книги из ГПНТБ / Березин, Борис Иванович. Полиграфические материалы учебник для учащихся полиграфических техникумов

маге полноценное красочное изображение. В случае печатания черными красками наиболее важное значение приобретает cicпень черноты (оптическая плотность) в сочетании с нужным оттенком, например синеватым.

Цвет оттисков красок можно достаточно точно характеризо­ вать двояко: а) оптическими (колориметрическими) констан­ тами и б) спектрами отражения (или поглощения).

Оптические константы определяют с помощью лабораторных приборов — колориметров, позволяющих подобрать цвет, иден­ тичный промеряемому, смешением трех стандартных окрашен­ ных световых потоков, или так называемых инструменталь­ ных стимулов, — красного, зеленого и синего. Зная в проме­ ряемом цвете содержание стандартных красного, зеленого и синего цветов, можно результаты измерения пересчитать, как это будет показано ниже, на оптические константы: цветовой тон, чистоту и яркость.

Простейшим колориметром будет известный из физики диск Максвелла, установленный на шкиве небольшого моторчика.

Из числа лабораторных колориметров хорошо себя зареко­ мендовали колориметр ГОИ (Государственного оптического института), колориметр Гилда, а также колориметр КНО.

Спектры отражения окрашенных объектов, например оттис­ ков, испытывают посредством лабораторных приборов спектро­ фотометров, позволяющих с помощью призмы разложить све­ товой поток на составные его части и точно определить коэффициенты отражения ряда этих спектральных цветов, рав­ номерно распределенных в видимой части солнечного спектра. В некоторых спектрофотометрах вместо призмы имеется набор светофильтров, последовательно меняя которые устанавливают спектры отражения оттисков красок.

Измерение цвета на современных колориметрах и спектро­ фотометрах лишено субъективной оценки экспериментатора, так как эти приборы являются фотоэлектрическими и действуют автоматически.

Оптическими константами, как уже указывалось, будут: цветовой тон, чистота, или насыщенность, и яркость, или свет­ лота.

Цветовой тон X характеризуется длиной волны, соответствую­ щей длине волны спектрального цвета, доминирующего в цвете промеряемого образца, т. е. показывает соответствие промеряе­ мого цвета спектральному монохроматическому цвету сходной цветовой волны.

белого, т. е. в какой степени от измеряемого цветного объекта отражаются лучи различных длин волн, смешением которых испытуемому цвету придается белесоватость. Таким образом, чистота показывает в контролируемом цвете долю спектраль­ ного и долю бесцветного — белого.

Яркость, или светлота, Р показывает суммарное количество лучистой энергии видимого солнечного спектра и выражается в долях единицы от 0 — отсутствие лучистой энергии (абсолют­ но черный цвет) до 1—полное, 100%-ное отражение лучистой энергии (или полное отсутствие примеси черного).

Значение указанных оптических констант лучше всего можно показать на цветовой трехмерной диаграмме, позволяющей дать точную пространственную характеристику любому цвету, до­ ступному человеческому глазу.

Диаграмма (рис. 106) имеет форму пирамиды, основанием которой является треугольник Ньютона. По периметру этого треугольника расположены лучи видимого спектра, начиная от 400 миллимикрон до 700 миллимикрон включительно; в верши­ нах треугольника расположены синий, зеленый и красный цвета. В центре пирамиды проходит ахроматическая ось, а точка С в центре треугольника соответствует белому цвету. Таким обра­ зом, на периметре треугольника располагаются чистые спект­ ральные цвета, а в центре треугольника бесцветный — белый цвет. На линиях, соединяющих точку С с периметром треуголь­ ника, располагаются спектральные цвета соответствующей длины волны, в различной степени разбеленные белым цветом; на концентрических кривых внутри треугольника указана сте­ пень разбеленности спектрального цвета, выраженная в процен­ тах чистого спектрального цвета.

Вершина пирамиды (точка D) соответствует полному отсут­ ствию лучистой энергии. На диаграмме показано несколько сечений пирамиды, соответствующих определенным значениям яркости (светлоты), выраженной в долях единицы. Таким обра­ зом, содержание в измеряемом цвете количества чистого спект­ рального (или разбеленного) цвета может быть выражено в до­ лях единицы.

Графическое построение цвета впервые было использовано

оптических констант необходимо знать (определить колоримет­ ром) содержание в испытуемом цвете трех элементарных цве­ тов, которые, по гипотезе Гельмгольца, соответствуют раздра­ жению трех нервных центров глаза.

