Проектирование технологии печатных процессов переиздания книги

Выбор способа печати основывается на трех факторах - возможности способа обеспечить требуемый уровень качества продукции, продолжительности процесса печати, а также экономических затратах, необходимых для изготовления заказа.

Рассмотрим основные способы печати - офсетную, высокую, глубокую и цифровую для того, чтоб выбрать способ для переиздания альбома.

Для всех способов высокой печати характерно то, что печатающие элементы расположены выше, чем пробельные. Все печатающие элементы, находящиеся на одном уровне по высоте, покрываются слоем краски равной толщины при помощи накатных валиков красочного аппарата. Затем происходит перенос краски на запечатываемый материал. Печатный процесс требует небольшого давления, при этом обеспечивается надежная передача красок с печатной формы на запечатываемый материал.

Данный способ имеет очень незначительную область применения. Это в основном однокрасочная текстовая печать с небольшим количеством штриховых и полутоновых иллюстраций с фотополимерных форм на газетных и книжно-журнальных ротациях.

Репродукционные способности высокой печати приведены в таблице 5, а достоинства и недостатки способа указаны в таблице 6.

Таблица 5 - Репродукционные способности высокой печати [3], [4].

Таблица 6 - Достоинства и недостатки высокой печати [3], [4].

В настоящее время наиболее часто используется такая разновидность высокой печати как флексография.

Парк современного печатного оборудования очень велик, поэтому был проведен анализ нескольких печатных машин, по результатам которого было выбрано оборудование для печати блока, обложки и форзаца. Технические характеристики рассматриваемых печатных машин представлены в таблицах 11 и 12.

Таблица 11 - Спецификация печатного оборудования [5]

Таблица 12 - Расчет времени печати на различном оборудовании [5]

Исходя из данных, представленных в таблице 11 и 12 были выбрано оборудование для печати блока, обложки и форзаца.

Для блока была выбрана листовая офсетная печатная машина Heidelberg Speedmaster 74-4H, так как она имеет лучший коэффициент полезного использования оборудования по формату, по времени и общий коэффициент использования.

Для печати форзаца лучше использовать однокрасочную листовую офсетную машину Heidelberg Speedmaster 74-1, так как у нее меньшее время уходит на смену форм, а также выше коэффициент использования.

Для печати обложки было решено использовать листовая офсетная печатная машина Heidelberg Speedmaster 74-4H, так как она 4-х красочная, а время печати обложки на ней меньше, чем у Heidelberg 72 ZP.

6. Выбор основных и вспомогательных печатных материалов и их входной контроль

Расходные полиграфические материалы, применяемые при печати тиража, делятся на две группы:

· Основные

К ним относятся бумага, краска, формные материалы, увлажняющие растворы, декельные материалы.

· Вспомогательные материалы

К этой группе относят противоотмарывающие порошки и смывочные материалы.

Для того что бы выбрать нужные материалы для печати издания необходимо учитывать характеристики издания-образца, способ печати которым он будет напечатан, а так же требования нормативных документов (ОСТ, ГОСТ).

6.1 Бумага

Особое место в структуре печатных свойств бумаги занимают оптические свойства, то есть белизна, непрозрачность, лоск(глянец).

Оптическая яркость - это способность бумаги отражать свет рассеянно и равномерно во всех направлениях. Высокая оптическая яркость для печатных бумаг весьма желательна, так как четкость, удобочитаемость издания зависит от контрастности запечатанных и пробельных участков оттиска.

При многокрасочной печати, цветовая точность изображения, ее соответствие оригиналу возможны только при печатании на достаточно белой бумаге. Для повышения оптической яркости в дорогие высококачественные бумаги добавляют так называемые оптические отбеливатели - люминофоры, а также синие и фиолетовые красители, устраняющие желтоватый оттенок, присущий целлюлозным волокнам. Этот технологический прием называют подцветкой. Так, мелованные бумаги без оптического отбеливателя имеют оптическую яркость не менее 76%, а с оптическим отбеливателем - не менее 84%. Печатные бумаги с содержанием древесной массы должны иметь оптическую яркость не менее 72%, а вот газетная бумага может быть недостаточно белой. Её оптическая яркость составляет в среднем 65%.

