автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Нормализация технологического процесса печати на металлизированных подложках способом листовой плоской офсетной печати без термосушки

На правах рукописи

БЕРДОВЩИКОВА АННА ВЯЧЕСЛАВОВНА

НОРМАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕЧАТИ НА МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ПОДЛОЖКАХ СПОСОБОМ ЛИСТОВОЙ ПЛОСКОЙ ОФСЕТНОЙ ПЕЧАТИ БЕЗ ТЕРМОСУШКИ

Специальность 05.02.13. — Машины, агрегаты и процессы (печатные средства информации)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

13 МАЯ 2015

Москва - 2015

005569087

Работа выполнена па кафедре «Технологии полиграфического производства» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова» (МГУП имени Ивана Федорова)

Научный руководитель: Нечипоренко Николай Арсеньевич,

доктор технических наук, ¿я^^*-^

старший научный сотрудник

Официальные оппоненты: Кузнецов Юрий Вениаминович,

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология полиграфического производства», Северо-Западный институт печати ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»;

Варепо Лариса Григорьевна, кандидат технических наук, доцент по кафедре «Метрология и приборостроение», Машиностроительный институт ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Тульский государственный универ-

ситет»

Защита диссертации состоится « 40 » ИЮНЯ 2015 г. в 13:00 на заседании диссертационного совета Д 212.147.01 на базе МГУП имени Ивана Федорова по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2а, аул. 1211.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте МГУП имени Ивана Федорова, Ьир://ил\лу.1т^ир.ги

Автореферат разослан «28» С^'-^ел^* 2015 г. Ученый секретарь Д 212.147.01 ИЛ

I

доктор технических наук, профессор ^ Е.Д. Климова

Актуальность темы исследования

Печать на невпитывающих подложках, кроме этикеточно-упаковочной продукции, находит широкое применение также в производстве издательской продукции. Это суперобложки и обложки книг, рекламные издания. Привлекательность этого вида подложек как для этикеточно-упаковочной, так и для издательской продукции связана с её долговечностью и, благодаря блеску металла, возможностью создания специфических изобразительных эффектов, которые не позволяет получить ни один из других видов подложек - впитывающих и невпитывающих.

Целью любого способа печати является получение печатной продукции с высоким качеством изображения, которое определяется графическими и цветовыми параметрами отпечатка.

При печати на бумаге и картоне эти параметры регламентируются нормами ISO, а в случае печати на металлизированных подложках такие стандарты отсутствуют.

Поэтому для создания нормативной базы, регламентирующей эти параметры оттисков на металлизированных подложках, требуются комплексные технологические исследования с учетом специфики этого процесса, заключающейся в том, что на невпитывающих подложках такая важнейшая компонента пленкообразования краски на оттиске, как впитывание ее жидкой фазы, не реализуется, из-за чего время практического закрепления краски на оттиске становится неприемлемо большим и достигает 150 часов.

По этой причине для печати на невпитывающих подложках плоским офсетным способом созданы серии так называемых фолиевых красок, плепко-образование которых на оттиске происходит исключительно за счет окислительных процессов, длительность которых около 48- 150 часов.

Вторая отличительная особенность этого процесса - печать по грунтовому слою прозрачного лака или кроющих белил, которые, естественно, влияют на оптические и цветовые характеристики красок, градационные и цветовые параметры оттисков.

Как итог: значительный интерес к печатной продукции на металлизированных подложках и отсутствие достоверных научных данных о специфике этого процесса, необходимых для разработки технологического регламента печати, что и определяет актуальность планируемых исследований.

В данной работе учитывались результаты аналогичных исследований при печати на листовых металлах, выполненных Попрядухиным П.А., Нечи-поренко Н.А., Карплюком В.А., Вуецом Л.Г., Синицким В.А., а также Гуляевым С.А., Бобровым В.И., Варепо Л.Г., Шаховой И.И. при печати на бумаге и картоне.

Цель и задачи работы

Целью настоящей работы является сокращение времени закрепления красок на металлизированных подложках без термосушки и создание нормативной базы для нормирования технологических режимов и качественных параметров оттиска. Задачи работы:

• Изучить взаимодействие краски и увлажняющего раствора для выбора из широкого ассортимента материалов наиболее эффективной пары «краска — увлажняющий раствор».

• Изучить влияние на закрепление краски трех типов сиккативных добавок для выбора наиболее эффективной с определением ее оптимального содержания в краске.