красного х и синего у, находят, пользуясь графиком (цветовым треугольником И. Ньютона), показанного на рис. 107, располо­ жение искомого цвета в цветовом треугольнике и узнают его

Рис. 107. График для перехода от трехцветных коэффициентов х и у к ко­ ординатам: цветовой тон и чистота цвета.

чистоту. Соединяя прямой линией найденную точку с центром (с точкой С) и продолжая эту прямую до пересечения с пери­ метром треугольника, находят длину доминирующей цветовой волны. Значение яркости всегда численно равно содержанию стандартного зеленого цвета z в долях единицы.

В цеховых условиях для быстрого определения цвета и от­ тенка краски часто пользуются простым способом, состоящим в том, что ничтожно малое количество краски распределяют пальцем («набивают») на поверхность тиражной бумаги, стре­ мясь при этом, чтобы слой краски примерно соответствовал

краски, поэтому применение такого простого метода во многих случаях оправдано.

Самого серьезного внимания и распространения заслужи­ вает метод испытания цвета и оттенка оттисков красок путем сравнения с эталонами атласов цветов, шкалами цветового охвата с оттисками альбомов-каталогов красок, так как этим путем быстро и надежно можно дать сравнительную оценку колористическим свойствам оттисков испытуемой краски.

Красящая сила характеризует интенсивность, насыщенность цвета краски, проявляющуюся при ее разбеливании цинковыми белилами в сравнении с разбеленной таким же способом крас­ кой-эталоном. К небольшой точной навеске испытуемой и эта­ лонной краске добавляют в десять раз большее количество тер­ тых цинковых белил и все тщательно перемешивают. Если раз­ беленная эталонная краска оказалась сравнительно интенсивнее, то интенсивность цвета ее разбела понижают до интенсивности цвета разбеленной испытуемой краски добавлением соответ­ ствующего количества белил. Наоборот, если сравнительно интенсивнее будет разбеленная испытуемая краска, то добавоч­ ное количество белил прибавляют к испытуемой краске. Таким образом достигают равенства интенсивности разбелов испытуе­ мой и эталонной красок. В зависимости от количества цинковых белил, прибавляемых к испытуемой и к эталонной краскам для достижения равенства интенсивности разбелов, высчитывают красящую силу в процентах по отношению к эталону, красящая сила которого принимается равной 100%. Одновременно испыты­ вают и соответствие оттенка разбеленной испытуемой краски по отношению к оттенку разбеленного эталона или расхождение в оттенках. Однако при испытании красящей силы красок нужно иметь в виду, что некоторое расхождение в цвете и оттенке раз­ беленных испытуемой и эталонной красок вовсе не означает, что такое расхождение будет • наблюдаться и у оттисков этих красок.

Кроющая способность, или степень непрозрачности, тонкого слоя краски на оттиске зависит от того, насколько совпадают или различаются показатели преломления пигмента и связую­ щего вещества. Чем больше эта разница, тем более непрозрач­ ной будет краска. Таким образом, зная заранее показатель пре­ ломления пигмента и связующего вещества, можно всегда составить надежное представление о кроющей способности краски, изготовленной из этого пигмента и связующего веще­ ства. В зависимости от кроющей способности печатные краски принято разделять на кроющие, полукроющие и прозрачные.

или меньшую кроющую способность. Так, например, краски для трех- и четырехкрасочного печатания должны быть очень про­ зрачными. Исключение из этого правила можно сделать только для той краски, которая первой наносится на бумагу, обычно такой краской бывает желтая.

Кроющую способность краски по ГОСТ 7086—54 испыты­ вают нанесением тонкого слоя испытуемой краски заданной толщины на ступенчатую серую шкалу с примыкающей к ней черной рамкой и определением на глаз видимой величины конт­ раста между одним из полей серой шкалы и рамкой. Оценка дается по пятибалльной системе.

