Влияние свойств бумаги на качество печати

   Бумага  должна иметь достаточную механическую прочность, обеспечивающую нормальные условия выполнения процесса печати применяемым способом, а затем  продолжительное использование  готовой печатной продукции без заметного ее разрушения.

   Печатная  бумага должна быть однородной по толщине, плотности, структуре и цвету. Эти  геометрические и физико-химические параметры во многом определяют и  качество оттиска. Однородными должны быть все листы одной и той же партии. Резких колебаний свойств бумаги не допускается.

   Содержание  воды в связанном виде во многом определяет физико-химические и механические свойства печатной бумаги. При нормальных атмосферных условиях (температура 20°С, относительная влажность среды 55-60%) в бумаге всегда имеется влага. Вода может быть химически связанной, адсорбционной и структурированной. Химически связанная вода соединена с целлюлозой посредством водородных связей. Адсорбционная вода обволакивает целлюлозные волокна мономолекулярным слоем. Структурированная влага конденсируется в порах и капиллярах. Бумага обязательно должна содержать около 7-9% влаги в связанном виде: при недостатке влаги она становится жесткой и хрупкой, а при избытке теряет прочность, становясь чрезмерно пластичной.

   В зависимости от содержания влаги  в окружающей среде бумага впитывает  либо отдает воду. Слабоувлажненная бумага не подвержена остаточным деформациям, в ней могут возникать только замедленные эластические деформации. При больших напряжениях в структуре бумаги происходит разрыв и скольжение отдельных волокон, что и выражается в появлении остаточных деформаций. При переувлажнении бумаги между ее волокнами возникают тончайшие (толщиной в несколько молекул) водяные прослойки, молекулярные (водородные) силы связи между отдельными волокнами ослабевают, вследствие чего вся структура приобретает подвижность и остаточную изменчивость.

   Листы печатной бумаги должны иметь строго прямоугольную форму. Их косина не должна превышать 0,2%. Обрез кромок листов должен быть ровным и чистым.

   На  поверхности печатной бумаги не должно быть складок, морщин, залощенных и  матовых полос, пятен, а также  отверстий, надрывов и прочих повреждений. Волнистость (нарушение плоскостности) листов также не допускается. Повреждения  и волнистость поверхности бумаги не только отрицательно сказываются на качестве оттиска, но и вызывает частые остановки печатной машины из-за застревания в ней листов.

   Конкретные  показатели качества должны соответствовать  нормам, указанным в стандартах по каждому виду бумаги. Свойства и количество содержания наполнителя в бумаге влияют на проникновение краски в процессе печати, особенно на обратную сторону листа. Глубина проникновения краски в бумагу зависит от сомкнутости волокон и наполнителя листа бумаги и вязкости краски. В процессе печати на качество получения печатного изображения при взаимодействии печатной краски с бумагой влияет также кислотность или щелочность бумаги. Поэтому в процессе подготовки бумаги к печатанию тиража необходимо провести комплекс подготовительных работ по подбору краски, соответствующих конкретному листовому или ротационному печатному оборудованию, а также правильно подобрать добавки для регулирования липкости, понижения отмарывания красок, повышения прочности к истиранию, ускорения закрепления красочного изображения на оттиске — в зависимости от вида использованной бумаги, технологии и скорости печатания.

   Классификация печатных бумаг

   Чтобы можно было как-то ориентироваться  в том разнообразии бумаг, которые  применяются в полиграфии, печатные бумаги классифицируют по отдельным параметрам:

   1. по способу производства, когда  главным признаком является содержание  слоя бумаги, — на немелованные  и мелованные;

   2. по отделке поверхности бумаги  при ее отливе или после  дополнительной обработки — на матовые и глянцевые (глазированные);

   3. по волокнистому составу самого  слоя бумаги в зависимости  от исходного сырья — на чистоцеллюлозные и содержащие древесную массу;

   4. по формату готовой бумаги, предлагаемой  на рынке, — на рулонные  и листовые;

   5. по характеру печатной продукции  и готовых изданий — на газетную, книжно-журнальную, картографическую, афишную, этикеточную и другие виды;

   6. по способу печатания, для которого  они предназначены, — для высокой  (в частности, флексографской), офсетной  и глубокой печати.

   Необходимо  подчеркнуть, что самые жесткие  требования к бумаге предъявляет  офсетный способ печати с увлажнением  и лакированием дисперсионными лаками. Поверхностный слой офсетной бумаги должен слабо впитывать увлажняющий  раствор и при этом не менять своих линейных размерах, а также не разрушаться под воздействием густой и очень липкой краски при многокрасочной печати «по сырому». Офсетные бумаги пригодны почти для всех способов печати, поэтому они находят применение в офисной печати — на лазерных и струйных принтерах, а также в ризографии (одна из разновидностей трафаретной печати).