• Изучить технологические свойства резинотканевых офсетных полотен для выбора оптимального по этим свойствам.

• Изучить влияние оптических характеристик грунтового слоя, наносимого на подложку по трем технологическим схемам, на оптические характеристики триадных красок, градационные и цветовые характеристики оттисков для создания базы их нормирования.

Научная новизна работы

1. Методология исследования, заключающаяся в разделении детерминант технологического процесса печати на группы факторов постоянного и переменного действия.

2. Закономерности взаимодействия краски с увлажняющим раствором и с сиккативными добавками, позволившие методом анализа иерархий обоснованно выбирать пары краска — увлажняющий раствор и краска -сиккативная добавка.

3. Закономерности влияния на время закрепления краски четырёх технологических факторов - каждого в отдельности и во взаимодействии, позволившие разработать технологический процесс печати, существенно сокращающий время закрепления краски.

4. Закономерности влияния грунтовых слоев, наносимых по трём технологическим схемам, на оптические характеристики триадных красок, градационные и цветовые параметры оттисков, оценивающие нынешнее состояние печатного процесса для получения максимально возможных качественных характеристик оттисков при печати на невпиты-вающих подложках.

Методология и методы исследования

Методология исследований по теме заключается в разделении детерминант технологического процесса печати на группы факторов постоянного и переменного действия.

Экспериментальные исследования проводились с использованием современных методов и приборов. Для анализа экспериментальных данных, их оценки и выводов применяли метод анализа иерархий и математическую обработку экспериментальных данных.

Положения, выносимые на защиту

1. Методология исследований по теме работы: разделение детерминант технологического процесса печати на группы факторов постоянного и переменного действия.

2. Методика выбора пар «краска - увлажняющий раствор» и «краска — сиккативная добавка».

3. Закономерности влияния на время закрепления краски технологических факторов постоянного действия — как отдельных детерминант, так и во взаимодействии.

4. Закономерности влияния грунтовых слоев на градационные и колориметрические характеристики оттисков, полученных по трём технологическим схемам, как базы для нормирования качественных параметров оттиска и определения направления исследований с целью их повышения.

Решенная задача

Научными методами определено влияние факторов технологического процесса в их взаимодействии на закрепление краски, оценено влияние трех технологических схем нанесения грунтовых слоев на качественные параметры оттисков, что позволило сократить время закрепления красок в реальном производственном процессе в 4 - 6 раз, создать базу для нормирования качественных параметров оттисков и определить направления научных исследований для дальнейшего совершенствования технологического процесса печати на невпитывающих подложках способом плоской офсетной печати.

Практическая значимость

Практическая значимость работы заключается в получении методами научных исследований результатов, позволивших предложить технологический процесс печати, значительно сокращающий время закрепления краски в производственных условиях.

Реализация результатов исследования

Предложенный технологический процесс внедрён в производство ОАО «Тверской полиграфический комбинат» и испытан с положительными результатами в условиях производства ООО «Принтстайл» (г. Йошкар-Ола).

Апробация работы

Положения диссертационной работы докладывались на Научно-технической конференции молодых ученых МГУП 2014 г.; конференции Международной ассоциации учебных заведений в области полиграфии (International Circle of Educational Institutes for Graphie Arts: Technology and Management), Афины, 2014 г.; заслушивались на заседаниях кафедры технологий полиграфического производства МГУП имени Ивана Федорова.

Публикации

По материалам настоящей диссертации опубликовано 8 печатных работ, включая тезисы докладов на конференциях. В том числе три из них в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы (85 источников). Общий объем работы составляет 141 страницу, включает 52 рисунка и 20 таблиц.

Личный вклад соискателя

Личный вклад соискателя состоит во включенном участии на всех этапах процесса, постановке задач исследований, выборе методик исследований, получении экспериментальных данных, их анализе и обобщении, а также интерпретировании полученных результатов применительно к технологическому процессу плоской офсетной печати на невпитывающих подложках и внедрению результатов в производство.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена её цель и сформулированы задачи, решение которых обеспечивает достижение этой цели, показана научная новизна и практическая значимость результатов исследований, сформулированы основные положения диссертации, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой ретроспективный обзор литературных источников, где опубликованы результаты исследований закрепления красок на невпитывающих подложках, влияние технологических факторов печатного процесса на градационные характеристики оттисков с учетом специфики изученных невпитывающих подложек, на градационные и цветовые параметры оттисков на бумаге и картоне.