§ 104. ИСПЫТАНИЕ СТЕПЕНИ ОДНОРОДНОСТИ (ПЕРЕТИРА) КРАСКИ

Степень однородности и качество перетира краски, т. е. дис­ персность пигментов и наполнителей и равномерность их рас­ пределения в связующем веществе (степень перетира), а также отсутствие возможных засорений, имеет большое значение в процессе печатания, так как краски с грубодисперсными пиг-

1, в верхней части коюрого имеется выемка в форме клина 3 с максимальной глуби­ ной в одном конце в 100—150 микронов. Глубина выемки клина постепенно уменьшается и сходит на нет в противоположном кон­ це клина. На поверхности прибора рядом с выемкой-клином име­ ется шкала 4, указывающая точно глубину выемки в данном участке, в пределе от 100—150 микронов до нуля. Пробу испы­ туемой краски около 0,5—0,7 г помещают в глубоком конце вы­ емки 2 и посредством ножа-скребка 5 распределяют по всей по­ верхности ее в направлении уменьшающейся глубины. При этом грубые частицы пигмента и возможные загрязнения краски раз-

поверхностью краски, захватываются лезвием ножа, увлекаются им и образуют полосы-царапины. В зависимости от того, на ка­ кой глубине клина начинают образовываться полосы, судят о степени перетира краски, выражая степень перетира краски глу­ биной выемки в микронах в том месте клина, где начинаются

полосы.

Степень перетира жидких типографских красок и красок глубокой печати испытывают методом «фильтрации». 1—2 г краски тщательно перемешивают с 200 мл уайт-спирта и проце­ живают через бронзовую сетку с 4900 отверстиями на см?. Оса­ док нерастертых комочков краски высушивают и взвешивают. Этот осадок, выраженный в процентах по отношению к исходной навеске краски, характеризует степень перетира.

§ 105. ИСПЫТАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРАСКИ

Структурно-механические свойства печатных красок — это в первую очередь пластическо-вязкие свойства, липкость и не­ которые другие, которые проявляются при деформации испы­ туемого образца, почему и называются иногда деформацион­ ными свойствами; их можно испытать чисто механическими приемами и оценивать, например, силой сопротивления переме­ щению слоев краски (вязкость), работой разрыва красочной пленки (липкость) и др. Структурно-механические свойства являются, по существу, главными рабочими, т. е. печатными, свойствами красок, так как они в значительной степени предо­ пределяют поведение печатной краски при ее раскатывании валиками и при накатывании па поверхность печатной формы, а также влияют на качество печати и на закрепление краски на бумаге.

Пластическо-вязкие свойства — это сочетание пластических,

т. е. твердообразных, и вязких-жидкотекучих свойств красок, называемых иногда густотой, или консистенцией.

слоями жидкости, при их перемещении относительно друг дру­ га. В силу возникновения такого внутреннего трения смещение слоев жидкости происходит все с меньшей скоростью по мере их удаления от места приложения деформирующего усилия (рис. 109). На рис. 109 показаны две параллельные пластины Л и В с заключенной между ними жидкостью, причем верхней пластине В придано равномерное движение со скоростью v. Ско­ рость движения слоя жидкости будет тем меньшей, чем дальше он отстоит от верхней пластины. Скорость движения слоя жид­ кости v пропорциональна расстоянию h по перпендикуляру от нижней пластины и вблизи каждой из пластин совпадает со ско­ ростью соответствующей пластины.

326 Полиграфические материалы

Чем крупнее молекулы жидкости,' тем больше поверхность их соприкосновения друг с другом и тем больше внутреннее трение, а следовательно, и более вязкой будет жидкость. Например, керосин состоит из менее крупных молекул, чем машинное масло, и его вязкость соответственно меньше: керосин более подвижен, более жидкотекуч, чем машинное масло.

Если какой-либо жидко­

различным в зависимости от вязкости жидкости, по отношению к которой производится смещение пластинки. Для перемещения пластинки в маловязкой жидкости требуется меньшее усилие, чем в более вязкой жидкости.

Формула для вычисления вязкости — коэффициента внутрен­ него трения была установлена Ньютоном:

Р

р

где т] — вязкость; Р=-у— напряжение сдвига; F — сила тре­

ния; G — скорость сдвига (деформация), т. е. возрастание сдви­ га за единицу времени; S — площадь сдвига.

За единицу вязкости в абсолютной системе единиц прини­ мают сопротивление, которое оказывает жидкость при относи­ тельном перемещении двух слоев площадью 1 см2, отстоящих друг от друга на 1 см, под влиянием внешней силы в 1 дину при скорости перемещения 1 см/сек. Единица абсолютной вязкости называется пуазом в честь французского исследователя Пуазейля, установившего законы истечения жидкостей по капилля­ рам (1 пуаз=100 сантипуазам).

