а между офсетным и печатным цилиндрами 0.20-0.25 мм. Деформация жесткого декеля между формным и печатным цилиндрами должна быть очень небольшой -0.05-0.15 мм. Величину деформации декеля, характеризующую давление между офсетным и формным и офсетным и печатным цилиндрами, можно установить, используя следующие формулы:

                                              Д_{о. ф.}=Ф+Р-А,

                                                Д_{О. П.}=Т+Р-Б

Где Д_{о. ф.} – деформация между офсетным и формным цилиндрами. мм;

Д_{о. п.} - деформация между офсетным и печатным цилиндрами, мм;

Ф-повышение формы над контрольными кольцами, мм;

Р. - возвышение декеля над контрольными кольцами, мм;

Т-толщина бумаги, мм;

А-зазор между контрольными кольцами офсетного и формного цилиндров, мм;

Б - зазор между контрольными кольцами офсетного и печатного цилиндров, мм.

 При расчете деформации декеля не учитывают свойства и равномерность толщины его, износ подшипников цилиндров и т.п., поэтому на практике толщину декеля увеличивают примерно на 0.15 мм.

3.Тирражеустойчивость печатных форм, способы её увеличения.

Увеличение тиражестойкости пластин — одно из важных направлений в совершенствовании технологии их изготовления. Фирмами-производителями разрабатываются пластины с различными показателями тиражестойкости для использования их при печати для различных тиражей. Примером могут служить пластины Agfa Ozasol (Германия) различного наименования:

• P5S — для печати средних и больших тиражей, тиражестойкость 100-120 тыс. отт.
• Р10 — для высококачественной печати малых тиражей, тиражестойкость до 80 тыс. отт.
• P20S — для печати малых и средних тиражей, тиражестойкость 80100 тыс. отт.
• Р51 — для средних или больших тиражей, тиражестойкость 150-200 тыс. отт.
• P71 — для печати больших тиражей без дополнительного обжига.

При необходимости получения полиграфической продукции с высокими тиражами существует возможность использования формных пластин, предназначенных для термообработки.

Пластины фирмы Lastra Futura Oro в соответствии с указаниями производителя, возможно, использовать для термообработки. В качестве «экрана» используется защитное средство для термической обработки Termogomma LTO 240. Термическая обработка пластин Futura Oro позволяет увеличить тиражеустойчивость печатных форм до 1000 тыс. оттисков.

Тиражеустойчивость офсетной формы зависит от механической прочности копировального слоя, из которого сформированы печатающие элементы. У монометаллических офсетных форм на основе диазосоединений тиражеустойчивость составляет 50–150 тыс. отт.

 При необходимости сделать тираж больше делают дополнительные комплекты форм, либо повышать механическую стойкость копировального слоя. Первый путь неэкономичен, поэтому офсетные формы, предназначенные для печати больших тиражей, подвергают термической обработке (обжигу), которая в три-четыре раза увеличивает их тиражеустойчивость.

В процессе термообработки монометаллические формы с копировальным слоем на основе диазосоединений нагреваются до температуры термодубления. При этом происходит изменение структуры полимерной пленки копировального слоя, которое сопровождается потерей растворимости, увеличением стойкости к истиранию и действию агрессивных сред, а также возрастанием прочности адгезионной связи.

В процессе нагрева формы, возможно, некоторое снижение гидрофильности пробельных элементов и появление трещин на печатающих элементах. Чтобы избежать этого, на печатную форму перед термообработкой наносят защитный слой специального коллоида типа «экран». Его наносят вручную или в процессоре в секции нанесения защитного слоя.

Температура обжига в интервале 100–110 °С уже заметно сказывается на тиражеустойчивости офсетной формы, но наиболее эффективна - 180–300 °С. Оптимальную температуру нагрева пластины подбирают в зависимости от свойств копировального слоя и того, на какой тираж должна быть рассчитана печатная форма. В технологических инструкциях термообработку импортных пластин рекомендуется проводить в течение 3–5 мин при температуре 240 °С, а отечественных пластин «Дозакл» - 160–180 °С. Следует также учитывать рекомендации зарубежных производителей офсетных монометаллических пластин

Качество обжига оценивают по трем основным показателям: степени термообработки, равномерности теплового дубления и короблению формной пластины.

Оперативный контроль степени термообработки, которая определяет тиражеустойчивость печатной формы, осуществляют визуально по цвету копировального слоя в соответствии с эталонной шкалой, а также проверяя воздействие на копировальный слой органического растворителя. При низкой степени термообработки слой становится темно-зеленым или красным и разрушается под воздействием растворителя. При средней степени копировальный слой может иметь золотистый цвет. В этом состоянии он под воздействием растворителя не разрушается (воздействие растворителя иногда приводит только к изменению цвета слоя). При высокой степени слой имеет темно-коричневый цвет, а растворитель на него никак не действует.

Механическая стойкость копировального слоя при средней степени термообработки приближается к максимальной. Дальнейшая термообработка несколько увеличивает тиражеустойчивость слоя, но может привести к потере гидрофильных свойств пробельных элементов. Именно поэтому лучше обжигать формы в «мягком» режиме.

Важным показателем при термообработке является равномерность теплового дубления. Равномерность процесса можно считать удовлетворительной, если на поверхности пластины цвет копировального слоя изменяется от золотистого до светло-коричневого. Если визуально разница в цвете незаметна, то процесс теплового дубления был равномерным.

Однако оценка степени термообработки по цвету слоя достаточно субъективна. Поэтому ее целесообразно определять по оптической плотности копировального слоя, которую измеряют с помощью денситометра за синим светофильтром. Форму можно считать хорошо термически обработанной, если диапазон оптической плотности составляет от 1,2 до 3,5 D. Изменение оптической плотности в этом интервале показывает степень термозадубленности и косвенно характеризует тиражеустойчивость формы.

В процессе термообработки офсетной формы, возможно, ее коробление, то есть форма перестает быть абсолютно плоской - возникает так называемое «отклонение от плоскостности». Максимальная величина этого отклонения не должна превышать 5 мм. В противном случае коробление формы негативно скажется в процессе печати.

Для термообработки офсетных печатных форм используют термошкафы и

 Мощность и производительность термошкафов меньше, поэтому они стоят дешевле. Они оснащаются устройствами для установки и поддержания заданной температуры. По истечении требуемого времени термообработки подается звуковой сигнал, извещающий оператора о необходимости извлечь печатную форму из термошкафа. Хорошо известны шкафы для термообработки офсетных форм фирмы O.V.I.T. (Италия). На рис. 1 представлены Рис. 1. Шкафы для термообработки  шкафы этой фирмы типа Baby и Mini Baby.

Поточные линии для термообработки офсетных форм - более производительное и более дорогое оборудование. Пластина укладывается на транспортер и проходит через камеру нагрева. Оператор с помощью пульта управления может задать скорость транспортера и требуемую температуру обжига. Очевидно, что чем выше скорость транспортера и меньше время термообработки, тем больше должна быть мощность нагревательных элементов у такого оборудования.

Технические параметры термошкафов фирмы O.V.I.T.

Технические параметры поточных линий для термообработки фирмы Technigraph