/
Text
Э. ГЕРМАНИЕС
Справочная
книга
технолога-
полиграфиста
Перевод с немецкого
С. И. Френкель
А. Г. Эмдина
ББК 37.8
С74
Издание представляет собой энциклопедический справочник,
в котором изложены научные основы, технологические принципы
и технические средства, на которых базируются современные про-
цессы полиграфического производства, а также представлены
сведения о способах переработки применяемых в полиграфическом
производстве материалов, о средствах контроля материалов и тех-
нологических процессов.
Рассмотрены применяемые в полиграфии материалы, процессы
и методы изготовления печатных форм, процессы печатания, фи-
зико-химические основы печатного процесса, а также принципы
построения секций машин различных типов и процессы обработки
печатной продукции.
Справочник предназначен для инженеров и техников поли-
графического производства и смежных областей. Он может быть
полезен студентам полиграфических учебных заведений.
. ;r. v. f .шиз
тех.;-.мо и эн и ::.-1-тут
им. Д. и. Менделеев*
БИБЛИОТЕКА
4505000000-102 _____
Г -----------------28-82
Предисловие к русскому изданию
Предлагаемый читателю справочник подготовлен группой специалистов Герман-
ской Демократической Республики под руководством доцента высшей инженерно»
школы Карл-Маркс-Штадта, доктора технических наук Э Германиеса и выпушен
издательством «Фахбухферлаг» в серии научно-технологических справочников для
технологов.
По своему характеру, содержанию и структуре построения справочник отличает-
ся от подобных изданий, выходивших у нас в стране, прежде всего тем, что его
составители не задавались целью дать прямые рекомендации или указания, необхо-
димые для проведения конкретных технологических или производственных работ,
а стремились показать научные основы, технологические принципы и технические
средства, на которых базируются современные процессы полиграфического прон'
водства, сообщить сведения о способах переработки применяемых в полиграфиче< ком
производстве материалов, о средствах контроля материалов и технологических про
цессов.
Перевод справочника выполнен с некоторыми сокращениями: опущены спр.шоч
ные таблицы и общие положения, широко представленные в отечественной спр.шоч
ной литературе, не приведены отдельные устаревшие и малозначительные сведения.
Четыре раздела справочника включают описание важнейших сырьевых материа-
лов, используемых в современном полиграфическом производстве и основных произ-
водственных процессов — изготовления печатных форм, печатания, обработки печат-
ной продукции.
Читатель, несомненно, обратит внимание на своеобразие принятой составителями
справочника классификации технологических методов, используемых при изготовле
нпи печатных форм, и выбранной в соответствии с ней схемой изложения, позволив-
шей не только охарактеризовать отдельные стадии получения печатных форм, ио
и показать сущность, выделить общие черты и частные различия многочисленных
методов и средств, используемых в настоящее время в технологии формного произ-
водства.
В разделе справочника, посвященном печатным процессам, рассмотрены физик»
технические основы печатания (явления, возникающие в печатной зоне, особенности
краскопередачи при различных методах печати, физико-химические процессы при
закреплении краски на оттиске), разобраны принципы построения печатных секши!
различных типов печатных машин, особенности конструкции красочных annapifit
и систем для нанесения на печатную форму вязких и жидкотекучих красок, сн<'1>М
для увлажнения печатных форм.
Нетрадиционно подошли составители справочника к изложению процессов оПр •
ботки печатной продукции. Это проявилось в первую очередь в непривычной i 1,1
нашего читателя классификации применяемых в этих процессах технологии!»'1
методов и расчленении всей группы отделочных операций на такие, по терминолог' н
справочника, стадии как «разделение» (разрезка, высекание, вырубка и т. п.), « tv
нение формы» (фальцовка, биговка, тиснение рельефа и т. п.), «сборка» (склеив,»'
шитье проволокой и нитками и т. п.). Представляется, что подобная классификация
позволила удачно и компактно изложить обширные сведения по обработке печатной
продукции.
На языке оригинала справочник выпущен в 1978 г. Естественно, что за прошед-
шие с этого момента годы совершенствовалась техника и технология полиграфии,
видоизменялись отдельные технологические варианты и методы. Несмотря на это,
основные положения справочника не потеряли своей актуальности, и справочник
будет служить полезным пособием для технологов-полиграфистов и специалистов,
работающих в смежных с полиграфией отраслях промышленности. Благодаря зна-
чительному обьему и разнообразию сведений, справочник может быть полезен также
студентам полиграфических учебных заведений.
Предисловие к немецкому изданию
Человеческие знания в последние десятилетия преумножаются чрезвычайно
быстро. Неотложной необходимостью поэтому является создание доступных и на-
глядных пособий, содержащих сведения, которые могли бы оперативно использовать-
ся практиками, студентами и научными работниками в повседневной практической
деятельности. Именно такую цель преследовали авторы и издатели справочника.
Полиграфия, вследствие своей специфики, относится к сфере обрабатывающих
отраслей производства. Технологические процессы полиграфического производства
базируются на использовании большого ряда разнообразных источников информа-
ции. В то же время имеется много общего в методах переработки материалов.
В предлагаемом читателю справочнике кратко изложены важнейшие технологи-
ческие процессы полиграфического производства. Особое место уделено обзорам
с изложением технологических принципов, лежащих в основе этих процессов, что
должно быть одинаково полезным и для специалистов и для учащихся.
Подчеркивая особенности полиграфии, нельзя не отметить и того, что эта об-
ласть производственной деятельности связана с созданием массовых средств инфор-
мации. Это позволило рассматривать технологические процессы как разнообразные
формы переработки информационных массивов.
Справочник подготовлен авторским коллективом, состоящим из сотрудников
высших учебных заведений, научно-исследовательских организаций, производствен-
ников.
Авторы особо благодарят за многочисленные деловые советы проф. Руппа,
а также дипл. инж. Гоффмана за неоценимую помощь при просмотре рукописи и за
предложения по улучшению справочника.
Предлагаемый справочник должен оказать помощь в решении повседневных
задач всем тем, кто им пользуется.
Выражаем благодарность за указания и замечания по дальнейшему улучшению
справочника.
Главный редактор и издательство.
1. Технологические материалы
и их испытания
1.1. Металлы, применяемые при изготовлении
печатных форм
1.2. Высокомолекулярные соединения
1.3. Бумага и картон — материалы для печати
1.4. Печатные краски
1.5. Клеи
1.6. Переплетные материалы
Д-р-инж. Рудольф Кляйнерт, Хайденау
Д-р естеств. паук Хорст Ведтиге, Кведлинбург
Д-р-пнж. Готтфрид Циммерман, Лейпциг
1.1. Металлы, применяемые при изготовлении печатных форм
1.1.1. Чистые металлы
1.1.1.1. Номенклатура,
назначение, характеристика
(табл. 1 1)
Свинец
Высокая печать: основная составная
часть шрифтолитейных сплавов, сплавов
для машинного набора, литых стереоти-
пов, формных пластин для электронного
гравирования клише; применяется в чис-
том виде при получении матриц в галь-
ваностереотипии
Цинк
Высокая печать: материал для изго-
товления печатных форм травлением и
электронным гравированием; в чистом
виде применяется при одноступенчатом
травлении клише.
Плоская (офсетная) печать: материал
для изготовления монометаллических
печатных форм (формы, получаемые про-
явлением нанесенного слоя, формы, по-
лучаемые нанесением слоя).
Магний
Высокая печать: материал для изго-
товления печатных форм травлением
(в том числе — одноступенчатым) н элек-
тронным гравированием.
Алюминий
Высокая печать: материал для изго-
товления форм большого формата одно-
ступенчатым травлением.
Плоская (офсетная) печать: материал
для изготовления монометаллических пе-
чатных форм.
Медь
Высокая печать: материал для изго-
товления печатных форм травлением и
электронным гравированием, для изго-
товления гальваностереотипов.
Плоская (офсетная) печать: материал
олеофильных участков при изготовлении
полиметаллических печатных форм мето-
дом травления.
Глубокая печать: материал для печат-
ных форм изготовляемых травлением,
электронным и механическим гравирова-
нием; наносится галызнически на по-
верхность формного цилиндра и образу-
ет рабочий слой печатной формы (смет-
ная рубашка»).
Хром
Высокая печать: материал для упроч-
нения поверхности печатных форм, изго-
товленных травлением и гравировани-
ем, гальваностереотипов, литых стерео-
типов.
Плоская (офсетная) печать: матери-
ал гидрофильных участков при изготов-
лении полиметаллических печатных форм
методом травления.
Глубокая печать: материал для упроч-
нения поверхности форм, изготовляемых
травлением и электронным гравирова-
нием.
Никель
Высокая печать: материал для изго-
товления гальваностереотипов, упрочне-
ния поверхности литых стереотипов,
матриц строкоотливных наборных машин.
Плоская (офсетная) печать: материал
гидрофильных участков при изготовле-
нии полиметаллических печатных форм
методом травления.
Железо
Высокая печать: материал, используе-
мый для гальванопокрытия литых сте-
реотипов
Плоская (офсетная) печать- матери-
ал-основа полиметаллических офсетных
пластин.
1.1.1.2. Обработка поверхности
Химическое травление
Цинк, магний, алюминий — растворя-
ются разбавленной азотной кислотой
Zn +2Н+ ->-Zn2+ +Н2
Mg 4-2Н+ -»Mg2+ + Н2
Al + ЗН+ — А1з+ +1,5Н2.
Хром — растворяется соляной кисло-
той
Cr + ЗН+ -► Сг3+ -г 1 >5Н2.
Таблица 1.1.
Свойства важнейших металлов, исьэльзуемых при изготовлении печатных форм
По казатели Цинк Магний Алюминий Мсд1 X ром Никель Свинец Сурьма Олово
Символ Zn Mg А1 Си Сг Ni РЬ Sb Sn
Место в перно дической системе элементов * 2. пг 2. гг 3. гг 1. пг 6. пг 8. пг 4. г г 5. г. 4. г г
Температура плавления, °C 419,5 649,5 660,1 1083 1903 1455 327,4 630,5 231,9
Удельная масса. ГСМ"3 7,136 1,738 2,70 8,92 7,19 8,90 11 ,3 1 6,38 7,29
Коэффициент ли нейного расшире- ния, К-1 29,8-10-6 24,5-10-6 23,9-10-6 16,2-10-6 6,2-10-6 13,3-10-6 29,1-10- 10,8 10 6 21,4 10-6
Твердость по Бринеллю, МПа 350 350 150—250 350 700 800-1200 3) 30) 40
Удельное сопро- тивление, Ом-мм2-м_* 0,0592 0,0466 0,0266 0,0167 0,13 0,0084 0,207 0,386 0,115
Нормальный по- тенциал, В -0,76 -2,36 -1,66 0,34 —0,74 —0,25 —0,13 0,20 —9,14
Электрохимиче- ский эквивалент г- (А-ч)-1 1,23 0,45 0,335 11,19 0,65 0,73 3,87 1,52 1,11
Тип кристалли- ческой решетки** 1 КС ГКС Кб кб кбоб 1 КС Кб Рб тетр
* гг — главная подгруппа, пг —побочная подгруппа.
** гкс— гексагональная, кб — кубическая грансцентрированная, кбоб — кубическая объемно-центрированная, рб — ромбо-
эдрическая, тетр — тетрагональная.
Медь — растворяется раствором трех-
валентного хлорного железа
Си + 2Fe3+ Си2+ + 2Fe2+.
Электролитическое травление
Анодный процесс, протекающий в
общем впде по уравнению
Me Меп+ + пе—.
Электролитическое осаждение
Медь — осаждается из сернокислых
электролитов с медными анодами
Катодный процесс: Си2+ 4- 2е~ Си.
Анодный процесс: Си —Си2+ + 2е—.
Хрси— осаждается из кислых элект-
ролитов со свинцовыми анодами по об-
щему уравнению реакции для катодного
процесса:
CrO;- + 8Н+ + бе- г* Сг + 4Н2О
при одновременном выделении на катоде
водорода
2Н+ + 2е- -4- Н2
Анодный процесс:
4ОН--Ю2 + 2Н2О + 4е~.
Никель — осаждается из кислых элек-
тролитов с никелевыми анодами.
Катодный и анодный процессы аналогич-
ны соответствующим процессам при
осаждении меди.
Оксидирование
Увеличение толщины естественной
окисной пленки на поверхности алюми-
ния (толщина около 0,01 мкм) до 1—
5 мкм путем анодного оксидирования
способствует улучшению влагопередачи
и повышению тиражестойкости.
Удаление металла
Удаление слоя металла, например
при регенерации форм глубокой печати
или полиметаллических офсетных пла-
стин, осуществляется: механически —
шлифованием или токарной обработкой;
химически — растворением в кислотах
(например, хрома в разведенной 1 : 1
соляной кислоте при 50—60° С); элект-
рохимически — растворением на аноде
(медь — в цианистом, никель — в серно-
кислом. хром — в щелочном электроли-
те).
Зернение
Обработка поверхности с целью до-
стижения развитой ее структуры, обес-
печивающей влагопередачу и улучшаю-
щей адгезию копировального слоя: ме-
ханически— металлическими или фарфо-
ровыми шариками, абразивными мате-
риалами, водой; химически — кислотой;
электрохимически — оксидированием на
аноде.
Очистка
Обезжиривание, например для дости-
жения безупречного сцепления гальвани-
чески осаждаемых покрытий: обработкой
растворителями; электрохимически — на
катоде и (или) аноде при использова-
нии в качестве электролита щелочей
или растворов щелочных металлов, на-
пример углекислого натрия.
1.1.2. Сплавы (свойства, термины)
Сплавы — гомогенные растворы двух
или нескольких металлов или продукты
кристаллизации таких растворов.
Компоненты — составные части спла-
вов (многокомпонентных систем); спла-
вы из двух компонентов называют би-
нарными, из трех — тройными (двухком-
попентными, трехкомпонентными систе-
мами).
Фазы — части системы, которые яв-
ляются однородными (по составу, агре-
гатному состоянию и всем физическим
свойствам) и отделяются от соседних
фаз поверхностью раздела (фазовой
границей). Поскольку газы, как правило,
хорошо смешиваются, у газа существует
лишь одна фаза. В жидких системах
при нерастворимых или при неполностью
растворимых друг в друге компонентах
одновременно может существовать не-
сколько фаз (например, в системах
масло — вода, свинец — железо в жидком
виде). В твердом состоянии каждый
вид кристаллов образует свою фазу;
так, например, прн затвердевании рас-
плава свинец — олово образуется смесь
из кристаллов свинца и олова (двух-
фазная система).
Кристалл — свободно растущее из
расплава или из раствора тело правиль-
ной формы, отвечающее определенным
условиям симметрии, мельчайшие струк-
турные элементы которого (атомы, ионы,
молекулы) закономерно располагаются
в кристаллической решетке.
Кристаллиты — тела поликристалличе-
ского материала, образующиеся при за-
твердевании расплава или при полном
испарении растворителя из раствора и
отличающиеся чрезвычайно неправиль-
ной формой вследствие взаимных пре-
пятствий при кристаллизации.
Твердый раствор — кристалл кристал-
лическая решетка которого заполнена
(замещена) случайно распределенными
зернами различного вида.
Золото и серебро образуют беспре-
рывный ряд твердых растворов, оба вида
атомов могут образовывать твердые
растворы в любых соотношениях компо-
нентов. В других системах твердые рас-
творы могут образовываться только
внутри определенной, характерной для
этой системы области концентраций, на-
Рис. 1.1. Диаграмма состояния системы
свинец — сурьма:
зона / — расплав; зона // — расплав + гвер
дая сурьма; зона Ill — расплав + твердый
свинец; зона IV — твердая сурьма + твердый
свинец (смесь кристаллов); Е— точка эвтек-
1ики, Т — температура
пример, медь образует твердый раствор
с серебром лишь до 2 %-ной его кон-
центрации, серебро с медью — только до
6%-ной концентрации меди. Таким обра-
зом, в интервале концентраций серебра
от 2 до 94% твердый раствор не обра-
зуется.
Период затвердевания, период плав-
ления — область температур между нача-
лом и концом затвердевания (плавле-
ния) в многокомпонетной системе. В то
время, как чистые вещества имеют оп-
ределенную температуру затвердевания
(плавления), процесс затвердевания мно-
гокомпонентных систем протекает вооб-
ще в течение определенного интервала
температур, зависящего от состава си-
стемы. При этом компоненты вначале
затвердевают частично, вследствие чего
изменяется состав еще жидкой части и
вместе с тем — ее точка затвердевания.
Во время всего процесса затвердевания
(однофазный) расплав находится в рав-
новесии со второй (твердой) фазой.
Эвтектика—характерный состав мно-
гокомпонентной системы с определенной
точкой плавления, которая в рассматри-
ваемой системе имеет самое низкое зна-
чение. Сплав эвтектического состава
(например, 61,9% олова и 38,1% свинца)
затвердевает и плавится как чистый ме-
талл при постоянной температуре (в на-
шем примере—при 183°С).
Диаграмма состояния — плоское (для
бинарной системы) или объемное (для
тройной системы) графическое изображе-
ние зависимости температуры плавления
Рис. 1.2. Концентрационная диаграмма
для системы свинец — олово — сурьма.
Точка Р характеризует сплав с 30%
свинца, 30% олова и 40% сурьмы
(затвердевания) от состава системы
(рис. 1.1).
Сплав из 40% свинца и 60% сурьми
при 700° С находится в жидком состоя-
нии (точка а находится в области I).
При охлаждении до точки плавления
сурьмы (точка Ь) сплав еще находится
в расплавленном состоянии. Лишь при
температуре, примерно на 100“ С более
низкой, когда пересекается линия ликви-
дуса АЕ (точка с), начинает кристалли-
зоваться сурьма (компонент, избыточ-
ный по сравнению с эвтектикой).
При 400° С (точка d) твердая сурьма
находится в равновесии с жидкой, со-
став расплава можно определить по
точке d'. При дальнейшем снижении
температуры до 300' С (точка е) рас-
плав вследствие дальнейшей кристалли-
зации сурьмы еще более обогащается
свинцом (точка с') и более приближает-
ся при этом к эвтектическому.
При 245° С (точка /) расплав дости-
гает эвтектического состава Е и затвер-
девает при постоянной температуре. Ни-
же 245° С (например, в точке g) вся си-
стема находится в твердом состоянии
как смесь кристаллов. Период затверде-
вания составляет около 285° С (прибли-
зительно от 530° до 245° С — от точки
с до f). Период плавления тем меньше,
чем ближе состав сплава к эвтектике.
Ликвация — процесс расслоения, ко-
торый происходит тогда, когда при очень
медленном охлаждении сплава кристал
лы, осаждающиеся в начальный период,
Рис. 1.3. Диаграмма состояния системы свинец —
олово — сурьма
оседают или всплывают наверх вследст-
вие различия в плотности кристаллов и
расплава; в этом случае сплав после
полного затвердевания имеет разный со-
став в различных участках.
Диаграмма состояния тройного спла-
ва—-плоскостное изображение полной
комбинации — смесей сплавов из трех
компонентов (рис. 1.2).
1.1.3. Сплавы на основе свинца
1.1.3.1. Свойства
Сплавы, применяемые при изготовле
пии печатных форм, состоят из свинца
олова и сурьмы. Они используются ис-
ключительно в высокой печати как
шрифтолитейный сплав, сплав для ли-
тейных наборных машин (строко- и бук-
воотливных), стереотипный сплав для
изготовления форм-дубликатов, а также
форм для печати нот.
Для сплавов, применяемых в набор-
ных машинах, первоочередное значение
имеют условия плавления и затвердева-
ния, для последующих процессов (на-
пример, при матрицировании) и для ис-
пользования в качестве оригинальных пе-
чатных форм — их твердость. Данные по
сплавам различного состава можно по-
лучить из диаграммы плавления (рис.
1.3) и диаграммы твердости (рис. 1.4).
В тройных концентрационных диаграм-
мах нанесены линии одинаковых тем-
ператур плавления (затвердевания)
или одинаковой твердости (по Бринел-
лю) .
Из рис. 1.3 видно, что имеются две
двойных эвтектики (Ех, Е2):
£1 — 38,1% свинца/61,9% олова;
точка плавления 183° С; £2 —
87% свинца/13% сурьмы; точка
плавления 247° С; одно внутри-
металлическое (интерметалли-
ческое) соединение (£з): (£з —
50% олова/50% сурьмы; точка
плавления 425° С, и одну трой-
ную эвтектику (£):
Е — 84% свинца/4% олова/12%
сурьмы, точка плавления 239° С.
За исключением шрифтоли-
тейного сплава все типограф-
ские сплавы имеют состав, близ-
кий к тройной эвтектике: они
обладают поэтому низкой точ-
кой плавления, малым интерва-
лом кристаллизации. Для опре-
деления температуры плавления
тройных типографских сплавов
приведен увеличенный фрагмент
диаграммы плавления (рис.
Рис. 1.4. Диаграмма твердости (по Бри-
неллю) для системы свинец — олово —
сурьма
1.1.3.2. Анализ сплава
Пропись анализа. Растворение в на-
гретой серной кислоте Восстановление
олова с железом и алюминием до Sn2+.
Определение олова 0.05N раствором
иода:
Sn2+ +J2 ->-Sn4+ +2J—.
1 см3 0,05A раствора иода соответству-
ет 2,968 мг олова.
Определение сурьмы производится 0,05Л'
раствором бромистого калия:
Sb3+ + ВгО~ + 6Н+ 3Sb5+ + Вт- +
+ ЗН2О.
1 см3 0,05 N раствора бромистого калия
соответствует 3,044 мг сурьмы.
Расчеты добавок металла. Анализ
сплава показывает фактические данные
по составу. Для получения требуемых
значений, как правило, необходима до-
бавка двух составных компонентов
сплава:
Фактические значе-
ния, %..............«1 Ь1
Присадка I...... а2 62 с2
Присадка II .... л3 Ья ся
Требуемые значения а4 с4
(а, Ь, с — процентные значения трех
компонентов сплава при условии, что ин-
дексом а в большинстве случаев обозна-
чается металл, доля которого наиболее
занижена).
К л0 кг сплава с фактическим соста-
вом athiCi добавляют присадку I (в кг)
П1 =
пр [bi (с4 — с3) + 63 (ct — с4) +
*2 (Сз — С4) + Ьз (С4 — С2) +
+ Ь4(ся — ct)]
+ b4 (с2 — Сз)
присадку II (в кг)
«2 =
пр [61 (с4 — С2) + ь2 (Ci — с4) +
*2 (с4 — Сз) + ь3 (с2 — с4) +
+ Ь4 (с2 — ср]
+ 64(63 — 62)
1.2. Высокомолекулярные вещества
1.2.1. Понятия (термины)
Мономер —- низкомолекулярное веще-
ство, молекулы которого путем вступле-
ния в химические соединения могут объ-
единяться в большие молекулы.
Полимер — вещество, молекулы ко-
торого образуются посредством объеди-
нения молекул мономеров.
Олигомер — вещество, молекулы ко-
торого состоят из небольшого числа (до
50) молекул мономеров.
Высокомолекулярное вещество — ве-
щество, макромолекулы которого состо-
ят из молекул мономеров и содержат
более 1500 атомов, т. е. молекулярная
масса которого больше 10 000.
Пластмасса — полусинтетические и
синтетические высокомолекулярные ве-
щества.
1.2.2. Классификация
высокомолекулярных веществ
По природе происхождения:
натуральные высокомолекулярные ве-
щества, макромолекулы которых имеют
органическую природу (крахмал, цел-
люлоза, каучук, альбумин)
полусинтетические высокомолекуляр-
ные вещества, которые получают путем
химических превращений из натуральных
высокомолекулярных веществ; их назы-
вают также модифицированными нату-
ральными веществами (ацетат целлюло-
зы, гидрохлорид каучука);
синтетические высокомолекулярные
вещества, которые получают из низкомо-
лекулярных веществ (мономеров) поли-
меризацией, поликонденсацией или при-
соединением (полиэтилен, полиэфир, по-
лиуретан).
По состоянию:
жидкие — пластмассы, находящиеся
при 20° С в жидком состоянии (силико-
новые масла);
эластопласты — каучукоподобные вы-
сокомолекулярные вещества, натураль-
ные или синтетические (каучук, полибу-
тадиен) ;
термопласты— пластмассы, состоя-
щие из линейных или цепных молекул,
не образующих или образующих слабые
структуры, при нагревании изменяющие
первоначальную или приданную форму
(поливинилхлорид, полистирол);
дуропласты — пластмассы, состоящие
из пространственных макромолекуляр-
ных структур, формирование которых
происходит путем необратимого отверж-
дения (фенольные смолы, эпоксидные
смолы).
1.2.3. Важнейшие характеристики
и свойства
1.2.3.1 Общие свойства
Степень полимеризации — количество
молекул мономеров в макромолекуле
(обозначается Р).
Полимолекулярный — термин, харак-
теризующий натуральные или синтетиче-
ские высокомолекулярные вещества, мо-
лекулы которых образованы из различ-
ного числа молекул мономеров и поэто-
му не обладают однородной молекуляр-
ной массой.
Средняя молекулярная масса — сред-
нее значение молекулярной массы высо-
комолекулярного вещества (обозначает-
ся М).
Средняя степень полимеризации —
среднее количество молекул мономера,
входящих в макромолекулы (обознача-
ется Р).
Значение К — количественное значе-
ние, получаемое измерением вязкости и
характеризующее средний размер моле-
кул. При определении значения К внача-
ле по относительному коэффициенту
вязкости т)оти (частное от деления коэф-
фициента вязкости раствора ц, на коэф-
фициент вязкости чистого растворителя
т]0), как функции концентрации г раство-
ра (в граммах на 100 мл), из уравнения
Фикентшера получают значение кон-
станты k:
Ig4orH= lg----- =
40
/ 7562 \
= ------------- + k -c.
\ 1 + 1,0 kc J
Умножением константы k на 1000 полу-
чают значение К (К= 1000k).
Значение К для поливинил-
хлорида (1%-ный раствор в цикло-
гексаноне) составляет 55, значение сред-
ней молекулярной массы Л/=50 000.
В копировальных процессах исполь-
зуется поливиниловый спирт, характери-
зуемый значением К=46^РЗ.
Набухание — поглощение растворите-
ля с увеличением объема при одновре-
менном изменении механических свойств
(например, эластичности, твердости).
Старение — необратимое изменение
свойств высокомолекулярного вещества
вследствие разложения или образования
сетчатых макромолекул под воздействи-
ем света, УФ-излучення, кислорода воз-
духа, повышенной температуры, механи-
ческих напряжений и др.
1.2.3.2. Термические свойства
Температура размягченич — темпера-
тура, при которой высокомолекулярное
вещество начинает переходить из твер-
дого в эластично-пластическое состояние
и терять свою первоначальную форму.
При незначительных концентрациях
пластификатора снижение температуры
размягчения происходит независимо от
вида пластификатора, пропорционально
его концовграции
Температура затвердевания -темпе-
ратура, при которой происходит переход
от эластично-пластического до стеклооб-
разного состояния; при этом многие фи
зические свойства изменяются скачко-
образно (например, коэффициент удли-
нения, сжимаемость, теплопроводность,
диэлектрическая постоянная).
Точка хрупкости — температура, при
которой высокомолекулярное вещество
разрушается при мгновенном приложе-
нии силы (маятниковый копер); при
больших значениях средней молекуляр-
ной массы, как правило, близка к тем-
пературе затвердевания.
Коэффициент линейного расшире-
ния — определяет относительное измене-
ние длины при изменении температуры
на 1°С (табл. 1.2).
Коэффициент теплопроводности — оп-
ределяет количество тепла, передаваемо-
го в единицу временя через единицу
длины стенки по нормали к тепловому
потоку при перепаде температур на 1°С;
для полимеров показатель значительно
ниже, чем для металлов (табл. 1.2).
Наивысшая температура примене-
ния — температура, которую выдержи-
вает высокомолекулярное вещество при
долговременном воздействии тепла, в
то время как характеристики вещества
остаются в пределах нормируемых зна-
чений (см. табл. 1.2).
1.2.3.3. Электрические свойства
Удельное сопротивление для всех вы-
сокомолекулярных веществ находится в
пределах 1013—1019 Ом-см (высокомоле-
кулярные вещества не электропроводны),
при этом вследствие наличия катализа-
торов, пластификаторов, наполнителей
и т. п. могут иметь отклонения на не-
сколько порядков; напряжение пробива-
ния находится в пределах между
10 кВ мм-1 (мягкий полиэтилен) и
100 кВ-мм-' (полистирол).
Электростатический заряд — высокое
удельное сопротивление (малая электро-
проводность) способствует повышенной
склонности к образованию электростати-
ческого заряда, который во время пере-
работки пленки из высокомолекулярного
вещества достигает значений в несколько
десятков тысяч В-см-1.
1 2.3.4. Свойства полимеров как
материалов для запечатывания
Восприятие печатной краски. Из-за
сомкнутой поверхности полимерных пле-
нок проникновение краски в материал
невозможно. Восприятие краски может
осуществляться при взаимодействии по-
лярных групп макромолекул полимерно-
го материала с молекулами связующего
вещества краски либо благодаря добав-
ляемым к печатным краскам растворите-
лям (эфир — для поливинилхлорида,
бензол п его производные — для поли-
стирола), которые подрастворяют по-
верхность полимерной пленки и тем са-
мым способствуют лучшему восприятию
краски.
Красковосприятие затрудняется при
наличии пластификаторов или присутст-
вии на поверхности пленки тонкого слоя
воска или силикона, используемых в ка-
честве вспомогательных средств при
экструзии и каландрировании. Они мо-
гут быть удалены растворителями или
путем кратковременного прогрева.
Предварительная обработка для улуч-
шения восприятия краски. Молекулы по-
лиэтилена и полипропилена абсолютно
неполярны, и поэтому восприятия краски
можно достигнуть только предваритель-
ной обработкой, при которой образуются
полярные группы: окисление нагревом на
открытом пламени, горячими газами или
нагревательными элементами, потоком
электронов или тлеющим разрядом низ-
кого давления.
1.2.4. Натуральные
высокомолекулярные вещества
Целлюлоза — высокомолекулярный
углевод (полисахарид) общей формулы
(СбН1о05)п, Р = 500—5000. Углевод наи-
более распространен в качестве каркас-
ного вещества растений; почти в чистом
виде содержится в хлопковом волокне и
в волокнистых растениях (лен, конопля,
джут). В древесине содержится 40—50%
целлюлозы (см. также 1.3.2.1).
При химической обработке растений,
во время которой удаляются инкрусти-
рующие (формирующие каркас) состав-
ные части (смола, лигнин и др.), обра-
зуется целлюлоза, которая еще содер-
жит волокна сырья; это важнейший ис-
ходный материал для изготовления бу-
маги.
Крахмал — полисахарид общей фор-
мулы (С6Н10О5)п, /3 = 600—900. Отклады-
вается в виде зернышек в аккумулирую-
щих органах растений; оболочка зерны-
шек прстставлясг собой амилопектин с
разветвленными макромолекулами, серд-
цевина — амилозу с нсразветвленными
цепными молекулами (растворимый
крахмал).
При нагревании крахмала в воде до
90° С вследствие набухания амилопекти-
на образуется крахмальный клейстер.
При обработке крахмала раствором ед-
кого натра с последующей нейтрализа-
цией соляной кислотой образуется крах-
мальный клей, который консервируется
добавкой формалина.
Кислотный декстрин — продукт дест-
рукции крахмала, который образуется
Таблица 1.2.
Термические и механические свойства полимерных материалов
Материал Темпера- тура paa-J мягчения/ °C Теплопроводность, *Дж«с—^м-Ьк“ 1 С Коэфч-пциеит'З линейного рас- ширения, К*”1 Температура замер- зания, "С Наивысшая температура применения, °C Растяжение разрушения, % Прочность гтЯ разрыв, Па Модуль эластич- ности, Па Твердость, град. Шора
Полиэтиленовая пленка
мягкая 85—110 0.4 (2,0—2,4) -10- 4 —60 60 400—650 (10—18)-106 (160—390). 106 40—60
жесткая 120-130 0,4 (1,0—2,0). 10—4 —60 80—100 10—1000 (19—21). 106 (730—1200). 106 60—70
Полистирол 85—90 0,15 1,7-10—4 80 70 1,5—3,0 (45—60)-106 85
Поливинилхло- рид жесткий 90 0,16 2,1-10—4 75 50 18 (55—60). 106 3,5-103 85
Полиамид (де- дерон) 203* 0,31 (7—10)-10-5 —10 70 100 (70—75)-106 2,5-103
Полиуретан 140—180 0,3 (1,6-2,2). 10-» —25 80 400—650 30-106
* Точка плавления,
при молекулярном расщеплении путем
химической обработки крахмала воздей-
ствием кислотой.
Бескислотный декстрин — продукт де-
струкции крахмала, который образуется
при молекулярном расщеплении посред-
ством нагревания сухого крахмала до
160—220° С. Декстрин используется как
клеящее вещество и в сочетании с до-
бавками как средство, предотвращающее
отмарывание красок при печатании.
Белок, протеин состоит из аминокис-
лот; встречающееся в живых клетках кол-
лоидное высокомолекулярное вещество;
простые белки (протеины) содержатся,
например, в мышечные тканях; примером
сложных белков (протеидов) является
гемоглобин.
Желатина, животный клей — смесь
белковых соединений, образующаяся из
костных и соединительных тканей; жела-
тина отличается от животного клея бо-
лее высокой чис го гой. Животный клей
(костный клей) используется как клея-
щее вещество, желатина — как коллоид-
ная основа фотографических и фотоко-
пировальных слоев, а также как мате-
риал для валиков красочных аппаратов
печатных машин.
Коллоиды — дисперсные системы с
частицами диаметром 10-s—10-7 см, рас-
пределенными в дисперсионной среде
(например, воздухе, воде).
1.2.5. Полусинтетические
и синтетические
высокомолекулярные вещества
(табл. 1.2 и 1.3)
Коллоиды в фотографических слоях —
желатина, поливиниловый спирт.
Основа негорючей пленки — триацетат
целлюлозы.
Печатные формы (см. гл. 2) — нату-
ральная и синтетическая резина, резина
в комбинации с металлом, тканью или
картоном; фенольные смолы (матрицы);
поливинилхлорид (стереотипы, матрицы
для гальваностереотипов, фольга для
электронного гравирования); полиамиды'
(формы высокой печати с вымываемыми
пробельными элементами, заготовки для
форм шелкотрафаретной печати); поли-
эфиры (формы высокой печати с вы-
мываемыми пробельными элементами).
Валики красочных аппаратов — же-
латина, резина, поливинилхлорид, поли-
уретан.
Клеящие вещества — крахмал; гум-
миарабик; белковые соединения (глютпй,
казенн); карбоксимечищеллюлоза; дек-
стрин; поливинилацетат.
Материалы для запечатывания — гид-
рат целлюлозы (целлофан); ацетат цел-
люлозы; полиэтиленовая пленка, поли-
пропиленовая пленка, поливинилхлорид;
гидрохлорид каучука; полиэфир; синте-
тическая бумага из полиамидных, поли-
эфирных и полиакрильных волокон.
1.3. Бумага и картон — материалы для печати
Бумага — листовой материал, состоя-
щий главным образом из волокон расти-
тельного происхождения и добавок. Из-
готовляется, как правило, путем нанесе-
ния волокнистого материала на листо-
формирующую сетку и обезвоживания
(см. раздел 1.3.3.1); последующего уп-
лотнения и сушки листа.
1.3.1. Классификация бумаги
Бумагу классифицируют по следую-
щим признакам:
— назначению: писчая, для пишущих
машинок, впитывающая, печатная, чер-
тежная, декоративная, цветная писчая,
оберточная, специальная;
— виду используемого для ее изго-
товления волокнистого материала: бума-
га, содержащая древесную массу; бума-
га, не содержащая древесной массы; бу-
мага, содержащая тряпичную массу;
бумага из тряпичной целлюлозы; бумага
из соломенной целлюлозы;
— товарному виду: листовая (фор-
матная), рулонная;
— методу и способу изготовления:
однородная, двухслойная, трехслойная,
однородный или склеенный картон; бу-
мага, изготовленная на плоской сетке
или на сеточном цплиитре; бумага ма-
шинного или ручного изготовления;
— характеру отделки поверхности:
натуральные виды бумаги (машинной
гладкости, односторонней гладкости, ка-
ландрирования ч, су перка ландрпрова ii-
ная), бумага с поверхностной проклей-
кой, бумага с покрытием (машинного
мелования, мелованная бумага), лаки-
рованная бумага, кэшированная (с при-
прессованным покрытием — пленкой или
фольгой);
— характеру и степени проклейки:
непроклеенная, частично или полностью
проклеенная, проклеенная искусственны-
Таблица 1.3.
Отличительные особенности некоторых полимеров, применяемых в полиграфий
Вещество Растворимость Особенности при сжигании Количество и окраска дыма Образование дистиллята Проба на горение
Растворяется Не растворяется Запах Остаток золы
Полиэтилен Бензол, ксилол, те- Вензин, эфиры. Парафина 11смного Много Разгорается мед-
тралин спирты, галоидиро- ленно, даст голубое
ванные углеводороды пламя, впоследствии желтеющее; образу-
ет капли
Полистирол Бензол, диоксан. Бензин, спирты Бензола — Много, белый » Легко воспламе-
четыреххлорнстый уг- няется; горит желтым
лерод пламенем, сильно коптит
Пол ивпниловый Вода, формамид Бензин, ароматнче- Сладковатый Много Много 11СМИОГО Горит спокойно
спирт ские углеводороды светящимся пламе- нем, образует немно-
го капель, дымит
Гидрат целлюлозы Реактив Швейтцера Все растворители Подгоревшего хлеба » » Горит легким свет- ло-желтым пламенем; зола желтовато-белая
Фенопласты
— иеотвержденные Спирты, кетоны Бензин, галоидиро- Фенола+ > Коричневый Много Горят слабо, свет-
— отвержденные — ванные углеводороды, все растворители формальдеги- да лым коптящим пла- менем, обугливаются
Ацетат целлюлозы Кетоны, эфиры Алифатические уг- Сгоревшей Немного Немного — Горит зеленым пла-
леводороды бумаги -г ук- менем, образуя иск-
сусной кисло- ры; оплавляется
Поливинилхлорид Тетрагидрофуран Углеводороды, спир- ты, бутилацетат Резкий, кис- лый (11С1) » Желтоватый — Легко воспламе- няется, горит искря- щимся зеленым пла- менем, с желтоватой каймой
Полиакрнлнитрнл Днметплформамнд, Спирты, эфиры, ке Нехарактер- Много Белый Много Горит быстро с
нитрофенол тоны, углеводороды НЫЙ тым пламенем, дает запах жженой костн
Полиамиды Концентрированная муравьиная кислота, фонолы Спирты, эфиры, алифатические и аро- матические углево- дороды Аналогичный табаку Немного » Немного Горит прозрачным голубым пламенем, расплавляется, пузы- рится; образует кап-
ли, вытягивается в нити
Полиуретаны То же То же Резкий Много Коричневый Много Горит замедленно, затем светящимся пламенем с медлен- ным оплавлением, пу- зырится
ми смолами; пригодная для письма чер-
нилами
— массе 1 м2, по толщине или плот-
ности: тонкая, для авиапочты, плотная,
рыхлая (1-, 2-, 3-кратного объема) бу-
мага.
1.3.2. Сырье для изготовления
бумаги
Комплекс свойств бумаги зависит от
используемых для ее изготовления сырья
и вспомогательных материалов, от ха-
рактера их переработки в полуфабрика-
ты и готовое изделие, от условий работы
бумагоделательной машины и ее осна-
щения, от отделки и кондиционирования
бумаги после изготовления, от упаковки,
условий транспортировки, срока и усло-
вий хранения.
1.3.2.1. Сырье для получения
волокнистых материалов,
волокнистые материалы
Для производства бумаги использу-
ются белые волокнистые материалы, ко-
торые образуют множество прочных пе-
реплетений отдельных волокон друг с
другом, эластичны, стабильны во време-
ни, дешевы.
Сырье для волокнистых материалов
Растительного происхождения — дре-
весина. Из-за повсеместного дефицита
в древесноволокнистых материалах пред-
почтительны породы древесины, обла-
дающие высокой скоростью прироста,
(табл. 1.4), а также стебли растений —
солома, тростник, камыш и др. лубяные
волокна — джут, манила; картофельная
ботва; морские водоросли и др.
Животного происхождения — шерсть,
кожа.
Минеральные—асбест, стекло- и шла-
ковата.
Синтетические — полиамидные, поли-
акрилнитрнльные, полиэфирные, поли-
пропиленовые и др.
Наряду с волокнистыми материалами,,
изготовляемыми из натурального сырья-
(первичные волокнистые материалы), в--
целях сохранения их природных запасов
все больше используются вторичные во-
локнистые материалы в виде макулату-
ры, бумажных обрезков, бумажных от-
ходов и т. п. (рис. 1.6).
Доля использования макулатуры в
сравнении с первичными волокнистыми
материалами при производстве бумаги в
1970 г., например, составила в Японии
45%, в ГДР 37%. Запечатанная макула-
Рис. 1.6. Изменение свойств бумаги из
100 %-ной сульфитной целлюлозы из ело-
вой древесины при повторном использо-
вании в качестве вторичного волокнис-
того материала (первая цифра — значе-
ние показателя первичного материала,
вторая цифра — значение показателя ма-
териала после шестой регенерации):
а — улучшение свойств: жесткость — 0,3/
0,4 Н мм; сопротивление раздиранию— 1.3/
1.5 Н; размерная стабильность (деформа-
ция) — 0.4/0.3%;
б — ухудшение свойств: разрывное усилие —
ЯО/GO Н/см; пористость — 35/22 с/100 см’; со-
противление выщипыванию — 5/2.5 м/с; число
двойных перегибов — 600/300; разрывная дли-
на — 7/5 мкм; удлинение при разрыве — 3.5/
2.5%; сопротивление продавливанию — 200/
120-103 Пт; объемная масса — 0.6/0.5 г/см3
Таблица 1.4.
Выход древесины для некоторых пород
деревьев трндцатилетнего возраста
1 !орода дерева Диаметр ствола, см Высота, м Выход древеси- ны , плотных м с га
Бук 8 10 53
Дуб 9,5 13 125
Ель 11 12,5 180
Сосна 12 13,5 212
Тополь 50 30 400
тура используется лишь как внутренняя
прослойка при изготовлении многослой-
ных материалов для печати либо требу-
ет обесцвечивания.
Механической переработкой древеси-
ны (балансов) получают древесную мас-
су; окоренные балансы используются
почти полностью (98,5%)- При дальней-
шей химической обработке из древесины
получают целлюлозу; в зависимости от
условий варки и последующего облаго-
раживания выход целлюлозы составляет
от 40 до 80%. Первые выходы содержат
почти чистую химическую целлюлозу,
последующие — жесткие, аналогичные
древесной массе волокнистые материалы,,
которые имеют меньшее применение при
изготовлении печатной бумаги.
сипа /-*=1000, древесина лиственницы
Р=1000, солома пшеницы Р=920.
Макромолекула с п=300 характери-
зуется следующими значениями: масса
8,07-Ю-19 г; длина 1,539-10-3 мм; диа-
метр 8-10-7 мм.
Целлюлозное волокно из хвойных по-
род дерева имеет длину 2,5—3,5 мм,
диаметр 20-10-3—30-10-3 мм.
Число макромолекул в волокне ело-
вой целлюлозы 1,48-10", число волокон
в 1 г еловой целлюлозы — 8,36-10е.
Структура строения клетки волокна
древесины показана на рис. 1.7; в табл.
1.5 приведены данные о размерах волок-
нистых материалов.
Структура обезвоженной древесины
Экстрагируемые
вещества
~6%
Холоцеллюлоза
-70%
Лигнин
-24%
Целлюлоза 40% Гемицеллюлоза 30%
Гексозы Пектины Метил-
пентозаны
Пентозаны
Волокнистые материалы
Целлюлоза (СбНщСМп является вы-
сокомолекулярным веществом, образую-
щимся из глюкозных остатков С6Н|0О5
[см. также раздел 1.2Л]. Средней сте-
пенью полимеризации Р считается число
глюкозных остатков в одной макромо-
лекуле. Для различных материалов она
составляет: хлопок Р-— 1500—3000, ело-
вая древесина Р= 1200, сосновая древе-
Таблица 1.5.
Свойства бумаги в значительной сте-
пени зависят от морфологических (а),
химико-физических (б), физических и то-
поструктурных (в) свойств волокон
(табл. 1.6).
Свойства бумаги при увеличении зна-
чения показателя, характеризующего во-
локно, изменяются следующим образом:
+ + сильное увеличение значения
+ увеличение значения
0 незначительное влияние
Средние размеры волокнистых материалов, используемых
при изготовлении бумаги
Растеиие/вид волокон Длина волокна, 1, мм Диаметр во- локна, d, мм Отношение l/d Объемная масса, г «см-3
Ель/трахепды 3,4 0,034 100 0,40
Сосна/трахеиды 3,1 0,028 по 0,50
Береза/сосуды 1,2 0,032 37,5 0,51
Тополь/сосуды 1,1 0,9 0,035 31,5 0,43
Б\ к/сосуты 0,040 22,5 0,55
Хлопок 30 0,030 1000 0,55
Рожь/лубяное волокно 1,25 0,020 62,5 0,45
Свойства волокон
Показа гели Влияние на сопротивление раздиранию Влияние на сопротивление протапливанию, прочность на разрыв, проч- ность иа излом Влияние иа способность к впитыванию, „а пористость
а) Длина волокна ++ + ч-
Отношение длины волокна к диаметру + + •—
Трубчатая структура ч- —
Ленточная структура -— + —
б) Степень полимеризации + + 0
Содержание гемицеллюлозы -1— ч— -—-
Содержание лигнина — ч-
Степень набухания + —1 1— '—-
в) Прочность отдельных волокон ч- ч- 0
Фибриллируем ость + Ч-+ —
Шероховатость поверхности +— — ч-
Содержание мелкого волокна ч + —
----сильное снижение значения
— снижение значения
Ч---увеличение до оптимума, затем сни-
жение
Рис. 1.7. Схема строения клеточной стен-
ки волокна древесины (по Джаме, Ацол-
ле, Смиту, Фрей-Висслингу, Кларку):
М — межклеточное вещество (соединяет клет-
ки древесины в стволе; содержит лигнин, ко-
торый при варке целлюлозы в основном пе-
реходит в раствор); Р— первичная стенка
(сетка неправильно ориентированных микро-
фибрилл, толщина 0,1—0.3 мкм; составляет
7—14% стенки); S —вторичная стенка: Si—
наружный слой (две системы фибрилл, пере-
крещивающиеся под углом 60° к оси волокна:
толщина 0,1—0.2 мкм; составляет 6—12% стен
кн); S2— средний слой (параллельные микро-
фибриллы образуют спиральную структуру
вокруг продольной осп; наиболее мощный слои
стенки волокна толщиной 1 — 5 мкм; состав-
ляет 75—85% стенки волокна): S3 — внутрен-
ний слой, третичная стенка (строение, анало-
гичное Si); толщина около 0,1 мкм; L — лю-
мен, полость клетки
1.3.2.2. Наполнители
В качестве наполнителей (вспомога-
тельные вещества, улучшающие харак-
теристики бумаги) используются:
силикаты — каолин, тальк, асбестин;
сульфаты—гипс, барит (тяжелый шпат),
бланфикс;
карбонаты—мел магнезия;
окислы — двуокись титана;
сульфиды — цинковые белила (сульфид
цинка).
В соответствии со стандартами ГДР
каолин, используемый при производстве
бумаги, должен обладать характеристи-
ками, приведенными в табл. 1.7.
Удержание наполнителей волокнами
в процессе формирования листов состав-
ляет в среднем 65% и может еще более
повыситься при добавлении сульфата
алюминия до значения pH 5. Влияние
содержания наполнителей в бумаге на
некоторые ее свойства показано на
рис. 1.8 и 1.9. Свойства наполнителей
даны в табл. 1.8
1.3.2.3. Проклеивающие средства
Проклеивающие и пропитывающие
средства в бумаге способствуют:
•— укреплению структуры волокнистых
и наполняющих веществ;
— гидрофобизации (обеспечению при-
годности для письма чернилами, размер-
ной стабильности);
Таблица 1.7.
Фракционный состав и белизна каолина, %
Назначение каолина Белизна Фраки ионный состав
Более 11,2 мкм 6,3—11,2 мкм 2—6,3 мкм Менсе 2 мкм
Для .мелования Для наполнения Не ниже 80 Не ниже 65 0 Не более 5 Не более 1 |не более 20 Не более 55 Не менее 80 Не менее 40
Таблица 1.8.
Некоторые свойства минеральных наполнителей, волокнистых и других материалов
Наполнители н их химический состав, волок- нистые и другие материалы Белизна (по лей ко метру), % Коэффи- циент пре- ломлении Средние размеры частиц, мкм Удельная масса, г-см~3
Барит (BaSO<) Бланфикс (BaSO<) 95 98—99 1,64 1,64 2—5 0,5—2 4,48 4,35
Мел (СаСОз) 78—96 1,56 3-5 2,7
Осажденный карбонат кальция (СаСО3) Натуральный гипс |CaSO4x2H2O) 95 1,56 0,2—0,5 2,7—3
68—93 1,52 1—10 2,3—2,4
Обожженный гипс (CaSO<) 92—96 1,58 1—5 2,8—2,9
Каолин (Al2O3-2SiO2-2H2O) 70—90 1,56 0,5—1,0 2,5—2,7
Тальк и асбестин (3MgOx4SiO2-2H2O) 70—92 1,56— 1 57 1—10 2,6—2,8
Диатомовая земля (SiO2) 60—90 1 ,’зз 2—10 2,3
Гидросиликат кальция (CaOX3,3SiO2-H2O) 95 1,47 0,03 2,1
Цинковые пигменты: 97—98
литопон (28% ZnS+72% BaSO«) 1,84 0,35 4,3
сульфид цинка (ZnS) 97—98 2,37 0,3 4,0
окись цинка (ZnO) Титановые пигменты: 97—98 2,01 0,3 5,6
двуокись титана (TiO2) 98—98,5 2,55—2,7 0,3-0,35 3,9—4,2
титано-кальциевый пигмент (30% TiO2+70% CaSO4) 98 55—65 1,98 0,55 3,5 1,56*
Белая древесная масса — —
Небеленая сульфитная целлюлоза 50—65 1,53 — 1,56*
Беленая сульфитная целлюлоза 80—90 1,53 — 1,56*
Беленая тряпичная полумасса (хло- 90—95 1,53 — 1,56*
I1OKJ
Крахмал — 1 53 — 1,45—1,66
Парафин — 1,47 — 0,9
Вода — 1,33 — 1
Воздух — 1,0 — -0,0013
Масло 1 >5 0,86
Спрессованная.
Рис. 1.9. Распределение наполнителя по
поперечному сечению бумаги при сред-
нем содержании наполнителя 7,5% (о).
9,4% (б) и 10,2% (в)
Рис. 1.8. Свойства бумаги в зависимо-
сти от содержания в ней каолина (по
Брехту);
1 — воздухопроницаемость; 2 — непрозрач-
ность; 3 — гладкость, 4 — степень проклей-
ки, 5 — объемная масса (сжимаемость изме-
няется примерно в обратном отношении),
6 — мягкость, 7 — разрывная длина; см. так-
же раздел 1.3.4
— образованию сомкнутой поверхно-
сти бумаги.
При этом, однако, происходят также
и нежелательные явления'
— повышение хрупкости при добавке
проклеивающих средств свыше 2%;
— снижение прочности на разрыв;
— увеличение желтизны вследствие
окисления кислородом воздуха.
В качестве проклеивающих вспомога-
тельных веществ вводятся: канифоль,
животный клей, казеин, модифицирован-
ный крахмал, силиконы, жидкое стекло,
искусственные смолы, каучук, раститель-
ные камеди.
Проклейка выполняется:
— во время подготовки волокнистых
материалов (в массе);
• — в бумагоделательной машине (на
влажную бумагу в начальной стадии ее
формирования);
— в готовую бумагу на специализи-
рованной машине (на поверхность).
При проклейке в массе для придания
бумаге пригодности к письму чернилами
необходимо около 3 кг канифоли на
100 кг волокнистого материала. При зна-
чении pH 5 канифоль высаживается с
сернокислым алюминием. При этом па
волокнах фиксируются частички смолы
диаметром около 0,1 мкм.
Проклейка меламиновой смолой вы-
полняется для обеспечения прочности
бумаги при намокании; такая проклейка
примерно наполовину против обычных
значений снижает деформацию бумаги
при увлажнении и ее усадку при сушке,
однако при этом ухудшается пластич-
ность и снижается прочность бумаги на
разрыв.
1.3.2.4. Красители, оптические
отбеливатели
Подцветка — небольшая добавка кра-
сителя, например голубого, для локализа-
ции желтоватого цвета волокнистых ма-
териалов.
Окрашивание: а) в массе — добавкой,
как правило, синтетических органических
красителей: основных с низкой свето-
стойкостью (оберточная бумага); кислых
вместе с осаждающими средствами (де-
шевая упаковочная бумага), субстантив-
ных с высокой светостойкостью (обло-
жечная бумага, переплетный картон);
пигментов, обладающих высокой свето-
стойкостью (высококачественные виды
бумаги); б) с поверхности — методом
погружения (бумага-шелковка, крепиро-
ванная бумага), методом запечатывания,
методом наноса.
Оптическое отбеливание. Оптический
отбеливатель придаст свойство преобра-
зовывать падающие УФ-лучи (Х<360 им)
в видимые длинноволновые излучения
(360 hms^A.sJ780 нм) голубой зоны
(флюоресценция). При наличии УФ-пзлу-
чсния в облучающем свете оптически
отбеленная бумага кажется белес, чем
аналогичная бумага, в которую не вве-
ден отбеливатель. Оптические отбелива-
тели вводятся аналогично красителям и
наполнителям, но их количество не пре-
вышает 1 % (в пересчете на волокнистый
материал). Нередко они чувствительны
к кислотности среды и обладают недо-
статочной светостойкостью.
1.3.3. Изготовление бумаги
(рис. 1.10)
При массном размоле отдельные во-
локна ослабляются, однако повышается
число возможных связей между волок-
нами (табл. 1.9).
1.3.3.1. Формирование листа
на сетке
При наслоении, свойлачивании и
обезвоживании основного вещества на
сетке бумагоделательной машины обра-
зуется слой волокнистой массы; при этом
волокна и частицы, осаждающиеся на
сетке в начальный момент, действуют
как фильтр. В результате на сетке об-
разуется волокнистый слой, происходит
сгущение массы, ее свойлачивание. В за-
висимости от толщины бумаги, характе-
Таблица 1.9.
Связи в сосновой сульфитной целлюлозе
Сосновая сульфитная
целлюлоза
Отличительный признак неразмоло гая (14°ШР)* размолотая (35°ШР)*
Число связей на 1 мм длины волокна 12,3 16,9
Общее число двухсторонних связей во- 74 100
локон длиной 3 мм Среднее расстояние между двумя 81 59
центрами связей, мкм Общая связанная поверхность, % 16 37
* °ШР — градус помола по Шопперу — Риглеру.
Рис. 1.10. Схема подготовки волокнистого материала и изготовления бумаги:
а — заготовка балансовой древесины:
1—древесина хвойных пород, 2 —- древесина лиственных пород, 3 — длинник, 4— балансы, 5 —
обескориванне;
б — химическая варка древесины (кислая, щелочная, или нейтральная): 6 — рубильная маши-
на (древорубка), 7— сортировка щепы, 8— дезинтегратор, 9— бункер для щепы, 10 — аппарат
для варки целлюлозы, 11 — кислотная или щелочная станция с регенерацией хнмикалнев и пе-
реработкой отработанного щелока, 12— отделение щелока, промывка, 13— сепаратор, 14—
сортировка, 15— отбелка целлюлозы, 16 — обезвоживание целлюлозы, 17, 18 — обезвоженная
целлюлоза (вместо целлюлозы возможно использование бумажного брака или вторичного
сырья):
в — механическое превращение древесины в волокнистую массу (изготовление бумаги, содер-
жащей древесную массу): 19— дефибрер, 20— сбор волокнистых отходов производства древес-
ной массы, 21 — вихревой пескоотделитель, 22 — сортировка, 23 — рафинер, 24 — сгуститель,
25 — отбелка;
г — изготовление бумаги: 26 — загрузка, 27 — аппарат для роспуска волокнистых полуфабрика-
тов (пульпер), 28—бассейн, (16, 17, 18, 26, 27, 28 отпадают, если на одном комбинате целлюло-
за в виде суспензии перекачивается на бумажную фабрику), 29 — сепаратор для устранения
сгустков и комков массы (энтштинер), 30 — размалывающий агрегат, 31— бассейн для переме-
шивания, замочки (набухания) и выравнивания массы, 32— станция измерения и смешения,
33— подготовка проклеивающих н вспомогательных веществ, наполнителей, красковарка, 34 —
рафинирующая коническая мельница, 35— машинный массный бассейн, 36—подготовка хи-
микатов, 37 — вихревой очиститель, 38 — узлоуловитель, 39 — декулатор для удаления воздуха
из массы, 40— дозирующий и перемешивающий иасос; бумагоделательная машина: 41— на-
порный ящик, 42— сеточный стол, 43 — гауч-вал, 44 — прессовая часть, 45 — предварительная
сушильная часть, 46—клеильный пресс, 47— сушильная часть, 48 — холодильный цилиндр,
49 — машинный каландр, 50—накат, 51—перемоточный станок, 52 — суперкаландр (при изготов-
лении хорошо каландрированной бумаги), 53 — разрезка на рулоны, упаковка, 54 — попереч-
ная резка, укладка в кипы, кондиционирование, счет, упаковка, 55—машина для мелования
(красильный станок), 56—сушка (51—54 — вспомогательное оснащение, 55—56 — оборудование
для облагораживания поверхности)
ра и степени размола волокна образует-
ся 5—20 слоев (рис. 1.11).
Удерживание волокнами наполнителей
и вспомогательных веществ недостаточ-
но. Оно ухудшается при укорачивании
1
Рис. 1.11. Диаграмма удерживаемости
волокна, наполнителей и вспомогатель-
ных веществ на сетке бумагоделательной
машины с одним кругом циркуляции
подсеточной воды (по Баумгартнеру):
1 — нанесение материалов; 2 — волокнистые
материалы; 3 — наполнитель н вспомогатель-
ные вещества; 4 — первая подсеточиая вода;
5 — вторая подсеточная вода и сточная вода;
6 — бумага
волокна, рафинировании массы, измель-
чении частичек наполнителя, пониженной
поверхностной массе бумаги, грубой сет-
ке, высокой скорости движения сетки,
воздействии обезвоживающих систем
Ц м. мин
Рис. 1.12. Прохождение наполнителя че-
рез сетку (/) в % в зависимости от ско-
рости U движения сетки (по Далю)
и т. д. (рис. 1.12). В качестве вспомога-
тельных средств для лучшего удержива-
ния наполнителя применяют сульфат
алюминия, алюминат натрия, жидкое
стекло, активированную кремневую кис-
лоту, крахмал, карбокенметилцеллюлозу
(КМЦ), полиамид, пеногасители, мине-
ральные вещества.
Прочность структуры бумаги зави-
сит от
— механического свойлачпвания цел-
люлозных волокон, фибриллированных
при размоле; при этом особое значение
имеет отношение длины к диаметру во-
локна;
— химических связей через углеводо-
родные мостики (от величины реакцион-
носпособной поверхности, как важней-
шего фактора).
При воздействии на бумагу разры-
вающих сил большая вероятность разру-
шения возникает как внутри отдельных
волокон, так и между молекулами цепи.
Эласто-пластические и прочностные свой-
ства являются преимущественно функ-
цией связи волокон друг с другом. Энер-
гия связи волокна с волокном составля-
ет 25—40 Дж-мол-1 и является незна-
чительной по сравнению с внутрен-
ними связями в волокнах — около
350Дж-мол-1 (С—С — простая связь).
Бумага имеет открытые поры, вслед-
ствие чего обладает капиллярной актив-
ностью, воздухопроницаемостью и сжи-
маемостью структуры. В порах частично
откладываются наполнители, проклеива-
ющие вещества, красители, другие вспо-
могательные вещества или вода.
Текстура первичного влажного во-
локна, обусловленная главным образом
структурой ориентированных в направ-
лении движения машины волокон, в ос-
новном сохраняется также и при после-
дующем уплотнении и обезвоживании,
поскольку перемещение волокон при со-
держании сухого вещества свыше 12—
14% возможно лишь с нарушением свя-
зей между волокнами.
«Просвет» бумаги с обеих сторон не
одинаков. При медленно движущейся
машине в то время, как ннжние слои
волокон уже зафиксированы на сетке,
сверху еще находятся хлопья суспен-
зии. Снижение числа грубых сгустков на
верхней стороне достигается при повы-
шении скорости машины. В то же время
возрастает различие в структуре сеточ-
ной и лицевой сторон бумаги вследствие
отсасывающего действия регистровых
валиков со стороны сетки.
1.3.3.2. Отделка поверхности
Покрытие в клеильном прессе — на-
несение тонкого слоя клея в клеильном
прессе (группа валиков для дозирова-
ния количества наносимого клея). Жи-
вотный клей, модифицированный крах-
мал, казеин, восковая и парафиновая
эмульсии снижают пыление и выщипыва-
ние волокон. Добавки металлоорганиче-
ских сиккативов (например, октоата ко-
бальта) ускоряют закрепление печатной
краски. Силиконы способствуют поверх-
ностной активности, гидрофобности, об-
Рис. 1.13. Зависимость удельного объе-
ма от линейного давления при каландри-
ровании формулярной печатной бумаги
массой 1 м2 45 г со скоростью 600 м/мин
(по Майнэкке):
1 — двухвалковый каландр, 2 — четырехпал
новый каландр
разеванию пленки, разделительному дей-
ствию по отношению к клеящим веще-
ствам.
Каландрирование — придание гладко-
сти предварительно увлажненной бумаге
в каландре при давлении в полосе кон-
такта до 3000 Н-см_| (рис. 1.13—1.16).
Рис. 1.14. Изменение гладкости и удель-
ного объема бумаги при каландрирова-
нии со скоростью 600 м/мин (по Май-
нэкке) :
/. 2 — каландрирование формулярной бумаги
(массой I м2 45 г) на четырехвалковом (/)
и двухвалковом (2) каландрах; 3. 4 — каланд-
рирование писчей бумаги (массой I м2 70 г)
иа четырехвалковом (3) и двухвалковом (4)
каландрах
Связующие — казеин, крахмал, живот-
ный либо целлюлозный клей, дисперсии
полимеров.
Рис. 1.15. Каландрирование формуляр-
ной бумаги массой 1 м2 45 г на двух- и
четырехвалковом каландрах со скоро-
стью 600 м/мин при различном линейном
давлении (по Майнэкке):
/ — четырехвалковый каландр; 2 — двухвалко-
вый каландр; <задавлснности» (прозрачные и
зачерненные образования при каландрирова-
нии) возникают тем чаще, чем хуже сформи-
ровано полотно и чем выше влажность бума-
ги
Пигменты — каолин, карбонат каль-
ция, сатинвейс, бланфикс, двуокись ти-
тана, окись цинка, тальк.
Рис. 1.16. Влияние влажности бумаги на
се гладкость при каландрировании на
четырехвалковом каландре со скоростью
600 м/мин и линейном давлении
1000 Н/см (по Майнэкке):
/ — каландрирование непосредственно после
увлажнения; 2 — каландрирование через 24 ч
после увлажнения
Мелование— нанесение равномерной и
сомкнутой поверхностной пленки связу-
ющего и пигмента непосредственно в
бумагоделательной машине либо в от-
дельной специальной установке.
Основа для мелования — хорошо на-
полненная (приблизительно 20% золы)
бумага, не содержащая или содержащая
древесную массу.
Величина наноса — при меловании с
двух сторон в один прогон — максималь-
но 10 г/м2, при меловании с двукратным
нанесением слоя (предварительным и
окончательным) — с каждой стороны
около 15 г/м2, толщина слоя — до
100 мкм.
1.3.3.3. Обработка и отделка
Кондиционирование — снятие напря-
жений и обеспечение соответствия нор-
мальным климатическим условиям.
Контрольная перемотка, намотка —
получение бумажного полотна, отбра-
ковка дефектов.
Разрезание на рулоны и листы — под-
резка по длине и ширине; допускаемые
отклонения размеров листа: менее 1 м —
до 1%, свыше 1 м — + 1 мм.
Сортировка и счет — выделение де-
фектных листов, счет вручную или с по-
мощью механизма в стопы (по 1 тыс.
листов, 500 листов, 250 листов).
Специальная обработка — крепирова-
ние, тиснение, прессование, поверхно-
стное окрашивание, пропитывание, ка-
либровка, лакирование, припрессовка
пленки.
Упаковка — форматная бумага упа-
ковывается в пачки, рулонная — в ру-
лоны.
1.3.4. Свойства бумаги и их
оценка (см. также разделы
1.4.4.3 и 1.4.4.5)
Подготовка к испытаниям и печата-
нию — акклиматизация, определение ма-
шинного и поперечного направлений, оп-
ределение сеточной и лицевой сторон,
вырезание или высечка пробных образ-
цов (обращать внимание на состояние
подрезаемых кромок, особенно при опре-
делении прочности на разрыв); прикосно-
вение обнаженными руками сказывается
на результатах определения поверхност-
ного натяжения, впитывающей способ-
ности и белизны.
Кондиционирование. Нормальные кли-
матические условия: температура
20+1° С, относительная влажность воз-
духа 65+2% (см. также рис. 1.17 и 1.18)
Отношение к атмосферным воздейст-
виям. Сорбционный процесс при измене-
нии относительной влажности воздуха
носит гистерезисный характер (рис. 1.19);
изменяется влагосодержание бумаги (см.
рис. 1.24) и вследствие этого ее физиче-
ские свойства (рис. 1.20). Температура
действует косвенно, влияя на окружаю-
щую влажность, и прямо, приводя к ос-
лаблению связей между волокнами
(рис. 1.18). Температура выше 70°С и
обогрев в течение более четырех недель
Рис. 1.17. Влияние температуры на уси-
лие разрыва при растяжении (по Бург-
шталлеру) при постоянной относитель-
ной влажности 65%:
бумага из крафт-неллюлозы (/), небе-
леной сульфитной целлюлозы (2), беле-
ной сульфитной целлюлозы (3), суль-
фитной целлюлозы для текстильной про-
мышленности (4), сульфатной целлюло-
зы (5), древесной массы (6)
приводят к необратимым изменениям
свойств (пожелтение, снижение степени
полимеризации целлюлозы).
Рис. 1.18. Влияние относительной влаж-
ности воздуха на удлинение при разрыве
и усилие разрыва при растяжении (по
Мартенсу) при 20° С. Удлинение в попе-
речном (/) и машинном (2) направле-
ниях, разрывное усилие в машинном (3)
и поперечном (4) направлениях
Общепринятое испытание на старение:
130° С, 24 ч.
Рис. 1.19. Изменение линейных размеров
бумаги из целлюлозы в зависимости от
относительной влажности воздушной
среды (по Корну и Бургшталлеру):
/ — десорбция; 2—абсорбция (изотерма опре-
деляется адсорбционной кривой и кривой на-
бухания). А — гистерезис (по прошествии од-
ного цикла), 71 — начальная точка, £ —конеч-
ная точка
Рис. 1.20. Зависимость разрывного уси-
лия при растяжении и удлинении при
разрыве от массы 1 м2 для лаборатор-
ных образцов, изготовленных из суль-
фитной целлюлозы с размолом 18° ШР
(по Бургшталлеру):
/ — фактическое разрывное усилие, I' — рас-
четное разрывное усилие (пропорционально
плотности), 2 — удлинение при разрыве
1.3.4.1. Основные свойства бумаги
Состав по волокну. Волокна окраши-
вают и подсчитывают под микроскопом,
точность +3%.
Содержание золы в сожженной пробе
(в %). Содержание золы не равнознач-
но количеству наполнителя, так как при
обугливании некоторые наполнители
становятся легче (каолин—на 6—12%,
тальк — на 4—6%, мел — на 40%, при-
родный гипс, ленцин— примерно на
20%); с другой стороны, в золе присут-
ствуют также остатки сульфата алюми-
ния (около 1%) и волокнистых материа-
лов (0,2—2,5%).
Масса 1 м2 (в г). Испытания ведут
при нормальных климатических услови-
ях, испытуемая площадь — минимум'
25x25 см при взвешивании на аналити-
ческих весах или 100 см2—при взвеши-
вании на квадрантных весах.
В стандартах по качеству часто при-
водятся данные о допускаемых отклоне-
ниях (например, +4,3 г/м2 для бумаги
с массой 1 м2 100 г).
Со снижением массы 1 м2 пригодность
бумаги к запечатыванию уменьшается,
остаточные и упругоэластическис дефор-
мации понижаются, возрастает опасность
пробивания или просвечивания печатной
краски. Прочность бумаги при снижении'
массы 1 м2 падает почти линейно (рис.
1.20).
Плотность (в г/см3). Плотность =
Масса 1 м-’ в г
= -------------------- Бсспористая,
Толщина в мм-1000
максимально уплотненная бумага из цел-
люлозы, не содержащая наполнителя,
приближается к граничному значению
плотности 1,56 г/см3. Наиболее типичные
значения: печатная бумага — 0,5—
0,8 г/см3, прозрачная чертежная калька,
пергаментная бумага—1,1 г/см3, бювар-
ная (промокательная) бумага, фильтро-
вальная бумага — 0,3 г/см3. Мягкость,
пластические деформационные характери-
стики и эластичность с уменьшающейся
плотностью бумаги возрастают.
Плотность бумаги обусловливается
режимами ее изготовления: каландриро-
ванием (см. рис. 1.14 и 1.15). прессова-
нием мокрого и сухого листа, составом;
и разработкой волокна.
Удельный объем (в см3/г) — величина,
обратная плотности
Плотность, г, см3 1,000 0,667 0,500 0,400 0,333-
Удельный объем, см3/г 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Толщина (в мм). Измерение произво-
дят толщиномером (снабженным индика-
тором) при давлении прижима ПУ’ Па
(рис. 1.21).
Анизотропия— различие свойств в ма-
шинном и поперечном направлениях
(рис. 1.22).
Машинное направление (направление
отлива) определяют путем пробы:
а) на перегиб полоски бумаги, зажа-
той с одной стороны (см. рис. 1.22);
Рис. 1.21. Принцип измерения толщины
бумаги (давление прижима 105 Па, пред-
писывается плавная установка измери-
тельного элемента на измеряемую по-
верхность) :
1 — индикатор (цена деления 10, 5 или
2 мкм); 2 — измерительный элемент; 3 — обра-
зец; 4 — опорная площадка; 5 — испытуемая
поверхность 2 см2
перегиб в поперечном направлении боль-
ше, чем в направлении отлива:
б) на увлажнение (проба на поверх-
ностное увлажнение); удлинение в попе-
речном направлении больше, чем в на-
правлении отлива;
Рис. 1.22. Методы определения машин-
ного направления для обычных видов
бумаги (микрокрепированная и крепиро-
ванная бумага ведут себя по-иному):
а — метод испытания на продавливание: ос-
новной разрыв q происходит перпендикулярно
к машинному направлению м\ б—метод сво-
бодного прогиба двух одинаковых полосок,
вырезанных в машинном и поперечном на-
правлениях: 6i — менее прогибающаяся по-
лоска. вырезанная в машинном направлении
(2), удерживает полоску, вырезанную в попе-
речном направлении (/); б2—полоски поме-
щены в обратном порядке
в) на разрыв (в аппарате для испыта-
ния на разрыв); удлинение в поперечном
направлении больше, чем в направлении
отлива
г) на ноготь (по ровной кромке бу-
маги); удлинение (волнистость) в попе-
речном направлении больше, чем в на-
правлении отлива.
Разносторонность. Лицевую и сеточ-
ную стороны бумаги машинной гладко-
сти различают при рассматривании ее
поверхности под углом (часто заметна
маркировка от сетки), каландрированной
бумаги — путем увлажнения в воде либо
Рис. 1.23. Влагосодержание некоторых
полуфабрикатов бумаги при различной
относительной влажности окружающей
среды и температуре 20° С (по Корну-
Бургшталлеру):
1 — белая древесная масса; 2 — бурая дре-
весная масса; 3 — сульфатная целлюлоза; 4 —
льняная полумасса; 5 — хлопковая полумас-
са
в слабом растворе соды. Неравномерное
распределение наполнителя (см. рис. 1.9)
вызывает, как правило, повышенную
флюоресценцию сеточной стороны. При
быстром высушивании (в эксикаторе или
в сушильном шкафу при 105° С) обра-
зец изгибается в направлении сеточной
стороны.
Значение РН определяют по водной
вытяжке.
Воздухопроницаемость (в дм3/мин).
В приборе Шоппера для определения
воздухопроницаемости образец площадью
10 см2 замыкает воздухопровод, соеди-
ненный с У-образным манометром. Из-
меряют количество воздуха, которое про
ходит через образец в течение 1 мин.
Воздухопроницаемость зависит от соста-
ва бумаги и ее обработки.
Влагосодержание (в %) характеризу-
ется отношением потери массы после
высушивания при 105° С к исходной мас-
се образца (в %). Зависит от вида во-
локна (рис. 1.23), градуса размола, вида
п количества используемых напблнителей
и вспомогательных веществ; при нормаль-
ных условиях составляет 5—12%.
Растяжение при увлажнении (в %)
определяют с помощью динамометра при
относительной влажности воздуха 20,
65 и 85%.
I.3.4.2. Прочностные
(механические) свойства и их
оценка
Разрывное усилие, прочность на раз-
рыв (в Н-см-2) оценивается по разрыв-
ному усилию (в Н) и удлинению (в %)
при разрушении (раз-
if рыве) во время испы-
тания на разрыв.
Испытание на раз-
рыв. Образец нагру-
жается параллельны-
ми нормальными сила-
Рис. 1.24. Усло-
вия испытания
на растяжение:
а — толщина об-
разца, b — шири-
на образца (15
мм), /0 — длина
образца (180 мм),
Д/ — удлинение
образца, F — уси-
лие растяжения,
о — натяжение»
F о
= - -, — — от-
а b I
носительное удли-
нение образца,
AZ
о=-------t= (20 ±
±5) с — время
от начала испы-
тания до разры-
ва; 1 — верхняя
зажимная клем-
ма; 2 — образец;
3 — нижняя за-
жимная клемма
По разрывному
Рис. 1.25. Модель, ха-
рактеризующая видо-
изменение структуры
бумаги (по Поппе-
лю):
а — структура подверг-
шейся натяжению бума-
ги; б — структура бума-
ги, свободной от нагру-
зок
ми в динамометре до
разрушения (рис.
1.24).
При испытании на
разрыв вследствие на-
правленного разрыв-
ного усилия структура
образца видоизме-
няется (рис. 1.25); это
проявляется в попе-
речной усадке образца
и в его удлинении
при разрыве.
усилию может быть
рассчитана разрывная длина R (в м).
Этот показатель характеризует длину
полоски бумаги определенной ширины
и толщины, при которой произошел бы
обрыв под действием силы собственной
массы:
D ЮРВ
к — t
mAb
где Рв — разрывное усилие, Н\ тА —
масса 1 м2, г; Ь— ширина образца, мм.
Сопротивление надрыву (в Н)— проч-
ность к надрыву неповрежденной кромки-
бумаги.
Сопротивление раздиранию, проч-
ность к дальнейшему разрыву уже надо-
рванной кромки бумаги (в И) определя-
ют по Элемендорфу (рис. 1.26, и) и по
Унгеру (рис. 1.26, б).
При испытании по Элемендорфу до-
полнительно перегибают обе образую-
щиеся после надрыва части пробы;
вследствие этого получаемые значения
показателя выше, чем при испытании по
Унгеру. При испытании по Унгеру на-
пряжения в плоскости листа создаются
с некоторым углом смещения нагружаю-
щих сил, что более соответствует усло-
виям, практически имеющим место при.
печатании на рулонной бумаге.
С увеличением размола волокна со-
противление разрыву после достижения
максимума постепенно ухудшается вслед-
ствие укорачивания волокон (рис. 1.27).
Рулонная бумага с недостаточной проч-
ностью к разрыву склонна к обрывам в
печатной машине, особенно при динами-
ческих воздействиях вследствие вибра-
ций, биения рулонов.
Сопротивление продавливанию (в Па).
Испытание проводят с зажатым круглым
образцом бумаги площадью 10 см2, ни-
который через резиновую мембрану
воздействуют сжатым воздухом (нагруз-
ка идет по многим направлениям сфери-
ческой поверхности) до момента разры-
ва образца; основной разрыв происходит
в направлении подачи сжатого воздуха
(рис. 1.28).
Сопротивление излому, длительное
сопротивление изгибу (показатели нс
имеют размерности). Испытание сопро-
тивлению на излом заключается в опре-
делении числа двойных перегибов (рис.
1.29, а). Длительное сопротивление из-
лому по Шопперу и Келер — Молину
определяют испытанием полоски бумаги
под нагрузкой. Подсчитывают число
двойных перегибов до момента разрыва
образца (рис. 1.29, б). Испытуемая по-
верхность бумаги очень невелика (около
10 мм2) и это приводит к значительному
разбросу получаемых значений, особенно
при неоднородной структуре образца.
«Ломкие» виды бумаги разр) шаются уже
после нескольких перегибов (например,
после двух — газетная бумага, книжная
бумага среднего качества), эластичные-
виды — после значительно большего чис-
ла перегибов (например, после тысячи —
писчая бумага, после ста тысяч и бо-
лее— бумага, содержащая тряпичную
Рис. 1.26. Натяжение образца бумаги при испытаниях на раздирание:
•а— по Элемендорфу; б — по Унгеру: плоский образец бумаги закрепляется в двух зажимах,
каждый из которых смещен и а 5Э от взаимно параллельного положения (Е — положение закреп-
ления образца); затем зажимы устанавливаются параллельно друг Другу (Р — положение ис-
пытания)
1-я стадия испытания: а — б — образец надрезают;
2-я стадия испытания: а — начинают разрывать образец,
б — выполняют предварительный надрыв образца;
3-я стадия испытания: а —образец разрывается (до конца),
б — образец разрывается (но линия разрыва не доводится до противо-
положного края образца);
F — действующая и противодействующая нагрузка; / — образец
массу и бумага, предназначенная для
печати ценных документов).
Упругость (в г-мм). Рекомендуемый
к стандартизации метод испытания по-
казан на рис. 1.30. Соотношение значе-
о лучшей плоскостности (планшстностп)
листа.
Сжимаемость (в %). Запечатываемый
материал сжимается в направлении,
перпендикулярном плоскости листа бла-
!Рис. 1.27. Изменение механических ха-
рактеристик и впитывающей способно-
-сти в зависимости от размола волокна:
/ — сопротивление продавливанию; 2 — число
двойных перегибов; 3 — разрывное усилие;
4 — сопротивление раздиранию; 5 — впиты-
вающая способность; б — степень размола,
которую обычно ие превышают при изготов-
лении печатных сортов бумаги
ний упругости в машинном и поперечном
направлениях в большинстве случаев
•составляет 2: 1 или больше. Понижен-
ная упругость при прочих сравнимых
характеристиках бумаги свидетельствует
Рис. 1.28. Проведение испытания на со-
противление продавливанию: манометр
Р служит для измерения давления, ин-
дикатор h — для измерения высоты вы-
пучивания:
/ — прижим образца; 2 — образец; 3 — рези-
новая мембрана; 4 — испытуемая поверхность
10 см2; 5 — сжатый воздух
годарй своим упругопластическим харак-’
теристикам. Пластическая упругость об-'
условливает реакцию релаксации. Пря-
мые методы измерения — печатные прес-
сы, определение твердости по Бринеллю
(для картона). Косвенные методы изме-
рения — определение гладкости контакт-
ными методами под давлением.
F= переменная
Рис. 1.29. Испытания на сопротивление излому (0 — положение закрепления образ-
ца; 1, 2—положения изгиба в двух направлениях):
а — испытание на двойной перегиб. Проводится для бумаги толщиной до 0.25 мм (F^ -10 —
максимальное усилие пружины; Fq—7.7 Н — предварительная нагрузка; /о =*90 мм — длина сво-
бодно закпгяленного образца);
б — испытания иа длительное сопротивление изгибу по Шопперу и Келер-Молину (F— посте
янная нагрузка, регламентируемая условиями конкретных испытаний, как правило, равна 0.1
разрывного усилия; а — угол перегиба, одинаковый для обоих направлений, составляет, кан
правило, 156°)
1—образец. 2 — F (переменная нагрузка), 3—F (постоянная нагрузка)
Пыление. 11естандартизованный метод
опредслс ния с помощью прибора, разра-
ботанного институтом графической тех-
Рис. 1.30. Определение упругости по ме-
тоду свободного провисания:
Р— образец стандартной ширины; S — дви-
жок с указателем степени свободного прови-
сания; при /“0 он выравнивается с образцом
Р и вместе с ним выдвигается вправо до тех
нор. пока угол прогиба а края образца не
составит 43°; в этот момент фиксируют зна-
чение свободного выхода движка /; значение
упругости В определяют по формуле
Я-0,125 Р-отА,
где удельная масса испытуемого образ-
на в г/м2; / —смещение движка S и образ-
ца Р
кики в Лейпциге — сильный воздушный
поток обдувает образец для испытаний,
имеющий форму полоски; увлекаемая
Рис. 1.31. Зависимость степени пыления
(определение по методу ПГТ, Лейпциг)
от относительной влажности воздуха;
1—газетная бумага; 2— бумага для высо-
кой печати; 3 — офсетная бумага; 4 — бума-
га для глубокой печати
пыль связывается покрывающим поверх-
ность стеклянной пластинки клеем; ее
колпчсс1во определяется фотометрически.
При нормальной относительной влаж-
ности воздуха (65%) наблюдается наи-
большее пыление, оно увеличивается с
повышением мягкости бумаги (рис. 1.31
и 1.32). Пыление возникает при разрез-
ке бумаги тупыми ножами, недостаточ-
ном отсосе плохо связанных волокон и
Рис. 1.32. Зависимость степени пыления
(определение по методу ИГТ, Лейпциг)
от объемной массы бумаги:
1—тонкая печатная бумага (масса 1 м2 43 г);
2— тонкая печатная бумага (масса 1 м2 54 г)
наполнителей, чрезмерной сушке бумаги,
загрязнении воздуха, неправильных ус-
ловиях транспортировки, плохом хране-
нии и переработке, некачественной упа-
ковке и т. д.
Прочность поверхности: см. печатно-
технические свойства.
1.3.4.3. Печатно-технические
свойства и их оценка
К этой группе показателей относятся
свойства бумаги, которые преимущест-
венно проявляются при непосредственном
взаимодействии бумаги с печатной кра-
ской и печатной формой.
Степень проклеивания, проклейку
(в г2-м-4-с-1) определяют по методу
лодочки. Показатель характеризует со-
противление бумаги проникновению вод-
ного раствора (чернил). Для определе-
ния степени проклеивания бумаги (рис.
1.33) применяют испытательные чернила
со следующими характеристиками: по-
верхностное натяжение (48=F1,5)X
Х10*3 Н-м-1, вязкость (1,1=FO, 1) X
Х10~3 Па-с, значение pH 1,8=Р0,1 (срок
годности — не более 0,5 года). Увеличе-
ние численного значения показателя
0,6 п?.
—--------— указывает на снижение сте-
t
пени проклеивания, поэтому' за показа-
тель проклейки принимается обратная
величина —=/' (табл. 1.10).
Впитывающая способность, высота
всасывания, влаговосприятие. Определе-
ние высоты всасывания (по Клемму):
через 10 мин после начала испытания оп-
ределяют высоту подъема жидкости в
мм над погруженной частью образца.