Анализ результатов этих исследований позволил обоснованно показать невозможность их интерпретировать и использовать для нормализации технологического процесса печати, которому посвящена настоящая диссертация, а также сформулировать её цель и задачи.

Вторая глава посвящена методологии, методам экспериментальных исследований и их объектам.

Методология заключается в разделении детерминант технологического процесса печати на группы факторов постоянного и переменного действия:

• Постоянные факторы обеспечивают оптимальные время и полноту закрепления краски на оттиске, стабильность технологических свойств офсетных резинотканевых полотен.

• Переменные факторы позволяют за счет их оперативного изменения в процессе печати получать максимально возможные качественные характеристики оттисков, как базу для нормирования.

Методы экспериментальных исследований основаны на применении современных приборов (ЛПУ, приборы для оценки закрепления краски и параметров увлажняющего раствора, спектрофотометр), печатной машины и тестовой печатной формы.

Метод анализа иерархий (МАИ) - выбор из исследованных оптимальных вариантов (решений). Объекты исследования

В качестве объектов исследований использовались материалы (краски, сиккативные добавки, концентраты), применяемые в технологическом процессе печати на не впитывающих подложках наиболее известных компаний-изготовителей, широко применяемые в Европе и России: Flint Group, Huber Group, SunChemical.

В третьей главе представлены результаты исследования технологических факторов постоянного действия.

Исследование концентратов трех производителей для воды с нормальной жесткостью (8-15 dH) при рекомендованных изготовителем концентрациях (2 - 4%) обеспечивают растворам на их основе различные значения параметров - рН и электропроводность, отличающиеся от оптимальных (5,0 -5,5 и 800 - 1500 мкСм/см), что приводит к различной эмульгируемости красок.

Для объективного выбора пары «краска - увлажняющий раствор» по эмульгируемое™ применяли метод анализа иерархий (МАИ). Оценку альтернатив пары «краска - увлажняющий раствор» проводили по характерным точкам кинетической кривой эмульгирования: «выход на плато», «эмульги-руемость через 4 мин», «эмульгируемость через 10 мин». Значимость критериев оценивалась экспертно и методом попарного сравнения. Оба метода показали одинаковые соотношения значимости (приоритетов) критериев.

Иерархия для выбора пары (рис. 1) включает 9 комбинаций «краска -раствор», которые оценивались по вышеназванным критериям. Значимость критериев определяли экспертно и методом попарного сравнения. Результаты оценки проанализированных комбинаций (рис. 2) позволяют по итоговым значениям приоритетов оценить все альтернативы.

Альтернатива Приоритет

Рис. 2. Итоговые значения приоритетов альтернатив по трём критериям для выбора пары «краска - увлажняющий раствор» (попарное сравнение)

Результаты исследования взаимодействия печатных красок с увлажняющим раствором показали, что определяющим фактором этого взаимодействия является эмульгируемость краски, зависящая как от ее состава, так и от параметров увлажняющего раствора. Исследование этого фактора методом анализа иерархий показало эффективность метода и позволило определить из исследованных наиболее эффективные пары: краска SunChemical Foils и раствор на основе концентрата SunFount 410 (спиртосодержащий) - суммарный приоритет 0,3054; краска Huber42 N5030 и раствор на основе концентрата

БипРоит 480 (бесспиртовой) - суммарный приоритет 0,2542. Эти пары эффективно подтвердили своё преимущество в производственных условиях.

Важнейшей стадией технологического процесса всех способов печати, и, особенно, на невпитывающих подложках, является закрепление (высыхание) краски на оттиске. Одним из способов интенсификации этого процесса является введение в краску перед печатью сиккативных добавок. Как видно из табл. 1, значительное, но различное влияние на закрепление краски оказывают как тип добавки, так и ее количество.

