Что нужно для печати, кроме краски?

Физико-химические свойства воды

Каждому, кто хоть когда-нибудь сталкивался с офсетной печатью, известно, что кроме печатных красок, офсетных резинотканевых полотен (ОРТП), существуют различные добавки, необходимые для придания или поддержания определенных свойств перечисленных материалов.

Средства для смывки и регенерации резинотканевых полотен и валиков

Начнем со смывочных растворов для офсетных резинотканевых полотен. Сами полотна представляют собой многослойную ткань с односторонним резиновым покрытием, которая обтягивает офсетный цилиндр. Резинотканевая поверхность воспринимает печатную краску с печатающих элементов печатной формы и переносит ее на бумагу.

Конструкция и толщина полотна, свойства верхнего краскопередающего слоя, деформационные характеристики ориентированы на различные виды печатных работ. При этом учитываются конструкции машин, виды бумаг, типы сушильных устройств и ассортимент красок. Естественно, что с течением времени под воздействием динамических нагрузок, остаточных деформаций и действий химически активных элементов офсетное полотно теряет свои свойства.

К сожалению, в нашей стране для смывки красочного аппарата и офсетных полотен чаще всего все еще используют керосин, который дешевле специальных смывочных средств, предлагаемых разными фирмами. Однако при продолжительном воздействии керосина поверхностный слой резины задубливается.

Печатникам наверняка хорошо известно такое явление, как «остекление» полотна, связанное с забиванием пор резины остатками краски, волокнами бумаги и отрицательным воздействием керосина и смывающих растворов. При этом ОРТП перестает нормально воспринимать и передавать краску, вследствие чего возникают непропечатки. В таких случаях есть два варианта: либо выбросить полотно, либо попытаться восстановить утраченные свойства. Восстановление свойств полотна специальными средствами возможно при незначительном набухании верхнего слоя ОРТП, после чего поры резины очищаются фирменными смывочными средствами.

Обычно такие средства восстановления изготавливаются на основе натуральных растительных масел, которые можно использовать ежедневно для восстановления свойств красочных валиков и офсетного полотна. Применение подобных средств способствует стабильному выпуску качественной печатной продукции, а также удлиняет срок службы всех резиновых поверхностей.

Еще одна проблема, возникающая в результате продолжительной работы или несоблюдения технологических инструкций проведения печати, – появление продавов. Этот дефект ведет к блеклой печати или пропаданию изображения вообще. Использование восстановителя позволяет продлить срок службы полотна.

Правила ухода за офсетным полотном не зависят от его вида, размеров и типа поверхности. Оптимальные эксплуатационные характеристики и максимальный срок службы достигаются при правильном выборе смывочной жидкости и аккуратном выполнении процедуры смывки в соответствии с инструкциями фирмы-производителя.

При чистке офсетного полотна печатник должен тщательно протирать всю его поверхность ветошью или губкой, смоченной в смывочной жидкости. Ее избыток следует немедленно удалять с помощью чистой ветоши. Необходимо также предохранять края офсетного полотна от избыточного воздействия смывочного раствора. Следует избегать применения растворителей с высокой температурой кипения: кетона, хлорированных растворителей, эфиров и растворителей с содержанием ароматических веществ выше 15%.

В таблице 1 предлагается систематизация различных средств по уходу за офсетным полотном.

Вспомогательные материалы для печати

Процесс печати, пожалуй, обладает наибольшей чувствительностью к изменению различных факторов. Существует множество суждений о том, на какие из них обращать внимание в первую очередь, а на какие во вторую, что является причиной, а что следствием. Тем не менее основными факторами, на наш взгляд, являются (исключая допечатные и печатные процессы) климатические условия в печатном цехе, условия хранения красок и бумаги, состояние печатного оборудования, квалификация печатников и то, насколько правильно подобраны вспомогательные материалы.

Поэтому для получения хороших результатов необходимо соблюдать ряд общеизвестных, но, к сожалению, не всегда выполняемых условий:

• использовать бумагу, которая соответствует техническим характеристикам;
• осуществить правильный выбор пары бумага-краска;
• соблюдать рекомендации по применению добавок в увлажняющий раствор, предлагаемых фирмой-изготовителем красок, и учитывать его характеристики;
• следить за нормальным физическим состоянием красочных и увлажняющих валиков, а также офсетных резинотканевых полотен;
• при необходимости применять противоотмарывающие порошки с правильно выбранным размером зерна;
• руководствоваться денситометрическими нормами при печати;

При несоблюдении этих условий возникает необходимость корректировки свойств краски. Можно выделить три основные цели введения в краски вспомогательных материалов.