Определение впитывающей способности
(по Унгеру): испытуемую поверхность в
100 см2 смачивают, избыток влаги уда-
ляют встряхиванием (образец перевора-
чивают), после чего определяют разницу
в массе. Определение впитываемости про-
мокательной бумаги (по Далину): на
полоску невпитывающей подложки на-
носят каплю испытательных чернил, по-
верх помещают испытуемый образец;
подложку и образец вместе пропускают
между двух валиков. Затем измеряют
образующееся пятно.
Взаимодействие бумаги с жидкостя-
ми, вызывающими набухание (гидро-
фильными) и не вызывающими набуха-
ние (олеофильными) неодинаково. Жид-
кости, вызывающие набухание и являю-
щиеся растворителями, закрывают поры
и тем самым препятствуют капиллярной
активности структуры; влаговосприятие
регулируют проклеиванием бумаги.
Применяют также и другие методы
определения восприятия жидкостей бу-
магой.
Таблица 1.10.
Степень проклейки
Характер проклеивания бумаги /, г® -М““Л‘С 1 м4-с-г~2
Полностью проклеенная * Проклеенная на три четверти ] 1рок.1еепная наполовину Проклеенная на четверть Непроклеенная 10 10—100 100—500 500—1000 1000 0,100 0,010—0,100 0,002—0,010 0,001—0,002 0,001
* Пригодна для письма чернилами (определение пригодности
для письма чернилами выполняется штриховым методом).
Отпарывание. Краска в зависимости
от свойств бумаги, проникая в нее, мо-
жет оставлять след на оборотной сторо-
не следующего оттиска. Процесс может
продолжаться несколько дней. Испыта-
ние на отпарывание проводят на пробо-
печатном устройстве с применением
черной иллюстрационной печатной кра-
ски при давлении 500 Н-см-1 и скорости
ет). Зависимость между непрозрачностью
О и прозрачностью г определяется урав-
нением г+ 0=100%.
Белизна, коэффициент отражения
(в %) Определяют процентную долю
диффузно отражаемого света от верти-
кально падающего на образец светового
потока. Она зависит от спектрального
состава излучаемого света (особенно это
Рис. 1.33. Определение степени проклеивания:
а — метод лодочки; размеры лодочки: основание — 50X50 мм, высота бортиков — 50 мм со всех
2
сторон; значение проклейки определяется по формуле f—0,6 mpjt, где t— продолжительность
«плавания» лодочки (в с) до момента равномерного окрашивания основания, т к—масса 1 м1
образца в г;
6 — метод пенетрацнн с оценкой проклейки при помощи прибора ИГТ, Лейпциг; значение про-
клейки f пнпсделяется по той же формуле, что и при предыдущем методе; t опрсдезясгся как
продолжительность проникновения чернил (в с) до момента снижения белизны оборотной сто-
роны образца наполовину
1— воздействие чернил, 2— образец (лодочка), 3 — наблюдатель, 4 — стеклянная кювета. 5 —
испытательные чернила
печатания 1,5 м-с-'. Оценивают отма-
рываннс непосредственно после печата-
ния и через различные интервалы вре-
мени.
Пробивание. Печатная краска, пре-
имущественно низковязкая, проникая в
бумагу, оставляет след на оборотной ее
стороне Возможно то же испытание, что
и при определении отмарыванпя, и ви-
зуальная оценка степени пробивания.
Прозрачность, светопроницаемость
(в %). Определяют пропускание диф-
фузно направленного голубого света:
оно должно быть значительным для
прозрачной чертежной бумаги и неболь-
шим для печатной бумаги.
Непрозрачность (в %). Отношение
белизны, измеренной при зеленом свете,
одного образца, помещенного на черную
пластину-подложку, к белизне стопки
образцов избыточной толщины (когда
подложка уже заведомо не просвечива-
сказывается при испытаниях тонирован-
ной и оптически отбеленной бумаги).
Измерение проводят при длине волны
460=f5 нм и 40Т5 нм (лейкометр Цейс
с голубым фильтром).
Блеск (глянец). Стандартизованные
методы испытания отсутствуют, несмот-
ря на многочисленные возможности из-
мерения глянца. Производят сравнение
с эталонами либо визуально — в наклон-
но направленном свете, либо с помощью
фотометра Пульфриха или специальны<
приборов по Рейману, Ланге, Цейсу
(Спекол).
Гладкость. Определение по Бекку -
рис. 1.34. Другие возможные методы
оценки: измерение профиля поверхности
с помощью «светового сечения» на мик-
роскопе Линника, снятие профилограмм
поверхности на профилографе, оценка
поверхности, например определением
глянца при освещении под углом 1—3°.
2
35
сценка значений оптических плотностей
на оттисках, полученных в пробопечат-
ных устройствах
Вследствие структурных особенностей
бумаги верхняя сторона имеет большую
гладкость, чем сеточная; соотношение
гладкости по сторонам листа не должно
быть больше чем 1,3:1. С понижением
гладкости бумаги необходимо снижать
линиатуру растра, используемого при
изготовлении иллюстрационной печат-
ной формы, так как при печатании на
чественных групп бумаги предусмотрены
пределы размеров и максимально допу-
стимое число соринок.
Абразивные частицы. При испытаниях
образец бумаги длиной 10 см при ли-
нейной нагрузке 10 И-см-1 перемещают
по предметному стеклу; после этого стек-
лянную пластинку рассматривают в на-
клонно падающих лучах света и оцени-
вают следы от абразивных частиц.
Значение pH. Определяют кислот-
ность водной вытяжкой. Этот показатель
Рис. 1.34. Устройство прибора для
определения гладкости по Бекку:
о-=50,662 кПа (380 мм рт. ст ). Ь=~
=47.995 кПа (360 мм рт. ст ). / — об-
разец. 2 — нагрузка. 3 — резиновая
пластинка. ' — стеклянная пластинка
с измерительной поверхностью 10 см2.
5 — вакуумный насос. 6 — основание,
7 —вакуумный сосуд такого объема,
чтобы при выравнивании давления
от 50.GG2 кПа до 47.995 кПа между
образцом бумаги и стеклянной плас-
тинкой просочилось 10 мл воздуха;
F — усилие нагружения (яри нормаль-
ных испытаниях при измерениях дав-
ление составляет I05 Па). Мерой глад-
кости является продолжительность про-
сасывали я 10 мл воздуха между об-
разном и стеклянной пластинкой (в с)
менее гладкой бумаге требуется увели-
ченный слой краски. Это ухудшает ус-
ловия тоновоспроизведеппя. Снижение
интервала воспроизводимых тонов про-
исходит также из-за некоторого сниже-
ния глянца на участках от гиска, покры-
тых краской. Нежелательные явления
могут наблюдаться при повышенной
гладкости бумаги — плохое краско- и
влаговосприятпе, ухудшенная сжимае-
мость и т п.
Выщипывание. Испытание проводят
с применением пробопечатного устройст-
ва ПГТ: при использовании стандарти-
зированной печатной краски, печатая с
постоянным давлением (200 Н-см-1),
повышают скорость печагания до тех
пор, пока нс возникнет выщипывание
волокон с поверхности бумаги. Начало
выщипывания опрстеляют визуально и
оценивают по значениям скорости печа-
тания для двух характерных моментов.
Момент А (табл. 1.11): с поверхно-
сти бумаги приподнимаются лишь слабо
закрепленные частички; момент Б:
вырываются или приподнимаются участ-
ки значительных размеров — эго начало
собственно выщипывания (см. также
3.3.1, рис. 3.14 и 3.1 о)
Сорность. Определяют соринки на
поверхности бумаги, отчетливо различи-
мые глазом; они идентифицируются по
размеру и количеству. В технических
характеристиках различных видов и ка-
Таблица 1.11.
Характеристика мелованной бумаги
по прочности поверхности
к выщипыванию
Скорость
нробопечагного
устройс гна при
начале выщи-
пывания,
м.е-1
Оценка бумаги
<0,4
0,4—0,7
0,7—1,0
1,0—1,3
1,3-1,6
>1,6
Практически непригод-
на для печати
Недостаточная проч-
ность к выщипыванию
Умеренная прочность к
выщипыванию
Нормальная прочность
к выщипыванию
Высокая прочность к
выщипыванию
Очень высокая проч-
ность к выщипыванию
характеризует стойкость бумаги к ста-
рению, что особо существенно для бума-
ги, предназначенной для документов, ар-
хивного хранения, технических видов бу-
маги. Кислотность печатной бумаги
влияет па закрепление краски (требуе-
мое значение рН^5); кислотность офсет-
ной бумаги, кроме того, влияет на пове-
дение печатной формы, условия ее ув-
лажнения (требуемое значение pH 3^4.5)
Чистое волокно имеет нейтральную ре-
акцию; кислая пли щелочная реакция вы-
тяжки указывает на особенности прове-
дения химической варки волокнистого
материала, отбеливания, протравлива-
ния, на наличие осажденных веществ
или добавок. Значение pH и степень за-
буферивания оказывают влияние на
проклеивание бумаги.
1.4. Печатные краски
1.4.1. Введение
Печатная краска должна соответст-
вовать способу печати и свойствам за-
печатываемого материала. Печатные
краски, как правп ю, различают по спо-
собу печати и виду запечатываемого
материала мпример. офсетные печат-
ные краски для мелованной бумаги);
иногда краски различают также по спо-
собу сушки (например, краски горячей
сушки) пли по назначению печатного
изделия (например, краски для печати
упаковок).
В зависимости от способа печати раз-
личаю! краски
для высокой печати: высокая прямая,
высокая офсетная, флексографская пе-
чать;
для плоской печати: офсетная печать,
литографская печать, фототипия, печать
по жести;
для глубокой печали: ракельная глубо-
кая печать, гравюра па меди, гравюра
на стали;
для печати через сетку, шелкотрафарет-
ная печать (трафаретная печать).
В зависимости or назначения разли-
чают краски
для пробной печати — для получения
пробных оттисков;
<91.ч печати акциденций — изделий огра-
ниченного срока пользования (бланки,
бланки для писем, приглашения и т. д.);
для печати и одновременного тиснения
на переплетных крышках;
для закрашивания обрезов книжных
блоков;
для печати на тонкой печатной бумаге
(например, словарей);
крепкие краски — черные краски для
литографской печати па ручных прессах
и плоскопечатных машинах;
карбоновые краски—для печатания
листов копировальной бумаги;
книжные и иллюстрационные печатные
краски — для высокой печати на нату-
ральных сортах бумаги;
Значение pH на поверхности может
быть оценено прямым измерением ув-
лажненной бумаги с помощью поверх-
ностного электрода.
В технических характеристика^ бума-
ги большей частью указывается значе-
ние pH 4,5 — 5 (для мелованной бума-
ги — максимум 9.5).
для печати на высокосортной печатной
бумаге — специальные краски для высо-
кой и плоской офсетной печати, для пе-
чати с медных и стальных гравюр по
особым требованиям.
Особые оптические свойства опреде-
лили наименование красок:
кратки двойного тона (чнухтоновые)
иллюстрационные 1 раскп с .маслораство-
римым красителем; образуют вокруг
растровой точки ореол иного, чем
цвет краски, топа, созтавая впечатление
дв) хкрасочного оттиска;
светящиеся краски флюоресцируют при
коротковолновом облучении;
реагирующие краски образуют витимое
изображение при химическом и (или)
физическом воздействии;
металлизированные краски дают метал-
лический блеск, вызываемый наличием
металлических пигментов, окрашенных
красителями 1в противоположность брон-
зовым печатным краскам):
краски дневного света при дневном све-
те обладают повышенной интенсивно-
стью:
фоновые краски —сильно осветленные
пас гелеобразные краски. используемые
для печати плашек.
1.4.2. Состав красок
Состав печатных красок и соответст-
венно их свойства очень различны, по-
скольку разнохарактерные требования
не могут быть реализованы в универ-
сальной печатной краске Различные ка-
чественные требования вызвати необхо-
димость разработки помимо обычных
полиграфических красок также и спе-
циальных красок, которые зтесь не рас-
сматривают I я.
Печатная краска состоит из красяще-
го вещества, пленкообразующего веще-
ства. растворнтетя и вспомогательных
веществ.
Красящие вещества — общее наиме-
нование всех придающих цвет веществ
(пигменты, красочные лаки, красители).
Характеристики и вводимые количества
красящих веществ определяют цвет, ин-
тенсивность, чистоту печатной краски.
Под воздействием физических или хими-
ческих факторов красящие вещества из-
меняются, при определенных условиях —
весьма существенно.
К красящим веществам, используе-
мым в печатных красках, относятся:
Неорганические пигменты
натуральные неорганические пигмен-
ты (практически не имеют применения),
синтетические неорганические пиг-
менты.
Цветные пигменты: окислы железа,
железоцианиновые пигменты
(например, мплори), хромовые пиг-
менты.
Белые пигменты: сульфат бария, дву-
окись гитана.
Черные пигменты: сажи, черные окис-
лы железа.
Пигменты с эффектом металла: золо-
тистая и серебристая бронза.
Органические пигменты
натуральные органические пигменты
(практически не имеют применения),
синтетические органические пигменты:
азопигменты, фталоцианины, щелоч
поземельные соли азокрасителей и др.
Органические красители
натуральные органические красители
(практически не имеют применения),
синтетические органические красите-
ли: например, азокрасители, трифе-
нилметановые красители.
Пигмент в обычном состоянии прак-
тически нерастворимое неорганическое
красящее вещество (табл. 1 12 и 1.13).
Пигменты помимо оптических свойств
печатных красок в известной степени
определяют также их реологические ха-
рактеристики.
Таблица 1.12.
Сажевые пигменты для печатных красок
Субстрат — нерастворимое бесцвет
ное вещество, участвующее в образова-
нии красочных лаков.
Красочный лак — красочное средство,
образующееся при осаждении водорас-
творимых органических красителей на
субстрате.
Краситель — в противоположность
пигменту — в обычном состоянии раство-
римое органическое красящее вещество
Пленкообразующие вещества. Эта со-
ставная часть печатных красок имеет
существенное значение для формирова-
ния красочной пленки на оттиске. Плен-
кообразующие вещества связывают час-
тички пигмента друг с другом и с запе-
чатываемым материалом и после сушки
образуют совместно с неиспаряюшимнся
вспомогательными составными частями
краски пленку на запечатываемом мате-
риале (табл. 1.14 и схема 1.1).
Пленкообразующее вещество являет-
ся высокомолекулярным соединением.
Оно в существенной степени определяет
механическую прочность, прочность за-
крепления и блеск красочной пленки,
В перспективе во все большем объеме
будут использоваться олигомеры, являю-
щиеся одновременно растворителями;
краски на их основе закрепляются бла-
годаря энергии излучения (табл. 1.14
и 1.15).
Растворители. Жидкости, растворяю-
щие пленкообразуюшие вещества; боль-
шей частью это органические соединения,
которые после печатания диффундируют
и (или) испаряются из красочной пленки.
Благодаря растворителям пигменты и
пленкообразующие вещества приобрета-
ют состояние, позволяющее работать с
ними. В красках для высокой и офсет-
ной печати применяются высококипящие
минеральные масла, в красках для глу-
бокой и флексографской печати — низко-
Наименование Средний ди аметр частиц, мкм Удельная понерх- НО^ТЪ, ма/г Применение При vie р
Канальная сажа
Тур: High colour (НСС-3) 0,013 980 Глубокая печать Neospectra- mark II
Long flow (LFC-2) 0,025 520 Высокая и офсетная печать Peerless
Пламенная сажа
Тур: Long flow (LFF-1) 0,022 155 То же Peerless 155
Medium flow (MFF-1) 0,027 ПО » Raven 35
Таблица 1.13.
Примеры органических пигментов, применяемых в печатных красках
Цвет, ин текс Пигмент Устойчивость к свету. Пол- ный тон (вы- сокан печать), баллы по стандарт. шкале (ГДР) Устойчивость к нагреванию, °C Удельная по- верхность, М’/Г Средний размер частиц, мкм
Желтый 17 Диазопигмент без лакообра- зующих групп 6 170 73 0,05
Желтый 10 Моноазопигмент без лакооб- разующих групп 7 140 16 0,25
Красный 68 Кальциевая соль моноазо- красителя нафтолового ряда 4 200 12 0,20
Красный 7 Моноазопнгмент нафтол— AS—ряда без лакообразую- щнх групп 6—7 140 13 0,09
Красный 81 Красочный лак основного красителя с комплексной фос- форно-молибденово-вольфрамо- вой кислотой 5 160 49 0,06
Голубой 15 Фталоцианин 7—8 ‘200 57 0,08
Зеленый 7 Хлорированный фталоцианин 7—8 230 51 0,06
Таблица 1.14.
Применение пленкообразующих веществ
Пленкообразуюшпе вещества । Высокая печать Флексограф- ская печать Офсетная печать Глубокая печать Шелкотрафа- ретная печать
1. Натуральные смолы 1.1. Смолы (+) + 4-
Шеллак, канифоль
1.2. Минеральные смолы 4-
1.3. Битхмные смолы 4- 4- 4- 4-
Асфальты (смолистые остатки обогащения нефти)
2. Производные целлюлозы 2.1. Эфиры (нитраты, ацетаты, нитроацетаты) 4- +
2.2. Метил- и бензилцеллюлозы (+) (+) (+) (+)
2.3. I пдроксиэтилцсллголоза (+) + (4 ) (4 )
3. Синтетические смолы 3.1. Кумароновые смолы + + 4- 4- 4-
3.2. Терпеновые смолы + + -|- 4- 4-
3.3. Каучуканалоги 3.4. Виниловые смолы — спирты + 4- 4- 4- 4-
— хлориды — ацетаты — ацетат — хлориды + 4- 4-
Продолжение тавч. l.M
Пленкосбразуюшис пешее 1ва Высокая печать Флексограф- ская печать Офсетная печать Глубокая печать Шелкотрафа- рстная печать
— ацетали
— бутирали
3.5. Поливинилиденхлорид/полимер несимметриче- + + +
ский дихлорэтилен
3.6. Формальдегидные смолы
— фенольные
— модифицированные канифолью + + + + +
— мочевинные или меламиновые (+) +
3.7. Алкидные смолы + +
3.8. Акрилатные смолы + (+) +
3.9. Полиамидные смолы + + +
( + ) Применение ограничивается красками специального ассортимента.
Таблица 1.15.
Характеристики важнейших растворителей печатных красок (разбавителей)
Растворители печатных красок Температура кипения, °C Температура возила иенения. Индекс испарения (эфнр-1)
Спирты
1. Этанол 78 18 8,2
2. Этиленгликоль 195—202 111 625
3. Этилгликоль 132—136 42 43
4. Циклогексан 155—165 68—72 403
5. Изопропанол 82,4 14—18 9,5
6. Метилгликоль 122—127 37 34
Эфиры
7. Этилацетат 75—77 —9 2,8
8 Бутиланетат 123—127 24 12,1
9. Метилгликольацетат 138—152 44 30
Углеводороды
10. Легкий бензин 80/110 80—100 20 3,5
11. Легкий бензин 100'140 100—140 5 7,5
12 Чистый бензин 13Э—203 33 50
13. Толуол 109,5—110,5 7 3
11 Ксилол 139-140 23 13,5
Кетоны
15. Метилизобутнлкетон 114—117 15 6,7
кипящие органические соединения
(табл. 1.16).
В качестве растворителей в иллюстра-
ционных красках глубокой печати преи-
мущественно используется очищенный
толуол, в красках глубокой печати, при-
меняемых для печатания упаковок, и в
флексографских красках—главным об-
разом спирты, эфиры, кетоны и легкие
бензины. В красках для печатания упа-
ковок пищевых продуктов в качестве
растворителя предпочтение отдается эти-
Испарение
Схема 1. 1. Пленкообразование при закреплении печатных красок
Полимеризация, конденсация
Краски для шелко-
трафаретной печати
Краски для же СТ И
Окисление
Краски глубокой
печати, флексо-
графские краски
для пленки
Основная часть красок
“I глубокой
печати,
флексограф-
ских красок
и красок
для газовой
сушки
Краски горя чей сушки, шелкотрафа- ретные крас- ки для фольги
Шелкотра- фаретные краски Основная часть типо- графских и офсетных красок
Типографские и офсетные
краски для невпитывающих
запечатываемых материалов,
шелкотрафаретные краски
Краска,за- крепляемая влагой; краска, за- крепляемая паром
Высаживание
Типографские и офсетные краски для
печати на рулонных машинах на
бумаге машинного мелования
Охлаждение
Термокраска
Пенетрация
Таблица 1.16.
Характер пленкообразования при закреплении печатных красок *
Характер пленкообразования Вид печатных красок
Впитыванием (пенетрация) Краски для плоской и высокой пе- чати
Испарением Краски для глубокой и флексограф- ской печати, краски горячей сушки, например, для шелкотрафаретной пе- чати
Полимеризацией, конденсацией Краски для плоской, высокой, шел- котрафаретной печати
Высаживанием Гелеобразованием при охлаждении Отверждением, оплавлением Электростатические печатные крас- ки
* Часто при закреплении краски наблюдается несколько форм пленкообразо-
вания одновременно.
ловому спирту, так как он обладает
слабым остаточным запахом. Органиче-
ский растворитель в этих красках стре-
мятся заменить водой.
Растворители для плеикообразующих
веществ называют связующими.
Вспомогательные вещества: сиккати-
вы— для ускорения сушки окислением;
воскообразные пасты — для улучшения
прочности к истиранию; гелеобразные
пасты — для регулирования реологиче-
ских свойств или достижения эффекта
тиксотропии; смачиватели — в качестве
диспергирующих средств; средства для
защиты кожи, парфюмерные средства,
пеногасители, противоотмарывающие
средства и т. п.
1.4.3. Испытания (контроль)
печатных красок
Свойства печатных красок могут быть
оценены путем соответствующих испыта-
ний, однако для некоторых из них нет
надежного совпадения между измерен-
ными значениями определяемого показа-
теля и реальными печатно-техническими
свойствами. В сомнительных случаях
для полной оценки свойств красок реко-
мендуются практические испытания.
Многочисленные факторы, влияющие на
свойства красок, должны поддерживать-
ся по возможности постоянными и точ-
но учитываться при испытаниях. Особо
рекомендуются сравнительные испыта-
ния. Основной предпосылкой для оценки
показателей, характеризующих взаимо-
действие печатной краски с запечатыва-
емым материалом, является определен-
ная толщина красочного слоя. Взаимоот-
ношения многочисленных факторов при
печатании показаны на схеме 1.2.
Ниже рассматриваются некоторые ха-
рактеристики печатных красок и методы
их оценки. Подробные описания этих
методов, как правило, не приводятся,
так как отдельные приемы испытаний
могут варьироваться в достаточно ши-
роких пределах.
Кроющая способность — свойство пе-
чатной краски перекрывать структуру и
цвет подложки.
Красящая способность (красящая си-
ла)— способность печатной краски из-
менять цветовой тон белил или цветной
краски. Красящая сила — количествен-
ная характеристика красящей способно-
сти; она тем больше, чем сильнее при
добавлении испытуемой краски изменя-
ется цветовой тон другой краски или
окраска бесцветного материала; иными
словами, — чем меньше потребуется пе-
чатной краски для необходимого измене-
ния цветового тона другой краски. Кра-
сящая сила оценивается лишь относи-
тельно.
Прочностные свойства. Испытания
проводят с печатным оттиском, оцени-
вая его отношение к различным хими-
ческим и физическим воздействиям. Про-
водятся испытания на светостойкость, ус-
тойчивость к воде, стерилизации, лаки-
рованию, сырам, пищевым жирам, пара-
фину, воску, пряностям, щелочам, мылу
и моющим средствам, нагреву.
Прозрачность — свойство печатной
краски, противоположное кроющей спо-
Схема 1.2. Взаимосвязь между краской, запечатываемым материалом
и печатной машиной
Внешние факторы
— Климатические условия
Факторы печатной крас-
ки
— Вязкость
— Липкость
— Способность к высы-
ханию
— Концентрация пигмен-
та
— Влаговосприятие (при
офсетной печати)
— Адгезия
— Интервал испарения
растворителя (разгон-
ка) и др.
Машинные факторы
— Давление печати
— Длительность контакта
— Качество наката краски
— Подача воды (при оф-
сетной печати) и др.
Факторы запечатывае-
мого материала
— Пористость
— Смачиваемость
— Значение pH
— Гладкость
— Прочность и др.
собности и характеризующее просвечи-
вание покрытой краской подложки или
находящихся на ней красочных слоев
(при многокрасочной печати); в про-
зрачных красках пигмент не обладает
сколько-нибудь существенным светорас-
сеянием.
Липкость характеризуется усилием,
которое требуется для расслоения кра-
сочной пленки между вращающимися
валиками или между печатной формой
и запечатываемым материалом.
Вязкость — показатель текучести пе-
чатной краски, оценивается при опреде-
ленных условиях испытания, например,
с помощью стержневого вискозиметра,
ротационного вискозиметра, воронки
и др.
1.4.4. Краски для высокой печати
1.4.4.1. Свойства
Краски высокой печати для высоко-
скоростных рулонных машин в противо-
положность краскам для листовой печа-
ти обладают пониженной вязкостью и
липкостью. Невозможно дать однознач-
ной количественной характеристики рео-
логических свойств и вязкости печатной
краски, так как эти характеристики раз-
личны для разных красок и изменяются
в зависимости от факторов, участвую-
щих в печатном процессе (машина, бу-
мага, климатические условия).
Свойства красок при использовании
их на определенной машине и для печа-
тания на определенной бумаге можно
изменять в известных пределах с помо-
щью вспомогательных средств. Для при-
веденных ниже условий печатания мож-
но указать следующие средние интерва-
лы вязкости краски (по стержневому
вискозиметру при 25° С; напряжение
сдвига 102—10'‘ Па):
Для рулонных машин
высокой печати........ 2—5 Па-с
Для рулонных офсет-
ных машин............. 5—20 Па с
Для листовых машин
высокой печати........ 20—80 Па с
Для листовых офсет-
ных машин............. 20—100 Па с
Все краски в большей или меньшей
степени обладают выраженными струк-
турной вязкостью и тиксотропией, вслед-
ствие чего затрудняется точная оценка
вязкости.
При печатании на рулонных маши-
нах высокой печати и рулонных офсет-
ных машинах низкая вязкость красок
обеспечивает хорошую краскопередачу;
пониженная липкость этих красок пре-
пятствует выщипыванию при высокой
скорости печатания. Краски не должны
брызгать и пылить. Пленкообразование
в таких системах происходит за счет аб-
сорбции.
Склонность красок к стиранию и от-
парыванию должна быть в таких грани-
цах, чтобы обеспечивать требуемое ка-
чество печатной продукции. На впиты-
вающей бумаге машинной гладкости
краски не должны пробивать. Отмарыва-
Рис. 1.35. Стадии закрепления типограф-
ских и офсетных печатных красок, высы-
хающих окислением:
физическое закрепление: пенетрация раствори-
теля, переход пленкообразователя в гель (об-
разование мягкой, дающей отлип пленки);
химическое закрепление: пленкообразоваиие
проходит преимущественно окислением, упроч-
нение пленки до предельного состояния; пунк-
тиром показана зона, в которой при опреде-
ленных условиях происходит нагрев н размяг-
чение пленки (опасность склеивания)
ощущается мягкой и дает отлип). >же
во время этого процесса, постепенно за-
медляющегося, начинается стадия окис-
ления. Скорость окисления зависит от
количества и вида сиккатива и химиче-
ской структуры составных элементов
краски, склонных к закреплению окисле-
нием (рис. 1.35 и 1.36).
Окисление
Рис. 1.36. Доля абсорбционной и окис-
лительной сушки в зависимости от запе-
чатываемого материала:
/ — жесть и пленка; 2 —пергамент, подпер-
гамеит; 3 — мелованная и сильно каландри-
рованная бумага: 4— матовая каландрирован-
ная бумага; 5 — бумага машинной гладкости
ине и пробивание печатной краски зави-
сят не только от ее свойств, но и от
свойств бумаги.
Краски высокой печати для листовых
машин обладают высокой вязкостью; их
липкость соответствует условиям работы
листовой печатной машины (относитель-
но большая продолжительность контак-
та). Оба этих параметра могут быть
изменены добавками вспомогательных
веществ.
Современные печатные краски, имея
высокую концентрацию пигмента (14—
25% органических пигментов), облада-
ют высокой светостойкостью и чистотой
цветового топа, быстро закрепляются,
имеют хорошую механическую прочность
красочной пленки. На мелованной бума-
ге краска образует пленку, обладающую
блеском. Блеск пленки в существенной
степени зависит от собственного глянца
применяемой печатной бумаги.
Пленкообразоваиие проходит в не-
сколько стадий, которые наступают одна
за другой. Вначале происходит диффу-
зия низковязкого растворителя в капил-
ляры бумаги. При этом пленкообразую-
щее вещество остается на поверхности
бумаги в виде геля (па этой стадии кра-
сочная пленка при легком ее касании
Скорость пленкообразования, кроме
того, зависит от температуры, влажно-
сти воздуха и бумаги, значения pH бу-
маги и др. (рис. 1.37 и 1.38).
Требуемые свойства флексографских
печатных красок определяются характе-
ристиками запечатываемого материала
(бумаги, картона, фольги) и условиями
его последующей обработки. Поскольку
флексографская печать находит преиму-
щественное применение при печатании
на упаковочных материалах, часто предъ-
являются специфические требования к
упаковываемым продуктам: они не долж-
ны разрушать красочную пленку. Осо-
бые требования предъявляются также к
сцеплению пленки с запечатываемым
материалом, прочности к перегибам. По-
скольку запечатываемые материалы
очень различаются по своему сродству
с красками и по прочности сцепления с
красочной пленкой, имеется широкий ас-
сортимент красок для флексографской
печати. Пленкообразоваиие в этих крас-
ках происходит за счет испарения рас-
творителя, большей частью под воздей-
ствием тепла. Растворитель должен быть
быстроиспаряющимся и слабо пахнущим.
Красочная пленка при печатании на
упаковках после высыхания не должна
иметь запаха. который мог бы перейти
на упаковываемый продукт. Она должна
высыхать, хорошо сцепляясь с запечаты-
ваемым материалом. Растворитель не
ка. Составные части красок, применяе-
мых для печатания на упаковках пище-
вых продуктов, при пользовании этими
упаковками не должны переходить на
затаренные продукты.
Рис. 1.37. Зависимость продолжительно-
сти закрепления краски окислением от
значения pH
должен воздействовать па материал ва-
ликов и печатной формы (например, ре-
зину). Для регулирования высыхания
поставляются ускоритель, замедлитель
и разбавитель.
Рис. 1.38. Зависимость продолжительно-
сти закрепления краски окислением от
значения pH и относительной влажно-
сти
Запечатываемый материал при опре-
деленных условиях использования дол-
жен соответствовать особым требовани-
ям — быть пригодным и стойким к пара-
финированию и другим видам обработки.
Если печатные изделия при их использо-
вании подвергаются значительному
воздействию трения, красочную пленку
можно защитить слоем бесцветного ла-
1.4.4.2. Испытания красок
высокой печати
Степень перетира определяют путем
распределения небольшого количества
краски с помощью пластинки-ракеля по
клинообразной канавке специального
прибора (гриндометра).
Красящая сила, интенсивность оцени-
вается путем подмешивания к краске
белил (их предварительно взвешивают)
и визуального наблюдения осветленного
цветового тона.
Реологические свойства. Вязкость оп-
ределяют с помощью ротационного вис-
козиметра. вибрационного вискозиметра,
вискозиметра с падающим стержнем.
Значения вязкости существенно отлича-
ются друг от друга в зависимости от
типа используемого для измерений при-
бора. Для практических целей лучше
других подходит вискозиметр с падаю-
щим стержнем.
Для грубой ориентировки вязкость
можно оценивать по диаметру пятна
растекания.
Тиксотропия. Надежный метод опре-
деления отсутствует.
Липкость. Субъективное испытание —
па ощупь, путем оценки сопротивления,
оказываемого краской при разделении;
объективное испытание — с помощью
прибора лппкометра (такметра) по сте-
пени усилия, затрачиваемого па враще-
ние соприкасающихся валиков, покры-
тых краской.
Высыхание на машине. Показатель
важен для современных красок, высыха-
ние которых заметно уже в машине; ис-
пытание может производиться с помо-
щью лппкометра, поскольку, как прави-
ло, при высыхании липкость за короткий
период времени растет очень быстро. При
другом методе фиксируют время, необ-
ходимое для достижения определенной
стадии высыхания красочной пленки
стандартной толщины.
Склонное :ъ к пылению. Определяют
долю печатной краски, сбрасываемую
вращающимися валиками; для испыта-
ний может использоваться липкометр.
Точные данные, однако, могут быть по-
лучены только в ходе испытания па пе-
чатной машине.
1.4.4.3. Испытания красок
высокой печати при их
взаимодействии с
запечатываемым материалом
(см. также 1.3.4.3)
Для этих испытаний необходимо из-
готовить в стандартных условиях печа-
ти пробные оттиски, соблюдая также
определенные климатические условия во
время их изготовления и хранения.
Чрезвычайно большое влияние на резуль-
таты испытаний оказывает толщина слоя
печатной краски.
Отмарывание. Скорость образования
и закрепления красочной пленки, а так-
же ее склонность к отмарыванию непо-
средственно после печати определяют с
помощью пробопечатного устройства
путем прижатия к оттиску через различ-
ные периоды времени контрольного об-
разца бумаги.
Блеск (глянец). Оттиски, полученные
на пробопечатном устройстве, оценивают
визуально и по шкале глянца распреде-
ляют по ступеням. Количественные из-
мерения производят с помощью регистри-
рующего фотометра с поворотной голов-
кой для рефлексных измерений образца;
пригоден прибор Спекол (К. 11ейс,
ГДР) с приставкой для измерения
глянца.
Прочность к истиранию. Механиче-
скую прочность красочной пленки опре-
деляют путем истирания стандартной
поверхности оттиска контрольным об-
разцом бумаги с определенной нагруз-
кой; оценивают, сравнивая степень исти-
рания испытуемого образца с истирани-
ем стандартной шкалы либо измерением
оптической плотности контрольного об-
разца бумаги, используемого для исти-
рания.
Устойчивость к воде, лакированию,
щелочам и кислотам, мылам и моющим
средствам, сырам, пищевым жирам, пря-
ностям, парафину и воску. Характери-
стики, специфические для красок, ис-
пользуемых для печатания на различного
рода упаковочных материалах, оценива-
ют методами, предусмотренными соот-
ветствующими стандартами. Стандарт-
ных методов оценки кислотостойкое™
красок еще не существует. Однако из-за
того, что продукты питания содержат
кислоты, рекомендуются предваритель-
ные испытания. Помимо этого необходи-
мы также испытания краски совместно
с упаковочным материалом. Они выпол-
няются аналогично испытаниям на ще-
лочестойкость, однзко воздействие иа
оттиск в этих испытаниях осуществляют
5%-ными растворами соляной, уксусной
или молочной кислоты.
Устойчивость к каландрированию.
В качестве предварительного испытания
рекомендуется следующий метод. Запе-
чатанная и незапечатанная тиражная
бумага лакируется в машине или в уст-
ройстве типа клеемазального станка
(наносимое количество лака—15 г/м2);
из этих листов вырезают круглые образ-
цы, складывают друг с другом лаковыми
слоями внутрь, помещают между стеклян-
ными пластинками и выдерживают в те-
чение 2 ч при 80° С под нагрузкой
150 г/см2. Если на оттиске и на незапеча-
танной бумаге не наблюдается изменений,
краску оценивают как стойкую к горя-
чему каландрированию.
Цветовой тон, насыщенность, яркость.
Количественную оценку цветового тона,
насыщенности, яркости осуществляют по
спектрофотометрическим кривым отра-
жения печатных оттисков путем соответ-
ствующих расчетов (см. 2.3.3.2).
Светостойкость определяют согласно
соответствующему стандарту.
Прозрачность, кроющая способность.
Осуществляют визуальную или объек-
тивную оценку оттисков плашки, выпол-
ненных на образце бумаги (или иного
материала), предварительно запечатан-
ном черной краской. Для производствен-
ных целей достаточную точность дает
измерение с помощью денситометра.
Оптическая плотность. Допустима
денситометрнческая оценка для опреде-
ления относительной кроющей способно-
сти печатной краски; при этом испыта-
нии на лабораторном печатном устрой-
стве изготовляются оттиски с
изменяемым количеством краски. Оттис-
ки оцениваются денситометрически;
построенные по измеренным значениям
оптической плотности кривые дают пред-
ставление о количестве краски, требуе-
мом для достижения нужного значения
оптической плотности. При использова-
нии типовых денситометров кривые от-
ражения оцениваемых образцов краски
должны соответствовать или очень близ-
ко приближаться к кривым отражения
основных красок для многокрасочной пе-
чати (см. также 3.3.5).
Выщипывание. Испытания произво-
дят на лабораторном печатном устрой-
стве с применением оцениваемой печат-
ной краски и тиражной печатной бумаги.
Пробивание. Выполняют денситомет-
рическую оценку с оборотной стороны
полученного в стандартных условиях
пробного оттиска после определенного
срока его хранения в нормальных кли-
магических условиях. Пробивание за-
труднительно отличить от просвечивания.
Практически это можно сделать доста-
точно точно, положив под незапечатан-
ную часть измеряемого оттиска другой
пробный оттиск, выполненный с той же
оптической плотностью, что и измеряе-
мый, и измерив оптическую плотность в
зоне ранее измеренного участка. Значе-
ние этого замера вычитают из первого.
Краскопередача на запечатываемый
материал определяется с помощью лабо-
раторного печатного устройства взвеши-
ванием печатной формы до и посте пе-
чатания.
Красковосприятие. Показатель имеет
существенное значение при печати «сы-
рое по сырому». На лабораторном печат-
ном устройстве получают двухкрасочные
оттиски с изменяемым количеством вто-
рой краски. Хорошую возможность
оценки результатов дают денситометры
(при цветных красках более точные ре-
зультаты дают спектрофотометрические
измерения и последующая их оценка).
Пожелтение бумаги (контактное).
Печатную краску выдерживают в стек-
лянном сосуде (например, в течение 4 ч
при 70° С), в навинчивающейся крышке
которого находится контрольный обра-
зец бумаги. Его пожелтение оценивают
фотометрически.
Качество печатного изображения.
Оценивают равномерность пропечатки
плашки, четкость воспроизведения рас-
тровых элементов и равномерность рас-
трового фона путем попарного сравне-
ния пробных оттисков со стандартными
(эталонными) оттисками.
1.4.4.4. Испытания
флексографских красок
Степень передира (размер частичек
пигмента). Определение осложнено тем,
что оригинальную краску нельзя подвер-
гать испытаниям по клину, так как рас-
творитель очень быстро испаряется; ис-
пользование микроскопа для измерения
частиц пигмента также невозможно из-
за слишком высокой интенсивности крас-
ки. Разбавление краски приводит к су-
щественному изменению исходной систе-
мы, так как пигменты при добавке
больших количеств растворителя могут
флоккулировать (группироваться). По-
Си этому изготовители и потребители кра-
сок обычно применяют взаимно согласо-
ванные методики испытаний
Остаток на сетке. Определенное ко-
личество разбавленной краски фильтру-
ется через стандартную сетку (например,
10 000 ячеек на 1 см2). После промывки
растворителем остаток на сетке взвеши-
вается. Нормируется предельное значе-
ние остатка (к примеру, он не должен
превышать 0,1%).
Плотность определяют с помощью
ареометра, а более точно — с помощью
пикнометра. Испытания целесообразны
только для пигментированных флексо-
। рафских красок, так как только в этих
системах может быть четко обнаружено
разбав 1ение.
Вязкость, время истечения. Измеряют
время истечения 100 см3 краски из виско-
зиметрической воронки с отверстием —
дюзой диаметром 4 мм
Склонность к оседанию (седимента-
ции) для пигментированных красок оце-
нивается длительным испытанием пли
экспресс-методом; приемлемые условия:
выдерживание в течение трех дней при
80° С в закрытом сосуде. Примерная,
быстрая оценка — центрифугирование
(центрифуга с качающимся прободержа-
телем). Условия испытания: 5 мин при
5000 об/мин.
Влияние на набухание резины. Под
влиянием растворителя масса резины
может увеличиваться или уменьшаться;
при испытаниях полоски печатной формы
взвешивают и помещают на определен-
ное время (например, на 24 ч) в раство-
ритель или в смесь растворителей; по
окончании испытания, после ута зелия
фильтровальной бумагой избытка рас-
творителя образцы вновь взвешивают.
Одновременно с помощью микрометра
могут быть определены изменения тол-
щины печатной формы (см. также печат-
ные краски д 1я высокой печати).
1.4.4.5. Испытания
флексографских красок при их
взаимодействии
с запечатываемым материалом
Испытания основаны на поручении
пробных оттисков с изменяемой толщи-
ной красочного слоя. При испытаниях
оттиски должны храниться в определен-
ных условиях; необходимо, чтобы перед
соответствующими испытаниями оттис-
ки были хорошо высушены.
Обязательные методы изготовления
пробных оттисков в ГДР еще не уста-
новлены. Для ориентировочных испыта-
ний приемлемы следующие способы по-
лучения красочной пленки. Нз запечаты-
ваемый материал пан ;сят и тотчас же
распределяют по его поверхности с по-
мощью спирали-аппликатора небольшое
количество краски (3—4 мл). Получен-
ная пленка пригодна для немедленных
испытаний на высыхание, а также всех
последующих испытаний.
Спираль-аппликатор представляет
собой металлический стержень диамет-
ром около 5 мм. на который плотно
навита проволока. Диаметр проволоки
(например, 120 мкм) определяет толщи-
ну наносимого слоя краски.
Ьлеск. См. испытания красок для
высокой печати.
Прочность сцепления. На отпечатан-
ный испытуемой краской оттиск накла-
дывают и отделяют с равномерной ско-
ростью полоску липкой ленты. Метод
пригоден только для сравнительных ис-
пытаний.
Высыхание. Определяют продолжи-
тельность образования пленки. Испыта-
ния проводят на стеклянной плас-
тинке.
Склонность к слипанию. Цля испыта-
ния высохшие оттиски укладывают кра-
сочными слоями друг к другу и выдер-
живают. например, в течение 2 ч при
60" С под нагрузкой 1,5-104 Па. Оценку
осуществляют субъективно в соответст-
вии с условиями, оговоренными с про-
изводителем красок.
Причиной слипания большей частью
является слишком высокое удержание
растворителя красочной пленкой. Оста-
точное содержание растворителя в кра-
сочной! пленке может быть определено
количественно весовым методом или ме-
тодом газовой хроматографии
Стойкость к перегибам опредетяют
субъективным испытанием на степень
отслаивания частичек пленки от
запечатываемого материала. Печатный
оттиск сжимают в комок и после рас-
прямления оценивают.
Стойкость к воздействиям. Определя-
ют водоустойчивость, устойчивость к
лаку, щелочсустойчивость. устойчивость
к мылам и моющим средствам, к сырам,
пищевым жирам, парафину и воску, к
пряностям.
Светостойкость, цветовой тон, насы-
щенность, яркость, прозрачность, крою-
щая способность, оптическая плотность.
См. испытание красок для высокой пе-
чати.
Вкусовые испытания. Воздействие
упаковочных материалов па вкусовые
ощущения возмо.кн > при нсправи шных
условиях применения флексографских
печатных красок (например, при недо-
статочной V. 'ЩН-Т„-Т сушильных тсЯп
БОК печати. -\ v .. х- а вытяжке
паров растворителя, неправильных до-
бавках вспомогательных веществ). Сте-
пень влияния красок па вкусовые ощу-
щения определяется в настоящее время
только экспертами при вкусовых испыта-
ниях. Оценка осуществляется статистиче-
скими методами.
Испытание на запах. Во время печата-
ния перед сматыванием полотна запеча-
тываемого материала в рулон от него
отделяют образец для испытаний, поме-
щают в герметически закрытый сосуд
(бюкс с притертой крышкой) и выдер-
живают, например, в течение 30 мин при
60° С. Затем следует сравнительная
опенка на свежем воздухе минимум
тремя экспертами. Положительные ре-
зультаты испытаний па запах еще не
свидетельствуют о степени влияния
краски на вкусовые характеристики упа-
ковываемого продукта.
Миграция пластификатора. Часто в
пленкообразующие вещества для повы-
шения эластичности вводят пластифика-
торы. Склонность пластификатора миг-
рировать из красочной пленки может
привести к снижению ее эластичности,
окрашиванию содержимого упаковки
и т. п. дефектам. Для определения сте-
пени миграции пластификатора рекомен-
дуется следующий метод, оттиск поме-
щают между двумя листами пропитан-
ной пластификатором фильтровальной
бумаги и вместе с ними укладывают
между стеклянными пластинками, на-
пример, на 8 ч при нагрузке 10 Н.
О степени миграции пластификатор.! су-
дят по окрашиванию фильтровальной
бумаги.
1.4.5. Краски для плоской печати
1.4.5.1. Свойства
Офсетные краски для листовой печа-
ти по своему строению и свойствам
очень близки к краскам для высокой пе-
чати. Ряд изготовителей печатных кра-
сок поставляет для листовой печати еди-
ный ассортимент красок. Различие в
свойствах по сравнению с красками для
высокой печати вызывается требования-
ми взаимодействия с увлажняющими
растворами. Из-за постоянного воздейст-
вия воды (даже в красочном ящике)
пигменты должны быть устойчивыми к
воде.
Выбор составных компонентов краски
должен соответ'твовать томе, чтобы
влаговосприятие не Б'/зызал 1 такого
г. >5'.<шения или снижения вязкости и
липкости, которое ухудшило бы печатно-
технические свойства, привело к эмуль-
гированию. изменению структуры краски,
выщипыванию, снижению глянца, устой-
чивое hi к стирашчо, ухудшению высы-
хания.
Влаговосприятие краски зависит глав-
ным образом ог применяемого пигмента;
химическая природа пленкообразуюшеги
вещества и растворителя имеет подчинен-
ное значение При одном и том же свя-
зующем влаговосприятие может состав-
лять для красок на одном пигменте
(Pigincntblau)—8%, на другом (Pig-
mentrot) — 15—20%, на третьем (Toner-
ci eh у drat) — 25—27%.
Применяемый в краске растворитель
не должен воздействовать на офсетное
резиновое полотно
1.4.5.2. Испытания
Для офсетных красок могут приме-
няться те же методы испытания что и
для красок высокой печати
Вследствие применения при офсетной
печати увлажняющего раствора необхо-
димо контролировать краски также и на
их склонность к влаговосприятшо и к
эмульгированию.
Часто целесообразно определять важ-
нейшие свойства (липкость, вязкость,
блсскообразоваппе) для красок, содер-
жащих вл.згх Методически испытания
при этом не изменяются Из-за воздейст-
вия воды, которое нельзя в достаточной
степени имитировать в лабораторном
печатном устройстве, целесообразно ла-
бораторные методы дополнять производ-
ственными испытаниями.
Содержание влаги. Испытуемую пе-
чатную краску растворяют в дпоксане.
Твердые частички удаляют центрифуги-
рованием. Измеряют диэлектрическую по-
стоянную раствора и по кривой, харак-
теризующей зависимость процентной
концентрации воды от диэлектрической
постоянной, определяют содержание вла-
ги в образце краски.
Испытание на эмульгирование. В при-
боре для эмульгирования (модель ИГТ,
Лейпциг) покрытые печатной краской
валики в течение определенного времени
работают в водопроводной воде (напри-
мер. 250 мг краски прн 400 об/мин).
Оценка прои июдится визуально либо ис-
том измерения на фотометре. Данные из-
мерений не всегда согласуются с прак-
тикой. поэтому желательны практические
испытания.
1.4.6. Краски для глубокой печати
1.4.6.1. Свойства
Краски д (я глубокой печати должны
обладать хорошей «выбираемостыо» из
растровых ячеек, безупречно удаляться
ракелем, хорошо совмещаться между
собой и разбавляться растворителем,
обеспечивать хорошую смачиваемость
запечатываемого материала и ранее от-
печатанной красочной пленки. Краски не
должны содержать таких составных час
тей, которые могут вызывать поврежде-
ния печатной формы, должны быстро
сохнуть, а образующаяся красочная
пленка должна обладать хорошей насы-
щенностью, блеском, механической и хи-
мической стойкостью.
Краски глубокой печати для печата-
ния упаковок должны обладать свойст-
вами. аналогичными свойствам флексо-
графских красок.
В противоположность краскам для
высокой и офсетной печати, которые в
большинстве случаев поставляются гото-
выми для печатания, краски глубокой
печати должны предварительно коррек-
тироваться в соответствии с условиями
печатания. При этом вязкость поставляе-
мой краски должна быть снижена до зна-
чения «печатной вязкости». Это учиты-
вается изготовителями красок при их
разработке и производстве, однако нуж-
но обращать внимание на ту роль, ко-
товую играет растворитель в такой си-
стеме. как печатная краска (табл. 1 17).
Выбор растворителя, его максимальное
количество и собственно процесс раз-
бавления должны соответствовать ука-
заниям изготовителя краски. Если пре-
высить допустимые количества, возник-
нут негативные явления: увеличение сте-
пени отмарываиия. снижение интенсив-
ности краски, ухудшение качества эп,:с-
ка (неравномерная печать, п.г-хая града-
ционная передача) и изменение краскопе-
редачн.
Изменение вязкости приводит к из-
менению краскопсредачи. Для сбаланси-
рованной системы печатная машина —
печатная краска — запечатываемый ма
териал снижение и повышение вязкости
нежелательно. Вязкость должна поддер-
живаться постоянной при оптимальном
своем значении.
1.4.6.2. Испытания
Все методы испытаний, рекомендуе-
мые для флексографских красок, с не-
Таблица 1.17.
Действие растворителей
Свойство Толуол Бензин 80/110* * Ослабитель *♦ Ксилол
Изменение вяз- кости Сильное Сильное Небольшое Небольшое
Интенсивность Снижается Снижается Снижается Снижается
краски Цветовой отте- нок Изменяется Изменяется Изменяется Изменяется
Свойства пленки Изменяются Изменяются Изменяются незначительно Изменяются
Изменение высы- хания Нет Ускоряется Нет Замедляется
* Интервал температуры разгонки бензина 80—110° С.
* Раствор пленкообразующего вещества.
значительными изменениями применимы
для красок глубокой печати.
Высыхание. Для печатания на бума-
ге требуемые результаты могут дать ви-
доизмененные испытания на слипание,
при которых через различные периоды
времени оценивается склеивание двух
обращенных друг к другу красочных
пленок под нагрузкой, например в
4,5 МПа.
Градационная характеристика. Полу-
чают оттиски в лабораторном печатном
устройстве на стандартной бумаге. Изо-
бражение на печатной форме — ступенча-
тый градационный клин (с нарастающей
глубиной травления). Сухой оттиск оце-
нивается либо денситометрически, либо
колориметрически. Соотношение между
значениями оптической плотности и со-
ответствующей глубиной травления
формы характеризует обусловленный
свойствами краски выход ее из растро-
вых ячеек. Для этих испытаний может
быть рекомендована пробная печать на
тиражной машине.
Склонность к шлифованию, абразив-
ные свойства. При этих испытаниях
действуют следующим образом: выли-
вают 2 мл краски глубокой печати на
блестяще полированный образец медной
фольги, покрывают его пленочной фоль-
гой толщиной 0,3—0,5 мм, нагружают
грузом в 5 кг и с довольно большой ско-
ростью и небольшой амплитудой 25 раз
перемещают фольгу по образцу меди.
После смывки краски толуолом на по-
верхности медной фольги не должно ос-
таться царапин.
Другие методы испытания см. в раз-
делах 1.4.4.4 и 1.4.4.5.
1.4.7. Краски
для шелкотрафаретной печати
1 4 7.1. Свойства
Краски должны быть низковязкими
и малолипкими («короткими»). Для до-
стижения четких контуров изображения
краски должны обладать управляемым
растеканием (прохождение через сеточ-
ную структуру с сохранением четкого
контура изображения).
Эти требования обеспечиваются бла-
годаря соответствующим образом по-
добранной тиксотропной структуре, пре-
вращение которой в состояние золь —
гель происходит в желаемом направле-
нии под действием сил «разрезания»,
возникающих в шелкотрафаретном спосо-
бе печати. Краски для шелкотрафарет-
ной печати, кроме всего прочего, долж-
ны хорошо проходить через сетку. При
отделении сетки не должны образовы-
ваться тяжи. Отверстия сетки не долж-
ны забиваться краской.
Характеристика красочной пленки, по-
лученной способом шелкотрафаретной
печати, подбирается в зависимости от
назначения оттиска (изделия). Она
должна соответствовать свойствам запе-
чатываемого материала. Наиболее рас-
пространенными требованиями являют-
ся: температурная устойчивость, прочное
сцепление, эластичность. Шелкотрафарет-
ные краски, используемые как защитные
слои при изготовлении печатных плат в
электронном производстве методом трав-
ления, в соответствующих условиях обра-
ботки должны обладать растворимостью.
1.4.7.2. Испытания
Методы испытания большей частью
устанав тиваются по согласованию меж
1.5. Клеи
Клеями преимущественно являются
вещества, состоящие из высокомолеку-
лярных органических соединений, кото-
рые могут связывать склеиваемые эле-
менты благодаря силам адгезии и коге-
зии, без существенного изменения струк-
туры и других свойств склеиваемых со-
ставных частей.
Применяемые в качество клеев высо-
комолекулярные вещества должны обла-
дать способностью растворяться или рас-
плавляться, а также смачивать склеивае-
мые поверхности.
1.5.1. Основы склеивания
При склеивании твердые тела долж-
ны быть соединены с помощью клея та-
ким образом, чтобы образующееся фор-
о 5
Рис. 1.39. Адгезия и когезия при склеи-
вании:
1 — склеиваемый элемент /; 2 — клеящее ве-
щество; .3 — склеиваемый элемент 2; 4 — об-
ласть действия адгезионных сил; 5 — область
действия когезионных сил
тело. Прочность соединения определяет-
ся преимущественно адгезией п когезией
(ри . 1.39).
Адгезия — связь между разнородны-
ми молекулами на основе молекулярных
сил, обусловливающих взаимное сцепле-
ние различных веществ на границе по-
верхностен.
Когезия — связь между однородными
молекулами на основе молекулярных
сил, упрочняющих вещество изнутри.
Соединяемые элементы — связанные
клеящим веществом детали.
Факторы, влияющие на адгезию
Степень полимеризации. Максимум
механической прочноегп клеевого веще-
ду поставщиком и потребителем. При-
емлемы некоторые испытания красок длч
других способов печати, изложенные в
предыдущих разделах.
ства приходится па степень полимериза-
ции в пределах 300—400. При степени
полимеризации ниже 30 нельзя ожидать
высокой механической прочности; см.
раздел 1.2.
Смачивание. Материал смачивается
жидкостью, если краевой угол смачива-
ния между жидкостью и поверхностью
материала менее 90°. Для хорошего
скрепления требуется, чтобы краевой
угол смачивания клеящим веществом
был ниже 30°.
Толщина клеевого слоя. Наилучшая
для сцепления толщина слоя находится
в пределах 10-7—10~4 см. С уменьшени-
ем толщины слоя, как правило, прочность
скрепления возрастает.
Строение скрепляемого материала
Материалы с высокой степенью криг
таллизации обладают плохой скреплне
мостыо. Аморфные вещества склеивают
ся легче, чем частично или полностью
кристаллические материалы, так как с
повышением кристалличности побочные
валентные силы насыщаются.
Давление, температура, продолжи-
тельность прессования. С повышением
давления, температуры и продолжитель-
ности прессования при склеивании улуч-
шается скрепление и возрастает проч-
ность склеивания.
Поверхностные свойства. Чистая и
шероховатая поверхность является пред-
посылкой хорошей адгезии. Загрязнения
инородными веществами (пыль, жиры
или масла, выпотевающий пластифика-
тор и т. п.) снижают прочность склеи-
вания.
1.5.2. Классификация клеящих
веществ
Классификация, приведенная на схе-
ме 1.3, дана применительно к обработке
печатной продукции.
В табл. 1.18 и 1.19 приведены сведе-
ния о клеящих веществах.
1.5.3. Методы испытания
1.5.3.1. Испытания клеящих
веществ
Вязкость. Вследствие тиксотропии
многих клеящих веществ для их испыта-
ния необхт дим ротационный вискозиметр.
ей на основе натуральных сырьевых продуктов . —
Клей Химическая природа (характери- стика) Сырьевая основа Физико-химические характеристики Способ изготовления Раствори- тель Область применения Особенности
Сухой оста- ток, % Вязкость, МПа-с Значе- ние pH
{рахмальиая основа Клейстер пасто- 1разный, «корот- 1Й» (CeHioOs)n Картофель, ку- куруза 16—20 1—5 10= 6-8 Взвесь крахмала растворяют, добав- ляя раствор едкого натра Вода Склеивание бу- маги и картона
Клейстер жид- зтекучий (СбИюСМп То же 12—16 0,5—100-103 6—10 Взвесь крахмала растворяют. добав- ляя раствор едкого натра; регулируют щелочность > Приклеивание бумаги к корешку книжного блока
Декстрин (Cclli0Ob) п Картофельный крахмал 40-60 1— 6-Ю5 Нагревают карто- фельный крахмал (НО—146° С) или под- вергают его деструк- ции азотной илн со- ляной кислотой » Изготовление переплетных кры- шек Как правило, ис- пользуется в го- рячем виде (до 60° С)
Кивотиая основа Костный клей Белковые со- единения Кости, хрящи 60-70 в—10 I03 4—6 Посредством обра- ботки паром костей, содержащих колла- ген и оссеин, получа- ют гл ют и и > Приклеивание каптала Используется в горячем виде; по- ставляется в виде гранул
Мездровый клей То же Кожный покров хрящи 60—73 6— ю ю1 6—7 Нсзадублсиныс от- ходы кожи обраба ты в а ют известковым молоком для удалс пня крови и жиров промывают и обраба тывают паром при мерно при 80° С; глю тин сгущают, грану лируют * Приклеивание каптала, крытьс брошюр, ручные переплетные ра боты
Казеиновый клей Целлюлозная основа Белковые со- единения мо- лэка — казеин Цельное и тое молоко спя- 15—20 3-6- I03 7—10 Осаждают молоч ную кислоту с по мощью соляной кис- лоты. прессуют и су- шат; чтобы сделать казеин водорастворн мым. подвергают де- струкции щелочью > Клей для кэши- рования при из- готовлении упа ковок
Обойный клей- стер Смоляная основа Целлюлозный эфир карбо- ксяметнлцел- люлозы Древесина, л юл оз а цел- 5-8 0.8—3-103 7-9 Целлюлозу обраба- тывают хлористым метилом » Клейстер для обоев; изготовле- ние упаковок
Шеллак Выделения насекомых Палочный лак шел- 40—60 10’ 7-10 Палочный шеллак очищают и расплав- ляют; поставляют в виде пластинок Щелочные растворы Грунтовочное средство; клеящее вещество в фольге для тиснения
Клеи на основе синтетических сырьевых продуктов
Химическая Физико-химические характеристики Способ изготовления Раствори- Область приме- Особенности
Клей природа (ха- рактеристика) Сырьевая основа Сухой оста- ток, % Вязкость, МПа - с Значе- ние pH тель нения
Неорганическая основа Жидкое стекло Силикат нат- рия Кварц, кремне- вая кислота 10—15 1— 4-103 9-10 Расплавляют кварц с содой, приготовля- ют водный раствор Вода Производство упаковок, тарно- го картона Хрупкий и ще- лочной
Органическая основа Водные дисперсии Поливинилаце- тат Нефть, уголь, известь, ацетилен 50 -56 6—15103 4—6 Из ацетилена и ук- сусной кислоты полу- чают поливинилаце- тат. Диспергируют с помощью защитных коллоидов (ПВА) > Различные бро- шюровочные и пе- реплетные рабо- ты
Эфиры поли- акриловой кисло- ты Акриловая кис- лота 39—41 5—20 4-6 Полимеризуют ак- риловую кислоту и ее эфиры; затем дис- пергируют с защит- ными коллоидами » Склеивание мяг- ких ПВХ с бума гой Загущают до- бавкой
Латекс Бутадиен, стирол Углеводород- ные вещества 48—52 5—10D 9—11 Проводят эмульси- онную полимериза- цию бутадиена со стиролом с использо- ванием анионоактив- иых эмульгаторов Склеивание пло- ховпптывающпх поверхностей бу- маги; средство для пропитки при производстве упа- ковок
Клеящие лаки Поливинилхло- рид Нефть, уголь ацетилен, хлорнс тый водород 15—20 2 41ГР 5—6 Путем взаимодей ствия ацетилена хлористым водоро дом получают ви нилхлорнд, которьн затем полимеризую! Дихлор- этан. аце- тон, мети- ленхлорид Склеивание ла- кированных по- верхностей, склей ванне ПВХ
Поливннил-
ацетат
Эфир поли
акриловой кисло
ты
Отверждаемые
клеящие лаки
Эпоксидная смо- ла (Эпоксидная группа). Про ту КТ КСИ щн- сацпи много- атомных фе- нолов и эпи- хлоргидрина
Расплавляемые клеящие вещества
Смолы Сополимер этилена и ви пилацетата
Ацетилен 50—60
Акриловая кис-
лота
Многоатомные
фенолы, эпихлор
гидрин
Ацетилен
50
2-4-103 5-6 Проводят полиме- Этилаце-
ризацию в растворе тат, аце
винилацетата тон
Проводят полиме-
ризацию в растворе
акрилового эфира
в этилацетате
Этиз-
ацетат
Припрессовы-
вание алюминие-
вой фольги к бу-
маге, склеивание
невпитывающих
материалов
Припрессовы-
вание триацетат-
ной пленки к пе-
чатному оттиску
Очень различ-
ные — от НИЗКО'
молекулярных до
высокомолекуляр-
ных видов смол
2-6-10*
Подвергают взаи-
модействию эпихлор-
гидрин с гидроокися-
ми ароматических со-
единении при добавке
едкой щелочи
Отверди-
тель: поли
амии, по-
лиамид,
ангидриды
кислот
Наклеивание
гравюр на под-
ставки
Ограниченное
применение в по-
лиграфии
3—6-I03
при 15" С
Смесевая полиме- Т вер 1а я Клеевое скреп-
ризация этилена и смола, рас ление книжных
винилацетата; рас- творимая блоков и брошюр
плавление канифоли в толуоле
и воска
Схема 1.3. Классификация клеящих веществ
Крахмалы Жидкое стекло Водные дисперсии
Раствор крахмального Поливинилацетат
клея Крахмальный клейстер Декстрин Животные белковые соединения Костный клей Мездровый клей Казеиновый клей Производные целлюлозы Карбокспметилцеллю- лоза Смолы Шеллак Определение вязкости в сочетании с определением сухого остатка позволяет сделать соответствующие заключения о степени разбавления, толщине наноси- мого слоя и скорости высыхания. Значение pH. Электрометрическое из- мерение проводят с помощью стеклянно- го электрода. Содержание плотного вещества, со- держание сухого вещества, сухой оста- ток. Определяют сухой остаток диспер- сий полимеров следующим образом: оп- ределенное количество клеящего вещест- ва выдерживают в сушильном шкафу при 105—110° С до постоянной массы. Сухой остаток выражают в %. Эти испытания позволяют судить о скорости высыхания. 1.5.3.2. Испытание клеящей силы Статические испытания на прочность склеивания листов в блоке. Испытание производят на готовой продукции путем Поливинилхлорид Эфир полиакриловой кислоты Бутадиен-винилидено- вый сополимер Клеевые лаки Поливинилхлорид Поливинилацетат Эфир полиакриловой кислоты Эпоксидная смола Полиэфирная смола Расплавляемые клеи Этиленвинилацетат Полиамидная смола Полиизобутилен Клеящий воск вырывания листа на разрывной ма- шине или на специальном приборе для испытания прочности листа (рис. 1.40). 7 V 1/ 1 2 1 Рис. 1.40. Принцип испытания прочно- сти скрепления листов в статических условиях: I — книжный блок; 2 — испытуемый лист Средние значения прочности скреп- ленных клеем блоков — 6 Н ем-1, мак- симальная прочность листа — около 10 Н ем-1.
Рис. 1.41. Принцип испытания прочно-
сти скрепления листов в динамических
условиях:
1 — книжный блок; 2 — лист, испытуемый под
натяжением; 3 — вращение на 120°
Динамические испытания на проч-
ность склеивания листа в блоке. Испы-
тание проводят путем перегибания одно-
го листа в склеенном книжном блоке на
угол до 120'’. Испытуемый лист при этом
подвергают растягивающей нагрузке
(чаще 1 И-см1). Практическое воздей-
ствие при пользовании книгой во время
чтения соответствует скорее динамиче-
ским условиям испытания (рис. 1.41 ).
чем статическим испытаниям на разрыв.
1.5.3.3. Технологические
испытания клеев
В табл. 1.20 сопоставлены данные-
практических испытаний различных
групп клеев.
1.6. Переплетные материалы
Переплетные материалы — это мате-
риалы, используемые для изготовления
книжных переплетов К ним относятся:
— переплетные ткани,
— материалы с поверхностным по-
крытием,
— полимерные пленки,
— бумага для переплетных крышек,
— переплетные материалы на основе
кожи.
1.6.1. Переплетные ткани
Переплетными тканями называют все
виды ткани, используемые для цельно-
тканевых и составных переплетов. Ис-
ходное сырье: пряжа из штапельного,
хлопчатобумажного, льняного волокна;
в меньшем объеме — джут, конопля,
шелк. Отделка: отбеливание, крашение,
аппретирование, припрессовка к бумаге.
Ткачество — переплетение нитей с об-
разованием полотна ткани. Нити основы
(основа)—нити, идущие вдоль полотна,
нити утка (уток) — нити, идущие попе-
рек полотна.
Полотняное переплетение нитей —
наиболее плотная и прочная связь с попе-
ременно располагающимися нитями утка
сверху и снизу нитей основы; одинако-
вый вид ткани с обеих сторон.
Саржевое переплетение нитей. Нити
утка располагаются сверху и снизу че-
рез несколько нитей основы со смещени-
ем в каждом следующем ряду; различа-
ется по диагонально идущим полосам,
угол наклона которых зависит от плот-
ности основы и утка.
Атласное переплетение нитей - не-
одинаковое по обеим сторонам ткани
перекрытие нитей основы и утка со сме-
щением в каждом следующем ряду;
отличается по плотно сомкнутой глад-
кой. часто б честящей поверхности; обла-
дает меныпей прочностью, чем полотня-
ное и саржевое переплетения.
Тонина. Нити характеризуются соот-
ношением массы (в г) и длины (в м);
в настоящее время применяется систем а
Текс с единицей 1 тскс= lr/i000 м.
1.6.1.1. Виды переплетных тканей
Матовые ткани- наиболее часто ис-
пользуемые переплетные ткани, изготов-
ленные большей частью из смеси шта-
пельных и хлопчатобумажных волокон;
применяется аппретирование или при-
прессовка к шелковистой бумаге с обо-
ротной стороны; используются главным
образом для художественной литера-
туры.
Полулен—ткань высокой ппочпости
из хлопчатобумаж ’ ч основы " льняно-
го утка; пряжа отбеленная или полуот-
беленная, отчего имеет серую натураль-
ную окраску поверхности; обладает вы-
сокой влагопрочностью.
Таблица 1.20.
Назначение и требования к клеям, используемым в переплетном производстве
Группа клеев Рабочий процесс Скорость Технологическое время* **
Выстой, с Период прижима, с Длитель- ность под- сыхания, МИИ Длитель- ность скрепления ч Значение pH Вязкость, МГ1а«с Концентра- ция сухогс вещества, сухой ос- таток, % Измеряемая температу- ра перера- ботки, °C
Крахмальные, Приклейка фор- 600 шт/ч 30—480 6—10 0,5—1 6—7 900 13,6 21
пастообразные заца к тетради
ручная Промазка тетра 84 — 6—10 0,5—1 6—7 400 12,6 20
ди в ниткошвейной такт/мин
машине
Приклейка фор-
заца к папке
ручная — 12 300 240—360 24 6 1000 14,9 20
машинная 18 такт/мин — 330 240 6 6 1200 14,7 21
Вставка блоков ручная 0,5 м/с 12 490 120 24 7—8 500 13,8 20
машинная 18 такт/мин — 435 120 24 7 1450 15,4 20
Крахмальные, Промазка клеен 250 — — 120—180 5-6 7 100 4,8 17
жидкие приверт.
Растворы дек- ручная 350 приверт. — — 120—180 3—4 6 100 11.4 18
Приклейка фор-
стрина заца к тетради
машинная 69 0,4 60 2 0,17 6 1900 55,4 21
такт/мин
Изготовление брошюр вручную 35 брош/мпн 9 900—1800 18—20 5—6 5—6 1000 51,9 19
Крытье блоков крышкой
- ручное 500 шт/ч 180 1 120 4 6 850 47,6 20
500 шт/ч 220 40 3 8 700 40,4 20
машинное Изготовление 17 такт/мин 2 5 30 1 6 — 66,3 65
крышек ручное 300 шт/ч 28 1800 360 8 6 700 50,3 21
машинное 10 такт/мин 3 6 30 I 6 — 62,2 43
Оклейка сторо- нок крышки ручная 25 загот. 8—12 2 50 6 6 750 54,3 21
машинная 13 такт/мин 2—240 4 30 2 6 — 66,8 60
Крытье книж- ных блоков 950 51,0 16
машинное 18 такт/мин 125 98 90 4 5
Растворы кост- ного клея Приклейка кап- 550 шт/ч 25-50 — 0—30 0,5-1 6 — 46,7 70
тала Приклейка гильз Заклейка ко- — 120 2 5 15—30 0,5—1 1 6 6—7 — 43,5 36,2 64 70
решка
Клеевая диспер- Приклейка фор заца машинная
СИЯ 50 такт/мин 1 — 1 0,17 5—6 500 50,6 21
Промазка клеем машинная 5 м/мин 3 0,5 6 100 24,7 25
Приклейка кап- — 120 — 15 0,5-1 5 1100 39,4 20
тала Бесшвейное скрепление 84 такт/мин 5 — 120—180 6—8 4 1150 54,0 18
Клеевое скреп-
ление брошюр ручное Крытье брошюр 30 1—1,5 6 900 51,1 21
— 90—210 5 120 6-8 5 1150 47,7 17
машинное
* Из исследований клеев, применяемых в отделочных процессах. Институт графической техники, Лейпциг, 1962.
** Выстой—интервал времени между моментом нанесения клея и склеиванием; период прижима—продолжительность необ
холимого давления прижима; длительность подсыхания — интервал времени между склеиванием и возможностью последующей
обработки; длительность скрепления—интервал времени между моментом склеивания и окончательным скреплением стыкуемых
} элементов.
Грубая ткань — толстая ткань из
штапельных волокон основы и относи-
тельно толстых шерстяных или хлопча-
тобумажных волокон утка; применяется
главным образом для изготовления пе-
реплетных крышек при выпуске иллюст-
рированных альбомов и художественной
литературы.
«Ластик — штапельно-хлопчатобумаж-
ная смесевая ткань атласного перепле-
тения с мягкой, гладкой, односторонне
глянцевой поверхностью; имеет незначи-
тельную прочность; применяется преиму-
щественно для переплетов тонких специ-
альных и технических книг.
Батист, парашютная ткань — ткань,
изготовляемая преимущественно из хлоп-
чатобумажной пряжи с тонкой и плотной
структурой; применяется для переплетов
книг художественной литературы и по-
этических сборников.
1.6.2. Материалы
с поверхностным покрытием
Искусственная кожа, дерматин, ле-
дерин— ткань с нитроцеллюлозным по-
крытием; изготовление по общеизвестной
технологии на машинах для нанесения
покрытий, область применения снижа-
ется.
Ткань с покрытием из ПВХ (LC12) —
хлопчатобумажная ткань с покрытием,
нанесенным на валковых машинах.
Бумага с покрытием из ПВХ.
LC11—основа, содержащая древесную
массу (1 м2 50 г), LC13 — основа без
древесной массы (70 г); LC14 — картон
без древесной массы (220 г); все машин-
ной гладкости.
В табл. 1.21 и 1.22 сопоставлены тех-
нические показатели переплетных мате-
риалов с покрытием и переплетных тка-
ней.
Сравнительные характеристики переплетных материалов с покрытием
Показатели Искусст- венная кожа LC1 Ткань с ПВХ-покры- шем LC12 Бумага с ПВХ-нокры- тием LC11 Бумага с П В Х-иок ры- гнем LC13 Картон с ПВХ-покры- тием LC14
Масса 1 м2. г 216 343 305 335 375
Толщина, мм Разрывное усилие: 0,24 0,34 0,27 0,23 0,39
в долевом направлении 128 119 85 90 109
в поперечном направлении Удлинение при разрыве, %: 87 89 51 60 61
в долевом направлении 10,0 14,3 20,0 40,0 Г2.7
в поперечном направлении Число двойных перегибов: 16,7 16,9 19,2 35,0 14,2
в долевом направлении 9000 10000 524 610 427
в поперечном направлении Жесткость, мм: 9000 10000 643 630 155
в долевом направлении 164 86 136 108 260
в поперечном направлении 158 62 из 87 187
Прочность на истирание, число циклов 800 800 500 880 500
Впитывающая способность с оборотной стороны, г/м2 Скручиваемость, мм *: 33,4 37,0 19,0 17,0 15,8
в долевом направлении 9 0 5 4 —
в поперечном направлении Деформация от клея, % **• 0 0 0 0 —
в долевом направлении 0,09 0,07 0,2 0,1 0,08
в поперечном направлении 0,09 0,5 0,0 0,0 0,0
* Ткань покрывается клеем и через 1 мин измеряется высота краев, приподня-
тых над уровнем плоскости.
** Образец ткани (5 ммХ210 мм) покрывают клеем и через 1 мин определяют
изменения его размеров.
Сравнительные характеристики переплетных тканей (число двойных перегибов
в долевом и поперечном направлении— 1000, прочность на истирание — 3000 циклов)
Показа гелн Суровое полотно (оборотням crop» на аппретиро- вана ) Суровое полотно (оборотная сторона оклеена) бумагой) Полулен Грубая ткань Ластик X я О а>
Масса 1 м2, г 151 179 204 246 198 144 2'22
Толщина, мм Разрывное усилие: 0,25 0,21 0,35 0,44 0,33 0,25 0.34
в долевом направле- нии 111 193 189 157 142 188 170
в поперечном направ- лении Удлинение при разрыве, %: в долевом направле- нии 87 95 216 139 128 163 129
8,4 10,5 9,8 11,7 И,4 5,9 12.1
в поперечном направ- лении Жесткость, мм: 21,7 21,3 9,6 20,5 19,9 31,4 21,0
в долевом направле- нии ИЗ 126 207 178 121 150 191
в поперечном направ- лении 83 93 201 129 91 76 110
Впитывающая способ- ность с оборотной стороны, г/м2 Скручнваемость, мм *: 5,8 3,6 10,4 5,4 7,0 7,0 16,0
в долевом направле- нии 16 10 15 15 10 8 8
в поперечном направ- лении Деформация от клея, %**: 0 6 0 0 2 0 0
в долевом направле- нии —0,24 0,2 1,5 1,05 0,4 —2,1 о, J
в поперечном направ- лении —0,24 0,0 1,0 0,7 0,0 0,7 3,9
См. сноску к табл. 1.21,
См. там же.
2. Изготовление печатных форм
Доцент д-р техн, наук Эрих Германиес, Карл-
Маркс-Штадт
В работе над разделом также принимали участие:
Д-р-инж. Вольфганг Байер, Лейпциг
Дипл. инж. Вернер Гартманн, Берлин
Д-р-инж. Уве Кениг, Карл-Маркс-Штадт
Доцент д-р техн, наук Эрих Германиес, Карл-
Маркс-Штадт
2.1. Введение
2.1.1. Виды печатных форм
Изготовление печатных форм для
различных способов печати основано на
использовании многообразных техноло-
гических принципов, базирующихся
почти на всех ооластях физики и химии,
в первую очередь на физической хи-
мии. В основе многих технологических
вариантов лежат фотохимия, явления
на ранние раздела поверхностей и элек-
тронно-управляемые процессы. В послед-
ние десятилетия в области изготовления
печатных форм произошли коренные из-
менения, и еще больших изменений сле-
дует ожидать. В этой связи целесооб-
разен новый подход к классификации
методов изготовления печатных форм
(схемы 2.1 и 2.2) в отличие от распро-
страненной классификации по видам пе-
чати. При этом должны учитываться
также и взаимосвязи между технологи-
ческими вариантами, обусловленные осо-
бенностями различных способов печати.
Под изготовлением печатных форм
понимают процессы, которые служат
для получения особых носителей инфор-
мации— печатных форм. Печатные фор-
мы передают содержащуюся в них ин-
формацию на другой носитель (напри-
мер, запечатываемый материал) посред-
ством дифференцированного переноса
краски. При этом преимущество отдает-
ся несложному переносу краски (напри-
мер, простому контакту) и дешевому, не
требующему особой обработки запечаты-
ваемому материалу.
Понятие «изготовление печатной фор-
мы» объединяет получение предназна-
ченных для копирования оригиналов,
являющихся промежуточными носителя-
ми информации для переноса нз форм-
ный материал, достижение на формном
материале характерных для печатной
формы свойств и доведение формы до
печатной машины.
В средней ко топке схемы 2.2 приве-
дено семь важнейших технологических
методов изготовления печатных форм, в
левой колонке — принципы переработки
материалов, на которых эти методы ос-
лл
нованы, в правой — результаты, дости-
гаемые при реализации соответствую-
щих технологических методов.
Технологические процессы 16, 3, 4,
5, 6, 7 заключаются в обработке форм-
ного материала, либо относятся к основ-
ным способам получения первичных форм
и тиражных печатных форм; процессы
1а и 2 служат для получения промежу-
точного носителя информации, переноса
информации на формный материал и для
управления инструментом при обработке
формного материала по иным технологи-
ческим принципам (например, при элек-
тронно-механическом или термомеханн-
ческом гравировании). Технологический
процесс 1 расчленен на два (1а и 16)
только для наглядности. Процесс 16
включает только способы фотографии,
используемые для непосредственного из-
готовления печатных форм (например,
галогеносеребряные печатные формы,
фототипные печатные формы). Для из-
готовления стереотипов (пластмассных,
литых) и гальваностереотипов требуют-
ся специальные промежуточные носители
информации (матрицы), изготовляемые
механически.
В зависимости от вида и характера
информационного воспроизведения опре-
деляют способ печати. Печатная форма
воплощает типичные стороны способа
печати.
Критерием, определяющим различия
печатных форм в зависимости от спосо-
ба печати, является геометрия поверхно-
сти печатной формы (печатающих и не-
печатающих участков). При этом, за
исключением печатных форм для трафа-
ретной печати, имеются лишь два вари-
анта — рельефные и плоскостные печат-
ные формы. Первое определение указы-
вает па то, чго информация содержится
в рельефе, второе — лишь фиксирует
факт, что для передачи информации ис-
пользуется пе рельеф, а иные возмож-
ное! и. Плоскостные печатные формы
либо могут обладать гидрофильно-гид-
рофобными свойствами либо могут пс-
полыовать для воспроизведения инфор-
мации электростатические и иные свой-
Схема 2. 1. Изготовление текстовых печатных форм с указанием разделов
справочника, где они изложены
РО - оригинал для репродуцирования, КО - оригинал для копирования
Схема 2. 2. Характеристика процессов, используемых при изготовлении иллю-
страционных печатных форм с указанием разделов справочника, где они из-
ложены
f-------------------------1
I Принципиальные методы [
технологического про- .
|цесеа переработки I
материала
Технологические про-
цессы изг отооленин
иллюстрационной пе-
чатной формы
Характеристика получаемых печатник
форм или промежуточных носителей
информации
ства. В этой связи термин плоская
печать не дает определенных сведений.
Этот термин используется применительно
лишь к печатным формам с гидрофильно-
гидрофобными свойствами. Однако наря-
ду с плоской (офсетной) печатью суще-
ствует и другой метод печатания с
плоскостных печатных форм — электро-
статическая печать. Классификация пе-
чатных форм по основным способам
печати показана на схеме 2.3. Она вклю-
чает пять наиболее существенных в на-
стоящее время групп печатных форм.
мыс гравированием, травлением, спе-
циальными художественными способа-
ми, высоковязкая печатная краска.
Плоская печать. Офсетная печать —
способ печати через промежуточное зве-
но с натягиваемых на цилиндр печатных
форм — моно- или полиметаллических
(а также пластмассных или изготовлен-
ных на специальной бумаге) пластин-
фольг. высоковязкая печатная краска;
фототипия — краскопередающие (гидро-
фобные) и влагопередающне (гидрофиль-
ные) участки очувствленной бихромата-
Рис. 2.1. Печатные
формы для основных
способов печати:
а — форма высокой пе-
чати; б — форма плоско»
печати (или форма элект-
ростатической печати);
в — форма глубокой пе-
чати (с переменной глу-
биной печатающих эле-
ментов); г — печатная
форма для шелкотрафа-
ретной печати; 1 — пе-
чатная форма. 2— пе-
чатная краска. 3 — про-
бельные участки. 4 — за-
печатываемый материал
На рис. 2.1 приведены типичные при-
знаки этих печатных форм, характер
переноса краски, а также положение
принимающих краску элементов (запе-
чатываемый материал или промежуточ-
ный красконоситель с непрямым перено-
сом краски). Основные способы печати
имеют следующие технологические ва-
рианты.
Высокая печать. Классическая высо-
кая печать — твердые (неэластичные)
печатные формы преимущественно из
сплава свинец-сурьма-олово, пластмассы
и других материалов, печатная краска
высокой вязкости; флексографская пе-
чать - - эластичные (резиновые.) печат-
ные формы, иизковязкая печатная крас-
ка; высокий офсет — перенос краски не
непосредственно с печатной формы, боль-
шей частью гравированного цилиндра,
а через промежуточное звено, печатная
краска высокой вязкости.
Глубокая печать. Ракельная глубо-
кая печать — печатающие элементы со-
стоят из растровых ячеек и ракельных
опорных линий между ними, растровые
ячейки переменной глубины, переменной
площади или переменной глубины и пло-
щади одновременно; печатные формы —
цилиндры преимущественно с бесшов-
ным медным покрытием (нанесенным
гальванически), низковязкая печатная
краска; гравюра на меди — углубленные
элементы на медной пластине, получае-
ми желатины, образующиеся в результа-
те большего или меньшего
фотохимического дубления, печатная
краска высокой вязкости; литография —
в качестве печатной формы используется
кальциевый камень, печатная краска
высокой вязкости.
Электростатическая печать. В качест-
ве печатных форм используются фото-
полупроводниковые пластины (напри-
мер, селеновые) с коротким сроком
службы; необходимо постоянное обнов-
ление информации; порошковые или
суспензионные краски, закрепляющиеся
оплавлением.
Печать через сетку. Трафаретная пе-
чать с использованием капроновой или
металлической сетки в качестве носите-
ля шаблона печатной формы; другие
способы с использованием шаблонов, из-
готовленных механическими или термо-
механическими методами. печатная
краска высокой вязкости.
Передача информации (посредством
переноса краски) может осуществляться
непосредственно на запечатываемый ма-
териал или через эластичное промежу-
точное звено (см. также 3.0, 3.3). Печат-
ные формы в основном предназначены
для непосредственной печати, хотя при
изготовлении упаковочных материалов
используется высокая печать с перено-
сом краски через промежуточное звено,
а для специальных целей — глубокая пе-
3*
67
Схема 2. 3. Классификация печатных форм по геометрии поверхности
чать с переносом краски через промежу-
точное звено; офсетная печать осущест-
вляется исключительно с использованием
промежуточного звена.
