Реферат
Пояснительная записка к данному дипломному проекту содержит: 100 страниц, 31 рисунок, 11 таблиц, 7 графиков.
Главной целью исследований проводимых в данной работе является определение оптимальной концентрации буферных добавок для воды средней жесткости, необходимой для поддержания требуемых параметров увлажняющего раствора при печатании на листовых офсетных машинах.
Ключевые слова, встречающиеся в работе: увлажняющий раствор, буферная добавка, баланс, жесткость, кислотность, электропроводность, вода.
В результате проделанной работы была установлена методика определения концентрации добавок в увлажняющем растворе, были определены предпочтительные концентрации добавок для достижения оптимального значения рН и электропроводности для увлажняющих растворов на основе разных концентратов и на основе воды разной жесткости.
Содержание
Введение
Офсетная печать – одна из самых популярных технологий изготовления рекламной и печатной продукции. Она применяется на любых форматах материалов и при любых тиражах. Чем это объясняется? Она обладает прекрасным высоким качеством получаемых изображений и относительно недорогими ценами на изготовление. С 1950-х годов плоская офсетная печать является доминирующим способом воспроизведения полиграфической продукции, и в ближайшее время она будет востребована. офсетная печать в наши дни занимает около 63-65% мирового рынка. При этом в недалеком будущем не ожидается серьезного уменьшения доли офсетной печати.
В настоящее время в большинстве типографий установлены листовые офсетные печатные машины, а в крупных полиграфических комплексах - листовые и рулонные (ролевые) печатные машины.
Листовая офсетная печать обеспечивает наиболее качественное воспроизведение градаций изображения. Позволяет воспроизводить самые маленькие точки изображения.
Основными производителями листового печатного оборудования являются фирмы KBA, Heidelberg, MAN Roland, RYOBI.
Главной задачей офсетной печати является получение качественного изображения больших тиражей, от 25-30 тыс. экземпляров в короткие сроки.
Качество офсетной печати пока что может превзойти только глубокая печать, экономическая эффективность которой проявляется только при печати сверхбольших тиражей. При этом глубокая печать полностью проигрывает офсетной с точки зрения экологичности процесса. Качество высокой печати, в частности, флексографской, приближается к качеству офестной, но при этом также менее экономична. Если говорить о рынке печати изделий на основе бумаги, то в нише средних и больших тиражей у офсетной печати нет конкурентов; в печати малых тиражей цифровая печать в настоящее время составляет большую конкуренцию и почти полностью заменяет офсетную печать.
Печатный процесс - это многократное получение видимого изображения путем переноса краски с красконосителя на запечатываемый материал. Требование к продукции печатных цехов (оттискам)- идентичность их между собой и эталоном по таким параметрам качества, как оптическая плотность, растискивание, колориметрия красочных слоев.
При этом основные показатели печатного процесса должен быть стабильным.
Стабильность печатного процесса в офсетном способе печати, во многом зависит от стабильности свойств печатной формы, свойств краски и увлажняющего раствора. Подача улажняющего раствора осуществляется увлажняющим аппаратом, который может быть различной конструкции.
Увлажняющие аппараты используются во всех машинах прямой и офсетной плоской печати, за исключением тех случаев, когда производство переведено на технологию офсетной печати, не требующую увлажнения пробельных элементов печатной формы. Увлажняющие аппараты входят в состав печатных секций. Они предназначены для нанесения контактным способом равномерного и стабильного слоя увлажняющего раствора на форму в течение всего времени печатания тиража.
В наши дни существует множество различных увлажняющих аппаратов и технологий увлажнения. Их можно классифицировать по разным показателям. В зависимости от структуры - с передаточным валиком, со щеткой или набрызгиванием, с чехлами и без чехлов. В зависимости от типа увлажняющего раствора, увлажняющие аппараты 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".
