Проектирование журнального производства

В процессе печатания  рН увлажняющего раствора меняется из-за истощения гидро-филизующего раствора, коррозии металла увлажняющего аппарата и влияния материалов, применяемых при печатании.

Затеки  увлажняющего раствора на оттиске 

Типичный дефект оттиска в виде затеков увлажняющего раствора возникает при чрезмерной подаче увлажняющего раствора на печатную форму.

Печатная краска вследствие избытка увлажняющего раствора «отходит» от края печатающего элемента со стороны захватов, и на оттиске обнаруживаются так называемые затеки. Кроме того, избыток увлажняющего раствора с печатной формы попадает на красочные накатные валики, а оттуда — в печатную краску, вызывая усиленное эмульгирование.

Количество увлажняющего раствора, предназначенного для смачивания пробельных элементов и устранения возможного течения, в процессе тиражной печати должно поддерживаться на минимальном уровне.

Слишком большая  подача увлажняющего раствора создает  ряд проблем в процессе печатания:

— снижается  скорость высыхания краски, так как красочный слой на оттиске содержит увлажняющий раствор (эмульсия «вода в краске»);

— при восприятии излишков увлажняющего раствора краска эмульгирует;

— снижается  интенсивность печатной краски, так  как краска содержит увлажняющий раствор (эмульсия «вода в краске»);

— может возникать  перетискивание (от-марывание), т. е. переход  печатной краски на оборотную сторону  оттисков на приемном столе под воздействием веса верхних оттисков в стопе;

— с ухудшением свойств краски снижается качество оттисков, в частности уменьшается резкость изображения;

— возникают  линейные деформации запечатываемого  материала, что приводит к неприводке красок на оттиске;

— возможно появление  тенения из-за изменения свойств  печатной краски, особенно при возникновении эмульсии «краска в воде».

Печатнику следует  обратить внимание и на некоторые  визуальные эффекты, свя 

занные с подачей  увлажняющего раствора:

— при обычной  подаче увлажняющего раствора поверхность  печатной формы приобретает бархатистый глянец;

— при спиртовом  увлажнении поверхность формы матовая.

Увлажняющий раствор и печатная краска

Основной недостаток увлажнения — попадание раствора в краску в результате попеременного  их нанесения на печатную форму, что  неизбежно приводит к смешиванию краски с раствором и образованию эмульсии. Эти процессы особенно усиливаются при увеличении площади печатающих элементов на форме.

Количество увлажняющего раствора в краске зависит прежде всего от состава увлажняющего раствора и самой краски (природы пигмента и физико-химических свойств связующего печатной краски), а также и от материала, из которого изготовлена печатная форма.

Так, например, количество влаги в краске при печатании  с алюминиевых печатных форм может  достигать 25-30%.

Содержание влаги в краске возрастает при увеличении относительной влажности воздуха в печатном цехе. Это можно объяснить уменьшением скорости испарения влаги, попадающей в красочный аппарат. Оптимальная влажность воздуха в печатном цехе должна быть 55—60%. При влажности менее 40 % наблюдается быстрое испарение влаги с формы, приводящее к тенению.

Равновесное содержание влаги в краске устанавливается  при печатании первых 2— 3 тыс. отт. Присутствие влаги в краске в  свободном состоянии и в виде эмульсии приводит к изменению физико-химических свойств краски.

Для получения  более ярких и насыщенных оттисков печать нужно проводить при минимальной  подаче увлажняющего раствора. Печатнику  всегда кажется, что пробельные элементы тенят из-за малой подачи влаги, и  он увеличивает подачу раствора, что приводит к еще большему эмульгированию краски и вовсе не гарантирует от тенения печатной формы.

Эмульгирование  краски

Все растительные масла и большинство смол натуральных  или синтетических, применяемых  при изготовлении офсетных печатных красок в составе связующих, содержат различное количество свободных жирных кислот. Они реагируют со щелочными пигментами или субстратами, образуя мыло, способствуя созданию эмульсии.

Образование эмульсии приводит к снижению интенсивности  цвета, изменению физико-механических свойств краски: увеличению вязкости, загустению. Однако на свойства красок влияет не только количество эмульгированного увлажняющего раствора, но и тип образующейся эмульсии.