   При некоторых способах печати большую  роль играют структурно-механические свойства бумаг. Так, при высокой  печати под давлением печатного  цилиндра бумага сжимается, а после прекращения давления возвращается в первоначальное состояние или сохраняет почти незаметную для глаз остаточную деформацию, обусловленную ее пластическими свойствами. Последнее обстоятельство способствует повышению четкости границ печатающих элементов и препятствует выдавливанию краски за их пределы, а также уменьшает отмарывание. При достаточной пластичности поверхность менее гладкой бумаги заметно выравнивается под действием даже небольшого давления печатного цилиндра, что позволяет получать оттиски хорошего качества. Однако если давление становится чрезмерным, то остаточная деформация может оказаться настолько значительной, что вызовет появление оборотного рельефа на оттисках и даже разрыва бумаги. Такая опасность особенно высока для тонких бумаг в области расположения печатающих элементов с малыми площадями, например точек, двоеточий, отдельных тонких штрихов на изображении, тонких рамок и линий.

   Следовательно, в высокой печати очень большое  значение имеют такие свойства бумаги, как упругость, эластичность и особенно пластичность.

   Упруго-эластические свойства офсетной бумаги не имеют  решающего значения с точки зрения печатного процесса, потому что эластические свойства офсетной резинотканевой пластины перекрывают деформационные свойства офсетной бумаги. Пластичность же офсетной бумаги совсем нежелательна, так как может стать причиной несовмещения красок на оттиске. Вот почему офсетные бумаги имеют ограниченное количество наполнителя — каолина или талька.

   Структурно-механические свойства бумаги при других способах печати не столь важны, особенно при трафаретной печати.

   Взаимодействие  бумаги с краской

   Условия взаимодействия бумаги с краской  выбирают таким образом, чтобы они  гарантировали получение хорошего качества оттиска с четкими и  насыщенными графическими печатными элементами, правильной градационной цветопередачей полутоновых изображений.

   На  поверхность бумаги с поверхности  печатной формы или офсетной резинотканевой пластины переходит примерно 50-60% краски, образующей красочную пленку толщиной 1,5-2,0 мкм (в высокой и офсетной печати). Дальнейшее увеличение подачи краски на печатную форму нецелесообразно, так как выигрыш в оптической плотности оттиска невелик, а потери в скорости закрепления (увеличение степени отмарывания) и в четкости графической передачи изображения будут большие.

   Понятие «толщина слоя краски на оттиске» является весьма условным, поскольку слой краски, перешедший на поверхность бумаги, впоследствии значительно уменьшается  в результате впитывания краски в  бумагу и испарения органического растворителя, если таковой имеется в составе краски.

   Чем более развита микрогеометрия поверхности  бумаги (пористость и шероховатость), тем больше краски она воспринимает. Для офсетной и высокой печати приемлемой считается оптическая плотность 1,4-1,8 на плашке оттиска при толщине  слоя черной краски 1,5-2 мкм.

   Краскоперенос в контактных видах печати определяется давлением, под которым находится  бумага в процессе печати. В офсетной печати оно минимальное, а в глубокой может доходить до 800 кг/см2 (высокая  печать по этому параметру занимает среднее положение). Давление сглаживает макронеровности бумаги и обеспечивает надлежащий контакт ее поверхности с печатной формой. Когда печатная форма давит на бумагу, то краска или с усилием внедряется в промежутки между волокнами бумаги (в ее поры), или — при их отсутствии (мелованная и сильно каландрированная немелованная бумага) — выдавливается с поверхности печатающего элемента. Данный эффект особенно заметен во флексографской печати и в случае эластичности печатающих элементов. По этой причине на глазированной мелованной бумаге печатают, по возможности, тонкими слоями, более вязкими насыщенными красками, при оптимальном давлении печатного цилиндра. При печати на впитывающей макропористой бумаге такой эффект заметен менее всего.

   Четкость  печатающих элементов на оттиске  зависит прежде всего от микрогеометрии (гладкости) поверхности бумаги, ее пластичности и от реологических свойств красок. Например, максимальная линиатура растровых изображений напрямую зависит от гладкости немелованной бумаги. Чем выше линиатура растра, тем мельче печатающие элементы и тем больше вероятность, что они могут не пропечатываться на оттиске, проваливаясь в микронеровности поверхности бумаги.

   Для печати офсетным способом художественных репродукций в четыре или более  красок, а также для картографических изданий применяют сравнительно гладкую бумагу (однако не такую гладкую, как каландрированная бумага для высокой и глубокой печати). Для иллюстрационной полутоновой (растровой) многокрасочной печати поверхность бумаги должна быть глянцевой, для книжной — матовой, так как глянцевитость бумаги при чтении утомляет. Для печатания штриховых изображений и текстовых работ допустимо применение менее гладкой бумаги.

   Равномерно  зернистая развитая однородная поверхность  офсетной бумаги лучше воспринимает и удерживает краски. Когда применяется недостаточно гладкая бумага, печатник вынужден усиливать давление или увеличивать подачу краски. И то и другое нежелательно, поскольку сопряжено с ухудшением качества оттисков, снижением тиражестойкости печатной формы и перерасходом краски.