Во многом стабильность показателей печати и качества оттиска определяется тем, насколько, равномерно и без изменения свойств увлажняющий раствор подается в увлажняющий аппарат и наносится на пробельные элементы печатной формы, и насколько отлажен баланс «краска-вода». Под балансом краска-вода подразумевается количество подаваемого увлажняющего раствора при печати. При слишком большом количестве раствора, краска может эмульгировать, в результате чего оттиск может иметь не пропечатанные участки. Если увлажняющего раствора недостаточно, пробельные элементы могу быть не полностью покрыты увлажняющим раствором, что при водит к так называемому тенению, то есть запечатыванию пробельных элементов. Также очень важно, для получения оттиска заданного качества наносить увлажняющий раствор на форму, до нанесения краски.
Одной из главных проблем офсетной печати, которая приводит к ухудшению качества печатной продукции и появлению брака в процессе печати является нарушение количественного соотношения краски и увлажняющего раствора, баланса «краска-вода». Несмотря на то, что эта проблема появилась давно, она не теряет своей актуальности и по сей день, с разработкой и появлением нового оборудования. К сожалению этому вопросу редко уделяют должное внимание.
Также к основным показателям влияющим на качество оттиска, является качество увлажняющего раствора. Поэтому к увлажняющему раствору предъявляются жесткие требования к таким показателям, как: электропроводность, кислотность pH, жесткость воды dH. Их необходимо выдерживать в заданном диапазоне, их отклонение может сильно сказаться на всем печатном процессе.
При подготовке печатной машины к печатанию тиража, печатники преимущественно уделяют внимание показателям краски, забывая о том, что показатели увлажняющего раствора не менее важны.
Свойства раствора зависят не только от используемых добавок, помогающих достигнуть требуемых свойств, но и в большей степени от того, какая вода используется для приготовления увлажняющего раствора. Так как в современных печатных растворах содержание воды составляет 85-90%. Свойства воды, могут меняться достаточно сильно, сезонно, или по другим причинам. Поэтому измерение ее показателей и подбор необходимых добавок необходимо производить как можно чаще.
При всех преимуществах и достоинствах способа офсетной печати с увлажнением с поддержанием баланса «краска-вода» возникает много проблем. Поэтому в последнее время идет активный поиск других видов офсетной печати: «цифровой офсет», «сухой офсет», «офсет без увлажнения», «высокий офсет» или «типоофсет», «глубокий офсет». Среди них, наиболее распространен офсет без увлажнения печатной формы. Для этого вида печати используются печатные формы, основа печатной формы чаще сделана из полимерного материала или алюминия, при этом алюминий покрывается олеофильным слоем (изначально поверхность алюминия гидрофильна), поверхность пробельных элементов, покрыта различными антиадгезионными веществами, как правило на основе силикона. Также отличается состав красок. К ним предъявляются особые требования - они имеют пониженную липкость и вязкость по сравнению с традиционными офсетными красками. Разница между уровнем печатающих и пробельных элементов больше, и печатающие углублены относительно пробельных, таким образом краска их заполняет и образует более толстый слой, по сравнению с офсетом с увлажнением, поэтому изображение получается более насыщенным. Однако применение этой технологии ограничивается тем, что в настоящее время существует всего несколько производителей таких печатных красок, а также требуется специальное оборудования для печати данным способом. Также толщина красочного слоя, а значит и расход краски выше. Как следствие в настоящее время лидирующее положение занимает традиционная офсетная печать. И соответственно существует необходимость устранения проблем увлажнения при использовании данного способа печати. Постоянно разрабатываются новые, более совершенные добавки в увлажняющие растворы, которые помогают при минимальной концентрации достигать необходимых свойств увлажняющего раствора. Чем меньше добавок в растворе, тем более стабильны его свойства, при влиянии различных факторов. Также разрабатываются новые способы определения нужной концентрации добавок.
Поддержание в рекомендованном диапазоне значений основных параметров увлажняющего раствора, а также рабочей температуры и увлажняющего аппаратов служит гарантией получения качественной многокрасочной печатной продукции на протяжении всего времени печатания тиража.
Учитывая вышесказанное данный дипломный проект ставит задачи:
1) исследование стабильности увлажняющих аппаратов в листовой офсетной печати;
2) изучения методики определения оптимальной концентрации добавки в увлажняющий раствор для поддержания требуемых параметров увлажняющего раствора, что позволит оптимизировать процесс печати;
3) сравнение по заданным показателям увлажняющих растворов, с концентратами разных производителей.