Таблица 1 - Оптическая плотность следа отмарывания и исходное значение оптической __плотности плашки

Наименование добавки и рекомендуемое содержание, % Оптимальное содержание добавки в краске, % D следа отмарывания при оптимальном содержании добавки AD следа отмарывания между 0% добавки и оптимальным содержанием ДБ оттиска между 0% добавки и оптимальным содержанием

Сиккативная паста 3773 1-5 % 3 1,02 0,19 0,02

Сиккативная паста AD 250 3-20 % 15 0,82 0,42 0,20

Сиккатив Seca-tor F Н4250 1-2% 1,5 0,84 0,40 0,00

Для достоверного выбора наиболее эффективной сиккативной добавки воспользуемся методом анализа иерархий. Три иерархии в данном случае представляют исследованные сиккативные добавки, а критериями их оценки - «оптическая плотность следа отмарывания», характеризующая влияние сиккативной добавки на время закрепления краски (чем ниже, тем лучше); «снижение оптической плотности плашки» (оттиска) в зависимости от содержания в них сиккативной добавки (чем ниже, тем лучше) и фиксированное «содержание сиккативной добавки», соответствующее оптимальному (чем меньше, тем лучше).

Итоговые значениям приоритетов, полученные методом попарного сравнения, показали, что наиболее эффективной добавкой (с большим преимуществом) является сиккатив Яесакзг Г (итоговый приоритет 0,53) против 0,3475 и 0,1224 паст АБ250 и 3773 соответственно.

Технологические свойства офсетных резинотканевых полотен во многом определяют стабильность печатного процесса и качественные параметры оттиска. Для объективного выбора наилучшего полотна из трех марок производства Sun Chemical, предназначенных для листовых машин, применили, как и ранее, метод анализа иерархий. Иерархиями в этом случае являются марки исследованных резин, а критериями для их выбора - «красковосприя-тие», «краскоотдача» и «приращение тона».

Г5°л

| energy | Альтернатива Приоритет

dot 0,7624

beam 0,1749

energy 0,0626

Рис. 3. Итоговые значения приоритетов альтернатив по трём критериям для выбора резинотканевого полотна (попарное сравнение)

Количественные значения приоритетов и их графическая иллюстрация (рис. 3) дополнительных комментариев не требуют. Значительное преимущество по исследованным критериям имеет полотно SunDot. По суммарному приоритету, как и по приоритетам критериев, наиболее технологичным является полотно SunDot. Его суммарный приоритет составляет 0,763. У полотен Sun Beam и SunEnergy dual 0,18 и 0,0568 соответственно.

На рис. 4 представлены экспериментальные данные зависимости времени закрепления белил (1) и пурпурной краски (2) от толщины слоя в интервале 0,6-1,6 мм. Из них следует, что изменение толщины слоя белил в этом интервале увеличивает время закрепления со 158 минут до 183, а краски со 170 до 233 мин, так как увеличение толщины слоя снижает поступление кислорода воздуха в объём красочных плёнок и снижает интенсивность окислительных процессов в них.

0.6 0,7 0.8 0.9 1 1,1 1,2 1,3 1.4 1.5 1.6 1,7 Толщина слоя, мкм

Рис. 4. Зависимость времени закрепления красок от толщины красочного слоя на оттиске: 1 - белила серии Inor 45; 2 - пурпурная краска серии Foils 44

Графические зависимости рис. 5 хорошо описываются линейными уравнениями регрессии:

для белил tmp = 30,5й +135, коэффициент детерминации Л2=0,9761 (1)

для краски 'Л|-'=0,9876 (2)

где /зияр - время закрепления краски; И — толщина красочного слоя (мкм).

Рис. 5 иллюстрирует влияние содержания увлажняющего раствора в краске на время её закрепления.

10 20 30 40 50

Количество увлажняющего раствора % Рис. 5. Зависимость времени закрепления пурпурной краски Foils 44 от содержания увлажняющего раствора: I - без ИПС; 2-е 10% ИПС (толщины слоев - 1,2 мкм)

Как видно из графиков, в интервале содержания раствора 0-60% эти зависимости имеют экстремальный характер. При увеличении содержания раствора с 0 до 30% время закрепления краски увеличивается с 202 до 252 мин, а с 30 до 60% - снижается до значения заметно ниже исходного.

Зависимости времени закрепления пурпурной краски от содержания увлажняющего раствора, как без ИПС, так и с ним, хорошо описываются уравнениями полиномиальной зависимости, рассчитанными по экспериментальным данным (рис. 5):

без ИПС = + Ш + 202, ^=0,9348

с ИПС ^=-0,075^+4^ + 2025 ^=0)8355

(3)

(4)

где IV— количество увлажняющего раствора в краске (%).