В зависимости от варианта исполне-
ния печатной секции — плоскость, ци-
линдр или их комбинация (см. 3.0, 3.3) —
печатные формы выполняются в виде
плоскостных или цилиндрических тел.
В настоящее время плоскостные печат-
ные формы применяются только в высо-
кой печати и при печатании через сетку.
Цилиндрические же поверхности ис-
пользуются во всех способах печати.
Часто формный материал и готовые
печатные формы имеют плоскостную гео-
метрию и получают цилиндрическую
форму лишь в печатной машине. Такие
формы большей частью представляют
собой натягиваемую на формный ци-
линдр печатной машины металлическую
фольгу или пластину. Возможно приме-
нение в качестве печатной формы бу-
мажного листа с припрессованной к не-
му металлической и ш пластмассовой
фольгой, а также металлического листа-
основы с наклеенными на него отдель-
ными формами из мета зла, ппастмассы
или резины (например, комбинированные
пластины для высокой печати). Такая
технология позволяет сочетать наиболее
удобную при изготовлении печатной
формы плоскостную геометрию формно-
го материала с рациональным методом
переноса краски в ротационной печат-
ной машине. На схемах 2.4—2.7 показа-
Схема 2.7. Классификация форм для печати через сетку
Схема 2. •?. Классификациг: ферм высокой печати
Схема 2. 6. Классификации форм" плоской пег
Формы, изготовля-
емые травлением
1
Полиметалли <езкие
печатные формы
Избирательно удаляемое
защитное покрытие
Печатные формы с
защитным
покрытием
| Формы плоской печати
Печатные формы с
защитным слоем,
ОЧ'/ЕСТЕЛСНИЫМ би-
хрематом (традици-
онные негативные
копировальные
слои)
Печатные формы с
однослойным
покрытием
z
2
Формы, изготовля-
емые вымыванием
Печатные формы с
защитным диазо-
слоем (предвари-
тельно нанесен-
ный светечувст
оительный слей)
Избирательно наносимое
защитное покрытие
Печатные формы с
защитным фэтопо-
лимерным покрыти-
ем (предваритель-
но нанесенный све-
точувствительный
I слой)
4
Фотоформы
Фототипные
формы
8
9
Галогено-
серебряно-
желатино-
вые печат-
ные формы
5
6
7
Копировальный слой
является защитным
покрытием (традици-
онные позитивные копи-
ровальные сг.си)
Примечание, а — избирательно возвышающийся слой; б — нижний слой; в —
Iвмененные (по свойствам) участки слоя; г — участки слоя с неизменными
свойствами
Защитное покрытие
наносится с по-
мощью пишущей ма-
шинки, путем за-
печатывание, "пе-
реброски"
Защитное покрытие
наносится с по-
мощью соответст-
вующих технологи-
ческих приемов
(например, при
воздействии элек-
тростатических
сил)
Печатные формы по вариантам 6, 7 и 9 применяются только в малоформатной
офсетной печати для малотиражных работ.
ны виды печатных форм, используемых
при различных способах печати. В схе-
мах выделены наиболее распространен-
ные варианты.
2.1.2. Общая схема изготовления
печатных форм
На схеме 2.8 представлены важней-
шие стадии информационного потока.
Оригинал выполняет роль исходной ин-
формации Е. В прямоугольниках изо-
бражены отдельные стадии процесса.
Маршрут с выходом А2 относится толь-
ко к формам глубокой печати, маршрут
с выходом А----только к формам высо-
кой печати. Маршрут с выходом А, мо-
жет соотвеютвовагь всем способам,
однако он реже применим к формам
высокой и глубокой печати, так как пол-
ноформатные формы высокой печати не
всегда рациональны, а используемые
для высоких тиражей формы глубокой
печати вследствие недостаточной износо-
стойкости меди почти всегда требуют
упрочнения поверхности.
Весь процесс изготовления печатных
форм можно представить в виде трех
отдельных стадий:
первая — изготовление промежуточно-
го носителя;
вторая — монтаж печатного изобра-
жения;
третья — обработка формного мате-
риала.
Такое деление определяется:
— необходимостью получения прием-
лемого промежуточного носителя для
передачи информации на формный ма-
териал с целью формирования единого
законченного элемента (отдезьного изо-
бражения, отдельной полосы);
— необходимостью комплектования
отдельных элементов в единую печатную
форму полного фермата; можно выпол-
нить монгаж подготовленных к копиро-
ванию оригиналов, чтобы на следующей
стадии получить полноформатную печат-
ную форму, либо смонтировать печатную
форму из отдельных частей на заключи-
тельной рабочей стадии перед печата-
нием (типично для высокой печати);
— необходимостью переноса инфор-
мации на формный материал и придания
ему характерных для печатной формы
свойств (включая обеспечение тираж е-
стойкосгп путем упрочнения поверхно-
пи).
Третья стадия процесса представляет
собой важнейший этап изготовления пе-
чатной формы. Эта стадия, так же, как
и монтаж печатаемого изображения, не-
обходима во всех случаях. Первая ста-
дия процесса при определенных усло-
виях может отпадать (см. 4 на схе-
ме 2.8). Например, при непосредствен-
ном использовании для печатной формы
металлического набора или в электрон-
ных системах, используемых для скани-
рования оригиналов и непосредственной
обработки формного материала (систе-
мы для гравирования или выжигания
при изготовлении рельефных печатных
форм и форм для печати через сетку).
Таким путем можно изготовлять формы
плоской печати с использованием особых
формных материалов с предварительно
нанесенным светочувствительным покры-
тием. При этом применяют специальные
автоматические репродукционные каме-
ры, в которых выполняется экспонирова-
ние непосредственно на формный мате-
риал с последующим формированием
гидрофобных (влагоотталкнвающнх) и
гидрофильных (влаговоспринимающих)
участков. Эта кратчайшая и самая быст-
рая схема изготовления печатных форм
(две печатные формы в минуту) приме-
няется при выполнении малотиражных
изданий (малоформатный офсет). Весь-
ма вероятно, что она найдет применение
в крупноформатной офсетной печати.
Подобные способы, не требующие или
требующие малого расхода материалов,
имеют наиболее благоприятные шансы
для развития в будущем.
Вместо вещественных носителей ин-
формации в формном процессе могут
использоваться энергетические носители,
выполняющие аналогичные функции.
Отдельные стадии изготовления вещест-
венных промежуточных носителей ин-
формации могут быть автоматизирова-
ны (например, репродукционные поточ-
ные линии с устройствами измерения,
управления и регулирования). Передача
информации и отдельные рабочие ста-
дии последующей обработки формного
материала при изготовлении форм плос-
кой печати могут быть выполнены на
поточных линиях. В этом случае отдель-
ные операции, частично жестко связан-
ные друг с другом, механизируются или
автоматизируются. При обработке форм-
ного материала в глубокой печати при-
меняется технология с запрограммиро-
ванным и электронно-управляемым про-
цессом травления. Другими узловыми
моментами автоматизации являются
техника фотонабора и набора на пишу-
щих машинках, а также скоростной ме-
таллический набор на машинах.
Обратные связи, отмеченные на схе-
ме 2.8 под индексами 1 и 2 и ведущие
от обработки формного материала к
Схема 2.8. Общая схема изготовления пэчатн^х форм
~1 ПМонтаж пе
Изготовление промежуточного носителя
информации
чатнога
изображе-
Изготовление печатной формы
Репродукционная фотография
Фотонабор
Набор на пишущей машинке
Электронно-механическое гравиро-
вание (изготовление оригинала
для копирования)
Изготовление матриц для литых сте-
реотипов и гальваностереотипов
| Оригинал J-l*-
Изготовле-
ние проме-
жуточного
носителя
информации
Изготовле-
ние проме-
жуточного
носителя
информации
2
Изготовле-
ние проме-
жуточного
носителя
информации
м-
Монтвж фо-
тоформ на
пленке
1
Монтаж изо-
бражений на
непрозрач-
ной подлож-
ке
Заключив
форм
Монтаж
Копирование офсетных форм
Изготовление офсетных форм
Изготовление форм для
печати через сетку
Травлание форм глубокой
печати
Изготовление клише
3
т
___Л____________IL
1. 2
4
кратные связи: 1 — изготовление с форм высокой печати репродуцируемых
•-ттисков или оригиналов для копирования при изготовлении печатных форм
для других способов печати; 2 — изготовление вторичных форм для высокой
печати; 3 — монтаж иллюстрационных форм высокой печати и набора (как
правило, сопровождается заключкой формы в раме), 4 — так называемая
прямая передача информации с одноврвмвнной обработкой формного материя
ла, например изготовление печатных форм электронными методами (электрон
мо-механическое гравирование форм для высокой, и глубокой печати, термо-
механи’—кое изготовление форм для печати через сетку), металлический набор
и тд
Изготовление литых
стереотипов
Изготовление
гальваностереотипов
Из< отселение флексо-
графских форм
Формы вы-
сокой пе-
чати
Передача
информа-
ции
Обработка
Упрочнение
поверхнос-
Приведе-
ние фор-
мы к
требуемо-
му росту
А;
Ai
Формы глу-
бокой пе-
чати
Печатные
формы для
всех спо-
собов пе-
чати
первичным промежуточным носителям
информации, показывают путь изготов-
ления текстовых печатных форм для
различных способов печати с использо-
ванием набора. Он возник в то время,
когда металлический набор был единст-
венной практически применимой техни-
кой набора. Сейчас он не считается ос-
новным методом, но еще необходим там,
где экономично применение имеюще-
гося оборудования.
При помощи аналогичных обратных
связей можно также изобразить изго-
товление вторичных печатных форм-
дубликатов для высокой печати. При
этом промежуточным носителем инфор-
мации являются матрицы.
Схема дает представление о последо-
вательности стадий изготовления печат-
ных форм и соответствующем порядке
функционирования отдельных производ-
ственных подразделений.
2.2. Наборное производство
2.2.1. Принципы
Набор текста включает следующие
производственные стадии:
1. формирование строк (подбор зна-
ков друг к другу);
2. выключка (приведение строки к
требуемому формату);
3. корректура;
4. верстка (формирование полос, раз-
мещение строк в полосе).
В наборном производстве получают
промежуточный носитель текстовой ин-
формации либо текстовую печатную
форму. Формирование строк выполняет-
ся набором литер вручную или на ма-
шине, либо набором матриц на наборных
машинах; либо посредством машинопи-
си или оптико-электрического комплекто-
вания фотонаборных знаков (см. также
схему 2.1). Выключка — приведение
строк к единой длине — может быть
охарактеризована следующей форму-
лой:
= const,
(2.1)
где I — длина строки; dB — ширина зна-
ка; dz —величина междусловного
пробела (основная часть выключки);
nz — число междусловных пробелов;
р — остаток строки.
2.2.2. Металлический ручной
набор
Продуктом является форма высокой
печати, составленная из отдельных эле-
ментов-блоков, предварительно набран-
ного материала (схема 2.9, рис. 2.2).
После печатания ручной набор разбира-
ется на отдельные элементы, которые
могут быть использованы вновь. Линия
шрифта для литер одинакового кегля
должна проходить на одном уровне.
Рис. 2.2. Металлическая литера:
а — рост литеры; в — кегль; с—толщина;
d — линия шрифта
В табл. 2.1 представлены минималь-
ные и максимальные размеры пробель-
ного материала.
Таблица 2.1.
Характеристика пробельного материала,
п. *
Ма гери ал Высота Минималь- ный размтр Макси- мальный размер
Шпации Шпоны и квадраты Реглеты Марзаны 50 2/3 50 2/3 50 2/3 50 2/3 1X6(1) 1X24 1X60 24X48 28x28 28x48 28X240 48x240 (и выше)
* Типографский пункт равен 0,375 мм.
С::емз 2. 9. Ручной набор
.хема 2. 10- Буквоотливной стро-
:о наборный автомат
2.2.3. Металлический машинный
набор
При машинном наборе отдельные зна-
ки или строки отливаются в необходи-
мой последовательности в замкнутую
литейную наборную форму, а после ис-
пользования вновь расплавляются.
2.2.3.1. Набор на наборных
буквоотливных машинах
Процесс ввода данных отделен от
литейного процесса. Для передачи ин-
формации используется перфолента, ко-
торая изготовляется при помощи клавиа-
турного перфоратора.
Рис. 2.3. Перфоратор с электронным
программированием набора:
1—аппарат ввода данных; 2 — клавиатура;
3 — шкала ширин знаков; 4 — клавиши табу-
лятора; 5 — специальные клавиши; 6 — ком-
пьютер с пультом управления; 7 — перфора-
тор; 8 — штеккер монотипных единиц
Перфоратор (рис. 2.3) имеет расши-
ренную клавиатуру универсальной пи-
шущей машинки (для каждого знака
свой клавиш). При нажатии на клавиши
через устройство для механического или
электронного кодирования приводится
в действие перфоратор, который выби-
вает па бумажной лепте комбинации из
двух или трех отверстий для каждого
знака. В конце строки сет-барабан ука-
зывает значение запрограммированной
выключки либо опа рассчитывается элек-
тронной системой и выбивается на лен-
те автоматически. Перфолента содержит
все команды для управления отливной
машиной.
Отливная машина пневматически про-
сматривает в так называемой монотип-
ной башне движущуюся в обратном
(набиванию) направлении перфоленту.
Против отверстий перфоленты приоткры-
ваются соответствующие каналы для
сжатого воздуха и пневматически функ-
ционирующие штифгы в блоках Б и В
Рис. 2.4. Отливная форма буквоотливно-
го автомата:
/ — отливная форма; 2 — верхняя кегельная
планка (для отливки пробельного материала);
3 — нижняя кегельная плаика (для форми-
рования ширины литеры); 4 — ползун; 5 —
матричная рамка; 6 — центрирующий штифт;
7 — литьевой мундштук; 8 — выталкиватель
прилива
поднимаются вверх (схема 2.10). Рычаж-
ная система, управляющая матричной
рамкой, запирается штифтом, благодаря
чему фиксируется положение матричной
рамки и устанавливается требуемая для
выбранного знака ширина литьевой
формы. Матрица центрируется относи-
тельно литьевой формы, и под давлени-
ем отливается литера (рис. 2.4). При
обратном движении перфоленты в от-
ливной машине вначале вводится запро-
граммированное в последний момент
значение междусловного пробела, необ-
ходимого для выключки. Он остается
постоянным для соответствующей стро-
ки и отливается при каждой команде
«Междусловпый пробел».
Размеры матричной рамки — от
15X15 до 16X17 рядов. Скорость отлив-
ки — примерно 3 зн/с для шрифтов ма-
лых кеглей.
2.2.3.2. Набор на наборных
строкоотливных машинах
При работе на клавиатуре 1 (рис. 2.5)
высвобождается соответствующая мат-
рица из магазина 2 или шпационпый
клин из шпационной коробки 3 На-
клонпым ремнем-собирателем матрица
передается в верстатку 4. Заполненная
магрично-клиновая строка транспортиру-
ется к нижнему элеватору, который пере-
носит ее к отливной форме 5. Подъемом
Рис. 2.5. Схема наборной строкоотлив-
ной машины
шпациоиных клиньев строка выключа-
ется (рис. 2.G). По окончании отливки
(рис. 2.7) происходит выталкивание и
обрезка строки. Матрицы переводятся
па верхний элеватор 6, а шпационные
клинья—снова в магазин шпаниопных
клиньев 3. Верхний элеватор поднимает
матрицы к разборочной рейке 7, по ко-
торой они переводятся в соответствую-
щие каналы магазина (рис. 2.8).
Машина имеет: отливное колесо с во-
дяным охлаждением, управляемый и под-
пружиненный ростовой нож, устройство
для гидравлической ускоренной выключ-
ки, устройство для автоматического за-
Рис. 2.7. Литейный механизм наборной
строкоотливной машины:
/ — поршень; 2 — котел; 3 — горловина котла;
4 — мундштук; 5 — матрица; 6 — отливная
форма; 7 — отливное колесо
медления времени отлива, строкорез,
механизмы автоматической установки
формата, автоматического образования
Рис. 2.6. Выключка строки в наборной
строкоотливной машине:
I — длина строки; 1 — матрица; 2 — шпацнои-
ный клин (2.1 — ползун. 2.2 — рамка); 3 —
ограничители строки; 4 — штанга выключки
Машины с одним разборочным аппа-
ратом имеют 1—4 магазина. Машины
с несколькими разборочными аппарата-
ми имеют 2, 4 или 6 магазинов (одна
разборочная рейка на магазин).
Скорость набора — максимальная —
15 с/мин, нормальная — 8—12 с/мин.
Рис. 2.8. Матрица и разборочный аппа-
рат наборной строкоотливной машины:
/ — транспортирующие шпиндели; 2 — углуб-
ления очка основного и выделительного
шрифтов; 3 — распределительная рейка; 4 —
кодовые зубцы; 5 — верхние и нижние за-
плечики: 6 — сигнатурные линии; 7 — конт-
рольный паз
абзацного отступа в начале строки, элек-
тронного контроля выпадания матриц,
автоматического контроля литья, уст-
ройство для отливки реглетов и марза-
нов.
Таблица 2.2.
Наборные машины производства СССР
Тип машины Управле- ние Интервал кеглей, п. Число отливных форм Число магазинов Вид магазина Число раз- борочных аппаратов Произво- дитель- ность, с/мин
Н-14 Ручное 4—12 4 4 Нормальный 1 8
Н-15 > 4—12 4 2 > 2 8
Н-121 » 4—14 2 1 Малый 1 7
Н-122 » 4—14 2 2 » 2 7
Н-124 4—14 2 4 1 7
Н-240 » 4—16 4 4 Нормальный 1 8
НА-140 От перфо- 4—16 4 4 1 16
НА-240 ленты
То же 4-16 4 4 2 16
Крупнокегельные шрифты и пробель-
ные материалы отливаются на крупноке-
гельных машинах с ручным набором
матриц. На этих машинах отливают
текстовые строки кеглем до 48 п. ли-
бо отдельные литеры кеглем до 240 п.
Наборные строкоотливные машины
приведены в табл. 2.2.
Рис. 2.9. Принцип работы пишущей ма-
шинки:
/ — литера; 2— красконоснтель; 3— бумага:
4 — валик-основа
2.2.4. Набор на наборно-пишущих
машинках
Hi наборно-пишущих машинках по-
лучают оригиналы тлч репродуцирова-
ния и отраженном свете. Краска с крас-
коиосителя переносится литерой на бу-
Maiy (рис. 2.9).
Красконоснтель: красящая лента пи-
шущей машинки; лучшая четкость кон-
туров изображения достигается при
применении шелковой красящей ленты
пли копировальной бумаги однократного
пользования (в виде ленты).
Бумага: желательно высокой белиз-
ны с гладкой неглянцевой поверхно-
стью.
Подложка: малоэластичная, обеспе-
чивающая полную пропечатку знаков
при незначительном натиске.
Наборно-пишущие машинки -это пи-
шущие машинки с рисунком шрифта ти-
пографского типа, располагающие шриф-
тоносителями с несколькими рисунками
шрифта, а также механическими, опти-
ческими или электронными вспомога-
тельными средствами для изготовления
выключенного набора. Первичный набор
текста на наборно-пишущих машинках
осуществляется с односторонней выключ-
кой (невыключенный набор).
Пишущие машинки с рычажными
шрифтоносителями образуют строки по-
средством шагообразиого перемещения
бумаги. Литеры располагаются полу-
кругом вокруг точки удара. У пишущих
машинок со сферическими шрифтовое!!
телями литеры расположены иа поверх-
ности шарика.
Выбор шрифтового знака произво-
дится вращением головки вокруг двух
взаимно перпендикулярных осей. Стро-
ки образуются путем шагообразного пе-
ремещения шрифтоносителя.
Характерный вид полиграфического
текстового изображения и значительной
степени определяется большим числом
ширин применяемых зптер Пишущие
машинки имеют лишь отну ширину
(2.6 мм - нормальный; 2,3 мм - узкий
шрифт), наборно-пишущие машинки име-
ют 3— 7 ширин; 5- 9 шагов переме-
щения.
Смена шрифта выполняется заменой
шрифтоносителя. Машинки со сфериче-
ским и сегментным шрифтоносителями
обеспечивают быструю смену шрифтов.
Сферический шрифтоноситель содержит
88 знаков. В нем размещаются шрифты
кеглей 6—12 п.
2.2.5. Фотонабор
2.2.5.1. Общие сведения
Установки для фотонабора прошли
путь от простейших ручных приборов,
обеспечивающих набор текстов, имею-
щих полиграфический вид, до автома-
тически управляемых устройств, способ-
ных к очень быстрой переработке тек-
стовых массивов. При фотонаборе, в
противоположность металлическому на-
бору. оригиналы, предназначенные для
копирования, изготовляют фотографи-
чески. Оптические вспомогательные уст-
ройства в фотонаборной машине и воз-
можность последующего монтажа фото-
форм обеспечивают разнообразие
вариантов полиграфического оформления
текста. Очень короткое время экспониро-
вания позволяет достигать высокую ско-
рость набора, особенно на тех устройст-
вах, где отсутствуют механические узлы.
В фотонаборных установках хорошо
реализуются электронные методы, по-
скольку возможен прямой перевод све-
тового луча в электронный поток.
Высокая скорость работы экспони-
рующей системы фотонаборной машины
реализуется лишь в том случае, если
остальные стадии наборного процесса
совершаются с такой же скоростью. Под-
готовка исходных данных в достаточном
объеме возможна, например, путем изго-
товления полнокодовой перфоленты, со-
держащей всю информацию, касающуюся
набираемых знаков и междусловных
пробелов, формата набора, постранич-
ной верстки, полиграфического оформле-
ния набора и т. н. При этом на одну фо-
тонаборную машину может работать
несколько перфораторов. Можно рацио-
нализировать процесс, если освободить
от этих работ обслуживающий персонал
перфораторов и полностью концентриро-
вать его внимание на непрерывно наби-
раемом тексте. Результатом являются
существенно более высокая производи-
тельность при низком проценте ошибок.
2.2.5.2. Фотонаборные машины
В фотонаборной машине на фотома-
териале (пленке или фотобумаге) фор-
мируется скрытое изображение требуе-
мого шрифтового рисунка. Для набора
заголовков, подписей к рисункам, не-
больших текстовых блоков используют
простые фотонаборные устройства с руч-
ным обслуживанием, для текстового на-
бора— управляемые вручную, а для
больших массивов книжного и газетного
набора — автоматические фотонаборные
машины.
Фотографирование набора и фотона-
борные установки, управляемые вручную.
Шрифт нужного рисунка проецируется
на фотоматериал со шрифтоносителя в
отраженном или. большей частью, в про-
ходящем свете. Строки и текстовые бло-
ки образуются при последовательном
Рис. 2.10. Оригинал шрифтовых знаков
в виде ленты с метками ширин знаков
(установка Старлеттограф)
экспонировании отдельных литер или
репродуцированием всей набранной
строки или текстового блока.
Фотографическое изображение текста
можно изготовить съемкой в отражен-
ном свете полированных металлических
литер ручного набора, углубления кото-
рых зачернены (метод тексопринт), ли-
бо отдельных черно-белых пластмассных
литер (установка Новотайп-Хадего).
Скомплектованные в строки пластмасс-
ные диапозитивы отдельных литер ис-
пользуют при фотографировании в про-
ходящем свете (установка Магноскоп).
Фотонаборные устройства, которые вы-
полнены в виде фотографического уве-
личителя, используют в качестве шриф-
тоносителя ролик пленки с изображения-
ми литер. Литеры в соответствии с
метками ширин на шрифтоносителе
(рис. 2.10) устанавливаются при крас-
ном свете (установка Старлеттограф)
либо размещаются по позитивному уста-
новочному шрифту, который имеется на
шрифтоносителе (установка Фильмо-
тайп). Механическое перемещение плен-
ки и оригинала, система увеличения,
уменьшения и трансформации шрифто-
вых знаков оригинала, кнопочное уп-
равление и автоматическая обработка
пленки обеспечивают скорость набора до
30 зн/мип и расширяют область приме-
нения фотонабора (устройство Фототи-
позитор). В простых фотонаборных уст-
ройствах шрифтовые знаки располага-
ются построчно на прямоугольных
пластинках-шрифтоносителях. Ширина
знаков устанавливается по штриховым
меткам (установка Аддитайп) или опре-
делением конечного размера как суммы
ширин набираемых знаков (установка
Морисава). Диски-шрифтоносители с
концентрически расположенными знака-
ми для выбора нужного знака поворачи-
вают вручную (установки Лсттерфот,
Фотонаймограф). Ширина знаков уста-
навливается электронным путем по мет-
кам на диске-шрифтоносителе (устрой-
ство Диатаип).
Рис. 2.11. Принцип набора на установке
Фотолайн:
1 — матрицы с изображением знаков (для
съемки в отраженном свете); 2 — объектив;
3 — кассета для пленки
По принципу строконаборных машин
(см. 2.2.3.2) работает установка Фото-
лайн. Матрицы с изображением знаков
и единообразными пробельными элемен-
тами собираются в отдельные строки и
фотографируются в отраженном свете
(рис. 2.11). Отдельные строки путем оп-
тического растяжения или сужения при-
водятся к единому формату; изображе-
ние шрифта при этом не претерпевает
заметных искажений.
Фотонаборная машина Диатроник
имеет восемь неподвижных пластин-
шрифтоносителей 97x64 мм со 126 зна-
ками в каждой, которые позволяют про-
изводить набор в размерах знаков от 6
до 20 п. Знаки, которые не входят в
клавиатуру, запоминаются до ввода
команды на выключку. В каждом кегле
шрифта предусмотрены 64 различные
ширины.
Автоматически управляемые фотона-
борные машины. Скоростные фотонабор-
ные машины управляются автомати-
чески от перфолент, магнитных лент или
непосредственно от устройства электрон-
ной переработки данных.
В зависимости от принципиальных
способов запоминания набираемых зна-
ков и от методов воспроизведения этих
знаков на фотоматериале различают сле-
дующие варианты фотонаборных машин:
а) машины с аналоговым запомина-
нием шрифтовых знаков (шрифтовые
знаки запоминаются как оптическое изо-
бражение) ;
б) машины с цифровым запоминани-
ем шрифтовых знаков (рисунок литер
раскладывается на растровые элементы
п запоминается в закодированном виде);
в) машины с аналоговым воспроизве-
дением (введенные в память знаки
сразу же проецируются на фотомате-
риал) ;
г) машины с цифровым воспроиз-
ведением (набранные знаки формиру-
ются путем точечного экспонирова-
ния по растровой схеме).
Фотонаборные машины с аналоговым
запоминанием знаков и аналоговым
воспроизведением (аналого-
аналоговый принцип)
Для набора шрифтовых знаков в
проходящем свете используется один
из следующих пяти методов:
— свободный оборот матриц;
— перемещение шрифтоносителя
по двум координатным осям на опре-
деленное расстояние;
— прерывистое вращение шрифтоно-
сителя;
— непрерывное вращение шрифтоно-
сителя;
— неподвижный шрифтоноситель.
Свободный оборот матриц. Изобра-
жение шрифтового знака матриц, сво-
бодно вращающихся в машине (см.
2.2.3.2), размещено в круглом отверстии
и предназначается для съемки в прохо-
дящем свете (машина Фотосегтер). При
комплектовании матриц в строку исполь-
зуются жесткие пробельные элементы.
Остающийся до полного формата стро-
ки интервал равномерно распределяется
между всеми знаками или междуслов-
пыми пробелами при побуквеином вос-
произведении знаков на фотоматериале
(рис. 2.12). Возможно увеличение или
уменьшение знаков. Скорость набора —
29 тыс. зн/ч (при управлении от перфо-
ленты).
Шрифтоноситель, перемещающийся в
двух направлениях. Рамка-шрифтоноси-
тель фотонаборной машины Монофото
содержит 17 строк в каждой по 20
шрифтовых знаков, воспроизводимых в
проходящем свете. Перемещением рам-
ки в двух взаимно перпендикулярных
направлениях (см, 2.2.3.1) в поле свето-
вого луча экспонирующей системы вся-
кий раз обеспечивается попадание од-
ного знака (рис. 2.13). Во время экспо-
нирования рамка неподвижна. Благодаря
перемещению углового зеркала после
каждого экспонирования на шаг, соот-
ветствующий ширине набранного знака,
на фотоматериале образуется строка.
Изменение оптических параметров,
вместе с тем и изменение масшта-
ба воспроизведения, может осу-
ществляться перемещением систе-
мы призм.
Прерывисто вращающийся
шрифтоноситель. Имеющий форму
диска шрифтоноситель с распола-
гающимися по окружности шриф-
товыми знаками вращается та-
ким образом, что в момент попада-
ния требуемого знака в световой
луч оптической системы диск арре
тируется и производится экспони-
рование (машина АТФ-Тайпсет-
тер). Скорость набора — 12 тыс. 7
зн/ч. Рисунок шрифта набора не-
удовлетворительный, так как пре-
дусмотрены лишь 4—7 ширин зна-
ков. При распределении вводимых
шрифтовых знаков по определен-
ной системе на четырех дисках-
шрифтоносителях в соответствии с
частотой встречаемости знаков ма-
шина Монофото-600 обеспечивает
производительность в 126 тыс. зн/ч бла-
годаря тому, что устраняется необходи-
мость экспонирования с одного диска
следующих друг за другом типографских
знаков. Во время экспонирования одного
знака следующий может выводиться в
положение экспонирования (рис. 2.14).
Рис. 2.13. Оптическая система фотона-
борной машины Монофото:
1—источник света; 2— матричная рамка; 3 —
затвор; 4 — оптическая система; 5 и 6 — приз-
мы; 7 — угловое зеркало; 8— барабан с плен-
кой
Каждый диск содержит 100 зн., дополни-
тельный магазин может иметь 100 диа-
позитивов по два шрифтовых знака в
каждом. Знаки размерами 6—14 п. наби-
раются с упомянутой скоростью, разме-
рами 16—28 п.— со скоростью 10 тыс.
зн/ч.
Рис. 2.12. Побуквеиное воспроизведение
знаков в фотонаборной машине со сво-
бодным обращением матриц (машина
Фотосеттер):
I, а — матрица с негативным изображением
знака для съемки в проходящем свете: 1,6 —
матрица в положении экспонирования; 2 —
объектив; 3 — фотоматериал; 4—затвор
Шрифтоноситель с постоянным вра-
щением. Изображения знаков, воспроиз-
водимых в проходящем свете, находят-
ся на вращающихся с постоянной ско-
ростью шрифтоносителях, которые имеют
форму дисков, цилиндров или иных по-
верхностей вращения. Все знаки прохо-
дят последова гелыю через оптическую
ось экспонирующего устройства. Требуе-
мый знак воспроизводится благодаря
точному выбору момента экспонирова-
ния. Короткое время экспозиции в 10“б
обеспечивает высокую резкость изобра-
жения, несмотря на движение шрифтоно-
сителя во время сьемки.
Диск-шрифтоноситель фотонаборной
машины Фотои-Л юмитайп имеет диаметр
200 мм и содержит 1440 зн. на 8 окруж-
ностях, а также датчик времени. Он вра-
щается со скоростью 10 об/с. Валик с ку-
лачком поднимает диск-шрифтоноситель
на уровень соответствующей окружности
(рис. 2.15). Кегль шрифта может изме-
няться в пределах от 5 п. до 72 п. пово-
ротом диска с объективами. Машина уп-
равляется перфолентой, которая считыва-
ется в противоположном программирова-
нию направлении. При этом вначале по-
ступает информация о ширине знака,
воздействующая на перемещение призмы,
а затем — код типографского знака. Ско-
рость набора — 30 тыс. зн/ч.
блок зеркал; 3
фотоматериал; 6
вспышка; 7
ся магазин
матрицами
Рис. 2.14. Оптическая
система экспонирующей
секции Монофото-600:
1 — матричный диск; 2 —
оптика;
4 — поворотное зеркало; 5 —
лампа-
вращающий-
запасными
Рис. 2.15. Оптическая
система фотонаборной
машины Фотон-Люми-
тайп-200—500:
1 — вращающийся матрич
ный диск; 2 — диск с объ-
ективами; 3 — призма; 4—
лампа-вспышка; 5 — кулач-
ковый вал; 6 — бленда; 7 —
фотоматериал
Производительность в 280 тыс. зн/ч
на экспонирующей секции машины Фото-
Текст-Сеттер 8000 достигается благода-
ря тому, что запоминается положение
каждого знака строки. Знаки проециру-
ются в оптимальной последовательности.
Все одинаковые знаки строки экспониру-
ются приблизительно одинаково. Шриф-
тоноситель имеет форму барабана, на
который натянуто 16 прямоугольных по-
лосок пленки, каждая с 2X144 знаками.
Знаки могут набираться в кеглях от 5
до 14 п.
Неподвижный шрифтоноситель. Не-
подвижный шрифтоноситель машины
Линофильм-20 имеет 88 расположенных
в линию знаков. Магазин содержит до
28 шрнфтоносигелей. По вызову каж-
дый знак шрифтоносителя проецируется
в одну и ту же точку: строка формиру-
ется постоянно перемещающимся зерка-
лом (рис. 2.16). Знаки набираются пу-
тем смешения группы призм, круглых
диафрагм, либо открыванием и закрыва-
нием горизонтальных и вертикальных за-
слонок.
В машине Фотон-Люмицип-900 объ-
ектив равномерно перемещается в на-
правлении строки (рис. 2.17). Произво-
дительность— 1,5-10" зн/ч. В машине
имеется три шрифтоносителя с 88 зна-
ет. первой строки — однократно, второй
строки — дважды и т. д., вследствие че-
го все знаки проецируются по одной ли-
нии шрифта. Это достигается, если обес-
печиваются условия уравнения (2.2):
2ans
Чп = ~Г
(2.2)
где п — номер строки шрифтоносителя
Рис. 2.16. Фотонаборная машина с неподвижной матричной рамкой (машина Лино-
фильм):
/ — источник света; 2 — рамка диафрагм; 3 — матричная рамка; 4— линзы коллиматора; 5-
собнрательная линза; 6 — матовое стекло; 7 — зеркало; 8 — фотоматериал
ками каждый. Позади каждого знака
шрифтоносителя размещается лампа-
вспышка. Выбор знака осуществляется
включением соответствующей лампы-
вспышкп, которая высвечивает знак в
Рис 2.17. Вертикальное отклонение лу-
ча с помощью пары параллельных зер-
кал (машина Фотон-. 1юмпт1н-900):
1 — лампы-вспышки: 2— матричная
3 — объектив: 4 — два параллельных
5 — фотоматериал
рамка;
зеркала;
течение примерно 10~9 с. Пара зеркал
(рис. 2.18) отражает лучи с изображе-
нием всех знаков шрифтоносителя раз-
личное число раз: строки 0 — не отража-
(н = 0, 1, 2 .... 5); — расстояние стро-
ки шрифтоносителя п от строки шрифто-
носителя 0; 2а— расстояние между па-
раллельными зеркалами; s — расстояние
между объективом и шрифтоносителем;
t — расстояние между пленкой и объекти-
вом (рис. 2.19).
Строка полностью набирается при
однократном смещении объектива в на-
правлении строки (рис. 2.18). Лампы-
вспышки срабатывают строго в тот
момент, когда объектив подходит к
положению, определяемому управляю-
щей электроникой машины. Это положе-
ние ск задыи-ктся из положения .шака в
строке-шрифтоносителе и требуемого по
ложения его в набираемой строке. 11 тлю
страниц и подписи ш i ними могут пе-
реноситься с микрофильма при помощи
дополнительного устройства.
Высокоскоростные наборные маши-
ны с хзек । ропно-л vrencii тр' бкой не
имеют деталей, которые бы совершали
механическое движение во время побо-
ра. Все знаки пр-зрачпого шрифтоноси-
теля проецируются на фотона годе. Его
освещенные участки net скают электро-
ны. Аксиальное магнитное ноле анало-
гичной формы регулируется таким обра-
зом. чтобы поток электронов выбранно-
го знака соответствовал нужному отвер-
стию внутри электронно-лучевой трубки
(рис. 2.19). Это-' поток затем отклоняет-
ся таким образом, чтобы знак появлялся
на соответствующем участке телеэкрана.
Знаки на телеэкране набираются после-
довательно один за другим в строки и
колонки желаемых формата и высоты.
Возможно выравнивание, поворот по
-отношению друг к другу, увеличение,
трансформирование знаков посредством
воздействия отклоняющей системы. Про-
изводительность 5 тыс. зн/с. Число зна-
ков в машине невелико.
установлены перед экраном индексной
электронно-лучевой трубки; между ними
расположена матрица с 16 объективами,
позади — конденсорные лин-
зы, собирающие проходя-
щий через выбранный знак
свет и направляющие его
на фотоэлемент. Каждому
шрифтоносителю соответст-
вует один фотоэлемент, пре-
образующий световой им-
пульс в электрический. Та-
ким образом, в системе счи-
тывания используются 16
объективов, 16 шрифтоноси-
телей по 16 зн., 10 конден-
сорных линз и 16 фотоэле-
ментов.
Рис. 2.18. Горизонтальное
отклонение луча путем сме-
щения объектива (машина
Фотон-Люмицип-900):
/ — лампы-вспышки; 2 — мат-
ричная рамка; 3 — объектив;
4 — фотоматериал
В каждый момент работает лишь
один фотоэлемент. Выбор одного из
256 зн., имеющихся в магазине шрифто-
носителей, выполняется включением од-
ного из полей на экране индексной элек-
тронно-лучевой трубки и подключением
соответствующего фотоэлемента.
На экране второй, записывающей
Фотонаборные машины с аналоговым
запоминанием шрифтовых знаков
и цифровой записью (аналого-цифровой
принцип)
По этому принципу работает фото-
наборная машина Линотрон-505. В счи-
тывающей системе машины (рис. 2.20)
имеется магазин с 16 шрифтоносителя-
ми по 16 зн. в каждом. В машине четыре
таких магазина шрифтоносителей, каж-
дый из которых вводится в работу
командой от управляющего устройства
машины. Таким образом, всего в маши-
ну заложено 1024 зн. Шрифтоносители
электронно-лучевой трубки соответствен-
но каждой линии растра считывания по-
является светящаяся точка (рис. 2.21).
Когда эта точка проходит вдоль экра-
на, яркость ее свечения включается или
выключается видеосигналом, управляе-
мым блоком яркости воспроизведения.
Линии, последовательно воспроизводи-
мые на фотоматериале одна рядом с дру-
гой, создают изображение знака, считы-
ваемого индексной электронно-лучевой
трубкой. При этом свет от воспроизво-
дящей электронно-лучевой трубки пре-
образуется оптической системой в па-
раллельные лучи, попадающие на зерка-
ло, которое отклоняет их на объектив,
формирующий уменьшенное изображение
линии электронно-лучевой трубки на
фотоматериале. Объектив и зеркало ус-
тановлены на каретке, совершающей
возвратно-поступательное движение, бла-
или до задней стенки трубки могут толь-
ко те электроны, направление движения
которых совпадает с отверстиями. Для
выбора знаков служат отклоняющие
электроды: через отверстие перфориро-
ванной пластинки электронный луч мо-
Рнс. 2.20. Принцип
развертки шрифтовых
знаков с помощью
электронио-лучевой
трубки (машина Ли-
нотрон-505):
I — развертывающая
электронно-лучевая труб-
ка; 2 рамка с 1| обь-
ективамн. 3 — шрифто-
носитель с 1G матричны-
ми рамками; 4 — фото-
элементы; 5 — матрич-
ная рамка — элемент
шрифтоносителя
годаря чему линии развертки последова-
тельно воспроизводятся на фотомате-
риале.
Система позволяет изменять масштаб
воспроизведения знаков и деформиро-
вать их изображение.
В зависимости от кегля шрифта ско-
рость набора составляет 200—400 с/с.
Фотонаборная машина Линотрон-1010
работает со скоростью 1000 зн/с. В ее
жет пройти лишь тогда, когда отклоняю-
щий электрод заряжен отрицательно.
Достигший задней стенки трубки элек-
тронный поток преобразуется в видео-
сигналы. Знак становится видимым на
экране второй электронно-лучевой труб-
ки, с которой он проецируется на фото-
материал.
Производительность 30 тыс. зн/с
реализована в фотонаборной установке
Рис. 2.21. Принцип запи-
си электронно-лучевой
трубкой (машина Лино-
трон-505):
I — записывающая элекг-
ронио-лучевая трубка; 2 —
непрерывно перемещающаяся
каретка с зеркалом; 3 —
фотоэлемент; 4 — система
«монтажа» строки; 5 — фо-
томатериал
магазине содержатся четыре пластинки-
шоифтоносителя, каждая с изображени-
ем 16x16 = 256 зн. Все знаки одной
пл астинки-шрифтоносителя проецируют-
ся па фотокатод электронно-лучевой
трубки (рис. 2.22). Освещенные участки
трубки излучают электроны, которые
внутри трубки направлены в сторону
перфорированной пластинки, имеющей
отверстия диаметром 25 мкм для про-
хождения электронов от каждого прое-
цируемого на фотокатод знака.
Пройти перфорированную пластинку
и дойти до отклоняющих электродов
Датаскоп. Эга установка состоит из мно-
жества электронно-лучевых трубок (мо-
носкопов), каждая из которых выводит
один знак шрифтоносителя. Выбран-
ный знак считывается в соответствую-
щем моноскопе, передается к экрану вос-
производящей системы и записывается
на фотоматериале. Считывающий аппа-
рат, датаскоп и воспроизводящий экран
могут работать на значительном удале-
нии друг от друга. Введенные в память
датаскопа знаки могут использоваться
любым числом потребителей.
Рис. 2.22. Развертка и вы-
бор знака в электронно-лу-
чевой трубке (машина Ли-
нотрон-1010):
1 — источник света; 2 — мат-
ричная рамка с 16X16 знаками
для регистрации в проходящем
свете; 3 — электронно-лучевая
трубка; 4 — фотоэлсктрод; 5 —
перфорированная пластина с
16x16 отверстиями; 6 — замед-
литель; 7 — горизонтальный от-
клоняющий электрод; 8 — вер-
тикальный отклоняющий элект-
род; 9 — ускоритель; 10 — от-
вод электрического видеосигна-
ла
Фотонаборные машины с цифровой
памятью и цифровой записью
(дискретная система)
В фотонаборной машине Дигисет
знаки шрифта находятся в запоминаю-
щем устройстве в закодированном виде.
При наборе знака вызванная из памяти
информация управляет катодным лучом
электронно-лучевой трубки, не приводя
к потере информации в запоминающем
устройстве Шрифтовые знаки высг-гчи-
ваются на экране электронно-лучевой
трубки записывающей системы и прое
иируются на фотоматериал — последо
вательно знак за знаком. Строки вос-
производятся друг за другом при про-
движении фотоматериала (рис. 2.23)
Растровая структура неразличима не-
вооруженным глазом. Линиатура раст-
ра зависит от размера шрифта.
Процесс введения знака в память
схематически показан на рис 2.24. Точ-
ный рисунок знака наносится на растро-
вый бланк. Это изображение построчно
считывается на скеннере при помощи
фотоэлемента. Черные и белые участки
изображения кодируются в вычислитель-
ном блоке, фиксируются на перфоленте,
перфокарте или ином промежуточном
носителе информации и далее считыва-
ются центральным запоминающим уст-
ройством.
Для запоминания одного знака (4—
12 п.) требуется в среднем 600 бит.
В центральное запоминающее устройст-
во емкостью 262 144 бит можно зало-
жить четыре шрифтовые гарнитуры по
94 зн. каждая.
Для расширения объема памяти мо-
гут использоваться дополнительные за
поминающие устройства на дисках, маг-
нитной ленте, магнитном барабане. Вве
денные в память шрифты позволяют
воспроизводить знаки размером 4- 12 п.
Возможно выполнять расширение, на-
клон и увеличение шрифтовых знаков.
Скорость набора: 600 зн/с (шрифты о г
Рис. 2.23. Фотонаборная машина Дигисет; блок-схема уста-
новки:
1 — мпогообъемная запоминающая система; 2— ввод шрифтовых зна-
ков; 3 — центральная запоминающая система; ?— фоторегистрирующее
устройство; 5 — центральное управляющее устройство; 6 — вывод дан
ных; 7 — считыватель перфоленты; 8 — устройство переработки данных
од
4 до 12
24 п.).
0,5-10“6
и.) 300 зн/с (шрифты от 12 до
Время экспонирования — около
строчная разверт-
ка шрифтовых
знаков в скеннере
2.2.6. Автоматизация набора
2.2.6.1. Общие сведения
Для автоматизации набора характер-
но разделение устройств на перфори-
рующие и наборные, при этом ручные
вспомогательные операции частично или
полностью переводятся на машину. Бла-
годаря этому достигается высокая сте-
пень автоматизации «сверхскоростных»
фотонаборных машин; в строкоотливных
автоматах при этом даже малосущест-
венное изменение конструкции машины
приводит к 3—4-кратному повышению
производительности. Наряду с сокраще-
нием числа рутинных операций преиму-
ществами автоматизации являются спо-
койная работа на клавиатуре, отсутствие
необходимости выполнения контрольных
функций на наборной машине или при-
влечения внимания к особенностям вы-
ключки при выполнении неполнокодово-
гй набора. Для лучшего использования
мощности наборной машины необходи-
мо, чтобы она взаимодействовала с не-
сколькими перфораторами.
В получаемом па перфораторе про-
межуточном носителе информации зако-
дированы либо текст и все необходимые
для наборного процесса команды, либо
только текст. В последнем случае пер-
фолента на стадии набора подключается
к устройству электронной переработки
данных, обеспечивающему автоматиза-
цию набора (см. 2.2.6.3).
Большей частью используется перфо-
лента, однако иногда применяется так-
же магнитная лента. Дистанционный
набор осуществляется при помощи моди-
фицированных телетайпов (передаю-
щий перфоратор — реперфоратор — при-
емник) или посредством оптико-элек-
тронной развертки и фотографической
записи изображения, переданного по ко-
ротковолновым телевизионным каналам
(полиосграпичная передача).
2.2.6.2. Перфораторы в наборной
технике
Перфораторы служат для переноса
визуально читаемых рукописей и стено-
грамм, а также фонограмм на носители
информации, считываемые машинами,
для ввода текстов в устройства перера-
ботки информации и наборные машины.
Перфораторы с выключкой
На перфораторах с выключкой изго-
товляются перфоленты для непосредст-
венного управления литейными и фотона-
борными машинами. При этом операции
формирования строки н выключки (см.
*2.2.1) выполняются в такой последова-
тельности:
— ручной ввод текста на клавиатуре;
— расчет строки в вычислительной
системе и получение указаний о требуе-
мом ее заполнении (исходные для расче-
та данные об особенностях шрифта, его
размерах, формате строки задаются пе-
ред началом работы);
— расчленение слов по слогам, вы-
ключка строк путем ввода полученных
команд для выключки и указаний на
окончание строки;
ручной ввод команд па полиграфи-
ческое оформление текста;
фиксирование всей введенной ин-
формации в соответствии с примененной
схемой кодирования;
— получение перфоленты.
Устройства состоят из следующих
функциональных элементов.
1. Клавиатура, аналогичная клавиату-
ре. устанавливаемой на пишущих машин-
ках (перфораторы с выводом на распе-
чатывающее устройство имеют серийную
электрическую пишущую секцию с незна-
чительно измененной раскладкой клавиа-
туры).
2. Вычислительная секция с заложен-
ными в память значениями ширин зна-
ков.
3. Узел электронной выключки.
4. Выводной буфер на 1—2 зн.
5. Система контроля для распознава-
ния ошибок на перфоленте.
Для металлического набора приме-
няется преимущественно шестидорожеч-
ная, для фотонабора — восьмидорожеч-
ная перфорация. Раскладка клавиатуры
и система кодов изменяются в широких
предетах и определяются соответствую-
щими системами наборных машин.
Перфораторы для получения
неполнокодовой перфоленты
Перфоленту для сплошного набора
(без разделения иа строки) получают
при помощи неполнокодового перфора-
тора. Она может быть подвергнута даль-
нейшей переработке в устройствах элект-
ронной обработки данных. В частности,
может идти речь о следующих функци-
ях, которые лишь частично реализуют
строкообразование (см. 2.2.1):
- ручной ввод текста па клавиатуре;
— ввод указаний для полиграфиче-
ского оформления текста, составленных
на языке программирования;
— фиксирование введенной информа-
ции в соответствии с примененной схе-
мой кодирования;
— получение перфоленты.
Устройства состоят из следующих
функциональных элементов;
1. Клавиатура для ввода информации,
аналогичная клавиатуре пишущих ма-
шинок (перфораторы с выводом на рас-
печатывающее устройство имеют серий-
ную электрическую пишущую секцию с
незначительно измененной раскладкой
клавиатуры).
2. Узел электронной выключки.
3. Выводной буфер на 1—2 зн.
4. Перфоратор.
5. Система контроля для распознава-
ния ошибок на перфоленте.
В принципе для подобного метода из-
готовления считываемого машиной носи-
теля информации может применяться
любой серийный аппарат обработки дан-
ных с выводом перфоленты, имеющий со-
ответствующие коды и раскладку клави-
атуры.
Применяются преимущественно шести-
дорожечные и восьмидорожечные пер-
фоленты.
Коды и раскладка клавиатуры, ана-
логичные тем, что используются в пер-
фораторах с выключкой.
Перфораторы с выводом на распеча-
тывающее устройство работают с более
низкой скоростью, чем при работе без
распечатывающего устройства. Но они
позволяют организовать корректирование
перфоленты еще до ее использования
при наборе и поэтому преимущественно
применяются в технологии фотонабора с
компьютерными системами.
«R
2.2.6.3. Использование устройств
электронной переработки данных
в наборной технике
Автоматизируемые наборные процес-
сы. Упомянутые в разделе 2.2.1 операции
можно частично или полностью автома-
тизировать. При этом для полиграфиче-
ской обработки текста используется спе-
циальное программирование, для которо-
го введены следующие данные:
число видов шрифтов, кеглеразмеров,
специальных знаков и т. д.,
длина строки, порядок расположения
строк.
При автоматически выполняемой вер-
стке одновременно производится поли-
графическая обработка текста. Техника
фотонабора, обладая высокой маневрен-
ностью, обеспечивает широкие возмож-
ности обработки текста (cxi ма 2.11).
Выключка. Из заданной длины стро-
ки I вычитается заложенная в память
устройства ширина каждою набираемо-
го знака или междусловного пробела.
Таким образом определяется размер не
заполненной части набираемой строки р.
Междусловпый пробел (их число п,}
сравнивается при этом с оптимальным
значением (dzopt ). Кроме того, учиты-
вается, что пробел должен быть внутри
интервала, определяемого некоторыми
минимальным (dznlIll ) и максимальным
(гЛ1г,ах ) значениями. По разнице между
nzdz max и nzdzopt определяется об-
ласть выключки q0:
4T> = nz(dz — d ). (2.3)
max opt
При заполнении строки <у0 возрастает,
а р уменьшается. При постоянном срав-
нении обоих значений наступает момент,
характеризуемый неравенством
Р < Уо, (2.4)
начатое набором слово заканчивают и
строка выключается. Выключка завер-
шается делением незаполненной части
строки р на число междусловных пробе-
лов в строке
р
-----Пг— Р- (2.0)
nz
Особой проблемой при выключке яв-
ляется расчленение слов на слоги. При
помощи системы правил переноса, зало-
женных в виде специальной программы,
производится орфографически правиль-
ное расчленение слова на слоги и в соот-
ветствии с заданными критериями поли-
графического оформления определяется
и осуществляется оптимальный перенос.
Известны два различных метода.
— Применение системы эмпирически
установленных правил вероятности, свя-
занных с так называемым словарем ис-
ключений, в котором предписаны исклю-
чения и специальные случаи переноса
Без словаря исключений достигается
около 80% правильных переносов, с
ним—до 98%. Программа проста, одна-
ко требуется значительный объем памя-
ти.
— Применение системы логических
переносов, которая разрабатывается па
основе матсматическо-лингвистического
анализа соответствующего языка. Пр г
применении этого метота правильные пе-
реносы достигаются примерно в 98% слу-
чаев без словаря исключений. Выполня-
ются to.ti ко однозначно правильные пе-
реносы Редкие случаи переноса, кото-
рые недоступны системе, могут быть
осуществлены при ручном вмешатель-
стве в прохождение программы. Требуе-
мые пршраммы сложны, однако обеспе-
чивают оптимальные условия использо-
вания. В ГЦР этот метод применяется
в программах переноса для немецкого
языка.
Корректура. До проведения набора
исправляются ошибки, ношикшие при
работе на клавиатуре, вносятся необхо-
димые изменения. Имеются грн различ-
ных варианта корректуры, требующие
разного подхода к ее проведению (ввод
нового материала, исключение матери-
ала. замена материала)
Требующий корректуры участок
определяется при помощи адресной си-
стемы (маркировка первичного текста
по полосам, строкам и словам). Когда
достигнут требуемый участок текста, вы-
зываются введенные в память указания
по корректуре, и с помощью соответст-
вующей программы выполняется коррек-
тура.
Схема 2.11, а
Ввод перфоленты
простые задачи (верстка книжных стра-
ниц). В соответствии с программой по-
страничной верстки устройства обработ-
ки данных могут выполнять следующие
операции-
Схема 2 11, б
1
Формирование строк
Выключка
i
Вывод перфоленты
Версгка. Автоматизация возможна
лишь в технике фотонабора. До послед-
него времени были реализованы только
— расчет текста и его разделение на
полосы;
— ввод в полосу предусмотренных
элементов (колонцифр сносок, таблиц,
формул);
g Таблица 2 3.
Системы обработки данных для наборных процессов
Характер системы Тип вычис 1И- тельного устройства Выполняемые операции (ио 2.2.1) Возможные указания Область использования Метол формирования строк Производи- тельность, тыс. зн/ч
1 2 3 4
Специальное вычисли- тельное устройство без расчета переносов а X (X) Строчные/прописные; основной/выделитель- ный шрифт; выключка влево Обработка сплош- ного набора и сти- хотворного текста (металлический на- бор) Строки заканчи- ваются словом, од- носторонне выклю- чены влево или до- ведены до требу- емой длины раз рядкой 100—150
Специальное вычисли- тельное устройство с по- луавтоматической раз- бивкой на слоги б X (х) Строчные/прописные; основной/ выделительный шрифт; смена гарнитур; выключка влево, посере- дине, вправо Набор невысокой сложности (металли- ческий набор) Указание на пе- ренос, место пере- носа устанавливает обслуживающий персонал 100—250
Специальное вычисли- тельное устройство или малый универсальный процессор с автоматиче- ской разбивкой на слоги 6 X X (X) Строчные/прописные; основной/вы делительный шрифт; смена гарнитур; выключка влево, посе- редине, вправо Набор средней сложности (металли- ческий набор, про- стые фотонаборные машины) Автоматически по программе 150—300
Универсальное вычис- лительное устройство г X XXX Значительно расшире- ны по сравнению с типа- ми а, б и в; объединяет программные задачи с серией указаний: вид и форма знаков, рисунок знака, формирование гра нок и полос Все работы, вклю- чая специальные зада- чи (например, набор формул); для просто- го текста — автомати- ческая работа, вклю- чая верстку (фотона- борные машины) Автоматически по программе 240—360
Универсальное вычис-
лительное устройство в
виде большой установки
для обработки данных с
большим и производи-
тельным центральным
процессором и развитой
периферией (ввод и вы-
вод в виде перфо- или
магнитной ленты, пери-
ферийная память, скоро-
стное распечатывающее
устройство, видеотерми-
нал); объединение с фо-
тонаборной установкой
как специальным устрой-
ством для вывода дан-
ных
д
х
Широкий круг про-
грамм по решению воз-
никающих при наборе за-
дач
Сложные работы с
высокими требования-
ми
с ком
с ком
в полиграфиче-
и технологиче-
аспектах
Автоматически
по программе
Около .360
Схема 2. 11, z
Схема 2. 11 ,д
— ввод незаполненных участков для
размещения иллюстраций.
Системы обработки данных для на-
борных процессов. При помощи клавиа-
туры возможно автоматизировать все
процессы. Исключение составляет ручной
ввод текста. Для снижения издержек не-
однократно предпринимались усилия ча-
стичной автоматизации. Разработанные
и внедренные системы обработки ин-
формации для набора по степени авто-
матизации очень различны (табл. 2.3).
Специальные вычислительные устройст-
ва для набора с жестким прохождением
программы предпочтительнее универ-
сальных встроенных установок (см.
рис. 2.11).
2.3. Фотографические процессы при изготовлении
печатных форм
2.3.1. Физико-химические основы
фотографических
процессов
Изготовление промежуточных носите-
лей информации, а также перенос инфор-
мации на формный материал осуществля-
ются главным образом посредством фо-
тохимических реакций.
2.3.1.1. Основные закономерности
фотохимических реакций
При воздействии электромагнитного
излучения видимой и близкой УФ-обла-
сти спектра на атомы или молекулы мо-
жет происходить возбуждение электро-
нов — их подъем на более высокий энер-
гетический уровень или отщепление. При
такой активации могут возникать хими-
ческие реакции, которые без светового
воздействия либо проходят замедленно,
либо вообще не идут.
По основному фотохимическому зако-
ну (Гроттгуса и Драпера) электромаг-
нитное излучение вызывает химическую
pi акцию лишь в том случае, если кв.шты
излучения (фотоны) абсорбируются ато-
мами или молекулами. Из квантовой тео-
рии следует, что при этом энергия фото-
нов должна точно соответствовать раз-
нице энергии электронов в соответствую-
щем атоме при обычном и возбужденном
состоянии электронов.
Энергия кванта излучения составляет
К'фогон = hv, (2.6)
l ie h — (постоянная Планка) равна
6,626 16 34 Дж-с; v — с/}. (частота све-
товых колебаний); с—(скорость света)
равна 2,998-105 км/с; Z— длина волны.
Hi уравнения К’фотоп = hc/’k следует,
что квант обладает тем большей энерги-
ей, чем короче длина волны. Энергия
квантов видимой зоны спектра (прибли-
зительно от 400 нм до 700 им) доста-
точна для того, чтобы поднять на более
высокий энергетический уровень электро-
ны в атомной оболочке. Кванты УФ-излу-
чения могут разрывать самые прочные
химические связи или даже совсем выби-
вать электроны из атома.
При абсорбции квантов излучения
начинается первичный фотохимический
процесс, который большей частью состо-
ит в диссоциации электронно-возбужден-
ных атомарных или молекулярных частиц
па радикалы, ионы или атомы (фотолиз).
Эти частицы обычно нестабильны, обла-
дают высокой реакционной способностью
и могут в дальнейшем реагировать во
вторичном процессе с другими присутст-
вующими в реакционной системе части-
цами или друг с другом. Вторичная ре-
акция протекает обычно по закономерно-
стям нормальных (термических) реак-
ций.
Большое практическое значение имеет
фотосенсибилизация, при которой элект-
ронно-возбужденные частицы переносят
воспринятую энергию на другие частицы,
благодаря чему проходит первичный фо-
тохимический процесс. В этом смысле
сенсибилизатором называют частички, ко-
торые первоначально воспринимают кван-
ты излучения и передают энергию даль-
ше (иногда ошибочно сенсибилизатора-
ми называют все вещества, способные к
фотореакции). Отдав энергию, сенсиби-
лизатор вновь возвращается в свое ис-
ходное состояние. Прн помощи фотоссп-
сибплизации возможно также побужде
иие к фотохимической реакции атомов
или молекул, которые сами непосредст-
венно не абсорбируют излучение исполь-
зуемой длины волны.
В соответствии с законом фотохими-
ческого эквивазента (Штарка и Эйнштей-
на) абсорбция квантов излучения строго
пропорциональна фотохимической реак-
ции одного атома или молекулы. Коли-
чество реагирующих в каж ;ый период
времени частиц А, соответственно равно
количеству абсорбированных квантов из-
лучения Фа. Частное Nr/Фа = <р назы-
вают квантовым выходом; это значение
всегда должно быть равно 1. Фактиче-
ски, одна ко, нередко имеют место отступ-
ления.
ср < 1 — воспринимаемая энергия воз-
вращается от абсорбирующих частиц как
флюоресцирующее излученье или прснра
щается в иную внутримолекулярную фор-
му энергии, например в тепловую, нс со-
провождаясь первичным фотохимическим
процессом.
<( > 1 (до ~ 10е) —образующиеся
при первичном процессе частицы создают
при последующей вторичной реакции но-
вые активированные частицы, приводя,
таким образом, к цепной реакции (напри-
мер, фотополимеризации, см. также
2.3.1.2).
Закон фотохимической взаимозаме-
стимости (Бунзена и Роска) гласит, что
обмен Nr фотохимической реакции зави-
сит от интенсивности падающего излуче-
ния <Т>п и времени / воздействия излуче-
ния:
Nr=f Cl’oO. (2.7)
I !з этого следует, что количество фо-
тохимически превращенных частичек N,
при постоянном значении 0W не зависит
от того, облучалась ли реакционная си-
стема кратковременно с высокой интен-
сивностью или длительное время с не-
большой шпеигивиостыо. Закон взапмо-
за.местимости строго действует лишь тог-
да, когда из двух последовательных ста-
дий фотохимической реакции (первая
стадия — абсорбция квантов излучения и
первичный фотохимический процесс, вто-
рая стадия — вторичная реакция) пер-
вая определяет течение и скорость общей
реакции.
2.3.1.2. Специальные
фотохимические реакции
Фотография с эффектом почернения.
Д (Я изготовления промежуточных носи-
телей информации используется светочув-
ствительность галогеносеребряных жела-
тиновых слоев. Под воздействием излуче-
ния они изменяются таким образом, что
при последующей обработке с соответст-
вующими восстановителями (проявле-
ние) образуется видимое изображение.
Па заключительной стадии обработки —
фиксировании — из слоя удаляется нс
подвергшийся действию излучения и нс
изменившийся галогенид серебра, вслед-
ствие чего образующееся изображение
становится устойчивым к воздействию
света.
Светочувствительный материал. Все
виды фотографических с1>емочпых и ко-
пировальных материалов состоят из под-
ложки-основы (стекло, пластмассная
пленка, бумага), на которую толщиной
порядка 0,02 мм наносится эмульсия кол-
лоидальных кристаллов галогенида се-
ребра (преимущественно AgBr) в жела-
тине (смесь высокомолекулярных белко-
вых соединений из переплетенных цепей
аминокислот). Поскольку важнейшие фи-
зические свойства слоев зависят, кроме
всего прочего, от размеров кристаллов,
a AgBr с идеальным строением кристал-
лической решетки не является светочув-
ствительным, нужно на стадии приготов-
ления эмульсин, при се первом (физиче-
ском) созревании получить оптимальный
для соответствующих условий примене-
ния размер кристаллов (около 0,0003 -
0,002 мм). На стадии второго (химиче-
ского) созревания вводят небольшие ко-
личества солей, например следы соедине-
ний золота или серы, которые, внедряясь
как чужеродные элементы в кристалли-
ческую решетку, приводят к ее наруше-
нию и образованию центров скрытого
изображения. Только па этих центрах
чувствительности при воздействии света
ионы Ag+ могут восстанавливаться до
вентральных атомов серебра. Однако
вследствие постоянно находящихся в же-
латине примесей восстановителя такая
реакция всегда протекает также и в тем-
ноте. отчего все фотографические ма-
териалы, особенно при повышенной тем-
пературе. обладают лишь ограниченной
сохранностью.
Как в любом реальном кристалле, в
кристаллах AgBr всегда содержится
определенное количество криста пнче-
ских структурных элементов в межузли-
ях кристаллической решетки (дефекты
Френкеля).
Межузельные ноны серебра могут
особенно хорошо перемешаться в кри-
сталлической решетке вслстствие тепло-
вого движения всех частиц.
Фотохимические процессы при
экспонировании (рис. 2.25)
Фотохимический первичный процесс
состоит в отщеплении электрона от поил
Вг~ Этот электронный процесс завер-
шается захватом электрона центром
скрытого изображения. Благодаря своей
относитезыю высокой подвижности меж-
узельные иопы Ag+ перемещаются к про-
тивоположно заряженным центрам скры-
того изображения и там разряжаются
(взаимодействие межузельных ионов се-
ребра). После многократных присоедине-
ний электронов < попов А"1' из центров
скрытого изображения образуются цент-
ры проявления Ag~° (—RK). В одном
таком центре содержится 4—10 атомов
серебра; в своей совокупности они дают
-скрытое изображение, невидимое даже с
помощью электронной микроскопии, но
сохраняющееся годами.
четыре основные группы эмульсий
(рис. 2.26).
Проявление. Проявление является
дальнейшей стадией восстановления Ag+,
начавшегося при втором созревании
эмульсин и усиленного на подвергшихся
облучению участках. При этом ионы пе-
А3
А3
ВГ Ад* ВГ Ад* ВГ, 1
ВГ
ВГ
ВГ
А3
Ад
ВГ
Ад* ВГ
Ад* Вг
ВГ Ад'
*9
Вг ВГ
*9
Ад'
ВГ
2
6
вг
А9'
Ад* Вг~ Адл
ВГ
А9
вг
вг Ад*свГ\^Г>
'ГдТ Ад* ВГХА,
А3*
ВГ
Ад* Вг Ад* ВГ Ад* ВГ Ад*
ВГ Ад* ВГ ^~^ВГ Ад* ВГ
Рис. 2.25. Фотохимические процессы при
экспонировании галогеносеребряного фо-
тографического слоя:
/ — центр проявления (RK): 2 — межкристал-
лическне ионы; 3 — 4 — электронный процесс:
Br<-h'.'-*Br +с; (RK)Ч-е -*(RK) ; 5 — взаимо-
действие мсжэлектроппых ионов с вонами се-
— 4- +0
ребра: (RK) +Ag -<-Ag_ (—RK); 6 — неза-
полненные электронные уровни
Образующиеся при электронном про-
цессе электронные дырки Вг±0 косвенно
перемещаются путем притягивания элект-
рона от соседнего иона Вг- на поверх-
ность кристалла и реагируют там с же
латипой.
При кратковременном очень интенсив-
лом экспонировании часть отщепленных
электронов может быть захвачена еще
не сажанными атомами Вг. Соответствен-
но эти атомы прореагируют с атомами
Ag с образованием AgBr, вследствие че-
го количество образующихся центров
.проявления станет уже непропорциональ-
ным интенсивности экспонирования (яв-
ление соляризации). AgBr адсорбирует
лишь синий иля фиолетовый свет. По-
этому к эмульсиям добавляются краси-
тели-сенсибилизаторы, благодаря кото-
рым светочувствительность распростра-
няется на область больших длин волн.
Для черно-белых материалов различают
Рис. 2.26. Относительная спектральная
чувствительность:
а — глаза (адаптированного на светлое); б —
нссенсибнлнзнрованной эмульсин; в — орто-
хроматической эмульсии; г — панхроматической
эмульсии (эмульсия, сенсибилизированная к
инфракрасным лучам с длиной волны до
1200 нм); vr — относительная спектральная
чувствительность; к — длина волны, нм
реходят в металлическое серебро. При
обработке экспонированного слоя соот-
ветствующими проявляющими раствора-
ми содержащиеся в них восстанавливаю-
щие соединения диффундируют к зернам
AgBr и отдают там электроны, вследст-
вие чего один за другим все ионы Ag+
разряжаются до Ag*0. На зернах AgBr
скрытого изображения восстановление
происходит значительно быстрее, чем на
неэкспонированных. Но продолжитель-
ное воздействие проявителя приводит
также к изменению неэкспонированных
участков, так что во избежание повы-
шенной вуали проявление должно быть
прервано после восстановления всех
проэкспопировапных зерен AgBr. При та-
ком химическом проявлении зерна со
скрытым изображением полностью пре-
вращаются в металлическое серебро; ко-
личество содержащегося в скрытом изо-
бражении первичного серебра при этом
увеличивается в 106—109 раз. Возмож-
но также присоединение атомов Ag к
центрам скрытого изображения, при
этом, например, после отделения AgBr
из экспонированного слоя одновременно
с проявляющим раствором возможна
диффузия ионов Ag+ извне (физическое
проявление, рис. 2.27).
В качестве восстановителей исполь-
зуются исключительно органические сое-
динения, прежде всего двукратно заме-
шенные производные гидроокисей или
аминов бензола (гидрохинон, 1\-метилна-
раамипофснол, 2,1-диамипофсиол;, вве-
денные в щелочной раствор. Образуюшп-
Рнс. 2.27. Химическое и физическое про-
явление экспонированных кристаллов
AgBr:
1 — химическое проявление; 2 — молекула про-
явителя; 3 — физическое проявление; 4 —
центр проявления
сся продукты окисления реагируют с мо-
лекулами еще нс использованного про-
явите ля или между собой с образовани-
ем темно-коричневых высокомолекуляр-
ных соединений. Все проявляющие ра-
створы поэтому содержат добавки суль-
фита натрия КагЗОз, назначение которо-
го— ослаблять нежелательные побочные
реакции.
Фиксирование. Остающиеся после про-
явления на отдельных участках слоя раз-
личные в зависимости от интенсивности
экспонирования количества зерен AgBr
растворяются при обработке в подкислен
пом концентрированном растворе тио-
сульфата натрия (КагЗгОз). Образующи-
еся комплексы тиосульфата серебра р-1
створимы в воде и при интенсивной про-
мывке водой полностью диффундируют
из желатинового слоя
После сушки получают неизменяемое,
имеющее обратные значения тонов, изо-
бражение— негатив. Плотность находя
щегося на отдельных его участках сереб-
ра пропорциональна интенсивности по-
павшего на них света, т. е. негатив вслст-
ствне черного цвета мелкодисперсного
серебра оказывается тем темнее, чем
4 332
сильнее соответствующий участок был
проэкспонирован.
Способы с обращением. На сьемочном
материале обычного строения путем спе-
циальной обработки с обращением имеет-
ся принципиальная возможность получе-
ния изображения с правильным по отно-
шению к оригиналу распределением то-
нов (позитив). Для этого образующееся
после проявления серебро отбеливается
(т. с. снова окисляется до ионов Ag+)
обработок в кислых растворах бихрома-
та калия, которые диффундируют из слоя
во время промывки водой. Затем путем
повторного экспонирования дпффушым
светом оставшееся AgBr засвечивается и
становится способным к проявлению.
Вслстствпс этого при последующем пов-
торном проявлении образуется позитив-
ное изображение.
Способы обращения на основе диффу-
зии серебряных солей. В основе специ-
альных способов обращения лежит прин-
цип физического проявления. Слой, m
который переносится изображение, содер-
жит также мельчайшие зародыши колло-
идального Ag. Этот материал через тон-
кий слой концентрированного щелочного
проявителя транспортируется в контакте
с экспонированным съемочным материа-
лом. Благодаря ряду диффузионных про-
цессов при этом происходит проявление
и фиксирование экспонированного слоя.
Вдобавок к этому при совместном транс-
портировании в контакте съемочного и
принимающего изображение слоев комп-
лексные соединения тиосульфата серебра
переходят из неэкспонированных участ-
ков съемочного слоя на находящиеся в
контакте с ними участки слоя, принимаю-
щего изображение. Имеющиеся здесь по-
пы Ag+ восстанавливаются до металличе-
ского серебра. Так. менее чем за минуту
образуется закрепленное позитивное изо-
бражение, имеющее высокий интервал
плотностей вследствие использования для
его формирования неэкспонированного
AgBr.
Оптическая плотность фотографиче-
ских материалов. Мерой светопропуска-
нпя материальной системы, например не-
гатива, служит прозрачность т:
т = Ф/Ф(.„ (2.8)
где Ф. — интенсивность падающего излу-
чения; Ф — интенсивность прошедшего
излучения.
Величина, обратная прозрачности
(Фо/Ф), определяет непрозрачность. Ве-
личина фотографического почернения S
характеризуется значением логарифма не-
прозрачности:
S = 1g 1/г = 1g Фо/Ф. (2.9)
Почернения фотографических слоев
находятся в интервале 0,1 и 3,0, что со-
ответствует светопропусканию 80% и
0,1%.
Зависимость почернения фотографиче-
ского материала от величины экспозиции
Н = Ф/ описывается характеристической
кривой. В фотографических слоях всегда
возникает отклонение от закона фотогра-
фической взаимозаместимости (см.
Рис. 2.28. Кривая почернения галогеносе-
ребряного слоя:
/—зона недостаточного экспонирования; 2 —
область недодержек; 3 — прямолинейный уча-
сток; 4 — максимальное почернение; 5 — об-
ласть передержек; б— соляризация; 7 — зо-
на нормального экспонирования; 8 — зона из-
быточного экспонирования
2.3.1.1), которое называют эффектом
Шварцшильда. В этой связи имеет ме-
сто зависимость
S = /(<lvf, (2.10)
где Р — показатель Шварцшильда, значе-
ние которого изменяется от 0,8 до 1,1.
При постоянных условиях экспониро-
вания и проявления каждая фотографи-
ческая эмульсия имеет свою характери-
стическую кривую почернения S =
= f [1g (Фо/)] (рис. 2.28). Она начинает-
ся при пороговом значении экспозиции
Нв — минимальной экспозиции, которая
вызывает почернение, различимое от вуа-
ли. Наклон кривой в прямолинейной ча-
сти
Iga =rfS/d[Ig(®0/)] = Y (2.11)
(у- коэффициент контрастности) харак-
теризует контрастность соответствующей
эмульсии «Нормальный» коэффициент
контрастности в любительской фотогра-
фии составляет для пленок 0,fi -0.8, для
фотобумаги около 1,5—2,0. «Мягко» ра-
ботающие слои имеют меньшие по срав-
нению с приведенными величины коэффи-
циента контрастности. «Контрастно» ра-
ботающие слои, наоборот, — большие ве-
личины. Поэтому при использовании
контрастных слоев определенные разли-
чия в экспозиции вызывают большую
разницу в фотографических почернениях,
чем при работе на материале с «нормаль-
ной» контрастностью (при постоянных
условиях проявления). Значение макси-
мального почернения определяется коли-
чеством содержащегося в слое AgBr.
При изготовлении печатных форм исполь-
зуются, как правило, пленки с очень вы-
соким значением (6—8) коэффициента
контрастности (см. 2.3.2).
Фотография с эффектом дубления
При переносе информации с промежу-
точного носителя на формный материал
применяются смеси с органическими,
большей частью рысокополимерными сое-
динениями, которые при вторичной фото-
химической реакции (см. 2.3.1.1) изменя-
ют свою растворимость в водных или ор-
ганических растворителях на подверг-
шихся действию света участках.
Диазослои
Диазососдинениями называют органп-
ческие молекулы с группами — N = N |
(диазоннсвые соли общей формулы [R -
Ф (+; е
-N = N|]+C1-) пли = N==N> (ди-
е
азохиноны вида > С = N = XI >). При
воздействии УФ-излучеиия (около 200—
350 нм) такие соединения теряют N2 в
первичном фотохимическом процессе, Об-
разующиеся при следующей за ним вто-
ричной реакции продукты растворяются
в соответствующих растворителях либо
значительно лучше, либо хуже, чем ис-
ходные диазосоединения. Поэтому при
проявлении экспонированного слоя в та-
ких растворителях растворяются только
экспонированные пли только неэкспони-
рованные участки Используемые в форм-
ных процессах диазососдинения очень
стабильны химически и термически;
оставшиеся на печатной форме после про-
явления участки слоя имеют, кроме того,
ярко выраженные гидрофобные свойства.
Фотополимерные слои
Многие непредельные органические
соединения могут объединяться в макро-
молекулы при особом виде химической
реакции — полимеризации. Для прохож-
дения полимеризации требуется, как пра-
вило, подвод энергии, например, путем
воздействия > Ф-излучспия. При этом
вначале активируются отдельные моле-
кулы мономера или специально добавляе-
мые инициаторы, которые, распадаясь в
фотохимическом первичном процессе на
радикалы, вызывают цепную реакцию.
Если реакционная смесь наряду с моно-
мерами уже содержит соответствующие
высокомолекулярные полимеры, то в хо-
де вторичных реакций наряду с полиме-
ризацией происходит сшивка образую-
щихся макромолекул с имеющимися. Об-
разующиеся полимеры или агрегаты по-
лимеров всегда менее растворимы в ор-
ганических растворителях, чем исходные
вещества. Все применяемые фотополиме-
ры (фоторезисты) исключительно ста-
бильны химически и физически; высоко-
полимерные участки слоя, оставшиеся
после проявления (загубленные), обла-
дают чрезвычайно высокой механиче-
ской прочностью, отличным красковос-
приятием и краскопередачей.
Слои с бихроматами
Многочисленные варианты применяе-
мых методов копирования с использова-
нием коллоидов, очувствленных бихрома-
тамн, основаны на свойстве гидратиро-
ванных ионов Сг3+ вследствие их высокой
активности образовывать прочные комп-
лексные соединения с соответствующими
Функциональными группами органиче-
ских коллоидных молекул и благодаря
этому обусловливать сшивку макромоле-
кул. Ионы [Сг (Н2О)б]3+ образуются в
фотохимическом первичном процессе при
экспонировании бихромата аммония
(NH4)2Cr2O7 или калия К2СггОт фиоле-
товым или УФ-светом, когда бихромат
распределен в копировальном слое. Об-
ласть чувствительности слоев этого типа
находится примерно в пределах 300—
450 нм. На подвергшихся действию света
участках в зависимости от интенсивности
экспонирования происходит частичное
или полное восстановление шестивалент-
ного хрома до трехвалентного. Соответ-
ственно количеству образующихся ионов
Сг3+, которые реагируют с образованном
комплексов во вторичной реакции с
группами — СООН при применении же-
латины или ОН-групнами при использо-
вании поливинилового спирта. Если слой
в большей или меньшей степени «свето-
задублен», он теряет спою растворимость
в воде или водных растворителях Реак-
ция восстановления вследствие постоян-
ного наличия в материалах, используе-
мых для слоя, восстановителей, происхо-
дит даже в отсутствие действия света,
что в короткое время приводит к темпо-
вой реакции в слое. Будучи нормальной
термической реакцией, это темновое дуб-
ление идет тем сильнее, че.м выше тем-
пература. Продолжительность хранения
слоя вследствие этого снижается при
комнатной температуре до нескольких
часов. Свойства слосв с бихроматамн
очень сильно зависят также от влагосо-
держания и значения pH при их изго-
товлении и обработке.
Галогеносеребряные желатиновые слои
Образующиеся при проявлении экспо-
нированных фотографических AgBr-же-
латиновых эмульсий продукты окисления
проявляющих веществ (хиноны или хи-
нопимпны) реагируют в определенных
соотношениях с кислотоамидпымп груп-
пами молекул желатины. Вследствие это-
го происходит образование поперечных
связей в цепях аминокислот. При исполь-
зовании специальных эмульсий и благо-
даря соответствующей последующей об-
работке это дубление можно развить,
чтобы желатина, по своей природе яв-
ляющаяся гидрофильной, на подвергших-
ся действию света участках становилась
гидрофобной и даже не растворимой в
горячей воде, в то время как неэкспони-
рованные участки слоя оставались бы
растворимыми.
Электрофотография
Печатные формы могут изготовляться
также при использовании фотопроводи-
мости некоторых полупроводников. Пос-
ле наведения электростатического заряда
и экспонирования на участках, подверг-
шихся действию света, вследствие внут-
реннего фотоэффекта образуется допол-
нительный носитель заряда, благодаря
которому значительно возрастает элект-
ропроводность и заряды стекаются к ме-
таллической подложке, в то время как
на неэкспонированных участках заряды
сохраняются. Таким образом возникает
позитивное скрытое электростатическое
изображение, которое прочно удержива-
ет противоположно заряженный порошок
красителя. Путем определенных манипу-
ляций краситель может быть перенесен
иа материал, подлежащий запечатыва-
нию (см 2.7.2)
В ксерографии применяют топкий се-
леновый слой, нанесенный иа металличе-
скую подложку. Изображение, получае-
мое с помощью порошка, также электро-
статически может быть перенесено на
предназначенный к запечатыванию мате-
риал или на формный материал для пло-
ской печати (бумагу пли металл) и за-
4
99
фиксировано там нагреванием при помо-
щи растворителя. Другие варианты элек-
трографических способов основаны на ис-
пользовании окиси цинка, которая нано-
сится на бумагу или иную основу в ла-
ковом связующем, являющемся изолято-
ром. Применяются также пластины, по-
крытые органическими фотополупровод-
никамп. На экспонированных участках
этот полупроводниковый материал уда-
ляется.
2.3.2. Оригиналы,
предназначенные для
копирования при изготовлении
печатных форм для
однокрасочной печати
2.3.2.1. Общие положения
Оригиналами, используемыми при ко-
пировании, являются, как правило, про-
зрачные фотографические изображения.
Они служат для передачи информации
на формный материал и могут использо-
ваться в виде позитива или негатива (об
зуется для копирования на формный ма-
териал во всех способах печати.
Значение оптической плотности мож-
но определить объективно. Оно является
производной величиной от прозрачности
т (см. 2.3.1) и определяется как
1 Фо
О = Ig — = Ig.
т Ф
Для измерения оптической плотности
используются денситометры (рис. 2.30).
Воспроизводимость результатов измере-
ния в современных приборах ДО~ ±0,02:
точность измерения AD±0,05.
Значения плотностей па полутоновых
изображениях: Dmin = 0,1 — 0,15 (ву-
аль), Отах = 1,40— 1.60; на штриховых
и растровых изображениях £)^2,0.
2.3.2.2. Растровые изображения
Общие положения
Различия в оптической плотности по-
лутонового изображения на оттиске соз-
даются за счет изменения количества
пигмента. За исключением способа глу-
Рис. 2.29. Градационный
процесс при переходе от
светлых к темным дета-
лям изображения:
а — полутоновое изображе-
ние (показаны ступени то-
нов); б — штриховое изоб-
ражение
установках для репродукционной фото-
графии см. 2.3.6). При изготовлении пе-
чатных форм используют полутоновые,
штриховые и растровые изображения.
Характерным полутоновым изображе-
нием является серый клин с плавными
переходами оптической плотности
(рис. 2.29). Полутоновые позитивы могут
иметь 30 -45 переходов тонов. Полутоно-
вые изображения используются для ко-
пирования при изготовлении форм глубо-
кой печати с переменной глубиной печа-
тающих элементов и в фототипии. Все
дру, не способы требуют видоизменения
характера исходного иллюстрационного
изображения (см. 2.3.2.2).
Штриховое изображение состоит из
двух значений тонов: насыщенные дета-
ли изображения без каких-либо перехо-
дов чередуются с участками, не имею-
щими плотности. Для воспропзведенця
таких изображений используются фото-
материалы с очень высоким коэффициен-
том контрастности (значение у от 6—8
до 10). Штриховое изображение нсполь-
бокой печати с переменной глубиной пе-
чатающих элементов, ни один способ пе-
чати не позволяет реализовать при кра-
Рпс. 2.30. Принцип работы денситомет-
ра проходящего света:
! — источник света: 2 — оптическая систе-
ма; 3 — образец; 4 — фотоэлемент; 5 — уси-
литель; 6 — регистрирующая часть
скопередаче количественное дозирование
краски, соответствующее различным зна-
чениям тональности исходного изображе-
ния. Другие виды печатных форм имеют
лишь краскопередаютпс и не передаю-
щие краску детали (см. также рис. 2.1);
толщина красочного слоя, переносимого
со всех передающих краску участков,
одинакова. Подобные печатные формы
пригодны только для воспроизведения
штриховых изображений.
Полутоновые оригиналы при этих ус-
ловиях могут воспроизводиться лишь бу-
— после сцепления растровых элемен-
тов:
(2.13)
(крестообразное сцепление определяет
Рис. 2.31. Растровый
клин з увеличенном
виде (стрелка указы-
вает на тон, соответ-
ствующий началу
сцепления растровых
точек)
лучи преобразованными в растровые изо-
бражения. Изображение расчленяется на
ограниченные чо площади элементы
(рис. 2.31). Варьирование размеров ра-
стровых элементов позволяет заменить
невозможное при печати дозирование
стадию перехода растровых топов от
сцепленных краскопередающих растровых
элементов к раздельно стоящим растро-
вым точкам — см. рис. 2.31).