1. Необходимость придать стандартной краске требуемые для определенных целей дополнительные свойства или улучшить существующие. В этом случае применяют материалы, повышающие устойчивость красочной пленки к истиранию, снижающие отмарывание и склеивание листов в стопе при печати на высокогладких и плотных видах бумаг, а также материалы, снижающие липкость красок.

2. Необходимость устранить несоответствие между краской и бумагой, а также приспособить краску к особым условиям печати (бумага с низкой поверхностной прочностью или повышенной кислотностью, печать при неблагоприятных температурных условиях и т. д.). С этой целью используется ряд разбавителей, пластифицирующих (мягчительных) паст, позволяющих снизить липкость красок и устранить выщипывание бумаги, применяются различные сиккативы (катализаторы процессов окислительной полимеризации).

3. Необходимость устранить технологические трудности при применении краски и обслуживании печатного оборудования. Для этого служат всевозможные антисиккативы, позволяющие повысить стабильность свойств краски на печатной машине, добавки для увлажняющего раствора, вещества для чистки и смывки валиков печатной машины и др.

Следует отметить, что выпускаемые заводами краски в абсолютном большинстве уже готовы к употреблению и не нуждаются в каких-либо добавках. Поэтому использовать вспомогательные материалы в каждом случае необходимо обоснованно.

Разберем эти материалы подробнее.

При неблагоприятных условиях работы часто возникает ситуация, когда краска плохо раскатывается, образует нити и неравномерно запечатывает плашки. Кроме того, при длительном хранении краски (более 2-х лет), большинство красок становятся тягучими и вязкими, поэтому требуется введение некоторых добавок. Все вводимые добавки должны: обеспечивать возможность печати без потери контраста изображения, не вызывать ухудшения наложения красок и окончательного закрепления их на оттиске.

Для снижения липкости красок офсетной печати часто используются чистые углеводородные растворители или их смеси с льняным маслом. Обычно это разбавители и загустители (материалы, регулирующие вязкость и липкость печатных красок). В зависимости от поверхностных свойств запечатываемого материала и скорости печати рекомендуется вводить добавку в соотношении от 3 до 10 % от массы краски (таблица 2).

Вспомогательные материалы, уменьшающие отмарывание красок

Основным требованием, предъявляемым к противоотмарывающим материалам, является ограниченная совместимость их со связующим и однородность по размеру компонентов, частиц (монодисперсность), входящих в состав противоотмарывающих материалов.

Применяемые в современных условиях противоотмарывающие материалы можно разделить на две группы:

а) вещества, предотвращающие отмарывание краски на декеле печатной машины при печати оборотной стороны;

б) вещества, предотвращающие отмарывание оттисков в стопе и при дальнейшей обработке.

К первой группе относятся материалы, придающие краске способность не смачивать материал декеля. Такими свойствами обладают неполярные масла невысокой вязкости.

К противоотмарывающим материалам второй группы относятся различные порошки и пасты. Механизм действия таких веществ заключается в том, что на оттиск наносятся мельчайшие твердые частицы, изолирующие слой краски от контакта с поверхностью последующих оттисков. При этом диаметр зерен противоотмарывающего порошка должен быть не меньше суммы высоты красочного слоя и шероховатости поверхности лицевой и оборотной стороны бумаги. Обычно фирмы-производители сертифицируют свою продукцию под определенные бумаги с определенными свойствами.

В число основных компонентов современных противоистирающих материалов входят разнообразные воски (натуральные и синтетические). Благодаря своей высокой твердости и эластичности воски повышают механическую прочность красочного слоя и обеспечивают появление элементов скольжения по поверхности красочного оттиска при трении.

Противоэмульгирующие материалы для красок

Эмульгирование – одна из причин получения некачественной продукции в офсетной печати. Появление его связано с контактом двух различных по своей химической природе веществ: краски и увлажняющего раствора, что приводит к возникновению полос и разводов на оттиске.

Противоэмульгирующие материалы вводят двумя путями: в увлажняющий раствор или непосредственно в состав краски. Вещества, вводимые в состав увлажняющего раствора, представляют собой буферные растворы, обеспечивающие сохранение величины pН увлажняющего раствора на заданном уровне в процессе печати. Вещества, вводимые в краску, изменяют ее поверхностное натяжение или повышают вязкость краски (увеличивают ее структурирование) и липкость.

Сиккативы и антисиккативы

Сиккативы – катализаторы окислительной полимеризации — вводятся в краски высокой и офсетной печати для ускорения их закрепления. Особенно это рекомендуется делать при печати на гладких мелованных видах бумаги.

Современные печатные краски характеризуются повышенной скоростью закрепления на бумаге, что обуславливается применением специальных связующих. Однако значительное ускорение закрепления красок происходит не только на оттиске, но и на раскатно-накатной системе печатной формы. Для предотвращения этого нежелательного явления рекомендуется специальная антисиккативная жидкость в аэрозольной упаковке. Путем опрыскивания валиков раскатной и накатной систем и непосредственно печатных форм можно свести к минимуму пленкообразование краски во время остановки печатной машины (таблица 3).

