О красочном и увлажняющем аппаратах листовых машин

В.И. Штоляков, к.т.н., доцент МГУП

В офсетных машинах красочные (КА) и увлажняющие (УА) аппараты входят в состав печатных секций. Они предназначены для нанесения контактным способом равномерного и стабильного слоя краски и влаги на форму в течение всего времени печатания тиража. В офсетной печати применяются вязкие краски повышенной интенсивности, содержащие большое количество пигмента по сравнению с красками для высокой печати. Это связано со спецификой технологии, когда переход краски с формы на запечатываемый материал осуществляется не напрямую, как в высокой печати, а через посредника - промежуточную офсетную поверхность. Красочные аппараты для вязких красок работают по общему принципу - отделение тонкого равномерного слоя от общей массы краски, размещенной в красочном ящике.

В структуре и классификации КА и УА много общего, поскольку они предназначены для дозирования жидкостей, различающихся между собой только величиной коэффициента вязкости. По конструктивному исполнению они также достаточно близки, поскольку традиционный УА представляет собой КА в уменьшенном виде.

Красочный аппарат служит для нанесения краски на печатные элементы формы с целью получения качественного оттиска, а увлажняющий - для нанесения на форму увлажняющего раствора с целью усиления контрастности гидрофобных свойств печатающих и гидрофильных свойств пробельных элементов формы. С учетом индивидуальности каждой печатной формы и разнообразия расходных материалов печатный процесс, являющийся завершающей стадией в технологической цепочке, может воспроизвести промахи и ошибки, допущенные как на предыдущих, так и на конечном этапе всей технологической цепочки.

При этом следует обращать внимание на типичные нарушения качества печати:

- оборотный красочный рельеф, который образуется на накатных валиках красочного и увлажняющего аппаратов из-за избирательной отдачи краски только на печатающие элементы формы (оборотный красочный рельеф) и влаги только на пробельные участки формы (оборотный увлажняющий рельеф);

- шаблонирование - возможное наложение ранее использованных печатающих элементов сюжета формы на оттиск в результате неразрушенного оборотного красочного или увлажняющего рельефа накатных валиков, которые при взаимодействии с формой могут служить причиной образования на оттиске вторичного "паразитного" рельефа или его фрагментов;

- полошение - появление полос на тиражных оттисках с нарушением оптической плотности. Исходя из практики, это в основном механическая неполадка, зависящая от поведения исполнительных механизмов. Это выражается в "проседании" цилиндров печатного аппарата в момент взаимодействия выемок формного и офсетного цилиндров, а также нарушении контакта накатных валиков КА и УА в момент прохождения выемки формного цилиндра, в результате чего валики могут "скакать";

- неравномерное распределение краски на валиках красочного аппарата - нарушение тиксотропии печатной краски в результате повышения ее вязкости в состоянии покоя (при остановке печатной машины или при хранении краски);

- отмарывание - переход краски со свежего отпечатанного оттиска на поддерживающие его запечатанную сторону опорные элементы, в том числе и при соприкосновении со следующим оттиском;

- тенение печатной формы - нарушение гидрофильных свойств ее пробельных элементов в результате их зашлифовки при неверной установке накатных валиков (их увеличенный прижим к форме), что вызывает появление на оттисках цветных теней, т.к. пробельные элементы начинают принимать краску;

- выщипывание поверхности бумаги или картона в результате механического разрушения поверхностного слоя путем отделения от него бумажных частиц вместе с краской, что проявляется, как правило, при выводе оттиска из зоны печатного контакта из-за недостаточной прочности бумаги при применении краски повышенной вязкости;

- выщипывание краски по краям печатающих элементов в результате разрушения поверхностного (пленочного) слоя краски при печатании;

- меление (осыпание краски), выражающееся в отделении частиц или слоев краски при механическом воздействии на оттиск. Этот дефект проявляется при интенсивной способности бумаги взаимодействовать с краской заниженной вязкости (жидкой), а также при повышенной кислотности увлажняющего раствора и его излишней подаче.

В таблице перечислены характерные дефекты печати, возникающие "по вине" красочного и увлажняющего аппаратов.

Для создания и поддержания стационарного режима работы красочных и увлажняющих аппаратов в течение печатания тиражной продукции современные печатные машины могут дополнительно оснащаться системой термостатирования.

Практика показала, что увеличение скорости работы печатных машин оказывает существенное влияние на температуру рабочих органов красочного аппарата. Процесс формирования тонкого равномерного красочного слоя сопровождается механической работой сил трения при окружных и осевых сдвигах контактирующих валиков и цилиндров красочного аппарата, что вызывает повышение температуры их оболочек и самой печатной формы. Изменение температурного режима влияет на реологические свойства краски, что приводит к нарушению ее вязкости, текучести и липкости, оказывая влияние не только на качество ее раската, но и на процесс наката ее на форму, перенос на офсетное полотно и запечатываемый материал. Температура печатной формы и раскатных цилиндров с начала печатания тиража 25 тыс. листов при максимальной производительности печатной машины повышается почти на 15-200С (рис. 1, кривые 1, 2). При таком перепаде температуры краски невозможно обеспечить стабильное качество печати, что вызовет неизбежные претензии со стороны заказчика.