Еще одним важным практическим свойством печатной бумаги является ее непрозрачность. Особенно важна непрозрачность при двухсторонней печати. Для повышения непрозрачности подбирают композицию волокнистых материлов, комбинируют степень их помола, вводят наполнители.

К оптическим свойствам бумаги относится также ее лоск или глянец. Лоск, или глянец, - это результат зеркального отражения поверхностью бумаги падающего на нее света. Естественно, это тесно связано с микрогеометрией поверхности, то есть с гладкостью бумаги. Обычно с повышением гладкости лоск тоже увеличивается. Однако, эта связь неоднозначна. Следует помнить, что гладкость определяется механическим способом, а лоск - это оптическая характеристика. Глянец глазированной бумаги может составлять 75-80%, а матовой - до 30%.

Большинство потребителей печатной продукции отдают предпочтение глянцевым бумагам, однако глянец нужен в изданиях далеко не всегда. Так, при воспроизведении текста или штриховых иллюстраций применяют бумагу с минимальным глянцем, например, бумагу машинной гладкости, а различные проспекты, этикетки, репродукции с картин прекрасно получаются на бумаге с высоким глянцем.

Способы измерения оптических свойств бумаги показаны в таблице 14.

Таблица 14 - Определение оптических свойств бумаги.

6.1.3 Механические свойства бумаги

Следующая группа печатных свойств - это механические свойства бумаги, которые можно подразделить на прочностные и деформационные. Деформационные свойства проявляются при воздействии на материал внешних сил и характеризуются временным или постоянным изменением формы или объема тела. Основные технологические операции полиграфии сопровождаются существенным деформированием бумаги, например: растяжению, сжатию, изгибу. От того, как ведет себя бумага при этих воздействиях, зависит нормальное (бесперебойное) течение технологических процессов печатания и последующей обработки печатной продукции. Так, при печатании высоким способом с жестких форм при больших давлениях бумага должна быть мягкой, то есть легко сжиматься, выравниваться под давлением, обеспечивая наиболее полный контакт с печатной формой.

Мягкость бумаги связана с ее структурой, то есть с ее плотностью и пористостью. Так крупнопористая газетная бумага может деформироваться при сжатии до 28%, а у плотной мелованной бумаги деформация сжатия не превышает 6-8%. Если бумага предназначена для отделки тиснением, то целью становится, остаточная деформация, а показателем качества является ее необратимость, то есть устойчивость рельефа тиснения.

Для офсетной печати на высокоскоростных ротационных машинах очень важными являются прочностные характеристики бумаги, а именно: прочность на разрыв, излом, стойкость к выщипыванию, влагопрочность. Прочность бумаги зависит не от прочности отдельных компонентов, а от прочности самой структуры бумаги, которая формируется в процессе бумажного производства. Это свойство характеризуется обычно разрывной длиной в метрах или разрывным усилием в ньютонах. Так для более мягких типографских бумаг, разрывная длина составляет не менее 2500 м, а для жестких офсетных, эта величина возрастает уже до 3500 м и более.

Бумаги, предназначенные для плоской печати, должны иметь минимальную деформацию при увлажнении, так как по условиям технологии печатного процесса, они соприкасаются увлажненными поверхностями. Бумага - материал гигроскопичный. При увеличении влажности ее волокна набухают и расширяются, главным образом по диаметру; бумага теряет форму, коробится и морщится, а при высушивании происходит обратный процесс: бумага дает усадку, в результате чего меняется формат. Повышенная влажность резко снижает механическую прочность бумаги на разрыв, бумага не выдерживает высоких скоростей печатания и рвется. Изменение влажности бумаги в процессе многокрасочной печати приводит к несовмещению красок и нарушению цветопередачи.