В соответствии с рис. 2.32 Л4Г = №,
/1Я = А] + А2 + Аз + Л4 = лгр. При
Рис. 2.32. Элементарный квадрат раст-
рового изображения
красочного слоя. Таким путем оказывает-
ся возможным воспроизвести различные
ступени серого топа. Поскольку элемен-
ты, формирующие изображение, невели-
ки (60—70 элементов на 1 см), то глаз
их уже не может разрешать (различать
раздельно) и создается полное впечатле-
ние полутонов.
Даже при 54 и 48 растровых элемен-
тах на I см структура иллюстраци-
онного изображения нарушается незна-
чительно.
При оценке растрового изображения,
подобно тому как при характеристике
полутонового шобрлжения существует
понятие о значениях растрового тона.
Оно определяется размерами растровых
элементов (точек) и рассчитывается сле-
дующим образом:
— чо сцеп'и'пия растровых элемен-
тов:
V = (2.12)
Ag
Рис. 2.33. Градационный процесс при
применении проекционного растра:
Spj — почернения полутонового оригинала;
— почернения растрового изображения;
/ — формальное преобразование позитива в не-
гатив: 2—идеальное позитивное воспроизведе-
ние: 3— реальное негативное воспроизведение;
4—идеальное нсглявное воспроизведение для
офсетной печати с цинковых форм; 5 — иде-
альное негативное воспроизведение
этом 71» в формуле (2.12) —это доля пе-
чатающей, а в формуле (2.13)—доля
непечатающей поверхности.
Растровое изображение получают
преимущественно фотографическим пу-
тем с использозлинем проекционного ли-
бо контактного растра. Перевоз полу-
тонового изображения в растровые тона
при помощи проекционного растра (см
2.3.2.2) нс является сонершс..ям. На
рис. 2.33 схематически показаны возмож-
ности воспроизчс тения. Для шпичных
оригиналов идеальными кривыми воспро-
изведения при получении позитивного и
негативного растрового изображения яв-
ляются кривые 2 и 5. В действительно-
го!
сти же воспроизведение происходит по
кривой 3. Поскольку при последующей
передаче информации вплоть до получе-
ния оттиска имеют место неизбежные из-
менения, не стремятся стетопать птсаль-
Рис. 2.34. Почернение s в зависимости
о г значения растровых тонов <[
/ — при высокой оптической плотности раст-
рового элемента; 2 — при значении оптической
плотности растрового элемента I. 2
пым кривым. Например, кривая 4 харак-
теризует растровый негатив для негатив-
ного копирования в офсете.
Измерение значений растровых тонов
может осуществляться несколькими ме-
тодами:
— планиметрически — измерением
площадей растровых элементов иод мик-
роскопом;
— измерением диаметров растровых
элементов пол микроскопом или при по-
мощи микродепситометра;
измерением при помощи денсито-
метра.
Для практических целей наибольшее
значение имеет последний метод.
Зависимость значений растровой плот-
ности от почернения показана на
рис. 2.34:
S= — Ig[H(l — ¥) O-Н)
При допущении, что Ti s 1 (прозрач-
ные участки) и Тг = 0 (непрозрачные
участки), выражение упрощается:
S = — lg(l — <j>). (2.15)
При измерениях учитывают следую-
щие моменты:
1. Размер измеряемого поля в зави-
симости от линиатуры растра 1.
2. Возрастание относительной ошибки
при малых значениях <р.
3. Влияние плотности растровых эле-
ментов на результат измерения (см. так-
же 3.3.5).
При интегральных измерениях пр-1
помощи денситометров необходимо, что-
бы в поле измерения находилось около
30 растровых элементов. Требуемый диа-
метр измеряемого поля d.v (см. также
табл. 2.4) может быть рассчитан по фор-
муле
Рис. 2.35. Распределение света при съемке с проекционным растром:
1— диафрагма; 2 — крестообразный проекционный растр; 3 — фотографический материал; 4 —
область полутеней; 5 — область полной тени; а — сторона растрового отверстия; и — расстояние
от объектива до проекции изображения на матовое стекло; с — диаметр диафрагмы; г — рас-
тровое расстояние
dv=-
60
I
(2.16)
где г/м диаметр измеряемого поля, мм;
/ — линиатура растра, лин,см.
Получение изображений с проекционным,
растром
11 (поражение растрируют в камере
введением на пути светового потока кре-
стообразного растра. Между пленкой и
растром необходим некоторый зазор —
растровое расстояние г. Образующиеся
Рис. 2.36. Образование растровых эле-
ментов различного диаметра при съемке
с проекционным растром:
/. Z-'i. </| энергетическая кривая, максималь-
ная энергия и диаметр растрового элемента
на светлом участке оригинала; 2, Е,, а?—то
же, на темном участке оригинала; И, зна-
чение порога чувствительности фотографиче-
ского слои; Е — освещенность
чувствительности (количество энергии
Но, необходимой для того, чтобы вы-
звать фотохимическую реакцию) и высо-
кого коэффициента контрастности слоя.
Как следует из рис. 2.36, па участках фо-
тослоя, соответствующих очень светлым
деталям оригинала и дающих распреде-
ление освещенности на пленке по кри-
вой 1, формируются растровые элементы
диаметром i/i, па участках фотослоя, со-
ответствующих менее светлым деталям,
при распределении освещенности по кри-
вой 2 образуются растровые элементы с
диаметром d?. Различие размеров растро-
вых элементов создаст впечатление гра-
дации тонов.
Большую роль при получении растро-
вого изображения требуемого качества
играет растровое расстояние г. На осно-
вании рис. 2.35 установлено правило Хис-
лопа:
ab
с
(2.17)
Оно справедливо при условии прямоли-
нейного распространения света Прини-
мая во внимание дифракцию света на
растровой сетке, Шталь установил для
растрового расстояния следуй тую зако-
номерность:
(2.18)
где г в мм, / в лпн/см.
Так как по Шталю для каждой линпа-
туры растра необходимо лишь онредс
ленное растровое расстояние, изменени-
ем размера диафрагмы обеспечивают ус-
ловия уравнения (2.17):
соотношения света показаны на рис. 2.35.
Крестообразный растр состоит из двух
пластин зеркального стекла с парал ie.ii>-
ными непрозрачными линиями Пласти-
ны накладываются друг па друга так.
чтобы линии ппи под прямым углом п
образовывали прозрачные квадраты. Со-
отношение ширины нейро фачных и про-
зрачных линий, как правило, составляет
1:1. Растры различаются по числу ли-
ний па I см (липка । ура растра /).
На рис. 2.36 показан принцип образо-
вания растровых элементов различных
размеров, а также распределение свето-
вой шергин в области полутени, обозна-
ченной на рис. 2.35 индексом 4.
Получение растровых элементов раз-
личного размера обеспечивается благода-
ря свойствам фотографической эмуль-
сии — сочетанию порогового значения
5 (m + 1) ’
(2.19 а)
В соответствии с уравнением (2.18) име-
ет место
10'1
h — ------------------,
3,2/ (т-- 1)
(2.19 б)
где /1 — значение диафрагмы /--.шипа-
тура растра, лпн/см: т — масштаб репро-
дуцирования.
Значения растровой постоянной k и
растрового отверстия а (сторона растро-
вою квадрата) связаны соотношением
101
k =-------- - 2а
/
(2.20)
(/>’ — в мкм, а — в мкм. I— в лип/см).
В табл. 2 1 приведены значения /. /г
и т/.м для наиболее употребительных ли-
Таблица 2.4.
и необход'имыеоаметры и^мЙмых поИЯ“РаСТР°вЬ1Х пост°ян"ых
(соотношение линий 1:1) Р полеи Для основных линиатур растра
Параметры
Значении параметров
Линна гура раст-
ра, лин/см
Растровое рас-
стояние г, мм
Растровая посто-
янная k, мкм
Диаметр изме-
ряемого поля dN
мм
используются
ниатх-р растра Нередко испол
вого XЦЫ 1ЛЯ 01,Рслелеиия растре-'
о расстояния, составленные по эмпи
рнческнм данным (табл. 2.5).
вое п?Т"ЧеСКИ Устанавливаемое растро-
вое расстояние г' в отличие от расчсХ
Таблица 2.5.
го его значения
формуле
60 70 80 100
4,4 3,2 2,4 1,6
165 145 125 100
1.0 0,90 0,75 0,60
Г можно определить по
, 2
Г fr,
где sg - толщина стекла рабочей старо-
Растрового расстояния „о Ребнеру) °ПределенИя
Линий гура растра, лни/см Масштаб Значение растрового рассточ) <ии (мм) при диаЛпягмл
изображе- нии 11 1 “ 1 22 1 32 141 64 1 90
24 0,25 0,50 0,75 1 .00 1,25 1 ,о0 2,00 3,00 3,0 3,6 4,1 4,6 5,2 5,8 6,8 8,8 4,1 4,9 5,8 6,4 7,1 7,8 9,2 11,3 5,8 6,8 7,8 8,8 9,5 10,3 11,8 14,2 7.9 9.1 10,3 11,3 12,3 13,2 14,8 17,3 10,4 11,8 13,0 14,3 15,3 16.3 17,9 20,3 13,3 14,9 16,3 17,4 18,4 19,3 20,8 23,3 16,5 18,0 19,4 20,6 21,5 22,9 23,9
48 0,25 0,50 0,75 1 .00 1.25 1,50 2,00 3,00 1,0 1.4 1,8 2,9 2,4 2,7 3,2 _3,9 1.9 2,3 2,7 3,1 3,3 3,6 4,1 4,8 2,7 3,2 3,6 4,0 4,2 4,5 5,0 5,7 3,6 4,1 1.5 4,9 5,2 5,4 5,9 6,6 4,6 0.0 5,5 5,8 6,1 6,4 6,9 7,6 5,5 6,0 6,4 6,7 7,0 7,3 7,8 8 5 6,4 6,9 7,3 7,6 8,0 8,3 8,7
54 104 0,25 0,59 0,7о 1,09 1 ,25 1,52 2,00 3,00 1,1 1,4 1,6 1.9 2.1 2,3 з,’з 1.6 2,0 2.3 2,6 2,8 3,0 3,4 4,0 2,3 2,7 3,0 3,3 3,5 3,7 4,1 4,7 3,0 3.4 3,7 4,0 4,2 4,4 4,8 5,4 3,6 4,0 4.4 4.7 4,9 5,1 5,6 6,1 4,4 4,7 5,1 5,4 5,6 5,8 6.3 6,8 У >t) 5,1 5,5 5,8 6,1 6,4 6,6 7,0 7,5
Продолжение габл. 2.5
Линна гупа растра, лии/см Масш i аб изображе- ния Значение растрового расстоянии (мм) при диафрагме
11 16 22 32 45 64 • 90
100 0,25 0,9 1 ,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8
0,50 0,9 1,1 1 ,3 1,4 1,6 1,7 1,9
0,75 1,0 1,2 1 ,3 1.5 1,6 1,8 2,0
1,00 1,1 1,2 1,4 1,5 1 ,7 1,9 2,0
1,25 1,1 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,1
1,50 1,2 1 ,3 1 ,5 1,6 1,8 2,0 2,1
2,00 1,3 1 ,4 1 ,6 1,7 1,9 2,0 2,2
3,00 1,4 I ,а 1,7 1,9 2,0 2,2 2,3
ны растра /коэффициент относится к
среднему показателю преломления зер-
кального стекла, равному 1,5); fr— ошиб-
ка указателя усыновки растрового рас-
стояния в съемочной камере
Форма диафрагмы оказывает влияние
на геометрию растрового элемента. Чаше
всего применяется круглая диафрагма.
Она обеспечивает образование круглых
растровых точек.
Используя специальные растры, пыта-
ются достигнуть лучшего воспроизведе-
ния изображения. С помощью Градар-
растров, имеющих частично прозрачные
липни с изменяющейся плотностью окра-
ски, образуется цепочечная структура ра-
стровых элементов. Такая форма растро-
вых точек должна устранять резкие пере-
ходы в средних тонах изображения.
При растровой съемке время экспони-
рования слагается из времени предвари-
тельного и основного экспонирования.
Предварительное экспонирование служит
для образования одинаковых растровых
элементов минимального размера по всей
площади изображения, чтобы оказались
растрированными даже тени изображе-
ния. Основное экспонирование осуществ-
ляется при съемке изображения, пред-
назначенного для растрирования. В тече-
ние всего экспонирования растровое рас-
стояние и размер диафрагмы должны
оставаться неизменными.
Выполняемое иногда заключительное
экспонирование с растром не улучшает
качества воспроизведения. Изменение
размера диафрагмы во время ступенчато-
го экспонирования также нерационально.
Получение изображений с контактным,
растром
Растрирование осуществляется в ко-
пировальных установках. увеличителях
или камерах с использованием точечного
растра (фотографически изготовленный
пленочный растр), находящегося в кон-
такте с фотографическим материалом.
Элемент контактного растра имеет плав-
ный характер перехода почернения Этим
СбегтоСои
Рис. 2.37. Образование растровых эле-
ментов различного диаметра при приме-
нении контактного растра:
/. Е,, Ф энергетическая кривая, максималь-
ная энергия и диаметр растрового элемента,
соответствующие большой освещенности; 2,
Б», d, — п> же, при малой освещенности;
//г — значение порога чувствительности фото-
графического слоя; Е — освещенность
обусловливается возможность изменения
размеров формируемого растрового эле-
мента в зависимости or величины экспо-
зиции (рис. 2.37). Модулируемый полу-
тоновым изображением свет проходит че-
рез контактный растр. В соответствии с
нарастающими и снижающимися почерне-
ниями контактного растра (5/;) дожи-
гается требуемое распределение света
(кривые 1 и 2). В соответствии с величи-
ной порога ч\ вствительностп и вследст-
вие высокого коэффициента контрастно-
сти фотопленки образуются четко ограни-
ченные, различные по площади растровые
элементы, обусловливающие градации то-
нов.
Обозначение контактных растров
(по линиатуре) и вычисление растровой
постоянной производятся так же, как и
для проекционных растров.
Основными преимуществами контакт-
ных растров являются:
— возможность изменения градации
изображения при использовании растров
с различными характеристиками;
— улучшение четкости деталей;
— разгрузка репродукционных камер
и сокращение времени экспонирования.
Интервал плотностей Зин полутоно-
вого изображения может быть полностью
воспроизведен, если он аналогичен интер-
валу плотностей растра г>’пН. Если он вы-
ше, то происходит потеря рисунка в те-
нях.
Имеется также взаимосвязь между
интервалом плотностей и копировальной
плотностью S„ (при работе на копиро-
вальной установке). Количество света, по-
павшего на фотоматериал при значении
5к, точно соответствует величине порога
чувствительности /7о, обеспечивая форми-
рование растровой точки.
Диапозитив, схематически показанный
на рис. 2.38, на участке 1 имеет мини-
мальную плотность, а па участке 2 имеет
максимальное почернение. Если прене-
бречь значением вуали на полутоновом
изображении и на растре (Ssh, Ssn), то
SK= Svп= Suн. С учетом вуали на по-
лутоновом изображении и на растре име-
ют место следующие соотношения:
SUP = SUH-, (2.22)
для растрирования позитивов или негати-
вов. Можно учитывать также особенно-
сти оригинала, условий копирования на
формный материал и печатания. Различ-
ные контактные растры имеют разный
характер распределения оптической плог
ностп внутри растрового элемента
(рис. 2.39).
Наряду с серыми контактными раст-
Рис. 2.38. Влияние копироваль-
ной плотности Sfc на величину
растрового элемента (контакт-
ное растрирование в фотокопи-
ровальной установке):
а — полутоновый диапозитив; б —
контактный растр; о — изображение
растровой точки; S ~~ ин-
тервал плотностей растра и полу-
тонового изображения; /—участки
диапозитива с малой оптической
плотностью, 2 — участки диапози-
тива с высокой оптической плот-
ностью
рами применяются также окрашенные
контактные растры (например, пурпур-
ные). Применяя при их использовании
Рис. 2.39. Строение растрового элемента
контактного растра:
— оптическая плотность; k — растровая по-
стоянная; 1 — негативный растр; 2 — универ-
сальный растр; 3—позитивный растр
светофильтры, можно подбирать, условия
экспонирования в соответствии с особен-
ностями выполняемой работы.
2.3.3. Оригиналы,
предназначенные для
копирования при изготовлении
печатных форм
для многокрасочной печати
•$к = $UR + + $.?/?• (2.23)
2.3.3.1. Общие положения
Контактный растр может быть изго-
товлен при помощи проекционного раст-
ра или с использованием электронных
систем. Имеется возможность компенси-
ровать недостатки при переводе полуто-
нового изображения в растровое изготов-
-- ^ПППНЯПКМП
Для печатания каждой краски тре-
буегеч отдельная печатная форма. Одна-
ко на оттиск нс должен наноситься каж-
дый имеющийся на оригинале цвет: раз-
личные цвета можно получить сочетани-
ем трех первичных красок. Это положе-
ние является основой трехкрасочпой пс-
чатп (использование трех печатных форм,
печать с которых производится одна за
другой). Такое условие полностью реа-
лизуется, однако, лишь в глубокой печа-
ти с переменной глубиной печатающих
элементов. В других способах темные де-
тали изображения при >том воспроизво-
дятся несовершенно. Необходимость уве-
личения плотности приводит к четырех-
красочной печати (использование четы-
рех печатных форм).
В особых случаях применяют двух-
красочную печать, используя одну основ-
ную и однх дополнительную краски. Ре-
продукция, изготовленная в две краски
по способу дуплекс, не дает многокрасоч-
ного изображения, а лишь создает эф-
фект тонирования. В качестве дополни-
те тьиых при изготовлении дуплексных
репродукций используются краски, име-
ющие различные оттенки и насыщен-
ность.
Таблица 2.6.
Положение растра на тре?:-
и четырехкрасочных оттисках
Трехкрасочная
печать
Четырехкрасоч-
ная печать
Печатающиеся noc.iC.iOBuтельным на-
ложением растровые изображения требу-
ют особого внимания к положению (угол
поворота) растра (табл 2.6). Псобходи
мое взаимное положение растровых эле-
ментов достигается при растрировании.
При этом, однако, во шикают различные
регулярные структуры растровых элемен-
тов. которые приводят к образованию
различимого в большей или мепыпей сте-
пени рисунка, вызывающею нарушение
равномерности восприятия пзображ пня
(явление муара). Размещение ря ion ра-
стровых элементов иод углом 30° друг к
ДРУГУ даст малоразлпчнмый рисунок ро-
зеток. При четырехкрасочной печати та-
кой сдвиг растровых рядов не может
быть полностью осу тесл плен, поскольку
возможности ограничены лишь областью
в 90°. Однако наличие светлой желтой
краски позволяет сделать отступление —
се муар оказывается незаметным.
При трех- и четырехкрасочной печати
предпочтительным является следующий
порядок наложения красок: голубая
желтая — пурпурная (—черная): при
определенных условиях возможен и иной
порядок: (черная—) желтая — пурпур-
ная — голубая.
2.3.3.2. Основы измерения цвета
Восприятие цвета — сложный процесс,
связанный с физическими явлениями, фи-
зиологией, психологией. Цветов- встви-
телыюсть является следствием светового
раздражения глаза. Равномерное раздра-
жение в спектре длин волн от 380 до
700 нм вызывает ощущение определенно-
го нейтрального серого (от белого до
чериого). При неравномерном раздраже-
нии возникает ощущение цвета. Восприя-
тие каждого цвета характеризуется тре-
мя параметрами — цветовым тоном, на-
сыщенностью, светлотой.
Цветовой тон — это свойство, харак-
теризующее отличие цветного объекта от
иецвегного (ахроматического). Цветовой
гон определяется доминирующей длиной
волны. Насыщенно! гь рс характеризует
отступление от серого и зависит от со-
держания спектрально чистого цвета в
общем цветовом ощущении.
Светлота характеризует уровень зри-
тельного ощущения, производимого яр-
костью объекта. Для оценки ахромати-
ческих цветов достаточно одного этого
параметра.
В основе цветового зрения и проведе-
ния измерений цвета лежат функции цве-
тового стимула. Они характеризуют
спектральные свойства световой энергии
и при вторичном излучении (при отра-
жении света телами) зависят от кривой
излучения источника света и кривой
отражения о, соответствующей поверх-
ности:
= С2/24)
Вг основу цветовых i морений б-т>"Т-
ся функции сложения х (?.), у (?.). г '/.)
стандартного колориметрическою наблю-
дателя.
11.1 рис. 2.-10 приведены кривые функ-
ций сложения, хлракг ичнпс нозбуас-
денпс глаза при воспри-- п цвета стаи
аортным ко.юриметричеС1. . каблюд
лем.
Значения возбуждений глаза во взаи-
мосвязи с фу:1КН1'"ми растр тжеипя
<рх дают представление о цвете следую-
щим образом:
700 нм )
[ = К.Х ,
380 нм
700 нм
f <рх-7хл = кг,
380 им ।
700 нм
J 4>х-г?4[л = XZ.
380 нм J
Рис. 2.40. Кривые спектральной чувстви-
тельности нормального наблюдателя для
энергетического спектра
По этим кривым можно определить
количества каждого из трех основных
цветов, необходимые для воспроизведе-
ния единичных величин энергии в интер-
вале длин волн от 380 до 700 нм.
Координаты цветности х, у, z в си-
стеме X, Y, Z связаны с координатами
цвета простыми соотношениями:
X
X + Y + Z '
Y
X+Y +7.’
Z
х +Y +Z
(2.26)
/
с очевидным условием х + у + z = 1.
Графическое представление результа-
тов, полученных при расчете цветности
любого излучения, дано на рис. 2.41 и
2.42. Кривая графика представляет со-
бой геометрическое место чистых моно-
хроматических излучений. Полученную
кривую называют кривой спектральных
цветов. Насыщенность цвета па этой кри-
вой максимальна; она снижается в на-
правлении к точке белого (Е), где дости-
Рис. 2.41. Цветовая диаграмма МКО:
1 — белый; 2 — пурпурно-розовый; 3 — розо-
вый; 4— оранжево-розовый; 5 — красновато-
пурпурный; 6 — пурпурно-красный; 7 — крас-
ный; 8—красновато-оранжевый; 9— оранже-
вый; 10—желтовато оранжевый; // — желтый;
12 — зеленовато-желтый; 13 — желто-зеле-
ный; 14 — желтовато-зеленый; 15 —
зеленый; 16 — синевато-зеленый; 17 —
сиие-зеленый; 18 — зеленовато-синий; 19 —
синий; 20 — пурпурно-синий; 21 — синевато-
пурпуриый; 22 — пурпурный; 23 — красно-
пурпурный; Е — белая точка
Рис. 2.42. Цветовая диаграмма МКО:
1 — цветная фотопленка; 2 — общеупотреби-
тельные художественные цветные краски: 3 —
цветные типографские краски; — желтая;
М — пурпурная; Z — голубая
гает нулевого значения. На прямой ли-
пни, замыкающей кривую, находятся цве-
та, которые невозможно воспроизвести
спектральными цветностями. Их называ-
ют пурпурными цветами
Светлота выражается дополнительно
величиной относительных значений ярко-
сти Y (табл. 2.7). Цифровые данные таб-
лицы соответствуют Европейским нор-
мам на триадные краски.
Таблица 2.7.
Координаты цветности и относительные
значения яокости печатных красок
и их смесей (по стандарту ГДР)
Краска X У Г
Желтая 0,437 0,494 77,8
П урпурная 0,464 0,232 17,1
Голубая 0,153 0,196 21,9
Желтая — пурпур- ная 0,613 0,324 16,3
Желтая — голубая 0,194 J.526 16,5
Пурпурная — голу- бая 0,179 J.101 2,8
Колориметрическая оценка красок
1. Спектральное выражение функции
цветового стимула ф при ступенчатом
измерении в области видимого диапазона
спектра.
2. Получение произведений <рЛхх,
Тл ’Ух • 7>. ил" измерение цветово-
го стимула с применением свето-
фильтров в соответствии с рис. 2.41.
3. Определение КХ, KY, KZ по урав-
нению (2.25).
4. Определение х и у по уравнению
(2.26).
С помощью х, у и Y можно колори-
метрически представить все краски (о
денситометрической оценке красок см.
3.3.5.2).
2.3.3.3. Смешение цветов
Аддитивное смешение цвета — добав-
ление к спектру одного излучения спект-
ра другого. На цветовом графике МКО
аддитивно-смешенные цвета располага-
ются на прямых, соединяющих цветности
исходных источников. При исходных цве-
тах Fi (xi, yi, Yi) и F2 (х2, у2, Y2) коор-
динаты (хз; уз) смесевых цветов опреде-
ляются следующим образом:
х3 = Л1-х1+ Л2‘*2.
Уз= *r<7i + СгУъ (2.27)
*2 =--------—---------= 1 - (2.28)
Г1 — + Г2
У1
Функция цветового стимула
смесевого цвета определяется исходя из
функций цветового стимула <рЛ и <рх
исходных цветов:
= (Z29)
Основными при аддитивном смешении
цвета являются синий, зеленый и крас-
ный (рис. 2.43, диаграммы 1, 2 и 3). Сло-
жение трех оснэвных цветов даст белый,
а попарное аддитивное смешение основ-
ных цветов дает соответственно голубой,
пурпурный и желтый цвета, которые яв-
ляются основными при субтрактивном
смешении (рис. 2.43, диаграммы 4, 5 и 6).
Эти основные цвета невозможно полу-
чить аддитивным смешением других цве-
тов. Методы смешения цвета (аддитив-
ный и субтрактивный) могут сочетаться
друг с другом. Основные цвета, исполь-
зуемые при субтрактивном методе сме-
шения, можно также смешивать по зако-
нам аддитивного синтеза, что псполт зуст-
ся практически при растровой многокра-
сочной печати.
При субтрактивном смешении цвета
полностью или частично абсорбируется
одна спектральная часть света. Субтрак-
тивпо смешиваемые цвета нельзя рассчи-
тать аналогично тому, как это выполняет-
ся при аддитивном смешении; их место
на цветовом графике МКО можно опре-
делить только через функцию цветового
стимула фЛ1 и <Рх2 исходных цветов Fi
и F2 или же функцией цветового стиму-
смесевого цвета F3:
ЛЯ ^Зсубгр
КЬу6тр=^.-Па- (2.30)
Смешение цвета при растровой печати
приводит к общему ощущению в резуль-
тате аддитивного смешения восьми цве-
тов — голубого, пурпурного, желтого, си-
него, зеленого, красного, белого и черно-
го (см. также 2.9.5). Цвета субтрактив-
ного смешения — синий, зеленый и крас-
ный образуются при наложении друг на
друга соответственно голубого и пурпур-
ного, голубого и желтого, пурпурного и
желтого. Сочетание субтрактивного и ад-
Рис. 2.43. Идеальные кривые отражения:
1 — синий; 2 — зеленый; 3 — красный— основные цвета при аддитивном смешении; 4— голу-
бой; 5 — пурпурный; 6 — желтый—основные цвета при субтрактивном смешении; 7 — ахрома-
тические цвета: а — белый; в — серый; с — черный; р — отражение; Л— длина световой волны
днтивного методов смешения цвета по-
казано на рис. 2.44 для двух красок с
идеальными кривыми отражения.
Рис. 2.44. Смешение цветов при растро-
вой печати на примере голубой (/) и
желтой (2) красок:
3 — зеленый цвет, образующийся при субтрак-
тнвном смешении; 4 — зеленый цвет, образу-
ющийся при аддитивном смешении
2.3.3.4. Цветоделение
При изготовлении печатных форм для
многокрасочной (цветной) печати ориги-
налы. предназначенные для копирования
на формный материал, изготов тяготея с
испо.ть юванием светофильтров. Цветоде-
лнтельпый светофильтр пропускает свето-
вые лучи одной спектральной зоны, по-
глощая остальные. При последователь-
ном вв< юниц во время нвето гелительной
съемки синего, зеленого и красною све-
тофильтров на черно-белую фотопленку
действует лишь свет, соответствующий
цвету светофильтра (рис. 2.45). Участки
фотослоя, не подвергшиеся действию по-
глощенных светофильтром световых лу-
чей, ост потея пеэксчоннр.1вапнымп; впо-
следствии на печатной форме па этих
участках образуются красконесущие де-
тали (цветоделение на негативе).
Таблица дает представление о цветоде-
лении и.। примере светофильтров с иде-
альными кривыми пропускания. На ди-
аграммах заш грпхонапы спектральные
зоны пропускания; проходящие лучи.
воздействуя на фотослой, вызывают его
почернение. Каждый светофильтр пол-
ностью поглотает световые лучи, соот-
ветствующие только одной краске, «вы-
деляемой»,— той, которой впоследствии
будет выполняться печатание. Нижняч
Рис. 2.45. Действие све-
тофильтра при цветоде-
лении:
/ — цветной оригинал, вклю-
чающий синий (с), зеленый
(з) и красный (к) цвета;
2 — светофильтры, соответ-
ствующие печатным крас-
кам; 3 — черно-белый фо-
тографический материал
строка таблицы иллюстрирует выделение
контурной краски за желтым светофильт-
ром (другими методами является после-
довательное экспонирование за тремя
светофильтра мн, сьемка бе светофильт-
ра).
Печатная форма для черной краски
должна воспроизводигь яркость в тенях
(темные ступени), а в других дет'чях ри-
с\нка — долю серого (копгур изображе-
ния). Вследствие особенностей печатного
процесса и по другим причинам печатная
форма для черной краски чплжп i согла-
совываться по средним теп ш и но теням
с формами для других красок (так же
как и они меж чу собой). .4 ’кепм^льно
возможная су^ма roiia.ii.iioi о-н чссх на-
носимых друг пл друга !’п" ’пптании
красок нс должна провышлт! 1 43% (см.
также 2.9.5, формы для черной краски).
2.3.3.5. Причины, цветовых
искажений и их корректура
Получаемые цветоделенные изобра-
жения имеют искажения, вызываемые
отклонениями от идеальных значений
Рис. 2.46. Реальные кривые отражения печатных красок-
а — голубой; б — пурпурной; в — желтой
следующих параметров:
— отражение красок, которыми вы-
полнен оригинал,
— отражение печатных красок;
— светопропускание светофильтров;
— спектральная чувствительность фо-
томатериала;
— тоновоспропзведепие при изготов-
лении печатных форм и при печати
(рис. 2.46 и 2.47).
Корректуру можно выполнять
— вручную (ручная ретушь);
— фотографически (маскирование);
— фотоэлектронным путем (см.
2.9.5).
Масками называют фотографически
изготовленные полутоновые черно-белые
или цветные прозрачные изображения.
готовленных на специально предназна-
ченном для этой цели фотографическом
материале (ОРВО ФП-05 Маск, Верп-
Рис. 2.47. Реальные кривые
пропускания нормальных све-
тофильтров «ОРВО>:
а — №540 (синий); б —№41 (зе-
леный); в — №42 (красный); г —
№3 (желтый); L> — оптическая
плотность; X — пропускание; Л
длина волны
которые изменяют распределение тонов
при наложении маски или введении се в
световой ноток. Для лучшего совмеще-
ния масок их делают несколько нерезки-
маек) (рис. 2.48). Специфическими для
этих слоев свойствами являются низкий
контраст (у 0,5) и способность давать
пережог изображение.
Рис. 2.48. Принцип действия цветокорректирующих масок (цветоделенное изображе-
ние для голубой краски часто не требует корректуры) (Б — белый, С — синий, 3 —
зеленый, К — красный, Ч — черный):
/ — цветоделение для желтой краски; 2 — цветоделение для пурпурной краски; 3 — цвстодсле
нне тля голубой краски; 4 — оригинал; 5 — светофильтр; 6 — пекорректированный негатив: 7 —
маска; 8 — откорректированный диапозитив; 9 — откорректированный негатив
мп. Для проработки рисунка в свстах не-
обходим мягко работающий фотоматери-
ал. Цветные маски действуют в сочета-
нии со сиен фильтрами. Специальные мс
тоды маскирования позволяют выполнять
корректуру всех грех цвстодетспных изо-
бражении единой маской (способ муль-
тимаск, трпмаск). Корректуру двух цве-
тоделенных изображений можно выпол-
нять при помощи черпо-бсты.х масок, и.з-
2.3.4. Перенос информации
на формный материал
Для фотомеханического переноса изо-
бражения на формный материал необхо-
димо. чтобы последний был покрыт све-
точувствительным слоем. При контакт-
ном копировании (слой к слою) происхо-
дит обращение изображения (оно дол-
ж'по быть обращенным, зеркальным при
переносе краски с формы пспосрсдствсп-
но на оттиск и прямым при печатании че-
рез передаточное звено). Для копирова-
ния используются светозадубливающнс-
ея, <1 при дпазослоях также и светораз-
тагающиеся материалы (табл. 2.8). От-
крывающиеся при проявлении детали в
швиеимости см последующей обработки
могут стать краскопсрсдающими либо
пробельными. В высокой печати эти
свет воздсйство ! 1л па него. Это возмож-
но только при определенной оптимальной
толщине копировального слоя. Сл ш по-
вышенной толщины требуют слишком
длительного экспонирования, не обеспе-
чивают полного прохождения фотохими-
ческой реакции и вызывают нежелатель-
ное светорассеяние. Слишком топкие ко-
пировальные слон реагируют даже на
защищенных от света участках.
Свет
Рис. 2.49. Перенос информации на формный материал:
/ — копируемы)) оригинал; 2 — формный материал; 3 — формный материал, покрытый I ширсг-
вольным слоем; 4 — перенос информации (копирование); 5- жспониропппнып c.ioii но, н* про
явления; 6— обработка освобожденных от копировального слоя участков формного м.л [шала
(см. разделы 3.6, 3.7)
участки являются только пробельными, в
способах печати через сетку и в глубокой
печати (с переменной площадью печатаю-
щих элементов) -только печатающими
цмешами. В плоской печати можно
реализовать обе возможности (схе-
ма 2.12). Нанесение слоя на формный ма-
териал н перенос информации (рис 2.49)
сосни icTBeinio ни iy формисЯ*0 м iTepii.i ia
(пластина или цилиндр) выполняются
разными методами (о предварительной
обработке формного материала и нанес
нии стоя см 2.4.3). Копирование ос\-
щссшлясзся в ycianoBKax с пневматиче-
ским прижимом фотоформы для пла-
стин - в установках плоскостного типа
экспонированием по поверхности, для ци-
линдров— в установках с вращением
обтянутого фотоформой цилиндра и с
'КСпоппроваппем через щель (о копиро-
вальных установках см. 2.3.6.2). При из-
готовлении форм глубокой печати с пере-
менной глубиной печатающих элементов
и для печати через сетку наиболее целе-
сообразным ятяется перепое па форм-
ный мат риал слоя, уже содержащего ин-
формацию, например копии па пигмент-
ной бумаге (см. 2 3.5).
При экспонировании необходимо, что-
бы копировальный слой не подвергался
воздействию света под непрозрачными
участками фотоформы, непрочно закреп-
лялся пли полностью разлагался там. где
Копировальный слой для лучшей
оценки полноты переноса информации
окрашивается либо во время проявления,
либо после него (краситель эритрозин,
метиленовый голубой и другие: иьззо-
слои окрашиваются обычно при экспони-
ровании без добавления красителей).
Большое распространение в высокой и
особенно в офсетной печати получили
формные материалы с предварительна
нанесенными светочувствительными слоя-
ми. Они позволяют осуществить мехапи-
зировапнхю и автоматизированную обра-
ботку на отдельных этапах изготовления
печатных форм и способствуют улучше-
нию качества.
2.3.5. Перенос информации
на формный материал
в глубокой печати с переменной
глубиной печатающих элементов
Перепое осуществляется большей
частью с использованием пигментной бу-
маги, которая выполняет функции вто-
ричного проме куточного перенос.i ин-
формации. Подобный путь необходим,
поскольку свстозадублеипый ело) жела-
тины должен iii'iy.iiim " п. последующий
процесс травления, приводящий к обра-
зованию различных по глубине печатаю-
щих элементов Необходимый для -«того
Характеристики копировальных слоев
Материалы копиро- вального слоя Сне гочувстии гельиые вешес гва Особенности примене- 11ре твари тельное
Коллоиды Световая реакция Проявитель ния нанесение слоя
Хроматы, колло- иды (ХН,)2Сг2О7 Альбумин, же- K2Cr20z (глубокая латина, поливини- печать) ловый спирт Дубление Вода Защитный слой при изготовлении офсетных печатных Невозможно
Na2Cr2O7 (фототи- форм, материал
ПНЯ 1 печатной формы в
фототипии, пере- нос информации на формный матери-
Диазосоедпне- Диазосоединения, При использо Разложение или Органические Защитное покры- Возможно
ПИЯ, коллоиды например диазо- вании солей диазо дубление растворители, кис* тие при изготовле-
хиноны, дпазоние ния — ПВС, жела лоты, вода нии офсетных
вые соли типа; при других форм, перенос ин-
соединениях нет формации на форм-
необходимости ный материал Возможно
Фотополимеры Различные фо Нет необхоци Дубление (по Органические Материал пе-
тополимеры, на мости димеризация) растворители, чатной формы в
пример, смесь по ли а милов для из спирты, щелочи высокой печати.
- защитное покры
готовления формы высокой печати тие при изготов- лении офсетных
печатных форм Возможно (применяется исключитель-
Галогениды се ребра, желатина Большей частью Желатина AgBr Дубление Гидрохинон, диаминофенол; фиксирование — Материал печат- ной формы для оф- сетной печати
раствор Ma2S2Os Материал элект- ных случаях)
Фотополупро- водникп Селен окись Нет необходимо- Возникновение Закрепляемый
пипка, различные сти электропроводно- под действием ростатической пи
органические сс единения )- сти, стекание за - электростатиче- чатной цшрмы, пи
ряда ских сил порошок лучение изоораже
пигмента; фикси - ния для переноса
рование оплавле - на офсетную (ма
нием лоформатную) пе чатную форму
Е
Схема 2. 12. Копировальные процессы .копирование штриховых и растровых фотоформ)
Копируемый
ориг/^ад
Свойства копироваль-
ного СЛОЯ
Позитив
Последующее назначе-
ние свободных от
слоя участков
1 1 Способ печати Г Способ копирования
Глубокая печать Для глубокой печати с переменной площадью печатающих элементов
Печать через сетку Непосредственное копирование и копирование на пигментную бумагу
Плоская печать Позитивное копирование (моно- и полиметаллические формы)
Высокая печать Позитивное копирование (форм- ный материал с предварительно нанесенным светочувствительным слоем)
Плоская печать Позитивное копирование (монометаллические формы)
Высокая печать Копирование не альбуминный слой и слой на основе ПВС
Плоская печать Негативное копирование (альбу- минный, диазо-, фото поли мерный СЛОЙ)
Глубокая печать Не применяется
Печать че- рез сетку Не применяется
Плоская печать Негативное копирование (полиме- таллические пластины с предвари- тельно нанесенным светочувстви- тельным покрытием)
Изменение градационных свойств копировального слоя
Содержание хромата Светочунс гвитель- ность на поверх- ности Фильтрующее действие Дейс1ние CHeia в глубину Опенка контрастности копировального слоя
Низкое Высокое Низкая Высокая Небольшое Большое Большое Небольшое Контрастный (большой рельеф) Мягкий (пологий рельеф)
желатиновый рельеф должен формиро-
ваться на той стороне копировального
•слоя, которая находится в контакте с по-
верхностью формного цилиндра: эта за-
дача может быть реализована при ис-
пользовании промежуточного копиро-
вального материала, так называемой пиг-
ментной бумаги.
Рис. 2.50. Изменение плотности раство-
ра (в градусах Боме), значения pH и
концентрации К2СГ2О7 во время очувст-
вления пигментной бумаги
Пигментная бумага состоит из бумаж-
ной основы (подложки) и желатинового
слоя, имеющего красно-коричневую окра-
ску (БегОз, действующую как свето-
фильтр). Перед использованием пигмеи г-
ной бумаги ее очувствляют (рис. 2.50)
погружением в раствор К2С.Г2О7 (3—4%-
ные растворы при 16—18° С, в течение
3 мин). Изменяя в очувствляющем ра-
створе концентрацию хроматов, можно
оказывать влияние на градационные ха-
рактеристики слоя. При этом возрастаю-
щая с повышением содержания хромата
светочувствительность сопровождается
увеличивающимся фильтровым эффектом
(желтая окраска слоя хроматами)
(табл. 2.9).
Принципиально в качестве промежу-
точного носителя при изготовлении форм
глубокой печати с переменной глубиной
печатающих элементов возможно исполь-
зовать также и нсдеформирующисся га-
логеносеребряные желатиновые пластин-
ки. В этом случае нет необходимости в
предварительной подготовке копироваль-
ного материала, поскольку он может по-
ставляться светочувствительным. По фо-
тографическим почернениям такого слоя,
кроме того, возможно оцепить рельеф.
Использование таких материалов, одна-
ко, ограничивается их высокой стои-
мостью.
После очувствления, сушки и глянце-
вания пигментной бумаги (путем прика-
тывания к зеркальной поверхности) на
нее производится двукратное копирова-
ние (рис. 2.51): вначале растра глубокой
печати, а затем полутонового изображе-
ния (диапозитивов).
Растр глубокой печати представляет
собой стеклянную пластину с системой
непрозрачных прямоугольных элементов
и прозрачных линий. Соотношение их ши-
рин находится в пределах от 2,5 : 1 до
3.0:1. После экспонирования такого
растра па желатиновом слое образуется
сетка задубленных линии. Они обеспечи-
вают получение на печатной форме пе-
ресекающихся защитных линий для раке-
ля (см. также 3.3.2.1). Обычно в глубо-
кой печати используются растры с ли-
ниатурой 60—70 лин/см. Во время копи-
рования полутоновых диапозитивов в
прямоугольных ячейках копии, пеэкспо-
ннровавшихся при копировании растра,
формируется желатиновый рельеф. Боль-
шие почернения па полутоновом диапо-
зитиве приводят к образованию слабо за-
дубленных желатиновых слоев, малые
почернения — к значительному дублению
слоя. Задубливание происходит макси-
мально на 50—75% толщины копиро-
вального слоя пигментной бумаги и со-
ставляет 15—20 мкм. минимальная тол-
щина копии 1—2 мкм. Готовая копия
при соблюдении приводки изображения
переносится на подготовленную поверх-
ность формного цилиндра глубокой печа-
ти и вплоть до отделения бумажной под-
ложки проявляется либо горячей (30—
40° С) водой, либо холодной (24±1°С)
водой с добавками, например тиоциана-
та аммония (NH,CSN). Задубленный же-
латиновый слой с сеткой растровых ли-
пин при этом оказывается прочно закреп-
ленным па поверхности медного цилинд-
ра.
Так называемый послекопировальный
эффект вызывает необходимость нсмед-
2.3.6. Неэлектронные системы
для репродукционной фотографии
(Электронные системы см. 2.9)
2.3.6.1. Репродукционные
установки
Для изготовления фотографическим
путем предназначенных для копирования
оригиналов необходимы репродукцион-
ные установки с устройствами для нзме-
Рнс. 2.51. Пигментная
бумага после копиро-
вания растра (штри
ховка под углом) и
изображения (гори-
зонтальная штрихов-
ка) :
/ — очувствленная би-
хроматом желатина;
2 — бумажная подложка
ленного выполнения всей последующей
работы и поддержания стабильным меж-
операцнонного времени вплоть до трав-
ления.
Темновое дубление (см. также 2.3.1.21
и послекопировальный эффект зависят от
температуры. Продолжительность хране-
ния очувствленной пигментной бумаги
при 18° С не должна превышать макси-
мум 24 ч, при 5° С — 48 ч (без стабили-
зирующей фольги) или 72 ч (со стаби-
лизирующей фольгой) Относительная
влажность воздуха должна при этом со-
ставлять максимум 65% Перед дальней-
шей работой с пигментной бумагой тре-
буется доведение се температуры до
18° С.
При длительном хранении пигментной
бумаги или копии па ней необходима
температура порядка минус 20° С. Даже
в этих условиях частично пли полностью
проэкспоппрованная пигментная бумага
может храниться максимум 4 недели.
нения масштаба, маскирования, выполне-
ния цветоделения и при необходимости —
компенсации искажений (картографиче-
ские камеры). Размеры камер могут быть
от 30x30 см до 140X140 см (наиболее
распространенный размер 50X60 см),
пределы изменения масштаба съемки —
от 10% до 500%. Камеры различаются
по положению оптической оси (схе-
ма 2.13). По своему исполнению
(рис. 2.52) они предназначены для раз-
мещения в светлом помещении, в затем-
ненном или двух изолированных помеще-
ниях. Аппарат, размещаемый в светлом
помещении, комплектуется съемной кас-
сетой для транспортировки пленки к ка-
мере и из камеры. Стационарно встроен-
ные кассеты камер, размещаемых в за-
темненном помещении, и двухкомнатных
камер оборудованы устройствами для
установки растра и закрепления масок,
пластинок и пленки (пневматические кас-
сеты), а также матового стекла для на-
водки изображения на резкость и размер.
В магазине камер для работы с ру-
лонной пленкой находится, как правило,
три рулона с фотопленкой различной ши-
рины. которая разматывается, выравни-
вается и отрезается автоматически. Пере-
становка объективов и оригиналодержа-
Рис. 2.52. Техническое исполнение репродукционных фотокамер:
I — ипатив; 2— кассетная часть; 3 — оптическая система; 4— оригииалодержатель; 5 — источ-
ник света; а — горизонтальная камера для светлого помещения; б — двухкомнатная подвесная
камера; в — вертикальная камера для затемненного помещения; г — двухкомнатная камера с
расположенной под углом оптической осью
теля в двухкомнатных аппаратах осу-
ществляется централизованно с пудьта
камеры, размешенного в затемненном по-
мещении. Горизонтальные однокомнат-
ные аппараты могут выполнять обраще-
ние изображения (получение зеркально-
го тображенпя) путем отклонения лучей
на 90° при помощи зеркала или призмы.
В других вариантах исполнения аппара-
тов, не имеющих поворотной кассетной
част и, обращение изображения выполня-
ют посредством применения зеркала-кры-
ши н.п понорот'юго зеркала (рис. 2.53).
Для выполнения цветоделения в световой
поток вво ят пвстоделптслы1ыс свето-
фильтры при помощи вдвигаемого ле-
песткового устройства или вращающего-
ся диска. Установка размера и резкости
изображения осуществляется изменением
сопряженных расстояний между задней
стенкой камеры и объективом, а также
между объективом и оригипалодержате-
лем.
Автоматическая установка резкости
основывается на формуле линзы н техни-
чески реализуется посредством механиче-
ского пли электрического инверсора.
Оригииалодержатель репроду кцпонных
фотоаппаратов (рис. 2.54) оборудован
зеркальным стеклом и устройством для
закрепления оригиналов (прижимная
пластина или резиновый коврик).
Плоскостность оригинала достигается,
как правило, созданием вакуума между
стеклянной пластиной и резиновым ков-
риком, имеющим уплотнительные борти-
Схема 2.13. Классификация
репродукционных камер в зависимости
от хода лучей в оптической системе
для копирования, используются репро
дукционные поточные линии с ра шитой
автоматизацией рабочих операций (изме-
рение оптическо-1 плотности оригинала,
установка камеры на размер, выбор па-
раметров репродуцирования, вывод на
машину для обработки пленки).
2.3.6.2. Установки для
копирования
Для контактного копирования на
пленку, фотобумагу и на формный мате-
риал необходимы контактно-копироваль-
ные установки (рис. 2.55). Различают
установки закрытого типа для копирова-
ния на пленку и фотобумагу и открыто-
го типа для копирования печатных форм.
Контактное копирование на фотопленку
применяется при цветоделении, двухсту-
пенчатом экспонировании за сипим и
желтым светофильтрами для получения
стандартных по интервалу плотпостс й
Рис. 2.53. Оборачивающие системы:
а — отклонение на 90°; б — поворотная система зеркал; в — крышеобразная зеркальная систе-
ма; /—неизменный ход лучей» 2 — обращение изображения. 3 — устройство для предваритель-
ного экспонирования. 4— зеркало для простого отклонения. 5— крышеобразное зеркало. 6 —
поворотное зеркало
Рис. 2.54. Виды исполнения
оригиналодержателя;
а — сверху резинов!.;]) покрываю
щий коврик; б сверху стекло; 1
стекло, 2 — резиновый коврик
ки по краям. Этот принцип используется
также в соппшалодсржатслях копиро-
вальных установок.
Для рационализации тготовлепия фо-
тоформ — оригиналов, предназначенных
фотоформ с различных по плотности не-
гативов (специальные способы), при кон-
тактно?,! растрировании. Установки, как
правило, оборудуются оригииалодержа-
телем (резиновый кбЯрпк сверху), точеч-
ним источником света (как вариант —
вращающийся точечный источник), элект-
рическим затвором, системой светофильт-
ров, устройством регулирования яркости
освещения, экспозиционными часами, не-
Рис. 2.55. Контактно-копировальный ста-
нок (закрытое исполнение):
I — стекло; 2 — резиновый коврнк; 3 — кон-
гактныс часы; 4 —• компрессор для создания
вакуума; 5 — точечный свет; 6 — контрольный
свет; 7 — диск со светофильтрами
актиничным освещением для зарядки ус-
тановки (желтым, красным, зеленым),
вакуумным насосом с предохранительным
клапаном, стабилизатором напряжения,
экспозиметром, приводочпой шрифтовой
системой. Открытые установки выполня-
ются, как правило, с раздельными осве-
тительным устройством и копировальным
столом. Копировальный стол по желанию
может приводиться в горизонтальное или
вертикальное положение. Имеются также
установки с двумя зарядками. Освети-
тельное устройство находится на опреде-
ленном расстоянии от копируемой по-
верхности, необходимом для равномерно-
го ее освещения.
2.3.6.3. Источники света
При изготовлении печатных форм для
съемки в отраженном свете и на просвет,
а также для контактного копирования
необходимы источники света с определен-
ными характеристиками. Исходными ха-
рактеристиками для выбора того или ино-
го источника света являются спектраль-
ное распределение световой энергии, мощ-
ность, наличие тепловыделения, образо-
вания дыма и золы, длительность возго-
рания, надежность, особые требования к
обслуживанию. Для цветоделения необ-
ходим непрерывный, близкий к дневному
спектру свет. Для контактного копиро-
вания требуется актиничное по отноше-
нию к копировальному слою излучение
(высокая доля излучения в об мсти све-
точувствительности слоя, рис. 2.56). Им-
пульсная ксеноновая лампа (рис. 2.57)
также рекомендуется для копирования и
цветоделения. Образующееся при работе
осветителя тепло должно отводиться че-
рез систему воздушного охлаждения
(особенно в закрытых осветительных си-
стемах). Ксеноновые излучатели имеют
длину 140—1200 мм и номинальную мощ-
ность 300—24000 вт. Для равномерного
освещения поверхности и для устране-
ния на пленке или на копни следов от
Рис. 2.56. Спектральная эмиссия источников света и чувствительность копироваль-
ных слоев:
/—дневной свет; 2 — ксеноновый импульсный источник света; 3 — дуговая лампа; 4 — йодо-
доллисвый источник света; 5 — пигментная бумага, копировальные слои
краев пленки применяются специальные
отражатели либо используется комбина-
ция ламп (точечный и рассеянный свет).
Рис. 2.57. Ксеноновый импульсный ис-
точник света
2.3.6 4 Проявочные машины
Стабильный конечный продукт при из-
готовлении промежуточного носителя ин-
формации (предназначенная для копиро-
вания фотоформа) может быть получен
только при падежном проявлении.
Рис. 2.58. Установка для бачковой обра-
ботки фотоматериалов:
1 — баки с растворами; 2—пульт управления
Переменными факторами при фотохи-
мической обработке являются время про-
явления. температура, характер переме-
шивания раствора во время проявления
изменение активности проявителя (после
обработки опоедслснного количества
пленки и окисления воздухом). При ма-
шинном проявлении различают прерыв-
ное, дискретное (проявление в бачковых
установках, рис. 2.58) и непрерывное
(проявление с транспортировкой пленки
роликами, рис. 2.59) перемещение плен-
ки. Установки для банкового проявления
предна ni.nieiibi для темных лаборатории.
Закрытые машины для непрерывного
проявления работают в светлых помеще-
ниях. Бачки изготовляются узкими и вы-
сокими пленки в них подвешиваются в
рамках. Установки для сушки выполня-
ются в виде встроенных сквозных су-
шильных секций или изолированных су-
шильных шкафов. Пленка транспорт!!
руется при помощи манипуляторов (бан-
ковые установки) или системы роликов
или лент (роликовые машины). Предпо-
сылкой для безупречной машинной обра-
ботки являются хорошо подобранные об-
рабатывающие ванны, в которых фото-
Рис. 2.59. Машина для обработки фото-
материалов (транспортировка с помощью
роликов):
I—емкости для обрабатывающих растворов;
2 — вентилятор; 3 — иагреватсльныс элементы;
4 - линия сушки; 5— светлое помещение; 6 —
затемненное помещение
слой имеет минимальное набухание.
Продолжительность обработки сосгатя-
ет 6—12 мин. Сушка выпотняется в по-
токе горячего воздуха (воздушного ра-
келя) или нагретыми роликами. Наибо-
лее приемлемыми условиями сушки для
пленочных фотоматериалов яв тяются от-
носительная влажность воздуха 30—60%
и температура 30—45е С, для бумаги —
60° С.
Поддержание постоянной активн сти
проявителя достигается его регенерацией.
При бачковом проявлении регенерация
осуществляется по площади обработан-
ной пленки при помощи pcic времени;
в роликовых машинах — по количеству
прошедшей в машине пленки (контроль
посредством микровыключатсля, ультра-
звука, по уровню проявителя), при ПО-
МОЩИ реле времени. Контроль оптической
плотности: по пропускаемому вместе с
пленкой контрольному клину или элект-
ронным сканированием всей ширины
пленки. Продолжительность обработки
при бачковом проявлении регулируется
электронными реле времени; в роликовых
установках — изменением скорости про-
хождения пленки. Постоянная темпера-
тура в обеих системах поддерживается
термостатами, регулируется в пределах
15—39е С с допуском ±0,1°. Перемеши-
вание в установках байкового типа про-
изводится пропусканием через емкости с
Систематизация изготовления оригиналов, предназначенных для копирования на
формный материал
I Вариант Метод А Б В Г д Е Способ №
Используемая аппаратура Оригинал— исходное изображе- ние Получение полутоно- вого изоб- ражения Получение растрового изображе- ния Изготовле- ние растро- вого дуб- ликата К оспенный
корректирую- щее изображе- ние (маска) изображение прозрачное или не про- зрачное ' полутоновый нега1ин полутоновый диапози!ив растрои ;й не- га i ин растровый ди- апозитив растровый негатив растровый диапози тин длительн» 1й короткий о
Репродукци-
онная камера
Контактно-
копировальная
установка
(Воспроизве
дсние на
фототехни-
ческом ма-
териале)
Скеннер для
экспонирова-
ния (воспро-
изведение
на фототехни-
ческом
материале)
Скеннер для
гравирования
(гравирование
на двухслой-
ной фольге,
гравирование
на формном
материале)
Глубокая печать с переменной
площадью печатающих элементов
глубокая высокая печать,
печать плоская печать,
проявителем азота, а стоп-ванны, фик-
сирующей ванны п ванны водной промыв-
ки — сжатого воздуха; в машинах ро-
ликового типа происходит естественное
перемешивание в процессе перемещения
пленки транспортирующей системой; до-
полнительно могут быть использованы
также и другие средства для перемеши-
вания обрабатывающих растворив.
печать через
сетку
2.3.7. Методы изготовления
оригиналов, предназначенных
для копирования
Оригиналы, предназначенные для ко-
пирования на формный материал при из-
готовлении печатных форм, являются
промежуточными носителями информа-
ции. Они, как правило, |1зго1<>нляю1сч
1 ЛО
фотографическими методами и фиксиру-
ют информацию в форме днфференциро
ванного по оптической плотности про-
зрачного изображения.
Приведенная в табл. 2.10 схема от-
ражает возможные варианты изготовле-
ния предназначаемых для копирования
на формный материал оригиналов. Ори-
гиналы для копирования по своему ха-
рактеру' мало отличаются в зависимости
от способа печати. Различие имеется
лишь между глубокой печатью с перемен-
ной глубиной печатающих элементов
(для копирования используются полу-
тоновые оригиналы) и другими спосо-
бами (для копирования используются
растровые оригиналы). Однако изготовле-
ние предна тачаемых для копирования
оригиналов может выполняться разными
способами, которые условно можно раз-
делить па три группы:
1-я группа — способы с экспонирова-
нием изображения по всей площади, с
регулированием экспозиции и корректи-
рованием иллюстрационного оригинала
при помощи методов фотомеханического
маскирования.
2-я группа — способы с построчной
разверткой изображения, экспонировани-
ем при точечном источнике света и ре-
гулированием градаций электронным пу-
тем.
3-я группа — способы изготовления
предназначаемых для копирования ори-
гиналов нсфотографическими методами:
гравирование на двухслойной фольге
(прозрачный и непрозрачный слои) с по-
строчной разверткой изображения и
электронным регулированием градаций
(см. также 2.9).
Прн косвенных способах изготовле-
ния оригиналов, предназначаемых для
копирования, вначале получают полуто-
новое изображение (колонка «В»
табл. 2.10), а затем — растровое (колон-
ка «Г»). Исходя из этого все технологи-
ческие схемы подразделяются па «кос-
венные» и «прямые» в зависимости от то-
го. предусмотрены ли операции, приве-
денные в колонке «В», или нет. Косвен-
ные способы обеспечивают лучшие воз-
можности для корректуры (корректура
па полутоновых изображениях). Имеется
два пути репродуцирования длитель-
ный (последовательное получение снача-
ла полутонового негатива, а затем пози-
тива) и короткий (получение полутоно-
вого негатива или позитива).
Рассматриваемые в колонке «Д» опе-
рации по контактному изготовлению дуб-
ликатов растровых изображений необхо-
димы для формирования стабильных
растровых элементов (линий штрихов) и
получения фотоформы для копирования
с определенными размерами элементов.
Колонка «А» характеризует оригинал
(прозрачный пли непрозрачный) с исход-
ной информацией. В первой группе мето-
дов в этой колонке упомянута корректи-
рующая маска для исправления ориги-
нала, которая может вводиться в камере
или контактно-копировальпой установке.
2.4. Механические методы изготовления печатных форм
2.4.1. Изготовление печатных
форм резанием
При помощи резания (механическое
гравирование, электронно-механическое
гравирование, гравирование на стали,
меди и другие методы) получают рель-
ефные печатные формы и предназначен-
ные для копирования оригиналы. Про-
мышленное значение в настоящее время
получил лишь метод электронно-механи-
ческого гравирования. Принципы этого
метода изложены в разделе 2.9.
2.4.2. Стереотипия
С оригинальных форм высокой печати
па прессе получают матрицы, с которых
методом литья или прессования получа-
ют формы-дубликаты из типографского
сплава, пластмассы или резины.
2.4.2.1. Стереотипы
из типографского сплава
Изготовление матриц
Матричный материал представляет
собой композицию из многослойного кар-
тона с гладкой поверхностью толщиной
от 0,6 мм до 1,6 мм (наиболее распро-
страненная толщина 1,0 мм). Переработ-
ка матричного материала производится
при его влажности 25—40%; усадка в
направлении отлива составляет около
2%, в поперечном направлении — около
3%. Воспроизводится клише с линиату-
рой до 30 лип/см.
Форма высокой печати вместе с мат-
рицей и эластичным настилом (толщи-
ной примерно 3—4 мм) помещается в
пресс для тиснения (рис. 2.60). Рама, в
которую заключен набор по высоте рав-
на росту шрифта и при прессовании об-
разует по краям матрицы кромку, пеоб-
ходпмую для закрепления матрицы в ли-
тейном устройстве. Качество прессования
зависит от времени, влажности и нагрева
Рис. 2.60. Прессование матриц:
1 — верхняя плита пресса; 2 — сукно для на-
стила; 3 — матричный картон (матрица); 4 —
форма высокой печати; 5 — рама для заключ-
им формы; 6 — нижняя плита пресса
(горячее матрицирование при 80—100° С).
В стереотипном производстве применя-
ются гидравлические матричные прессы
(рис. 2.61). Двухступенчатый поршень в
сочетании с системой низкого и высоко-
го давления обеспечивает установку не-
Рис. 2.61. Гидравлический матричный
пресс:
1 — обогреваемая верхняя плита пресса; 2 —
станина; 3 — обогреваемая нижняя плита
пресса: 4 — верхний поршень; 5 — нижний пор-
шень; 6 -предохранительный клапан; 7 — ре-
дукционный клапан; <8 — уплотнение
обходимого давления прессования и эко-
комичную работу. При горячем матрици-
ровании нижняя и верхняя плиты пресса
нагреваются. Температуру и давление ус-
танавливают при помощи контактного
термометра и манометра. Контактные
часы ограничивают время матрицирова-
ния. Матрицы после прессования высу-
шиваются в сушильных шкафах, обору-
дованных электронагревателями или ин-
фракрасными излучателями (температу-
ра сушки около 200° С).
Изготовление плоских печатных форм
Закрепленная на матрице плоскость
заливается расплавленным типографским
сплавом на основе свинца (рис. 2.62).
Отливной угольник удерживает матрицу
Рис. 2.62. Отливка плоских форм (попе-
речный и вертикальный разрезы):
1—отливная форма; 2 — воронка литника;
3 — ростовой отливной угольник; 4 — матрица
и определяет толщину отливаемой фор-
мы. При многократном последовательном
литье с большой периодичностью необхо-
димо водяное охлаждение (нс ниже
30°С). Заливка производится с требуе-
мым гидростатическим давлением. Пере-
мешивание металла в котле предотвра-
щает расслоение расплава.
Изготовление цилиндрических печатных
форм
Литейные устройства для горизон-
тальной отливки (рис. 2.63). Литейная
форма откидывается от котла. Пробка
крана запирает котел. Литейная форм»
(рис. 2.64) состоит из отливной чаши,
отливного керна и зажимных колец. На-
гревание производится газом, мазутом
или электрически (температура регули-
руется при помощи контактного термо-
метра). Скзрость литья—около
3 форм/мин; температура литья ~300°С;
емкость котла до 2,5 т; усадка отливки
— 1%. Литье выполняется потуавтома-
тически или автоматически.
Литейные устройства для вертикаль-
ной отливки (рис. 2.65). Литейная чаша
жестко закреплена. Кери при открыва-
нии литейной формы откидывается. При-
вод штока крана и керна функционирует
гидравлически или механически. Литей-
ные установки работают, как правило,
по принципу сообщающихся сосудов. Ли-
тсйныс автоматы работают в едином цик-
ле с машинами для обработки стсреоти-
Рис. 2.63. Аппарат для горизонтальной
отливки цилиндрических стереотипов:
1 — котел; 2— крап; 3— отливной керн; 4 —
отливная чаша; 5 — привод, насос охлаждаю-
щей воды; 6 — вытяжка
пов. Отлитая печатная форма поворачи-
вается горизонтально и цепным траиспор-
Рис. 2.64. Форма для отливки цилиндри-
ческих стереотипов:
/ — отлнвноЛ керн; 2 — отливные кольца; 3 —
отливная чаша; 4— охлаждающая вода; 5 —
печатная форма; б— матрица
тером проводится через секцию обработ-
ки.
Рис. 2.65. Аппарат для вертикальной от-
ливки цилиндрических стереотипов:
1 — котел; 2 — отливная форма: 3 — отливной
керн со стереотипом (повернуты); 4— маши-
на для обработки стереотипа
2.4.2.2. Пластмассовые стереотипы
Изготовление матриц для пластмассо-
вых стереотипов и для стереотипов, из-
готовляемых методом гальванопластики.
В качестве матричного материала исполь-
зуются пропитанный термоотверждаемой
пластмассой (фенольная смола) картон—
для пластмассовых стереотипов либо ви-
нипласт, целлулоид, мягкий свинец —
для стереотипов, изготовляемых методом
гальванопластики. Матрицы ин отопляют
с форм для высокой печати.
В табл. 2.11 приведены характеристи-
ки матричного материала Дуропласт.
Таблица 2.11.
Параметры матрицирования на фольге
Дуропласт
ном фенольными смолами, при на; реве
и под давлением формуются печатные
формы на термопластическом материале
(ПХВ). При прессовании необходимы
марзаны, ограничивающие рост печатной
формы. Используются пленки П.ХВ. мас-
сивные пластины и пористые спекающие-
ся пластины разной толщины с различ-
ными пластификаторами. Формы г < мяг-
кого ПХВ с поверхностным слоем тол-
щиной приблизительно 0,2 0 3 мм из
жесткого ПХВ имеют резкую растровую
точку и хорошие механические характе-
ристики при высокой пластичности (вос-
производятся клише с .шип турой
60 лин/см). Оборудование для прессова-
ния па пластмассе должно cooibctctbo-
вать технологическим условиям этою
. процесса. Для прессования матриц не-
обходимы дав дснис, нагрев (температур-
ный допуск по всей поверхнос!н ±2,5°>.
для прессования форм — давление, на-
грев и охлаждение
В табл. 2.12 приветны \ap.iкгсрисги-
ки термопласт*! 1сской пленки д ш изго-
товления печатных форм
Прессование матриц на пластмассе
выполняют на гидравлических прессах.
Температура и давление регулируются
1 интактным термометром и манометром.
Реле времени обеспечивает автоматиче-
ский режим прессования. Для рациональ-
ной работы, как правило, предусматри-
вают секцию предварительного нагрева и
стол для охлаждения (в качестве охла-
дителя используют воду).
Таблица 2.12.
Параметры прессования
на термопластической пленке
В табл. 2.13 приведены значения
усадки при различных методах изготов-
ления форм-дубликатов.
Таблица 2.13.
Значения усадки пластмассных матриц и
форм
Сравниваемые объекты
Усадка, %
Матрица на картоне
Матрица на картоне ста-
•билизированная
Литой стереотип
Пластмассный стереотип
1,5
0,5
0,25
0,1
2.4.2.3. Резиновые стереотипы
(печатные формы для высокой
и флексографской печати)
Матрицы изготовляются с применени-
ем фенольной смолы, как и при изготов-
лении пластмассных стереотипов, либо из
твердой сырой резины.
Для стабилизации и выравнивания
напряжений при получении матриц ис-
пользуется картонная промежуточная
прокладка. Печатные формы изготовля-
ются из пленки сырой резины в виде од-
нородного или многослойного (с феноль-
но-смоляными и тканевыми прослойка-
ми) изделия. Возможен вариант с вулка-
низацией на пластинах легкого металла.
Прессуемый материал вулканизируется с
марзанами — ограничителями роста в
прессах для резины при незначительном
давлении (резина очень мягкая) и тем-
пературе около 140° С. Для удаления
внедренного в материал воздуха необхо-
димо легкое проветривание пресса во вре-
мя прессования, повторяемое через каж-
дые 3—4 мин. Продолжительность вул-
канизации составляет около 10—20 мни.
2.4.3. Обработка формного
материала, печатных форм
и подставок под печатные формы
2.4.3.1. Нанесение
светочувствительного слоя
на формный материал
Формный материал для высокой, плос-
кой печати и через сетку перед пере-
носом на пего информации должен быть
покрыт светочувствительным слоем. Это
Рис. 2.66. Вертикальная центрифуга (с
наклоном 45°) для нанесения светочув-
ствительного покрытия на пластины:
/ — вращающаяся крестовина; 2— зажимы
для закрепления пластин; 3--формная плас-
тина; 4 — привод вращения; 5 — мотор; 6 —
приспособление для нанесення слоя; 7 — на-
греватели
выполняется механически в центрифуге
(рис. 2.66). Копировальный раствор по-
ливается в центр вращающейся пласти-
ны вручную или при помощи дозирующе-
го устройства. Под действием центробеж-
ных сил слой равномерно распределяет-
ся по пластине и затвердевает при по-
следующей сушке. Центрифуги выполня-
ются в виде стационарных горизонталь-
ных, вертикальных или наклонных уста-
новок, либо в виде поворотных установок
в зависимости от формата формного ма-
Обзор методов обработки формного материала без предварительно нанесенного
териала. Пластинодержатель представля-
ет собой диск или крестовину. Нагрев осу-
ществляется от нагревателя-рефлектора
из нержавеющей стали или инфракрас-
ных излучателей (нагревательные эле
менты имеют ступенчатое включение;
мощность нагревателей 0,5—3 кВт; вре-
мя сушки 3—10 мин). Некоторые изго-
товители снабжают устройства программ-
ным переключением. Возможные форма-
ты: от 30X40 см до 140X180 с.м; ско-
рость вращения: при нанесении слоя
240—120 об/мин; при сушке—120—
200 об/мин.
Перенос копировального слоя на ци-
линдр глубокой печати при изготовлении
форм с переменной глубиной печатающих
элементов осуществляется при помощи
пигмент ной бумаги (см. 2.3.5). Для обес-
печения приводки при переводе исполь-
зуются пигментно-переводные установки.
В автотипной глубокой печати (формы с
переменной площадью печатающих эле-
ментов) формный цилиндр покрывается
копировальным слоем методом распыле-
ния, ракельным методом, валиком, мето-
дом завесы. При изготовлении форм дтч
печати черт сетку современные мстоты
нанесения копировального слоя также ос-
нованы на использовании пигментной бу-
маги. Перенос слоя на формный матери-
ал производят после экспонирования;
проявление копии ведут па формном ма-
териале.
2.4.3.2. Обработка печатных форм
с торцов и оборотной стороны,
а также подставок под формы
высокой печати
Формы высокой печати после изготов-
ления должны быть обработаны механи-
чески. Рабочие операции: обрубка краев
или разрубка на отдельные формы: сфре-
зеровывание ненужных печатающих эле-
ментов; фрезеровка по контуру деталей
изображения; обработка оборотной сто-
роны; обработка торцов и фацетов.
Подставки для печатных форм обра-
батывают со всех сторон.
Машины для обработки плоских
печатных форм и подставок под формы
Разрубающие, разрезающие машины:
рубилка для металлических пластин (для
цинка до 2 мм толщиной, сабельная рез-
ка по разметке), дисковая пила (зубча-
тые диски из закаленной стати шириной
по 2—2,5 мм. переставляемые по высо-
те; скорость вращения около
2800 об/мин).
Машины для обработки оборота: стро-
гальный ростовой станок (основное пе-
ремещение инструмента: 120-
220 ход/мин), скоблильные машины
(скобление широким ножом, толщина
стружки от 0,01 мм до 0,05 мм, угол
снятия стружки—10—15°, для пласт-
массы 0° или отрицательный), фрезерно-
скоблильные станки (комбинация скоб-
лильных ножей с фрезами при значитель-
ном съеме стружки), станки с ножевой
фрезерной головкой (скорость — около
2000 об/мин).
Машины для обработки форм со сто-
роны изображения (фрезерно-пробель-
ный станок): углубление пробельных
участков. В качестве инструмента слу-
жит в основном вертикальная фреза (ди-
аметр 2—12 мм, угол снятия стружки
30° для свинца и меди, около 0э — для
цинка: скорость вращения: 9 000 —
12 000 об/мин). Подача ручная по воз-
можности во всех направлениях.
Машины для обработки торцов: уни-
версальные машины обрабатывают на-
клонные п плоские фацеты при исполь-
зовании соответствующего инструмента с
точными углами и точной шириной кро-
мок. Закрепление пластины в станке -
механическое или пневматическое.
Машины для обработки цилиндрических
печатных форм
Машины для обработки форм со сто-
роны изображений: аналогичны тем, что
применяются для обработки плоских
форм обрабатываются фрезой или скоб-
лильным ножом во время транспорти-
рования стереотипа, боковые фацеты —
скоблильным ножом, а прилив — фре-
зой. Тыльная сторона скоблится (форма
с ребрами) или фрезеруется (форма без
ребер).
Эластичные печатные формы шлифу-
ются (в цилиндрическом или плоском
виде).
2 4.3.3. Монтаж форм высокой
печати на подставках
Формы высокой печати, имеющие раз-
личную толщину (например, литые сте-
реотипы, гальваностереотипы толщиной
4,33 мм; 6,79 мм: полученные травлени-
ем клише, имеющие толщину 1,75 мм),
при помощи подставок приводятся к
стандартному росту. При этом должны
учитываться толщина предполагаемой к
использованию приправки под форму,
типкой ленты или выравнивающего рост
пробельного материала. Подставки изго-
товляются из типографского сплава, лег-
кого металла и пластмассы (индивиду-
альные подставки или общая подставка-
плита). В настоящее время печатные фор-
мы почти исключительно приклеиваются
па подставки. Более старыми видами за-
Рис. 2.67. Обработка цилиндри-
ческих стереотипов:
а — горизонтальная отливка; б —
вертикальная отливка (с прили-
вом); 1 — нож для обработки; 2—
фреза лля отделения прилива; 3—
нож для расточки; 4 — печатная
форма; 5 — корпус станка: С — ос-
нование станка; 7 — зажимные
планки: 8 — инструмент для обра-
ботки продольных кромок
'форм, с ручной подачей вращением и пе-
ремещением формы в осевом направле-
нии
Универсальные машины для обработ-
ки тыльной стороны, торцов и для раз-
резки формы (рис. 2.67): боковые торцы
крепления являются фацстные доски, за-
жимы восемнадцатипупктовых пластин
(боковые зажимы) или нижние (внут-
ренние) фаиеты. Для контроля применя-
ются ростомеры для печатных форм, ко-
торые измеряют высоту печатной формы
при нагрузке (около 1,4-10 МПа). До-
пуск на рост форм высокой печати со-
ставляет + 0,01 мм и —0,02 мм. Чтобы
Таблица 2.15.
Юстировка форм высокой печати по росту
оттиски имели равномерную насыщен-
ность, отдельные элементы печатной фор-
мы юстируются по росту (табл. 2.15),
Растровое клише Штриховое клише Отклонение от рос- та набора, мм
Очень слабые тона Легкий, тонкий рисунок —0,08
Легкие тона Легкий рисунок, но грубее предыдущего —0,04
Нормальный рисунок Нормальное (плашки и штрих) + 0,00
Плотное изображение Насыщенный рисунок +0,и4
Очень насыщенные тона Тяжелое (плашки, фон) +0,08
2.5. Изготовление печатных форм и приправки
термическими методами
Термические процессы при изготовле-
нии печатных форм и приправки приме-
няются в следующих трех случаях.
1. Электронно-регулируемое локаль-
ное тепловое воздействие для получения
рельефных форм и форм для печати че-
рез сетку (см. 2.9).
При изготовлении форм высокой пе-
чати резец (стержень), имеющий форму
пирамиды и нагреваемый электрически,
выжигает в пластмассной фольге (напри-
мер, ацетагцеллюлозиой) небольшие уг-
лубления. Материал в месте воздействия
полностью испаряется без образования
гарта. Для изготовления рельефных форм
можно применять также электронное и
лазерное излучение. Оба эти способа, од-
нако, требуют высоких затрат энергии.
Изготовление форм для печати через
сетку. Формный материал представляет
собой припрессованную к картону легко
отделяемую пластмассную фольгу толщи-
ной 0,3 мм. Она натягивается на метал-
лический цилиндр и обрабатывается
игольчатым электродом соответственно
развертке оригинала. В зависимости от
распределения тонов на оригинале изме-
няется частота подаваемого на электрод
напряжения и вместе с тем периодич-
ность искрового разряда. Искра воздей-
ствует на формный материал и перфори-
рует его путем расплавления пластмасс-
ной фольги, находящейся на картоне.
Благодаря вращению и последовательно-
му перфорированию (до 10 тыс. отвер-
стий иа 1 смг) на шаблоне образуется
структура изображения, аналогичная ра-
стровой.
Картон позволяет оценивать качество
получаемого изображения и выполнять
корректуру. После отделения от картона
фольга может использоваться для печа-
ти.
2. Тепловое воздействие для расплав-
ления сплавов свипец-сурьма-олово и в
сочетании с механическими методами воз-
действия— для изменения формы пласт-
массы при изготовлении матриц для галь-
ванопластики, а также пластмассовых
форм-дубликатов и матриц для них (см.
раздел 2.4.2).
3. Дифференцированное тепловое воз-
действие благодаря различным абсорб-
ционным свойствам при получении при-
правки с рельефом набухания для форм
высокой печати.
Фольга для изготовления приправки
толщиной 0,2 мм представляет собой
целлюлозную бумажную подложку, по-
крытую слоем пластмассы. На фольге
черной краской получают оттиск при-
правляемой формы, после чего его про-
пускают в специальном аппарате под
параболическими отражателями инфра-
красных ламп. Фольга в зависимости от
оптической плотности запечатанного
участка адсорбирует большее или мень-
шее количество тепловой энергии, вслед-
ствие чего имеет место различный на
разных участках фольги разогрев пласт-
массного слот, приводящий к его избира-
тельному набуханию. Незапечатанные
светлые участки фольги отражают тепло-
вые лучи. В результате происходит изме-
нение толщины фольги, соответствующее
распределению топов на изображении.
2.6. Процессы изготовления печатных форм,
основанные на растворении материала
2.6.1. Обзор методов
Процессы, основанные на растворении,
используются в практике изготовления
печатных форм при проявлении и удале-
нии защитных слоев в копировальных
процессах, а также на стадии обработки
формного материала. Оба этих техноло-
гических этапа соответствуют двум раз-
ветвлениям, показанным на схеме 2 14.
При этом решаются два комплекса задач
— получение на стадии копирования
защитных слоев, которые непосредствен-
но обладают свойствами, характерными
для печатной формы — дифференциро-
ванным красковосприятием и краскопере-
дачей (вариант 2), либо только переда-
ют информацию на формный материал,
создавая защиту пли регулируя после-
дующие процессы растворения (травле-
ния) (вариант 1);
— достижение свойств, характерных
для печатной формы, путем частичного
растворения формного материала в ос-
новном с использованием при этом упо-
мянутых выше копировальных слоев —
защитных или регулирующих растворе
ние (варианты 3, 4, 5 и 6).
2.6.2. Процессы растворения при
обработке копировальных слоев
(проявление, вымывание)
Различие между растворимыми и ма-
лорастворимымп или же вообще нераст-
воримыми участками на копии создаются
благодаря воздействию света (см. 2.3.4 и
2.3.5). Обзор копировальных слоев и ра-
створителей (проявителей) дан в
табл. 2.8, на схеме 2.12, характеризую-
щей различные способы копирования.
По варианту 1 получают защитные
копировальные слои с частично задуб-
ленными участками, используемые для
травления при изготовлении форм высо
кой печати, глубокой печати с перемен-
ной площадью печатающих элементов,
плоской печати (полиметаллические фор-
мы, получаемые травлением), а также
регулирующие травление защитные слои,
используемые при изготовлении форм
глубокой печати с переменной глубиной
печатающих элементов.
Иногда при изготовлении рельефных
печатных форм требуется особая обра-
ботка с целью повышения стойкости ко-
пировального слоя по отношению к тра-
вящему раствору (см. табл. 2.15)
При изготовлении форм плоской печа-
ти и глубокой печати с переменной пло-
щадью печатающих элементов необходи-
мо удалить котировальный слой после
травления, чтобы окончательно сформи-
ровать свойства, характеризующие печат-
ную форму (для удаления слоя при из-
готовлении форм плоской печати исполь-
зуются 2%-ный раствор серной кислоты
или 10%-ный раствор едкого калия, тибо
едкого натра в зависимости от свойств
копировального слоя; прн изготовлении
форм глубокой печати — кашица из от
мученного мела и раствор уксусной кис-
лоты с поваренной солью).
Таблица 2.15.
Повышение кислотоупорности
копировальных слоев, применяемых
для изготовления форм высокой печати
Основа копироваль- ного слоя Обработка
Альбумин, очувствленный бихроматами Поливинило- вый спирт Нанесение краски, припудривание по- рошком смолы, оплав ление (120°С) Нагрев до 260° С ли бо дубящая ванна (СгОз : Н2О=1 : 20, 1 мин) и нагрев до 150’С (инфракрасное излучение, расплав солей)
Вариант 2 (схема 2.14) объединяет
технологические схемы, при которых на
изготовляемой печатной форме частично
остается копировальный слой. Это име-
ет место почти при всех способах изго-
товления монометаллических форм плос-
кой печати (см. 2.7.1) при изготовлении
форм для печати через сетку
Вариант 3 относится к использованию
фотополимеров для изготовления формы
высокой печати. В этом случае в резуль-
тате копирования образуется рельефная
форма высокой печати. Под воздействи-
ем света происходит полимеризация фо-
тополимера. Формирование рельефа в
существенной степени зависит от свето-
рассеяния (рис. 2.68 и 2.69). Использует-
ся специальная вакуумная копировальная
установка, в которой источник света с
большой долей УФ-излучения находится
в непосредственной близости с копиро
вальным слоем. Необходимыми условия-
СП
Схема 2. /<►. Процессы изготовления печатных форм, основанные не растворе»
tiUU материала
ми являются сверхвысокий контраст ко-
пируемого изображения и оптическая
плотность негатива не ниже 3,0—4,0. Вре-
Рис. 2 68. Образование «скрытого» рель-
ефа высокой печати на фотополнмериых
слоях.
/ — источник света: 2 — рассеивающая пленка
копировальной установки; 3— копируемый
оригинал (негатив); 4— фотополимер: 5 — ад-
гезионный слой; 6— металл-осиова (алюми-
ний, сталь; возможно использование формно-
го материала без подложки)
мя изготовления формы определяется
продолжительностью экспонирования
(6 10 мин) и вымывания (7—15 мин).
Рис. 2.69. Формирование профиля печа-
тающих элементов при изготовлении фо-
тополимерных форм в зависимости от
угла преломления л:
а — желатиновый слой фотографического ко-
пируемого оригинала; б — фотополимер; /, 2,
3— лучи света; 4— непрозрачная деталь ко-
пируемого оригинала; у —предельный угол
полного отражения (равен углу наклона бо-
ковой грани печатающего элемента — 40—42°,
sin a/sin P=*n “1,561—1,55)
Тиражестойкость фотополнмериых печат-
ных форм составляет 200—500 тыс. отт.
Глубина вымывания — до 0.8 мм в зави-
симости от назначения формы.
2.6.3. Процессы растворения при
обработке формного материала
(травление)
Вариант 4 (схема 2.14) характеризует
технологию получения форм глубокой пе-
чати с переменной глубиной печатающих
элементов отличающуюся тем, что здесь
имеет место травтение поверхностей, по
крытых копировальным слоем Ход трав-
ления регулируется в зависимости от
рельефа, который получают в соответст-
вии со схемами, изложенными в 2.3.5 и
2.6.2 (вариант 1). Процесс происходит в
три стадии:
— диффузия раствора FeCh через ко-
пировальный желатиновый слой;
— травление на поверхности меди;
— обратная диффузия продуктов ре-
акции через копировальный желатиновый
слой.