Задачи НИР
1. Провести исследования свойств данных образцов воды, забранных из Московского водопровода, таких как рН и жесткость.
2. Провести сравнительный анализ воды одной жесткости с разными добавками по параметру рН.
3. Провести сравнительный анализ воды одной жесткости с разными добавками по параметру электропроводности.
4. Провести сравнительный анализ воды разной жесткости с одной добавкой по параметрам рН.
5. Провести сравнительный анализ воды разной жесткости с одной добавкой по параметрам электропроводности.
Исследование в области технологий увлажнения
Офсетная печать именно возникла более 100 лет назад и сразу же показала свои неоспоримые достоинства. В результате чего широко использовалась и интенсивно развивалась, сегодня она является промышленной интенсивно развивающейся, высокомеханизированной и высокоавтоматизированной отраслью, использующей в устройствах, наиболее актуальные достижения современной науки. При этом кардинальные преобразования офсетного способа произошли, можно сказать, мгновенно. Офсетная печать постоянно совершенствуется, и появляются каждый год, а может, и каждый месяц новшества, которые зачастую отрицают то, что было установлено и применялось ранее.
Основные принципы офсетной печати сохранились, то есть перенос изображения, с жесткой печатной формы, по прежнему осуществляется через промежуточную поверхность, так называемый офсетный цилиндр, покрытый резинотканевым полотном, обеспечивающим равномерный перенос краски на печатный цилиндр, благодаря этому, улучшается перенос краски с печатной формы на бумагу. Но воплощение этого принципа совершенно иное, чем прежде, причем это касается всех его сторон – начиная от подготовительных, допечатных процессов, до собственно печати и последующих отделочных работ.
Офсетная печать стала широкораспространенной благодаря целому ряду преимуществ, к числу которых относятся:
- возможность изменения формата и красочности печатания, широкая номенклатура запечатываемых материалов - от легких бумаг, имеющих толщину менее 0,04 мм и массу менее 40 г/м2, до картона толщиной до 1,2 мм и массой до 1000 г/м2, достаточно высокая рабочая скорость (до 21 тыс. оттисков/час для листовых машин и более 60 тыс. оттисков/час для рулонных);
- универсальные возможности художественного оформления изданий (большая свобода в компоновке материала в пределах полосы, использование разнообразных по конфигурации, размерам и красочности элементов изображения и их сочетаний);
- легкость изготовления крупноформатной продукции на листовых и рулонных машинах при использовании бумаг различной массы;
- улучшение качества при помощи стандартизации технологий и появление новых основных и вспомогательных материалов;
- возможность двусторонней печати многокрасочной (в том числе и высокохудожественной) продукции в один прогон;
- наличие высокопроизводительного и технологически гибкого печатного оборудования и постоянное появление новых расходных материалов - бумаг, красок, резинотканевых офсетных полотен и формных пластин;
- внедрение достаточно гибких и эффективных вариантов формного производства. Сегодня офсетные печатные формы могут изготавливаться фотомеханическими, диффузионными, электрофотографическими, лазерными и другими способами, а применение предварительно очувствленных формных пластин различных типов и автоматизация их экспонирования и обработки способствуют нормализации параметров качества печатных форм. Все более широкое распространение получает технология Computer tо Plate (СtР, прямое изготовление печатной формы, компьютер - печатная форма) сильно укрепило позиции офсетной печати;
- сравнительно небольшая величина отходов бумаги и меньшая вредоносность воздействия на окружающую среду.
Но, не смотря на достоинства и перспективы офсетной печати, ни для кого не секрет, что в процессе печатания тиража самые большие проблемы, связанные с качеством печатной продукции при офсетной печати, возникают из-за нарушения баланса «краска — вода» («печатная краска – увлажняющий раствор – запечатываемый материал»).
