Вопрос 4

Перенос краски в красочных аппаратах печатной машины

Ответ:

С технологической точки зрения основное назначение красочного аппарата — формирование слоя краски необходимой (но примерно равномерной и небольшой) толщины для последующей передачи его на печатную форму. В процессе этого формирования краска проходит несколько стадий, а именно подается из красочного ящика, раскатывается и после нанесения на накатные валики поступает на печатную форму.

Основными элементами краскоподающей группы являются емкость с краской — красочный ящик, дукторный вал и передаточный валик. К ней же относится приемный цилиндр, одновременно являющийся первым элементом раскатной группы. В красочном ящике установлен дукторный цилиндр и красочный нож, который поджимается к дуктору винтами. При вращении дуктора слой краски через щель между ножом и дуктором выводится из ящика и качающимся передаточным валиком переносится на цилиндр раскатной группы.

Стадия раската. В краскораспределительной системе краска находится в виде тонкого слоя, последовательно расщепляющегося в контактных зонах, образуемых парами валик — цилиндр, под воздействием весьма высоких напряжений и скоростей сдвига. Одновременно слой краски подвергается осевому раскату, предназначенному для выравнивания рельефа, возникающего вследствие избирательной отдачи краски только на печатающие элементы формы.

Раскатные цилиндры изготавливаются из стали, и чтобы избежать коррозии цилиндра, их рабочую поверхность умедняют или покрывают слоем специального синтетического вещества.

Краска, должным образом подготовленная в процессе ее раската, поступает на накатные валики и наносится ими на печат­ную форму. Накатные валики прилаживают так, чтобы прижим к раскатным цилиндрам был несколько сильнее, чем к форме. Силу прижима проверяют по усилию вытягивания щупа из зоны контакт.

Перешедшая с формы или резинотканевой пластины краска должна закрепляться на оттиске, чтобы обеспечить не только выполнение дальнейших операций, но и использование готовой продукции. От скорости закрепления красок на оттиске зависит производи­тельность печатных машин и в определенной степени качество печатной продукции.

Сушка оттисков. Наибольшее применение в печатных процессах получили термические способы сушки: открытым газовым пламенем, нагретым воздухом, инфракрас­ным излучением и др. Применение высокоскоростных машин плоской печати привело к созданию быстрозакрепляющихся на оттисках красок под воздействием ультрафиолетового излучения (УФ-сушки).

Вопрос 7

Электрофизические явления в печатных процессах.

Ответ:

Важность изучения электростатических явлений обусловле­на электризацией материалов в процессе их обработки и созда­ваемыми ею разнообразными эффектами. Явление электризации в процессе изготовления печатных изданий может вызывать на­рушения этого процесса. Результатом электризации при печа­тании часто оказывается слипание листов или, наоборот, их взаимное отталкивание.

На листовых печатных машинах при этом затрудняется пра­вильная укладка листов на стапель самонаклада. Менее на­дежной становится работа самонаклада: листы плохо отделяют­ся присосами и нередко подаются по два. Затрудненным оказы­вается движение наэлектризованных листов бумаги по наклад­ному столу, происходит неправильная подача листов к упорам, вызывая нарушения приводки, например, при многокрасочном печатании. На рулонных печатных машинах помехи от электри­зации бумаги возникают на приемном столе, где приемщик ис­пытывает электрические удары, соприкасаясь как с наэлектри­зованной продукцией, так и с заземленными частями машины.

В пожароопасных цехах на машинах глубокой печати в результате электризации при высокой концентрации летучих

растворителей возможно загорание как результат разряда на­электризованной бумаги на заземленные детали машины. Кроме того, электризация, как отмечалось выше, может явиться однрй из причин пыления печатных красок.

В офсетной печати наэлектризованная бумага при пыле-нии вызывает непропечатку оттисков. Бумажная пыль загрязня­ет краску в красочном аппарате и снижает оптическую плот­ность печатного изображения. Пыление бумаги нередко наблю­дается в высокой и глубокой печати. Наиболее существенно пыление в момент рубки полотна в фальцаппарате.

Статическая электризация возникает при механической де­формации, при разрыве тел, в процессе разъединения контак­тирующих поверхностей: отделение листа от декеля в зоне пе­чатания, отделение бумажной ленты при размотке рулона, от­деление верхнего листа от стопы на самонакладе плоскопечат­ной машины, контакт и последующее отделение бумажной ленты в рулонной машине. Статическая электризация возникает в процессе рубки полотна в фальцаппарате рулонной машины. Причиной возникновения электрических зарядов являются кон­тактная разность потенциалов, явление трибоэлектричества (электризация трения), электризация при распылении (напри­мер, жидкостей).

Возникновение электрических зарядов при контакте тел зависит от многих факторов: характера поверхности (шерохова­тости, наличия следов влаги и загрязнений) и расстояния меж­ду трущимися поверхностями; характера взаимодействия трущих­ся тел, коэффициента трения, величины приложенного в зоне кон­такта давления, природы заряда, влажности воздуха и его про­бивной напряженности.