На рис. 6 представлены экспериментальные данные о влиянии содержания сиккатива БесаЮг Р (0-2,5% от массового объёма краски) на время закрепления пурпурной краски без увлажняющего раствора (кривая 1) и с 20% раствора, содержащего 10% ИПС (кривая 2). Зависимости этого влияния также имеют экстремальный характер с экстремумами, соответствующими 2% без раствора и 1,5% -с раствором.

0 0,5 1 1.5 2 2,5

Количество сиккатива. %

Рис. 6. Зависимость времени закрепления пурпурной краски Foils 44 от содержания сиккатива Secator F: 1 - без увлажняющего раствора; 2-е 20% увлажняющего раствора, содержащего 10% ИПС

Такое явление связано с тем, что при содержании сиккатива, соответствующего экстремумам, полностью расходуются непредельные соединения связующего, содержащие двойные связи, а избыточный сиккатив начинает действовать как жидкая фаза краски, увеличивая время её закрепления.

Графические зависимости рис. 6 описываются уравнениями полиномиальной регрессии второй степени:

без увлажняющего раствора '*»р=10(с -4С) + 210^ Л2=067; ^

с увлажняющим раствором = 20(С" " ЗС) + 226, #-=0,827 (6)

где С - количество сиккатива (%).

На рис. 7 представлены экспериментальные данные о влиянии печатного льняного масла на время закрепления пурпурной краски без сиккатива (кривая 1) и краски, содержащей 2% сиккатива 8еса1ог Р.

270 250

о

сс

5 190 ■

а> о. со

150 -----,-

0 1 2 3 4 5 6

Количество льняного масла. % Рис. 7. Зависимость времени закрепления пурпурной краски Foils 44 от содержания печатного льняного масла «L»: 1 - без сиккатива; 2-е 2% сиккатива Secator F

Содержание в краске от 1 до 3-4% льняного масла время её закрепления не изменяет (кривая 1), что позволяет эффективно, в случае необходимости, снижать её липкость, не увеличивая времени закрепления.

При дополнительном введении в краску 2% сиккатива время закрепления краски во всём исследованном интервале содержания масла существенно снижается (кривая 2), так как масло, как и связующее краски, содержит реак-

ционноспособные группы, взаимодействующие с сиккативом. Графические зависимости рис. 7 описываются уравнениями полиномиальной регрессии второй степени:

без сиккатива ¡]аяр = 1,3(12 - 41) + 229, Д2=0,851 (7)

с2% БесаШгБ =~ШЬ2-Ш) + 157^ к2=о ш (8)

где Ь - количество льняного масла (%).

Значительный теоретический и, в особенности, практический интерес представляет оценка влияния рассмотренных технологических факторов в их взаимодействии математическими методами. Зависимость времени закрепления краски от четырёх факторов (для увлажняющего раствора с 10% ИПС) имеет вид:

=78/г + 0,1^-15,8С + 3,9£ + 118,4, Л2=0,653 (9)

где /г - толщина красочного слоя (мкм),

количество увлажняющего раствора (%), С — количество сиккатива (%), Ь — количество льняного масла (%), в исследованных пределах (Ь=0,8-4,6 мкм, Ш=0^60%, С=0+2,5% и Ь=0=6%).

Нормализация коэффициентов (9) показывает, что влияние переменных на время закрепления краски уменьшается в ряду И> С > Ь> \¥. Анализ этой значимости ещё раз подтверждает сделанный ранее вывод о том, что добавление сиккатива БесаЬг Б позволяет полностью скомпенсировать отрицательное влияние на время закрепления краски, как льняного масла, так и увлажняющего раствора.

Результаты изложенных в главе 3 исследований позволили сократить время закрепления красок на невпитывающих подложках в реальных производственных процессах ОАО «Тверской полиграфический комбинат» и ООО «Полиграфическая компания «Принтстайл» с 96 и 144 часов до 24 часов соответственно. Различие времени между печатью и послепечатными процессами на двух предприятиях связано с различием послепечатных операций,

а, следовательно, и характером механического воздействия: в первом случае производится ламинирование оттисков, а во втором — вырубка по контуру. Однако предложенные технологические режимы обеспечивают такую полноту закрепления краски, что в обоих случаях межоперационное время составляет 24 часа.

Четвертая глава работы посвящена исследованию градационных и цветовых параметров оттисков на грунтовых слоях, наносимых на металлизированную подложку по трем технологическим схемам.