Для того, чтобы изображение на печатной форме было устойчивым, предварительно необходимо нанести на нее увлажняющий раствор. Эта технологическая операция производится с помощью увлажняющего аппарата, который должен обеспечивать равномерную и достаточную подачу увлажняющего раствора на печатную форму в процессе печатания. Вроде бы никакой сложности в этом и нет. Однако сложность здесь кроется в том, что недостаточное увлажнение приводит к нарушению гидрофильности пробельных элементов и, как следствие, к тенению печатной формы. Результатом же чрезмерного увлажнения являются разводы на оттисках, бледная малоконтрастная печать, неравномерность наката краски, отмарывание, а также увеличение времени сушки оттисков.
Все эти нарушения связаны с составом и режимом нанесения увлажняющего раствора и с работой увлажняющего аппарата. И все они являются частью одной большой проблемы офсетной печати — проблемы баланса «краска - вода» и, в конечном счете, приводят к одному и тому же: получению некачественной продукции.
Увлажняющие аппараты входят в состав печатных секций. Схем построения увлажняющих аппаратов великое множество. Очень существенны следующие признаки: наличие мостового валика и валика-наездника или тандемных (два валика-наездника на одном валике) валиков. Их присутствие стабилизирует условия печатания.
В офсетной печати увлажняющие аппараты делятся на контактные и бесконтактные. Бесконтактные увлажняющие аппараты оказывают непрямое воздействие увлажняющего раствора на печатную форму. Он переносится на пробельные элементы валиком в виде мелкодисперсной эмульсии - разбрызганных капель - и растекается по поверхности. К таким аппаратам относятся центробежные и щеточные устройства.
Как и контактные увлажняющие аппараты, они имеют специфические недостатки. Недостатком капельного способа нанесения, является не равномерность его нанесения. В зависимости от площади нанесения краски, количество раствора для однородной водно-красочной эмульсии нужно регулировать вручную. Важное значение имеет и размер капель. Если он превышает норму, то краска подается на полотно неравномерно и процесс офсетной печати заканчивается досрочно. Наоборот, если капли увлажняющего раствора меньше, чем нужно, они не обеспечивают разделение элементов печатной формы, и печатный процесс идет с браком.
Существует несколько методов комбинированного или раздельного нанесения увлажнителя в бесконтактных увлажняющих аппаратах. Они основаны на применении подводимых или отводимых промежуточных валиков.
Принцип контактных аппаратов основан на взаимосвязи емкости с увлажняющим раствором через специальные валики с печатной формой. Недостатком этого типа аппаратов является то, что мелкие частички бумаги, пыли могут попадать в увлажнитель и загрязнять его.
По принципам действия при подаче увлажняющего раствора увлажняющие аппараты делятся на:
щёточные увлажняющие аппараты с дукторным цилиндром;
увлажняющие аппараты с сопловой системой подачи раствора;
увлажняющие аппараты с центробежными дисками (с ротором);
щёточные увлажняющие аппараты с погружаемой щёткой
турбоувлажняющие аппараты (желобчатые валики).
Рисунок 1 - Щёточный увлажняющий аппарат: щётка для подачи раствора на валик (а); щётка для зональной регулировки подачи раствора (IFRA) (б)
Рисунок 2 - Бесконтактные увлажняющие аппараты: роторный увлажняющий аппарат (MAN Roland) (а); увлажняющий аппарат с набрызгиванием через сопла (Jimek-Graphotec) (б)
Конструкции аппаратов увлажнения для офсетной печати постоянно совершенствуются. У каждой из фирм производителей печатных машин, часто появляются нововведения, касающиеся увлажняющего аппарата.
В свою очередь, фирмы, изготавливающие расходную химию для полиграфии, всегда имеют в своем ассортименте концентраты увлажняющего раствора и различные добавки в него, которые также постоянно дорабатываются.
Для решения вышеуказанной проблемы необходимо, прежде всего, тщательно изучить составляющие печатного процесса и их взаимодействие. Для этого последовательно рассмотрим различные технологии увлажнения, структуры увлажняющих аппаратов, принципы систем увлажнения, далее приведем методы и средства контроля увлажняющих растворов, применяемые растворы при печатании на офсетных листовых машинах.