Для повышения влагостойкости бумаги в состав бумажной массы при изготовлении добавляют гидрофобные вещества (эта операция называется проклейкой в массе) или же проклеивающие вещества наносятся на поверхность уже готовой бумаги (поверхностная проклейка). Высоко проклеиваются офсетные бумаги и особенно те из них, которые при использовании подвергаются резким изменениям климатических условий или запечатываются во много краскопрогонов, например, картографические бумаги.

Способы измерения механических свойств бумаги представлены в таблице 15.

Таблица 15 - Определение механических свойств бумаги

6.1.4 Сорбционные свойства бумаги

Правильная оценка впитывающей способности означает выполнение условий своевременного и полного закрепления краски и, как результат - получение качественного оттиска. Впитывающая способность бумаги, в первую очередь зависит от ее структуры, так как процессы взаимодействия бумаги с печатной краской принципиально различны. Если изобразить структуры бумаги в виде шкалы, то на одном из ее концов разместятся макропористые бумаги, состоящие целиком из древесной массы, например, газетные. Другой конец шкалы, соответственно, займут чистоцеллюлозные микропористые бумаги, например, мелованные. Немного левее расположатся чистоцеллюлозные немелованные бумаги, тоже микропористые. А все остальные займут оставшийся промежуток. Визуально это изображено на рисунке 2.

Рисунок 2 - Структура бумаги

Макропористые бумаги хорошо воспринимают краску, впитывая ее как единое целое. Краски здесь маловязкие. Жидкая краска быстро заполняет крупные поры, впитываясь на достаточно большую глубину. Причем чрезмерное ее впитывание может даже вызвать "пробивание" оттиска, то есть изображение становится видным с обороной стороны листа. Повышенная макропористость бумаги нежелательна, например, при иллюстрационной печати, когда чрезмерная впитываемость приводит к потере насыщенности и глянцевитости краски. Для микропористых (каппилярных) бумаг характерен механизм так называемого "избирательного впитывания", когда под действием сил капиллярного давления в микропоры поверхностного слоя бумаги впитывается, преимущественно, маловязкий компонент краски (растворитель), а пигмент и пленкообразователь остаются на поверхности бумаги. Именно это и требуется для получения четкого изображения. Так как механизм взаимодействия бумага-краска в этих случаях различен, для мелованных и немелованных бумаг готовят различные краски. [6]

6.1.5 Выбор бумаги для печати издания

Для подбора бумаги для печати издания было выбрано по 2 образца бумаги на каждый структурный элемет, а затем на основе сравнения параметров, приведенных в таблице 16, был осуществлен выбор.

Таблица 16 - Сравнение бумаг для печати блока, обложки и форзаца [7], [8], [9], [10], [11]

Для переиздания блока альбома была выбрана мелованная матовая бумага Tom&Otto, массой 1 м² 130 г. Основанием для смены бумаги послужил ОСТ 29.12-75, который допускает использование бумаги с массой квадратного метра не более 140 г/м².

Для печати обложки была выбрана мелованная глянцевая бумага Novatech Gloss, так как она имеет большую белизну, глянец и непрозрачность.

Для печати форзаца выбрана офсетная бумага Мondi, так как у нее больше разрывная длина, а следовательно она прочнее, что очень важно для форзаца.