Рис. 2.70. Изменение функции tn—f(Skv)
в зависимости от времени проявления
(/к), температуры проявления (Те), зна-
чения pH воды при проявлении (pH) и
продолжительности выдержки желати-
нового рельефа Щ) в атмосфере с от-
носительной влажностью свыше 65%;
для (Е, Те, pH имеет место соотношение
a<b<c<d- для tb действительно соот-
ношение a>b>c>d:
S'kv — оптическая плотность копируемого ори-
гинала; tD — продолжительность диффузии
Присутствующая в травящем раство-
ре вода вызывает набухание желатины
и тем самым способствует диффузии ра-
створа. К свежим растворам FeClg часто
добавляют медь (15—20 г/л), чтобы соз-
дать условия для регулирования травле-
ния: медь, присутствующая в растворе,
снижает скорость травления и влияет па
скорость диффузии. Согласно данным
Картрайта, присутствие примеси HCI в
растворе способствует ускорению его про-
никновения в Желатиновый слой, а при-
меси Fe (ОН)з — замедлению этого про-
цесса. Характер диффузии травящего ра-
створа в копировальный слой имеет боль-
шое значение для всего процесса травле-
ния. От характера диффузии и факторов,
Схема 2. 15. Факторы, влияющие на
диффузионное травление при изго-
товлении форм глубокой печати с пе-
ременной глубиной печатающих эле-
ментов при постоянной температуре
на нее влияющих (концентрация травя-
щего раствора, состав раствора, темпе-
ратура, скорость вращения травящего ци-
линдра), зависит различие в глубине пе-
чатающих элементов. Влияние на диффу-
зию и на результат травления различных
факторов показано на рис. 2.70 и схеме
2.15. Повышенные скорости диффузии вы-
зывают снижение различий в градациях
Рис. 2.71. Влияние желатинового рель-
ефа на глубину травления при много-
ванном травлении:
1,а, 2,а, З.а, 4,а— схематическое изобра-
жение диффузии единичных травящих
растворов, 1,6, 2,6, 3,6, 4,6 — схематиче-
ское изображение глубины травления
при действии единичных травящих раст-
воров
глубин травления и приводят к умень-
шению общей глубины печатающих эле-
ментов, так как в этих случаях травле-
ние требуется прекращать еще до того,
как будет достигнута достаточная глуби-
на печатающих элементов в топях изо-
бражения, поскольку интервал времени
между затравкой в темных и светлых де-
талях изображения слишком мал.
Желаемый градационный эффект до-
стигается при многованном травлении с
последовательным использованием не-
скольких травящих растворов убываю-
щей концентрации и регулированием про-
должительности воздействия каждым из
них. При этом менее концентрированные
растворы проникают в более задублен-
пые участки копировального слоя. Во
время травления градации желатинового
рельефа па копии (максимальная высота
около 15 мкм), как показано на рис. 2.71,
преобразуются в градации глубин трав-
ления (максимальная глубина — около
50 мкм). Травящий раствор иногда еще
наносят вручную — кистью или поливом.
Возможно погружение формного цилинд-
ра в травящий раствор. В обоих случа-
ях цилиндр вращается со скоростью 30—-
60 об/мин.
В автоматических установках для
травления управление процессом проис-
ходит вследствие запрограммированного
изменения концентрации травящего ра-
створа (например, в машине Гравома-
стер), изменения скорости вращения ци-
линдра (например, машина для одпора-
створного травления Гравюрпилот с
управляющей системой Контромат) или
посредством других методов воздействия
на процесс диффузии травящего раство-
ра в копировальный с гой.
Однорастворное травление предусмат-
ривает использование для изготовления
печатной формы лишь одного травящего
раствора (например, травящего раствора
с относительно низкой концентрацией,
как это рекомендуется для травильной
машины Лейпцигского института графи-
ческой техники). Диффузионные и тра-
вящие характеристики раствора хлорно-
го железа с добавками замедлителя диф-
фузии поддерживаются в течение трав-
ления в определенных пределах. Особое
внимание должно быть уделено стабили-
зации температуры всей системы (в том
числе и формного цилиндра). Даже от-
клонения в 0,5° С вызывают градацион-
ные искажения.
Контроль травления и определение
момента его окончания (ракельные опор-
ные линии в тенях должны быть сохра-
нены) осуществляются визуально пли
оптико-электронными методами по изме-
нению окраски копии (по интенсивности
образования темного продукта реакции—
СиС1г). Момент окончания травления на-
ступает непосредственно после образова-
ния максимального почернения в тенях
конин. Этот эффект можно использовать
также для оценки желатинового рельефа,
когда контролируется продолжительность
диффузии в копировал,.ный слой стан-
дартных растворов. Этот показатель не-
обходим при выборе программы для ав-
томатической травильной машины. Воз-
можно также прямое измерение образую-
щегося рельефа травления (машина
Гравюрпилот с установкой Контромат).
На автоматических машинах для одно-
растворпого травления, работающих по
этому принципу контроля, во время
травления изменяется степень углубления
печатающих элементов па ступенчатой
шкале, и при отклонении измеренных
значений от заданных программой немед-
ленно вводятся коррективы. При этом
внешние условия могут поддерживаться
со значительными допусками (например,
температура 22° С ± 3°, относительная
влажность воздуха 55% ± 15%) и необ-
ходимо лишь ограниченное число основ-
ных программ (например, три). Точность
травления ± 0,2 мкм в светах, ± 1,5 мкм
в тенях.
В процессе травления травящий ра-
створ действует па боковые стенки ра-
кельных опорных линий, в результате че-
го изменяется ширина опорных линий в
При многоступенчатом травлении кли-
ше (рис. 2.73) и промежуточном защит-
ном покрытии (накатанная краска и рас-
плавленный порошок смолы) всякий раз
травление ведется лишь на небольшую
глубину. Образующийся ступенчатый
Рис. 2.72. Форма глубокой печати:
а — с переменной глубиной печатающих элементов; б — с переменной площадью печатающих
элементов
зависимости от продолжительности трав-
ления, т. е. от глубины травящего печа-
тающего элемента: при отношении шири-
ны опорной линии к стороне ячейки на
растре 1 : 2,5 в светах на форме оно со-
ставляет 1 : 3, в полутонах — 1:4, в те-
Рис. 2.73. Многоступенчатое травление:
1 — задубленный копировальный слой; 2. 3.
4 — единичные защитные слон, наносимые во
время ступенчатого травления; 5 — ступенча-
тый профиль перед «круглым» травлением;
6 — профиль после «круглого» травления
профиль печатающих элементов должен
быть устранен при заключительном
«круглом» травлении.
При одноступенчатом травлении кли-
ше (рис. 2.74) весь процесс протекает
Рис. 2.74. Одноступенчатое травление
1 — задубленный копировальный слой; 2 — за-
щищающая боковые грани пленка поверхно-
стно-активного вещества
нях—до 1:6 (см. рис. 2.72). Общая
продолжительность травления формы
глубокой печати составляет 10—20 мин.
Вариант 5 на схеме 2.14 объединяет
все методы изготовления рельефных пе-
чатных форм (для высокой печати или
для глубокой печати с переменной пло-
щадью печатающих элементов), основан-
ные на травлении формного материала с
незащищенными копировальным слоем
участками поверхности.
Г тавная проблема при этом состоит в
том, чтобы действие травящего средства
в основном направлялось В1лубь, а боко-
вые грани были защищены от его воздей-
ствия.
без промежуточных операций. Предпо-
сылками для этого являются:
— добавки к травящему раствору по-
верхностно-активных веществ для заши-
ты боковых граней от подтравливаиия;
— использование специальных машин
для одноступенчатого травления;
— использование формного материа-
ла, не имеющего загрязняющих приме-
сей (например, мелкокристаллического
цинка), чтобы обеспечить равномерное
стравливание металла.
Поверхностно-активное вещество на-
ходится в растворе в виде эмульсии
«масло-вода» (например, при травлении
цинка используется раствор сульфиро-
Рис. 2.75. Машины для
одноступенчатого трав де-
ния:
а — роторный принцип; б —
сопловый принцип; в —
принцип иатскаиия; /—
формный материал; 2 —
травящий раствор; 3 — на-
сос
а
Таблица 2.16.
Глубина травления
Способ печати Интервал глубин травления, мм Примечания
Высокая печать 0,02—1,5 (для больших пробелов требуется дополнитель- ное механическое углуб- ление) Зависит от расстояния между печатающими элементами (от линиатуры растра)
Глубокая печать
с переменной глуби ной печатающих эле- 0,001—0,050 Зависит от оптической плот- ности печатающегося тона
ментов
с переменной пло- щадью печатающих элементов 0,020—0,030 В пределах одной печатной формы приблизительно ста- бильна
Плоская печать 0,0005—0,002 В пределах одной печатной формы постоянная; зависит от толщины слоя сравниваемого металла
ванного касторового масла в диэтилбен-
золе в соотношении 1 : 3, который добав-
ляется к 10%-ному раствору HNO3).
В этом случае боковые грани печатаю-
щего элемента смачиваются капельками
масла, которое является хорошей защи-
Одноступенчатое травление приме-
няется для цинка и магния, а для меди
пока еще не доведено полностью до ста-
дии внедрения. Профиль печатающих
элементов на рельефных печатных фор-
мах показан на рис. 2.1. Характер релье-
Рис. 2.76. Формирование профиля печа-
тающих элементов при одноступенчатом
травлении в зависимости от температу-
ры травящей ванны Т и скорости нане-
сения Уд травящего раствора:
I — боковые грани слишком пологи; 2 — нор-
мальное травление; 3 — боковые грани слиш-
ком крутые
той против воздействия кислоты, в то
время как основание травящего участка
вследствие особенностей работы машины
для одноступенчатого травления остается
открытым от защитного средства
(рис. 2.75 и 2.76). Фактор травления
(отношение глубины травления к боково-
му подтравливанию; рис. 2.77) может
благодаря этому увеличиться, например,
для цинка от 2 то 20.
Рис. 2.77. Фактор травления а=а!Ь
фа на формах глубокой печати с пере-
менной глубиной и с переменной пло-
щадью печатающих элементов показан
на рис. 2.72. В табл. 2.16 приведены зна-
чения глубин травления на печатных фор-
мах, полученных растворением формного
материала. На рис. 2.78 и 2.79 приведе-
ны значения времени, необходимого для
травления печатной формы на требуемую
глубину.
Под вариантом 6 (схема 2.14) объеди-
нены все способы изготовления форм
плоской печати, базирующиеся на мето-
дах травления полиметаллических форм-
ных материалов (медь, латунь — гидро-
фобные свойства; хром, никель, алюми-
ний, сталь — гидрофильные). Об электро-
литическом травлении см. 2.8 5 Сходство
этих методов с методами изготовления
форм по варианту 2 состоит в исполь-
зовании в обоих случаях защитных сло-
ев для изменения свойств поверхности.
Кроме того, избирательное травление от-
иосителыю сильными кислотами (напри-
мер, 11CI—для хрома) требует примене-
ния таких же защитных слоен, что ис-
гидрофильной поверхности формного ма-
териала. При наиболее часто применяе-
мой в полиметаллических формах комби-
Рис. 2.78. Зависимость продолжительно-
сти травления от концентрации и темпе-
ратуры травящей ванны (для тпавления
цинка азотной кислотой на глубину
25 мкм)
пользуются в варианте 5. Травление не
способствует увеличению приведенного в
табл. 2.16 рельефа (0,5—2 мкм), по-
скольку происходит лишь местное обна-
жение гидрофобной (как правило) или
Рис. 2.79. Зависимость воемени трав ic
пия от температхры травящей ванны и
содержания меди в растворе (для трав-
ления меди раствором <лорного железа
с плотностью 35° Бе на глубину 25 мкм)
нации медь-хром слой хрома, например,
избирательно удаляется раствором НС1
СаСЬ; при изготовлении монометалличе-
ских форм па цинке поверхность обраба-
тывается молочной кислотой. В обоих
случаях образуется основа для формиро-
вания краскопередающих участков (см.
2.7.1).
2.7. Изменение свойств поверхности (изготовление
печатных форм, не имеющих рельефа)
2.7.1. Печатные формы
с гидрофобно-гидрофильными
свойствами (формы плоской
печати)
Формы плоской печати обладают на
различных участках различными физико-
химическими (адсорбционными) свойст-
вами по отношению к печатной краске
(содержащей жирные кислоты или мас-
ла) и увлажняющему средству (вода илч
растворы солей на во той основе). Ат
сорбция определяется взаимодействием
молекулярных сил на граничных поверх-
ностях различных фаз.
В плоской печати используется извест-
ный эффект системы жир — вода, прояв-
ляющийся в том, что молекулы воды не
способны смачивать жиры. На этом свой-
стве основано образование на форме пло-
ской печати гидрофильных (олеофобных)
поверхностей, воспринимающих влагу, и
гидрофобных (олеофильных) участков.
воспринимающих печатную краску. Гид-
рофильные и гидрофобные участки созда-
ются во время обработки формного ма-
териала. Для этого имеются следующие
принципиально различающиеся метоты
(см. также схему 2.6).
1. Изменение свойств поверхности пу-
тем нанесения покрытия:
— желаемые свойства определяются
природой наносимого покрытия;
— желаемые свойства определяются
природой материала обнажающегося
посте удаления защитного покрытия.
2. Изменение свойств поверхности по-
средством воздействия на имеющуюся
структуру материала.
В обоих методах первого варианта в
простейшем случае дифференциация пе-
чатающих и пробельных участков проис-
ходит на стадии нанесения или удаления
покрытия. В большинстве случаев, одна-
ко, необходима многократная дополни-
тельная обработка. Защитный слой мо-
жет наноситься на формный материал
Iio всей поверхности (перед переносом
информации) или на отдельные участки
(во время или после переноса информа-
ции). Удаление слоя всегда носит мест-
ный характер и часто связано с нанесе-
нием новых слоев на отдельные участки
формного материала
Практически все многообразие спосо-
бов изготовления форм плоской печати
сводится к комбинации четырех опера-
ций: местного нанесения пли удаления
защитного слоя, гидрофилизации или
гидрофобизации отдельных участков по-
верхности. В простейшем случае копиро-
вальный слой после проявления (см. так-
же 2.3.4) может выполнять роль гидро-
фобных участков. Тогда ои является од-
новременно и носителем информации и
образующим печатную форму элементом.
Для повышения химической и физиче-
ской стойкости слоя может быть приме-
нена термообработка — «обжиг» (см.
также табл. 2.15).
В других способах изготовления пе-
чатных форм копировальный слой уда-
ляется с поверхности после окончания
изготовления формы Метоны получения
гидрофильных и гидрофобных слог в на
поверхности формного материала при-
ведены в табл. 2.17 п 2.18.
При реализации варианта изготовле-
ния форм плоской печати методом изме-
нения свойств поверхности за счет видо-
изменения структуры вещества использу-
ются исключи гслыю фотомеханические
способы. При этом применяются копиро-
вальные слои — очувствленная бихрома-
тамп желатина в фототипии, галогепосе-
рсбряпые и фотополимерные слои при
изготовлении печатных форм непосредст-
венно экспонированием (см. также 2.3.1).
В этих методах после переноса информа-
ции свойства копировального слоя на
различных участках изображения под
действием света дифференцируются (за-
дубленныс детали не набухают, стано-
вятся гидрофобными, нсзадубленные ос-
таются набухающими и обладают гидро-
фильными свойствами). Благодаря бес-
ступенчатому изменению набухания мож-
но воспроизводигь полутоновое изобра-
жение (фототипия).
Табита 2.17.
Методы получения и стабилизации гидрофильных слоев
£ Me гот (рабочий процесс) Используемые материалы Активно действу- ющий компонент Досшгаемый эффект
Получение развитой поверхности (для мо- нометаллических форм) Обработка кисло- тами («травление») Травление (с рас- творением формного материала) Гуммирование Н3РО4, Н2СгО4 дубильная кисло- та, (NH4)2HPO4 либо +NH4NO3, nh4ci Для монометал- лических форм на цинке — молочна! кислота Раствор гуммиа- рабика ZnNH-.PO, А1РО4. другие кислые соли, окиси, гидро- окиси Гуммиарабик Улучшение адсорбции увлажняющего раство- ра защита от испарения, поддержание гидрофиль- ных свойств поверхности Разрушение основных слоев, образование сла- бокислых или нейтраль- ных соединений, образо- вание гидрофильной по- верхности Образование гидро- фильной поверхности бла- годаря удалению относи- тельно благородных ме- таллов с менее благород- ного металла основы Улучшение адсорбции увлажняющего раствора благодаря нанесенному коллоидному слою, защи- та от испарения, загряз- нений и атмосферных воздействий, поддержа- ние гидрофильных свойств поверхности
Таблица 2.18
Методы получения и стабилизации гидрофобных слоев
Метод (рабочий процесс) Ис।:0.11.зуемый ма гериал Ак гивно действующий компонент Достигаем ни эффект
Нанесение слоя, ко- Копировальные слои Зад’, блей- Образование гитро-
пирование, проявле- НЫП КОПИрО- фобного слоя с одновре-
ние копии зальный слой менным переносом ин- формации
Нейтрализация H2SO4, 2%-ный рас- твор или + КА1 (SO-,) 2 (квасцы), A12(SO4)3, НСООН, СН3СООН, НО—С(СН2СООН)2— —СООН (лимонная кислота), Na2CO3 Полиметаллы, А1: рас- твор жиросодержащего вещества, общая очистка; Zn: формирование основ- ных слоев; А1; очистка поверхности А12О3- Полу- чение гидрофобной по- верхности
Травление (с рас- Для растворения Образование гидро-
творением формного хрома — раствор со- фобнои поверхности пу-
материала) ляной кислоты с хло- ристым кальцием тем удаления слоя отно- сительно неблагородно- го металла с благород- ного металла основы
Нейтрализация, до- НМОз, 5%-ный рас- Cii(O!i)_. Поддержание гидро-
полнитетьная обра- твор, Ксантогена г фобны.х свойств на по-
ботка С2Н3—O-CS—SK (ксантогенат калия). K2S.O3 (метабисуль- фит калия) меди верхности металлической меди
Лакирование, нане- Лак, содержащий Слой лака. Хорошее закрепление
ссние краски, очистка жирные кислоты и краску, переводная краска слой краски j за гидрофобной поверх- ности, защита слоя лака топ последующей обра- ботке, стабилизация гид- рофобной поверхности >
2.7.2. Формы для печатания
электростатическими методами
(см. также 2.3.1.2)
Формы, используемые для переноса
изображения с помощью электростатиче-
ских сил, не имеют рельефа; печатающие
и пробельные участки дифференцируются
благодаря различному их заряду. Форм-
ный материал после переноса па него ин-
формации нс требсет особой обработки,
нанесение краски и се последующая пе-
редача могут ст ювать сразу же <а пе-
ренос м изображения на формный мате-
риал. Благодаря этим особенностям спо-
соб относится к самым быстрым мето-
дам изготовления печатных форм. Форм
ный процесс нс требует применения ка-
ких-либо веществ, формирование харак-
терных дтя печатной формы свойств про-
исходит вследствие изменения энергетиче-
ского состояния формного материала.
Форма обладает весьма короткой жизни
способностью. Как правите, после каждо-
го цикла печатания она должна обнов-
ляться. При необходимости быстрой за-
мены форм это является преимуществом.
Нетостатком способа является «краевой
эффект» — детали изображения имеют
максимальную оптическую н.г >тност>
to.ti.ko но краям элементов. Этот дефект
может возникнуть v-кс на штрихах не-
бо 1ЫШ1Х размеров — в несколько милли-
ме гров.
На рис. 2.80 показаны пять важней-
ших этапов, характеризующих процесс
электрос! а I ическАг о переноса изображу -
ния, но тольло два первых огносянч к
стадии изготовления печатной ф итчэ
Электростатические методы моги быт
Рис. 2.80. Способы печати с использованием электроста-
тических зарядов:
л — заряженный ионизацией (очувствленный) Формный матери-
ал; б — дифференцированные после воздействия света участ-
ии; в — процесс окрашивания; г — перенос краски; д — фиксиро-
вание красящего порошка оплавлением; 1 — фотополупроводнн-
ковып слой: 2 — электропроводная основа: 3 — порошок-носи-
тель; 4 — красящий порошок, имеющий противоположный форме
заряд: .5 — заряженный для печати материал; 6 — оплавленный
красящий порошок
применены косвенно при
избирательном получе-
нии на формном мате-
риале гидрофобных уча-
стков (т. е. при изготов-
лении формы плоской пе-
чати). Это может быть
осуществлено путем пе-
реноса изображения на
плоский формный мате-
риал под действием
электростатических сил,
расплавления красочно-
го слоя и физико-хими-
ческой обработки пробе-
лов. Форма может быть
получена также непо-
средственно на плоском
формном материале с
полупроводниковым по-
крытием.
2.8. Электролитические процессы при изготовлении
печатных форм
2.8.1. Общие положения
Электролитические процессы приме-
няются при изготовлении печатных форм
в следующих случаях:
— подготовка формного материала
(глубокая печать, полиметаллические
пластины для плоской печати);
— изготовление дубликатов печатных
форм (высокая печать);
— поверхностное упрочнение печат-
Таблица 2.19.
ных форм (высокая печать, глубокая пе-
чать) ;
— удаление металла при обработке
формного материала, электролитическом
травлении (полиметаллические формы
плоской печати).
Данные о составе электролитов галь-
ванованн и режимах электро титпчсских
процессов, применяемых при изготовле-
нии печатных форм, приведены в
табл. 2.19 и 2.20.
Электролиты гальванованн, используемых
при изготовлении печатных форм
Металл Выхо^ "° току. /0 Осаждае- мая масса (практичес- кое значе- ние), г/Ач Электролит Назначение
1" 2 3 4 5
Медь 100 1,184 Простая серно- кислая ванна Скоростная сер- нокислая ванна Предварительное меднение Изготовление гальваностерео- типов, подготовка формного мате- риала для глубокой печати, поли- металлических пластин для плос- кой печати
Медь 75 1,78 Цианистая ван- на 11редвар|пс.'п.пое меднение
Хром 10 0,032 Ванна твердого хромирования Упрочнение поверхности форм глубокой печати, изготовление по- лиметаллических пластин для плос- кой печати
П подолжение 7абл. 2.19
Г 1 2 3 4 5
Никель 95—99 1,040 Простая ванна твердого никели- рования Быстрая ванна (высокопроизво- дительная ванна) Упрочнение поверхности литых стереотипов, гальваностереотипов и форм глубокой печати Изготовление никелированных гальваностереотипов, поверхност- ное упрочнение стереотипов
Железо Олово 70—98 0,7—1,0 Сернокислая ванна Ванна лужения Ванна обезжи- ривания (декапи- рующая ванна) Ванна обезжи- ривания с пре [ве- рительным медне- нием Упрочнение поверхности стерео- типов и гальваностереотипов Лужение оборотной стороны гальваноотложеинй перед их «за- ливкой» металлом Обезжиривание, травление по- верхности перед ее упрочнением Обезжиривание, травление по- верхности с предварительным мед- нением перед упрочнением поверх- ности
Таблица 2.20.
Состав электролитов и режимы гальванонаращивания
Ванна Количество (и г) на I л лис- тиллиронаиной воны Плотное ГН канны, 0 Боме Значение pH Темпера, гура, °C Плотное п. 1 ок а, А/дм* Напряже- ние, В
1 2 3 4 5 6 7
Ванна предвари- тельного медне- ния Сернокислая медь — 220 Серная кислота — 30 19 <1 20—25 0,5—1,0' 1,0—2,02
Ванна быстрого меднения Сернокислая медь — 220 Серная кислота — 30 19 1 35—40 4-62
Ванна хромиро- вания Хромовый ангпдрн , — 470 Серная кислота — 4.Я 34 — 15—55 25—35
Ванна никели- рования Никелевая соль «ТС»1 (составные части: никель, борная кислота, хлорис- тый натрий) — 300 21 4—4 ,5 30—60 0,5—2,01 0,5—4,02
Ванна обезжи- ривания с предва- рительным медне- нием Купронит «И»3 (со- ставные части: медь, vr- лекпелый натрий, гидро- окись натрия, цианид нат- рия) — 100 7 >13,5 20—25 3-5
Ванна предвари- тельного ме тле- ния Медноцианистый ка- лий — 30 Углекислый натрий- 10 Сернокислый натрий — 20 Гидросульфид натрия — 20 Цианистый калий — 1 7,5 10—11 15—20 0,3—0,4 2,5—3,5
Продолжение табл. 2.20
1 2 3 4 5 6 7
Ванна быстрого меднения Сернокислая медь — 250 Серная кислота — 7,5 22 1,3 35—50 5—8 4—6
Ванна ровання никели- Сульфат никель-аммо- ния — 40 Хлористый аммоний — 15 Борная кислота — 20 6 6,0 5—6 18—20 0,3 2,5—3,0
Ванна НИЯ железне- Сульфат железо-аммо- ния — 200 10—11 4,3— 4,5 18—20 0,2—0,3 1—2
Ванна лужения Сернокислое олово — 70 Фтористый натрий — 30 Серная кислота—30 Нафтол (растворенный в спирте) — 7 Желатина — 7 15 0,4 25 2 1,5
1 Наращивание без перемешивания.
2 Наращивание с перемешиванием.
3 Изготовитель ВЕБ Гальванотехник, Лейпциг.
2.8.2. Гальваническое
изготовление формного
материала
Формным материалом для изготовле-
ния форм глубокой печати (ракельная
глубокая печать) является стальной ци-
линдр с гальванически нанесенным на не-
го медным отложением — «тиражной ру-
башкой» (толщиной 0,09—0,12 мм,
рис. 2.81 и 2.82), На «тиражной рубаш-
Рис. 2.81. Зависимость толщины отложе-
ния от продолжительности гальваиона-
ращивания:
/ — меднение из цианистого электролита при
плотности тока 0.5 А/дм2; 2 — меднение нз
сернокислого электролита при плотности
тока 1.0 А'дм2
ке» создают углубленные печатающие
элементы. После окончания печатания
«тиражную рубашку» надрезают и отде-
Рис. 2.82. Зависимость плотности тока
от напряжения при соотношении анод:
катод = 1 : 1 для различных межкатодных
расстояний при температуре электролита
в пределах от 20°С (нормальная ванна
меднения) до 40° С (быстрая ванна мед-
нения)
ляют от поверхности цилиндра благода-
ря разделительному подслою (серебро).
После этого на цилиндр можно вновь
гальванически наращивать медную «ти-
ражную рубашку». Перед иаращпванн-
см стальной цилиндр обезжиривают (ван-
на обезжиривания) и омедняют в ванне
предварительного меднения. Для дости-
жения равномерного по толщине от воже-
ния по всей длине и окружное гп цилинд-
ра меднение осуществляют в специализи-
рованных гальванованнах при постоян-
ном вращении цилиндра и с механиче-
ским уплотнением структуры осадка при
помощи прикатного ролика. Отложение
затем полируют шлифовальным углем
или обрабатывают стальным роликом.
Полиметаллические формные пласти-
ны для офсета получают путем омедне-
ния (5— 10 мкм) стального листа и по-
следующего гальванического твердого
хромирования (0,2—2 мкм), биметалли-
ческие формные пластины могут быть по-
лучены меднением и твердым хромирова-
нием стальных цилиндров по принципу
глубокой печати. Биметаллическую фоль-
гу после отделения от цилиндра можно
использовать в офсетной печати. Другие
комбинации полиметаллических формных
пластин могут быть получены аналогич-
ным образом либо гальваническим нара-
щиванием на лист-основу, либо гальва-
ническим осаждением слоев.
2.8.3. Электролитическое
изготовление форм высокой
печати (гальванопластика)
С форм высокой печати (оригиналь-
ные формы) на пластмассе или мягком
.металле (с.м. также 2.4.2.2) под давлени-
ем получают рельефный оттиск (матри-
цу). Неметаллическую матрицу путем
серебрения или графитирования делают
электропроводной. В гальванованне из
матрице получают отложение (0,25 —
0,30 мм), которое после подливки с обо-
рота сплавом евннец-сурьма-олово и об-
работки (см. также 2 4.3.2) используют
в качестве печатной формы. Никелиро-
ванные гальваностереотипы изготовляют
осаждением тонкого (0,02 мм) отложе-
ния никеля, которое затем в ванне мед-
нения электролитически доводят до тре-
буемой толщины.
2.8.4. Упрочнение поверхности
печатной формы
Благодаря гальваническому упрочне-
нию поверхности повышается сопротив-
ление ретьефных печатных форм механи-
ческому истиранию. Поверхность печат-
ных форм подвергают упрочнению прч
повышенных тиражах в глубокой печати
(как правило, все формы) и в высокой
печати (практически только формы-дуб-
ликаты: литые стереотипы и гальвано-
стереотипы ).
Никелированию подвергают главным
образом литые i тереогипы. При холод-
ном никелировании в противоположность
никелированию из «горячих > электролитов
пластины предварительно должны быть
слегка омеднены в цианистом электроли-
те, чтобы обеспечить лучшее сцепление
хрупкого никелевого отложения со сте-
реотипным сплавом.
Железнению иногда подвергают мед-
ные печатные формы глубокой печати.
При этом в холодном электролите осаж-
дается тонкое, твертос и свободное от
углерода отложение железа. После обез-
жиривания и нейтрализации разбавлен-
ной серной кислотой печатная форма
гальванизируемся вначале в ючение 1 мин
при повышенной плотности тока, а затем
в течение 60 мни при расчетной плотно-
сти тока. Железнение дешевый процесс.
Слой железа можно легко удалить, после
чего форму можно вновь подвергнуть же-
лезнснию. Железнсная поверхность при
хранении должна быть защищена от
окисления.
Хромирование. Высокая твердость
хрома, его стойкость по отношению к
большинству химикатов, а также краско-
отталкивающие свойства позволяют при-
менять его как идеальное поверхностное
покрытие для печатных форм. Хромиро-
ванные печатные формы обладают боль-
шой стойкостью к механическим, прежде
всего истирающим воздействиям. Для
форм глубокой печати, которые при пе-
чатании находятся в контакте с ракелем,
это имеет большое значение. Хром осаж-
дается из хромовой кислоты, т. с. из
электролита. Аноды служат исключитель-
но для подвода тока; для них применя-
ют специальные плоские свинцовые пла-
стины. Во время га тьвапонарашивания
электролит обедняется хромовой кисло-
той, которую поэтому постоянно необхо-
димо пополнять.
2.8.5. Электролитическое
травление
Полиметаллические формы плоской
печати можно изготовлять (травить)
электролитически, при этом светозадуб-
лепный копировальный слой, как и при
химическом травлении, защищает нахо-
дящиеся под ним участки хрома. В каче-
стве копировального слоя могут приме-
няться очувствленный бихроматом поли-
виниловый спирт или шеллак. Полиме-
таллические формные пластины почеша-
Рис. 2.83. Зависимость продолжительно-
сти травления от плотности тока при
электролитическом травлении биметал-
лических печатных форм (толщина хро-
ма 2 мкм)
ют в электролит (серная кислота) в ка-
честве анода. Плоские катоды могут из-
готовляться из нержавеющей стали.
Межэлектродное расстояние — около
20 см, плотность тока — около 10 А/дм2,
температура электролита — максимум
20° С, продолжительность травления —
80—240 с (в зависимости от толщины
слоя хрома) (рис. 2.83). Удалять слой
можно также электролитически в разбав-
ленном щелочном электролите. Продол-
жительность удаления слоя — около
120 с. Обжиг копировального слоя пе-
ред травлением при 80—100° С должен
продолжаться не более 5 мин. Окисление
открытых медных участков предотвра-
щается обработкой их разбавленной азот-
ной кислотой.
2.9. Электронные установки для изготовления
печатных форм (об электронных устройствах для набора
см. 2.2.6)
2.9.1. Введение
Оригиналы построчно сканируются
фотоэлектрически; фототок усиливается,
преобразуется и используется для вос-
произведения (схема 2.16).
дукцией которых могут быть полутоно-
вые или растровые изображения, откор-
ректированные цветоделенные изображе-
ния (см. также 2.3.7).
При сканировании иллюстрационного
оригинала оптика концентрирует свет
Рис. 2.84. Принцип изготовле-
ния печатных форм с помощью
электронных методов:
/ — развертка; 2 — электронный
преобразователь; 3 — обработка
формного материала; 4 — синхро-
низация движения
В зависимости от назначения устано-
вок различают:
— устройства для работы с черно-бе-
лыми изображениями;
— устройства для цветоделения.
По принципу действия воспроизводя-
щей головки различают:
— механические гравировальные уст-
ройства (см. 2.9.2);
— термомеханические гравироваль-
ные устройства (см. 2.5);
— устройства для воспроизведения
электронным или лазерным лучом (см.
2.5);
— фотографические устройства то-
чечного экспонирования (см. 2 9.3), про-
одной или нескольких ламп на поверх-
ность оригинала (рис. 2.84). Освещаемая
поверхность больше, чем сканирующее
пятно. В пределах сканирующего пятна
производится интеграция яркости. Раз-
решающая способность зависит от вели-
чины этого пятна. Сканирование произво-
дится построчно. Оригинал и обрабаты-
ваемый формный материал закрепляются
либо на цилиндре, либо на плоском сто-
ле (существуют следующие варианты
устройств: цилиндр — цилиндр, плос-
кость — плоскость, плоскость — ци-
линдр; рис. 2.85). При неизменяемом
масштабе воспроизведения (1:1) скани-
рующая и записывающая системы раз-
Схеме 2. 16- Изготовление печатных форм с помощью электронных методов
мещаются, как правило, на общей на-
правляющей или на единой оси.
Изменение масштаба достигается тем,
что сканирующее световое пятио и вос-
производящий инструмент за одно и то
же время проходят различный путь (ис-
Рис. 2.85. Методы связи систем запись —
воспроизведение:
а — плоскость — плоскость; б — цилиндр —
цилиндр
пользуется либо принцип механического
пантографа, либо сменные цилиндры или
оптический пантограф). Сменные ци-
линдры обеспечивают масштабирование
па ограниченное число ступеней.
В качестве фотоэлектрического пре-
образователя служит фотоэлемент, фо-
тоумножитель или полупроводниковый
элемент (фототранзистор). Амплитуда
выходных импульсов преобразователей
пропорциональна количеству принятого
света. Для последующего усиления и
преобразования импульсов в вычисли-
2 3
телыюм устройстве (при выполнении
градационной и цветоделительной кор-
ректуры) вводимая несущая частота
должна быть минимум в 10 раз больше
частоты сигнала изображения (около
50 кГц и выше). Воспроизведение осу-
ществляется после демодуляции. Диапа-
зон изменения амплитуд сигнала изобра-
жения не должен превышать 1 : 100 (что
соответствует интервалу оптических
плотностей от 0,1 до 1,8).
При сканировании многокрасочных
оригиналов попадающий в оптическую
головку свет расщепляется; составляю-
щие подводятся к фотоэлектрическим
преобразователям. Для цветоделения
применяют светофильтры либо призмы
(рис. 2.86). При применении светофильт-
ров последующая переработка изобра-
жения производится параллельно на раз-
дельных каналах, как и для черно-белых
изображений. При применении призм
световой луч разлагается на спектраль-
ные цвета (в этом случае достигается
более высокая степень разделения цве-
тов).
2.9.2. Электронно-механическое
гравирование растровых
и штриховых изображений
На импульсы, полученные с преобра-
зователей, накладываются колебания
растровой частоты пилообразной формы,
которые вырабатываются растровым ге-
нератором (генератором переменного то-
ка) и оптическим растрирующим датчи-
ком. Управление резцом в гравирующих
машинах осуществляется при помощи
электромагнитной системы непосредст-
Рис. 2.86. Системы освещения оригинала:
о — с зеркалом и светофильтром; б — с призмой; I — оригинал. 2 — зеркало, 3 — светофильтр,
4 — призмы
венного воздействия на резец либо с
рычажной передачей усилия электромаг
нита на резец (рис. 2 87). В первом спо-
собе резец опускается под непосредст-
венным воздействием усилия электро-
магнита, управляемого сигналом изобра-
Рнс. 2.87. Управление гравирующим рез-
цом:
а — воздействие на резец; б — воздействие иа
механизм перемещения резца; / — резец. 2 —
катушка растровой частоты, 3 — катушка час-
тоты изображения. 4 — мембрана, 5 — штифт
ограничения выхода резца
женин. Неоднородности формного мате-
риала в этом случае влияют отрицатель-
но. Во втором способе резания путь рез-
ца в глубину ограничивается механичес-
кой системой, в зависимости от частоты
изображения. Растровая частота воздей-
ствует на резец всегда с одной и той же
силой. При этом гравирующий резец
опускается в обрабатываемый формный
материал на различную глубину.
Рис. 2.88. Виды растра при гравирова-
нии:
а — линейный растр; б — точечный растр
При изготовлении форм высокой пе-
чати различают линейное гравирование
(продольно идущие углубленные и воз-
вышающиеся линии; липиатура — до
192 лин/см) и точечное гравирование
(растровые элементы различного разме-
ра, находящиеся иа одном и том же
расстоянии друг от друга; липиатура—
до 70 точек/см) (рис. 2.88). В установ-
ках используют резцы клиновидной фор-
мы, изготовленные из твердого сплава
или алмаза (рис. 2.89). Образующаяся
при гравировании стружка отсасывается.
Изготовление форм высокой печати элек-
тронно-механическими методами может
осуществляться на всех видах применяе-
мых в высокой печати формных матери-
алов — на металлах (цинк, медь, алю-
миний, магний) и пластмассе.
Рис. 2.89. Резец для гравирования
Электронно механическое гравиро-
вание может также использоваться для
получения предназначаемых для копи-
рования на формный материал изобра-
жений. Гравируемый материал в этом
случае представляет собой пластмассиую
фОЛЬГу ТОЛЩИНОЙ ОКОЛО 0,5 ММ С O1HO-
сторонним неактннпчным красным по-
крытием При гравировании участки
фольги, подвергшиеся воздействию ин-
струмента, становятся прозрачными.
Устройства для изготовления форм
глубокой печати гравированием работа-
ют по принципу цилиндр — цилиндр. На
одной оси или на синхронно связанных
электрических валах аксиально переме-
щаются системы функциональных голо-
вок (при гравировании 1:1) Для из-
готовления оригиналов используется спс
циальный фотоматериал на недеформи-
руюшейся подложке. Система прнводоч-
ны.х штифтов гарантирует точное закреп-
ление оригиналов, обеспечивающее при-
водку. Одновременно может работать
несколько просматривающих и гравиру-
ющих головок. Возможно подключение
одной просматривающей головки к не-
скольким гравирующим имеется система
дублирования изображения в направле-
нии окружности. Каждая гравирующая
головка имеет отдельную электронную
систему регулирования. В качестве ре-
жущего инструмента используются ал-
мазные резцы. Изготовленная гравиро-
ванием форма глубокой печати состоит
из растровых ячеек переменной глубины
и площади (рис. 2.90). При работе ре-
жущей системы каждый последующий
ряд ячеек гравируется в просветах яче-
ек предыдущего ряда. Металлическая
стружка отсасывается, заусенцы удаля-
ются алмазным шабером. Частота коле-
баний резца составляет 4 тыс. Гц, про-
изводительность гравирования для лини-
атуры растра 70 лин/см — около 0,3 м2/ч.
Ограничение глубины растровых яче-
ек при электронно-механическом грави-
ровании препятствует разрушению раст-
ровых опорных линий.
Рис. 2.90. Гравирование формы глубокой печати:
а— света; б— тени; в — формирование растровой струк-
туры
Скорость работы машин для элек-
тронно механического гравирования: при
изготовлении форм высокой печати —
2 тыс. растровых элементов в секунду,
при гравировании форм глубокой печа-
ти — 3 тыс.
Гравирование штриховых форм осу-
ществляется линейным построчным ре-
занием при вертикальном перемещении
резца на два уровня. Вследствие значи-
тельной глубины резания (около 0,7 мм)
вхождение резца в материал и выход из
«его должны проходить в течение опре-
деленного времени (1 мс). Для сканиро-
вания изображения используется опти-
ческая система, снабженная двумя кон-
центрическими диафрагмами — внешней
(большого диаметра) и основной (мало-
го диаметра). При развертке оригинала,
когда изображение просматривается оп-
тической головкой устройства, сигнал,
формируемый диафрагмой большого ди-
аметра, подает команду на подъем рез-
ца из крайнего нижнего в промежуточ-
ное положение, а сигнал, образующий-
ся основной (малой) диафрагмой, — на
полный вывод резца в крайнее верхнее
положение. При переходе на резание
пробела вертикальное перемещение рез-
ца выполняется в обратной последова-
тельности. Вследствие замедленного дви-
жения при входе и выходе резца про-
филь образующихся печатающих элемен-
тов, как и при травлении, имеет трапе-
циевидную форму.
2.9.3. Электронные методы
изготовления фотоформ,
предназначенных для
копирования на формный
материал
Изображение при получении фото-
форм, предназначенных для копирова-
ния, записывается на светочувствитель-
ном материале (фотопленке) путем
экспонирования его в соответ-
ствии с распределением ярко-
стей оригинала. В качестве ис-
точника света при записи мо-
гут использоваться газоразряд-
ные лампы, яркость которых
меняется в зависимости от оп-
тической плотности соответст-
вующего участка воспроизводи-
мого изображения (поверхно-
стная яркость 10—20 кд/смг;
ток управления 3—50 мА).
Длительность экспонирования
при записи каждой точки
~0,2 мс. Скорость записи ог-
раничивается светочувстви-
тельностью фотопленки. Время
экспонирования находится в
области ультракоротких экспозиций, где
светочувствительность пленки резко
снижается. В современных устройствах
для фотографической записи изображе-
ния применяются лазерные источники
света.
Рис. 2.91. Скеннер с электронно-лучевой
трубкой:
1 — электронно-лучевая трубка; 2 — цветной
диапозитив; 3 — полупрозрачное зеркало; 4 —
камера; 5 — светофильтр: 6 — фотоэлемент;
7 — вычислительная система
Более приемлемыми являются элек-
тронно-лучевые трубки с яркостью све-
чения до 105 кд/см2. Электронно-лучевая
трубка иногда применяется в качестве
комбинированного источника света в
системах для развертки и записи изо-
бражения (рис. 2.91). Интенсивность
проходящего потока лучей управляется
по яркости с помощью электронно-вы-
числительного устройства.
2.9.4. Электронная корректура
изображения
Поскольку в электронных устройствах
значения яркости преобразуются в элек-
трические величины, имеется техничес-
кая возможность воздействовать на ре-
з\ льтаты записи с помощью электричес-
ких сигналов.
для изображений имеющих пониженный
интервал (S^—V7). Принципиальная
электрическая схема решения этой зада-
чи показывает, что на выход могут про-
ходить только те сигналы, которые по
своей величине больше значения запира-
ющего напряжения Us ₽ (принцип вы-
читания). Запирающее напряжение Usp
устанавливают таким, чтобы сигнал от
наиболее черного поля оригинала был
равен нулю. С помощью подключенного
регу штора уровня электронной схемы
сигнал белого вновь повышается до пер-
воначального значения.
Рис. 2.92. Регулирование
градаций:
выходное напряже-
нке; С—входное напряже-
выпрямитель; —
щающее напряжение; /?
ние; S,. S;... — черные точ-
ки: W— белая точка: G —
сме-
нагрузочное сопротивление
диода; — потенциометр;
------ выходная кривая,
------ нормируемая кривая
Приведение интервала оптических
плотностей к нормируемому значению.
Интервал оптической плотности воспро-
изводимого изображения в значительной
степени зависит от условий репродуци-
рования и свойств используемого фото-
материала.
Получаемое при развертке изображе-
ния напряжение сигнала возрастает с
Изменение градационной характерис-
тики. Повышение градаций в тенях, осу-
ществляемое в репродукционной фото-
графии с помощью масок, при электрон-
ных методах достигается ограничением
напряжения. При возрастающем вход-
ном напряжении Ue выходное напряже-
ние U v растет только до значения запи-
рающего напряжения диода (рис.
Рис. 2.93. Регулирование теней:
а — кривая напряжений; б — схема; О, — выходное напряжение; 1/_ —входное напряжение;
Г !
—ограничение напряжения для больших значений; R. —нагрузка диода
повышением яркости соответствующего
участка. От сигнала фотоэлемента в со-
ответствии со схемой на рис. 2 92 вычи-
тается значение S,. Благодаря последу-
ющему усилению значение выходного
напряжения возрастает от нуля до точ-
ки белого. Этот интервал оптических
плотностей может быть достигнут даже
2.93). Ограничивающее действие схемы
уменьшается введением резистора (изо-
бражен пунктиром). При последователь-
ном включении нескольких ограничиваю-
щих цепочек создаются перегибы на
разных участках градационной кривой
в зависимости от входного сигнала, бла-
годаря чему образуется требуемая гра-
дационная передача изображения. По-
вышение крутизны градационной кривой
в светах достигается последовательным
действием диодного ограничителя и ре-
зистора. В этой схеме (рис. 2.94) на вы-
ход попадают те сигналы Ue, которые
вследствие чего
D = — 1g Ф, a Ue--------D.
При этом оборачивание оптических
плотностей соответствует перемене зна-
чений напряжения. Такие возможности
Рис. 2.94. Регулирование светов:
а —кривая напряжений; б —схема; UА — выходное напряжение; — входное напряжение;
U2 — ограничение напряжения для малых значений; , R, — сопротивления; G — выпрямитель
по амплитуде выше запирающего напря-
жения U2 При возрастании входного
напряжения UE имеет место пропорцио-
нальный подъем градационной кривой.
Чтобы при этом не подавлялись неболь-
шие по значению сигналы, схема диод-
реализуются в схемах преобразования и
алгебраического сложения прологариф-
мированных сигналов.
Повышение резкости. При световой
развертке отсутствует достаточная рез-
кость, в поле просматривающего свето-
Исходные плотности
Рис. 2.95. Изменение формы кривой вос-
произведения при электронно-регулируе-
мой записи изображения
Рис. 2.96. Повышение резкости:
1 — сигнал перехода границы тонов; 2 — им-
пульс; 3 — суммарный сигнал; 4 — переход от
черного к белому на оригинале
ного ограничителя шунтируется резисто-
ром R\. Применение подобных схем по-
зволяет широко варьировать форму
градационной кривой (рис. 2.95).
Обращение позитив-негатив. При об-
ращении изображения значения опти-
ческих плотностей меняют.
Если имеет место зависимость
Ue ~ Ф.
(2.31)
и в соответствии с уравнением (3.12)
£) = lg0o—1g Ф, то возможно предста-
вить 1g Фо = к=О,
вого пятна структура изображения не
регистрируется. Подобную иерезкость
можно устранить. Для этого изменяются
переменные характеристики сигнала:
скорость изменения сигнала при резком
переходе от одного тона к другому по-
вышается. Решается это применением схе-
мы дифференцирования сигнала (рис.
2.96, 1—2). Суммирование входного
сигнала с дифференцированным позволя-
ет получить более крутой фронт сигнала
(рис. 2.96, 3). Для обеспечения различ-
ных возможностей регулирования в по-
добных схемах используются потенцио-
метры.
Еще одна возможность повышения
резкости состоит в использовании прин-
ципа нерезкого маскирования. Анализи-
Рис. 2.97. Нерезкое маскирование:
HL — информация главного канала изображе-
ния; UL — информация маскирующего канала
(окружающего поля)
рующая оптика в этом случае выполня-
ется так, что наряду с просматриванием
основным световым пятном контролиру-
ется и окружающее его поле (диаметр
его примерно в 3 раза больше основного
пятна). Оптические сигналы преобразу-
ются в электрические в двухканальной
схеме. Алгебраическое сложение обоих
образующихся сигналов дает дополни-
тельный сигнал (рис. 2.97, HL—UL).
Благодаря этому при переходе от черно-
го к белому и наоборот образуется про-
филь повышенной крутизны. Скачок
плотности подчеркивает контур так, что
возникает даже впечатление усиления
резкости изображения по сравнению с
оригиналом.
2.9.5. Электронная
цветокорректура (см. также
2.3.3)
Основы электронной цветокорректуры
заложили Нойгсбауэр. Пыобак, Харди и
Вюрцбюргер. При трехкрасочной печати
получают шесть цветов — пурпурный,
красный, желтый, зеленый, голубой и си-
ний (см. также 2.3.3 и 2.9.4). Вероят-
ность fi—fa образования каждого цвета
по Нойгебауэру и Ньюбаку является:
белый — (1—z) (1—т) (1—g) =fi,
голубой — z(l—m)(l—g)=fz,
пурпурный — m(l—g)(l—z)=f3,
желтый — g(l—m) (1—z)=f4,
красный — gm(l—z)=f5,
зеленый — gz(l—m)=fc,
синий — mz(l—g) =f7,
черный — zmg = fs;
где z, m, g — значения растровых тонов
каждой из печатных красок (голубой,
пурпурной, желтой) на оцениваемом
участке.
В основу программирования цвето-
корректуры часто также закладывают
данные, полученные эмпирически. Цвет
каждой точки изображения определяется
значениями напряжений, полученных с
трех фотоэлектрических преобразовате-
лей для цветовых составляющих. Путем
сравнения результатов печатания с от-
корректированных и неоткорректирован-
ных цветоделенных изображений созда-
ется требуемая программа для корректи-
рования значений этих напряжений.
Программа цветокорректуры вводится в
вычислитель цвета, благодаря чему соз-
даются условия для получения откоррек-
тированных цветоделенных изобра-
жений
Трехкаиальная система корректуры
(корректура светофильтрами). Оригинал
сканируется через красный, зеленый и
синий светофильтры. Канал каждого
цвета использует два других канала как
корректирующие. Возможно одновремен-
ное изготовление трех цветоделенных
изображений.
Двухканальная система корректуры
(корректура с помощью светофильтров
или призмы). Получение откорректиро-
ванного цветоделенного изображения
осуществляется в основном (цветодели-
тельном) канале для корректуры. При
получении цветоделенного изображения
для пурпурной краски в качестве основ-
ного светофильтра, например, использу-
ется зеленый, в качестве корректирую-
щего — красно-синий. Цветоделенные
изображения изготовляются последова-
тельно.
Получение формы для черной краски
при четырехкрасочной печати. Значения
трех выделяемых цветовых составляю-
щих для каждого цветового тона изо-
бражения неодинаковы (одинаковые
значения оптической плотности на всех
трех красках образуют серый тон). При
получении формы для черной краски
должны выделяться одинаковые значе-
ния цветовых составляющих, величина
которых определяется той составляю-
щей, значение которой в этой точке изо-
бражения минимально. Нормально выде-
ленное черное изображение содержит
серую составляющую и образуется во
всех тонах. Контурное изображение со-
держит плотные тени, имеет незначи-
тельную плотность в средних тонах и
мягкие градации в светах. При получе-
нии нормально выделенного изображе-
ния для черной краски, особенно при
печати «сырое по сырому», применяется
обратный прием цвета. Общее количест-
во краски на самом плотном участке от-
тиска не должно превышать 240%- Коли-
чество черной краски снижается до 80" М,
голубой — до 70‘,’/о. пурпурной — до 50%
и желтой — до 40°/». Рассчитанное зна-
чение оптической плотности черного пе-
редается затем по двум направлениям—
в канал записи черного (выделение чер-
ной краски через регулятор конечных
градаций) и в ступени обратного при-
ема цвета. Градации при обратном при-
еме цвета могут изменяться в широких
пределах. Сложными для воспроизведе-
ния являются цветные тона, близкие к
серому, например коричневые. Эти тона
хороню воспроизводятся только при
трехканальном методе корректуры.
2.9.6. Фототелеграфные методы
передачи полностраничных
изображений
Передача изображения по каналам
связи является разделенным в простран-
стве процессом электронного сканирова-
ния и воспроизведения изображения.
Просматриваемые оригиналы по виду
приемника представляют собой непроз-
рачные изображения или фотоформы,
предназначенные для копирования. Фа-
зирование приемника и передатчика про-
исходит одновременно, чтобы развертка
и воспроизведение изображения начина-
лись с одних и тех же участков. Д зя
синхронизации вращения применяются
постоянно работающие камертонные ге-
нераторы, частота которых служит мери-
лом для скорости вращения барабана
(до 2500 об/мин). Сигнал сканирования
усиливается и по кабельным пли теле-
визионным каналам (коротко- и длинно-
волновым) посылается на приемник, где
происходит запись изображения на фо-
томатериал (экспонирование точечным
источником света).
3. Печатные процессы
Проф. д-р техн, наук Томас Хельбиг, Карл-Маркс-
Штадт
В работе над разделом также принимали участие:
Д-р-инж. Вольфганг Арнольд, Лейпциг
Инж.-химик Изольда Бойлиг, Дрезден
Дппл.-инж. Петер Фидлер, Дрезден
Днпл.-пнж. Рудольф Грюненаль ц Лейпциг
Доцент д-р техн, наук Эрих Германисс, Карл-Маркс-
Штадт
Д-р-ипж. Петер Хофманн, Радебойль
Доцент д-р техн, паук Дитер Либа\, Берлин
Д-р-инж. Хорст Либинг, Лейпциг
Д-р-ипж. Вольфганг Титце, Радебойль
3.1. Понятия и общие положения
Понятие «печать» применяют в поли
графин в различных значениях. Печатью
называют способ получения оттиска (на-
пример, говорят: «офсетная печать* вме-
сто «офсетный способ печати») и сам пе-
чатный процесс. Печатный процесс—это
передача печатной краски из красочного
аппарата на печатный материал и по-
следующее закрепление ее на материале.
Печатать — это значит размножать текст
или рисунки в любом количестве экземп-
ляров посредством передачи печатной
краски с печатной формы на печатный
материал (см. 2.1).
Печатная машина — специальная ра-
бочая машина, в которой с печатной
формы передается краска определенным
3.2. Печатные машины
Печатные машины различают по двум
признакам:
— способ печати (например, машина
глубокой печати),
— принцип печатания (например, листо-
вая ротационная печатная машина).
Вид печатной формы и устройства
давления определяют принцип печатания.
Здесь различают три варианта:
образом на печатный материал (напри-
мер, бумагу).
Печатный аппарат—это комплектный
узел печатной машины, в который вхо-
дят устройства подачи, дозирования и
нанесения печатной краски на печатную
форму, а также рабочие органы, осу-
ществляющие процесс печатания. Печат-
ный аппарат в узком смысле состоит из
носителя печатной формы (например,
формного цилиндра) и устройства для
получения давления (например, печатно-
го цилиндра).
В этой главе в обобщенном виде рас-
сматриваются процессы, которые необхо-
димы для передачи краски на печатный
материал.
печатания, независимо от того, для ка-
кого из трех основных способов печати
они предназначены (см. 2.1.1).
3.2.1. Тигельные печатные
машины
Печатная форма и тигель тигельной
печатной машины имеют плоские поверх-
Рис. 3.1. Принципы печатания:
а — на тигельной машине; б — на
плоскопечатной машине; в — иа ро-
тационной машине; 1 — печатная
форма или формный цилиндр; 2 —
запечатываемый материал; 3 — ти-
гель или печатный цилиндр
— печатная форма и устройство давле-
ния имеют плоские поверхности (рис.
3 1, а),
— печатная форма имеет плоскую по-
верхность, а устройство давления — ци-
линдрическую (рис. 3.1, б),
•— печатная форма и устройство давле-
ния имеют цилиндрические поверхности
(рис. 3.1, в).
В дальнейшем изложении печатные
машины рассматриваются по принципу
ности (рис. 3.2). Тигель совершает пери-
одическое движение. В течение одного
кинематического цикла происходит нане-
сение слоя печатной краски на печатную
форму, подача и удаление печатного ма-
териала.
Так как тигельный принцип печатания
требует большого давления, тигельные
машины строят только для печатания на
малоформатном печатном материале (не
более 30x50 см). Тигельные машины
используются для высокой печати и вы-
полнения работ по высечке и тиснению.
Печатные аппараты. По конструкции
привода тигля различают машины типа
Бостон и Галли
Рис. 3.2. Тигельная печатная машина:
1 — красочные аппарат; 2 — печатная форма;
3 — механизм захватов; 4 — тигель; 5 — штан-
га с присосами; 6 — накладной стапель; 7 —
приемный стапель
Красочные аппараты выполняются в
виде системы валиков, на которые посту-
пает краска от прерывисто движущегося
передаточного валика (см. 3.6).
Печатный материал. Тигельные маши-
ны печатают на листовом материале.
Пневматические штанги с присосами бе-
рут лист, накладывают па поверхность
тигля и после печатания выкладывают
на приемный стол.
3.2.2. Плоскопечатные машины
У плоскопечатных машин печатные
формы имеют плоскую поверхность, а
устройство давления — цилиндрическую
(печатные цилиндры). Плоскопечатные
машины применяют для высокой печати
и выполнения различных работ по вы-
сечке и тиснению.
Лист поступает на накладной стол,
выравнивается. Качающиеся захваты пе-
редают его на печатный цилиндр (или же
лист сразу берут захваты печатного ци-
линдра). Печатный цилиндр поворачива-
ется, и краска переносится с формы на
лист. После печатания лист выкладыва-
ется на приемный стол (рис. 3.3).
Печатные аппараты. По характеру
движения печатного цилиндра различа-
Рис. 3.3. Плоскопечатная машина:
' аамонак?аДа- 2~ накладной стол; 3 — устройство для переворачивания листов- 4 —
печатный цилиндр, 5 — красочный аппарат; 6 — печатная фор'а; 7 — талер; « — приемный ста-
пельный стол; 9 стол для предварительной укладки листов в стапель; 10 — стапельный стол
са мона кла да
ют следующие типы машин: стопци-
линдровые, однооборотные, двухоборот-
ные, машины с реверсивным печатным
цилиндром.
Красочные аппараты с раскатными
валиками или комбинированные с вали-
ками и раскатной плитой (см. 3.6).
Печатный материал. В основном пе-
чатают на листовом материале. Для пе-
чатания иа рулонном материале пользу-
ются специальными приспособлениями.
берут лист за кромку, сообщают ускоре-
ние н передают первому цилиндру (на
рис. 3.4 — передаточный цилиндр). В
течение всего процесса печатания лист
удерживают захваты печатного или пе-
редаточного цилиндра, держат и тран-
спортируют захваты цепного транспор-
тера. После печатания в последнем пе-
чатном аппарате лист выводится на при-
емный стол.
Скорость печатания на современных
/ — стапельный стол самонаклада; 2 — самонаклад; 3— накладной стол; 4 — форграПфер; 5 —
передаточный цилиндр; 6— печатный цилиндр; 7 — увлажняющий аппарат; 8 — красочный ап-
парат; 9 — формный цилиндр; 10— офсетный цилиндр; II— цепной транспортер; 12— стапель-
ный приемный стол
3.2.3. Ротационные печатные
машины
Ротационные печатные машины име-
ют цилиндрические печатные формы
(формные цилиндры) и цилиндрические
устройства давления (печатные цилинд-
ры). Благодаря ротационному принципу
печатные машины могут работать с
большими скоростями.
По форме печатного материала раз-
личают листовые и рулонные ротацион-
ные машины.
3.2.3.1. Листовые ротационные
печатные машины
В листовой ротационной печатной ма-
шине (рис. 3.4) отделенный от стопы бу-
маги лист подводится к накладному сто-
лу, выравнивается. Захваты форграйфера
156
листовых ротационных печатных маши-
нах зависит от их типа и формата пе-
чатного материала, достигая 11 000 л/ч.
Листовые ротационные печатные маши-
ны используются для всех трех основных
способов печати.
Печатные аппараты. По числу печат-
ных аппаратов машины бывают одно- и
многокрасочные (рис. 3.4 и 3.5). Разли-
чают также машины для односторонней
(запечатывается только одна сторона
листа) и двухсторонней печати (лист за-
печатывается с двух сторон).
Варианты установки печатных аппара-
тов (схемы секционного построения ма-
шин) представлены в табл. 3.1 (см. так-
же 3.5.1).
Красочные аппараты. Конструкция
красочных аппаратов в значительной сте-
пени определяется вязкостью используе-
мой печатной краски и зависит от спо-
соба печати (см. 3.6).
Печатный материал листовой.
Таблица 3.1.
Варианты расположения печатных аппаратов в машинах секционного
построения Планета-Вариант
Вариант 14 24 Модель />/ 34 а шины Пли? 44 <ет1а- Вариант В',
Для одно \ сторонней печати & с» в
а В ж » й ur2
•й «ь t: § — й гкШ fUsl &
Для 91 — — — — г£ ж
Рис. 3.5. Двухкрасочная листовая офсетная машина:
1 — самонаклад; 2 — печатные секции; 3 — приемка
3.2.3.2. Рулонные ротационные
печатные машины
В рулонной ротационной печатной
машине (рис. 3.6) лента материала для
печатания разматывается с рулона. На-
тяжные и ведущие устройства направ-
ляют ленту в печатные аппараты. Запе-
чатанная лента сушится в сушильных
устройствах (рис. 3 7, см. также 3.8.2),
выбор которых зависит от способа печа-
ти, применяемой краски и скорости печа-
тания. В машинах некоторых типов осу-
ществляется рубка ленты на листы с
выкладыванием на приемку, рубка на
листы с фальцовкой (при печатании га-
зет) или же сматывание ленты в рулон
(например, при печатании на упаковоч-
ных материалах).
Рис. 3.6. Рулонная ротационная офсетная машина:
/—фальцевальный аппарат; 2 — двухкрасочная печатная секция; 3 — лентонатяжпое ycipofici-
во; 4 — ведущие валики; 5 — рулонная установка
Рис. 3.7. Флексографская печатная машина с листовой приемкой:
/ — стапельный приемный стол; 2—лнсторезальное устройство; 3 — сушильное устройство; 4~
печатный аппарат; 5—рулонная установка
Рис. 3.8. Рулонная офсетная Main ина с сушильным устройством:
/ листовое приемное устройство; 2— фальцевальный аппарат; 3 — вытяжной воздушный канал; -/ — охлаждающий агрегат;
а -сушильное устройство; 6—печатная секция; 7 — лентонатяжное устройство; 8 — рулонная установка
Рис 3.9. Рулонная ротационная машина глубокой печати:
/—фальцевальный аппарат; 2 -сушильное устройство; 3 вытяжка. 4
6 —формный цилиндр; 7 — печатный цилиндр; 8 — опорный цилиндр
печатная секция: 5- рулонная установка (звезда):
z
Рис. 3.10. Рулонная ротационная машина высокой печати:
I фальцевальный аппарат; 2 — бумагопроводящая система; 3 — печатная секция; 4 рулонная установка (звезда); 5 —формный ци-
линдр; 6 — печатный цилиндр
Рис. 3.11. Сфальцованная
продукция рулонной рота-
ционной офсетной печатной
машины Сапфир-96:
I — газета; 2 —брошюра; 3 —
книга; 4— журнал: -5 — длина
окружности цилиндра; 6 — ши-
рина ленты; 7 — направление
печатания
Таблица 3.2.
Варианты продукции рулонной ротационной офсетной машины Сапфир-96
Продукция Форматы машин, мм Ко шчес । во леи i
578/965 594:с 965 59- 965 63(1X965 1 | 2 | з 4
Форма! сIранимы (фал цовалпои пролvkпни, мм Ко ijf'icc. пю страниц
Г азета V 1 I 578 < Х482.5 594X482,5 598X482,5 63.) <482,5 без подборки 4 8 12 16
с подборкой 8 16 24 32
Журнал 289 X X482,5 297X482,5 299X482,5 315 <482,5 без подборки 8 16 21 32
с подборкой 16 32 48 64
Книга 289x241 297X241 299 X 241 315X241 без подборки 16 32
с подборкой 32
Брет юра V 144,5х Х482.5 148,5x482,5 149,5X482,5 157,5x482,5 без подборки 16 32
с подборкой 32
Таблица 3.3.
Возможные варианты печатания на рулонной офсетной машине «Рондосет»
Печатная секция
Варианты проводки ленты и печатания
Пояснения
4-цилиндровая
схема,
два печатных
аппарата
4-цилиндровая
схема.
два печатных
аппарата и
впечатывающий
аппарат
04
05
4-цилиндровая
схема.
двз печатных
аппарата и
впечатывающий
аппарат справа
4-цилиндромам
схема.
четыре печатник
аппарата
4-цилиндровая
схема.
четыре печатных
аппарата
Печатная секция Варианты проводки Ленты и печатания I Iohlнения
Комбнкирова н
Трехиилиндро-
вая схема и
комбинирован
ная схема из
четырех пяти
цилиндров
(планетарная),
пять печатных
аппаратов
Комбинирован-
ная схема из
четырех пяти
цилиндров
и планетарная
схема
1? реверсивный цилиндр
Окончание табл. 3.3
Современные рулонные ротационные
печатные машины работают со скоростя-
ми, достигающими 40 000 цикл/ч. Рулон-
всех основных
рис. 3.8, 3.9 и
Обычно рулон-
ные машины строят для
способов печати (см.
3.10).
Печатные аппараты.
ные машины состоят из нескольких
одно- иди двухкрасочных печатных аппа-
ратов (см. также 3.5.1 и табл. 3.3).
Красочные аппараты имеют накатную
и раскатную группы валиков. Их конст-
рукция в значительной степени опреде-
ляется вязкостью печатной краски, при-
меняемой для данного способа печати
(см 3.6).
Печатный материал рулонный.
На рис. 3.11 в качестве примера пред-
ставлена схема фальцовки различной пе-
чатной продукции, отпечатанной на ру-
лонной ротационной офсетной машине
Сапфпр-96.
3.3. Передача краски на печатный материал
Краска передается на печатный мате- печатным материалом, часть краски пе-
риад несколькими способами (схема ре.ходит на материал (рис. 3.12). Силы
3.1).
Схема 3.1. Возможности передачи краски на запечатываемый
материал
Передача краски
I
разделением
на два ело>1
выжиманием продавли-
из углубле- ванном че-
лн й рез отвер-
стия
действием
электроста-
тических
или других
усилий
3.3.1 . Передача краски путем
разделения красочного слоя
сцепления между поверхностью печатной
формы и печатной краской, а также ме-
жду печатным материалом и печатной
3.3.1 ./. Прямая передача краски
Высокая печать
Когда красочный слой, лежащий на
печатной форме, приходит в контакт с
Рис. 3.12. Схема разделения красочного
слоя:
m — количество краски на печатной форме пе-
ред печатанием; р — количество краски, пе-
реданной на печатный материал; w — количе-
ство краски, которое в процессе печатания
впитывается в печатным материал: g— коли-
чество краски, лежащей на печатном мате-
риале; 1 — печатная форма, 2 — плоскость раз-
дела краски. J — поверхность бумаги
Рис. 3.13. Влияние печатного материа-
ла на коэффициент деления краски v при
высокой печати:
1 — мелованная бумага для художественных
изданий; 2 — книжная печатная бумага; 3 —
невпитывающая пленка
краской всегда больше сил сцепления
между частицами самой краски.
Печатные аппараты с прямой переда-
чей краски: см. 3.5.
Особенности печатной формы. Печа-
тающие элементы возвышаются над по-
верхностью формы (см. 2.3.1.1)
Передача краски. Количество краски,
передаваемой па печатный материал,
мо/кно определять гравиметрическим ме-
тодом, вычислив разность масс печатной
формы с накатанной краской до и после
печатания. Для этого используют пробо-
печатный аппарат н аналитические весы.
Количество передаваемой краски р
(г/м2) характеризуется коэффициентом
передачи v:
Р
v —---
m— р
(3.1)
где m — количество краски на печатной
форме перед печатанием, г/м2.
На передачу краски путем деления
красочного слоя оказывают влияние:
— толщина слоя краски на печатной
форме,
— продолжительность печатного контак-
та (скорость печатания, построение пе-
чатного аппарата),
— удельное давление при печатании,
— реологические свойства печатной кра-
ски,
— температурно-влажностный режим в
печатном цехе, влияющий на реологичес-
кие свойства печатной краски,
— характер поверхности печатного мате-
риала (предварительно запечатанного
или чистого).
По коэффициенту передачи краски v
можно судить о печатных свойствах ма-
териалов (рис. 3.13).
Для определения количества передан-
ной на печатный материал краски р при
всех способах печати служит следующее
равенство:
Р=(1-е-С’"'’)[(1-а)‘ч,пахХ
m
Х(1 — е “,пах 4-a-zn)], (3.2)
где р — количество переданной краски,
г/м2; гп — количество краски на печат-
ной форме до печатания, г/м2; ы — коли-
чество краски, которое в процессе печа-
тания впитывается в печатный материал,
г/м2; Ютах — максимально возможное
количество краски, г/м2; а — коэффици-
ент разделения слоя краски.
m — ш
и
“>=w.nax(l — е “шах), (3.4)
где g — количество краски, остающейся
на печатном материале, г/м2.
Для больших количеств краски ш па
печатной форме уравнение (3.2) можно
переписать так:
р-am +(1 — u)w„iax* (3.5)
Для не впитывающих краску печат-
ных материалов ь> = 0, и уравнение (3 2)
принимает вид
р = ат(1 (3.6)
Это уравнение справедливо при печата-
нии на большинстве пластмассовых п ie-
нок (за исключением полиэтиленовой).
Для печатания с очень большими коли-
чествами краски па невнитывающих ма-
териалах и на печатной форме справед-
ливо равенство
р = ат. (3.7)
Факторы, влияющие на перенос
краски
Удельное давление печатания. С уве-
личением удельного давления печатания
у впитывающих краску материалов ко-
эффициент переноса краски и и коли-
чество переносимой краски р возрастают
до максимального значения. Одновре-
менно с увеличением удельного давле-
ния печатания уменьшается необходимое
для покрытия поверхности бумаги коли-
чество краски вследствие гладкости бу-
маги У певпнтываютци.х печатных мате-
риалов переход краски почти не зависит
от удельного давления печатания.
Скорость печатания. Перенос краски
с увеличением скорости печатания на
впитывающие и нс впитывающие краску
материалы уменьшается.
Печатная краска. Перенос жидкоте-
кучих печатных красок довольно хоро-
ший, так как они быстро впитываются в
.материал в процессе печатания. Поведе-
ние печатной краски зависит <>т темпера-
турно-влажностных условий в печатном
цехе
Печатные материалы. Кривая, изо-
бражающая перенос краски па гладкую
бумагу, имеет крутой подъем, на шеро-
ховатую — пологий (рис. 3.13)
Толщина красочного слоя в зависи-
мости от условий печатания равна 1—
8 мкм.
Печатание второй краской по первой
Под этим процессом понимают нало-
жение последующей краски на слой
краски, напечатанной ранее. Няложение
второй краски возможно осуществить,
пропуская бумагу с оттиском первой
краски через машину во второй раз (на
печатной машине с одним печатным ап-
паратом), пли же печатая способом «по-
сырому», если у печатной машины не-
сколько печатных аппаратов.
Сравнительно долгий перерыв в печа-
тании (1 ч и более): передача краски
ухудшается с увеличением перерыва.
Рис. 3.14. Влияние консистенции печат-
ной краски на коэффициент деления
краски при переходе краски на краску
(первая краска сравнительно жидкая,
вторая — густая)
Сравнительно небольшой перерыв в
печатании (например. 15 с): печатание
второй краской происходит в тот мо-
мент, когда предварительно отпечатан-
ная краска еще не закрепилась на бу-
маге. В этом случае большое значение
имеет консистенция применяемых печат-
ных красок. Если краска, напечатанная
первой, вязкая, а вторая краска сравни-
тельно менее вязкая, то происходит по-
ложительная передача краски. Если, на-
оборот, первая краска маловязкая, а
вторая — вязкая, то может случиться,
что плоскость раздела слоев краски бу-
дет находиться в слое первой краски, и
она будет сниматься с запечатанного ма-
териала (отрицательная передача крас-
ки).
На рис. 3.14 показана кривая переда-
чи краски из зоны отрицательных значе-
ний в зону положительных. Начиная с
какого-то определенного минимального
количества краски т, на печатной фор-
ме происходит разделение передаваемой
краски. В случае очень малого количе-
ства краски плоскость раздела находит-
ся в первичном слое краски.
Флексографская печать
Передача краски осуществляется с
эластичных (резиновых) форм высокой
печати. Печатная краска сравнительно
жидкотекуча и сравнительно быстро за-
крепляется испарением.
3.3.1.2. Косвенный переход
краски
Офсетная печать
Передача краски осуществляется в
два этапа. Находящийся на печатной
форме красочный слой вступает в кон-
такт с резинотканевой пластиной офсет-
ного цилиндра. При этом часть слоя ос-
тается иа поверхности пластины. Затем
краска переходит на печатный материал
Рис. 3.15. Схема разделения слоя крас-
ки при косвенном способе печатания:
/ — печатная форма; ? — офсетная резинотка-
невая пластина; 3 — бумага; m — количество
краски на печатной форме перед печатанием;
р — количество краски, перешедшее на запе-
чатываемый материал; — количество крас-
ки на покрышке офсетного цилиндра перед
переходом на запечатываемый материал; g —
количество краски, свободно лежащей на ма-
териале; ш — количество краски, впитываемой
печатным материалом во время печатного про-
цесса
при контакте с ним пластины офсетного
цилиндра.
Адгезионные силы, которые действу-
ют ме;кду печатной краской и печатной
формой, пластиной офсетного цилиндра
и печатным материалом, всегда меньше
когезионных сил, действующих в печат-
ной краске. Это обстоятельство делает
возможным необходимое разделение
краски на слои.
Схемы технических устройств для
косвенного перехода краски см. в гл. 3.5.
Особенности печатной формы. Печа-
тающие п пробельные элементы формы
лежат практически в одной плоскости
(см. 2.1.1)
В офсетной печати существуют две
зоны контакта, поэтому для них опре-
деляют два коэффициента разделения
слоя краски (рис. 3.15)
v=--------- первая зона: печатная
т — т.
форма — офсетная пластина;
V, = ------- вторая зона: офсетная
/П; — р
пластина — печатный материал.
Передача краски с печатной формы на
резинотканевую пластину в принципе
соответствует печатанию на невпитыва-
ющем материале (см. 3.3.1.1).
Исследования показывают, что слой
краски, который остается на пластине
офсетного цилиндра, не участвует непос-
редственно в разделении рабочих слоев
краски, поэтому им можно пренебречь.
Передача краски с печатной формы на
пластину офсетного цилиндра составляет
m, =a/n(l-е-0’'"’). (3.8)
Передача краски с офсетной пласти-
ны на печатный .материал
+ С£/-/П / J .
(3.9)
Отсюда
е
«,=------------. (3.10)
mi — ш
Факторы, влияющие на передачу
краски (см. 3.3.1.1). Толщина красочного
слоя (в зависимости от условий печата-
ния) — 1—2 мкм.
Косвенная высокая печать (типоофсет)
Печатающие элементы формы возвы-
шаются над пробельными Передача
краски происходит так же, как при оф-
сетной печати (см. 3.3.1.1).
3.3.2. Передача печатной краски
путем перехода ее из
углубленных печатающих
элементов
3.3.2.1. Ракельная глубокая
печать с форм, имеющих.
различную глубину ячеек
Краска, находящаяся в углубленных
печатающих элементах (растровых ячей-
ках), после того, как ракель снимет ее с
поверхности печатной формы, вступает
в контакт с запечатываемым материалом
и часть ее прилипает к материалу. Силы
адгезии, которые действуют между бу-
магой и краской, всегда больше сил ко-
гезии краски. Техническое осуществле-
ние такой передачи см. в гл. 3.3.
Особенности печатной формы. Все пе-
чатающие элементы состоят из углуб-
ленных ячеек.
Передача краски. Поскольку в ра-
кельной глубокой печати применяют
быстросохнущие краски, то количество
передаваемой краски определяют денси-
тометрическим мето том (измеряется
оптическая плотность краски, закреплен-
ной на печатной форме, и переданной
жидкой краски). Количество переданной
краски определяют в процентах от коли-
чества краски, находившейся на печат-
ной форме перед печатанием:
S д — 5 о
17 Г = -d——— -100, (3.11)
5.4
где Sa—количество краски, находящей-
ся на печатной форме перед печатанием;
Sи — количество краски, остающейся в
ячейках печатной формы после печата-
ния; Ut — доля переданной краски. %.
В оттичпе от других способов, при
ракельной глубокой печати краска в пе-
чатной зоне нс испытывает дав тения,
прижимающего ее к печатной форм'
Выступающая пат растровыми ячейка-
ми поверхность формы служит опорой
как для ракеля, так и для печатного
цилиндра. Передача зависит от стелете
заполнения ячеек формы краской после
удаления ее ракелем с пробельных эле-
ментов.
11а степень заполнения растровых
ячеек оказывают влияние следующие
факторы:
— угол установки ракеля,
— заточка ракеля,
— скорость движения ракеля (скорость
печатания),
— вязкость краски,
— силы сцепления, действующие меж ту
краской п поверхностью матерна та пе
чатноп формы (краевой угол смачивания
поверхности меди пли хрома),
— глубина ячейки.
— положение ракеля относительно глу-
бины растровых ячеек.
Поверхность краски в растровой ячей-
ке, вытравленной па глубину не менее
15 мкм, иа темных участках изображе-
ния (от средних тонов до полутонов)
представляет собой симметрично вогну-
тую кривую (рис. 3.16, а). На светлых
участках изображения (ячейки имеют
глубину менее 15 мкм) поверхность кра-
ски в ячейке имеет несимметричную во-
гнутую форму (рис. 3.16, б).
Так как перемычки ячеек не парал-
лельны осп цилиндра, то у неглубоких
растровых ячеек заполняются краской
смещения краски в ячейке на запечаты-
ваемом материале могут получаться от-
тиски структуры, изображенные на рис.
3.18 На оттисках видны незапечатанные
точки, которые образуются из-за воздуш-
ных пузырьков. Бумага сравнительно
г 7
а
Рис. 3.16. Растровая ячейка, заполнен-
ная печатной краской:
— поверхность краски имеет форму симмет-
ричной вогнутой кривой; 6 — поверхность крас-
ки — несимметричная вогнутая кривая; 1 —
печатная форма с перемычкой, 2 — печатная
краска в растровой ячейке, 3 — ракель. 4
скопление краски перед ракелем, 5 — направ-
ление движения печатной формы
преимущественно углы (рис. 3.17). Сте-
пень заполнения растровых ячеек крас-
кой влияет на процесс передачи краски
и на вид отпечатка на бумаге (т. е. на
Рис. 3.19. Хороший
переход краски с
формы на материал
вызывается макси-
мальным заполнением
растровых ячеек при
оптимальном давле-
нии прессового ци-
линдра:
/ — печатная форма; 2 —
краска в растровой ячей-
ке; 3 — запечатываемый
материал, испытываю-
щий упругую деформа-
цию под действием прес-
сового цилиндра; 4 —
прессовый цилиндр
Рис. 3.20.
Идеальная
структура
отпечатка на
материале:
1 — растро-
вый элемент
на отпечатке,
соответствую-
щий растро-
вой ячейке пе-
чатной фор-
мы; 2 — про-
бельные эле-
менты. соот-
вегсгиующис
перемычкам
печатной фор-
мы
Рис. 3.17. Скопление краски в углу раст-
ровой ячейки:
Ж—перемычка печатной формы; 2 — скопление
краски; 3 — пространство ячейки, незаполнен-
ное краской
соотношение между геометрическими
размерами растровой ячейки формы и
элемента печатного изображения на бу-
маге)
В зависимости от степени заполнения
растровых ячеек и вызываемого ракелем
Рис. 3.18. Отпечатки структур, образова-
ние которых вызвано различной напол-
ненностью растровых ячеек (/, 2, 3)
краской. При увеличении объема крас-
ки площадь печатающих элементов уве-
личивается
мягких сортов под давлением прессового
цилиндра деформируется (см. 3.5.2.2),
благодаря чему достигается полный кон-
такт между бумагой и краской (рис.
3.19). Краска переходит тогда со всей
площади ячейки, и растровые элементы
на отпечатке имеют правильную форму
(рис. 3.20). Иногда перед контактом с
печатным материалом краска выливает-
ся из растровой ячейки и попадает в за-
зор между печатной формой (на пере-
мычках между ячейками) и ведущим
бумагу прессовым цилиндром. Возникает
оттиск краев ячеек, называемый также
«негати вным».
Факторы, влияющие на передачу кра-
ски. Давление печатания. Передача крас-
ки на сравнительно светлых участках
изображения с увеличением давления
увеличивается На темных участках изо-
бражения передача краски с увеличени-
ем давления пе повышается пли повы-
шается незначительно (рис. 3.21).
Скорость печатания. Передача краски
уменьшается при возрастании скорости
печатания (это особенно заметно при
небольших скоростях).
Нязкость краски. Передача краски на
впитывающие печатные материалы уве-
личивается при уменьшении ее вязкости.
Глубина ячеек и степень их заполне- ния сильно влияют на передачу краски (см. рис. 3.18 и 3.22). | г Давление Рис. 3.21. Влияние давления при печа- тании на переход краски в глубокой пе- чати: / — средняя глубина ячеек: 2 — большая глу- бина ячеек Принцип глубокой печати способом «гелиостат». К поверхности изолирован- ного прессового цилиндра прикладыва- X < / ^Х 1 Z ' 2. \ L />7 дойна ячей ни Рис. 3.22. Влияние скорости печатания и глубины ячеек на переход краски в глубокой печати: / — малая скорость; 2 — средняя скорость; 3 — большая скорость ют электрическое напряжение. Между печатным материалом и формным ци- линдром возникает электростатический заряд. Этот заряд благоприятно влияет на передачу краски. 3.3.2.2. Глубокая печать со стальных гравированных форм Используются печатные краски, кото- рые медленно испаряются. Не применя- ются растрированные формы. При печа- тании запечатываемый материал пласти- чески деформируется под действием профилированного устройства давления. Печатная краска выдавливается из углублений формы. 3.3.3. Передача краски путем продавливания сквозь отверстия Ракель продавливает лежащую на поверхности трафаретной печатной фор- мы краску через отверстия, которые играют роль печатающих элементов. Па ГТ— з С\,2 4 / / *** / IW ВБКЕЧ - - т НИНК* ^ЯШП _ т 1 — ——— —.—Д' — т Рис. 3.23. Принцип трафаретной печати: / — трафаретная форма; 2 — скопление краски перед ракелем; ракель; -/— печатная крас- ка, продавливаемая через отверстия трафа- ретной сетки; 5 — движение ракеля: 6 — пе- чатная краска; 7 — запечатываемый материал запечатываемом материале, который со- прикасается с нижней стороной трафа- ретной печатной формы, остается при- липшая к нему продавленная печатная краска (см. табл. 3.4 и рис. 3.23). Особенности печатной формы. Печа- тающие (отверстия в трафаретной фор- — -J— Рис. 3.24. Передача краски при трафа- ретной печати; / — материал: 2 — трафаретная форма; 3 — ракель; 4 — краска, переданная на материал: ц. — угол наклона ракеля
Таблица 3.4.
Принципиальные варианты трафаретной печати
Печатная форма Ракель Устройство давления
Неподвижная Подвижная (в двух направ- лениях) Сетчатый цилиндр, вращаю- щийся Подвижный Неподвижный Накладной стол Вращающийся вокруг оси цилиндр Цилиндр для давления
ме) и пробельные элементы находятся
практически в одной плоскости. Как пра-
вило, растр при копировании не приме-
няют, и поэтому полутоновые изображе-
ния воспроизводятся с искажением. Воз-
можно применять растр, линиатура ко-
торого крупнее мелкой структуры трафа-
ретной сетки.
Факторы, влияющие на передачу
краски. Равнодействующая приложен-
ных к ракелю сил нажима и тяги в за-
висимости от угла наклона ср создает в
краске, скапливающейся непосредствен-
но перед и под ракелем, гидродинами-
ческое давление, которое продавливает
краску через отверстия трафаретной
сетки. В отверстиях сетки образуются
столбики краски, высота которых опре-
деляется толщиной ткани. После отхода
трафаретной сетки столбики краски сте-
кают из отверстий на печатный матери-
ал, образуя сплошной красочный слой
(рис. 3.24).
Толщина красочного слоя. Толщина
красочного слоя равняется толщине тка-
ни. Имеются ткани толщиной 50-т-
5000 мкм, поэтому красочный слой при
трафаретной печати бывает гораздо тол-
ще, чем при всех других способах пе-
чати.
Пропускание краски. Отверстие ячей-
ки трафаретной сетки должно быть в
2,5—3 раза больше, чем зерно пигмента
н пигментированных добавок (например,
огнеупорных средств, применяемых в
красках для печатания на керамике).
Существуют ткани с отверстиями
ячеек от 25 до 450 мкм. Отверстия ячеек
должны быть в 1,5—2,5 раза больше
толщины нитей.