Рис. 8 иллюстрирует зависимость белизны \Vcie и светлоты Ь грунтовых белил от толщины слоя на металлизированной подложке.

1

Толщина слоя, мкм

Рис. 8. Зависимость белизны W по методу CIE (а) и светлоты L* (б) от толщины слоя белил Inor 45: 1 - сырой слой; 2 - сухой слой.

Из графиков рисунка 9а видно, что максимальное значение светлоты (85) практически достигается при толщине слоя 1,5 мкм, что находится в пределах возможности технологического процесса их нанесения в печатной секции машины. Однако такая белизна значительно ниже белизны слоя грунтовой эмали (92) и, естественно, норм ISO 12647-2 для матовой мелованной бумаги (93±2).

На рисунке 9 графически представлены зависимости оптической плотности (б) и цветового различия ДЕ (а) от толщины слоя триадных красок серии Foils на грунтовых слоях одинарного (1) и двойного (2) наложения белил. Они дают информацию о максимальных значениях оптических плотностей красок, и при каких значениях толщины эти плотности достигаются, а также о минимальных значениях цветовых различий, которые, как видно из графиков, для всех красок близки к толщине слоя 1 мкм. Последнее очень важно, так эта толщина с большим запасом находится в зоне технологических возможностей печати способом плоского офсета (до 1,5 мкм) и не вызывает опасений по времени закрепления красок.

Графические зависимости цветового различия от оптической плотности краски и оптической плотности краски от толщины ее слоя описываются уравнениями регрессии, представленными в таблице 2.

На рисунке 10 представлены графические зависимости приращения тона красок CMYK (а, б, в, г) на трех видах грунтовых слоев, полученных по тестовым градационным шкалам машинных оттисков. Из графиков видно, что наименьшее приращение тона в интервале градационной шкалы обеспечивает слой одинарного наложения при печати «по-сухому», а наибольшее - слой двойного наложения. Промежуточное положение занимает вариант печати «по-сырому». Для пурпурной краски последние два варианта практически совпадают (рисунок 10 б).

Увеличение приращения тона соответствует ряду: желтая < пурпурная = голубая < черная.

Рис. 9. Зависимости оптической плотности и цветового различия от толщины слоя триадных красок на грунтовых слоях одинарного (1) и двойного (2) наложения: а - голубая краска; б - пурпурная; в - желтая; г - черная. Данные по приращению тона 40 и 80 процентных полей на трех видах грунтовых слоев показали, что к указанным нормам ISO эти показатели очень близки только на одинарном грунтовом слое при печати «по-сухому»:

Таблица 2. Уравнения регрессии экспериментальных зависимостей

Цвет краски Грунтовый слой Зависимость цветового различия от оптической плотности Зависимость оптической плотности от толщины красочного слоя

Уравнение И2 Уравнение Я2

Голубой Одинарный АЕ = 27 И1 — 1Ю + 56 0,9873 О = 2,5(1 -е-'-04А) 0,9781

Двойной Л£ = 33£>2 - 86£> + 64 0,9727 О = 2,5(1 -е"0'93") 0,9961

Пурпурный Одинарный АЕ = 24,6£)2 - 75£> + 67 0,9866 £> = 2,5(1-е^93*) 0,9858

Двойной Д£ = 23/>2 -7Ш + 64 0,9870 £> = 2,5(1 - е-0,99'1) 0,9947

Желтый Одинарный Л£ = 35£>2 -109Л + 98 0,9579 О = 2,2(1 -е"1-36") 0,9646

Двойной Д£=35,3£>2 -98,5£> + 80 0,9961 £> = 2,2(1 -е~,аи) 0,9743

Черный Одинарный АЕ = 16£>2 -59,40+60 0,9275 £> = 2,8(1-е-1ЛЗА) 0,9795

Двойной АЕ = 20,6£>2 -750 + 72,8 0,9102 й = 2,8(1 -е-'-06") 0,9732

поле 80% соответствует полностью, а по полю 40% черная краска на 6% превышает даже верхний предел допуска. На других двух слоях превышение наблюдается на обоих полях у всех красок.