Пуаз является единицей динамической вязкости. Для все­ возможных гидродинамических расчетов применяется также кинематическая вязкость. Она указывается во всех государст­ венных стандартах и технических условиях на нефтяные мине­

ральные масла. Зависимость между динамической и кинемати­ ческой вязкостью выражается соотношением

где у — кинематическая вязкость, D —плотность жидкости в г)см3. Отсюда размерность кинематической вязкости, выражаемой в стоксах, будет см^сек. Соответственно одна сотая часть стокса

называется сантистоксом (сст).

У истинно вязких жидкостей сила деформации пропорцио­ нальна вызываемой ею скорости деформации; кроме того, у них отсутствует пластичность.

Истинную вязкость не очень густых жидкостей определяют обычно капиллярным вискозиметром Оствальда.

Пластичность — это способность тела сохранять свою форму при напряжениях ниже предела текучести Рк и, наоборот, лег­ ко и необратимо изменять форму при более высоких напряже­ ниях. Поэтому у пластических тел вязкость их определяется не по Ньютону, а по Шведову-Бингаму, как

vР~Р’<

-G

где "Цх —вязкость пластического тела, или пластическая вяз­ кость; Р—напряжение сдвига; Рк—предел текучести; G — скорость сдвига.

В соответствии с этим М. П. Воларович предложил характе-

р

ризовать пластичность величиной 0 = —■

Краски, изготовленные из достаточно вязких олиф и имею­ щие высокую концентрацию пигмента, например густые типо­ графские или офсетные краски, по структурно-механическим свойствам занимают как бы промежуточное положение между жидкостями и твердыми телами. Они не могут быть охарактери­ зованы одним только показателем вязкости, так как имеют еще

иопределенную степень пластичности.

Уистинно вязких жидкостей даже небольшое усилие приво­ дит жидкость в движение. У пластическо-вязких систем сначала

нужно преодолеть свойства пластичности, а затем только вся система приходит в движение — в вязко-текучее состояние.

Присутствие в печатной краске пигмента значительно влияет на вязкость; отдельные частицы пигмента вызывают как бы до­ полнительное перемешивание слоев жидкости при их деформа­ ции, тормозя скольжение этих слоев по отношению друг к другу. В связи с этим вязкость печатной краски оказывается не по­ стоянной величиной, а зависит от скорости деформации. Пояс­

328 Полиграфические материалы

ним сказанное схемой (рис. 110). Если на оси абсцисс отклады­ вать величину напряжения (груза), вызывающего деформацию, а на оси ординат •— величину деформации при данном напряже­ нии, то можно получить следующую картину деформации для

истинно-вязкой жидкости (I) и для пластическо-вязкой си­ стемы (II).

У истинно-вязкой (нормальной) жидкости скорость деформа­ ции пропорциональна силе, вызвавшей эту деформацию, и ее деформация при разных грузах выражается на графике прямой

линией.

У пластическо-вязкой системы мы наблюдаем две отличительные особенности: во-первых, деформа­ цию перемещения слоев пластиче­ ско-вязкого тела вызывает не всякий приложенный груз, а толь­ ко такой, который превышает груз, необходимый для преодоле­ ния пластических свойств, т. е. превосходящий предел ее текуче­ сти (на нашем графике величи­

на пластичности характеризуется

тическо-вязкая деформация. отрезком О—А на оси абсцисс);

во-вторых, скорость деформации не вполне пропорциональна приложенному усилию: при больших скоростях деформации нужно затрачивать несколько меньшее усилие, чем это следовало бы ожидать по расчету; у пластическовязкого тела зависимость скорости деформации от приложенного груза изображается не прямой, а изогнутой линией (II).

Некоторые печатные краски, например краски глубокой пе­ чати, по свойствам приближаются к истинно-вязким жидкостям. Газетные ротационные краски имеют минимальную пластич­ ность и характеризуются почти исключительно вязкостью. Чем жиже краска, чем меньше она содержит пигмента, тем меньшей пластичностью она обладает.

Если при размешивании краски шпателем или лопаточкой не образуется следа или след быстро пропадает (затекает), то степень густоты этой краски в основном определяется вязкостью. Если после перемешивания краска сохраняет след, то такая краска наряду с вязкими будет иметь и пластические свойства. Чем устойчивее и яснее след, тем большей пластичностью обла­ дает краска.

Липкость краски — это ее способность прилипать к поверх­ ности, соприкасающейся с краской, и вытягиваться в более или менее длинные нити — «тяжи». Краски должны иметь достаточ­