Решающее значение имеет правиль-
ный выбор ткани для трафаретной пе-
чатной формы Ткань выбирают с уче-
том следующих факторов:
I) требуемая печатная краска
— толщина слоя,
— степень перетира пигмента,
— вязкость;
2) печатный материал
— структура поверхности,
— впитывающая способность;
3) воспроизведение изображения при пе-
чатании
— тонкость штрихов,
— резкость контуров,
— сомкнутость сплошного фона;
4) размер тиража (износостойкость фор-
мы).
Примеры упрощенного выбора ткани
Неточное Переплетная 16 нитей/
воспроизве- марля, батист, см
дение Отделка муслин Сетка из кру- 44 нити/
тканей ченого дедеро- см
на
Точное Сетка из ни- 100 ни-
воспроизве- дение тей фосфорис- той бронзы тей/см
Ракель. Чаще всего пользуются раке-
лями из резины твердостью по Шору
45—65. Иногда применяют стальные ра-
кели; это зависит от материала трафа-
ретной сетки. При печатании жидкотеку-
чей краской можно выбрать мягкий ра-
кель, а для вязкотекучей краски нужен
твердый.
3.3.4. Электрографическая
передача краски
Передача краски электрографическим
способом применяется, за некоторыми
исключениями, только в множительной
технике. Описание способа см. 3.6.4.3 и
2.7.2.
3.3.5. Оптическая плотность
3.3.5.1. Оптическая плотность
слоев черной, краски
Важной Контрольной величиной для
оценки качества печатной продукции яв-
ляется оптическая плотность. Это — ве-
личина, производная от диффузного от-
ражения (отношение световых потоков,
отраженных пробным оттиском и этало-
ном белого цвета при угле падения све-
товых лучей, равном 45°, и принятом за
нуль значения плотности эталона плаш-
Рис. 3.25. Принцип действия денсито-
метра для измерения в отраженном све-
те:
1 — источник света; 2— оптика; 3 — пробный
оттиск; 4 — фотоэлектрический элемент; 5 —
усилитель; 6— индикаторное устройство
кп). Оптическую плотность красочного
слоя определяют аналогично тому, как
находят почернение в фотографии (см.
2.3.2.1), но ее измеряют в отраженном
свете (рис. 3.25):
1 Фо
p = Ig— =lg—5-, (3.12)
р Ф
Рис. 3.26. Значение оптической плотно-
сти £>„ оттиска плашки в зависимости
от толщины красочного слоя s, рассчи-
танное по уравнениям 3.13 (кривая 1)
и 3.14 (кривая 2):
So — заданная толщина красочного слоя; Do—
заданная оптическая плотность; — предель-
ное значение функций
где D — оптическая плотность; р — диф-
фузиое отражение; Фо — световой поток,
диффузно отраженный от эталона бело-
го (90—98fl/o всего излученного светово-
го потока); Ф — световой поток, отра-
женный от пробного оттиска.
По оптической плотности можно су-
дить об оптических свойствах красочных
слоев. Это относится безоговорочно
лишь к черной краске. Измерение опти-
ческой плотности на денситометре (рис.
3.25) производят в два приема: устанав-
ливают прибор иа нуль с помощью эта-
лона, а затем измеряют оптическую плот-
ность пробного оттиска.
Измеряя оптическую плотность слоев
печатной краски на оттисках плашки,
получают следующие зависимости (см.
рис. 3.26).
1. Упрощенное представление:
Dv = De(l — (3.13)
2. Уточненное представление:
Dv = (1 — e-'"s) [De (1 - e“°’05i) +
+ £>ге~°-П5*]. (3.14)
Параметры на схеме 3.2 относятся к
уравнению (3.14), но в принципе спра-
ведливы и для уравнения (3.13).
В уравнениях De — предельное зна-
чение функций; s — толщина красочно-
го слоя.
Оптическую плотность обыкновенно
измеряют как разность между оптичес-
кой плотностью Du запечатываемого ма-
териала и оптической плотностью DP
красочного слоя.
В этом случае
De = D~-Du, (3.15)
где I)»—оптическая плотность беско-
нечно толстого слоя краски. Предельное
значение функции De в упрощенном
уравнении имеет отрицательную погреш-
ность по сравнению с этим же значени-
ем в уточненном уравнении. Значение
Dr определяют по яркости применяемой
краски и микрогеометрии поверхности
печатного материала. Это значе-
ние влияет на положение максимума
кривизны (и вместе с тем — на получен-
ную оптическую плотность) в уравнении
(3.14). Dr и De зависят друг от друга.
Постоянное значение гп оказывает вли-
яние на наклон кривых обоих уравнений.
Кривые оптической плотности раст-
ровых полей изображены па рис. 3.27
(см. 2.3.2.2). Аналитически выразить
можно только первый отрезок этой кри-
вой. На крутой подъем второго отрезка
влияет растаскивание растровых точек.
Оно изменяет фактическую плотность
растрового поля (см. также 2.3.2.2).
Уравнение Мюррея — Девиса с по-
правкой Жюля и Нильсона:
1 — 10 п
¥=----------(3.16)
1 — 10~ v
Схема 3. 2. Факторы, влияющие на постоянные значения в уравнении (3. /4/
Dr= —Illg [1 — If U — 10
дать определение «абсолютного контрас-
та»:
Кабс = (3.18)
где Dr — оптическая плотность растро-
вого поля контрольной шкалы; Dv — оп-
тическая плотность поля плашки; гр —
относительная плотность растровых эле-
ментов; п — поправочный коэффициент.
Значение п колеблется в пределах от
1,3 (крупный растр) до 3,0 (мелкий
Рис. 3.27. Кривые оптической плотности
различных растровых полей:
1 — кривая оптической плотности платки: 2.
S. 4 — кривые оптической плотности для раз-
личных относительных площадей растровых
элементов (Ф1><Р2>фз); D— оптическая плот-
ность; s — толщина красочного слоя; $о— за-
данная толщина красочного слоя
растр) и учитывает изменение оптичес-
кой плотности, которое происходит
вследствие рассеяния света в печатном
материале. Интенсивность тона и другие
значения также влияют на коэффици-
ент п.
Колебания в подаче краски наиболее
чувствительно сказываются при относи-
тельной площади растровых точек <ро =
= 0,75 при высокой и <ро=О.5О — при
офсетной печати, что видно на точках
максимума кривых на рис. 3.28.
Заданная толщина красочного слоя
5л и определенная оптическая плотность
Dr, на оттиске показаны на рис. 3.26 и
3.27 Точка кривой, после которой при-
рост толщины красочного слоя не при-
водит к изменению оптической плотно-
сти на оттиске, характеризует печатание
плашки.
Растровое изображение па оттиске
воспроизводится наплучшпм образом
при максимальном контрасте оптической
плотности растровых элементов и пла-
шки. Контраст не зависит от оптической
плотности плашки, и поэтому ему можно
Практикам необходимо знать воз-
можную оптическую плотность Dv0 пла-
Рис. 3.28. Зависимость оптической плот-
ности D от относительной площади раст-
ровых элементов ср:
1 . 4 — в плоской печати; 2, 5 — В высокой пе-
чати; 4, 5 — при небольшой подаче краски; /.
2 — при нормальной подаче краски; 3 — без
растискивания растровых точек и при полном
их покрытии краской
шки, воспроизводимой на оттиске. Вспо-
могательный график (рис. 3.29) помога-
ет найти нужное ее значение. Заданная
оптическая плотность плашки определя-
ется точкой, в которой касательная к
кривой функции параллельна вспомога-
тельным линиям.
Рис. 3.29. Определение оптической плот-
ности растрового изображения:
Dp — оптическая плотность наиболее чувст-
вительных к накату краски растровых эле-
ментов; Dy — оптическая плотность поля-
плашки;
— искомое
значение оптической
ПЛОТНОСТИ
При печатании офсетным способом
нередко бывает трудно определить одно-
значно возможную оптическую плотность
вследствие взаимодействия печатной
краски с увлажняющим раствором. В
этом случае нужно постепенно увеличи-
вать подачу краски на печатную форму
от недостаточного до избыточного зна-
чения Возможная оптическая плотность
получится при такой толщине красочно-
го слоя на оттиске, при которой Эб’/о-ное
растровое поле контрольной шкалы (см.
3 9 5.1) еще может быть напечатано без
смыкания растровых точек. Это, разуме-
ется, возможно при условии, что поверх-
ность печатного материала удовлетворя-
ет высоким требованиям.
Чтобы измерять оптическую плотность
во время печатания тиража с целью
контроля качества, необходимо одновре-
менно с печатным изображением печа-
тать и контрольно-измерительные шкалы,
чтобы зафиксировать места будущих из-
мерений. Достаточно измерять оптичес-
кую плотность на одном растровом поле,
а в случае, если потребуется, можно по-
местить несколько полей По ширине лис-
та на каждом экземпляре продукции.
Максимальные значения оптической
плотности D на печатных оттисках
Иллюстрационная печат-
ная краска на бумаге для
художественных изданий . . 1,44-1,6
Краска для печатания
книг на газетной бумаге . . 1,14-1,3
Газетная печатная крас-
ка иа газетной бумаге . . 0,74-1,1
Максимальные отклонения оптической
плотности на оттисках от допускаемых
значений иа одном и том же листе и на
разных листах при печатании тиража
могут быть определены визуально.
Допускаемые отклонения \1) на од-
ном листе
При резком переходе тонов 0,005
При постепенном переходе тонов (на
участках не менее 10 мм) 0,0’20.
Допускаемые отклонения \П на раз-
ных листах тиража: 0,024-0,05.
3.3.5.2. Оптическая плотность
слоев цветных красок
Денситометрическая оценка оттисков,
отпечатанных цветными красками (рис.
3.30), возможна только при соблюдении
определенных условий. Результаты изме-
рений оптической плотности нс дают ко-
Рис. 3.30. Принцип измерения оптиче-
ской плотности цветных красок:
I, 2, 3 — кривые яркости слоев желтой краски
различной толщины; 4— прозрачность исполь-
зуемого светофильтра; Е — световая энергия;
л — длина волны
лориметрической оценки. Необходимые
предпосылки для колориметрической
оценки:
1 . Знание спектрального диффузион-
ного отражения изображения на проб-
ном оттиске.
2 Выбор и применение светофильт-
ров, соответствующих максимуму погло-
щения цветной краски на пробном от-
тиске.
Обычно допускаемые отклонения оп-
тической. плотности &D у многокрасоч-
ных оттисков 0,05-^0,10, независимо от
цветового тона
3.4. Транспортировка запечатанного материала
В то время как у листовых печатных
машин запечатанный лист выкладывает-
ся в развернутом плоском виде и на
этом печатный процесс заканчивается,
у рулонных пачатных машин лента мате-
риала после прохождения через послед-
ний печатный аппарат либо отрезается,
либо отрезается и фальцуется, либо сно-
ва сматывается в рулон (см. 3.2). Так
как связанные с транспортировкой ма-
териала проблемы подробно освещаются
в гл. 4, мы отсылаем читателя к соот-
ветствующим разделам справочника (см.
4.5.2. Подача листов; 4.5.1. Подача лент;
4.2 1. Разделение; 4.3.3.2. Фальцева-
ние).
3.5. Печатные аппараты
3.5.1. Назначение и построение .
печатных аппаратов
В задачу печатных аппаратов входит
передача некоторого количества краски
с печатающих элементов формы на пе-
чатный материал при достаточном удель-
ном давлении и проводка печатного ма-
терии ы через зону печатания.
Таблица 3.5.
ценный прессовой цилиндр (цилиндр про-
тиводавления) и в большинстве ' "• чаев
дополнительный опорный цилиндр (см.
рис. 3.9).
В отличие от печатных аппаратов
прямой печати, печатные аппараты кос-
венной печати состоят из различных со-
четаний цилиндров (см. рис. 3.31, 3.32,
3 33, 3.34, а также табл. 3.2).
Основные схемы печатных аппаратов
Функции печатных аппаратов связа-
ны с типом печатной формы и видом пе-
чатного материала. Они также зависят
от применяемого способа печати. Основ
ные схемы печатных аппаратов показа-
ны в табл. 3.5.
Процесс передачи изображения с пе-
чатной формы на материал может про-
исходить прямым или косвенным спосо-
бом. При косвенном способе с печатной
формы краска переносится на упругую
промежуточную поверхность, а с нее —
на печатный материал.
Возможности ротационного принципа
печатания позволяют строить печатную
машину, собирая ее из нескольких сек-
ций. Благодаря секционному построению
ротационная машина приспособлена к
выполнению печатных работ различных
видов (см. рис. 3.5, 3.6, 3 8, 3.9 и 3.10).
Печатные аппараты ротационных пе-
чатных машин для прямой высокой и
плоской печати (см. также 3.3.1.1) состо-
ят из формного и печатного цилиндров
(см. рис. 3.10).
Печатные аппараты машин глубокой
печати имеют формный цилиндр, обрези-
В печатном аппарате, построенном по-
четырехцилиндровой схеме, функцию пе-
чатного цилиндра выполняют офсетные
Рис. 3.31. Четырехцилиндровая схема по-
строения печатною аппарата (принцип
печати «резина к резине»)-
1 — формный цилиндр; 2— офсетный пилинтр
цилиндры, расположенные own против
другою. В остальных схемах построения
печатных аппаратов имеются отдельные
печатные иитиидры.
Если добавить дополнительный форм-
ный цилиндр, находящийся в контакте
с этим же офсетным цилиндром печатно-
Рис. 3.32. Трехцилиндровая схема по-
строения печатного аппарата:
1 — печатный цилиндр; 2 — офсетный ци-
линдр; 3 — формный цилиндр
го аппарата, можно печатать дополни-
тельными красками (декоративной цвет-
«ой и контурной краской). Такие допол-
Рис. 3.33. Пятицилиндровая схема по-
строения печатного аппарата:
1 — печатный цилиндр: 2— офсетный цилиндр;
3 — формный цилиндр
нптельныс устройства называют впечаты-
вающими аппаратами.
Рис. 3.34. Планетарная схема построения
печатного аппарата
Используя сменные группы цилинд-
ров, создают печатные аппараты ру-
лонных машин переменного формата и с
изменением способа печати.
3.5.2. Процессы в зоне печатания
3.5.2.1. Распределение удельного
давления печатания в печатной
зоне
Удельным давлением печатания р на-
зывают силу давления, действующую
па единицу площади цилиндра в печат-
ной зоне (зоне контакта l0-b0). Удельное
давление печатания измеряют в паска-
лях или ньютонах на 1 м2 : 11а = Н/м2.
Рис. 3.35. Распределение удельного дав-
ления в зоне печатания:
Ро — максимальное удельное давление; р —
m
среднее удельное давление; р — удельное дав-
ление печатания; Ьо—ширина полосы печа-
тания; /о — длина полосы печатания; q — ли-
нейное давление печатания
Следует различать максимальное
удельное давление р0 и среднее удельное
давление рт в случае равномерного рас-
пределения сил давления по длине поло-
сы печати /0 (рис. 3.35).
Линейным давлением печатания q на-
зывают действующую на цилиндр в пе-
чатной зоне нагрузку, равномерно рас-
пределенную по одной линии — так на-
зываемой «линии контакта». Линейное
давление печатания измеряют в Н/см.
В отличие от удельного давления,
линейное давление печатания зависит от
диаметра цилиндров.
Линейное давление печатания можно
определить по формуле
q =-сЛсРо, (3.19)
где Со — коэффициент, учитывающий рас-
пределение давления в зоне печатания и
поправку, корректирующую различие
между расчетной и действительной ши-
риной зоны контакта. Для приблизитель-
пых расчетов можно принимать со=О,5.
Общие геометрические зависимости
итображспы на рис. 3.36.
Ширину полосы контакта [0, если за-
даны численные значения do d2 и h, мо-
жно найти по упрошенной формуле
б/j Ш-2 - h
(3.20)
rfi + d2
Рис. 3.36. Общие геометрические зависи-
мости между деформацией сжатия ци-
линдра и шириной полосы контакта:
/1 — расстояние между осями цилиндров; h —
деформация сжатия в зоне печатания; Ь —
действительная ширина полосы контакта 00';
R — радиус цилиндра; а — половина угла, со-
ответствующего действительной ширине поло-
сы контакта; М — центр цилиндра
где Zo — ширина полосы контакта, мм;
di и dz — диаметры цилиндров, мм; h —
деформация сжатия в печатной зоне, мм.
Особые случаи для /о:
Случай 1: d2 = oo (плоскопечатная ма-
шина)
/0~2 J dh.
(3.21)
Случай 2: di=d2 (ротационная печатная
машина с цилиндрами (одного диамет-
ра)
l0 = J '2dft. (3.22)
Полное давление печатания Q, числен-
ное значение которого необходимо знать
для расчета нагрузок иа опоры, находим
из следующего уравнения:
Q = qbtl.
(3.23)
где Q — полное давление печатания, И;
q—линейное давление печатания. Нем;
-ширина оанечнтьа иа печатном а-
герпа ie, см.
3.5.2.2. Удельные давления и
нагрузки при печатании
Высокая печать
Деформация сжатия /г в печатной;
зоне (рис. 3.37), от которой зависит до-
стижение оптимального давления печата-
ния, определяется:
— упругими свойствами декеля,
— характером печатной формы.
Рис. 3.37. Изображение деформации
сжатия декеля в зоне печатания:
1 — на плоскопечатной машине; 2 — на рота-
ционной печатной машине; Г — печатная фор-
ма- Z-4 декель печатного цилиндра; h —
деформация декеля
— свойствами печатного материала,
— типом печатной машины (плоскопе-
чатной, рога иной ной),
— диаметрами цнлнн (ров.
Влиянием свойств печатной краски и
скорости печатания можно пренебречь..
Оценивать удельное давление можно,,
пользуясь следующими методами:
1. Оценка по рельефу на оборотной
стороне описка печатной формы со
шрифтом и линейками и но равномерно-
сти оттисков с печатных форм различно-
го характера (субьективная опенка).
2. Определение оптической плотности
изображения на печатном листе измере-
нием в отраженном свете (см. рис. 3.3.5-
Оптическая плотность).
Влияние декеля печатного цилиндра:
Декель как эластичный слой меж Иг
печатной формой и печатным цилиндром
испытывает деформации двух видов:
1. Радиальная деформация Л пот
действием Заданного линейного давле-
ния. Как следствие этой деформации
возникает удельное давление печатания
Р=/Я/г).
2. Касательная деформация как след-
степе линейного давления и соответст-
венных условии взаимного качения ци-
линдров.
Таблица 3.6.
Жесткие декели для печатания с форм, содержащих табличный набор
с линейками (по ТГЛ 10-055)
Составные части декеля (от внутренних к наружным) Номинальная толщина декеля, мм
1.25 1,50 1,75
Кол-во ЛИСТОН Толщина, мм Кол-во листов Толщина, мм КОЛ-RO листов Толщина, м.м
Прессшпан 1 0,50 2 1,00 2 1,00
Твердая поливинил- 1 0,20 — -— 1 0,20
хлоридная пленка 1 Основной лист манпль- 1 0,10 1 0,10 1 0,10
<кой бумаги Промежуточный лист 5 0,30 4 0,24 5 0,30
манильской бумаги2 Затяжной лист маниль- 1 0,10 1 0,10 1 0,10
скоп бумаги Лист тиражной бумаги Общая толщина деке- 1,26- 0,06—0 -1,30 ,10 (в зав 1,50- ИСИМОСТИ -1,54 от сорта) 1,76- -1,80
ЛЯ
1 Вместо твердой поливинилхлоридной пленки можно использовать картон тол-
щиной 0,19 мм
2 Число промежуточных листов можно изменять в зависимости от сорта тираж-
ной бумаги и типа печатной машины. Если поверх затяжного листа берут еще верх-
ний приправочный лист или промасленный противоотмарочный лист, то промежу-
точных листов можно взять меньше.
Таблица 3.7.
Упругожесткие декели для печатания с иллюстрационных печатных форм
(по ТГЛ 10-055)
Составные части декеля (от внутренних к наружным) Номинальная толщина декеля, мм
1,25 1.50 1,75
Кол-во лис ТОВ Толщина, мм Кол-во листов Толщина, мм Кол-но листов Толщина, мм
Прессшпан — — 1 0,50 1 0,50
Твердая поливинил- хлоридная пленка 1 2 0,40 1 0,20 2 0,40
Основной затяжной лист манильской бумаги I 0,10 1 0,10 I 0,10
Промежуточный лист манильской бумаги 2 5 0,30 4 0,24 5 0,30
Декельная ткань (двух- сторонняя) 1 0,30 1 0,30 1 0,30
Промежуточный лист манильской бумаги 1 0,06 1 0,06 1 0,06
Затяжной лист маниль- ской бумаги 1 0,10 I 0,10 1 0,10
Лист тиражной бумаги 1,32- 0.06—0,10 (в зависимости эт сорта)
Общая толщина декеля -1,36 1,56- -1,60 1,82- -1,86
1 См. табл. 3.6.
~ См. табл. 3.6.
Таблица 3.8.
Упругожесткие декели для печатания книг с иллюстрациями и без них
(по ТГЛ 10-055)
Номинальная толщина декеля, мм
Составные части декеля (от 1,25 1,50 1,75
внутренних к наружным) Кол-во листов Толщина, мм Кол-во листов Толщина, мм Кол-но ЛИСТОН Толщина, ММ
Прессшпан Твердая поливинил- хлоридная пленка 1 Основной затяжной лист манильской бумаги Промежуточный лист манильской бумаги 1 2 Декельная ткань, про- резиненная с двух сторон Промежуточный лист манильской бумаги Затяжной лист маниль- ской бумаги Лист тиражной бумаги Общая толщина декеля 2 1 6 1 1 1 1,33- 0,40 0,10 0,36 0,25 0,06 0,10 0,06—0 -1,37 1 1 1 5 I I 1 10 (в зав! 1,57- 0,50 0,20 0,10 0,30 0,25 0,06 0,10 лсимости -1,61 1 2 1 6 1 1 1 )т сорта) 1,83- 0,50 0,10 0,10 о.зб 0,25 0,06 0,10 -1,87
1 См. табл. 3.6.
2 См. табл. 3.G.
Таблица 3.9.
Декели, позволяющие уменьшить «натиск» и сократить время
на приправку при печатании небольших тиражей (до 5000 экз.)
(по ТГЛ 10-055)
Составные част декеля (от внутренних к наружным) Номинальная толщина декеля, мм
1,25 1,50 1,75
К ол-во листов Толщина, мм Ко 1-во лис гон Толщина, мм Кол-во лиС1ов Толщина, ми
Прессшпан — 1 0,50 1 0,50
Твердая поливинил- 2 0,40 1 0,20 2 0,10
хлоридная пленка 1 Основной затяжной 1 0,10 1 0,10 1 0,10
лист манильской бумаги Промежуточный лист 5 0,30 4 0,24 5 0,30
манильской бумаги 2 Декельная ткань, про- 1 0,25 1 0,25 1 0,25
резиненная с двух сторон Триацетатная пленка 1 0,10 1 0,10 1 0,10
Затяжной лист маниль- 1 0,10 1 0,10 1 0,10
ской бумаги Лист тиражной бумаги Общая толщина декеля 1,31- 0,06—0 -1,35 10 (в зав 1,55- гсимости -1.59 )т сорта) 1,81- -1,85
1 См. табл. 3.6.
2 См. табл. 3.6.
Отсюда вытекают требования к иде-
альному декелю:
— упругое поведение 1екеля не должно
зависеть от скорости и частоты прило-
жения нагрузок при печатании. Декель
не до окей испытывать остаточных де-
формаций,
— растяжение декеля не должно зави-
сеть от удельного давления печатания.
Характеристики деке пен даны в табл.
3.6, 3.7, 3.8, 3.9.
Влияние характера печатной формы
На деформацию сжатия в зоне печа-
тания при определенной печатной форме
влияют:
— материал печатной формы;
— отношение площади печатающих эле-
ментов к общей площади печатной фор-
мы, и in так натываемая относительная
площьЯь иечаниощих элементов'.
Рис. 3.38. Расстояние между краями пе-
чатающих элементов:
а — растровая печатная форма б — текстовая
печатная форма: я — печатная форма с линей-
ками или таблицами
— расстояние между краями печатаю-
щих ->лементов на форме (рис. 3.38).
Как влияют иа удельное давление пе-
чатания площадь и расстояния между
краями печатающих элементов, показано
на рис. 3.39. Из графика можно опреде-
лить удельные давления:
Форма — плашка . . .
Средняя растровая
форма ................
Текстовая форма . . . .
Форма с линейками . .
1,0 Ро max
0,5 Ро max
0,36 Ро max
0,25 Ро max
Сведения об относительной площади
печатающих элементов и о материалах
печатных форм даны в табл. 3.10.
При печатании с твердых и упругих
форм устанавливают различные удель-
ные давления печатания. Для упругих
форм удельное давление печатания дол-
жно быть меньше. В качестве ориенти-
ровочных можно назвать следующие
значения:
для гибких
пластмассовых сте-
реотипов
1,тя резиновых
стереотипов
р,-^0,7 р,,
Р.иЛ ~0 03рТ1.СрД
Рис. 3.39. Влияние относительной площа-
ди и расстояния между краями печатаю-
щих элементов формы на удельное дав-
ление. необходимое для печатания:
/ — растров.1Я форма и плашка; 2 — текстовая
фирма; — форма с линийкам»; 4 — удельное
давление печатания, МПа: 5 — относительная
площадь печатающих элементов, %
Таблица 3.10.
Относительная площадь печатающих
элементов при различных материалах
печатной формы высокой печати
Харак гер Отно-и- гельнаи площадь Материал н применение
Твер- дый Упругий
печа гной формы печа та- ющих элементов, % металл, пластмас- са резина пластмасса
Плашка 100 П-г-Ц — П+П
Растро- вая 10—90 п+ц — П+П
Тексто- вая 12—15 П+П П П + П
Таблич- ная (с линейка- ми) 5-9 П+П ц п+ц
Штрихо- вая Неравно- мерная П+ц ц П + П
П — плоская печатная форма; Ц —
цилиндрическая печатная форма.
Влияние печатного материала
Чем больше шероховатость поверхно-
сти печатного материала, тем выше дол-
жно быть необходимое для передачи
краски удельное давление печатания (см.
3.3.1.1.1). Наименьшее удельное давлени-
требуется при печатании на мелованной
бумаге, наибольшее — при печатании на
книжной бумаге.
Удельные давления печатания рг,
В табл. 3.11 приведены примерные
значения ро- Возможны отклонения от
этих значений па ±20%.
Таблица 3.11.
Удельные давления при печатании
способом высокой печати, МПа
Печатная форма Относительная площадь пе- чатающих эле- мент он, % Декель
Мате- риал Характер жест- кий упру- гий
Твер- Плашка 100 16,0— 12,0—
дый 17,0 1.3,0
Растр 90 15,0— 11,5-
о4 лин/см 16,0 12,5
50 12,0— 10,0—
14,0 12,0
10 8,0— 8,0—
11,0 10,0
Текстовой 6,5— 5,0—
набор 8,5 7,5
Табличный 4,0— 4,0—
набор (ли- нейки) э,э 5,0
Штриховое 10,0— 8,0—
клише 12,5 12,0
Упру- Плашка 100 11,5— 5,5—
ГНИ 13,5 8,5
Растр 90 11,0— 5,5-
51 лин'см 12,5 8,0
50 9,0— 4 ,б—
10,0 7,0
10 6,0— .3,5—
8,0 5,0
Текстовой 3,5— 2,0—
набор 5,0 3,5
1абличный 2,0— 1.5—
набор 2,5 2,0
(линейки) Штриховое 5,0— 2,5-
клише 7,0 4,0
Приправка
Приправка — это компенсация неоди-
наковой высоты элементов печатной фор-
мы (выравнивающая приправка) и де-
фектов шчатиого аппарата. Кроме того,
приправка необходима, чтобы распреде-
лить технологически нужное давление
печатания в соответствии с распре теле-
пнем печатающих элементов на форме
(декельная приправка). Такая приправ-
ка является особенностью высокой пе-
чати.
Выравнивающая приправка формы.
Для этой приправки используют бумагу
толщиной 0,04 -0,05 мм. Пробный оттиск
на тиражной бумаге служит образцом,
на котором обозначают участки со слиш-
ком сильным пли слабым давлением.
Контуры этих участков переводят через
копировальную бумагу или перекалыва-
ют иглой на приправочный лист. .Места
оттиска с сильным давлением вырезают
из приправочного листа, а на места со
слабым давлением наклеивают бумагу.
После вырезания и заклейки отмеченных
мест приправочный лист наклеивают на
обратную сторону печатной формы с со-
блюдением приво нги.
Декельная приправка. Ес делают на
приправочном листе, на котором отмеча-
ют соответствующие участки печатного
изображения. Образцом служит проб-
ный оттиск, сделанный па тиражной бу-
маге Если свет падает благоприятно, иа
оттиске можно обнаружить оборотный
рельеф, размер 1 оторого зависит от от-
носительной площади печатающих эле-
ментов. Места с малым рельефом вы-
клеивают приправочной бумагой (наши-
ной С,03 мм). Участки с сильным релье-
фом вырезают. Приправочные листы пэ-
мещают в декеле, вынув сменные листы.
Флексографская печать
При печатании флексографским спо-
собом деформацию сжатия h испытывает
упругая печатная форма. На деформа-
цию сжатия, необходимую для осуществ-
ления давления печатания, влияют те же
факторы, что и при высокой печати.
В шяние относительной площади пе-
чатающих элементов. В табл 3.12 пока-
зано, как влияют характер печатной
формы и птоша гь, занимаемая печатаю-
щими элементами, на удельное давление
при печатании флексографским способом.
3 ребуемое удельное давление увеличива-
ется в зависимости от применяемых ма-
териалов для печагания в следующем
порядке:
полиэти ген — целлофан — картов — са-
тпнпров пгная бумага гля глубокой печа-
ти — крафт-бумага.
У'дельнпе давление печатания р-,
В табл. 3.13 приведены ориентировоч-
ные значения удельных давлений при пе-
чатании.
Таблица 3.12.
Влияние относительной площади
печатающих элементов на удельное
давление t:pn печатании флексографским
способом
Хара ктер ।е а гной <; орлы Относи тельная площадь печатающих элементов, % Удельное давление печатания ро, МПа
Плашка 100 0,3—0,5
Текст 10—15 0,2—0,35
Линейки 4 0,05
Таблица 3.13.
Удельные давления р0
в флексографской печати
Рези- Полиэтилен 0,15— 0,03—
на 0,25 0,50
Целлофан 0,20— 0,03—
0,25 0,55
Картон 0,20— 0,03—
0,25 0,60
Бумага для глу- 0,10— 0,04—
бокой печати 0,20 0,55
Крафт-бумага 0,20— 0,03—
0,25 0,9Э
Пласт- Бумага для глу- ОДУ- 1 ,2—
масса бокой печати ОДО 3,0
Крафт-бумага 0,20— 3,0—
0,25 4,0
Офсетная печать
Деформацию сжатия h в процессе
офсетной печати, как и при высокой пе-
чати, испытывает декель. Деформация h
зависит от упругих свойств декеля и пе-
чатного материала.
Влиянием количества и вязкости пе-
чатной краски, увлажнения печатной
формы, растяжения декеля и скорости
печатания можно пренебречь.
Влияние декеля. Декели листовых и
рулонных офсетных печатных машин от-
личаются в основном толщиной:
1. Декели листовых печатных машин
имеют толщину 4 мм и состоят из двух
офсетных резинотканевых пластин или
из одной пластины, под которую под-
кладывают картон или войлок.
2. Декели рулонных печатных машин
имеют толщину 2 мм и состоят из одной
офсетной резинотканевой пластины
На международном рынке в настоя-
щее время предлагают три вида принци-
пиально различных по строению резино-
тканевых пластин:
Рнс. 3.40. Офсетная резинотканевая
пластина обычного строения:
1 — резина; 2 — ткань
1. Офсетные пластины, состоящие из
одного слоя резины, который также слу-
жит верхним (рабочим) слоем, и много-
слойной тканевой основы. Такие офсет-
ные резинотканевые пластины применяют
в ГДР и СССР. Их выпускает также
фирма «Кау» (рис. 3.40).
J
Рис. 3.41. Офсетная резинотканевая пла-
стина с несколькими резиновыми слоя-
ми:
/ — резина; 2 — ткань
2. Офсетные пластины, состоящие из
чередующихся слоев резины и много-
слойной тканевой основы. Офсетная
пластина «Комби» состоит из слосв рези-
ны с тканевыми промежуточными слоя-
ми и многослойной тканевой основы
(рис. 3.41).
3. Офсетные пластины с радиально-
упругими слоями (пластина «Вулкан»)
и пластины, у которых возможно разде-
ление верхнего слоя и нижней основы
(пластина «Полифиброп», рнс. 3.42).
Офсетные пластины первой и второй
групп не сжимаются под давлением.
Многослойная тканевая основа не вос-
принимает радиальной нагрузки, кото-
рую компенсирует только растяжение
резины в направле ши касательной к ней.
Сжимаемые пластины третьей группы
имеют следующие преимущества:
1. Верхний (рабочий) слой пластины
почти не растягивается благодаря сжа-
тию внутреннего радиально-упругого
слоя. Вследствие этого уменьшав).я воз-
можность двоения н деформации раст-
Рис. 3.42. Офсетные резинотканевые пла-
стины с радиальными упругими слоями:
Г —резина; 2 — ткань; 3 — сжимаемыП проче
жуточпын слой. 4— резина с воздушными ка-
налами
ровых точек иа оттиске. В то же время
тиражестойкость печатных форм повы-
шается.
2. Несмотря на то, что сжимаемые
офсетные резинотканевые пластины обес-
печивают достаточную передачу краски
только при больших, чем у обычных
пластин. деформациях сжатия (й =
= 0,05—0.10 мм), в зоне контакта давле-
ние меньше. Благодаря увеличению де-
формации сжатия уменьшается возмож-
ность появления полос и искажения гра-
дационной передачи на оттиске. Однако
на рулонных ротационных печатных ма-
шинах следует избирать деформацию
сжатия не более 0,15 мм.
3. Благодаря наличию радиально-уп-
ругого слоя в известных пределах вы-
равниваются деформации сжатия.
4. Сжатие офсетных резинотканевых
пластин делает возможным компенсацию
неточностей в изготовлении детален пе-
чатной машины.
Требования к резинотканевой плас-
тине. Верхний резиновый слой, состоя-
щий из высокополимерного материала,
должен обладать следующими свойства-
ми; иметь равномерную поверхностную
твердость во всех точках поверхности,
хорошо воспринимать печатную краску
с формы и передавать ее на бумагу, не
образовывать рельефа, мало набухать
под действием смывочного средства и
растворителя краски, не отверждаться и
не становиться липким, иметь мелкозер-
нистую структуру поверхности.
Не должно происходить отслаивание
верхнего слоя от промежуточных резино-
вых слоев пли образование пузырей.
Промежуточные тканевые слои должны
быть крепко соединены. Гибкость резино-
тканевой пластины в поперечном направ-
лении должна быть максимальной.
Многослойная тканевая основа долж-
на обеспечивать большую прочность оф-
сетной пластины при растяжении и мак-
симально большую гибкость в продоль-
ном направлен!!
Толщина пластины и допускаемые от-
клонения. Положение поверхности натя-
нутой офсетной резинотканевой пластины
относительно контрольных колец цилинд-
ра определяют при помощи линейки и
индикаторного прибора, для чего па на-
тянутую офсетную пластину ставят маг-
нитные мерительные ножки прибора типа
Кулайт. В условиях печатания па рулон-
ных оф, етных машинах с малыми дефор-
мациями сжатия стремятся соблю гать
допуск на толщину резинотканевых плас-
тин ±0,01 мм.
Растяжение. Многослойная тканевая
основа, воспринимающая растягиваю-
щую нагрузку, должна быть настолько
малорастяжимой, чтобы ее относитель-
ное удлинение при натягивании офсетной
пластины не превышало 2!,/о.
Малорастяжимые офсетные резино-
тканевые пластины обеспечивают чет-
кость растровых точек, хорошее совме-
щение красок и менее подвержены явле-
ниям двоения (см. 3.9). Релаксация на-
пряжений должна быть такой малой,
чтобы во время работы не прнхо шлось
несколько раз подтягивать пластину. Оф-
сетные пластины, которые прихогится
подтягивать через несколько тысяч От-
тисков, применять не следует.
Твердость. Фирмы-изготовители вы-
пускают резинотканевые пластины опре-
деленных классов твергости (68 и 83’
шкалы А по Шору). Однако удобнее,
когда указывается сжимаемость при
различных деформациях сжатия, причем
требуется, чтобы на всей поверхности
офсетной резинотканевой пластины сжи-
маемость была постоянной.
Лабухаемость. От верхнего решиово-
го слоя требуется максимальная устой-
чивость к набуханию, так как из-за и !-
бухания поверхности офсетной пластин..!
в зоне печатания изменяется удельное
давление. Для смывки не следует приме-
нять вещества, содержащие керосиновые
фракции с температурой кипения более
высокой, чем температура кипения обыч-
но применяемых растворителей или керо-
сина. Не следует смывать офсетную ре-
зинотканевую пластину, используя рас-
творитель с каменноугольным гегтем
или хлорированный растворитель. В
принципе набухание пластин неизбежно,
но оно должно быть минимальным.
Боковые кромки офсетной пластины
нужно предохранять при помощи защит-
ного покрытия от проникновения в нее
растворителей Если смывочный раствор
попадет на боковые кромки тканевой
основы. хлопковые волокна будут leiicT-
вовать как фитили, и основа набухнет.
Динамические характеристики. Под ди-
намическими характеристиками резино-
тканевых пластин понимают их пружи-
нящие и амортизирующие свойства. Они
Рис. 3.43. Хаг актеристика офсетных ре
зннотканевых пластин:
1—«Kombl»; Z—«Conti»; 3 — «Cow»; 4 —
DDR: .5 — «Good Year»; 6— «Polyfibron»; 7—
«Vulkan»
зависят от следующих параметров: рас-
тяжение и сжатие резинотканевой плас-
тины, диаметр печатного цилиндра и
частота нагружения.
Ю 20 40 60 <00 200 400 1300 2000 4000
5 -----*
Рис. 3.44. Зависимость требуемого ли-
нейного давления от гладкости бумаги:
q— линейное давление, Н/см; s — гладкость
бумаги по Бекку, с
Хорошая, с точки зрения печатника,
офсетная пластина обладает малым ко-
эффициентом жесткости и максимальной
амортизирующей способностью, причем
малая жесткость при нагружении в ра-
диальном направлении имеет более важ-
ное значение, чем амортизирующая спо-
собность.
Чтобы во время работы офсетная
пластина имела оптимальные динамичес-
кие характеристики, нужно выдерживать
сжатие как можно ближе к заданному.
Указания по общему уходу за офсет-
ными резинотканевыми пластинами мож-
но найти в печати.
Поведение резинотканевой пластины
характеризует график функции p — p[h).
С помощью показанных на рис. 3.43 ха-
рактеристик офсетных резинотканевых
пластин можно определять, какую дефор-
мацию сжатия h нужно задать, чтобы
получить удельное давление печатания
Ро, необходимое для передачи краски.
Эти данные могут использоваться при
выборе пластин для рулонных офсетных
машин.
Втияние печатною материала. При
офсетной печати меж ту удельным давле-
нием печатания и печатным материалом
наблюдается та же зависимость, что и
при высокой печати: при более шерохо-
ватом материале требуется более высо-
кое удельное давление печатания.
Вагенбауэр дает для листовых офсет-
ных машин зависимость, которая изобра-
жена на рис. 3.44.
Таблица .3.14.
Значения удельных давлений печатания
для листовых офсетных машин
Тип декеля Состав декеля Удельное дав- ление ро печа- тания, МПа
ФЦ— ОЦ ОЦ— ПЦ
Мягкий Резиноткане- вая пластина, техническое сукно 0,2— 0,3 0,4— 0,6
Полуже- Две резино- 0,5— 0,7—
сткнй тканевые пла- стины 1,2 2,0
Жесткий Резиноткане- вая пластина, картон 1,5 1 >5
ФЦ— формный цилиндр, ОЦ — оф-
сетный цилиндр, ПЦ — печатный ци-
линдр.
Удельное давление печатания р0. В
табл. 3.14 и 3.15 даны общеупотреби-
тельные удельные давления печатания ро-
Таблица 3.15.
Значения удельных давлений
печатания р0 для рулонных офсетных
машин (с четырехцилиндровым
построением печатных секций)
Удельное давление
р0 нечашння, Mila
О4кс ная резинотканевая
пластина
ОЦ-ПЦ
жущпхся детален машины еще не превы-
сили допустимых границ.
На практике выбирают удельные дав-
ления печатания обычно большими, чем
технологически необходимо. Это дела-
ется для того, чтобы компенсировать от-
клонения по размерам, допущенные при
изготовлении машин, а также отклоне-
ния по толщине офсетных резиноткане-
вых пластин, печатного материала и пе-
чатной формы.
Глубокая печать
Применяемая в Г1Р
шлифованная
«Ках »
«Вулкан»
0,9 0.8—1,4
1,0 1,0—2,0
0,6 0,4—0,7
ФЦ — формный цилиндр, ОЦ — оф-
сетный цилиндр, ПЦ—печатный ци-
линдр.
Предельные значения регулируемого
удельного давления печатания:
— технологически необходимое мини-
мальное удельное давление печатания,
при котором еще обеспечивается доста-
точная передача краски всеми печатаю-
щими элементами;
— максимальное удельное давление
печатания, при котором износ печатной
формы, затруднения при взаимном каче-
нии цилиндров п повышенный износ дви-
Рис. З.ч.э. Характеристика декелей цилиндров в
гчубокой печати по Шору (толщина покрытия
прессового цилиндра— 13 мм):
1 — 96°; 2 — 78’; 3 — 72’
Деформация сжатия в печатной зоне
Л определяется сжатием резинового слоя
прессового цилиндра (см. рис. 3.9) Из-
бираемая деформация сжатия зависит от
следующих факторов:
— твер гость и толщина резинового по-
крытия прессового цилиндра;
— печатный материал;
— отношения площади, занимаемой ле-
чат аюшими элементами, ко всей площа-
ди оттиска (относительная площадь пе-
чатающих элементов).
Влиянием скоро! тн печатания на из-
менение удельного давления печатания
можно пренебречь.
Влияние твердости и толщины покры-
тия прессового цилиндра. Чтобы достичь
одинакового удельного давления печата-
ния при -увеличении твердости резиново-
го покрытия, нужно устанавливать мень-
шие деформации сжатия (рис 3.45).
То же самое относится к уменьшению
толщины резинового слоя.
Влияние печатного материа-
ла. Перечисляемые ниже печат-
ные материалы расположены в
порядке необходимого при пе-
чатании увеличения удельного
давления: пленка (например,
пластмасса, целлофан) — ме-
лованная бумага — бумага с
шероховатой поверхностью —
крафт-бумага, картон.
Влияние относительной пло-
щади печатающих элементов.
Поступление большого количе-
ства краски из более глхбоких
ячеек печатных форм, содержа-
щих текст, линейки или штри-
ховые рисунки, обеспечивает
достаточную передачу ее на
печатный материал даже при
небольших удельных давлени-
ях печатания, в то время как
для печатания с формы, имею-
щей растровые печатающие
элементы, требуются большие
удельные давления (табл.
3.16).
Таблица 3.16.
Влияние характера печатной формы
на удельное давление печатания
в глубокой печати
Печатная форма Удельное дав- ление печата- ния р0, МПа
Полутоновая Текст, линейки, штри- ховые рисунки 2,5—4,5 1,5—2,0
Удельные давления печатания р0- В
табл. 3.17 показаны общеупотребляемые
значения удельных давлений печатания.
Поскольку почти каждая печатная фор-
ма содержит растровые печатающие эле-
менты, то на практике влияние относи-
тельной площади печатающих элементов
на давление печатания незначительно.
Таблица 3.17.
Удельные давления печатания р0
для прессового цилиндра диаметром
100—150 мм (по резиновому покрытию
толщиной 13 мм)
Пластмасса,
целлофан, плен-
ки
Мелованная
бумага
Шероховатая
бумага
Крафт-бума-
га, картон
0,6—40—65
0,8
70—80
80—90
80—90
0,5—2,0
1,5—3,0
2,5—4,5
3,5—5,5
Предельные значения устанавливае-
мых удельных давлений печатания:
1. Технологически необходимое мини-
мальное удельное давление печатания,
при котором еще обеспечивается доста-
точная передача краски всеми печатаю-
щими элементами.
2. Максимальное удельное давление
печатания, при котором начинается уси-
ленный износ прессового цилиндра и пе-
чатной формы.
3.5.2.3. Обкатывание цилиндром
печатной формы
Печатание состоит в обкатывании ци-
линдром печатной формы. Вследствие
деформации сжатия h длина окружно-
сти при печатании (развернутая длина)
покрытого декелем цилиндра изменяется.
Длина окружности эластичного цилинд-
ра при обкатке под давлением увеличи-
вается по сравнению с длиной недефор-
мируемого цилиндра.
Изменение длины окружности ци-
линдра не имеет большого значения,
если покрытый декелем цилиндр враща-
ется только под действием силы трения,
что характерно для рулонных машин
глубокой печати.
Важное значение приобретает измене-
ние длины окружности цилиндра, если
катящиеся друг по другу цилиндры
удерживаются не только фрикционной
связью, но и принудительно соединены
между собой сцепленными зубчатыми
колесами.
В зоне печатания длины дуг взаимно
обкатывающих цилиндров должны быть
равны. Если они не равны, то в зоне пе-
чатания возникнет проскальзывание ци-
линдров, вследствие чего будет наблю-
даться:
— нерезкое воспроизведение растровых
элементов;
— отклонения в приводке;
— изменение длины оттисков;
— двоение;
— повышенный износ печатной формы;
— обрыв бумажного полотна на рулон-
ных ротационных печатных машинах.
Результаты многочисленных исследо-
ваний качения цилиндров в печатных ап-
паратах доказывают, что решающими
факторами, влияющими на условия каче-
ния цилиндров, являются:
— динамические свойства декеля;
— установка правильного удельного дав-
ления печатания;
— положение поверхности печатной фор-
мы и декеля относительно делительной
окружности.
В машинах высокой печати деформа-
ция h составляет 0,1—0,2 мм, в машинах
глубокой печати й = 0,6—0,8 мм. Значе-
ния деформаций сжатия для офсетных
печатных машин даны в табл. 3.18.
Для установления правильных усло-
вий взаимного качения цилиндров поль-
зуются измерительными приборами, ко-
торые в определенных условиях позволя-
ют измерять толщину декеля. Положе-
ние декеля относительно контрольных
колец измеряют при помощи линейки с
индикатором.
Условия качения цилиндра по печат-
ной форме на плоскопечатных машинах
контролируют с помощью прибора ИГТ
для измерения проскальзывания декеля,
а взаимное качение цилиндров на рота-
ционных печатных машинах определяют
по методу «Экалон».
Таблица 3.18.
Деформация сжатия h в офсетных
печатных машинах
Ти-1
ро।анионной
ма Ишим
Листовая
машина с
предвари-
тельным на-
тягом
Листовая
машина без
предвари-
тельного на-
тяга
Рулонная
машина с
предвари-
тельным на-
тягом
Положение от-
носительно де- Деформация
лите ль ной сжатия, мм
окружности
+0,1
0 0,1 0,1
+0,05
ФЦ — формный цилиндр, ОЦ — оф-
сетный цилиндр, ПЦ — печатный ци-
линдр.
3.5.3. Установление деформации
сжатия
Необходимое для передачи краски
удельное давление печатания достигает-
ся благодаря деформации упругих или
вязкоупругих материалов, которыми по-
крыты цилиндры. Говоря о высокой и
офсетной печати, имеют в виду декели;
в глубокой печати это материал по-
крытия прессового цилиндра, в флексо-
графской деформируется упругая печат-
ная форма.
При всех способах печати для пере-
дачи достаточного количества краски не-
обходимо соблюдать определенные зна-
чения удельного давления р0 (см.
3.5.2.2). Чтобы обеспечить требуемое
удельное давление, нужно добиваться
определенной деформации сжатия h
упругого материала. Для этого следует
найти характеристики p = p(h) каждого
материала с тем, чтобы по ним опреде-
лить нужную для установления давления
деформацию сжатия.
3.5.3.1. Высокая и офсетная
печать
Печатные аппараты без контрольных
колец
Прямой способ печатания. Устанавли-
вая цилиндры параллельно друг другу,
нужно следить за тем, чтобы при вклю-
ченном давлении их поверхности, не по-
крытые оболочками (декелем, печатной
формой), находились на расстоянии, рав-
ном сумме следующих слагаемых:
толщина (рост) печатной формы;
+ толщина декеля в недеформиро-
ванном состоянии;
+ толщина печатного материала;
— предусматриваемая деформация
сжатия й.
Косвенный способ печатания. Соблю-
дая те же условия, что и при прямом
способе печатания, необходимо следить
ла тем, чтобы цилиндры находились па
расстоянии, равном сумме следующих
слагаемых:
толщина (рост) печатной формы;
+ толщина декеля в недеформиро-
ваниом состоянии
— предусматриваемая деформация
сжатия h.
Печатные аппараты с контрольными
кольцами
Прямой способ печатания. При вклю-
ченном давлении определяют расстояния
между поверхностями цилиндров без их
оболочек. Необходимую для достижения
заданной деформации сжатия /г толщи-
ну недеформированного материала деке-
ля получают в результате сложения сле-
дующих значений:
расстояние между поверхностями ци-
линдров печатной пары (без их оболо-
чек) ;
+ толщина печатного материала;
+ предусматриваемая деформация
сжатия h\
— толщина (рост) печатной формы.
Косвенный способ печатания. Необ-
ходимую для достижения заданной де-
формации сжатия h толщину недефор-
мированного материала декеля получают
в результате сложения следующих зна-
чений:
расстояние междх поверхностями ци-
линдров печатной пары (без их оболо-
чек);
+ предусматриваемая деформация
сжатия Л;
— толщина (рост) печатной формы.
3.5.3.2. Глубокая печать
Расстояние между поверхностью пе-
чатной формы и необлицованной поверх-
ностью прессового цилиндра должно
равняться толщине облицовочного мате-
риала прессового цилиндра в недеформи-
рованном состоянии за вычетом требуе-
мой деформации сжатия Л.
3.5.3.3. Флексографская печать
Расстояние между поверхностями пе-
чатной формы и печатного цилиндра
должно быть равно толщине печатной
формы в недеформированном состоянии,
уменьшенной на значение требуемой де-
формации сжатия h.
3.5.4. Измерение давления
.печатания
3.5.4.1. Определение усилий путем
измерения деформации
Для определения усилий путем изме-
рения деформации используют динамо-
метрические датчики с тензометрически-
ми элементами (рис. 3.46), устанавливая
датчики па печатной форме у плоскопе-
чатных машин и па формном цилинд-
ре — у ротационных машин. Размеры
поперечного сечения упругого элемента
Рис. 3.46. Блок-схема установки для из-
мерения давления печатания и расстоя-
ний:
I — выпрямитель; 2 — осциллограф; 3 — уси-
литель измерительного шлейфа: 4— основной
тензометр; 5 — контактные кольца; б — пере-
ключатель точек измерения; 7 — измеритель-
ный мост «расстояние» ; й — измерительный
мост «сила» или «распределение давления»
О давлении печатания позволяют су-
дить следующие методы измерения:
— определение усилий измерением
деформаций при помощи динамометри-
ческих датчиков с тензометрическими
элементами;
— определение усилия, приходящего-
ся па единицу поверхности, при помощи
пьезоэлектрического преобразователя,
— измерение предварительного натя-
га (предварительно устанавливаемого
давления) приложением гидравлической
нагрузки;
— определение давления печатания
и его распределение в зависимости от
деформации талера или цилиндра;
— определение реакций опор.
Наряду с определением давления пе-
чатания некоторый интерес представляет
определение сил, одновременно действу-
ющих в тангенциальном направлении.
Для этих целей используют датчики с
двумя чувствительными элементами.
Датчик такого рода, применяемый для
.измерений на плоскопечатных машинах
высокой печати, описан в печати Такие
датчики всегда приспосабливают для
данных измерений. Для преобразования
измеряемых значений служат в основном
стандартные преобразователи.
динамометрического датчика выбраны
такими, чтобы относительные удлинений,
необходимые при сжимающей нагрузке
для регистрации результатов измерений,
составляли 0,1—1’7о.
Применяемые для замеров на рота-
ционных машинах датчики шлифуют
совместно с телом цилиндра, а на плос-
копечатных машинах датчики, высота
которых точно равна росту печатной
формы, заключают в раму вместе с пе-
чатной формой.
Тарирование динамометрических дат-
чиков можно осуществить при помощи
нажимных штифтов под определенной
нагрузкой.
Одновременно с измерением деформа-
ции можно другим измерительным уст-
ройством при помощи специальных пре-
цизионных индикаторов или плиток из-
мерять расстояние между поверхностя-
ми, создающими давление.
3.5.4.2. Пьезоэлектрическое
измерение сил
При измерении сил пьезоэлектричес-
кими датчиками используется свойство
некоторых кристаллов, например кварца.
под действием внешних сил изменять
электрические параметры. Возникающее
на поверхности кристаллов электричес-
Рис. 3.47. Схема системы пьезоэлектри-
ческого измерения усилия:
1 — кварцевый чувствительный элемент; 2 —
операционным усилитель; 3 — поворотный тран-
сформатор; 4 — осцилло! раф
кое напряжение пропорционально дейст-
вующей силе.
Определение силы сжатия происхо-
дит таким образом, что измерительный
Рис. 3.48. Устройство для тарирования
пьезоэлектрической измерительной сис-
темы:
1 — кварцевый чувствительный элемент: 2 —
нажимной штифт; 3 — тензометрический дат-
чик; 4— стальная пружина; 5 — электродвига-
тель с эксцентриковым диском; 6 — осцилло-
граф
штифт, который находится под нагруз-
кой в зоне печатания, воздействует на
чувствительный элемент датчика (рис.
3.47). Измерительный штифт и чувстви-
тельный элемент вмонтированы в тело
цилиндра, измерительный штифт подо-
гнан но поверхности цилиндра. Тариро-
вание производят нажимным штифтом
(рис. 3.48), который передает усилие
листовой пружины чувствительному эле-
менту пьезоэлектрического датчика. Де-
формацию пружины, сообщаемую ей
эксцентриковым валом электродвигателя,
воспринимает тензометрический элемент.
Сигналы оттарировапного тензометричес-
кого датчика и пьезоэлектрического дат-
чика наблюдаются па осциллографе.
3.5.4.3. Гидравлическое
измерение предварительного
натяга
Предварительный натяг в печатном
аппарате (на плоскопечатной машине)
можно измерять при помощи прибора,
сконструированного в Институте поли-
графической техники (ИГТ, Голландия).
Для измерения натяга на ротацион-
ных печатных машинах можно восполь-
зоваться следующим принципом. Ци-
линдр устанавливают так, чтобы его
образующая была иа высоте опорных
полозков. Зазор между печатным ци-
линдром и талером определяют при по-
мощи специального стрелочного индика-
тора, который соединен с прибором для
измерения предварительного натяга. В
месте наименьшего зазора между печат-
ным цилиндром 9 (рис. 3.49) и талером
10 после снятия опорных полозков пор-
шень 1 прибора при помощи ходового
винта 2 ввинчивают в полость 3 цилинд-
ра. Масло из промежуточной детали 4
выжимается в резиновую камеру 5. Ре-
зиновая камера заключена в металличес-
кий контейнер 6 с крышкой 7. При эта-
лонном показании индикатора манометр
8 показывает значение предварительного
натяга в точке замера.
Рис. 3.49. Схема конструк-
ции прибора для измерения
предварительного натяга на
плоскопечатной машине:
I — поршень; 2 — хотовой-
винт; 3 — полость цилиндра;
4 — промежуточная деталь: 5 —
резиновая камера; 6 — металли-
ческий контейнер; 7 — крышка;
8 — манометр: 0 — печатный
цилиндр; 10 — талер
3.5.4.4. Измерение деформации
цилиндра
Деформацию цилиндра определяют
всегда в точках, распола* асмых вдоль
образующей. Представляет интерес зна-
чение деформации как в статических, так
и в динамических условиях. Деформацию
измеряют на остановленной и на работа-
ющей машине. Для выполнения таких
измерений применяют в основном элек-
трические преобразователи.
Рис. 3.50. Принцип измерения смещения
пружинным щупом:
J — печатный цилиндр: 2 — измеряемое сме-
шение; 3 — точка для установки предваритель-
ного натяжения пружины; 4 — тензометриче-
ский датчик; 5 — скользящая колодка
При измерении деформации цилинд-
ров, измеряемая поверхность которых не
имеет разрывов (выемок для натяжных
устройств), наряду с бесконтактными
измерительными приборами применяют
пружинный щуп (рис. 3.50), который
передает измеряемое значение с сило-
вым замыканием. Щуп состоит из плос-
кой пружины, одним концом зажатой в
неподвижной точке, а другим концом
прижимаемой с предварительным натя-
жением к цилиндру (объекту измерения).
Измеряемое смещение цилиндра вызы-
вает деформацию пружины, которая
усиливается и регистрируется измеряю-
щими смещение преобразователями (на-
пример, тензодатчиками, емкостными
преобразователями) Линейность чувст-
вительного элемента нужно проверять
статической тарировкой перед измере-
нием. Для измерения деформации ии-
s.6. Красочные аппараты
3 6.1. Назначение красочных
аппаратов
При всех способах печати печатная
чрорма передает печатную краску на пе-
чатный материал. Поэтому возникает
линдров, у которых измерительная по-
верхность имеет разрывы (например,
формный цилиндр офсетной машины с
выемками для крепления формы), можно
пользоваться только методом бескон-
тактного измерения. Смещения цилин-
дров до ±0,05 мм можно без особых
трудностей измерять, пользуясь индук-
тивными или емкостными преобразова-
телями. Отнако применяя бесконтактный
индуктивный метод измерения, нужно
иметь в виду, что неоднородность по-
верхности вблизи мест измерения (от-
верстия и др.) может исказить результат
измерений. Правильным выбором основ-
ного отклонения и чувствительности при-
бора можно свести эти погрешности к
минимальным.
Чувствительные элементы датчиков,
как правило, крепят к станине машины.
Однако станина не всегда может слу-
жить надежной опорной точкой. Падеж-
ных результатов измерения можно ожи-
дать только в том случае, если увеличе-
ние амплитуды и фазовый сдвиг мало
зависят от настройки. Это условие вы-
полняется только тогда, когда макси-
мальная собственная частота чувстви-
тельного этемента датчика гораздо
меньше, чем минимальная гармоника
частоты возбуждения.
При частотах, наблюдающихся па пе-
чатных машинах, надежная настройка
чувствительного элемента датчика воз-
можна только при усложнении конст-
рукции датчика путем снабжения его
системой пружин и грузов.
3.5.4.5. Определение опорных
реакций
Определяя реакции опор, можно
только пользоваться значением равно-
мерно распределенной нагрузки (линей-
ного давления) в зоне печатания. Этого
недостаточно для того, чтобы получить
надежные, с точки зрения технологии,
технические данные. Как правило, для
определения опорных реакций тензомет-
рическими элементами снабжают ге де-
тали машины, деформацию которых из-
меряют.
необходимость подводить краску к фор-
ме перед каждым процессом печатания
или во время него. Операцию наката
краски иа печатную форму при машин-
ном способе печатания выполняет специ-
альное устройство — красочный аппа-
рат. Первой задачей красочного аппарата
является снабжение печатной формы
опреде 1енным количеством краски (в по-
стоянной последовательности). Во-вто-
рых, в зависимости от типа красочного
аппарата (см. 3.6.2, 3.6.3, 3.6.4) к этому
добавляются еще другие задачи:
— дозированный отбор краски из ре-
зервуара (красочного ящика);
— раскат подаваемой краски и прев-
ращение ее в равномерную тонкую кра-
сочную пленку с одновременным изме-
нением структуры краски;
— транспортировка краски от кра-
сочного ящика к печатной форме посред-
ством деления на слои;
— нанесение (накат) равномерного
тонкого слоя краски на печатную форму;
- выравнивание неровностей, обус-
ловливаемых прерывистой подачей и на-
катом краски благодаря эффекту акку-
муляции.
3.6.2. Красочные аппараты
с подачей краски валиками
для высоковязких печатных
красок
Для печатания средне- и высоковяз-
кимп красками (вязкостью 6—60 Па-с)
способами высокой и офсетной печати
используют почти исключительно красоч-
ные аппараты с системой валиков.
3.6.2.1. Строение красочных
аппаратов
Существуют различные конструктив-
ные формы трех групп, входящих в по-
Рис. 3.51. Красочный
ротационной печатной
1 — накатной валик 3-я
2 — раскатной цилиндр
3 — раскатные валики
4 — красочный нож
5 — красочный ящик
б — дукторный цилиндр
7 — передаточный валик
аппарат
машины:
1-я
листовой
группа
группа
сочный аппарат. Более подробно о них
см. 3.6.2.2, 3.6.2.3, 3.6.2.4.
Красочные аппараты для печатания
средне- и высоковязкнми красками вклю-
чают следующие три группы: 1) группа
подачи, 2) группа раската, 3) группа на-
ката краски.
Красочные аппараты листовых (рис.
3.51) и рулонных ротационных машин
мало отличаются по строению. Они мо-
гут располагаться как сверху, так и сни-
зу формного цилиндра.
У плоскопечатных машин наряду с
красочными аппаратами, состоящими
только из валиков, встречаются также
красочные аппараты с раскатной плитой
(рис 3.52) Раскатная плита служит для
лучшего раската краски, а также выпол-
няет роль аккумулятора краски.
В то время как у листовых и рулон-
ных ротационных машин валики красоч-
ного аппарата постоянно вращаются в
очном направлении, у плоскопечатных
машин во время рабочего цикла проис-
ходит изменение окружной скорости вра-
щения валиков.
Рис. 3.52. Комбинированный красочный
аппарат с раскатным столом и валька-
ми (плоскопечатная машина):
1 — красочный нож
2 — красочный ящик I .
3 — дукторный цилиндр |’ *'Я гРУппа
4 — передаточный валик '
5 раскатные валики I 2 я группа
6 — раскатная плита I
7 - накатные валики — 3-я группа
3.6.2.2. Подача краски
Назначение краскоподающей груп-
пы— отбор краски из красочного ящика
и дозированная передача ее раскатной
группе красочного аппарата.
7 332
143
Красочный ящик
Различают два основных типа красоч-
ных ящиков.
1) красочный ящик с нижним располо-
жением красочного ножа (рис. 3.53);
ра на нем образуется тонкий слой крас-
ки желаемой толщины. Дукторному ци-
линдру сообщается от привода преры-
вистое или непрерывное вращение.
В красочном ящике второго типа дук-
торный цилиндр погружен в краску.
Рис. 3.53. Красочный ящик с нижним но-
жом:
Рис. 3.55. Влияние времени работы ма-
шины на температуру краски и на тол-
щину слоя краски на дукторном цилинд-
ре:
/ — время работы; /„ — температура краски,
г
— толщина слоя краски на дукторном ци-
линдре
I - дукторный цилиндр; 2 — красочная щель
< :ор между красочным ножом и дукторным
И11...И1ДРОМ); 3 - - красочный нож; 4 — рама;
3 регулировочный винт
2) красочный ящик с верхним располо-
жением красочного ножа (рис. 3.54).
Основной деталью первого красочно-
го ящика является гибкий красочный
Рис. 3.54. Красочный ящик с верхним
ножом:
/—дукторный цилиндр; 2 — красочный нож;
3 — регулировочный винт; 4 — красочный ящик
нож, который установлен в раме. В за-
висимости от потребности в краске при-
жатие красочного ножа к дукторному
цилиндру регулируется при помощи вин-
тов При вращении дукторного цилинд-
Вращаясь, он захватывает из красочно ю
ящика некоторое количество печатной
краски, излишек которой снимает ра-
кельный нож, оставляя слой нужной
толщины.
Толщина красочного слоя на дуктор-
ном цилиндре зависит от нескольких
факторов. Она увеличивается
— с увеличением зазора между кра-
сочным ножом и дукторным цилиндром;
— с повышением числа оборотов
дукторного цилиндра (вследствие гидро-
динамического напора краски красочныi
нож прогибается, и зазор увеличива-
ется) ;
— с понижением температуры крас-
ки;
— с повышением вязкости краски.
Графики зависимостей толщины кра-
сочного слоя от этих факторов изобра-
жены на рис. 3.55, 3.56 и 3.57.
Рис. 3.56. Теоретическая за-
висимость толщины слоя
краски sD на дукторном ци-
линдре от числа оборотов
дукторного цилиндра nD:
а — красочный нож имеет линей-
ные опоры; б—красочный но»
имеет точечные опоры
Согласно уравнению (3.3), с увели-
чением скорости печатания уменьшается
количество передаваемой на печатный
Рис. 3.57. Влияние регулировки винтами
на толщину слоя краски sD на дуктор-
ном цилиндре:
1 — увеличение зазора
материал краски. Чтобы иа печатном ма-
териале получался равномерный слой
краски толщиной sH независимо от ско-
Рпс. 3.58. Желательное приращение кра-
сочного слоя на дукторном цилиндре
при увеличении скорости печатания и
сравниваемое уменьшение слоя краски,
передаваемой на запечатываемый мате-
риал:
s— гилщина слоя краски на дукторном ци-
линдре; толщина слоя краски на мате-
риале; v & — окружная скорость дукторного
цилиндра; v— окружная скорость передаточ-
ного валика
росли печатания, толщина красочного
слоя на дукторном цилиндре должна
увеличиваться в соответствии с графи-
ком 3.58. В то время как регулирование
скорости вращения дукторного цилиндра
вызывает изменение подачи краски по
всей ширине печатной машины, регули-
рование винтов красочного ножа позво-
ляет получить на дукторном цилиндре
слой краски, неравномерный по толщине
вдоль образующей цилиндра и соответ-
ствующий характеру печатной формы.
Шаг регулировочных винтов равен
25—40 мм. В зависимости от того, как
велико это расстояние между двумя
винтами и какую толщину имеет красоч-
ный нож, регулировка одного винта вы-
зывает изменение толщины красочного
слоя на участке, равном нескольким
шагам.
Чтобы предупредить прекращение по-
дачи краски из-за невращепия краски в
красочном ящике, а также обеспечит!»
постоянные реологические свойства пе-
чатной краски, применяют специальные
устройства для перемешивания краски.
Красочный аппарат с периодической
подачей краски
Принцип обычной периодической пе-
редачи краски с дукторного цилиндра в
раскатную группу посредством качаю-
щегося передаточного валика изображен
Рис. 3.59. Красочный аппарат с качаю-
щимся передаточным валиком:
/ — раскатной цилиндр; 2 — качающийся пере-
даточный валик; 3 — дукторный цилиндр
на рис. 3.59. Передаточный валик совер-
шает колебательное движение. Попере-
менно он касается дуктора и первого
раскатного цилиндра, при этом он пере-
дает узкую полоску краски по всей дли-
не. Эта полоска краски толщиной slt п
длиной /и, пройдя через раскатную груп-
пу и накатные валики, образует на пе-
чатной форме слой
н == F, (3. _Ч )
где — толщина слоя краски на пе-
чатной форме, If—длина поверхности
печатной формы, на которую накатыва-
ется краска.
Красочный аппарат с непрерывной
подачей краски
Этот красочный аппарат подаст крас-
ку в раскатную группу валиков и ци-
линдров непрерывно (рис. 3.60). Переда-
точный цилиндр, вращаясь со скоростью
формного цилиндра, непрерывно снимает
часть находящегося на дукторном ци-
линдре красочного слоя и передает ее
соседнему эластичному валику. Между
дукторным и передаточным цилиндрами
имеется узкая щель, благодаря чему пре-
дупреждается износ цилиндров и обес-
Рис. 3.61. Номограмма для определения
отношения скоростей вращения дуктор-
ного цилиндра и передаточного валика;
Рнс. 3.60. Красочный аппарат с бескон-
тактным передаточным валиком:
/ — раскатной цилиндр; 2 — передаточный ва-
лик; 3 — дукторный цилиндр; а — зазор
испивается передача краски. Передаточ-
ные цилиндры имеют гладкую или про-
филированную поверхность (например,
рифленую).
Соотношение скоростей медленно вра-
щающегося дукторного цилиндра н вра-
щающегося со скоростью формного ци-
линдра передаточного цилиндра оказы-
вает влияние на передаваемое количест-
во краски Его рассчитывают по следу-
ющему отношению.
VZ ~ SDW vDf (3.25)
где Sb — толщина красочного слоя на
печатном материале, мкм; vz — окруж-
ная скорость передаточного цилиндра,
м/с; sDw— эффективная толщина кра-
сочного слоя на дукторном цилиндре,
мкм; — окружная скорость дукторно-
го цилиндра, м/с.
Благодаря наличию щели а между
дукторным и передаточным цилиндрами
в передаче краски участвует не вся тол-
щина краски sn, находящейся на дук-
торном цилиндре. Эффективную толщи-
ну красочного слоя дуктора snw находят
из следующего соотношения:
SDW = (SD — а) k- (3-26)
Поправочный коэффициент k для
приближенных расчетов можно принять
равным единице. Номограмма на рис.
3 61 служит для быстрого нахождения
• толщина красочного слоя на оттиске;
В
— эффективная толщина красочного слоя
“tn
на дукторном цилиндре; vD — окружная ско-
рость дукторного цилиндра; vz — окружная
скорость передаточного налика
отношения скоростей дукторного и пере-
даточного (или формного) цилиндров
Рекомендации по конструированию
красочных аппаратов с непрерывной по-
дачей краски имеются в печати.
Красочный аппарат с насосной подачей
(плунжерный)
Плунжерные красочные аппараты при-
меняются при печатании красками, об-
ладающими малой вязкостью (например.
Рис. 3.62. Красочный аппарат с насосной
подачей:
1 — раскатной цилиндр; 2—шика; 3—подпол;
краски
на газетных печатных машинах). Насос
подает печатную краску нз резервуара в
систему трубопроводов, которые закан-
чиваются краскораспределительной ши-
ной. Через отверстия в шине краска под
давлением подается на первый раскат-
ной цилиндр, а с него поступает в рас-
катную группу (рис. 3.62).
3 6.2.3. Раскат краски
Раскатная группа красочного аппарата
Устройства для раската краски долж-
ны выполнять следующие задачи: пере-
мешать, выравнивать, аккумулировать
печатную краску, а также разрушать
тиксотропную структуру краски. Во всех
раскатных устройствах находятся в кон-
такте цилиндры с твердой поверхностью
(стальные) и валики с эластичной (рези-
новой) облицовкой, которые имеют раз-
личные диаметры. Примеры исполнения
различных раскатных устройств показа-
ны на рис. 3.3, 3.4, 3.10, 3.51, 3.52.
Чтобы выравнивать слой краски
вдоль валиков и предупреждать образо-
вание полос, часть цилиндров дополни-
тельно получает осевое перемещение
(см. 3.6.2.3).
Благодаря трению и работе переме-
шивания температура в красочном аппа-
рате повышается (см. рис. 3.55). Длк
предупреждения сильного нагревания ва-
ликов пли для сохранения постоянной
температуры в красочном аппарате нс
редко применяют проточную волу, кото
рая охлаждает раскатные цилиндры.
Такое охлаждение благоприятно влияет
на свойство краски делиться на слои.
Деление краски на слои
Процесс передачи краски на печат-
ную форму состоит в разделении краски
на слои. Если в зазор между двумя ва-
ликами входят два слоя краски толщи-
ной s1 и s2, то после поворота валиков
Рис. 3.63. Деление слоя краски между
двумя прижатыми друг к другу валика-
ми:
Si, s2, s3, s4 — толщины слоя краски; vq -
окружная скорость резинового валика,
окружная скорость стального цилиндра
эти слои разделятся на слои с толщина-
ми S3 и Sj (рис. 3.63):
М +л‘2= s.i +s.|. (3.27)
Сумма толщин слоев, участвующих в
разделении краски, всегда постоянная.
Рис. 3.64. Зависимость коэффициента пе-
редачи р при разделении слоя краски от
окружной скорости валика v
Согласно исследованиям, при скоро-
стях вращения более 0.2 м/с деление
краски на слои происходит под действи-
ем кавитации, расширения пузырьков,
а также вследствие удлинения и разры-
ва образующихся при этом красочных
Рис. 3.65. Влияние относительной скоро-
сти на толщину передаваемого слоя
краски s3:
vc окружная скорость резинового валика;
S
окружная скорость стального цилиндра
нитей. Мерилом разделения краски на
слои служит коэффициент передачи р.
Он равен отношению толщин пер, .тай-
ного слоя и оставшегося на валике:
(3.28)
Коэффициент передачи, по существу,
зависит от окружной скорости валиков
и относительной скорости. С ростом ок-
ружной скорости коэффициент передачи
уменьшается (рис. 3.64 и 3.65) Относи-
тельное смещение валиков возникает в
месте, где происходит разделение краски
на слон (зоне распределения). Причину
этого можно объяснить упругими СЧОЙ-
ствами резинового валика: при одинако-
вых диаметрах валиков развернутая
глина окружности резинового валика
больше длины окружности стального
цилиндра. Увеличение относительной ско-
рое ги выходящих из зазора между вали-
Основные факторы, влияющие на осе-
вой раскат:
— значение перемещения (хода) рас-
катного цилиндра и;
— число осевых перемещений (хо-
дов) п\
Рис. 3.66. Зависимость толщины слоя
краски от числа обкатываний валика п
। амп поверхностей ведет к уменьшению
коэффициента передачи краски.
С целью упрощения расчета красоч-
ного аппарата можно принять Р=1. то
есть считать, что при каждом разделе-
нии краски на два слоя происходит
передача 50% суммарной толщины сло-
ен, участвующих в разделении. Это зна-
чение коэффициента передачи относится
к некоторому большому числу обкаты-
ваний (например, 100), при котором тол-
щины слоев краски на валиках уравни-
ваются, так что никакой передачи краски
больше не происходит (рис. 3.66).
Осевой раскат
Осевым раскатом в цилиндровых кра-
сочных аппаратах называется выравни-
вание толщины краски в направлении,
параллельном осям валиков.
Причинами неравномерного распреде-
ления краски являются:
— обратное влияние печатной формы
(см. 3.6.2.4);
— рельеф, образуемый жидкой кра-
ской на вращающихся валиках;
— нарушения в подводе краски, кото-
рые влекут за собой неравномерное рас-
пределение краски вдоль валиков.
Осевой раскат осуществляют враща-
ющиеся стальные раскатные цилиндры,
которые совершают также дополнитель-
ное возвратно-поступательное движение.
Раскатные цилиндры находятся в кон-
такте с эластичными раскатными вали-
ками, благодаря чему происходит их от-
но-'ительное перемещение, которое при-
водит к боковому смещению красочных
слоев и к выравниванию красочного
слоя.
Рис. 3.67. Теоретическое увеличение дли-
ны полоски краски в результате осевого
раската:
Ъ— длина полоски краски; до— начальная
длина полоски; п — число ходов раскатного
цилиндра
— скорость печатания;
— толщина красочного слоя.
Согласно теории, поступающая в кра-
сочный аппарат полоска краски длиной
до за каждый ход раскатного цилиндра
делается длиннее на размер хода. Пол-
Рис. 3.68. Влияние величины хода рас-
катного цилиндра на удлинение полоски
краски;
Ь — длина полоски; п — число ходов
ная длина b полоски после осевого рас-
ката равна:
b = bo + nv. (3.29)
Однако на практике, так как в осе-
вом раскатывании участвуют большие,
неравномерные по толщине объемы крас-
ки, зависимость между длиной b и чис-
лом ходов п нелинейна (рис. 3.67). Кра-
сочная полоска удлиняется с увечичени-
ем хода раската (рис. 3.68), с увеличе-
нием числа ходов и толщины красочного
слоя и с уменьшением скорости печата-
ния (рис. 3.69). Слишком большие осе-
вые перемещения цилиндров при раска-
те не обеспечивают существенного улуч-
шения раската (обычно ход раската —
30-40 мм).
Рис. 3.G9. Влияние скорости печатания
v* на удлинение полоски краски:
b — длина полоски; п — число ходов раскат-
ною цилиндра;
Процессы выравнивания красочного слоя
После изменения подачи краски в
красочный аппарат выравнивается кра-
сочный слой на валиках и печатной фор-
ме и устанавливается новый стационар
Рис. 3.70. Процесс выравнивания красоч-
ного слоя при увеличении его толщины:
л_ —начальная толщина красочного слоя на
Ь()
оттиске; N—число оттисков; sn —конечная
Bz
толщина красочного слоя на оттиске
ный режим передачи краски. Запечатан-
ные во время процесса выравнивания
листы или тетради идут в макулатуру,
так как слой краски на оттиске имеет
недостаточную толщину. При постоян-
ных технологических условиях процесс
выравнивания определяется инерцией
красочного аппарата. Знать процессы вы-
равнивания красочного слоя важно:
— для определения продолжительно-
сти реакции всей системы и, те?л самым,
для регулирования красочного аппарата;
— чтобы определить, сколько листов
пойдет в брак.
На рис. 3.70 показан процесс вырав-
нивания слоя при увеличении подачи
краски. Если, не учитывая инерционные
свойства красочного аппарата, продол-
жать увеличивать подачу краски после
того, как число запечатанных листов пре-
высит число браковавших, то следствием
этого будет нежелательная передозиров-
ка краски. Другие примеры процесса вы-
равнивания показаны на ряс. 3.71. Пред-
варительный расчет процесса выравнива-
Рис. 3.71. Процессы выравнивания кра-
сочного слоя при изменении подачи крас-
ки:
1—увеличение подачи краски при Лс=1; 2—
увеличение подачи краски при Ял—0.5; i —
уменьшение подачи краски при Ло-1;
толщина слоя краски; N — число Оттисков
ния краски при изменении ее подачи на
реляционных печатных машинах делают
по формуле Рудера:
d(j 4- V dmA$
(3.30)
где Na — число оттисков во время про-
цесса выравнивания краски; с! — диаметр
красочных валиков, мм; dr— диаметр
формного цилиндра, мм; Ло — коэффи-
циент заполнения формы печатающими
элементами; U — коэффициент перехода
краски; т — особый показатель, харак-
теризующий определенный валик и оп-
ределенную схему расположения валиков
(см. 3.6.2.5); sB — толщина слоя краски,
переходящей на печатный материал
(в данный момент), мм; sb г —толщина
слоя краски на печатном материале после
окончания выравнивания слоя изменени-
ем подачи краски, мм; sc —„толщина
красочного слоя на печатном материале
перед изменением иодачи краски, мм.
Коэффициент перехода крас-ли О це-
лесообразно определять эксперименталь-
ным путем. Он равняется отношению
толщины красочного слоя, находящегося
на печатной форме до перехода s,.-. к
толщине красочного слоя на печатном
материале:
SB
(3.31)
На печатный материал с печатной фор-
1
мы постоянно переходит ~ часть
ьраски, находящейся на печатной фоо.ме
Показатель m вычисляют по
формулам, указанным в раз-
деле 3.6.2.5.
Коэффициент заполненно-
сти До представляет собой
отношение поверхности пе-
чатной формы, покрытой
краской, к поверхности
формного цилиндра. До всег-
да меньше единицы или рав-
но ей.
Согласно уравнению
(3.30), процесс выравнива-
ния красочного слоя, проис-
ходящий в данном красоч-
ном аппарате, зависит от
следующих факторов:
— коэффициента запол-
нения формы До;
желаемого изменения
толщины красочного слоя на
печатном материале Лхв,
допустимого отклонения от
выравненного состояния 6sB.
То есть
Дх£ _ — sB°, (3.32)
бх'д = s/j. (3.33)
Чем меньше задается допускаемое
отклонение 6sB, тем больше число отбра-
кованных оттисков Л’л.
Если
dU + dmA$
Л4 = —-------—------
(3.34)
то выражение (3.30) можно представить
в виде
Ду
N 4 = М In —- = Al In L. (3.35)
Здесь М — отношение количества акку-
мулируемой в красочном аппарате кра-
ски к количеству проходящей через него
краски. Отношение AsB:6sB называется
коэффициентом выравнивания L.
Па рис. 3.72 изображена номограмма,
по которой, зная М и L, мы можем оп-
ределять К а — количество оттисков, ко-
торое необходимо отпечатать в ходе про-
цесса выравнивания.
Пример:
Если Ё=20, Л4=40, то Кл = 120.
3.6.2.4. Накат краски
Системы наката краски
Нанесение краски па печатную фор
му осуществляют накатные валики па
средством деления красочного слоя. Ко
Рис. 3.72. Номограмма для определения числа брако-
ванных оттисков Na:
М — отношение количества аккумулируемой в красочном
аппарате краски к количеству проходящей через него крас-
ки; L — коэффициент выравнивания
эффициент передачи краски е накатных
валиков на форму [» близок к единице,
т. е. красочный слой делится примерно
пополам. Обычно для наката использую:
два — четыре валика. Накатные вали щ
последовательно наносят краску на пе-
чатную форму, образхя слой нужной
толщины. Толщина красочного слоя и :
красочных валиках и количество переда-
ваемой каждым валиком на форму кра-
ски зависят от конструкции красочного
аппарата. Накатные валики имеют эла-
стичное покрытие толщиной 10—15 мм.
Для покрытия применяют желатину, ре-
зину и пластмассу (например, полиуре-
тан).
Накатные валики приводятся во вра-
щение силами трепня, возникающими
при контакте с раскатными цилиндрами
и печатной формой, причем этот контакт
обеспечивается динамической связью
Обычно на печатных машинах форма
проходит мимо накатных валиков, кото-
рые вращаются в неподвижных опорах
Лишь в отдельных случаях (например,
на тигельных машинах) накатные валики
движутся относительно неподвижной пе-
чатной формы.
Чтобы на валиках не скапливалась
краска в местах соприкосновения с про-
бельными участками печатной формы,
применяют накатные валики разного
смещены, и их обшее влияние уменьша-
ется. Вводят дополнительные грузовые
раскатные валики, которые способствуют
перемещению накопленной краски.
2. Технологических. По возможности
целесообразно располагают печатное
Рис 3.73. Регулировка при-
жима накатных валиков к
форме:
д) плоскопечатная машина;
б) ротационная машина;
/ печатная форма, 2—накат-
ной валик, 3 — раскатной ци-
линдр
диаметра (см. 3.G.2.4). Усилия прижима
накатных валиков к раскатным цилинд-
рам п к печатей форме можно регули-
ровать раздельно (рис. 3.73).
На скоростных печатных машинах в
большинстве случаев выключение давле-
ния сопровождается отводом накатных
валиков от печатной формы. Валики из
желятино-глицерпновой вальпмассы при
длительных остановках машины нужно
отводить от печатной формы и раскатных
цилиндров, чтобы предупредить их де-
формацию.
Проблемы накопления краски
11а пробельных участках печатного
изображения накатные валики нс пере-
дают краску на форму, из-за чего на
них создаются участки с нетронутым
красочным слоем Раскатной цилиндр нс
успевает выровнять полностью накопив-
шуюся краску, и при дальнейшем вра-
щении валиков опа переходит иа печат-
ную форму в виде слоя увеличенной
толщины (рис. 3.74).
Явление накопления краски в рас-
сматриваемых валиковых красочных ап-
паратах в принципе неустранимо. Однако
влияние накопления краски на качество
печати можно уменьшить принятием не-
которых мер:
1. Конструктивных. Длина развертки
накатного валика берется равной длине
печатной формы (в большинстве случаев
такую конструкцию выполнить нельзя).
Делают несколько накатных валиков раз-
личного диаметра, благодаря чему утол-
щенные слои краски на валиках взаимно
изображение на форме в направлении
качения валиков.