Что касается печатного треппинга, то в допустимый диапазон входят наложения голубая + пурпурная для технологической схемы 1 и 3, а также наложение голубая + жёлтая для схемы 1. При печати на двойном слое белил, а также при печати «по-сырому» наблюдается снижение красковосприятия жёлтой краски голубой и, особенно, пурпурной красками. Жёлтая краска также недостаточно переходит и при печати на высохшем одинарном слое белил (треппинг 50%), что свидетельствует о несбалансированности её реологических характеристик для данного технологического процесса, даже в случае наиболее благоприятного варианта печати по сухому слою. Такое красковосприятие сказывается на воспроизведении красно-оранжевых и зеленых оттенков изображения на оттиске.

в г

Рис. 10. Приращение тона по градационной шкале оттиска красок серии Foils 44: а - желтой, б - пурпурной, в - голубой, г - чёрной 1 - грунтовый слой одинарного наложения при печати «по-сухому»; 2 - грунтовый слой двойного наложения при печати «по-сухому»; 3 - грунтовый слой одинарного наложения при печати «по-сырому».

Анализ данных по балансу серых тонов показал тесную связь значений с показателями печатного треппинга. Для печати на одинарном слое белил «по-сухому» значения баланса в норме для светов и полутонов изображения, в области светов наблюдается небольшое отклонение в область голубовато-сиреневых оттенков, что говорит о недостаточном переходе жёлтой краски. Для технологических схем 2 и 3 баланс серых тонов неудовлетворителен, и также имеет сдвиги,

связанные с недостаточным количеством жёлтой краски на оттиске. Качество передачи баланса характеризует ряд по убыванию:

печать «по-сухому» на одинарном слое белил > печать «по-сырому» > печать «по-сухому» на двойном слое белил.

Результаты исследования цветового охвата трех технологических схем в пространстве Ь*а*Ь* показали, что цветовые охваты технологических схем 2 и 3 близки между собой (101288,3 и 93667,2 единиц ЛЕ3 соответственно) и значительно уступают охвату печати на одинарном слое белил (118749,5 единиц ЛЕ3). Снижение охвата от схемы 1 к схеме 2 происходит, несмотря на более высокие для грунтовых слоёв схемы 2 показатели светлоты и белизны. Последний фактор сказывается лишь на смещении воспроизведения цветов, особенно светлых, вверх по оси Ь.

При печати «по-сырому» заметны сложности с передачей тёмных оттенков: в сравнении с печатью «по-сухому» в первом случае заметно как уменьшение охвата («спрессовывание» точек), так и сдвиг их вверх по оси Ь в области низких светлот. При этом на оттисках наиболее проблемным будет воспроизведение насыщенных зеленоватых и красных тонов.

Число цветов, различимых стандартным колориметрическим наблюдателем МКО, для оттисков «по-сухому» на одинарном слое белил составляет 2276, для оттисков на двойном слое белил - 1934, для оттисков «по-сырому» - 1788. При переходе от одинарного наложения грунтовых белил к двойному будет потеряно 333 цвета, а при переходе к печати «по-сырому» - 479 цветов.

Значимое различие градационных и цветовых характеристик оттисков на одинарном и двойном грунтовом слое при печати «по-сухому» объясняется различием параметров микрогеометрии (шероховатости) их поверхностей (эффект разбеливания). Худшие результаты на одинарном слое при печати «по-сырому» связаны с увеличением скольжения в зоне печатного контакта и внедрением в объем сырого грунтового слоя печатной краски. Последнее подтверждено результатами исследования оттисков с помощью растрового электронного микроскопа и методом энергодисперсионного рентгеновского анализа.

Полученные экспериментальные данные по цветовым параметрам оттисков на трёх исследованных грунтовых слоях позволили на количественном уровне оценить возможность трёх рассмотренных технологических схем по достижению максимальных значений таких цветовых характеристик, как печатный треппинг, баланс серых тонов и цветовой охват. Надёжность экспериментальных данных позволяет определить нормы этих показателей для реальных технологических схем печати на невпитывающих подложках. Данные также показывают, что эти нормы будут отличаться (в худшую сторону) от норм ISO для бумаги. Реальную возможность повышения нормативных характеристик цветовых показателей позволят дальнейшие исследования влияния на них реологических свойств белил и триадных красок с учётом их регулирования доступными технологическими средствами.

Выводы

1. Экспериментально и методом анализа иерархий показано, что определяющим фактором взаимодействия краски с увлажняющим раствором является эмульгируемость краски. По этому критерию наиболее эффективными, из исследованных пар, являются пары:

• краска SunChemical Foils и раствор на основе концентрата SunFount410 (спиртосодержащий) - суммарный приоритет 0,3228;

• краска Huber 42 N5030 и раствор на основе концентрата SunFount 480 (бесспиртовой) - суммарный приоритет 0,2401.