Если увлажняющий  раствор с краской образует устойчивую эмульсию типа «вода в масле», то хотя она и приводит к некоторым изменениям свойств краски, но не нарушает избирательного смачивания, так как наружной фазой, непосредственно соприкасающейся с поверхностью формы, является гидрофобное масляное связующее вещество.

Если при эмульгировании образуется эмульсия типа «масло в  воде», то в этом случае наружной фазой  является вода, которая хорошо воспринимается пробельными элементами, и они  начинают «тенить». Таким образом, имеет  место нарушение принципа избирательного смачивания, который является базовым для способа плоской (офсетной) печати.

Увлажняющий раствор и бумага

В процессе печатания  поверхность бумаги соприкасается  через резинотканевую пластину с  увлажняющим раствором и при  этом некоторое количество поверхностно-активного вещества, входящего в состав суспензии для мелования бумаги, переходит в увлажняющий раствор, снижая его поверхностное натяжение, что приводит к эмульгированию краски.

Добавки в увлажняющий  раствор 

Наряду со спиртом  сегодня в увлажняющий раствор добавляют, в зависимости от качества воды и вида увлажняющего раствора, определенные добавки. Они служат для регулирования и стабилизации значения рН, для лучшей смачиваемости пробельных элементов печатной формы, для ускорения процесса ее гидрофилизации. Они не должны отрицательно воздействовать на окислительную полимеризацию печатной краски, вызывать коррозию металлов печатной формы и должны препятствовать появлению в увлажняющем растворе микроорганизмов.

Все добавки  в увлажняющий раствор содержат комплекс веществ, стабилизирующих процесс печати:

— буферные системы, удерживающие рН в заданных пределах;

— поверхностно-активные компоненты, уменьшающие поверхностное  натяжение воды;

— антикоррозионные вещества;

— антигрибковые  вещества.

Буферные системы позволяют нейтрализовать влияние кислых и щелочных веществ, содержащихся в бумаге и краске в течение достаточно длительного времени.

Добавки в увлажняющем  растворе должны содержаться в строго определенных количествах, которые  всегда указываются фирмой-изготовителем. В случае передозировки увлажняющей добавки:

— слишком сильно снижается поверхностное натяжение  на границе «вода — краска», что  может вызвать эмульгирова-ние  краски;

— избыток солей  увлажняющего раствора взаимодействует  с краской, что также вызывает эмульгирование.

При работе с  металлизированными красками следует  обратить особое внимание на увлажнение. Из-за опасности окисления металлических  пигментов (потере блеска) подача увлажняющего раствора должна быть минимальной. Рекомендуется  отказаться от кислых добавок в увлажняющий раствор и использовать специальные добавки для металлизированных красок.

Увлажняющие растворы

В предыдущем разделе, при рассмотрении различных видов  печатных форм уже рассказывалось об рекомендуемом составе увлажняющего раствора, применительно к каждому виду формного материала. Чтобы не повторяться сейчас мы затронем лишь технологические вопросы работы с увлажняющим аппаратом.

Сейчас рассмотрим критерии, по которым можно оценивать  качество увлажняющего раствора. Основными определяющими факторами являются такие характеристики, как показатель кислотности, жесткости и электропроводность воды.

ПОКА3АТЕЛЬ рН

Как известно, величина рН (концентрация водородных ионов) является показателем щелочности или кислотности  воды. Полная шкала значений pH - от 1.0 (кислотная среда) до 14.0 (щелочная среда). Дистиллированная вода имеет pH = 7.0 (нейтральная среда).

 
Рисунок 4. Показатель кислотности

Опыты показали, что оптимальное значение рН увлажняющего раствора, применяемого для офсетной печати, колеблется в пределах 4,8 - 6,0. Даже небольшие отклонения от данных значений показателя могут привести к существенным нарушениям в процессе печати. Слишком кислый увлажняющий раствор может иметь следующие негативные последствия:

• замедление процесса закрепления краски, особенно при запечатывании не впитывающих материалов;
• окисление металлизированных печатных красок (золотых, серебряных и т.д.), которые в результате этого чернеют или темнеют. Образуется пятнистость;
• плохое затвердевание красочной пленки. Это означает снижение прочности на истирание, ухудшение высыхания, что ведет к сильному отмарыванию;
• оголяются металлические валики красочной системы, нарушается равномерность подачи краски;
• нечеткое пропечатывание мелких элементов изображения и преждевременный износ печатных форм.