Рис. 3.74. Накопление краски на вали-
ках:
1 — пробельный участок печатной формы; 2 —
накопление краски на валиках; 3 — слой крас-
ки увеличенной толщины на печатной форме
3.6.2.5. Расчет толщины
красочных слоев
Для решения некоторых проблем, на-
ряду с измерением толщины красочных
слоев (см. 3.6.5), необходимо рассчиты-
вать толщину слоя на валиках красочно-
го аппарата.
Сложность расчета толщины красоч-
ных слоев зависит от требований к точ-
ности результата (см. 3.6.2.5). Если в це-
лях уменьшения затрат на вычисление
прибегнуть к известным упрощениям, то
можно вообще определить только сред-
нюю толщину красочных слоев (среднее
значение толщины на части окружности
красочного валика). В большинстве слу-
чаев пол\ чеиные результаты являются
вполне достаточными.
ОН 1
Средние толщины красочных слоев
Расчет средней толщины красочных
слоев можно вести двумя различными
методами. В основу метода Милла поло-
жено составление уравнений-сумм соглас-
но формуле (3.27):
«1 -р $2 “ S-3 4" $4»
Рис. 3.75. Примерная схема расположе-
ния валиков для расчета средней толщи-
ны красочного слоя (с нанесенными но-
мерами и значениями m валиков)
причем требуется составить такое урав-
нение для каждого места разделения
слоев. Получается система уравнений, в
которых столько неизвестных, сколько
мест деления краски в красочном аппа-
рате.
По методу, разработанному Рудером,
расчет толщины красочных слоев в кра-
сочном аппарате упрощается. В основу
расчета положены следующие допуще-
ния:
— Имеет место установившийся режим
работы красочного аппарата (см. 3.6.2.3):
подаваемое за один рабочий цикл в кра-
сочный аппарат количество краски равно
количеству краски, переходящему на пе-
чатный материал.
— Подача краски происходит непрерыв-
но. Колебания толщины слоя (например,
вследствие проскальзывания качающегося
передаточного валика) расчетом не учи-
тываются. Расчет ведется для средних
толщин красочных слоев на частях ок-
ружностей валиков.
— Поток краски, проходящий по валику,
образуется в результате разности толщин
S, и S, ,
max mln
— Коэффициент передачи Р=1.
Расчет средних толщин красочных
слосв ведут для определенной схемы
валиков красочного аппарата (рнс. 3 75)
Все валики, находящиеся на пути основ-
ного потока краски, и формный цилиндр
обозначаются порядковыми номерами,
начиная с формного цилиндра. Их номе-
ра подчеркнуты. Все остальные валики
получают обозначение в соответствии с
их положением в ответвлении цепи ва-
ликов. Накатные валики, которые всегда
обозначают одинаковым номером, снаб-
жают также буквами а, />, с..., начиная
с последнего. Валики с одинаковым но-
мером образуют так называемое «попе-
речное сечение» (например, все накатные
валики). Протекающее через одно «по-
перечное сечение» количество краски ха-
рактеризует коэффициент разветвления
потока краски рр.
(3.36)
По Рудеру толщина красочного слоя
на валике
s(-=«в(67-ЬЯо7Л,), (3.37)
где Si — толщина красочного слоя на ва-
лике i; sB— толщина красочного слоя
па печатном материале; О — коэффициент
перехода краски (см. 3.6.2.3); Ао—ко-
эффициент заполненности (см. 3.6.2.3);
mt — коэффициент для расчета средних
толщин красочных слосв иа частях ок-
ружности валика I.
Предполагается, что величины sB, О
и Ао уже известны из уравнения (3.37).
толщина красочного слоя на печатной
форме до перехода краски
sP =s U, (3.38)
Г ma х “
а толщина красочного слоя после перехо-
да краски на печатный материал равна
sF =sr(U-A0). (3.39)
inIn ° 4
Отсюда получаются исходные значения
тр =0 и Шр —— 1.
max mJ л
Расчет по этому методу ведут в такой
последовательности:
1) вычерчивают схему валиков;
2) вычерчивают основной поток краски;
3) обозначают валики
4) определяют коэффициенты разветвле-
ни я потока и значений т для всех вали-
ков;
5) составляют определяющие уравнения
согласно уравнению (3.37);
6) вычисляют соответственные толщины
красочных слоев.
Пример. Расчет средних толщин красоч-
ного слоя на валике Зс/З (рис. 3.75).
Дано. Ло=0.7; У = 3.5; хв=1 мкм.
Отсюда
5 5 - _ 1
~ 2 ’ 3 J2 J2
Расчетные коэффициенты разветвле-
ния полностью справедливы только в
Рис. 3.76 Упрощенная
слоев с двумя разными
схема расположения валиков и график толщин красочных
коэффициентами заполненности Ао:
в. — толщина красочного слоя на валике T, мкм: s —толщина красочного слоя на печатном
I а
материале; л=\ ; s' s.
1 mix zmln
Поток краски на валике 4 делится на
две ветви. Вследствие этого к печатной
форме краска течет ветвями /, н /2. По-
скольку накатные валики располагаются
симметрично по отношению к раскатному
цилиндру, количество краски в обеих
ветвях одинаково. С накатных валиков
на печатную форму поступает соответст-
в'ино /,/2. /,/2. /2/2 и /2/2 краски. При
nip =0 и iiir =— 1. с учетом ра-
ит i х min
венета (3.36):
случае, если Ао=1. Поскольку формный
цилиндр имеет выемку для крепления
печатной формы, а печатная форма не
вся заполнена печатающими элемента-
ми, то Ао<1. Поэтому действительное
распределение красочного потока отлича-
ется от теоретического. При /11 = 0,62
отклонение коэффициентов разветвления
от теоретических значений составляет
I 1 % общего количества краски Значе-
ния коэффициента т для частей окруж-
ностей валика Зс/З:
— 71 — 72 = — 1.
m3c/3max — ~Jl + 472 —
Из равенства (3.27) находят значе-
ние т для отдельных частей печатной
формы;
Аналогично этому находят значение
т, начиная с накатных валиков, и над-
писывают их над соответствующими ва-
ликами. Для места контакта валиков 4
и Зс/1 (рис. 3.75) получают соотноше-
ние
т 2/1 = — 71 + 57.'.
5 12 7
~ 8 +-8-==V’
5
тзс/з , = ~ 7'1 + ЗЛ = — ~ +
‘ tnln О
валике тхо-
Толщины слосв на этом
тят по уравнению (3.37)-
и
•'•зг/з,1,1п=1-(з.5+0,7.-^)=3,85.
Результат: части окружности валика
Зс/З (рис. 3.75) имеют красочные слои
толщиной 4,11 мкм и 3,85 мкм.
На рис. 3.76 с простым расположе-
нием валиков толщины красочных слоев
представлены в виде ступенчатых графи-
ков при коэффициентах заполненности
Ло=1 и при До=О,5. Здесь очень хоро-
шо видно уменьшение толщин красочных
слоев, которое в принципе наблюдается
в красочных аппаратах с валиками. Тол-
щины красочных слоев на валиках вбли-
зи формного цилиндра всегда меньше, че
на валиках, находящихся вблизи дуктор-
ного цилиндра. На рис. 3.76 прямоуголь-
никами, показанными жирной линией,
обозначены количества краски, которые
переходят за один оборот формного ци-
линдра с валика на валик по направле-
нию к печатному материалу.
Распределение толщин красочных слоев
Еще один метод расчета позволяет
определять дискретные толщины красоч-
ных слоев на всех валиках красочного
аппарата, на печатной форме (плашке)
и на печатном материале. Окружности
всех валиков анализируемого красочного
аппарата делят па небольшие участки
(дуги) и для каждого участка составля-
ют систему уравнений, из которых нахо-
дят толщины слоев краски на соответст-
вующих валиках. Полученные значения
являются начальными толщинами кра-
сочных слоев при следующем повороте
этих валиков и их дуг. Для применения
этого расчетного метода требуется ис-
пользовать электронно-вычислительную
машину.
В основу приводимого ниже упрощен-
ного метода расчета положены следую-
щие допущения:
— все валики вращаются без про-
скальзывания;
— влиянием осевого раската пренеб-
регают;
— коэффициент передачи краски р —
постоянное число.
Основная модель состоит из пары ва-
ликов (рис. 3.77). Оба валика разделены
на дуги одинаковой длины. Количество
дуг на каждом валике представляет
собой целое число. Перед кон-
тактом валик I несет на себе слой краски
толщиной si (71), а валик II—sn (ill).
Если валики вращаются друг другу
навстречу, то после контакта слои краски
204
разделяются, и на валиках окажутся
слои толщиной
Si(H ) и sji(ill).
Индекс i обозначает место на окруж-
ности валика, а индекс / — число обка-
тываний валика. Если для упрощения
вычислений принять коэффициент пере-
дачи Р = 1 (см. Деление краски на слои),
получим следующие уравнения:
«I (Д)Д = «и (ДГ)Д| (3.40)
si ('I)/i + S|i (ill); [I—S| (il)yi + S|| (ill);n
Рис. 3.77. Основная модель для расчета
дискретных толщин красочных слоев
Полученные в результате расчета тол-
щины красочных слоев используют за-
тем в качестве начальных условий для
следующего оборота. Тогда
Si (il);l+l=5i ('Од (3.42)
«п (iID;n+i= sn (iH)/u- (3.43)
С помощью вычисленных дискретных
значений толщин слоев можно вычертить
функцию s (<р) в виде ломаной (<р — угол
поворота). Точность расчета можно по-
высить, увеличивая число дискретных
шагов, но пропорционально этому уве-
личению возрастут и затраты времени
на вычисление.
В качестве начального условия для
первого оборота целесообразно принять
постоянную толщину красочного слоя.
Если начать расчет с s = 0, то можно мо-
делировать пусковой режим работы кра-
сочного аппарата (процесс выравнива-
ния см 3.6.2.3), до тех пор, пока не
установится стационарный режим.
3.6.3. Красочные аппараты для
маловязких печатных красок
Для работы на жидких красках (вяз-
кость 0,025—0,075 Па-с) во всех маши-
нах флексографской печати и в некого-
рых машинах глубокой печати применя-
ют тоже красочные аппараты, состоящие
из валиков. Они устроены в принципе
проще, чем такие аппараты для высоко-
вязких красок (см. 3.6.2.1). Красочные
аппараты для маловязких красок совсем
не имеют раскатную группу валиков, в
которой нет необходимости из-за свойств
применяемых красок или из-за использо-
вания дополнительного ракеля.
Красочные аппараты для маловязких
красок имеют краскоподаюшую и краско-
накатную группы. В простейшем случае
эти группы могут быть объединены в
одну.
Различные формы исполнения аппара-
тов можно отнести к двхм видам, о ко-
торых будет подробнее рассказано в
разделах 3.6.3.1 и 3.6.3.2.
3.6.3.1. Красочные аппараты
с валиками
Красочные аппараты с подачей мало-
вязкой краски валиками применяют толь-
ко в машинах флексографской печати.
Они обычно состоят нз двух-трех ва-
ликов, один нз которых погружен в кра-
Рис. 3.78. Красочный аппарат машины
флексографской печати:
/ — формный цилиндр: 2 — накатной валик;
3 — погруженный валик; 4 — красочное коры-
то с краской
сочный ящик, а второй служит для на-
ката краски (рис. 3.78). Такое исполне-
ние обусловлено применяемыми печатны-
ми красками и скоростью печатания При-
менявшиеся ранее некроющие спирто-
растворимые анилиновые краски не со-
держали красочного пигмента. Дозиров-
ка подаваемого красочного раствора
происходила за счет усилия нажима кра-
сочных валиков, обтянутых резиной, ко-
торые вращались со скоростью, равной
скорости вращения формного цилиндра.
В настоящее время для флексографской
печати применяют кроющие пигментосо-
держащие краски. Для закатывания пе-
чатной формы равномерным слоем такой
краски требуется заменить резиновый
валик металлическим накатным валиком
с хромовым покрытием, поверхность ко-
торого снабжена углубленной сеткой
(растровыми ячейками с лиииатурой
растра 40—80 лин/см).
Часто погруженный в краску подаю-
щий валик вращается со скоростью в
3 раза меньшей, чем скорость вращения
накатного валика. Достигаемый благода
ря такому соотношению скоростей эф-
фект делает возможным реги шрование
подачи краски, способствует равномерно-
сти красочного слоя и уменьшает явле-
ние разбрызгивания краски при высоких
скоростях печатания (150 м/.мин и вы-
ше). Боковые сбрасыватели возвращают
в красочный ящик излишнюю краску,
которая стекает с торцов красочных ва-
ликов. С целью уменьшения испарения
летучего растворителя из краски, а так-
же для защиты от разбрызгивания кра-
сочный ящик с погруженным валиком
покрывают кожухом Чтобы при длитель-
ной остановке машины краска на вали-
ках не затвердевала и не склеивала их.
на новых флексографских машинах при
перерывах в печатании формный ци-
линдр автоматически выводится из кон-
такта, а валики красочного аппарата
продолжают вращаться.
3.6.3.2. Красочные аппараты
с подачей краски валиками
и применением ракеля
В красочных аппаратах этого типа
ракель применяют также для дозирова-
ния красочного слоя.
Удаление краски ракелем в зависи-
мости от способа печати осуществляется
с печатной формы (после нанесения кра-
ски) или с красочного валика (перед
нанесением краски на печатную форму).
При глубокой печати ракель снимает из-
быток поданной на форму краски неза-
долго до вхождения в зону печатания
Валики в этом красочном аппарате вы-
полняют лишь вспомогательную функ-
цию, смачивая печатную форму краской
и предварительно дозируя наносимый
красочный слой. Подача и накат краски
происходят либо непосредственным по-
гружением накатного валика и краску
(рис. 3.79), либо омыванием накатного
валика краской, поток которой подается
по трубе вблизи места выхода валика из
зоны контакта (рис. 3.79).
Накатной валик, в большинстве слу-
чаев вращающийся от привода, покрыт
эластичным резиновым слоем пли чех-
лом из ткани. Ракельный нож толщиной
0,1—0,15 мм изготовлен из стали и уста-
навливается с наклоном под углом 45—
90° к формному цилиндру, прижимаясь
к нему под действием механического,
пневматического устройства или силы
тяжести. Для предупреждения полоше-
ния иа оттисках и для равномерного из-
носа ракель, как и раскатные цилиндры
чатную форму. В качестве накатного
здесь необходим валик с растровыми
ячейками, как в 3.6.3.1. Валик либо по-
гружается непосредственно в печатную
краску, находящуюся в корыте (рис.
3.80), либо получает краску с особого
Рис. 3.79. Красочные аппараты
машин глубокой печати с на-
катным валиком:
а - погруженный в печатную крас-
ку накатном валик; б — накатной
валик, омываемый печатной крас-
кой; 1—формный цилиндр, 2 — ра-
кель, 3 — накатной валик, 4 — кра-
сочное корыто с печатной краской
красочного аппарата, совершает возврат-
но-поступательное движение с регулируе-
мым ходом.
i ек как краски для глубокой печати
содержат легко испаряющиеся раствори-
тели (ксилол, толуол, бензин — см. 1.4.2),
то красочные аппараты из соображений
охраны труда, с целью предупреждения
взрывов и ради экономичности заключа-
Рис. 3.80. Красочный аппарат машины
флексографской печати с сетчатым ва-
ликом и ракелем:
/ — формный цилиндр; 2 — накатной сетча-
тый валик; 3 — ракель; 4— красочное корыто
с краской
ют в герметичные корпуса и подключа-
ют к вытяжной системе с рекуперацией
растворителя. Кроме красочного корыта,
в красочном аппарате имеется резервуар
для запаса краски, который часто поме-
щается рядом с печатным аппаратом.
Чтобы на краске не образовывалась
пленка, чтобы краска не накапливалась
на валиках и сохраняла постоянную кон-
систенцию, между резервуаром и кра-
сочным корытом происходит непрерыв-
ная циркуляция краски, причем краска
проходит через фильтр.
При флексографской печати пигменти-
рованными красками на некоторых ма-
шинах тоже применяют ракель, который
дозирует краску, но снимает ее с накат-
ного валика перед накатыванием на пс-
обрезиненного валика, погруженного в
краску.
Герметизация красочного аппарата и
отвод формного цилиндра при останов-
ках машины в этом случае необходимы
так же, как и в машинах с безракельны-
ми красочными аппаратами (см. 3.6.3.1).
3.6.4. Особые системы подачи
краски
При некоторых способах печати уст-
ройство, выполняющее дозированное на-
несение краски па печатную форму, на-
столько простое или же настолько тесно
связано с печатным процессом, что его
уже нельзя назвать красочным аппаратом
в обычном смысле этих слов. Поэтому
лучше называть такое устройство краско-
подающей системой.
По типу применяемых печатных кра-
сок и ио способу печатания различают
несколько особых систем подачи краски,
почти все из которых нс имеют валиков.
3.6.4.1. Краскоподающие
системы для высоковязких
печатных красок
При трафаретной печати, так же как
и при высокой п офсетной печати при-
меняют высоковязкис печатные краски
(см. 1.4.7 и 3.3.3). Однако при трафа-
ретной печати не происходит дозирова-
ния подачи краски на печатную форму,
которая здесь состоит из трафаретной!
сетки с открытыми и закрытыми ячейка-
ми. Резиновый ракель продавливает кра-
ску через открытые ячейки трафарета
прямо на печатный материал.
Собственно краскоподающая система
трафаретной печатной машины состоит
нз сетчатой печатной формы, на которой
находится некоторое количество краски
и ракеля. Процессы подачи краски и пе-
чатания происходят одновременно при
относительном перемещении двух частей
этой системы (см. 3.3.3). Системы раз-
личной конструкции построены по трем
принципиальным схемам (см. табл. 3.4).
Получаемые способом трафаретной
печати красочные слои на материале го-
раздо толще, чем при печатании другими
способами. Толщина красочного слоя
зависит от толщины трафарета и трафа-
ретной ткани.
3.6.4.2. Краскоподающие системы
для маловязких печатных красок
Наряду с описанными в 3.6.3.2 кра-
сочными аппаратами, которые имеют ва-
лики и ракель, в машинах глубокой пе-
ча । и применяют также краскоподающие
системы с ракелем и без валиков. В са-
мой простой системе формный цилиндр
Рис. 3.81. Краскоподающая система по-
гружного типа на машине глубокой пе-
чати:
1 — формный цилиндр; 2 — ракель; 3 — кра-
сочное корыто
непосредственно погружен в печатную
краску, которая находится в красочном
корыте (рис. 3.81). Процесс удаления
лишней краски ракелем происходит так,
как это было описано в 3.6.3.2.
Кроме этой, давно известной системы
подачи краски часто применяют системы,
в которых происходит постоянное омы-
вание формного цилиндра краской в ме-
сте, расположенном за зоной печатания
(как на рис. 3.79). Роль накатного вали-
ка здесь может выполнять дополнитель-
ный подвижный ракель.
Иногда в одной краскоподающей си-
стеме используются оба принципа: по-
гружение и омывание формного цилинд-
ра.
Относительно ракеля, герметизации
отвода паров растворителя и циркуля-
ции краски между корытом и резервуа-
ром см. 3.6.3.2.
3.6.4.3. Системы подачи
порошкообразной краски
При электрографических способах пе-
чатания, которые основаны на использо-
вании сил статического электричества и
фотопроводимости некоторых полупро-
водниковых материалов, применяют су-
хие краски в виде порошка. Они состоят
из нескольких компонентов, имеют осо-
бые физические свойства и служат для
сухого проявления скрытого электроста-
тического изображения, получаемого фо-
тографическим путем. Отсюда происходит
и название одной из разновидностей
этого способа — ксерографии (xeros —
по-гречески — сухой).
Полупроводниковый слой может на-
ходиться на промежуточном носителе
(печатной форме) или же прямо на пе-
чатном материале (бумаге). Красящий
порошок, который еще предстоит закре-
пить на печатном материале под воздей-
ствием тепла или паров растворителя,
наносится различными способами в зави
симости от типа применяемого устрой-
ства.
В устройствах, в которых используют
промежуточные носители, обычно принят
каскадный способ нанесения порошка.
Красящий порошок на смоляной основе
(тонер) под влиянием электростатиче-
ского заряда притягивается к носителю,
который состоит из малых стеклянных
шариков, покрытых слоем пластмассы
При прокатывании по заряженному
изображению тонер под действием элект-
ростатического притяжения переходит
на скрытое изображение, и образуется
видимое порошковое изображение, кото-
рое можно переносить на другую основу
(см. 2.7.2).
У работающих непрерывно ксерогра-
фических аппаратов барабанного типа
специальный механизм автоматически
наносит порошок на экспонированный
полупроводниковый слой (рис. 3.82)
Кроме каскадного способа для сухого
проявления применяют еще способ н:ше-
сения при помощи магнитных щеток и
аэрозольный способ. Кроме того, сущест-
вует еще и жидкостное проявление изоб-
ражения.
Другой областью применения порош-
кообразных печатных красок является
бронзирование металлическим порошком.
При бронзировании вначале обычным
(чаще всего офсетным) способом печата-
ют на материале высоковязкой клейкой
грунтовой краской. Бронзовый порошок
Рис. 3.82. Краскоподающая система не-
прерывно работающей ксерографической
печатной машины:
I — барабан с полупроводниковым покрытием;
2 — красящий порошок
наносят на грунтовую краску в специ-
альной бронзпровальной машине, кото-
рая присоединена к печатной машине.
Краскоподающая система бронзироваль-
ной машины наносит порошок на пред-
варительно запечатанный материал. .Ча-
шина состоит из бронзировалыюго уст-
ройства и устройства удаления порошка.
Нанесение порошка происходит дозиро-
ванно из резервуара одним или несколь-
кими накатными валиками. В резервуаре
имеется персмешиватель порошка. Расти-
рочные цилиндры, совершающие осевое
возвратно-поступательное движение, при-
катывают бронзу к грунту. Излишки
бронзового порошка счищают непре-
рывно движущиеся ремни и валики
(рис. 3.83)
3.6.5. Измерение толщины
красочного слоя
Способы измерения толщины красоч-
ного слоя делятся на механические, опти-
ческие, электрические и радиоактивные.
В табл. 3.19 перечислены основные спо-
собы измерения.
Рис. 3.83. Схема бронзиро-
вальной машины:
I — резервуар с бронзовым по-
рошком: 2 — накатные валики;
3 — растирочные цилиндры; 4 —
пылеудаляющие ремни; 5 —
пылеудаляющий валик; 6 — ре-
зинотканевая пластина
Таблица 3.19.
Методы измерения толщины красочного слоя
Me юл, прибор Вил Пределы, мкм Точность Прилснсние
Измерение вдавли- ванием шарика Статический <10 ±10% Лабораторный
Курвиметр » 10-33 ±2 мкм х>
Метод светового сечения Интерференцион- ный См. метод 0,5—5 светового се ±0,2 мкм чепия
Измерение в прохо- дящем свете Статико- динамический В зависи- мости от пе- чатной крас- ки ±0,1 мкм Лабораторный (применение в про- изводстве ограни- ченно)
Измерение в отра- женном свете То же 0,5—5 •+ 0,2 мк : То же
II/'идчлжение тас i 3 19
Me’от, прибор Вит Пределы, мкм Точное 1ь П1 и менонне
Измерение с по- мощью микроэлемен- тов Статико-ди- намически ii Пег 3 1"о Лабораторный при особых услови- ях
Л хсорбцнопнын То же >0,1 : 2% Лабораторный
Метод обратного рассеяния >и,з ±3"., Лабораторный, пропзво 1СТВСННЫЙ
Гравиметрический Статический Нет ±0,1 мг на 1 г м2 Лабораторный
3.6.6. Расчет расхода краски
Расход краски в печатном процессе
вычисляют по формуле
44 — ХдАдр/У + Л4[/, (3.44)
где М — масса (расход) краски, г;
41г—потеря краски, г; Sb — толщина
красочного слоя на печатном материале,
см; Ad—запечатанная поверхность, см2;
\: — количество оттисков; р — масса пе-
чатной краски, г/смэ.
Однако на практике почти невозмож-
но произвести точный предварительный
расчет расхода краски. Это связано с
тем. что:
1. Печатные краски имеют различною
массу.
2. Часто нельзя точно измерить площадь
запечатанной поверхности.
3. Толщина красочного слоя на печатном
материале зависит от следующих факто-
ров:
— характер поверхности печатного ма-
териала (гладкость и впитывающая спо-
собность) .
— способ печати;
— концентрация красящего пигмента;
— давление печатания.
Масса печатных красок р равна 1 —
2 г/см3. По массе различают печатные
краски (г/см3):
Легкие.................... 1-1,3
Нормальные . . . 1,3—1,5
Тяжелые . .......... более 1,5
Запечатанную поверхность Ad, есл 1
оттиск не имеет ярко выраженных пла-
шек, оценивают визуально. Толщина кра-
сочного слоя на печатном материале в за-
висимости от способа печати (см 3.3.1>
может колебаться в пределах 1—80 мкм
Потерю краски во время переходного"
режима работы красочного аппарата
принимают равной 100—300 г, в зависи-
мости от формата машины. Табл. 3.2O
содержит примерные значения расхода!
краски.
Таблица 3.20.
Средний расход краски при печатании плашек
1'еча.ный материал Средний расход краски, гм2
Вы< окай иечан. Офсетная меча 11> Глубокая пе- чать Флексографская нечап» 1 рафаро।иля печа । и
Л С Г Л С т Би п
Металл, пластмасса и др. Бумага для художест- венных изданий Хромовая бумага Автотипная бумага Картон «хром-эрзац» Офсетная бумага Книжная б\мага 1,8 2,4 3,0 3,8 4,4 4,8 5,2 2,2 3,2 4,3 5,0 5,3 5,8 6,3 3,0 4,6 5,8 6,8 7,8 8,5 9,4 1,6 2,2 2,8 3,4 3,8 4,2 4,6 2,0 2,8 3,8 4,3 4,8 5,2 5,7 2,8 4,0 5,2 6,0 6,5 7,0 7,5 1-6 3-5 6—7 60-89
3.7. Увлажняющие аппараты
3.7.1. Назначение увлажняющих
аппаратов
Эффект контрастности в офсетной пе-
чати достигается различием химико-фи-
1ИЧССКИХ свойств гидрофильных и гид-
рофобных участков печатной формы.
Для достижения этого эффекта требует-
ся на гидрофобные участки печатной
ф< рмы наносить краску, а на гидрофиль-
ные — влагу. Эту задачу — увлажнены:'
печатной формы — и должен выполнять
увлажняющий аппарат офсетной печат-
ной машины. Надлежащее снабжение
печатной формы увлажняющим раство-
ром имеет решающее значение для каче-
ства печатной продукции (см. 3.9.2.1).
Требования, предъявляемые к увлаж-
няющему аппарату.
— нанесение увлажняющего раствора
на свободные от краски участки печат-
ной формы гонким равномерным слоем;
— отсутствие механического воздей-
ствия на печатную форму;
— поддержание постоянного количе-
ства передаваемой влаги пропорциональ-
но скорости печатания;
— дозирование подачи увлажняющего
раствора на всю печатную форму и (по
возможности) на отдельные участки
формы.
Принципиальные схемы увлажняющих
аппаратов часто применяемых типов изо-
бражены на рис. 3.84—3.89.
Рис. 3.84. Увлажняющий аппарат с пре-
рывистой подачей раствора:
/ — дукторный цилиндр; 2 — передаточный в i-
лик; 3—накатной валик
Рис. 3.85. Увлажняющий аппарат с не-
прерывной подачей раствора:
/—дукторный цилиндр; 2 —дозирующий ва-
лик; 3 — накатной валик; 4—раскатной ци-
линдр
3.7.2. Конструкция увлажняющих
аппаратов
По конструкции и принципу действия
увлажняющие аппараты можно разделить
на следующие группы (см. схему 3.3).
Назначение отдельных узлов
увлажняющих аппаратов
Подача увлажняющего раствора. Для
равномерного снабжения печатной фор-
мы увлажняющим раствором уровень
жидкости в корыте должен быть всегда
<510
постоянным. Этого достигают при помо-
щи насосов, принудительно подающих
раствор из резервуаров в корыта. Усо-
вершенствование конструкции увлажня-
ющего аппарата идет в направлении
централизации подачи раствора из обще-
стковый дукторный цилиндр). Дозирова-
ние передаваемого к тличсства увлажняю-
щего раствора осуществляется регулиро-
ванием скорости вращения дукторного
цилиндра.
Рис. 3.86. Увлажняющий аппарат без
дукторного цилиндра с непрерывной по-
тней раствора:
I щеточный валик; 2 — направляющая плас-
тика; 3 — хромированный цилиндр; 4 — на-
катной валик
<> резервуара во все корыта увлажняю-
тих аппаратов машины, благодаря чему
легче сохранять состав раствора по-
стоянным.
Позирование увлажняющего раствора
Увлажняющий раствор из корыта захва-
Рис. 3 87. Увлажняющий аппарат с пе-
редачей раствора через красочный ап-
парат типа Дальгрен:
I дукторный цилиндр; 2 — дозирующий па-
лик; 3 — красконакатной валик; 4 — краски
риска гной цилиндр
гывается дукторным цилиндром. В обыч-
ных увлажняющих аппаратах дукторпьн
цилиндры покрыты слоем мягкой рези-
ны. а сверху—тканевым чехлом (nt
фланели или бязи). В увлажняющих ап-
паратах, в которых применят гея спирто-
вой раствор, дукторные цилиндры имеют
металлическую поверхность или покрыть;
резиной. Вращение дукторного цилиндра
может быть периодическим или непре-
рывным. Функцию качающегося переда-
точного валика в некоторых увтажня-
юших аппаратах выполняет дукторный
цилиндр, который в сечении имеет форму
многоугольника (кулачковый или лепе-
Рис. 3.88. Увлажняющий аппарат с по-
дачей раствора разбрызгиванием:
/ —сетчатый барабан; 2—воздушные ила:
J регулирующая заслонка
Известны также конструкции, в кото-
рых предусматривается зональное дози-
рование слоя увлажняющего раствор!
так. например, удаление влаги с опреде-
ленных мест печатной формы воздушный
Рнс. 3 89. УвВежияюший аппарат с воз
душным ракелем (типа Муллен):
/ — вллгоня катион валик; 2 — красконакзтной
валик; 3— камера нагнетания; 4 — с/Катый
воздух; 5 — отсасываемый воздух
ракелем (струей воз iv\j) пли дозирова-
ние влаги эксцентричными р тликами.
Передача увлажняющего раствора на
печатную форму. Число накатных вали-
ков увлажняющего аппарата невелико.
Обычно имеются о ши два валика, об
тянутых тканью или покрытых резиной
(см. 3.7.3) и. чаше всего, один .т.сталли
веский раскатной цилиндр.
Вес обтянутые тканью валики мстч-
нааливаются в увлажняющем аппарате
Схема 3.3. Классификация увлажняющих ап.г лагов
Увлажняющие аппараты
Контактные
Бесконтактные
Контакт
г печатной
формой
Контакт с
красочным
аппаратом
Конденсация
влаги
Разбрызгивание
"Воздуш-
ный ра-
кель"
Прерывистая
подача
увлажняющего
эаствора
Система
Дальгрен
из пара
форсунками
на охлаждаемой
печатной форме
в электро-
статическом
поле
Непрерывная
подача
увлажняющего
эаствор3
Система
г идроколор
так, чтобы их легко можно было заме-
нять при загрязнении.
Для ориентировочного расчета объем-
ного расхода увлажняющего раствора
служат уравнения (3.45) и (3.4С). Тре-
бующиеся для расчета значения толщины
слоя можно определять при помощи при-
боров согласно 3.7.5
Объем увлажняющего
pa V в аппарате
с прерывистой подачей:
л1>!
Z
с непрерывной подачей:
V — лЬ .djjui.
раство-
(.3.45)
(3.46)
где ЬГ) — длина дукторного ци-
линдра; dD — диаметр дукторного
цилиндра; Z,— число зубьев хра-
пового колеса; Z,, — число зубьев
за один ход дукторного цилиндра;
s — толщина слоя увлажняющего
раствора; п— число оборотов.
3.7.3. Увлажнение печатной
формы
Увлажнение печатной формы в
обычных увлажняющих аппаратах
(рис. 3.84 — 3.89) происходит пе-
ред контактом ее с красочными на-
катными валиками. В аппаратах,
работающих по принципу Даль-
грена (рис. 3.87), увлажняющий
раствор (замененный изопропило-
вым спиртом) вместе с краской
наносится на печатную форму пер-
вым накатным валиком красочно-
го аппарата.
Соблюдение правильной подачи
требуемого количества и рекомен-
дованного состава увлажняющего
раствора играет важную роль в
протекании процесса увлажнения.
Рас-
ход 1'влажняющего раствора как специ-
фическая характеристика печатного про-
цесса на конкретной печатной машине
зависит от следующих факторов:
— гип и характер печатной формы;
— глубина неровностей и характер
верхности печатной формы;
— состав увлажняющего раствора;
по-
— относительная площадь печатающих
элементов на форме;
— способ подачи увлажняющего рас-
твора;
— размер и конструкция увлажняющего
аппарата;
— скорость печагания;
— влажность и температура воздуха.
Исследования расхода увлажняющего
раствора на офсетных печатных маши-
нах показали, что зависимость между
увеличением угла поворота дукторного
цилиндра и ростом расхода увлажняю-
Рис. 3.90. Зависимость расхода увлажняющего
раствора и допустимого отклонения потребно-
сти в увлажняющем растворе от площади печа-
тающих элементов формы:
/ — тканевый чулок; 2 — ход дукторною цилиндра;
2' — поле допуска: 3 — оптимальная кривая; 4 — оф-
сетная резинотканевая пластина; 5, 6, 7,8,9— со-
ответственно 2=5. 2 = 6. 2=7. 2 = 8. 2 = 9 — число
зубьев, на которые поворачивается дукторный ци-
линдр
щего раствора не имеет линейного ха-
рактера (рис. 3.90). Однако существует
прямая зависимость расхода увлажняю-
щего раствора от относительной площа-
ди печатающих элементов на печатной
форме.
О роли баланса краска — влага сре-
ди всех остальных факторов, оказываю-
щих влияние ня печатный процесс, ю
сих пор известно немного. Этот баланс
может в известных пределах изменяться,
не оказывая вредного влияния на печат-
ный процесс. В схеме 3.4 перечислены
главные факторы, оказывающие влияние
на баланс краска — влага. Взаимодейст-
вие этих факторов в печатном процессе
Схема 3. 4. Основные факторы, влияющие на баланс краска — влага
в настоящее время еще недостаточно
изучено.
Влияние, оказываемое увлажняющим
раствором на толщину красочного слоя
и растекание краски, показано на
рнс. 3.91.
Так как в общем случае печатающие
элементы расположены по ширине пе-
чатной формы неравномерно, увлажняю-
3.7.4. Состав увлажняющего
раствора
3.7.4.1. Поверхностные явления
В процессе печа гания увлажняющий
раствор взаимодействует как со свобо i-
ными участками поверхности металла на
печатной форме, так и с краской, нане-
Рнс. 3.91. Влияние увлажняющего раствора на толщину красочного слоя на форме
и растекание краски
шие аппараты применяющихся до на-
стоящего времени типов не обеспечива-
ют оптимального увлажнения печатной
формы по всей се ширине.
Увлажняющие аппараты с валиками,
обтянутыми тканью, обладают большой
влагоем костью и в состоянии обеспечи-
вать выравнивание подачи влаги. Однако
они имеют следующие техното!ические
недостатки:
1. Они наносят на печатную форму
больше увлажняющего раствора, чем
это нужно для печатного процесса;
вследствие этого происходит усиленное
эмульгирование краски и повышается
переход увлажняющего раствора па пе-
чатный материал с отрицательны-
ми последствиями для качества отпе-
чатков.
2. Материал обтяжки валиков недо-
статочно стоек к истиранию; частицы его
загрязняют печатную форму и резино-
тканевую пластину, что вызывает чаегые
остановки машины, затрудняет печата-
ние и снижает производительность.
Для устранения этих недостатков ув-
лажняющие валики стали покрывать по-
лосами пергамииовой бумаги, наматыва-
емыми на валики по спирали (покрытие
Plast-o-damp), или чехлами (покрытие
фирмы ЗМ/.
сенной на печатающие участки формы.
Эго взаимодействие, известное в специ-
альной литературе как поверхностное на-
тяжение на границе раздела фаз, обьяс-
няется тем, что молекулы вещества на
поверхности раздела двух фаз подверга-
ются действию сил, иных, нежели силы,
действующие внутри каждой фазы.
Поверхностным натяжением называ-
ется взаимодействие молекул граничной
поверхности с молекулами газовой фазы
Поверхностное натяжение чистой во-
ды при температуре 20° С равняется
72,75-10~5 Н/см. Под влиянием поверх-
ностного натяжения поверхность свобод-
ной жидкости стремится уменьшиться
до минимума, сделаться сферической От-
нако на печатную форму увлажняющий
раствор подается тонким, равномерно
распределенным сплошным слоем, что
достигается за счет растекания жидкости
(особый случай адгезионного смачивания
при краевом угле а--О0. см. 2.7.1).
Для растекания увлажняющего рас-
твора необходимо уменьшить поверхно-
стное натяжение, но при этом уменьша-
ется также разность поверхностного
натяжения между увлажняющим рас-
твором и краской, что приводит к оси-
ленному эмульгированию печатной кра-
ски с водой.
3.7.4.2. Добавки к увлажняющему
раствору
Основной частью увлажняющего рас-
твора является водопроводная вода.
Введение в раствор некоторых веществ
изменяет в требуемую сторону как вели-
чину pH так и поверхностное натяже-
ние увлажняющего раствора.
Поверхностное натяжение увлажняю-
щего раствора снижается при добавле-
нии поверхностно-активных веществ
Рис. 3.92. Зависимость поверхностного
натяжения раствора, содержащего изо-
пропиловый спирт с водой, от концент-
рации спирта
(в ГДР применяют смачиватели F-905.
1-2-710, некаль, спирт и т. п.). Чтобы пре-
дотвратить течение пробельных участков
изображения, в увлажняющий раствор
добавляют в небольшом количестве кис-
лоты, соли фосфорной кислоты, бихро-
магы, гуммиарабик, карбоксимстилцсл-
люлозу и др. Увлажняющие растворы с
этими добавками лучше смачивают пе-
чатную форму, но в то же время они
оказывают влияние на закрепление и
эмульгирование печатной краски. Часто
к раствору добавляют еще вещества, ко-
торые предупреждают изменение pH
вследствие растворения мелового покры-
тия бумаги. Обычно для печатания оф-
сетным способом применяют бумагу с
pH = 5—7.
Добавление спирта к увлажняющему
раствору получило широкое распростра-
нение в США в связи с применением
увлажняющего аппарата Дальгрена
(рнс. 3.87), Спиртовая добавка, благода-
ря дипольному характеру воды и дей-
ствию сил дисперсии, ослабляет сцепле-
ние молекул и, следовательно, уменьша-
ет поверхностное натяжение (рис. 3.92).
Применение водно-спиртового раствора
дает следующие преимущества'.
1. Благодаря меньшему поверхностно-
му натяжению толщина слоя увлажняю-
щего раствора на печатной форме умень-
шается, а вследствие быстрого испарения
спирта в краску и на запечатываемый
материал попадает меньше влаги.
2. Благодаря применению валиков
без покрытия увлажняющие аппараты
менее инерционны и легче смываются
3. Меньше загрязняется офсстая ре-
зинотканевая пластина.
4. Благодаря быстрому достижению
баланса краска — вода меньше печатных
листов идет в брак.
5. Сокращается время сушки красок
на запечатанном материале, уменьшается
накопление растворяющихся в воде час-
тиц мелового покрытия бумаги на по-
верхности резинотканевой пластины и и i
печатной форме.
Недостатки спиртового увлажняюще-
го раствора:
1. Несовместимость с некоторыми пе-
чатными красками, в частности с пш-
ментнымн.
2. Насыщение окружающего возтхх»
парами спирта.
3. Большой расход спирта и связан-
ные с этим затраты.
3.7 4.3. Концентрация водородных
ионов
Концентрация водородных ионов pH
определяется химическим составом ув-
лажняющего раствора и изменяется пр;г
добавлении химикатов. Этот показатель
влияет нс только на печатнею свойства
краски, но и на ее закрепление п па
образование эмульсии. pH оказывает не-
посредственное влияние на качество от-
тисков и производительность офсетного
способа печати. Оптимальные значения
pH раствора выбирают в пределах 4,5—
9 в зависимости от свойств печатной бу-
маги, краски и других параметров. Под-
держание pH постоянным затрудняется
из-за влияния переходящих в раствор
частиц мелкого покрытия бумаги. С уве-
личением pH поверхностное натяжение
раствора уменьшается, эмульгирование
краски усп тивается. С уменьшением pH.
т. е. увеличением кислотности раствора,
происходит ослабление печатающих эле
ментов (они перестают воспринимать
краску) и возникает коррозия печатной
формы.
3.7.5. Измерение толщины слоя
увлажняющего раствора
Способность испаряться и лрхтис
свойства увлажняющего раствора опре-
деляют некоторые особенности методов,
коюрыми пользуются при измерении
толщины слоя увлажняющего раствора.
В отличие от краски, увлажняющий рас-
твор при печатании не дает видимого
изменения контраста, и нанесенный на
печатную форм)' слой влаги очень быст-
ро испаряется Из-за этих особенностей
увлажняющего раствора некоторые ме-
Таблина 3.21.
тоды измерения толщины слоя, о кото-
рых говорилось в разделе, посвященном
красочным аппаратам, для увлажняюще-
го раствора непригодны (см. 3.6.5). Ме-
тоды измерения толщины слоя увлаж-
няющего раствора, которые к настояще-
му времени были опробованы, перечис-
лены в табл. 3.21.
Методы измерения толщины слоя увлажняющего раствора
Me:01, прибор Пределы, мкм Вил Точность, % Применение
Индикаторный Статический ±5 Лаборатория
Фотометриче- ский при инфра- красном излучении От 0,5 до тол- щины слоя насы- щения Статико-ди- намический ±э Лаборатория (возможно в производстве)
1Умеренно лоска I МКОСТНЫЙ мс- ти.! 1-25 Статический Статико-ди- намический Малая «Лаборатория »
Метод коронно- го разряда 0.5—50 То же ±15 Лаборатория (возможно в производстве)
Метод с приме- нением микроэле ментов От мономолску- лярпого слоя до полного насыще- ния » ±1 Лаборатория (в особых усло- виях)
\бсорбЦИО1Н1ЫЙ От 0,1 до тол- щины слоя насы- щения » ±2 Лаборатория
Метод обратно- го рассеяния От 0,2 до толщи- ны слоя насыщения Минималь- ная погреш- ность ±3% Лабора горня, производство
3.8. Закрепление краски
3.8.1. Основы закрепления краски
В понятие закрепление краски вхо-
дят процессы, имеющие место после пе-
рехода жидкой печатной краски с пе-
чатной формы на печатный материал и
приводящие к внутренней связи между
краской и материалом. Печатная краска
переходит из жидкого сос тояния в твер-
дое и оставтяет па материале тверцос
покрытие. В зависимости or типа печат-
ной раекп закрепление может нроисхо-
тить путем хи чическои реакции, впиты-
ванием связующего в печатный матери-
ал или сочетанием этих способов (схе-
ма 3 5).
К качеству печатных красок в отно-
шении их закрепления предъявляют два
противоположных требования:
1. Они не должны затвердевать на
валиках во время работы или кратких
остановок печатной машины.
2. Должны быстро тверде:ь и за-
крепляться на печатном материале пос-
ле печатания.
Решающую роль при закреплении
печатных красок играют:
— компоненты печатных красок (в пер-
вую очередь — применяемое связующее,
а также пигмент), которые могут уско-
рять или замедлять закрепление:
— свойства печатного материатз (в тем
числе впитывающая способность);
— условия печатания (в том числе ко-
личество краски, переходящей с печатной
формы иа материал, высота стапеля и ,
приемке, скорость печатания);
— климатические условия в цехе (влаж
ность воздуха, температура).
Большое влияние на закрепление
краски оказывает температура. Повыше
пне температуры необходимо для иобогз
способа ускорения закрепления: скорость
полимеризации красок на льняном масл:
Схема 3. 5. Способы закрепления
^оаски
увеличивается, вязкость краски умень-
шается, краска легче впитывается, рас-
творитель быстрее улетучивается.
Степень закрепляемое™ печатной
краски на печатном материале после
окончания процесса закрепления различ-
на. Обычно различают устойчивость кра-
ски на оттиске к следующим воздействи-
ям: перетаскиванию при укладке листов
в панель. смазыванию, истиранию, пробе
пальцем и пробе царапаньем.
3.8.2. Процесс закрепления
,3.8.2.1. Химические способы
закрепления — окисление
В состав многих связующих печатных
красок входят растительные масла, ко-
торые закрепляются в результате окис-
ления. Красочный слой затвердевает
вследствие восприятия связующим кис-
лорода из воздуха. Для ускорения оки-
сления к краске добавляют сиккативы
(см. 1.4).
Различные масла пли входящие в их
состав жирные кислоты (главным обра-
зом, олеиновая, липолевая и линолено-
вая кислоты) различно ведут себя при
сушке красок. Соевое масло применяют
в медленно сохнущих, а тунговое мас-
ло — в быстро сохнущих красках. Краски
на льняном масле сохнут со средней
скоростью. С целью придания льняному
маслу свойств, наиболее благоприятных
для изготовления фирнисов, его подвер-
гают варке. После варки масло приобре-
тает способность не вступать во взаи-
мосвязь с увлажняющим раствором при
офсетной печати и обеспечивать стабиль-
ную сушку. Свойства некоторых масел
способствовать сушке красок использу-
ют также, вводя их в состав некоторых
смол (например, алкидной).
Сложный процесс закрепления краски
путем присоединения кислорода проис-
ходит в несколько этапов.
1. Инкубационный период. Неболь-
шие количества содержащихся в расти-
тельных маслах антиокислителей внача-
ле противодействуют присоединению кис-
лорода и замедляют начало процесса за-
крепления.
2. Образование перекиси. После пре-
кращения действия антиоксидантов на-
чинается присоединение кислорода к
двойным связям ненасыщенных жирных
кислот. Образуются перекиси и, вследст-
вие перестройки, — частично образуются
гидроперекиси.
3. Радикальная полимеризация. Свя-
зи, содержащие кислород, под влиянием
сиккативов распадаются, и образуются
реакционно способные радикалы. Одно-
временно при продолжающемся присо-
единении кислорода образуются все но-
вые перекиси и гидроперекиси. Реакция,
протекающая между радикалами и со-
седними молекулами, вызывает «сшива-
ние» молекул масел (полимеризация) и
приводит к образованию твердой пленки.
Сиккативы играют роль ускорителей
сушки масел, закрепляемых путем окис-
ления, и их фирнисов. Сиккативы — это
маслорастворимые соли алифатических
жирных кислот, образуемые преимуще-
ственно тяжелыми металлами: свинцом,
кобальтом, марганцем. Кобальтовые сик-
кативы способствуют закреплению кра-
сочного слоя, начиная с поверхности.
Свинцовые сиккативы вызывают равно-
мерное высыхание, идущее с внутренних
частей слоя к пограничным, а марганце-
вые сиккативы действуют малоэффектив-
но, если их применяют без примеси дру-
гих сиккативов. Смесь всех трех метал-
лосодержащп.х сиккативов дает требуе-
мый эффект. Эти смеси называют уни-
версальными сиккативами.
Для печатных красок, закрепляемых
окислением, существует оптимальная
концентрация сиккативов (рис. 3.93)
Превышение этой концентрации вызы-
вает замедление сушки и затруднения
при печатании, как, например, склеива-
ние оттисков, засыхание краски на вали-
ках, отталкивание второй краски, на-
слоение сгустков краски на валиках, тс-
нение, выщипывание бумаги.
Катализируемое сиккативами химиче-
ское закрепление подвержено действию
помех. Отрицательно действуют па хими-
ческое закрепление недостаток воздуха,
слишком низкая температура, большая
влажность бумаги и низкий pH печатной
бумаги. Ориентировочно можно считать,
что рН = 5—7 оптимально.
Увеличение влажности воздуха вызы-
вает замедление закрепления. Относи-
тельная влажность воздуха в печатном
цехе по возможности не должна превы-
шать 65%. Влажность 55°/о является
благоприятной, но для ее поддержания
необходима установка кондиционирова-
ния воздуха. При относительной влаж-
ности воздуха 75% продолжительности
закрепления красок на льняном фирниее
удлиняется вдвое по сравнению с за-
креплением при влажности 65%.
На ход окисления печатных красок,
в особености красок на льняном фирнисе,
влияет тип пигмента. Сажа, например.
замедляет соединение с кислородом и
сушку краски.
Рис. 3.93. Кривые продолжительности
закрепления краски:
а — льняной фирннс; б — типографская краска
В последнее время в качестве сикка-
тивов стали применять также органиче-
ские вещества.
3.8.2.2. Физическое закрепление
Впитывание
Взаимодействие печатной краски и
бумаги делает возможным впитывание
связующего краски в бумагу, которое
зависит прежде всего от впитывающей
способности бумаги и от вязкости кра-
ски. Сразу же после нанесения краски на
бумагу начинается проникновение кра-
ски, т. с. части связующего, в бумагу.
Фирпис краски всасывается капилляра-
ми бумаги. Наряду с жидкими составля-
ющими бумага впитывает также часть
полимеризуемых масел и растворенных
синтетических смол, причем это зависит
от величины капилляров бумаги. Печат-
ная краска, остающаяся на поверхности
запечатанного материала, становится
беднее жидкими компонентами. Мини-
мальное количество жидких компонентов
вместе с другими составными частями
краски должно закрепляться на поверх-
ности бумаги. Закрепление краски уско-
ряется при воздействии тепла или бла-
годаря окислению кислородом воздуха,
или (в случае применения красок, чув-
ствительных к влаге, например, гликоле-
вых) воздействием влаги, содержащейся
в бумаге, или при воздействии водяного
пара. Два последних метода пока что не
получили широкого распространения.
Впитывание краски в запечатанный
материал, восприимчивый к краске, ха-
рактерно и для красок, которые закреп-
ляются в принципе другим способом.
Испарение растворителя
После печатания летучие растворите-
ли улетучиваются из красочной пленки.
Растворенное в них связующее (синтети-
ческая смола, пластмасса, высыхающие
масла) остается вместе с пигментом.
кПа »-
Рис. 3.94. Кривые зависимости давления
парорастворителей от температуры:
1 — диэтилэфир; 2 — ацетон; 3—бензол; 4-
водл; 5 -толуол; 6 ксилем
В закреплении красочной пленки при
испарении растворителя участвуют три
зоны; поверхность краски (граница раз-
дела фаз краска — воздух), воздух и
красочный слой.
1. Процессы на границе раздела фаз
Переход вещества иа границе раздела
фаз краска — воздух зависит от следую-
щих факторов:
— концентрация растворителя в гранич-
ных зонах обеих фаз;
— произведение давления пара на коэф-
фициент активности компонента в жид-
кой фазе (краски);
— парциальное давление компонента в
газовой фазе (окружающего воздуха).
Зависимость давления пара ог темпе-
ратуры изображена на рис. 3.94. Эго —
функция, близкая к экспоненциальной.
Коэффициент активности зависит в пер
вую очередь от вида примесей. Следова-
тельно, данные об испарении чистых
растворителей нельзя безоговорочно пе-
реносить на краски с большим содержа-
нием связующего.
Летучесть растворителя в составе
связующего обычно понижается. Счита-
ется, что скорость закрепления путем
испарения .растворителя сильно повыша-
ется при повышении температуры.
Так как теплота парообразования у
соединений, применяемых в качестве рас-
творителей, различна (табл. 3.22), для
перевода их в фазу пара требуется по t-
вести разные количества тепловой энер-
гии (см. 3.8.3).
Таблица 3.22.
Температура кипения и теплота
парообразования растворителей
Рае тори геи.
Тенлога парообра-
зования
Диэтилэфпр Ацетон 351,5 521,7 (88,9) (124,5) 3-1,6 56,3
Бензол 395,1 (94,3) 80,12
Вода 2258,0 (538,9) 100
Толуол 362,4 (86,5) 110,8
/н-ксилол 342,7 (81,8) 139
Парциальное давление парараствори-
теля в воздухе должно быть гораздо
ниже давления насыщенного пара. Это
достигают уменьшением абсолютной кон-
центрации и повышением температуры
воздуха, вследствие чего давление насы-
щения повышается. Повышение темпера-
туры краски имеет свои пределы, так как
при достижении температуры кипения
растворителя в красочном слое начина-
лось бы образование пузырьков пара.
2. Процессы в воздухе для ускорения
закрепления. Концентрация парараство-
ригсля убывает, начиная от поверхности
краски. Чтобы в неконвективном погра-
ничном слое, где передача происходит
только посредством диффузии, создать
большой перепал концентраций раство-
рителя, необходимо над самой поверхно-
стью краски прогонять воздух, содержа-
щий как можно меньше паров раствори-
теля. Воздух нагнетают с большой ско-
ростью.
3. Процессы в красочном слое. Вслед-
ствие потери растворителя с поверхности
образуется перепад концентраций и в
красочном слое. Последующая диффузия
молекул растворителя к поверхности вы-
зывается в первую очередь нагревом и
свойствами смол.
В результате взаимодействия всех
факторов возникает характерно протека-
ющий процесс закрепления краски, кото-
рый можно разделить на несколько ос-
новных этапов (рис. 3.95). В начале за-
крепления (начальный период, отрезок
АВ) скорость испарения благодаря по-
вышению температуры и обдуванию
слоя воздухом возрастает до тех пор,
пока не установится динамическое рав-
новесие на границе раздела фаз. Когда
равновесие достигнуто (точка В), испа-
Рис. 3.95. Основные этапы физического
закрепления краски:
а—логарифмы общей концентрации раствори-
теля С как функция времени <; б—логариф-
мы скорости испарения как функция време-
ни t
ренис растворителя с поверхности кра-
сочного слоя становится равномерным,
так что скорость закрепления становит-
ся постоянной (отрезок ВС). Поверх-
ность краски вс тс г себя з щсь как но
всрхность раздела фаз ньютоновской
жидкости. При увеличении коэффициен-
та теплопередачи и температуры воздуха
отрезок ВС будет находиться выше и
станет короче. Точка С будет достигнута
тогда, когда обдуваемая воздухом зона
красочного слоя будет содержать так
мало растворителя, что иа поверхности
ее начнет образовываться пленка. Обра-
зование пленки сильно затормозит диф-
фузию растворителя из глубины слоя.
При продолжающемся испарении раство-
рителя пленка на поверхности слоя бу
дет все больше вытягиваться в направ-
лении к основанию элемента, так что
скорость испарения будет непрерывно
снижаться (отрезок CD). В точке D
пленка окончательно образовалась. За
этой точкой скорость испарения раство-
рителя с поверхности красочного слоя
уменьшается очень медленно и асимпто-
тически приближается к ну лю.
3.8.2.3. Комбинированный способ
закрепления краски
Закрепление большинства печатных
красок— процесс комбинированный.
В ходе такого процесса впитывание со-
четается с окислением, испарение со
впитыванием, испарение с окислением,
яспарение со впитыванием и окислением.
Комбинированный способ закрепления
для применяемых в настоящее время в
ГДР быстросохнущих красок «Уиисет»
для офсетной и высокой печати являет-
ся основным. Закрепление происходит в
две стадии. В первой стадии на бумаге
вследствие впитывания быстро образует-
ся нелипкая пленка краски, которая хоть
•еще не стойка к пробе пальцем или к
истиранию, но позволяет осуществлять
дальнейшую обработку оттиска: печатать
следующую краску пли печатать на обо-
ротной стороне бумаги. На второй ста-
лии происходит окислительное пленкооб-
разованис. Обе стадии так согласованы,
что впитывание происходит лишь до та-
кой степени, как это требуется для даль-
нейшей обработки и еще не сказывается
на получении глянца на оттиске, но по-
зволяет значительно сократить время
закрепления.
Сушка офсетных красок, закрепляе-
мых при нагреве, представляет собой
сочетание нескольких видов закрепления.
Краски содержат быстровпптываемые
малолетучие минеральные масла, кото-
рые вместе с тем являются растворите-
лями смол. Наряду со впитыванием про-
исходит расслоение эмульсии, которое
вызывает мгновенное отверждение, бла-
годаря чему становится возможным печа-
тание «по-сыро.мук с большой четкостью
ра"|ровых элементов (см. 3.9). Досуши-
вают в сушильных устройствах позволяет
осуществить испарение масел (см. 3.8.3).
3.8.3. Сушильные устройства
Сушка красок на запечатанном мате-
риале при печатании на скоростных ро-
тационных машинах очень важна и мо-
жет оказывать решающее влияние нз
скорость работы машины.
Схшнльные устройства применяются
на рулонных ротационных машинах глу-
бокой, флексографской и офсетной печа-
ти, а также на скоростных листовых ро-
тационных печатных машинах и в на-
стоящее время служат лучшим средст-
вом предохранения оттисков от отмары-
нанпя. 1ермпческий способ закрепления
печатной краски получает широкое рас-
пространение. При действии тепла на
свежеотпечатанную краску связанные с
сушкой процессы протекают быстрее, что
имеет большое значение, особенно для
многокрасочной печати.
Об эксплуатационных свойствах су-
шильного устройства можно судить по
следующим показателям:
- - количество испаряющегося в процессе
сушки растворителя;
— содержание остатков растворителя в
красочном слое;
— склонность к отмарыванию отпечатан-
ного красочного слоя.
При определении параметров сушиль-
ного устройства необходимо учитывать
скорость движения пототна материала,
скорость испарения растворителя, ско-
рость удаления выделяющихся газо
теплопроводность и скорость диффу тип
жидкости и паров.
Конструкцию сушильного устройства
определяет принцип сушки. По способ
передачи теплоты различают контактные,
конвекционные и ра тиационные сушил,
ные устройства. В сушильных устрой-
ствах применяют следующие принципы
сушки:
- — открытым газовым пламенем;
— нагретым воздухом или газовым пла-
менем и нагретым воздухом;
— -инфракрасными лучами и газовым
пламенем,
— инфракрасными лучами и электриче-
скими нагревателями;
— сушильным барабаном;
— в сушильной камере;
— в сушильном туннеле.
Сушка открытым газовым пламенем.
Запечатанное полотно движется между
горелками, которые направлены в сторо-
ну движения полотна или навстречу.
Летучие компоненты краски выделяются,
частично сгорают и отсасываются. Спо-
соб сушки открытым пламенем вызыва-
ет усадку бумаги, усиливает се хруп-
кость. Температура воздуха на самой
поверхности бумажного полотна дости-
гает 200° С, прочность бумаги снижается,
и это может отрицательно сказываться
на фальцовке.
Максимальную температуру сушки
определяет запечатываемый материал.
Если длина сушильного устройства очень
мала, то полного высушивания можно
достичь только при очень высокой тем-
пературе. Перегрев материала может
привести к разрыву сгиба при фальцов-
ке и без принятия дополнительных мер
(например, опыления порошком перс i
фальцаппаратом) может вызвать образо-
вание пузырей.
Для быстрого охлаждения нагретого
бумажного полотна за сушильными уст-
ройствами устанавливают охлаждающие
цилиндры и обдувают полотно холодным
или влажным воздухом (рис. 3.9G).
Комбинированная сушка газовым пла-
менем и нагретым воздухом. Температу-
ра сушки может быть ниже благодаря
Рис 3.96. Принцип сушки газовым пла-
менем:
>сп1олсрсдак>шне элементы: б— тепловая
ыгрузка на запечатанное полотно в газопла-
менпом сушильном устроистве (Г) н в возду-
ai [х ином устройстве (R)‘. I газовая горелка.
но душные сои. ia: i - глиома тан нос полотно
движению воздуха. В первой части уст-
ройства на полотно действует открытое
пламя, а во второй -струи нагретого
воздуха. Кроме высокой температуры,
испарению растворителя способствует
сильный, быстрый поток воздуха.
При той же мощности нагрева разме-
ры сушильного устройства могут быть
меньше.
Инфракрасная сушка. Источниками
излучения служат излучатели видимого
излучения или инфракрасные пз.тучагс-
.111. Излучатели видимого излучения вы-
полняются в виде точечных ламп-термо-
нзлучатслей (около 10 500 Дж). Нагре-
ваемые электрическим током пли газовым
п (именем шамотные камни или металли-
ческие поверхности (2090—3350 Дж)
действуют как источники инфракрасных
ix чей, они не испускают видимых лмчей.
Их недостаток — малый коэффициент
полезного действия, достоинство — акку-
мулирование тепла, благодаря предвари-
тельному нагреву сушильного устройства
можно начинать печатание на печатной
машине с большой скоростью.
Сушильный барабан. Запечатанное
полото движется но нагреваемому бара-
бану (около 120° С), и вследствие кон-
тактной теплопередачи летучие компо-
ненты выделяются из печатной краски
Сушильные барабаны пригодны для суш-
ки только односторонних оттисков, если
для схшки каждой стороны полотна не
применяются отдельные барабаны. Нед»
статок этой сушки в том, что при сушке
оборотной стороны ранее отпечатанная
краска размягчается и становится липкой.
Сушильная камера. Нагретый
воздух через систему сопел по.и-
ется с большой скоростью на по-
лотно запечатанного материала,
изогнутое в виде буквы «О- Пары
растворителя отсасываются (см.
рис. 3.9).
Сушильный туннель. Запечатан-
ное полотно проводится через кор-
пус, выполненный в форме дуги, а
в остальном сушка происходит так
же, как в сушильной камере (см.
рис. 3.7).
Для сушки оттисков офсетной
печати применяют сушильные хст-
ройства трех основных типов:
1) газопламенные типа Оффен,
2) воздушные типа Гарднер
3) комбинированные газопламенил
воздушные тина Отспка (рис
3.97).
Для сушки двухсторонних от-
тисков широко применяются в на-
стоящее время устройства с откры-
тым (аювым пламенем и обд’во’.'
горячим воздухом. Коэффициент ПОЛСЗ
кого действия таких устройств — 1b
32%. Сушка дзнтся примерно 5% мн
шинного времени. Путь полотна в су
Рис. 3.97. Комбинированное газопламен-
ное воздуходувное сушильное устройст-
во типа Отспка:
I—горелки; 2—отсос; 3—ofi.TVB горячим возду-
хом; 4 -обдув холодным воздухом
шильном устройстве равен около 1 м
при скорости 100 м/мин Это означает,
что при современных скоростях печати
нпя длина сушильного устройства долж-
на быть не менее 3.5 м.
Бумажное полотно проводится через
сушильное устройство па боЛцнинегв-г
машин в горизонтальном направлении и
не имеет контакта с какими-либо дета-
лями. Создание устройства для cv "ш
висящего полотна явилось шагом впе-
ред. Свободное провисание бумажного
полотна и быстрое проведение его между
газовыми горелками или тсрмоизлучате-
лями позволили применить нагрев до вы-
соких температур, при котором все жид-
кие, летучие компоненты отпечатанной
краски испаряются, улетучиваются или
сгорают, а на само бумажное полотно
этот нагрев не действует.
Почти все современные машины глу-
бокой и флексографской печати снабже-
ны нагревателями и вентиляторами, ко-
торые ускоряют сушку красок в машине.
На машинах глубокой печати нельзя пе-
чатать «по-сырому», зато после каждого
прогона нужно сушить оттиски, для чего
необходим интенсивный воздухообмен.
Для повышения эффективности сушки
воздух со стороны входа бумажного по-
лотна в сушильный канал нагревается.
Интенсивность сушки увеличивается
примерно пропорционально повышению
температуры. Способность нагретого
воздуха поглощать пары растворителя
также усиливается. После сушки бумаж-
ное полотно охлаждается холодным воз-
духом. Эти сушильные устройства рабо-
тают с системой рециркуляции воздуха.
Для глубокой печати на бумаге ти-
пичным является вторичное испарение
растворителей к концу продвижения от-
тисков в сушильном канале. Растворите-
лю, который в процессе печатания впи-
тался в бумагу, требуется относительно
много времени, чтобы выйти наружу и
улетучиться. Напротив, при печатании
на синтетических пленках количество па-
ров растворителя очень быстро снижает-
ся по мере прохождения материала в
сушильном канале. Для регулирования
скорости сушки пользуются рекомендуе-
мыми ускорителями (легколетучими рас-
творителями) и замедлителями (малоле-
туч и м и растворителями).
3.8.4. Последствия недостаточной
сушки и противоотмарочные
средства
3.8.4 1. Снижение качества
При недостаточном высыхании кра-
тки на оттиске, неправильном подборе
печатных красок и материала или при
использовании недостаточно мощных су-
шильных устройств следует ожидать
затруднений при дальнейшей обработке
печатной продукции. Тогда возникают
проблемы перетпекнвания и отмарыва-
ния Под перетаскиванием понимают пе-
реход печатной краски со свежего от-
тиска на оборотную сторону лежащего
на нем листа.
Под отмарыванием понимают:
— смазывание краски вследствие сколь-
жения оттиска по действующей на нею
с некоторым усилием детали машины;
— переход частиц краски на детали ма-
шины, которые переносят эти частицы на
печатный материал снова в другом месте,
— «осыпание» краски при соприкоснове-
нии двух запечатанных поверхностей во
время фальцовки, укладки в стапель
п т. п.
Скорость сушки красок, закрепляю-
щихся испарением растворителей, не-
трудно регулировать подбором соответ-
ствующих рас твори гелей и связующих
Сушка красок офсетной и высокой печати
вызывает затруднения гораздо чаще.
Причинами затруднений при сушке мо-
гут быть:
а) при медленной сушке:
—недостаток сиккатива;
— неподходящие добавки;
— излишняя подача краски;
— недостаточная впитывающая способ-
ность печатного материала;
— слишком высокий стапель;
— слишком высокая скорость печатания;
— термопластичность красочной пленки
вследствие недостаточного охлаждения;
б) при быстрой сушке'.
—чрезмерное впитывание краски;
— добавка неподходящего сиккатива.
3.8.4.2. Противоотмарочные
средства
Для предохранения от перетаскива-
ния на большинстве листовых печатных
машин применяются дополнительные
средства. Применявшееся прежде обыч-
ное прокладывание оттисков листами
бумаги заменено теперь более дешевым
способом разбрызгивания противоотма-
рочных жидкостей пли опыления порош-
ки чи.
Сразу же после печатания разбрызги-
вающие или опыляющие аппараты нано-
сят на свежеотпечатанный оттиск распы-
ленную п роти воотма речную эмульсию
или сухой противоотмарочный порошок.
Мелкие частицы этих средств покрывают
всю поверхность запечатанного листа и
препятствуют перетаскиванию печатного
изображения на оборотную сторону сле-
дующего за ним листа.
Опыление порошком
Противоотмарочные порошки должны
иметь однородные по размеру частицы,
быть безвредными для здоровья рабо-
тающих, легко и равномерно распреде-
ляться по площади оттиска, мало за-
грязнять воздух и помещение цеха, не
оказывать вредного влияния на оттиски
последующих красок, не вызывать исти-
рания краски и покрывать опыленные
оттиски защитной пленкой.
Чаще всего для опыления применяют
порошковые вещеегва, содержащие кар-
бонат кальция и крахмал, безвредные
для здоровья. На машинах офсетной пе-
чати предпочитают использовать порош-
ки, содержащие крахмал Порошки на
кукурузном крахмале менее тверды, чем
известковый порошок, и меньше истира-
ют оттиски.
Гидрофобные добавки к крахмалосо-
держащим порошкам повышают их со-
противление слипанию. Восприятие крах-
малом влаги уменьшается, и этим пре-
дупреждается забивка порошком аппара
та, труб и сопел.
Защитные свойства протпвоотмарочно-
го порошка зависят от размера и коли-
чества зерен, приходящихся на каждый
оттиск. Порошки делятся на группы по
размеру зерен. Чем шероховатое поверх-
ность оборотной стороны запечатанного
листа, тем крупнее следует выбирать по-
рошок. Обычно в машинах высокой пе-
чати используют мелкозернистый, а в оф-
сетных машинах — крупнозернистый по-
рошок
В ГДР применяют противоотмарочные
порошки следующих марок: Tropu Р874,
Tropti I. И и III.
При опылении оттисков некоторыми
минеральными или крахмальными порош-
ками иногда исчезает глянец или осыпа-
ется краска. Кроме того, при лакирова-
нии оттисков или припрессовке пленки
MorjtT образовываться воздушные пу-
зырьки и может наблюдаться плохое за-
крепление лака пли пленки. Эти недостат-
ки в результате обработки оттисков по-
рошковыми или жидкими противоотма-
рочиыми средствами практики все еще
считают неизбежными в настоящее
время.
Краски с высокой интенсивностью по-
зволяют печатать тонким слоем и быстро
впитываются поверхностным слоем бу-
маги, поэтому они почти не перетаски-
ваются. При правильном выборе краски
и аккуратной укладке оттисков в стапель
во время последующего печатания при-
меняют опыление небольшим количеством
порошка пли совсем обходятся без опы-
ления. Распространенной ошибкой прак-
тиков является чрезмерное опыление, ко-
торое вызывает загрязнение оттисков и
машины.
Жидкостное опыление
При жидкостном опылении распыля-
ют жидкости, в состав которых входят
твердые вещества: гуммиарабик, дек-
стрин или водорастворимые смолы. Для
быстрого улетучивания жидкости и сох-
ранения оттисков в жидкое противо-
отмарочное средство добавляют спирт.
Частицы твердого вещества прилипают
к оттиску и образуют слой, который
способствует разделению отпечатанных
лис гон.
Размер распыляемых частиц легко
регулируется уменьшением пли увеличе-
нием напора воздуха в распыляющей го-
ловке (сопле). В зависимости от распо-
ложения сопел и силы струи 4—25%
всей жидкости попадает на запечатан-
ный материал. Диаметр частиц 2—
60 мкм, но эффективны только части-
цы диаметром 15—20 мкм, поэтому
жидкостные противоотмарочные устрой-
ства имеют низкий КПД.
Применение жидкостного опыления
сильно загрязняет печатный цех, так как
сопла устройства размещаются на рас-
стоянии 80 см от опыляемого оттиска.
Воздух, содержащий частицы противо-
отмарочной жидкости, вреден для ды-
хания, поэтому нужна система вытяж-
ной вентиляции.
Противоотмарочные аппараты
Противоотмарочные аппараты — это
устройства, которые наносят противоот-
марочные средства на запечатанные лис-
ты во время печатания тиража, чтобы
предупредить перетаскивание оттисков
в стопе. Противоотмарочные аппараты
размещают на пути движения листов
от печатного аппарата к приемному
столу или непосредственно над прием-
ным столом печатной машины. Целесо-
образно, чтобы каждое сопло имело от-
дельную регулировку воздушной струи,
количества подаваемого противоотма-
рочного средства, отвода н направле-
ния струи.
В случае применения порошковых
аппаратов полезно иметь возможность
устанавливать сопла близко к поверх-
ности бумаги (на высоте 15 см), чтобы
уменьшить пылеобразование. Порошко-
вые аппараты требуют меньшего ухода,
чем жидкостные.
Комбинированный аппарат для опы-
ления порошком и жидкостью работает
с агрегатом высокого давления, рассчи-
танным на максимальное давление
0,6 МПа.
Опыляют оттиски с помощью проти-
воотмарочного аппарата только па при-
емном столе. Для опыления жидким про-
тивоотмарочным средством требуется
давление 0,25—0,35 МПа, а для опыле-
ния порошком — 0,1—0,35 МПа, в зави-
симости от зернистости. Вообще приме-
нять опыление противоотмарочными
средствами не рекомендуется. Лучше
пользоваться соответствующими добав-
ками к печатным краскам.
Новые средства для предупреждения
отмарывания
Чтобы избежать применения порош-
ковых и жидких средств, что является
всего лишь вынужденным решением
проблемы, были созданы новые добавки
к печатным краскам (например, добавка
АТВ), применение которых позволяет об-
ходиться без опыления оттисков. Бла-
годаря добавке 3—10% этих веществ
ускоряется закрепление краски и преду-
преждаются явления отмарывания и вы-
щипывания.
Обрызгивание на рулонных ротацион-
ных офсетных машинах применяется про-
тив отмарывания в фальцевальном ап-
парате и для снятия статического эле-
ктричества. Для улучшения поверхнос-
тных свойств оттисков (таких, как глад-
кость и глянец) и наиболее благоприят-
ной дальнейшей обработки запечатанно-
го бумажного полотна хорошо зареко-
мендовало себя в последнее время об-
рызгивание силиконовыми эмульсиями.
Установка набрызгивающей камеры пе-
ред фальцаппаратом делает возможным
процесс фальцовки без отмарывания от-
тисков при высококачественной рулон-
ной печати с применением красок, за-
крепляемых теплом.
3.8.5. Методы испытаний
Ниже приводятся методы испытаний
для основных областей применения пе-
чатных красок. Поскольку для различ-
ных красок применяются все виды суш-
ки, то для испыгания красок тоже могут
применяться самые разнообразные ме-
тоды.
3.8.5.1. Измерение степени
закрепления красок для офсетной
и высокой печати
Большое значение для дальнейшей
обработки свежих оттисков пмесг устой-
чивость их к перетискнваншо при уклад-
ке в стопу. Поэтому самыми подходя-
щими методами испытаний являются
те, которые имитируют давление в стопе
и выявляют перетаскивание оттиска.
Для теста на пергтискивание в сто-
пе делают плашки на тиражной бумаге
при подаче слоя краски втрое большего,
чем нужно на практике. Через 2 мин на
оттиск укладывают чистую полоску бу-
маги и вместе с оттиском помешают под
стопу макулатурных листов, на которую
кладут какой-либо груз массой 10 кг
Спустя несколько часов (3—4) стопу ма-
кулатуры снимают и оценивают степень
перетаскивания.
Испытание степени закрепления крас-
ки проводят аналогично испытанию на
перетискивание. На площадь 1 см2 дей-
ствует определенное давление (до
4,5 МПа), создаваемое рычажным ме-
ханизмом прибора. Этому давлению
подвергают запечатанный и незапеча-
танный материалы. По перешедшей с от-
тиска краске можно судить о тенденции
оттисков к склеиванию или перетаски-
ванию.
При подаче краски толстым слоем
степень закрепления се можно опреде-
лять методом испытания лакокрасочных
материалов по стандарту ТГЛ 14301.
При испытании оттисков с помощью пес-
ка под различными нагрузками степень
закрепления краски колеблется от 1 до 7.
ГОСТ 6591—53 предусматривает ме-
тод определения времени сушки или
пленкообразования. Он заключается в
прокатывании металлического шарика
по тонкому слою краски, причем опре-
деляется время от нанесения краски на
материал подложки до тех пор, пока
поверхность шарика не перестанет вос-
принимать краску.
Институт полиграфической техники в
Лейпциге разработал соответствующий
прибор, в котором на свежие оттиски,
закрепленные на валике и покрытые чис-
той бумагой, под определенным давле-
нием нажимает колесо. След, получен-
ный при перетаскивании на чистую бу-
магу, замеряется и служит критерием
закрепления краски.
Продолжительность закрепления
краски впитыванием измеряют по мето-
ду «стискивания». При постоянной по-
даче краски изготовляют оттиск на пе-
чатном материале и через определенные
промежутки времени перетаскивают его
на бумагу, предназначенную для худо-
жественной печати Характеристикой за-
крепления краски впитыванием служит
время, за которое оптическая плотность
Слипание оттисков после сушки можно
проверить при помощи прибора для оп-
ределения степени закрепления краски
(см. 3.8.5.1).
Аналогично тому, как испытывают иа
отмарывание оттиски краски для высо-
Рис. 3.98. Кривые закрепления красок на различных печатных материалах:
5' — оптическая плотность перстнснутых оттисков в зависимости от времени, прошедшего ог мо-
мента получения первичною оттиска до перетискивання, при насыщенности изображения, полу-
ченного иллюстрационной черной краской на первичном оттиске; /—бумага кромекот; 2— оф-
сетная бумага; 3—книжная бумага; 4—иллюстрационная бумага; 5—художественная бумага;
Ъ—полиэтиленовая пленка; 7—ацетатная пленка: 8- иолихлорвннклевая пленка; 5>—полиэтплен-
терефте лаловая пленка; 10— целлофан; 7/—полиамидная пленка; 12—целлофан
следа при перетаскивании становится не
более 0.05 (см. 3.3.5).
Методом стискивания получают ха-
рактеристики закрепления различных
красок па различных печатных материа-
лах. Нанося значения оптической плот-
ности перетиснутых пли же оставшихся
после перетискивання первичных оттис-
ков, в зависимости от соответствующих
логарифмов времени закрепления, полу-
чают кривые закрепления краски на раз-
личных материалах (рис. 3.98).
3.8.5.2. Измерение степени
закрепления красок глубокой,
и флексографской печати
При глубокой и флексографской пе-
чати большую роль играет скорость ис-
парения растворителя красок. Вследст-
вие способности смол удерживать раст-
ворители, необходимо измерять не долю
испаряемого чистого растворителя, а
долю растворителя, содержащуюся в
растворе смолы или в жидкой печатной
краске. Обычно измеряют продолжитель-
ность сушки красочного слоя на певпи-
тывающеп поверхности (например, на
стеклянной пластине). Слой краски оп-
ределенной толщины наносят при помо-
щи ракеля или специальной линейки.
коп печати, испытывают при помощи
прибора ИГТ оттиски краски для глу-
бокой печати. Вследствие очень быстрого
закрепления краски измерение возмож-
но только в течение первой секунды
после печатания.
Для серийных испытаний печатают
с постоянной скоростью серую града-
ционную шкалу (с помощью печатной
формы, имеющей ячейки различной глу-
бины). Устанавливают, с какой града-
ции начинает происходить переход крас-
ки. Этим методом можно определять
различные скорости испарения красок на
оттиске, полученном иа данном печат-
ном материале, а также различную впи-
тывающую способность нескольких пе-
чатных материалов для получения от-
тиска заданной краской.
3.8.5.3. Определение остатков
растворителя
Для качественного и количественно-
го определения наличия остатка раство-
рителя в напечатанной красочной пленке
необходимо использовать физико-хими-
ческие методы анализа. Наиболее удо-
бен метод газовой хроматографии, в не-
которых случаях можно прибегнуть к
спектроскопическому методу.
3.9. Обеспечение и оценка качества
3.9.1. Общие сведения
В этом разделе рассматриваются толь-
ко те признаки качества, на которые
оказывает влияние печатный процесс.
Снижение качества, обусловливаемое де-
фектами набора, монтажа и копирова-
ния форм, фальцовки и разрезки, пере-
таскивания и отмарывания краски, а
также подборки и скрепления сфальцо-
ванных листов, здесь не рассматрива-
ется.
Поддающиеся измерению критерии
качества при печатании можно разде-
лить па четыре основные группы: 1) оп-
тическая плотность, 2) количественная
характеристика цвета, 3) четкость конту-
ров, 4) совмещение красок (приводка).
На эти критерии влияют: способ пе-
чати, изготовление печатной формы, пе-
чатные материалы, печатная машина
(схема 3.6).
По цели контроля качества разли-
чают:
контроль качества на отдельном лис-
те (при помощи измерения оптической
плотности и контроля подачи краски).
Качество печати определяют только по
одному оттиску (например, оценивают
оптическую плотность в зависимости от
установки винтов местной регулировки
красочного аппарата);
контроль тиражных листов (при из-
мерении оптической плотности и контро-
ле стабильности подачи краски). Ка-
чество печати оценивают по нескольким
следующим друг за другом или избран-
ным выборочно листам во время печа-
тания тиража, например, определяют оп-
тическую плотность на оттисках в зави-
симости от количества отпечатанных эк-
земпляров.
Качество печати оценивают визуаль-
но — рассматриванием образца и с по-
мощью измерительных приборов: денси-
тометра, измерительной лупы, спектраль-
ного фотометра. Особенно удобно для
контроля качества оттисков применять
контрольные шкалы, в которых опреде-
ленным образом расположенные печа-
тающие элементы (линии, растровые
элементы и т. п.) позволяют визуально
или с помощью денситометра оценивать
качество оттисков.
Для комплексной оценки избранных
факторов, влияющих на качество (пе-
чатная машина, определенные материа-
лы и т. п.), применяют тест-формы,
включающие несколько контрольных
шкал.
3.9.2. Критерии качества
3.9.2.1. Оптическая плотность
Определение оптической плотности
см. 3.3.5.1.
На оптическую плотность оказывают
влияние толщина красочного слоя и ин-
тенсивность краски. Измерение оптичес-
кой плотности может служить для сле-
дующих целей:
— контроль равномерности подачи крас-
ки в поперечном и продольном направ-
лениях, осуществляемый по отдельному
оттиску;
— контроль стабильности подачи крас-
ки во время печатания тиража;
— сравнение пробного и тиражного от-
тисков.
Для оценки качества необходимо из-
мерять с помощью денситометра:
— оптическую плотность плашки Dv;
— оптическую плотность растровых по-
лей DH.
Измерение оптической плотности
плашки позволяет судить об интенсив-
ности (насыщенности) краски. Измере-
ние оптической плотности растровых
элементов позволяет совместно с опти-
ческой плотностью плашки дать оценку
контрастности, достигнутой при печата-
нии. Для плашек значения оптической
плотности находят по следующим фор-
мулам:
Средняя оптическая плотность Dv\
(3.47)
Для растровых элементов достаточно
определить оптическую плотность 75 % -
ного тона (при высокой печати) и 50%-
ного (при офсетной печати). Для опре-
деления оптимальной подачи краски
можно использовать контраст (см.
3.3.5.1). Подача краски оптимальна в
том случае, если обеспечен максималь-
ный контраст на оттиске.
Схема 3. 6. Взаимосвязь критериев качества и факторов, оказывающих влия-
ние на качество
3.9.2.2. Количественная
характеристика цвета
Количественная оценка цвета соглас-
но стандарту ТГЛ 0—6164 слагается из
цветового тона Т, насыщенности S и
степени черноты D.
Числовую характеристику цвета дол-
жен устанавливать и контролировать
изготовитель красок. Но она действи-
тельна только для слоя определенной
толщины (см. также 2.3.3). Следует за-
метить, что измерение оптической плот-
ности не характеризует передачу цвета.
Для оценки передачи цвета необходимо
использовать колориметрический метод
с применением спектрофотометра (см.
3.3.5.2). Для определения допустимых
отклонений от эталонного значения ве-
личии, характеризующих цвет, можно
пользоваться стандартной международ-
ной колориметрической системой МКО-
1931.
3.9.2.3. Четкость контуров
Четкость контуров характеризует от-
клонение ог идеальной геометрической
формы очертаний штриховых пли раст-
ровых элементов, которое можно объяс-
нить влиянием процесса перехода крас-
ки с печатной формы на печатный мате-
риал. На четкость контуров печатающих
элементов влияют свойства поверхности
печатного материала (особенно его ше-
роховатость), толщина красочного слоя,
давление при печатании, условия каче-
ния цилиндров в печатном аппарате (см.
3.5.2.3) и, наконец, материал печатной
формы или офсетной резинотканевой
пластины (при косвенном способе печа-
тания, см. 3.3.1.2).
3.9.2.4. Приводка
Приводка характеризует точность
совмещения элементов печатного изо-
бражения на одной стороне печатного
материала, которое печатается последо-
вательно несколькими цветными крас-
ками. Для контроля приводки по ТГЛ
46-0114 служат приведенные метки —
штрихи (рис. 3.99) или другие геометри-
ческие фигуры.
С помощью приводочных меток мож-
но установить дефекты качества, кото-
рые объясняются следующими причи-
нами:
— неточная транспортировка печатного
материала в машине;
— деформация печатного материала;
— несоблюдение правильных условий
качения цилиндров в печатном аппара-
те (см. 3.5.2.3).