Увлажняющие растворы для офсетной печати

Задача увлажняющего раствора состоит в том, чтобы пробельные элементы печатной формы не воспринимали печатную краску, т. е. были олеофобными. С этой целью поверхность печатной формы смачивается при помощи увлажняющего аппарата офсетной машины перед каждым закатыванием печатной формы краской. При этом речь идет не о простом смачивании формы, а о равномерном распределении минимального количества увлажняющего раствора по поверхности формы.

В зависимости от вида формного материала, количества подаваемой краски и запечатываемого материала печатник должен настроить увлажняющий аппарат таким образом, чтобы подавать столько увлажняющего раствора, сколько это необходимо. До сих пор не разработаны объективные методы измерения необходимого количества подаваемого увлажняющего раствора для тех или иных офсетных печатных процессов. Поэтому на печатнике лежит большая ответственность. Он должен, исходя из своего опыта, внимательно следить за балансом краски и увлажняющего раствора в процессе печати и осуществлять постоянный субъективный контроль печатных листов и поверхности печатной формы.

При недостаточном увлажнении нарушаются гидрофильные свойства печатной формы, что вызывает отмарывание или утолщение некоторых элементов изображения. Чрезмерное увлажнение приводит к тому, что на печатном оттиске появляются визуально заметные водяные разводы, краска ложится неравномерно, изменяются оптические характеристики печатных оттисков: изображение выглядит серым, ненасыщенным и разнооттеночным. При чрезмерной подаче увлажняющего раствора на валиках наслаиваются сгустки краски, краска эмульгирует, валики оголяются, затрудняется процесс закрепления и затвердевания печатной краски на поверхности запечатываемого материала.

Классифицировать применяемые системы увлажнения можно следующим образом:

В зависимости от способа нанесения раствора на форму

В зависимости от регулирования и поддержания уровня подачи раствора

В зависимости от покрытия валиков

Многочисленные функции, выполняемые увлажняющим раствором, не могут поддерживаться при отсутствии баланса составляющих его элементов. Водопроводная вода имеет относительно низкую эффективность как вещество для увлажнения, поэтому применяют многокомпонентные увлажняющие растворы. В их состав входят три составляющие:

1. Концентрат увлажнения.
2. Спирт или другая буферная добавка.
3. Вода.

На неспиртовых увлажняющих аппаратах можно работать только с двумя компонентами: концентратом увлажнения и собственно водой. Но для улучшения параметров печати, особенно стабильности работы (автоматического поддержания требуемого цветового тона оттиска на всем тираже), все же рекомендуется применять спирт или его заменители. Очень важно соблюдать необходимые пропорции между ними. Концентрат увлажнения обычно добавляется в пределах 2–10 % от объема, в зависимости от марки. Он поставляется в жидком или порошкообразном виде, и на каждой упаковке с раствором обязательно указывается точная дозировка.

Что касается спиртовой добавки, то здесь точное дозирование не так обязательно, практически можно экспериментировать в пределах от 5 до 25%. Некоторые фирмы-производители рекомендуют попробовать работать на 10 % от общего объема раствора.

Общие требования к увлажняющему раствору можно свести к двум пунктам:

а) что раствор должен делать
и
б) чего он делать не должен.

Итак, раствор должен: хорошо смачивать гидрофильные пробельные элементы и обеспечивать постоянство их свойств в процессе печатания.

Раствор не должен: отрицательно влиять на олеофильные слои печатающих элементов, вызывать эмульгирование печатных красок и изменять их спектральные и структурно-механические характеристики, вызывать коррозию металлов формы и деталей печатной машины, быть агрессивным по отношению к бумаге и вызывать изменение ее молекулярно-поверхностных свойств, иметь запах и цвет, а также содержать токсичные вещества.

При выборе состава увлажняющего раствора необходимо ориентироваться на тип печатного оборудования, систему увлажнения (традиционные, спиртовые, контактные, бесконтактные); качество использующейся водопроводной воды; качество использующихся красок и запечатываемых материалов.

Каждый увлажняющий раствор обладает определенными свойствами, по которым его можно рекомендовать для проведения тех или иных работ. К этим свойствам обычно относят величину pH, жесткость воды, электропроводность и поверхностное натяжение.

Показатель рН увлажняющего раствора

Наиболее благоприятный диапазон величины рН для офсетной печати лежит между 5,0 и 5,5. Величина рН менее 5,0 может привести к нарушению окислительной полимеризации печатной краски. Щелочной увлажняющий раствор (рН больше 7) способствует закреплению краски, но может вызвать ее эмульгирование и омыление.