С другой стороны, избыток щелочи в увлажняющем  растворе повлечет химические реакции  в зоне непосредственного контакта воды с краской. Масла, содержащиеся в красках, распадаются на элементы, которые затем образуют мыла (жирные кислоты). Так как молекулы жирных кислот взаимодействуют не только с водой, но и с краской, они сильно снижают межповерхностное натяжение между водой и краской, которые частично смешиваются. В результате имеем следующие негативные последствия:

• “омыление” (сероватый оттенок) печатной краски в связи с тем, что на валиках образуется состав “краска в воде” вместо требуемого “вода в краске” (известно, что красочный аппарат нормально работающей печатной машины содержит около 25% воды);
• эмульгирование печатной краски и наслоение ее на валиках;
• тенение пробелов печатной формы.

Для справедливости отметим и положительное воздействие  щелочного раствора: он улучшает закрепление печатной краски. Но пользоваться этим следует осторожно, приобретая опыт в практической работе.

Так как водопроводная  вода лишь в редких случаях имеет  оптимальную концентрацию кислот, прежде чем ее использовать следует определить значение ее кислотности. Для проведения подобной операции используются либо лакмусовая бумага, полученная окраска которой сравнивается с эталонной таблицей цветовой гаммы, либо электронный рН-метр. Применение электронного измерителя предпочтительней, из-за большей точности и исключения субъективности при оценке цвета. Затем, путем добавления адаптированных вспомогательных веществ достигается желаемое значение рН. Тщательно подобранный химический состав добавок позволяет практически мгновенно достигнуть оптимального значения показателя рН (4,8-6,0). Имейте в виду, что практически все используемые добавки обладают буферным эффектом. Т.е. они могут скорректировать как излишне кислый раствор, так и слишком щелочной. Поэтому, если Вы случайно переборщили с дозировкой, то это невозможно будет проверить обычным рН-метром. А негативные последствия этого, будьте уверены, не заставит себя долго ждать.

Показатель рН необходимо время от времени контролировать при печати. Увлажняющий раствор  может абсорбировать диоксид  углерода (угарный газ), находящийся в воздухе, либо растворимые составляющие краски или бумаги для печати, вступающие в химическую реакцию с водой как кислоты или основания. Почти все применяемые сегодня концентраты увлажнения содержат в себе буферные вещества, чтобы кислотность увлажняющего раствора поддерживалась в необходимых пределах. Но, если после измерений в процессе печати замечены расхождения с этой величиной, то отсюда следует вывод - Вам следует подыскать другой концентрат. Иногда такие изменения запланированы (например, при работе с особыми сортами бумаги и т.п.) В таком случае добавляйте в раствор специальные стабилизаторы кислотности (например, стабилизатор кислотности [AB41104] PH Stabilizer или кислотную добавку T6090 Spectrum AFA), либо каждый раз меняйте химию после определенного количества оттис ков. Обычно инструкция по применению таких добавок указывает максимальную концентрацию их в увлажняющем растворе (обычно эта величина колеблется от 1 до 5%, в зависимости от вида). Не забудьте, что их излишек трудно контролируем, и ведет к ухудшению параметров печати.

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Другим недостатком  водопроводной воды, используемой для  увлажняющего раствора, иногда является излишняя жесткость. Жесткость зависит  от количественного содержания солей  соединений кальция и магния в воде. Показатель жесткости зависит от геологических характеристик нижних слоев почвы и поэтому может отличаться в различных географических зонах. Если вы не имеете необходимого оборудования для измерения, жесткость воды можно узнать в местной лаборатории по исследованию воды (такие лаборатории есть в каждом городе). Жесткость измеряется в DH, соответствующему градусу жесткости по немецкой шкале. В зависимости от содержания солей кальция и магния различают несколько степеней жесткости воды: от очень мягкой до очень жесткой (рис 2). Как показала практика, вода с жесткостью примерно 5-12 DH не нарушает процесса офсетной печати.