6.1.6 Входной контроль бумаги

Качество бумаги и степень ее подготовки к печатанию сильно влияют на качество печатной продукции. Подготовка бумаги к печатанию складывается из разрезки (если бумага рулонная), акклиматизации, освобождения от внутренних напряжений, подрезки по формату и подачи в печатный цех. Поперечную разрезку бумаги на заданный формат проводят на специальных резальных машинах. Затем листы бумаги сортируют по качеству и укладывают в штабель, где бумага “вылеживается”. После этого бумагу передают на акклиматизацию, которой в подготовке офсетной бумаги к печатанию отводится особая роль. Бумага - материал гигроскопичный и поэтому сильно реагирует на изменение влажности окружающей среды, т.е. изменяет свою влажность в соответствии с влажностью воздуха. От влажности бумаги зависят ее свойства. При увеличении влажности снижается жесткость бумаги, увеличивается общая деформация, уменьшается механическая прочность. Уменьшение механической прочности, в свою очередь, может привести к выщипыванию волокон при печатании или к разрушению поверхностного слоя мелованной бумаги. Пониженная влажность делает бумагу хрупкой (могут быть изломы в местах перегибов), приводит к пылению. От влажности бумаги зависит закрепление краски на оттисках. Влажность бумаги изменяется под воздействием температурного режима при ее хранении и транспортировке. Акклиматизацию проводят в целях выравнивания влажности по всей площади листа, приведения влажности бумаги к влажности рабочего помещения, приведения температуры бумаги к температуре окружающей среды, снятия внутренних напряжений между волокнами после размотки рулона бумаги. Бумагу акклиматизируют в специальных помещениях или акклиматизационных камерах, где бумагу маленькими пачками подвешивают на движущийся транспортер. Снизу подается кондиционированный (т. е. определенной температуры и влажности) воздух. Находясь в свободном подвешенном состоянии, листы бумаги освобождаются от внутренних напряжений, которые развиваются в рулонной бумаге вследствие сильного натяжения бумажной ленты, приобретают влажность и температуру, соответствующие температуре и влажности цеха. Акклиматизированную бумагу снимают с вешал транспортера и подают на подрезку. При подрезке нужно соблюдать два обязательных условия: точность подрезки бумаги по формату издания во всем тираже, строгую взаимную перпендикулярность смежных (особенно верных) сторон листа. Акклиматизированную и подрезанную по формату бумагу подают в печатный цех.

6.2 Краски для офсетной печати

Для офсетной печати необходимы пастообразные печатные краски высокой вязкости (динамическая вязкость з = 40100 Па * с). Краска должна быть так составлена, чтобы она не высыхала на раскатных валиках красочного аппарата, а также при переносе с печатной формы на резинотканевое полотно. Печатная краска для офсетной печати с увлажняющим раствором должна воспринимать определенную долю увлажняющего раствора при контакте с печатной формой. В офсетной печати на запечатываемую поверхность наносятся очень тонкие слои краски (около 0,5--1,5 мм).

6.2.1 Состав красок

Офсетные краски имеют следующие компоненты:

· Фирнис - связующее вещество, состоящие в основном из твердых смол (20--50%) с высоким содержанием канифоли, алкидных смол (до 20%), растительных масел (до 30%), минеральных масел (20--40%) и различных сиккативов (<2%);

· Пигментная часть зависит от цветового тона и количественно составляет от 10 до 30%;

· вспомогательные вещества (добавки) имеют долю до 10%. К вспомогательным веществам относятся:

-- катализаторы сушки (соединения кобальта, марганца и других металлов);

-- воски для улучшения прочности материалов на истирание и скольжение;

-- вещества, предупреждающие преждевременное высыхание и образование пленки в банке с краской или на поверхности красочного ящика;

-- силиконовое масло, если речь идет о печатных красках для офсетной печати без увлажнения.[12]

Многообразные требования к готовой печатной продукции и к качеству запечатываемого материала приводят к значительному варьированию процентного соотношения некоторых компонентов краски. Особые признаки этих красок: тиксотропию, высокую вязкость и липкость -- и применение сложных красочных аппаратов, в которых используется до 24 раскатных валиков и цилиндров. [13]

6.2.2 Свойства красок

На качество печатной продукции наравне со свойствами бумаги оказывают влияние и свойства красок.

Важнейшими свойствами красок, как показано на рисунке 3, являются оптические, реологические и физико-технические свойства красок.