Под жесткостью понимают содержание солей соединений кальция и магния в воде. В зависимости от содержания солей кальция и магния различают несколько степеней жесткости воды: от очень мягкой до очень жесткой.

Высокая жесткость воды может привести к падению рН раствора и образованию нерастворимого налета на валиках и резине, нарушающего нормальное восприятие краски. Мягкая обессоленная вода может вызвать сильное эмульгирование краски и образование пены в увлажняющем аппарате. Жесткость характеризуется показателем dH, соответствующим градусу жесткости по немецкой шкале. Вода с жесткостью примерно 5–12° dH не нарушает процесса офсетной печати.

Показатель определяется количеством свободных ионов в воде. Сам по себе он не влияет на характеристики увлажняющего раствора. Но, измеряя электропроводность, можно определить количество добавок, введенных в увлажнение для стабилизации кислотности и жесткости. Обычно измерения электропроводности производятся специальными приборами.

Поверхностное натяжение

В зоне контакта вода-краска, вода-поверхность формы между этими элементами происходит взаимодействие, которое называют межповерхностным натяжением. Причем, чем слабее натяжение между поверхностями, тем выше будет эффект увлажнения. Чтобы количество подаваемого увлажняющего раствора было небольшим, водная пленка должна быть тонкой, равномерной и хорошо смачивать валики. Водопроводная вода не удовлетворяет данным требованиям, так как имеет высокий показатель поверхностного натяжения, а поэтому смачивание офсетной формы будет лишь частичным.

Добавляя специальные вещества, можно уменьшить поверхностное натяжение воды, а также снизить показатель межповерхностного натяжения. Вещества, оказывающие такое воздействие, называются смачивающими. Наиболее распространенными являются изопропиловый или этиловый спирт. Причем добавки на базе этилового спирта сейчас практически не используются из-за высокой скорости испарения последнего. Водопроводная вода имеет поверхностное натяжение 75 г/см, это значение может быть уменьшено до 50 г/см добавлением 5% изопропилового спирта.

Обычно количество спиртовых добавок в увлажняющем растворе составляет от 5 до 25 %, (рекомендуемая величина 10%). Бесспиртовые добавки более концентрированные, поэтому их следует добавлять не свыше 2–5%.

Добавки к увлажняющему раствору

Было бы неправильно считать, что увлажняющие растворы — это «законченные» системы, не подлежащие никакой корректировке. Наряду со спиртом сегодня в увлажняющий раствор добавляют, в зависимости от качества воды и вида увлажняющего раствора, дополнительные вещества. Они служат для регулирования и стабилизации величины рН, для лучшей смачиваемости пробельных элементов печатной формы, для ускорения процесса гидрофилизации печатной формы. Эти добавки не должны отрицательно воздействовать на окислительную полимеризацию печатной краски, не должны вызывать коррозию металлов печатной формы и к тому же призваны препятствовать появлению в увлажняющем растворе микроорганизмов.

Выбор увлажняющего раствора зависит не только от воды и содержащегося в нем количества спирта, но и от всех прочих условий печати. В продаже имеется множество добавок, некоторые из них приведены в таблице 5. Только в редких случаях, например, при печатании на невпитывающих материалах (например, CHROMOLUX Color и CHROMOLUX Metallic) следует отказаться от введения кислых добавок в увлажняющий раствор. В остальных случаях следует с большой осторожностью применять добавки, соблюдая точную дозировку и постоянно измеряя параметры увлажняющего раствора. Многие дефекты в офсетной печати возникают в результате неконтролируемого и чрезмерного использования добавок. Не исключено, что при определенных технологических условиях печатник будет вынужден заменять одни добавки на другие.

Наряду со стандартизацией офсетной печати в области копировальных процессов, процессов пробной и тиражной печати разрабатываются стандарты для процессов увлажнения. Сюда относится автоматическое дозирование, стабилизация содержания количества спирта при одновременном охлаждении увлажняющего раствора, а также автоматическое дозирование и стабилизация содержания добавок в увлажняющем растворе.

Рассмотренные в обзоре материалы представляют лишь малую часть вспомогательных материалов, используемых для офсетной печати. Но даже комплексное их применение не заменит так называемого «человеческого» фактора.

При использовании любых материалов, как основных, так и вспомогательных, прежде всего следует руководствоваться не советами друзей, а технологическими инструкциями или ГОСТами. Только в этом случае можно говорить о профессиональном подходе к делу, добиваться повышения качества продукции и рассматривать полиграфическую деятельность как источник стабильного дохода, а не как головную боль.

Авторы выражают глубокую благодарность Курбатовой Е. (ХГС-Центр) и Павлову В. (Гейдельберг) за предоставленные материалы.

Эмульгирование краски