   Пористость, капиллярность и гладкость бумаги влияют и на закрепление краски на оттисках. Под давлением печатного  цилиндра из красочного слоя на оттиске  выдавливается значительное количество связующего, которое мгновенно впитывается  в бумагу. Этому способствует вакуум, образующийся в порах и капиллярах бумаги после того, как оттиск выходит из печатной пары (печатный цилиндр — формный или офсетный цилиндр). Затем следует постепенная капиллярная пропитка бумаги низковязкими и низкомолекулярными компонентами связующего (избирательное впитывание). Чем умереннее подача краски и выше давление печатного цилиндра, тем лучше краска закрепляется на бумаге. Повышение температуры и понижение влажности в печатных цехах также способствуют лучшему закреплению красок.

   Влияние бумаги на качество печати

   К основным параметрам печати, гарантирующим  хорошее качество оттиска, на которые  существенное влияние оказывает  бумага, следует отнести контраст печати, максимальную оптическую плотность  на оттиске, величину растискивания и несовмещения красок.

   Контраст  печати количественно определяют как  разность между оптическими плотностями  плашки и чистой незапечатанной бумаги. Эта величина во многом зависит от белизны бумаги и от того, как  бумага воспринимает краску и как  краска закрепляется на бумаге. Если краска при закреплении поглощается бумагой, то очень трудно добиться на оттиске высоких плотностей и, следовательно, хорошего контраста.

   При одном и том же количестве краски оптическая плотность будет иметь  разную величину при печати на бумаге с покрытием и без покрытия. Чем более гладкой будет поверхность запечатываемого материала, тем выше будет оптическая плотность.

   Растискивание определяют как увеличение размеров печатных элементов на оттиске в  процессе печати. Повышенное давление печати приводит к различным видам деформации бумаги. Остаточные деформации вызывают увеличение растискивания и несовмещение красок на оттиске. Это особенно важно при печати офсетным способом, когда на бумагу попадает увлажняющий водный раствор и содержание воды в бумаге увеличивается. В результате механические свойства бумаги изменяются и увеличиваются пластические деформации. При печати многокрасочных оттисков на однокрасочных машинах или на многокрасочных машинах с сушкой бумага теряет влагу и меняет свои линейные размеры в разной степени в зависимости от направления отлива бумаги.

   Рекомендации  по использованию  бумаги

   Допечатные  процессы

   При допечатной подготовке издания необходимо учитывать тип бумаги, на которой  оно будет напечатано. Также необходимо правильно выбирать линиатуру и величину UCR/GCR (вычитание из-под черного), иначе результат печати окажется далек от желаемого. Значения этих параметров для разных видов печатной бумаги различаются, и этот факт не стоит игнорировать. Кроме того, при печати с использованием цветных красок на цветной бумаге надо всегда принимать во внимание цвет бумаги, а перед изготовлением печатных форм не лишним будет сделать цветопробу.

   Печать

   Прежде  всего, бумагу следует правильно  подготовить к печати. Уложенная  в стопу и подрезанная листовая бумага или рулоны должны иметь температуру 20-22 °С и влажность 50-55%. Для этого их необходимо акклиматизировать в печатном цехе (или в специальном помещении) в течение некоторого времени непосредственно перед печатью. Начинать печать рекомендуется только после того, как температура и влажность бумаги и окружающей среды выровняются.

   Если  данное условие не будет выполнено, то последствия печати становятся непредсказуемыми. Как правило, это приводит к несовмещению красок на оттиске, двоению печатающих элементов, плохому прохождению листа через машину, увеличению времени высыхания краски и прочим неприятностям. Оптимальное решение — иметь в печатном цехе кондиционер или специальное помещение для акклиматизации бумаги.

   Как правило, типографии постоянно используют одни и те же краски, за исключением печати на синтетических материалах и на некоторых видах пленок. Однако более целесообразно подбирать краску для каждого вида бумаги. Только в этом случае результат печати будет оптимальным.

   Например, на глянцевой мелованной бумаге краски сохнут быстрее, так как эта бумага имеет малые, хорошо впитывающие  поры. Краски на матовой мелованной бумаге впитываются более медленно. Если краской, которая использовалась для глянцевой бумаги, печатать на матовой, то процессы впитывания и высыхания значительно удлинятся, а отпечатанные листы могут отмарывать или слипаться.

   Краски, используемые для немелованной бумаги, сохнут долго. У немелованной поверхности  отсутствуют малые поры, и поэтому  краска впитывается не очень быстро.

   Послепечатные процессы

   Особое  внимание необходимо обратить на различие свойств бумаги по длине и ширине листа, а также свойств лицевой  и оборотной сторон. Это очень  важно при фальцовке и шитье, при припрессовке пленки, при разрезке и фальцовке форзацев, при принудительной сушке оттисков в офсетной печати, при печати этикеток и многокрасочных оттисков на однокрасочных офсетных машинах (при печати в несколько листопрогонов).