Контактная электризация объясняется образованием двой­ного электрического слоя (толщиной в десятые доли мкм) на границе разнородных контактирующих поверхностей. Сущность электризации состоит в том, что поверхность бумаги приводит­ся в контакт с металлической поверхностью валика, а затем при разделении контактирующих поверхностей происходит возник­новение конвективного электрического тока.

Влажность бумаги, гидрофильной по своей природе, не является постоянной величиной. Она определяется режимом ее изготовления, условиями транспортировки и хранения. При из­менении атмосферных условий бумага легко поглощает или отдает влагу.

Бумага представляет собой гетерогенную систему скрепленных и переплетенных между собой раститель­ных волокон, наполнителя, воздуха и различных примесей. Ком­поненты, входящие в бумагу, имеют различное удельное сопро­тивление. Растительные волокна, наполнитель и воздух — диэлект­рики. Вода и металлические примеси — проводники. Следова­тельно, различное удельное сопротивление бумаги обусловлено неодинаковым количеством непроводящих и проводящих компо­нентов, а также различным взаимным расположением прово­дящих частиц, величина которых может быть соизмерима с тол­щиной бумаги.

Несмотря на различие в композиции и гладкости, сухая бумага (например, газетная и книжно-журнальная для высокой печати) имеет большое удельное объем­ное сопротивление (ро до 10^й Ом-см). При влажности бумаги около 7 % удельное объемное сопротивление газетной и книж­но-журнальной бумаги сильно отличается, что можно объяс­нить различиями ее композиции и гладкости. При этой влаж­ности газетная бумага (не содержащая ни наполнителя, ни прокдейки) имеет высокое удельное сопротивление (р = 10'⁴ Ом-см). Мелованная бумага имеет значительное количество наполнителя и проклейки, и ее удельное сопротивление — 10⁹ Ом-см. Немелованная книжно-журнальная бумага занимает промежуточное положение, и ее удельное сопротивление равно 10¹⁰Ом-см. Следовательно, при одинаковых климатических ус­ловиях и значениях влажности газетная бумага электризуется в большей мере.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что характер композиции бумаги определенным образом влияет на ее удель­ное объемное сопротивление. Понятно, что решающую роль здесь играет диссоциирующее действие влаги на растворимые соли, входящие в состав наполнителя и проклейки.

Удельное сопротивление воды при комнатной температуре — 10⁷ Ом-см. Поэтому само по себе увлажнение бумаги не может привести к существенному уменьшению ее удельного сопротив­ления, тем более что большая часть влаги, адсорбированная бумагой, находится в связанном состоянии и не может способ­ствовать увеличению электропроводности. Изучение данного воп­роса показывает, что лишь малая доля влаги, поглощенной бу­магой, химически не связана с молекулами целлюлозы. Эта часть влаги расположена на стенках капилляров в виде мономо­лекулярных слоев. Если растворимые примеси в бумаге отсут­ствуют, то появление самостоятельных носителей заряда мо­жет быть обеспечено только за счет этой доли влаги. При зна­чительном количестве воды в бумаге ее удельное сопротивле­ние увеличивается с ростом напряжения, поскольку нагревание приводит к испарению и электролизу капиллярной влаги, а нали­чие ионов воздуха приводит к химическому изменению поверх­ности растительных волокон.

Однако в некоторых случаях диэлектрические свойства необходимы, например, при электрической печати, когда краска переходит на запечатываемый материал под действием приложен­ного электростатического поля.

Пыление бумаги при печатании

Пыление обусловлено наличием частиц, слабо закреплен­ных на поверхности бумаги: зерен наполнителя, бумажных во­локон, ворсинок сукна бумагоделательной машины и т. д.

При контакте бумаги с формой слабозакрепленные час­тицы в результате взаимодействия с краской переходят на форму, что приводит к непропечатанным участкам на оттиске. Бу­мажная пыль с формы при попадании в красочный аппарат заг­рязняет краску, что отрицательно влияет на качество оттисков, а абразивное действие отдельных частиц снижает тиражестой-кость печатной формы. В наибольшей мере пыление бумаги проявляется при высокоскоростном офсетном печатании.

Более заметное влияние пыления бумаги в офсетной печа­ти объясняется специфическими характеристиками процесса: наличием увлажненных пробельных участков на поверхности офсетного (передаточного) цилиндра, повышенной вязкостью краски (сравнительно с вязкостью красок высокой и глубокой печати), а также пониженным давлением в зоне печатного кон­такта. Так, при отрыве бумажного полотна от декеля частицы пыли переходят с поверхности бумаги не только на участки, покрытые краской, но и на увлажненные пробельные участки. Появление пыли в увлажняющем аппарате влияет на рН ув­лажняющего раствора, что также может изменить нормальный технологический режим. Перемешивание частиц пыли с краской приводит к загрунтовыванию ее на резине, и эти участки декеля хуже воспринимают краску. При этом краска в меньшем количе­стве переходит на бумагу. Указанные факторы приводят к умень­шению оптической плотности оттисков.