2. Экспериментально и методом анализа иерархий показано, что из трёх типов исследованных сиккативных добавок наиболее эффективной является жидкий сиккатив Secator F с содержанием в краске 1,5%. Итоговый приоритет равен 0,530 против 0,3475 и 0,1224 у паст AD250 и 3773 соответственно.

3. По технологическим критериям «красковосприятие», «краскоотдача» и «усиление тона» из исследованных существенное преимущество имеет

резинотканевое полотно SunDot с итоговым приоритетом 0,763. У полотен SunBeam и SunEnergy dual - 0,18 и 0,0568 соответственно.

4. Результаты исследований влияния на время закрепления краски технологических факторов во взаимодействии позволили разработать технологический режим печати на невпитывающих подложках, сокращающий время закрепления краски в производственном процессе в 4 - 6 раз.

5. Закономерность и значимость влияния технологических факторов во взаимодействии на скорость закрепления краски в исследованных пределах иллюстрирует многофакторное уравнение

= 78/г + ОЖ -15,8С + 3,9 L +118,4, R2=0,6525.

6. Показано, что лучшим по оптическим характеристикам и взаимосвязи с оптическими характеристиками триадных красок является грунтовый слой белил одинарного наложения.

7. Максимально возможные градационные и цветовые характеристики оттисков на невпитывающих подложках позволяет получить технологическая схема печати по одинарному сухому слою белил. Далее по убывающей следует печать по сырому слою, печать по сухому слою двойного наложения.

8. Результаты исследований градационных и цветовых показателей оттисков являются базой для нормирования оптической плотности, усиления тона, печатного треппинга и цветового охвата для трёх рассмотренных технологических схем.

9. Результаты диссертационной работы внедрены в производство ОАО «Тверской полиграфический комбинат» (Акт внедрения от 21.08.2014).

Публикации по теме диссертации

Перечень публикаций в изданиях, утверждённых ВАК:

1. Нечипоренко H.A., Иванова H.A., Бердовщикова A.B., Николаев H.A.

Исследование технологических свойств резинотканевых полотен для листовых

машин плоской офсетной печати // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела - 2013. - №6. - С. 43-50.

2. Нечипоренко H.A., Бердовщикова A.B., Бозоян М.А. Выбор концентрата и определение оптимальной рецептуры увлажняющего раствора для листовой офсетной печати // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. - 2013. - №6. - С. 30-42.

3. Бердовщикова, A.B., Нечипоренко H.A., Шелудько С.А. Интенсификация процесса закрепления офсетных красок при печати на листовых машинах без термосушки // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. -. 2014. -№2. - С. 10-18.

В других изданиях:

4. Нечипоренко, Н. Бердовщикова А., Алеутдинова Г., Моисеев Е. Переход на бесспиртовое увлажнение в производственных условиях // Полиграфия. - 2011. - № 9. - С. 24-29.

5. Нечипоренко H.A., Шелудько С.А., Бердовщикова A.B. Технологические аспекты офсетной печати на металлизированных подложках без термосушки // Технолопя i техшка друкарства. - Киев: ВПИ НТУУ «КПИ» — 2012. — №1. —С. 18-28.

6. Нечипоренко Н., Иванова Н., Бердовщикова А. Оценка технологических свойств резинотканевых полотен для листовых машин плоской офсетной печати // Полиграфия. - 2014. - №2. - С. 51 -54.

7. Berdovschikova A., Nechiporenko N. The White Coating Influence on Print Quality for Metallic Substrates // Сборник конференции Международной ассоциации учебных заведений в области полиграфии. Афины. 2014. - С. 23-24.

8. Бердовщикова A.B., Нечипоренко H.A. Увлажняющий раствор в технологическом процессе печати на металлизированных подложках // Полиграфия. - 2014. - №6. - С. 40-42.

Подписано в печать 10.04.2015 г. Формат А5 Бумага офсетная. Печать цифровая. Тираж 100 Экз. Заказ № 5820-4-15 Типография ООО "Ай-клуб" (Печатный салон МДМ) 119146, г. Москва, Комсомольский пр-кт, д.28 Тел. 8-495-782-88-39