Для стабилизации температурного режима предусмотрена система автоматического термостатирования красочного аппарата путем принудительной подачи технологического раствора необходимой температуры внутрь оболочек раскатных и дукторного цилиндров (рис. 2). Термостатирующий раствор, циркулируя внутри оболочек цилиндров, создает и поддерживает необходимый температурный режим в диапазоне 28-320С как наиболее благоприятный для работы красочного аппарата (рис. 1, кривые 3, 4).

Автоматическая система терморегулирования может также использоваться для убыстрения подготовки красочного аппарата к работе в условиях холодного помещения. Для этого осуществляется его ускоренное нагревание путем прокачивания через оболочки цилиндров подогретого раствора, после чего система переключается на стабилизацию температуры красочного аппарата в рабочем режиме печатной машины.

Увлажняющие аппараты, в зависимости от типа увлажняющего раствора, делятся на водные и спиртовые, имеющие незначительную спиртовую добавку к основному водному составу. Спиртовые увлажняющие аппараты в настоящее время активно используются в офсетных печатных машинах. Они обеспечивают непрерывную подачу раствора в виде тонкой пленки, за что получили название "пленочные увлажняющие аппараты".

Добавление в разумных пределах (5-8%) изопропилового спирта способствует получению высококачественных многокрасочных оттисков при максимальной производительности офсетной печатной машины. В результате этого изменяются реологические свойства увлажняющего раствора, уменьшается величина статического и динамического натяжения водной пленки, что ускоряет процесс избирательного смачивания формы и обеспечивает быстрый выход на баланс краска-вода. Из практического опыта известно, что наличие спиртовой добавки повышает вязкость увлажняющего раствора, уменьшает эмульгирование краски и ее расход, замедляет процесс развития плесени и грибков в узлах увлажняющего аппарата.

Однако положительное влияние спиртовых добавок можно обеспечить только при поддержании температуры увлажняющего раствора в пределах 10-110С, что требует применения специальной охлаждающей системы. Следует учесть, что, несмотря на положительное влияние изопропилового спирта на печатный процесс, "употребление алкоголя" увлажняющим аппаратом становится сегодня наказуемым. Спирт вреден для здоровья человека и негативно влияет на окружающую среду. Ряд фирм разрабатывает альтернативные устройства для замены спиртовых добавок гликолями при минимальном содержании спирта в увлажняющем растворе или полном его исключении.

Для обеспечения высокого качества печати следует также выдерживать в рекомендованном диапазоне значение основных показателей увлажняющего раствора, к которым относятся:

- кислотность pH - параметр, характеризующий степень щелочности или кислотности раствора, наиболее благоприятный диапазон которого равен 4,8-5,5. Понижение pH вызывает увеличение кислотности, и при рН меньше 4,8 возможно разрушение гидрофильного слоя пробельных элементов формы, замедление процесса закрепления краски. Это может вызвать ее отмарывание, так как для закрепления краски на оттиске требуется больше времени. При рН, превышающем величину 5,5, возможно "омыление" краски, что проявляется в виде сероватого оттенка на оттиске из-за повышенной растворимости краски в увлажняющем растворе, в результате чего изменяются интенсивность цветопередачи и реологические свойства краски;

- жесткость воды dH, которая определяется процентным содержанием солей кальция и магния в воде (по европейской классификации, dH - это градус жесткости водного раствора) и которую рекомендовано выдерживать в диапазоне 5-12 dН, что соответствует средней жесткости воды. При жесткости меньше 5 dH, что характерно для мягкой воды, увлажняющий раствор начинает забирать недостающие соли из запечатываемого материала и краски, что приводит к нарушению закрепления краски на оттиске. Повышенная жесткость (больше 12 dH) вызывает образование нерастворимого известкового осадка, оседающего на валиках, форме и офсетном полотне.

Печатники почему-то уделяют основное внимание краске, забывая про воду, свойства которой при нашей системе водоснабжения могут радикально и часто меняться, особенно в весенний период. Жесткая вода не должна попадать в печатную машину, так как она засоряет шлаками трубопроводы, провоцирует образование биополей, которые при взаимодействии с краской буквально "раздевают" раскатные цилиндры, оголяя их. Кроме того, жесткая вода способствует взаимодействию солей кальция и магния с жирными кислотами офсетных красок, что приводит к процессу "омыления", когда жирный слой оседает на офсетной форме, накатных валиках красочного и увлажняющего аппаратов, вызывая тенение. Для исключения этих негативных процессов следует применять специальные устройства для очистки и подготовки воды, где она пропускается через ионообменные аппараты, специальные керамические фильтры и мембраны;

- электропроводность увлажняющего раствора зависит от содержания в нем солей и различных добавок. Его рабочая электропроводность должна быть в пределах 800-1500 мкСм (микроСименсов). Отклонения от рекомендованных значений электропроводности в ту или иную сторону вызывают в работе красочного и увлажняющего аппаратов дефекты, аналогичные нарушениям жесткости увлажняющего раствора, поэтому показатель электропроводности раствора может служить косвенной оценкой его жесткости.

Поддержание в рекомендованном диапазоне значений основных параметров увлажняющего раствора, а также рабочей температуры красочного и увлажняющего аппаратов служит гарантией получения качественной многокрасочной печатной продукции на протяжении всего времени печатания тиража.