При запечатывании оборотной стороны бумаги происходит налипание краски с бумажной пылью на печатный цилиндр в виде рельефных полосок заметной толщины. Деформации офсетного полотна при этом вызывают искажение контура отпе­чатков.

Работа с пылящей бумагой требует более частой очистки узлов печатной машины от пыли. С увеличением скорости рабо­ты машины пыление происходит интенсивнее и сказывается более заметно.

На современных офсетных рулонных печатных машинах применяются разнообразные устройства для обеспыливания бумаги, воздействие которых может быть основано на следую­щих принципах: пневматическом, термическом, электростати­ческом и комбинированном.

Пневматическое обеспыливание связано с использованием щетки при наличии обдува, отсоса или совместном их воз­действии. Термическое обеспыливание осуществляется путем сжи­гания пыли на движущемся бумажном полотне при непосредствен­ном контакте его с открытым пламенем газовых горелок. Элект­ростатическое обеспыливание состоит в удалении частиц пыли под действием электростатического поля. Частицы пыли предва­рительно электризуются путем осаждения заряда в коронном разряде. Обдув и отсос в этом случае являются вспомогатель­ными операциями. Комбинированное обеспыливание представляет собой совместное воздействие применяемых способов.

Нейтрализация статического электричества в печатном процессе

Для стабилизации технологического процесса печатания необходима нейтрализация электрических зарядов на бумаге. В полиграфии применяются два основных направ­ления нейтрализации статического электричества: это увеличе­ние проводимости бумаги путем акклиматизации ее в помеще­нии*, обработки антистатическими веществами или создания вблизи заряженной поверхности слоя ионизированного воздуха для увеличения проводимости последнего. Ионизация достигает­ся либо с помощью электрического разряда, либо с помощью ядерного излучения.

Метод акклиматизации бумаги достаточно эффективен. В настоящее время акклиматизируют только листовую бумагу.

Заряд на бумаге может иметь различную величину и раз­ный знак. Поэтому при выборе нейтрализатора желательно, чтобы ток разряда не зависел от полярности бумаги и с увели­чением заряда ток разряда нейтрализатора возрастал. Такой режим работы характерен для индукционных, высоковольтных и комбинированных нейтрализаторов статического электричества.

Наиболее простую конструкцию имеет индукционный нейтрализатор. Он представляет собой стержень с остриями и может быть выполнен с иголками, ленточными зубчатыми электрода­ми или проволочным. В этом случае между заземленными острия­ми индукционного нейтрализатора и поверхностью наэлектризо­ванной бумаги возникает неоднородное электрическое поле. Напряженность поля вблизи острий настолько высока, что соз­даются условия для развития коронного разряда. Из разряд­ного промежутка на поверхность бумаги осаждаются заряды, противоположные по знаку зарядам наэлектризованной бумаги.

Недостатком нейтрализаторов этого типа является сравни­тельно высокое начальное напряжение разряда и значитель­ное уменьшение тока с удалением от наэлектризованной поверх­ности.

Поэтому на практике чаще используются высоковольтные нейтрализаторы, состоящие из разрядника и источника питания. Источником питания для нейтрализаторов переменного напря­жения служит высоковольтный, трансформатор с напряжением во вторичной обмотке от 3 до 10 кВ. Конструктивно острия раз­рядников высоковольтных нейтрализаторов чаще всего выпол­няются игольчатыми или в виде зубчатой ленты, так как прово­лочные электроды вибрируют под действием импульсов разряда и поэтому недолговечны.

Если коронный разряд развивается в объеме воздушного пространства между двумя электродами, то скользящий разряд представляет собой форму электрического разряда на поверх­ности раздела твердого диэлектрика и газа. Возникновение элект­рического разряда у поверхности электрода малого радиуса кривизны определяется наличием активных коронирующих точек, а также различием в электрической прочности воздуха и слоя твердого диэлектрика.

Основы технологии электростатической печати

Электростатическая печать может быть осуществлена с форм любого типа (высокой, офсетной и глубокой печати).

Механизм переноса красочного слоя в электростатической печати существенно отличается от обычных способов переноса красочного слоя в высокой и глубокой печати. В высокой печати величина давле­ния в зоне контакта существенно опреде­ляет коэффициент переноса краски с фор­мы на бумагу. Увеличивая давление в зоне контакта, увеличиваем эффективную площадь поверхности контакта, в резуль­тате чего возрастает в определенных пре­делах и коэффициент переноса. В электро­статической же печати прижим бума­ги к форме обусловлен в основном электро­статическим взаимодействием заряженной бумаги с индуцированными зарядами за­земленной печатной формы.

Значительно меньшая величина при­жима в зоне печатного контакта и высота неровностей бумаги, достигающая 30 мкм. приводят к тому, что контакт бумаги схема процесса печатания краской имеет место лишь в отдельных с форм высокой печати точках. Вывод: перенос красочного слоя в электрическом поле может происходить как в условиях контакта, так и бесконтактным способом. Чем выше напряженность электрического поля, тем больше усилие в зоне печатания и эффективнее перенос краски с формы на бумагу.