Рис. 3.99. Размещение приводочных ме-
ток на печатном листе:
/—приводочпые метки по ТГЛ 46-0114: 2—до-
полнительные приводочпые метки для контро-
ля качества
Различают следующие виды при-
водки:
приводка при подаче листов — в слу-
чае печатания в несколько прогонов на
однокрасочной листовой ротационной
машине;
Рис. 3.100. Кривые приводки
приводка при передаче листов из сек-
ции в секцию — при печатании несколь-
кими красками на одной печатной ма-
шине.
Расстояние между приводочными
метками на листе измеряют при помо-
щи измерительной лупы или микроско-
па. Точность приводки оценивают по
Снижение качества трех основных способов печати
Признак снижения качества Проявление Причина Критерий качества
1 2 3 4
Дробление * Высок Нечеткая печать ая печать Неправильные ус- Четкость контуров,
Загрязнения отдельных участ- ков печатной фор- мы Запечатывание ловил качения ци- линдров печатного ап- чарата, недостаточное давление печатания, погрешности зацепле- ния зубчатых колес Дефекты наборно- оптическая плотность Грубый дефект, не
Растпскиванпе пробельных эле- ментов Большие скоп- го материала, непра- вильная заключка формы Избыточное давле- входит в группу рас- смотренных критери- ев качества Четкость контуров,
краски пения краски у ние печатания, несоот- оптическая плотность
Выщипывание краев печатающих элементов Вырывание во- ветствие декеля ха- рактеру печатного ма- териала и краски Несоответствие пе- Оптическая плот-
Тенение локон с поверх- ности печатного материала Плоская ( Отпечатывание чатного материала, краски и скорости ма- шины офсетная) печать Недостаточная по- ность Оптическая плот-
Избыток влаги на пробельных эле- ментах Светлые участки дача влаги Избыточная подача ность, четкость кон- туров Оптическая плот-
Следы от по- на плашках и рас- тровых элементах Образование по- влаги Износ или несоот- ность То же
крышек увлажня- ющих валиков Уменьшение он- лос, соответству- ющих структуре ткани Снижение опти- ветствие качества по- крышек увлажняю- щих валиков Пыление бумаги, не- »
тической плотно- сти вследствие за- грязнения поверх- ности офсетной ре- зинотканевой пла- стины Полошение, вы- ческой плотности до смывки офсет- ной пластины Глубокая Полосы краски в годные офсетные пла- стины, редкая смывка поверхности пластин печать Прилипание к ра- Грубый дефект
зываемое ракелем Полошение, вы- направлении печа- тания, которые со- ответствуют дви- жению ракеля Прямолинейные Кельном у ножу твер- дых частиц, повреж- дение ракеля Дефект формного То же
зываемое печат- ным цилиндром Полошение, вы- полосы в направ- лении линии печа- тания Полосы в по- цилиндра Вибрация ракеля
1 2 3 4
зываемое вибраци- ей ракеля Пятна краски перечном направ- лении Отпечатывание на пробельных эле- ментах, усиление тона из-за большого уси- лия прижима Точечные или штри- ховые углубления в поверхности цилиндра Оптическая плот- ность
* Вес дефекты, вызывающие нечеткую печать, в высокой печати носят название
«дробления».
графикам, на которых наносят кривую,
характеризующую приводку с допускае-
мыми отклонениями, и кривую фактичес-
кой приводки (значения неприводности,
определенные на печатной машине, рис.
3.100). Если кривая фактической при-
водки расположена ниже заданной кри-
вой, то приводка отклоняется в преде-
лах допуска.
ТГЛ 46-0114 относится только к
приводке на листовых ротационных пе-
чатных машинах, но его можно исполь-
зовать также и при оценке приводки на
рулонных машинах.
3.9.2.5. Другие критерии качества
Длина оттиска. Для чертежей, гео-
графических карт и других выполненных
в масштабе изображений важно соблю-
дение точной длины оттиска: длина изо-
бражения на оттиске должна быть рав-
ной длине печатного изображения на
форме.
На длину оттиска влияют условия
качения цилиндров в печатном аппарате
(см. 3.5.2.3), давление при печатании
(см. 3.5.2.2), толщина и растяжение пе-
чатного материала, а в рулонных рота-
ционных печатных машинах — натяже-
ние полотна.
Разрешающая способность печатного
изображения. Она характеризует воз-
можность достаточно четкого и точного
воспроизведения растровых элементов
на печатном материале. Разрешающая
способность зависит от качества изго-
товления печатной формы, свойств пе-
чатного материала и способа печатания,
только при печатании ее изменить поч-
ти невозможно.
Муарообразоваиие (см. 2.3.3.1). Об-
разование муара па оттисках многокра-
сочной печати объясняется неправильной
установкой растра при фотографирова-
нии. Муар нельзя устранить при печа-
тании.
3.9.3. Снижение качества
3.9.3.1. Снижение качества,
обусловливаемое способами
печати
В табл. 3.23 даны типичные дефек-
ты, встречающиеся при трех основных
способах печати.
3.9.3.2. Снижение качества,
обусловливаемое печатной
машиной
В табл. 3.24 перечислены основные
дефекты качества оттисков, причина ко-
торых связана с печатным аппаратом,
красочным аппаратом и бумагоподаю-
щими устройствами, находящимися в зо-
не печатного аппарата.
3.9.3.3. Снижение качества,
обусловливаемое материалами
Влияние, которое оказывают печат-
ные материалы на качество печатной
продукции, уже стало очевидным из
предыдущих разделов. Множество де-
фектов следует отнести за счет приме-
няемого материала (табл. 3.25). Испы-
тания свойств печатной краски и печат-
ного материала — см. в разд. 2.
3.9.4. Обеспечение качества
3.9.4.1. Визуальные методы обес-
печения качества
Визуальную оценку качества в про-
изводственных условиях производят
тремя методами: 1) метод баллов сни-
жения качества, 2) метод попарного
сравнения, 3) метод рангов.
Таблица 3.24.
Снижение качества, обусловливаемое печатной машиной
Признак снижения качества Проявление Причина Кри серий качества
1 2 3 Л
Печатный аппарат
Полошение Полосы в попереч- Износ или дефект Оптическая плот-
ном направлении шестерен привода ность
Двоение изобра- Нечеткое изображе- Неправильный вы- Четкость конту-
жения ние па оттиске бор декеля, непра- вильно установленное давление печатания ’ров, совмещение красок
Красочный аппарат
Полошение Полосы в попереч- Дефект конструк- Оптическая плот-
ном направлении ции красочного аппа- рата, неправильная установка валиков ность
Накапливание краски (шаблони- рование) Негативное повто- рение элементов, име- ющихся на других участках оттиска Недостаточное уст- ранение воздействия печатной формы, де- фект красочного ап- парата То же
Бумагоподающие устройства
Несоблюдение Несовмещение кра- Дефекты приводки Совмещение кра-
приводки Дублирование сок при печатании многокрасочных изо- бражений Двойной отпечаток при подаче и переда- че листов 1 Колебания натяже- ния полотна 1 Неисправность ра- сок Четкость конту-
печатающих элемен- тов боты бумагоподаю- щих устройств в свя- зи со свойствами ма- териалов и климати- ческими условиями, неправильная уста- новка цилиндров ров, оптическая плотность
1 Указанные причины относятся только к печатному процессу. Нарушения при-
водки могут возникать также из-за дефектов монтажа форм, усадки бумаги и не-
правильных условий контакта в печатном аппарате.
Метод баллов снижения качества
В ГДР, ПНР и РСР для обеспече-
ния качества полиграфической промыш-
ленности применяют метод баллов сни-
жения качества. Этот метод стандарти-
зован. Для способов печати и типов
машин установлены признаки (стабиль-
ность подачи краски, положение изобра-
жения, приводка красок, регистр
и т. п.), дефекты которых оценивают оп-
ределенными баллами снижения качест-
ва. Баллы снижения качества распреде-
ляются на три ступени в зависимости от
значительности дефектов (габл. 3.26).
Подвергающаяся контролю единица
продукции не соответствует стандарту,
если получает более 20 баллов снижения
качества или имеет ботьшой дефект.
По сумме баллов снижения качества
можно определить в процентах долю
среднего использования допускаемого
Снижение качества, обусловливаемое
свойствами материалов
Материал Свойство Критерий качества
1 2 3
Печат- ный ма- териал Гладкость или шероховатость Глянец Степень белизны Впитывающая способность Стойкость к вы- щипыванию Величина pH Оптиче- ская плот- ность
Толщина Растяжение Влажность Стабильность размеров Плотность на- мотки рулонов (на рулонных печат- ных машинах) Привод- ка (дли- на оттис- ка)
Растяжимость Сжимаемость Гладкость Четкость контуров
Печат- ная крас- ка Вязкость Интенсивность (кроющая способ- ность) Адгезия к печат- ному материалу Тиксотропия Глянцевитость Время закрепле- ния Склонность к вы- щипыванию по- верхностного слоя бумаги Оптиче- ская плот- ность
Увлаж- няющий раствор Показатель pH Содержание спирта Оптиче- ская плот- ность
Окончание табл. 3.25
Материал Свойство Критерий качества
1 2 3
Матери- ал деке- ля Толщина Шероховатость поверхности Жесткость Упругость Время релакса- ции Растяжение Усилие натяже- ния Оптиче- ская плот- ность * Четкость контуров (привод- ка)
Печатная форма Материал Характер по- верхности Оптиче- ская плот- ность
1 Особенно при офсетной печати.
Таблица 3.26.
Баллы снижения качества
Значитель- ность де- фекта Количество баллов Пример дефекта
Неболь- шой 2 пли 5 Не совсем хоро- шее воспроизведе- ние печатающих элементов, которое, однако, не искажа- ет изображения
Большой 10 Очень заметные, но не искажающие изображение от- клонения тоно- и цветопередачи
Очень (Дефек- Искажающие
большой ты, кото- изображение от-
(брак) рые вы- зывают отбра- ковку продук- ции, не получают баллов) клонения тоно- и цветопередачи от оригинала или пробного оттиска
количества баллов 1 ?, по формуле:
/Р = -^-%, (3.49)
Е
где Р — сумма баллов снижения ка-
чества контролируемых единиц продук-
ции, которые отвечают требованиям
стандарта; Е — количество единиц про-
дуки ни, соответствующих стандарту.
На каждую проверенную продукцию
заполняется контрольная карта. Конт-
рольные карты предусматривают, кроме
оценки качества оттиска, также оценку
качества набора и отделки печатной
продукции.
Попарное сравнение
Для оценки по этому методу срав-
нивают между собой два оттиска.
При этом устанавливают, равноценны
ли оба по качеству или же один от-
тиск лучше другого. Возможна оценка
с помощью системы баллов.
гам) в зависимости
пример, при оценке
ми пяти оттисков
от качества. На-
тремя контролера-
можно применять
шему, а 5 — худшему оттиску, то этим
устанавливается ранг оттисков.
Методы визуальной оценки
Пример. Число баллов
Оттиск А Оттиск Б
Оттиск А равен оттис- 1 1
ку Б Оттиск А ка Б лучше оттис- 2 0
Оттиск Б ка А лучше оттис- 0 9
Если сравнивают между собой все
оцениваемые оттиски, например, оцен-
ка трех оттисков дается одним конт-
ролером (А лучше Б, Б лучше В), то:
Оттиск В сравнении с о>1 иском Число б аллон
А Б в
А —. 2 2 4
Б 0 — 2 2
Б 0 0 — б
Если к оценке оттисков привлечены
несколько наблюдателей, то из суммы
баллов находят среднее значение.
Методом попарного сравнения оцени-
вают как общее впечатление, так п от-
дельные признаки качества оттисков.
Метод рангов
Метод основан на сравнении одно-
временно оцениваемых оттисков, кото-
рые распределяются по ступеням (ран-
Оценку качества оттисков легко
осуществлять на практике визуальны-
ми методами, которые не требуют
Таблица 3.27.
Достоинства и недостатки методов
визуальной оценки качества
Показатели Me гол пунктов снижения качества Метол попарного сравнения Метод рангов
Эталон Общие критерии качества Отсутст- вует (сравни- ваются экземп- ляры) Отсутст- вует (сравни- ваются экземп- ляры)
Затрачи- ваемое время Среднее Сред- нее — длг общей оценки, боль- шое — для оценки отдель- ных при- знаков 11еболь- шое
Сужде- ние о ка- честве Неточное Хорошее Среднее
Пригод- Для Для Для
НОСТЬ контроля тиража контроля пробных экземп- ляров контроля пробных экземп- ляров
применения контрольно-измерительных
приборов. Однако визуальная оценка
имеет чисто субъективный характер, и
на нее сильно влияют работники, ко-
торые выполняют контроль качества.
Трем методам визуальной оценки
качества присущи свои достоинства и
недостатки, которые сведены в сравни-
тельную табл. 3.27.
3.9.4.2. Обеспечение качества
с помощью измерительной
техники
Контроль качества оттисков можно
осуществлять, объективно учитывая
критерии качества с использованием
измерительных приборов. Применение
измерительных приборов исключает
влияние субъективных ошибок, но име-
ет свою отрицательную сторону: ре-
зультаты измерений не всегда соответ-
ствуют впечатлению, производимому ка-
чеством оттиска на человека.
Для определения перечисленных в
3.9.2 критериев качества имеются изме-
рительные приборы, названные в табл.
3.28.
Таблица 3.28.
Измерительные приборы для обеспечения
качества
Признак качества Измеритель- ный прибор Измеряемое значение
Оптиче- Денситометр Коэффициент
ска я для измере- отражения или
плот- ния в отра- оптическая
ность женном свете плотность
Количест- Спектро- Координаты
венная оценка цвета фотометр цветности X, Y и Z или, соот- ветственно, цве- товой тон, на- сыщенность и степень черно- ты
Четкость Чикроден- Измерение
контуров ситометр, микроскоп с микрофо- тоустанов- кой оптической плотности, мик- рофотоснимок
Привод- Измери- Расстояние
ка тельный микроскоп, лупа с де- лениями между приво- дочными мет- ками
Для обеспечения качества с примене-
нием измерительной техники необходимо
установить значения допускаемых от-
клонений, а именно:
— допускаемые отклонения по стан-
дартам качества и испытаний печат-
ной продукции (например, допуски ка-
чества книг-фотоальбомов должны быть
более жесткими, чем газет);
— допускаемые отклонения при изготов-
лении продукции с учетом способа пе-
чати, применяемых машин и материа-
лов.
До сих пор такие допуски не были
установлены. Стандарт ТГЛ 46-0114 пре-
дусматривает условия приемки печатных
машин и для контроля качества тираж-
ной продукции мало пригоден. Чтобы
оценивать качество продукции при печа-
тании тиража, лучше всего производить
регулярные измерения данного парамет-
ра (например, через каждые 100 экз.).
Результаты измерений вычерчивают в
виде графика.
Кроме того, можно по измеренным
в каждом тираже значениям стандарт-
ного отклонения s найти допуски откло-
нений параметров в форме доверитель-
ных и аварийных пределов. На практике
эти пределы выбирают следующим об-
разом:
1. Доверительный предел отклонения
параметра — доверительная вероятность
равна 95% (т. е. 95% всех измеренных
значений находятся в доверительном
интервале).
2. Аварийный предел — доверитель-
ная вероятность — 99%.
Доверительный предел вычисляют
по формуле
*95%
р-о,и= ± . — (3.50)
J я
Значения критериев t и t
У а/о
зависят от объема выборки п и при-
ведены в стандарте ТГЛ 15-040.
По найденным доверительному и
аварийному пределам, проделав доста-
точно большое количество измерений,
можно установить допуски отклонений
для внутритипографского стандарта на
определенные виды работ и для опреде-
ленных машин.
Проводя измерения, нужно иметь в
виду, что из применяемых в настоящее
время денситометров сравнимые резуль-
таты дают только приборы одного типа,
но и в этих случаях результаты измере-
ния па нескольких однотипных денсито-
метрах бывают различны.
3.9.5. Контрольные шкалы
и тест-формы
3.9.5.1. Контрольные шкалы
Определение контрольной шкалы см.
в разд. 3.9.1.
Контрольные шкалы в большинстве
случаев имеют такие размеры, что их
можно печатать вместе с тиражными
оттисками и использовать для контроля
качества. Контрольные шкалы служат
для следующих целей:
— контроль процессов репродуцирова-
ния, копирования, травления и гравиро-
вания печатных форм;
— сравнение тиражных оттисков с
пробными;
— оценка свойств печатных (краска, бу-
мага) и декельных материатов:
— оценка работы печатной машины.
Контрольные шкалы состоят из двух
основных частей:
— растровые поля и поля-плашки, слу-
жащие для оценки подачи краски (оп-
тическая плотность и цветность);
— комбинации штрихов, служащие для
оценки четкости контуров и приводки,
а также для контроля двоения.
Особенно удобно пользоваться конт-
рольными шкалами, которые позволяют
оценивать несколько различных призна-
ков качества. В офсетной печати приме
няется большое количество комбиниро-
ванных шкал.
1. Контрольная шкала по ТГЛ 5171
(рис. 3.101) состоит из поля плашки и
75%-ного растрового поля. Она служит
для оценки подачи краски и цветности.
Применяется при пробной печати, но
может быть использована и для оценки
тиражных оттисков.
2. Контрольная шкала И ГТ (рис.
3.102) Института полиграфической тех-
ники. Предназначенная для офсетной
печати, шкала имеет длину 182 мм
(между метками-крестами) и ширину
8 мм, состоит из 31 поля размером
6X5 мм каждое. Шкалу можно исполь-
зовать для контроля фоторепродукцион-
ного и копировального процессов, для
контроля пробных и тиражных оттисков.
Возможности визуального и денситомет-
рического контроля представлены н
табл. 3.29. Для однокрасочных оттисков
можно пользоваться короткой шкалой
ПГТ (рис. 3.103).
3. Приводочная метка И ГТ (рис.
3.104) построена по принципу ноняусной
шкалы. Опа позволяет количественно
оценивать приводку, не пользуясь ника-
кими вспомогательными средствами.
Таблица 3.29.
Возможности контроля с помощью
контрольной шкалы И ГТ
Поле Возможный контроль Определяемое значение
низуаль- I ный де нс итомс т- рический
Плашка + + Подача крас- ки, стабиль- ность по чачи краски
Мелкие растровые элементы, ср=50 % + + Подача крас- ки, стабильность подачи краски, растаскивание растровых эле- ментов
Крупные растровые элементы, + + Растискива- ние растровых элементов
ср = 50 %
Штрихи + Смещение, двоение
Растровые поля с сов мещением трех цвет- + Подача и ста- бильность крас- ки, баланс се- рого
ных красок
Мелкие растровые элементы, Ф = 5% + (+) Фотокопиро- вание, копиро- вание форм, по- дача и стабиль- ность подачи краски
То же. + (+) То же
<р=95%
4. Контрольная шкала Сигналстрип.
фирмы «Литое» (рнс. 3.105) состоит из
грех отрезков:
отрезок 1 — для контроля процесса
копирования;
отрезок 2 — для контроля стабиль-
ности подачи краски: в случае избытка
краски возникают полосы на полях с
мелкими растровыми элементами;
отрезок 3 — для контроля четкости
контуров: при нечеткоегп линии контура
утолщаются, возникают дополнительные
наклонные полосы.
5. Цифровая шкала ГАТФ (рис.
3.106) состоит из двух отрезков:
отрезок 1 - цифры для контроля по-
дачи краски: при избытке краски мел-
кие растровые элементы смыкаются, и
цифры становятся темнее фона;
отрезок 2 — слово «SLUR» для конт-
роля двоения: в зависимости от направ-
ления двоения это слово либо темное
на светлом фоне, либо светлое на тем-
ном фоне.
6. Контрольная шкала Гретаг (рис.
3.107) состоит из четырех растровых по-
лей и разрезанной радиальной миры:
растровые поля служат для контроля
формного процесса и стабильности по-
дачи краски, радиальные миры — для
оценки четкости контуров (при нечет-
кости контуров образуется узор, при
избыточной подаче краски в центре ми-
ры образуется пятно).
Все элементы шкал, служащие для
оценки четкости контуров, пригодны
также и для контроля приводки. При
наложении красок отклонения приводки
вызывают искажения оптической плот-
ности, которые можно замерять на ден-
ситометре.
3.9.5.2. Тест-формы
Отдельные контрольные шкалы, о ко-
торых шла речь, служат для контроля
главным образом тиражных оттисков.
Для испытаний машин или некоторых
печатных материалов пользуются тест-
формами (особыми печатными форма-
ми). В соответствии с назначением тест-
форму снабжают специальными полями
(табл. 3.30).
Тест-форму следует составить так,
чтобы по ее шкалам можно было осу-
ществлять как визуальный контроль, так
и денситометрические измерения.
Таблица 3.30.
Шкалы тест-формы
Шкала
Назначение
Плашки, располо-
женные перпендику-
лярно и параллельно
направлению подачи
листов
Растровые поля раз-
личной линиатуры и
плотности
Фигуры со штрихо-
выми элементами,
расположенные па-
раллельно и перпенди-
кулярно направлению
печатания
Радиальные миры
Ноииусные шкалы
Метки-кресты
Растровые поля с
небольшим поворотом
растра (возможность
муарообразования)
Наложение растро-
вых полей
Для оценки
оптической
плотности
Для оценки
четкости кон-
туров (и двое-
ния)
Для оценки
приводки
Для оценки
перекоса печат-
ного листа
Для колори-
метрической
оценки
3.10. Последовательность операций в печатном процессе
3.10.1. Общие сведения
Для изображения печатного процес-
са была предложена блок-схема (схема
3.7), представляющая процесс в виде по-
следовательности своего рода «черных
ящиков»: они означают определенные
операции печатного процесса, а содер-
жимое каждого «ящика» (средства, обес-
печивающие выполнение операций) здесь
подробно не рассматривается. Особая
последовательность операции составля-
ется из комбинации нескольких таких
блок-схем. Например, блок-схему изго-
товления четырехкрасочной газеты на
рулонной офсетной машине получают,
сочетая схемы 3,8. 3.11 и 3.13.
Во всех разделах главы понятием «пе-
редача краски» обозначается процесс не-
посредственного перехода краски на пе-
чатный материал (см. 3.3. Передача
краски на печатный материал).
В печатном процессе принимают учас-
тие:
— средства (печатные машины, печатная
форма, декель, а при косвенной переда-
че печатной краски — офсетная резино-
тканевая пластина, увлажняющий раст-
вор и т. д.);
— материал (печатный материал, печат-
ная краска);
— энергия;
— информация (данные).
Влияние, которое оказывают на пе-
чатный процесс технические средства (на-
пример, расположение цилиндров) и пе-
редаваемая информация, на схемах не
отражается.
3.10.2. Количество печатаемых
красок
3.10.2.1. Однокрасочная печать
— за один прогон листа через машину,
которая имеет секции с соответствую-
щим расположением цилиндров и специ-
альные устройства для транспортировки
и переворачивания листов.
Схема процесса печатания одной
краской, независимо от способа печати,
аналогична обшей схеме (схема 3.7 иа
с. 240).
3.10.2.2. Многокрасочная печать
Процесс изготовления многокрасоч-
ных оттисков представляет собой мно-
гократное повторение операций общего
печатного процесса (для упрощения в
схеме 3.8 не отражена возможность
включения промежуточного носителя пе-
чатающего изображения). Это относит-
ся в принципе к изготовлению многокра-
сочной печатной продукции, независимо
от применяемого способа печати и типа
применяемой печатной машины (много-
красочные печатные машины с одной
секцией или агрегатного построения).
При печатании многокрасочных работ
на машинах, которые не обеспечивают
печатание всеми красками за один про-
гон, материал пропускается через ма-
шину несколько раз (с промежуточным
хранением полуфабрикатов):
— листовая печать: печатание четырьмя
красками на двухкрасочных машинах;
— рулонная печать: печатание на полот-
не, частично или полностью предвари-
тельно запечатанном (можно — на дру-
гой машине, другим способом), с обес-
печением приводки на рулонных ма-
шинах.
При печатании несколькими способа-
ми очень важен порядок наложения кра-
сок, который влияет на результат печа-
тания (см. 3.3).
3.10.2.3. Печатание с двух сторон
печатного материала
В принципе все сказанное в 3.10.2.2
относится также и к двухсторонней пе-
чати, г. е. к печатанию на лицевой и обо-
ротной сторонах печатного материала.
Печатание на листовых машинах
В зависимости от имеющейся печат-
ной машины печатают с двух сторон:
— за несколько прогонов листа запеча-
тываемого материала через машину,
причем листы переворачивают вне ма-
шины слева направо или сверху вниз;
Печатание на рулонных машинах
При печатании на рулонном материа-
ле с двух сторон достаточно один раз
провести материал через печатную ма-
шину. Запечатывание лицевой и оборот-
ной сторон полотна происходит
— последовательно, с использованием
бумагопроводящих устройств;
— одновременно в печатных секциях с
соответствующим расположением цилин-
дров (например, четырехцилиндровая
секция машины офсетной печати).
3.10.3. Структура печатного
процесса при различных способах
печати
Схемы печатного процесса при раз-
личных способах печати существенно от-
личаются друг от друга способом нане-
сения краски на печатную форму
(см. 2.1.1). В этом разделе приводятся
схемы печатных процессов высокой (схе-
ма 3.9), глубокой (схема 3.10) и плос-
кой (схема 3.11) печати В известной ме-
ре их можно сочетать со схемами
3.8. 3.12 и 3.13.
Схема 3.10. Процесс глубокой печати
Краска
I
Печатный
материал
Запечатанный ма-
териал
Схема 3. 7. Печатный процесс
Краска
Печатный
материал
Запечатанный материал
Рис. 3.101. Контрольная шкала
по стандарту ГДР ТГЛ 5171.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
±1ииеш © еш
CYAN
+
GELB
MAGENTA
SCHWARZ
Рис. 3.102. Контрольная шкала ИГТ
для четырехкрасочной печати.
Рис. 3.103. Контрольная шкала ИГТ
для однокрасочной печати.
11 III I Hi И +
0.1 0.2 03 QI Q2 03
Рис. 3.104. Приводочные метки ИГТ
SIGNALSTRIP®
LITHOS, Inc. Pat. Pend.
POS
60
Рис. 3.105. Контрольная метка Литое.
Рис. 3.106 Цифровая контрольная метка ГАТФ
Рис. 3.107. Контрольная шкала Гретаг.
Схема 3. 8. Процесс печатания четырьмя красками
Печатный материал незапечатанный
Матеоиал, запечатанный четырьмя краскамг
Схема 3. 9. Процесс высокой печати
Схема 3. 11 Процесс плоской печати
Запечатанной материал
Схема 3.12. Движение листового
печатного материала
Печатный материал
(стапель листов)
Отделение листа
Транспортировка
листа
1
Равнение листа на
накладном столе
1
Контроль отделения
и накладка листа
I
Ускорение листа
Транспортировка
листа
Вследствие этого здесь не представ-
лены схемы следующих печатных про-
цессов:
— фототипной печати как прямого спо-
соба плоской печати на обычных маши-
нах фототипной печати, так как последо-
вательность операций в этом процессе
частично отличается от приведенной в
схеме 3.12. Схема находящейся в началь-
ной стадии своего развития ротацион-
ной фототипной печати получается в
принципе из комбинации схем 3.11 и 3.12;
— трафаретной печати, поскольку этим
способом печати пользуются главным об-
разом на полуавтоматических или авто-
матических машинах, работающих на
других печатных материалах, процесс
печатания на которых тоже отличается
от процесса, приведенного в схеме 3.12.
3.10.4. Форма обработки
печатного материала
3.10.4.1. Листовая печать
Листы печатного материала можно
обрабатывать на машинах, которые раз-
личаются по принципу печатания (см.
3.2):
— тигельные печатные машины;
— плоскопечатные машины;
— ротационные печатные машины.
Приведенная в схеме 3.12 последова-
тельность операций характерна для про-
хождения листов печатного материала в
листовых печатных машинах.
Замедление листа
Выкладывание листа
1
Запечатанный мате-
риал (стапель)
3.10.4.2. Рулонная печать
Печатание на рулонном материале
производится чаше всего на ротацион-
ных печатных машинах (см. 3.2.3), по-
этому здесь рассматривается последова-
тельность операций, выполняемых толь-
ко рулонными ротационными машинами.
В схеме 3.13 показаны разнообразные
возможности обработки печатного мате-
риала на рулонной ротационной машине.
Схема 3. 13. Движение рулонного печатного материала;
1 — многокрасочная печать; 2 — машина одинарной ширины; 3 — машина
двойной ширины; 4 — листовая приемка; 5 — рулонная приемка
Печатный материал (рулон)
Запечатанный материал
(сфальцованные экземпляры)
4. Процессы обработки печатной
продукции
Доцент д-р техн, наук Дитер Либау, Берлин
В работе над разделом также принимали участие:
Д-р-инж. Готтфрид Байер, Карл-Маркс-Штадт
Д-р техн, наук Рольф Фрик, Карл-Маркс-Штадт
Д-р-инж. Ганс Гундрум, Дрезден
Д-р-инж. Освальд Хайнц, Карл-Маркс-Штадт
Проф. д-р техн, наук Томас Хельбиг, Карл-Маркс-
Штадт
Инж. Рихард Крушвиц, Лейпциг
Дипл.-инж. Райнер Нестлер, Лейпциг
Проф. д-р техн, наук Рудольф Рудер, Карл-Маркс-
Штадт
Д-р-инж. Гюнтер Зайдль, Карл-Маркс-Штадт
4.1. Введение
Технологические процессы обработки
отпечатанной продукции применяют в
производстве книг, журналов и изделий
из бумаги (схема 4.1 на с. 248).
Вначале необходимо отметить общее,
что имеется в технологии брошюровочно-
переплетной обработки отпечатанной
продукции и в переработке бумаги. И в
том, и в другом случае применяют во
многом сходные методы и одинаковые
материалы, что и позволяет объединить
их понятием «обработка печатной про-
дукции». Специалисты по обработке пе-
чатной продукции обычно рассматрива-
ют эти технологические процессы раз-
дельно. Такой способ исследования не
позволяет оценить узкие места в техно-
логическом процессе. Более эффектив-
ным является анализ процессов с выяв-
лением общих методов.
Основные технологические методы
классифицируют по признакам изменения
обрабатываемого объекта и объединяют
в систему. При этом различают три по-
ня гпя:
1. Рабочая операция. Наиболее точ-
ное представление об изменениях, кото-
рым подвергается обрабатываемый
объект в ходе технологического про-
цесса.
2. Группа операций. Это понятие от-
носится к рабочим операциям с опреде-
ленными признаками.
3. Основной технологический метод.
Очень широко и полно объединяет изме-
нения, которым подвергается обрабаты-
ваемый объект.
Элементы технологического процесса
классифицируют следующим образом
(схема 4.2):
Схема 4.2. Элементы технологического
процесса
Технологические операции в соответ-
ствии с принципом изменения обрабаты-
ваемого объекта классифицируют сле-
дующим образом:
— изменение целостности;
— изменение формы,
— изменение свойств материала;
— изменение энергетического состоя-
ния.
Процесс обработки печатной продук-
ции включает следующие основные тех-
нологические методы (табл. 4.1):
Таблица 4.1.
Рабочие операции, группы операций и основные
технологические методы обработки печатной продукции
Основной технологиче- ский метод Группа операций Рабочая операция
1 2 3
1. Разделе- ние 1.1. Разделение резанием 1.1.1. Спуск фаскн 1.1.2. Сверление 1.1.3. Нарезка пазов
246
Продолжение табл. 4.1
1 2 3
1.1.4. Перфорирование 1.1.5. Надрезка 1.1.6. Разрезание 1.1.7. Высечка
1.2. Обработка резанием 1.2.1. Фрезерование 1.2.2. Строгание 1.2.3. Пиление 1.2.4. Шлифование
2. Измене- ние формы 2 1. Изменение формы давлением 2.1.1. Тиснение 2.1.2. Прессование
2.2. Изменение формы растяжением под давлением 2.2.1. Штамповка (вы- тяжка) 2.2.2. Глубокая вытяжка
2.3. Изменение формы вытяжкой 2.3.1. Обтчжная вытяж- ка (обтяжка)
Г 2.4. Гибка 2.4.1. Загибание края 2.4.2. Отгибка края 2.4.3. Складывание 2.4.4. Фальцовка 2.4.5. Плиссирование 2.4.6. Гофрирование 2.4.7. Рилевка 2.4.8. Закатывание 2.4.9. Круговая гибка 2.4.10. Гибка желобка 2.4.11. Высадка
3. Соедине- ние 3.1. Соединение с геомет- рическим замыкани- ем 3.1.1. Шитье проволокой 3.1.2. Шитье нитками 3.1.3. Скрепление скоба- ми 3.1.4. Челночное шитье 3.1.5. Скрепление писто- нами 3.1.6. Скрепление винта- ми 3.1.7. Скрепление спи- ралью
247
Схема 4. 1. Классификация технологических процессов обработки отпеча-
танных полуфабрикатов по сидам готовой продукции
Книги
С цельноткангвой, бумажной,
составной переплетной крышкой
Брошюры
Из отдельных листков, одно-
и многотетрадные и т.п.
Прочие издания
Проспекты, счета, формуляры и т.п.
Тара
Коробки, банки, ведра, стаканчики,
кульки, сумки и др.
Вспомогательные упаковочные средства
Этикетки, наклейки, ярлыки, поддоны
для яиц и др.
Технические изделия
Мембраны, шпули, прокладки, фильтровые
вкладыши, трафареты и др.
Гигиенические изделия
Носовые платки, салфетки, подставки под
стаканы, белье одноразового пользования,
туалетная бумага и др.
Декоративные изделия
Тисненые вывески, полученные высечкой
украшения, гирлянды, шапки, бумажные цветы и др.
Канцелярские и архивные принадлежности
Регистраторы, папки и др.
Игрушки
Полученные высечкой елочные, вырезные, игры и др.
Учебные пособия и ученические принадлежности
Тетради, блокноты, глобусы, таблицы и т.п.
Готовая
полигра-
фическая
Хд продукция
Окончание табл. 4.1
1 2 3
3.2. Соединение вспомо- гательным материа- лом 3.2.1. Припрессовка 3.2.2. Склеивание 3.2.3. Клеевое скрепление блоков 3.2.4. Сварка 3.2.5. Термосварка
3.3. Соединение с сило- вым замыканием 3.3.1. Соединение замком
3.4. Соединение без за- крепления 3.4.1. Размещение 3.4.2. Комплектовка, под- борка
4. Нанесе- ние покры- тия 4.1. Нанесение вещества, находящегося в жид- ком или пастообраз- ном состоянии 4.1.1. Валиками 4.1.2. Полив 4.1.3. Намазывание ки- стью 4.1.4. Набрызгивание, пульверизация 4.1.5. Погружение
4.2. Нанесение вещества, находящегося в твер- дом состоянии 4.2.1. Электростатиче- ский способ
4.2. Разделение
Разделение — это обработка мате-
риала путем нарушения его целостности,
причем опа может быть нарушена как
во всем материале, так и в отдельных
его деталях.
Основной метод разве гение целесооб-
разно подразделить по используемым
физико-химическим принципам (схе-
ма 4.3).
Для процесса обработки печатной
продукции основной интерес представля-
ет метод механического разделения (схе-
ма 4.4), который включает группы опе-
раций разделения резанием и обработки
резанием.
Схема 4.3. Классификация основного метода «Разделение»
в зависимости от применяемых физико-химических воздействий
Разделение
механиче-
ское (напри-
мер, реза-
ние)
термическое химическое
(например, (например,
днетнлля- травление)
ция)
электриче-
ское (напри-
мер, элект-
ромагнитная
сепарация)
f
Разрезание
f
качающимся
плоским ножом
со сплошной
Схема 4. 4. Классификация методов механического разделения плоских
материалов
Разделение резанием
| Принцип резания ножом~|
ZZ3____
Высечка
Разделение
' »________
Обработка резанием
I
1
1
f
вращающимся
дисковым ножом
неподвижным
инструментом
" у ~
качающимся
инструментом
1
вращающимся
инструментом
со сплошной
режущей кромкой: режущей кромкой:
разрезка, обрез-
ка, надрез, снятие
фаски
с прерывистой
режущей кром-
кой;
перфорирование
разрезка листов
в стопе,.обрезка,
надрез, снятие
фаски,нарезка
пазов |
с прерывистой
режущей кром-
кой:
перфорирование
с возвратно-
поступатель-
ным движением
плиты (напри-
мер, гидравли-
ческий пресс)
с качающимся
тиглем (ти-
гельная
машина)
“Л
,с непрерывной
подачей мате-
риала:
ротационная
высечка
Неподвижный
материал;
сверление
1
Принцип резания ножницами
f
I----*==?
I Разрезание I
~ ""У
| Высечка |
1
f
Обработка абра-
зивным инстру-
ментом
Шлифовка, заточка
Снятие фаски
Обработка много-
лезвийным инстру-
ментом
I
1
Фрезерование
Снятие фаски,
торшонирование
Пиление
Прямолинейное
движение резания
Ручная пила,
ножовочный
станок
Ленточная
пила
качающимся
плоским ножом
------f--------
Разрезка
вращающимися
дисковыми ножами
f
Разрезка
качающимся
инструментом
----- T--------
Высечка и
перфорирование
1
вращающимся
инструментом
Высечка
Круговое
движение резания
♦ —
Дисковая пила
4.2.1. Разделение резанием
Разделение резанием — это механиче-
ское отделение части материала под дей-
ствием сжимающего усилия; причем ма-
териал испытывает преимущественно сре-
зающие напряжения.
В зависимости от конструкции режу-
щего инструмента различают обработку
по принципу ножевой резки и резки на
ножницах. Разделение ножами и ножни-
цами может быть по открытому или за-
крытому контурам. Разделение по от-
крытому контуру специалисты называют
разрезанием. Операцию, выполняемую
инструментом, режущая кромка которо-
го образует замкнутый контур, полигра-
фисты называют высечкой.
Для механического раздетения твер-
дых материалов применяют инструмен-
ты, снабженные режущей кромкой (лез-
вием). Угол, прилегающий к режущей
кромке, называется углом заточки 0.
Значения р могут быть различными: от
нескольки.^ градусов (у лезвия бритвы)
до 90° (у “резца для токарной разрезки
хрупких материалов).
4.2.1.1. Принцип ножевой резки
По принципу ножевой резки работа-
ет режущий клиновидный инструмент в
паре с неподвижной опорой из дерева,
пластмассы или стали (марзан). В не-
которых случаях ножевая резка произ-
Рис. 4.1. Разрезание с различным на-
правлением движения ножа относитель-
но материала:
1—резание «тянущим» ножом, работающим на
растяжение: 2—резание «давящим» ножом,
работающим на сжатие; 3—резание «скребу-
щим» ножом
водится без опоры (например, обреза-
ние корешка блока вращающимся дис-
ковым ножом перед операцией бесшвей-
ного клеевого скрепления).
В зависимости от характера движе-
ния ножа относительно материала и
опоры возможно разрезать материал но-
жом, вызывающим сжатие, растяжение
и сдвиг материала (рис. 4.1). Если ножу
сообщают колебательное движение, то
получают другие варианты разрезания.
I Три механическом разделении плос-
ких материалов ножом в разрезаемом
материале возникают напряжения сжа-
тия и растяжения.
Ножевая резка плоским ножом
Разрезание качающимся ножом. Ме-
тод разрезания качающимся плоским
ножом применяется в бумагорезальных
машинах для обработки печатной про-
дукции (рис. 4.2). Клиновидный нож раз-
резает обрабатываемый материал.
Рис. 4.2. Принцип работы резальной ма-
шины с качающимся клиновидным но-
жом:
1—ножедержвтель: 2—нож; 3—материал; 4—
марзан; 5—стол; 6—подаватель; 7—прижим
Удельное давление резания F' — уси-
лие, которое необходимо для разрезки
материала определенной ширины, рас-
считывают по формуле
F
F’ = —— Н/мм, (4.1)
где F — усилие резания, Н; I — длина
реза, мм.
Усилие резания, необходимое для
разрезания отдельного листа материала,
характеризует прочность материала при
резании. При разрезании нескольких
листов иа усилие резания дополнительно
влияют и другие факторы (например,
высота привертки, шероховатость по-
верхности листа, влажность материала),
от которых зависит изменение сил тре-
ния между ножом и разрезаемым мате-
риалом.
Плоские ножи резальных машин име-
ют лезвия стандартных размеров. Мате-
риал и вид термообработки в ГДР стан-
дартизированы. Пример маркировки но-
жа: 130X1000/20, т. е. номинальная вы-
сота ножа 61 = 130 мм, длина I—
Рнс. 4.3. Усилия, дейст-
вующие на режущую
кромку ножа
-=1000 мм, угол режущего клина а=
= 20°. Основания ножей изготовляют
из конструкционной стали. Для изготов-
ления лезвий применяют инструменталь-
Рис. 4.4. Характер движения ножа на ре-
зальных машинах:
а—вертикально-криволинейное; б—наклоиио-
криволинейиое; в—вертикально-ностунательное;
г—иаклонио-постунательиое; 1—нож; 2—направ-
ляющие- 3— марзан
нуго легированную сталь для холодной
обработки или быстрорежущую сталь.
Силу, приложенную к режущей кром-
ке ножа, можно разложить на три со-
ставляющие (рис. 4.3):
Fv — вертикальное усилие, действую-
щее перпендикулярно плоскости опоры;
Fh — горизонтальное усилие, дейст-
вующее параллельно плоскости опоры,
вдоль кромки ножа;
Fs — лобовое усилие, действующее
перпендикулярно поверхности резания.
В зависимости от характера движе-
ния ножа в резальных машинах обычно
применяют следующие виды резки
(рис. 4.4):
Рис. 4.5. Характер изменения вертикаль-
ного усилия резания
1) с вертикально-криволинейным и
наклонно-криволинейным (сабельным)
движением ножа;
2) с вертикально-поступательным и
наклонно-поступательным движением
ножа.
Изменение вертикальной составляю-
щей усилия резания графически изобра-
жено иа рис. 4.5.
Гинзбург исследовал усилия резания,
которые действуют на режущую кромку
ножа, с учетом влияния влажности раз-
резаемого материала (рис. 4.6). Было
выяснено, что нож врезается в стопу
скачкообразно; вертикальная и горизон-
тальная составляющие в процессе разре-
зания немного возрастают, а характер их
изменения в принципе одинаков и
отличается только количественно.
Усилие резания зависит от факторов,
которые можно разделить иа три ос-
новные группы:
1. Разрезаемый материал. Род мате-
риала, направление волокон относитель-
но линии реза, влажность (у гигроско-
пичных материалов).
2. Режущий инструмент. Важные па-
раметры резания: угол движения ножа,
угол заточки и степень износа режущей
кромки.
3. Машина и применяемая техноло-
гия. В данном случае это только высота
стопы разрезаемого материала и усилие
прессования стопы, которое обеспечива-
ет машина.
Влияние разрезаемого материала на
удельное усилие резания. Диттрих экс-
периментально определил удельные уси-
лия резания (табл. 4.2). Оказалось, что
материалы можно объединить в группы
с одинаковым сопротивлением резанию.
Числовые значения в таблице относятся
к разрезанию материала ножом, движу-
щимся по наклонно-криволинейной тра
Гинзбург также определял удельные
усилия резания для различных материа-
лов (табл. 4.3).
Таблица 4.3.
Усилия резания печатной бумаги
Составляющие
Удельное уси-
лие резания,
Н/мм
Рис. 4.6. Качественные законы измене-
ния силы резания при обработке различ-
ных материалов:
1 — офсетная бумага; 2 — файера; 3 — резина;
4—картой
Вертикальные
В начале резания
В конце резания
Горизонтальные
В начале резания
В конце резания
1,10
1,17
0,97
1,05
Приводимое Гинзбургом отношение
удельных усилий резания подтверждено
и Диттрихом. Он указывает, что удель-
ное усилие резания поперек волокон на
ектории, с острым лезвием, заточенным
под углом 20°.
Таблица 4.2.
Удельные усилия при резании, Н/мм
Материал
Бумага тонкая, печат-
ная, писчая, пергамент-
ная, картон хром-эрзац,
коробочный, кожкартон
машинной выработки
Фотобумага, мелован-
ная бумага для художе-
ственной печати, картон
хромовый, бюварный,
древесномассный, газет-
но макулатурный
Прессшпан, фанера,
целлофан, фибра
15—25
20—40
45—110
5—15
5—25
15—60
Рис. 4.7. Зависимость усилия ре-
зания F' от влажности разрезае-
мого материала <₽„:
Fv— вертикальная составляющая; F и—
горизонтальная составляющая; а — на-
чало процесса разрезания; е—коней
процесса резания
10% выше удельного усилия резания в
направлении волокон;
попереч — 1 Л Д ирод1
(4.2)
При возрастании влажности <fv умень-
шаются силы связи между волокнами
материала, и разделение его требует
меньших усилий (рис. 4 7).
Влияние режущего инструмента
на удельное усилие резани я. Усилие ре-
запия, необходимое для преодоления
сопротивления материала, в большой
степени зависит от характера движения
ножа. Эту зависимость теоретически обо-
сновал Клиигельхеффер. Исследования
усилий резания в зависимости от харак-
тера движения ножа дали сле-
дующие соотношения.
Если усилия резания, кото-
рые были определены при раз-
резании листов бумаги и карто-
на ножом двигавшимся по на-
клонно-криволинейной траекто-
рии (сабельный рез), принять
за единицу, то эти усилия уве-
личиваются
— при наклоино-поступа-
тельном движении ножа — в
1,2—2,1 раза;
— при вертикально-поступа-
тельном — в 1,0—3,5 раза
— при вертикально-криволи-
нейном — в 1,1—2,5 раза.
Другим фактором, влияю-
щим на усилие резания, явля-
ется угол заточки ножа 0 (рис. 4.8). Уве-
личение угла заточки ножа вызывает
увеличение вертикальной и горизонталь-
ной состав 1яющих удельного усилия ре-
зания. Усилия резания ножом с малым
углом заточки в принципе малы, ио
уменьшение угла заточки имеет свой
предел. Нож с малым углом заточки
преждевременно тупится и может ло-
маться при разрезании листов прессшпа-
на, твердого картона, целлофана и дру-
гих материалов, поэтому ножи следует
затачивать под большим углом. Необхо-
димо в каждом случае определять опти-
мальное значение угла заточки, причем
опыты Диттриха подтверждают правиль-
ность значений, полученных в практи-
ческих условиях (табл. 4.4).
Для расчета усилий резания при дру-
гих угпах заточки ножей нужно помно-
жить значения из табл. 4.2 (при 0 = 20°)
па поправочный коэффициент из
табл 4.5.
На усилие резания большое влияние
оказывает состояние режущей кромки
ножа. От остроты ножа зависит не толь-
ко усилие резания, но и качество разрез-
ки: чистота обрезанной поверхности и
точность разделения материала.
На стойкость ножа резальной маши-
ны влияют следующие факторы:
— качество материала ножа;
— исходная твердость режущей
кромки;
— угол заточки, выбранный в соот-
ветствии с разрезаемым материалом и
характером движения ножа;
— качество заточки и доводки ножа;
— вид разрезаемого материала.
Особый интерес представляет влия-
ние, оказываемое иа стойкость ножа об-
рабатываемым материалом. По Ницкину
стойкость ножа уменьшается при увели-
Рис. 4.8. Зависимость удельного усилия резания
F' от угла заточки ножа 0
чении содержания каолина в бумаге и
гладкости ее поверхности.
Таблица 4.4.
Оптимальные углы заточки ножа
для разрезания различных материалов
Материал О ‘ Й ЕЖОН hmiioj се itoj^ Коэффициенты затупления ножа с сабель- ным движением
/IV Ан
Бумага тонкая, писчая, печатная, пергаментная, кар- тон хром-эрзац, коробочный, кож- картон машинной выработки 16—19 3,0— 5,0 0,6— 1.5
Фотобумага, бу- мага для художе- ственной печати, •<артои хромовый, бюварный 20—22 2,0— 3,0 0,6— 1,5
Картон древес- чомассный, газет- но-макулатурный 16—20 3,0— 4,0 1,5— 2,5
Прессшпан, фа- нера, целлофан, фибра 22—24 1,0— 1,5 0,8— 1,5
Влияние технологии и применяемой
резальной машины на удельное усилие
резания. Опыты разных авторов, прове-
денные тля выяснения зависимости
удельного усилия резания от высоты
разрезаемой стопы, показали, что в кон-
це процесса резания независимо от вы-
соты разрезанной стопы усилие резания
всегда одинаково.
Таблица 4.5.
Коэффициенты угла заточки ножа
Угон заточки 0, °
где ft — коэффициент остроты ножа,
/2 — коэффициент, учитывающий угол за-
точки ножа (табл. 4.5), f3— коэффици-
ент характера движения ножа, — ко-
эффициент направления волокон в мате-
риале; F' — удельное усилие резания,
Н/мм. / — длина резания, мм.
Способы измерения степени затупле-
ния лезвия ножа. О числе резон, которые
Коэффициент /я
16 14 20
Коэффициент
вертикальной
составляющей
усилия резания
fiv
Коэффициент
горизонтальной
составляющей
усилия резания
fiH
0,92 0.96 1,00 1,04 1,08
0,95 1,00 1,05 1,10
Рис. 4.9. Процесс затупления режущей
кромки плоского ножа
Для высокого качества резания с со-
блюдением размеров листов и чистоты
линии реза требуется перед разрезанием
спрессовать стопу листового материала.
Усилие прессования — важный параметр
качества резания, однако оно не влияет
на усилие резания.
Гинзбург исследовал влияние смазки
ножа на усилие резания. Использование
воска в качестве смазочного материала
снижает вертикальную составляющую
удельного усилия резания на 12%, па-
рафина и мыла—на 7%-
Формулы для расчета усилий реза-
ния. Для приблизительного расчета уси-
лий, действующих в процессе резания,
можно пользоваться различными форму-
лами. Однако все они имеют один недо-
статок: содержат большое число попра-
вочных коэффициентов. Лобовым усили-
ем резания обычно пренебрегают, так
как оно мало влияет на общее усилие
резания.
По формуле Диттриха равнодействую-
щая Fп вертикальной Fv и горизонталь-
ной Fи составляющих усилия резания
V Fv+F'h- (4-3)
Вертикальную составляющую находят
по формуле
Fv = fivf2vf3f4^l, (4.4)
а горизонтальную — по формуле
Fh = f vif2nf\fiF'Hl, (4.5)
нож выполняет «чисто», имеются только
ориентировочные данные, так как поня-
тия «острый» или «тупой» не имеют точ-
ных определений.
Необходимо найти возможность оце-
нивать затупление ножа по определен-
ным критериям. Непосредственно опре-
делить форму лезвия ножа можно
только при помощи специального изме-
рительного прибора. Косвенным спосо-
бом (по отпечатку) геометрию режущей
кромки ножа определял Ханефельд.
Профиль лезвия обводят по проекции
па прозрачной бумаге или фотографи-
руют под микроскопом.
Оказывается, что затупленное лезвие
всегда имеет одинаковую основную
форму — затупленного клина с выпуклы-
ми боковыми гранями и более или менее
заметной вершиной, лежащей на биссек-
трисе угла заточки лезвия (рис. 4.9).
Ханефельд предлагает использовать
значение осадки режущей кромки ножа
в качестве критерия оценки затупления
ножа Другой критерий предлагает Кох,
который также использует оттиск про-
филя режущей кромки на свинцовой
фольге.
Вычертив профиль режущей кромки
ножа, проводят окружность через точки
А, В, С и D (рис. 4.10). Половина отрез-
ка АВ равна радиусу г закругления (за-
тупления) ножа, о котором упоминают
и другие исследователи. Зависимость
площади изношенной части профиля .4
(мм2) от радиуса г выражается парабо-
лой. Радиус г связан с числом произве-
денных резов ns зависимостью, близкой
к квадратичной (рис. 4.11). По функции
А = f(г) получают прямолинейный гра-
фик зависимости площади изношенной
части сечения режущей кромки А от
числа резов п, (рис. 4.12).
Рис. 4.10. Измерение радиу-
са закругления режущей
кромки при помощи геомет-
рического построения
Воспользовавшись параметром А,
Кох исследовал зависимость затупления
ножа от твердости и сорта ножевой
стали. Результат исследования (рис.
4.13) свидетельствует о том, что стой-
Рис. 4.11. Кривые затупления режущих
кромок при использовании марзанов из
различных материалов:
1 — полиэтилен низкого давления; 2 — мнра-
мид
кость режущей кромки сильно зависит
от твердости материала ножа.
Зависимость качества реза от радиу-
са затупления ножа дает Ницкин. По-
нятием «качество реза» он обозначает
совокупность критериев: ровность и
гладкость обрезанной поверхности, чис-
тота разрезки листов и отсутствие бу-
мажной пыли. В зависимости от значе-
ния радиуса затупления г различают три
периода затупления лезвия ножа в про-
цессе резания, которые отражаются на
качестве обрезанной поверхности (рис.
4.14):
Рис. 4.12. Зависимость износа режущей
кромки ножа от числа произведенных
резов (по рис. 4.11):
1 — марзан нз полиэтилена низкого давления;
2—марзан нз мирамнда
I период: лезвие сверхострое (г=5—
10 мкм),
II период: лезвие острое (г=10—
25 мкм),
Рис. 4.13. Зависимость износа реж; щей
кромки ножа от числа резов при раз-
резании ножами различной твердости
стоп высотой 0 и 100 мм:
А — площадь изношенной части профиля;
HV — значение твердости по Виккерсу; HRC—
значение твердости по Роквеллу
Ill период: лезвие затуплено (г>25мкм);
при г>35 мкм нож не пригоден для ре-
зания.
Надрез (рицовка) качающимися но-
жами. Операция нанесения на мате
риал пиний сгиба путем надреза с одной
Рис. 4.14. Зависимость качества реза от
штуп кипя лезвия ножа:
г — радиус затупления лезвия
стороны. Материал изгибают вдоль над-
резанной липин, причем точка перегиба
D лежит в глубине материала ниже
надреза глубиной г' (рис. 4.15). Факти-
чески получаемая глубина надреза отли-
чается от заданной вследствие упруго-
сти материала. После рицовки материал
легче сгибается, меньше пружинит при
сгибании. сопротивление его излому н
продав тиванию также уменьшается.
Эту операцию лучше всего характе-
ризуют следующие параметры:
— устанавливаемая глубина надреза
г' = 0,7х соответствует фактически полу-
чаемой глубине г’ — 0.5 х (х толщина
материала);
снижение максимального изгибаю-
щего момеша на 70 80%;
Рис. 4.15. Надрезка линий сгиба:
I) - центр вращения отгибаемой части; г'
глубина надреза; з — толщина материала
— снижение сопротивления материала
излому на 70—75%-
Рицовка качающимися плоскими но-
жами выполняется на высекальны-. ти-
гельных машинах пли неподвижными ин-
струментами на штанцевальных прес-
сах.
В табл. 4.6 даны характеристики ре-
жущих инструментов из стальной лепты.
При обработке различных сортов
картона применяют режущие линейки
с различными режущими кромками и
углами заточки (табл. 4.7).
Диттрих исследовал удельные усилия
резания, рицовки и перфорирования
(табл. 4.8, 4.9).
Таблица 4.6.
Свойства и назначение инструментов из ленточной стали
Инструмент Т вердость по Роквеллу Цвет Ширина, мм Прочность при растяже- нии, МПа Назначение
Режущие линейки
твердые 65 Желтый 23,8 1600— Прямые линии
1800
среднетвердые 60 Синий 23,8 1500— Кривые линии с боль-
1609 шим радиусом
мягкие 54 Белый 23,8 1200— Кривые линии с не-
1300 большим радиусом
Рицовочные линейки
среднетвердые 60 Синий 24,4 1500—
1600
Перфорационные Специальное
линейки изготовление
9—332
947
Таблица 4.7.
Режущие линейки из ленточной стали
мерт, предложивший для испытаний
устройство, работающее по принципу
маятника.
Фирма
режущем
кромки
Обрабатывае-
мый материал
С одинар-
ной фаской
С двойной
фаской
То же
С прерывис-
той кром-
кой
40 0,70
60 0,35
70 0,70
70 I,05
Сплошной
картон
Картон
Гофриро-
ванный кар-
тон
Твердый
сплошной
картон
Рис. 4.16. Инструмент для нанесения ли-
ний пунктирной перфорации:
1 перфорационный нож; 2 — обрабатываемый
материал; а : Ь=2 : 4; 2 : 10: 2 : 20 (мм)
Таблица 4.8.
Удельные усилия резания, рицовки
и перфорирования линейками
из ленточной стали
Таблица 4.9.
Коэффициенты поправки на затупление
линеек из ленточной стали
Удельное усилие, Н/мм
Материал
Материал,
масса 1 м1 и г
Картон хром-эр-
зац — 250—500
Хромовый кар-
тон — 410
Коробочный кар-
тон — 300—700
Кожкартоп —
500
Газетно-макула-
турный картон —
1000—1900
Твердый кар-
тон, 1,6 мм
26—31 29—30 36—48
31 30 60
28—41 29—38 37—47
32 32 48
50—60 45—52 60—75
Картон хром-
эрзац
Коробочный кар-
тон
Кожкартон
Газетно-макула-
турный картон
Твердый картон
1,25
1,25
1,25
1,10
1,50
1,50
1,50
1,10
1,00
1,25 1,30
1,25 1,30
1,25 1,15
1,10 1,00
1,00 —
Перфорирование качающимся инстру-
ментом. Операция перфорирования (про-
сечка отверстий) служит для подготовки
на материале линий отрыва и сгиба. Для
перфорирования применяют линейки, из-
готовленные из ленточной стали, имею-
щие прерывистую режущую кромку в ви-
де пунктира с определенным шагом (рис.
4.16).
Соотношение усилий разделения пер-
форированных и цельных образцов ма-
териалов подробно исследовал Хаарла-
Разрезание дисковым ножом
по принципу ножевой резки
Разрезание в стопе вращающимся
ножом. Для резания листов в стопе ре-
зального устройства (применяемого, к
примеру, для срезки корешковых сгибов
в автоматических машинах для бесшвей-
ного клеевого скрепления книжных бло-
ков) книжный блок I (рнс. 4.17) зажима-
ется в тисках 2 и 3 н перемещается
корешком вниз по вращающемуся дис-
ковому ножу 4. Нож срезает корешко-
вые сгибы листов, а цилиндрические
ролики 5 обжимают блок и служат
контропорами для ножа. Ролики нс
имеют режущих кромок и не выполня-
ют функции нижнего ножа, следователь-
но, разрезание происходит по принципу
ножевой резки.
Резание вращающимся ножом впер-
вые подробно исследовал Крабнщ Даль-
нейшее изложение основывается па его
исследованиях.
Рис. 4.17. Ротационное резальное устрой-
ство:
I — книжный блок; 2, 3 — колодки; 4— врата-
кицнйся дисковый нож; 5 — ролики
Глубиной врезания а (рис. 4.18) на-
зывают расстояние от центральной ли-
нии стопы листов до периферии ножа.
Рис. 4.18. Схема разрезания листов в
стопе дисковым ножом
Рис. 4.19. Составляющие усилия резания в стопе дис-
ковым ножом (а при попутном и б при встречном
относительном движении)
измеряемое по диаметру ножа в направ-
leinin, перпендикулярном движению по-
дачи v стопы.
Средним углом врезания v называют
угол между секущей IН и направленн-
ом подачи и.
Попутное движение имеет место в
том случае, если стопа и вращающийся
нож во время контакта по общей линии
движутся в одинаковом направлении.
Говоря о встречном движении, имеют в
виду, что при контакте движение стопы
и вращение ножа происходят в противо-
положных направлениях.
Глубину врезания а можно выбрать
любой в пределах (Л/2 + с) и г, где с —
коэффициент запаса, равный 1—2 мм,
который должен обеспечивать чистую
разрезку всех листов стопы, включая и
последний. Если значение а изменяется
от (Л/2 + с) до г, то средний угол вреза-
ния у принимает значения от 0 до 90°
т. с сре ищи угол срезки у опрсделясся
высотой стопы, глубиной врезания и ра-
диусом ножа. Усилия, с которыми дне
ковый нож воздействует па обрабаты-
ваемый материал при попутном и встреч-
ном движении, представ 1епы па рис 1 19.
Различают две составляющие усилия
резания F:
1) радиальное усилие Fr— реакция
неподвижного ножа на перемещение
стопы;
2) окружное усилие F„—
реакция вращающегося но-
жа на тормозное действие
стопы.
Усилия Fr и Fu действу-
ют в плоскости резания под
прямым углом. Их равно-
действующая F равняется
геометрической сумме.
Зависимость усилия ре-
зания от высоты стопы, ско-
рости подачи материала и
скорости вращения ножа.
Рассматриваемые далее за-
висимости были получены
при следующих условиях:
радиус ножа г—75 мм, угол
заточки р = 20°; характер ре-
зания — с попутным движе-
нием, глубина врезания а=5 мм, обра-
батываемый материал — мелованная бу-
мага для художественных изданий мас-
сой I м2 90 г, не содержащая древесной
массы
Из рис. 4.20 можно видеть, что рав-
нодействующая усилий резания F воз-
растает с увеличением скорости подачи
V. При а = 0, /?и=0, Fr = 0 и /-' = 0, так
при шлифовании определяют по следую-
щей формуле
PS = Mau> = Fu,~, (4.7)
oU
а мощность, требуемую для строгания—
Pu = F’rv, (4.8)
Рис. 4.20. Зависимость усилия резания
F от скорости подачи и при разрезании
материала в столе вращающимся ножом
где Л1,| — вращающий момент на осп но-
жа, Нлц — угловая скорость шпинделя.
с"1; Fu окружное усилие, Н; Fr — со-
ставляющая радиального усилия, дейст-
вующая в направлении подачи, Н; г —
радиус закругления ножа, м; п — ско-
рость вращения ножа, мин-1; v—скорость
подачи обрабатываемого материала, м/с.
Таблица 4.10.
Данные для расчета мощности
по формулам (4.7) и (4.8)
(ц = 30 м/мин; г=75 мм)
п, мин 1 Л —10,5 мм Л—4,5 мм
ги г'Г ри 6
132 180 150 90 70
234 170 130 60 50
684 150 100 70 40
как резания не происходит. Когда ско-
рость подачи становится больше нуля,
усилия вначале резко растут. Это можно
объяснить тем, что вследствие увеличе-
ния плошадн, разрезаемой за единицу
времени, повышается сопротивление
стопы материала резанию. Значение, на
которое увеличиваются усилия, зависит
не только от скорости подачи v, но преж-
де всего от свойств обрабатываемого
материала и условий резания. Затем
зависимость усилия F от скорости пода-
чи v приобретает линейный характер,
причем начало линейного участка опре-
деляется высотой стопы Л.
С увеличением значения высоты сто-
пы й возрастает равнодействующая уси-
лий резания F.
Уменьшение равнодействующей уси-
лий резания F с повышением скорости
вращения ножа и можно объяснить
уменьшением трения ножа вследствие
увеличения окружной скорости режущей
кромки.
Расчет расходуемой мощности. Ана-
лизируя процесс разделения листов в
стопе вращающимися ножами, мы най-
дем в нем сходство с операциями шли-
фования и строгания Мощность (в Вт)
Пример. п=132 мин-1; /1=10,5 мм:
,14.132
Р,= 180 -0,075 ---—----=186,3 Вт,
Рк= 150-0,5 = 75 Вт,
Р = Р, + Р„= 186,3+75 = 261,3 Вт»
» 0,26 кВт.
Зависимость усилия резания от глу-
бины врезания ножа (рис. 4.21). Оказы-
вается, что при а=0 усилие F макси-
мально, а по мере врезания ножа усилие
несколько снижается. Снижаются и со-
ставляющие Fr и Fv, которые при уве-
личении глубины врезания меняют на-
правление резания, улучшая его эффек-
тивность и уменьшая тем самым усилие
резания.
С увеличением глубины врезания уси-
лие резания уменьшается при уменьше-
нии скорости вращения п ножа. Кроме
того, считают, что равнодействующая /'
увеличивается при увеличении высоты
/1 и скорости подачи v стопы материала.
Зависимость усилия резания от на-
правления вращения, радиуса и угла
фаски ножа. Было установлено, что при
попутном относительном движении ножа
и стопы материала усилие резания F
больше, чем при встречном (рис. 4.22).
При разрезании стоп одинаковой высо-
ты ножами, вращающимися с постоян-
ной скоростью, усилие резания F тем
Рис. 4.21. Зависимость усилия резания
F от глубины врезания а при разреза-
нии стоп вращающимся ножом:
п — число оборотов ножа, мин-'; и — скорость
подачи, м/мин
больше, чем меньше pauiyc г ножа
(рис. 4.23).
Нагрев ножа. Вследствие малой теп-
лопроводности бумаги и картона при
разрезании их ножами вращающимися
с большой скоростью, в результате тре-
ния возникает тепло и на плоскости сре-
за остаются подпалины.
Псслстованиями установлено, что
теплопроводность 7 (кДж/ч м-К) и
плотность р (кг/дм3) бумаги и картона
при средней температуре 25° находятся
в зависимости, определяемой эмпириче-
ской формулой
Рис. 4.22. Зависимость усилия резания
F от направления вращения ножа при
разрезке стопы высотой /1 = 4,5 мм:
v — скорость подачи м/мип; п — число оборо-
тов ножа, мин-1; / — попутное движение; 2~
встречное движение
Эта зависимость была получена экс-
периментально и справе ттива ыя мате-
риалов плотностью 0.7^ р<: 1,3, тепло-
проводностью 0.3 0,6
Коэффициенты теплопроводности, оп-
ределяемые по формуле 4.9, целесооб-
разно называть средними (АС|>). гак как
они могут рассеиваться и области значе-
ний ±0,060 кДж/ч м-К (рис. 4 24).
Теплопроводность как функция плот-
ности приведена в виде номограммы па
рис. 4.25. Нагрев дискового ножа пред-
ставлен в виде функции скорости враще-
ния ножа и высоты разрезаемой стопы
па рис. 4.26. По рис. 4.26 можно судить
о том, что при резании стопы толщиной
более 10 мм вращающийся со скоростью
более 400 мин * нож нагревается
до 140° С.
Рис. 4.23. Зависимость усилия резания
F от радиуса г вращающегося ножа:
О — скорость подачи, мини; п — число оборо-
тов ножа, мин-1
Резание вращающимися ножа-
ми. Дисковый нож со сплошной ре-
жущей кромкой применяется для
нарезания витых бумажных тру-
бок (например, в гильзонавивных
автоматах). Значение и направле-
ние возникающих при резании уси-
лий зависят от соотношения ско-
ростей периферии вращающегося
ножа и подачи материала.
В результате исследований сос-
тавлена векторная диаграмма уси-
лий резания (рис. 4.27). На ней да-
ется зависимость полного усилия
резания, которое состоит из ради-
альной и тангенциальной составля-
ющих, от относительной скорости
периферии ножа.
Пример пользования дна! рам-
мой. Если окружная скорость ножа на
30% больше скорости движения матери-
-1-----------—L
0,2 o,'t о,с qs 1,0 1,2 i,v
кг/см3
Рис. 4.24. Зависимость теплопроводности
от плотности разрезаемого материала:
Рис. 4.26. Зависимость температуры на-
грева дискового ножа от скорости вра-
щения при разрезке стоп:
1 — высота стопы 10 мм; 2—высота стоны
5 мм
• картон для стаканчиков, не содержащий
.рсвесной массы;
X картон для стаканчиков, содержащий дре-
весную массу;
О картон хром-эрзац;
△ твердый картон;
L1 кожкарюп
ала, то полное усилие резания 5 II
приложено под углом 45°.
Другие рабочие операции, выполняе-
мые дисковыми ножами, представлены в
табл. 4.11.
Рис. 4.27. Диаграмма усилий резания
случаев опережения и отставания пери-
ферии вращающегося ножа от движу-
щегося материала:
1 — опережение; 2 — отставание
Рис. 4.25. Номограмма для определения теплопроводности картона в зависимости от
плотности и толщины материала. Пример считывания значений для «1=1000 г/мг,
s = 0,9 мм; р = 1,1 кг/дм3; ?.ср = 0,525 кДж/(ч.м.К)
Таблица 4.11.
Способы резания дисковыми ножами
Способ
Принципиальная схема
I 1адрсзанпс
С пуск фаски:
тарельчатым ножом с откидной опорой
чашечным ножом с плоской опорой
Надрезка пазов:
треугольного сечения
прямоугольного сечения
П)нктирное перфорирование
Примечание. 1 — инструмент; 2 - материал; 3 — устройство цавлсппя; 4 - вы-
резаемая из паза стружка.
Высечка по принципу ножевой резки
Высечка неподвижным инструментом.
Заготовки для этикеток нарезают на бу-
магореза тьпых автоматах с программ-
ным управлением. Затем стопки по
5000—10 000 этикеток вкладывают в ав-
томатически открывающийся и закры-
вающийся магазин штанцева пщого ав-
томата. Плита с гидравлическим приво-
дом, поднимаясь, прижимает стопку за-
готовок к ножам неподвижного штампа-
высечки (рис. 4.28). Обрезки выг.пкпва-
ются боковыми ножами. Производитель-
ность автомата достигает 100 м в J ч
(около 1 млп. этикеток)
Способ высечки неподвижным инстру-
ментом применяют при изготовлении иг-
ральных карт.
Рис. 4.28. Высечка неподвижным инстру-
ментом:
/ — штамп: 2 — подъемная плита с гидравли-
ческим приводом
Высечка инструментом, совершаю-
щим возвратно-поступательное движение.
Для высечки применяют ножевую фор-
му и твердую опорную плиту из дерева,
пластмассы или металла (рис. 4.29). Но-
рме. 4.29. Различные углы заточки штам-
па. действующего по принципу ножевой
резки:
а — с наружной фаской 0-13—18°; б — с внут-
ренней фаской 0=15—18°; в — с двойной фас-
кой 0=10°; / — штамп; 2 — материал; 3 —
плита штампа
жи затачивают под различными углами.
Но конструкции высекальные формы мо-
гут быть цельными или составными (с
передвижными или жестко закреплен-
ными ножами).
График усилия высечки возвратно-
поступательно движущимся инструмен-
том в принципе аналогичен кривой усн-
Рис. 4.31. Принцип ротационной высеч-
ки:
/ — вращающийся нож; 2—резиновый вытал-
киватель; 3—обрабатываемый материал
лия резания качающимся ножом (рис.
4.30). Круто поднимающиеся кривые
усилий высечки имеют скачки в местах,
соответствующих разрезанию отдельных
листов, что объясняется упругим сопро-
тивлением стопы.
Для приближенного расчета усилий
высечки применяют формулы расчета
усилий резания при вертикалыю-парал-
лельном движении ножа.
Высечка вращающимся инструментом.
Если обрабатываемый материал переме-
щается под вращающимся высскаль-
ным инструментом, такой способ обра-
ботки называют ротационной высечкой
(рис. 4.31).
Операция, при которой инструмент
(сверло) вращается относительно оси, а
материал — неподвижен, называется
сверлением Исследованиями установле-
ны следующие параметры при сверлении
бумаги:
2(И
Рис. 4.30. Зависи-
мость усилия резания
ps от глубины вреза-
ния h в стопу различ-
ных материалов вы-
сотой 4,5 см:
/<— и.i.iioc грационная 6v
мага; В кон кор i пая бу-
мага; S - шел кона я (к»н-
кая) бумага
Диаметр кольцево-
го сверла . . . .
Число оборотов . . .
Угол внутренней
фаски сверла........
Подача сверла . . .
Усилие сверления
2—15 мм
400—1000 мин 1
20°
1 см/с
ж 10 И
На рис. 4.32 представлены кривые
вращающего момента при сверлении
кольцевым сверлом отверстий в стопе
Рис. 4.32. Зависимость вращающего мо-
мента при сверлении от глубины про-
никновения /т кольцевого сверла в стопу
бумаги
пл. пост рационной бумаги (массой 1 м8
75 i) высотой 28 мм при различных ско-
ростях Кривые вращающего момента
при обратном ходе сверла расположены
заметно выше, чем при рабочем ходе,
что, между прочим, следует объяснить
тем, что прогнутые кинзу листы бумаги
зажимают лезвие. Кривая вращающего
момента при скорости вращения
820 мин-1 достигает максимума при
Л1 = 0,10 Нм; эго означает, что на тре-
ние затрачивается мощность около
1,5 Вт/см2, которая превращается в
тепловую энергию Поэтому при сверле-
нии нужна постоянная смазка сверла
мыльным раствором.
4.2 1.2. Принцип резки
«на ножницах»
При механическом разделении твер-
дых материалов по принципу резки «на
ножницах» взаимодействуют режущие
кромки двух расположенных вертикаль-
но ножей. Обрабатываемый материал
испытывает напряжение среза в плоско-
сти поперечного сечения.
Прочность па срс < (10* Па)
т=—-—, (4.10)
1-S
i.ie F -усилие резки па ножницах. Н,
/ — длина кромки, см; s — толщина ма-
териала, см.
Известны приближенные формулы
расчета усилия резания па ножницах
Расчет с учетом сопротивления мате-
риала продавливанию В (ДО1 Па)
Расчет по твердости Н (10’ Па):
г--=С2Н. (4.12)
где В — абсолютное сопротивление про-
тапливанию (по Шопперу). Н: Н-
твердость, 10* Па; Ci, Сг— коэффици
енты (табл. 4.12).
Таблица 4 12
Коэффициенты С и Сг
(<6pduj । ываемый ма repn.i
Древесный картон
Кожкартон
Газетно м акул ату рпый
картон
Соломенный картон
Твердый картон
с,
30 __.
20 1 ,8
20 1,5
20 1,3
15 1 2
Прочность ни срез т при резке та
ножницах ттао.т. 4.13) в большой степе-
ни зависит от влажности обрабатывае-
мого материала (табл. -111).
Таблица 4.13.
Прочность на срез т, МПа
Обраба i ываемый \taiepna i Относительно подокон
поперек ВДОЛЬ
Соломенный картон 29 25
Кожкартон 30 25
Древесный картон 31 27
Газетно-.макх ла г\ pin,пт 36 29
картон Кар юн хром-эрзац 38 зо
Таблица 4 14.
Зависимость прочности на срез
Резание плоскими ножами, работающими
по принципу ножниц
Разрезание качающимся ножом. Верх-
ний нож, двигаясь возвратно-поступа-
тельно, взаимодействует с неподвижным
нижним ножом (рис. 4.33). При разре-
Рис. 4.33. Принципиальная схема резки
плоским ножом по принципу ножниц:
1 — верхний нож; 2—материал; 3 — нижний
нож
запии маюриала к режущей кромке при-
ложены усилия, которые складываются
из трех составляющих (ср. рис. 4.3).
Основную роль при этом играет верти-
кальное усилие Ге, которое и будет рас-
смотрено в последующем изложении.
Влияние угла заточки ножа на удель-
ное усилие резания. Верхний и нижний
Рис. 4.34. Углы установки ножей при
резке на ножницах:
а — угол наклона; Р —угол загочкн ножа; 1 —
верхний нож; 2 — нижннй нож
ножи затачивают под разными углами.
Угол заточки нижнего ножа равен 85—
88" и остается неизменным, а угол за-
точки верхнего ножа выбирают в зави-
симости от разрезаемого материала в
пределах от 25 до 85°. Кроме того, верх-
ний нож располагают под некоторым
углом а к нижнему (рис. 4.34).
На рис. 4.35 представлены зависимо-
сти удельного усилия резания F' от уг-
ла заточки ножа р для макулатурного
картона при разных углах а. В табл.
Таблица 4.15.
Удельные усилия резания для различных материалов, МН
Маюрнал, масса I м2 в г Углы наклона верхнего ножа а при угле заточки 0-25—85° Чис ю разрезае- мых ЛИС 1 Of
0 3 6 9
Офсетная бумага, содержащая древесную массу, 90 12—16 6-8 3—5 3—4 25
Писчая бумага без древесной массы, 90 13—21 9—11 4,5—6 3,5—6 30
Картон хром эрзац, 400 14—19 8-11 5-7 3-6 8
Коробочный картон, 400 15-18 8—10 4-5 3—4,5 4
Машинный кожкартои, 1000 10—13 4—6 2—3 2—2,5 2
Газетио- м а ку л ату р пы й картон, 1400 20—30 12—14 7-8 4,5—6,5 2
Строительный картон толщиной 1,6 мм 22—30 12-14 7—9 5—6 2
4.15 — значения удельных усилий реза-
ния для других материалов.
Зависичосгь удельного усилия реза-
ния от площади разреза. Найденная в
исследованиях зависимость усилия реза-
ния от площади разреза А представлена
Работа сил резания (Дж):
F-s
100
(4.11)
Эту формулу можно применять для
расчета работы сил резания при парал-
лельном расположении ножей. При па-
Рис. 4.35. Удельное усилие резания F' в
зависимости от угла заточки р при раз-
резании макулатурного картона массой
1 м2 1400 г
Рис. 4.37. Схема резания по принципу
ножниц при наклонном расположении
верхнего ножа
клоппом расположении ножей (рис.
4.37) pa6oia сил резания примерно рав-
на работе сил резания параллельными
ножами, но нож в процессе резания про-
ходит путь s', см:
s'= I tgy + s, (1.15)
иа рис 4.36. При ,4>1 см2 эта зависи-
мость изображается прямой линией.
Усилие резания (И) находим по фор-
муле (4.10):
F=tl-S. (4.13)
Рис. 4.36. Зависимость удельного усилия
резания F' от площади разреза А карто-
на хром-эрзац массой 1 м2 350 г
Рис. 4.38. Зависимость усилия резания F
по принципу ножниц от угла наклона
ножа тр
поэтому усилие резания наклонными но-
жами (Дж) меньше:
Fнакл —
T/-.S2
z-tg? +*•
(4.16)
Точно так же рассчитывают работу
сил резания ГС'иакл при наклонном рас-
положении ножей (Дж):
^„акл -
(4.17)
Эти соотношения иллюстрирует сле-
дующий пример: Пусть s = 0,3 см; 1 =
= 50 см; т=25 МПа (кожкартон); ср=
- 5°; tg<p —0,087.
При параллельном расположении но-
жей
F = Л = 2,5-50-3 = 37500 П.
При наклонном расположении ножей
т/.\2 25-50-0,09
~ Z-tg? + s“ 50-0,087-0,03 ~
Рис. 4.39. Зависимость работы W сил
резания по принципу ножниц от угла
наклона ножа <р
На рис. 4.38 эта зависимость пред-
ставлена в виде графика.
Из рис. 4.39 следует, что вопреки уп-
рощенной формуле (4.17) усилие резания
/' и работа сил резания W мало зависят
от угла наклона ножа.
Поперечная разрезка. Разрезание
плоскими ножами по принципу ножниц
применяется также для рубки лепт мате-
риала па отдельные листы. Принципи-
альная схема листорезалыюго устройст-
ва дана п.1 рис. 4.40.
При поперечной разрезке лепт мате-
риала необходимо соблюдение следую-
щих условий:
— режущая кромка ножа прямоли-
нейна и движется перпендикулярно
кромке ленты;
— профиль режущей кромки ножа
имеет простую форму для облегчения
последующей заiочки;
—лисгорезальное устройство работа-
ет плавно при высоких скоростях раз-
резки
С учетом этих требований и в зави-
симости or формы ц расположения но-
жей были разрабшаиы листорезальпые
устройства:
1) с вращающимся и неподвижным
ножами;
2) с двумя вращающимися ножами;
3) поперечно-резальные с пилообраз-
ным ножом;
4) с двумя качающимися ножами.
Режущие устройства первой группы
получили самое широкое распростране-
ние, и в дальнейшем изложении рас-
Рнс. 4.40. Схема листорезального устрой-
ства;
/ — верхний нож; 2— нижний нож; 3—тяну-
щие валики; 4 — лента
сматриваются только устройства с вра-
щающимся и неподвижным ножами.
Поперечная резка вращающимся и
неподвижным ножами. Вращающийся
нож с прямолинейной режущей кромкой.
Чтобы листорезальное устройство с
верхним ножом, имеющим режущую
кромку прямолинейную и параллельную
оои вращения ножевого цилиндра, могло
разрезать материал по принципу нож-
ниц, нижний нож его должен иметь
форму винтовой линии вокруг цилиндри-
ческой поверхности, которую описывает
при вращении режущая кромка верхнего
ножа. Так как угол а, дополни тельный к
углу подъема винтовой липни нижнего
ножа, можно выбрать небольшим
(а==0.5°), то наклон не мешает подаче
материала. Нижнему ножу можно при-
дать требуемую винтообразную форму
при помощи нажимных винтов. Уравне-
ние линии режущей кромки у и прямо-
угольной системе координат имеет вид
[ 2шг \
!/= -----—— — tga Ь-v, (4.18)
\ w sin 2а /
где ю—скорость движения ленты ма-
териала; со—угловая скорость; г — ра-
диус верхнего ножевого цилиндра: о
угол, дополнительный к углу потном а
винтовой линии нижнего ножа.
Преимущество такой конструкции
ножевого устройства в простоте крепле-
ния прямолинейного верхнего ножа.
Труднее установить нижний нож с по-
мощью нажимных винтов так, чтобы при
повороте ножевого цилиндра режущие
кромки верхнего и нижнею ножей со-
прикасались всегда в одной и той же
точке. Такое листорезалыюс упройство
рекомендуется применять для разрезки
узких лент.
Вращающийся нож со спиральной ре-
жущей кромкой. Если режушая кромка
нижнего ножа прямолинейна, и все гоч-
Рис. 4.41. Гиперболоид вращения:
/ — режущая кромка верхнею ножа*. 2 — режу-
щая кромка нижнего ножа
кп режущей кромки вращающегося верх-
него ножа расположены на одинаковом
расстоянии от оси вращения ножевого
цилиндра, то верхний нож должен иметь
форму винтовой линии, обвивающей ци-
линдр. Устройство с такими ножами
обеспечивает резку по принципу ножниц.
Уравнение линии режущей кромки у
в этом случае
шг
У —--------х
w tg а
(4.19)
представляет собой уравнение первой
степени, а график у - прямую линию.
Устройства с вращающимися спираль-
ными ножами обеспечивают спокойную
и плавную работу.
Режущее устройство гиперболоидного
типа. Прямолинейная режущая кромка
CD верхнего .нотка не параллельна оси
вращения ножевого цилиндра и нс пере-
секает ее (рис. 4.41). Гиперболоид, опи-
сываемый вращающейся вокруг оси ре-
жущей кромкой CD, может быть образо-
ван также при вращении отрезка прямой
АВ, который расположен симметрично
отрезку CD. При вращении режущая
кромка верхнего ножа последовательно
касается режущей кромки нижнего но-
жа. благодаря чему происходит резка
по принципу ножниц. Уравнение линии
режущей кромки у имеет вид
р /о)-180\
у=—v-tg -—н> с4-20)
sin В \ 2ш.т '
где р минимальное расстояние режу-
щей кромки ножа до осн вращения;
б угол установки ножа.
Режущее устройство пшерболоитно
го тина, как и устройство со спиральным
ножом, пригодно тля резки большими
скоростями
Прямолинейная режиная кромка
верхнего ножа позволяет тегко затачи-
вать и ус га на или на и. нож па Hii.iiin.ipe
Точность резания при достаточно малых
углах 6 вполне удовлетворяет пракгн
ческим требованиям.
Резка дисковыми ножами по принципу
ножниц
При резке дисковыми ножами, рабо-
тающими по принципу ножниц
(рис. 4.42), нижний нож установлен в
жестких опорах, а верхний чаще всею
Рис. 4.42. Принцип ножничной резки
дисковыми ножами:
I — верхний нож; 2—материал; 3—нижнни
нож
вращается в пружинящих опорах, вслед-
ствие чего при разрезании иа материал
действует срезающее усилие Вращаю-
щиеся ножи передвигают разрезаемый
материал. Чтобы лента материала не пе-
рекашивалась при проходе через пары
ножевых валов, подачу обеспечивают
транспортирующие валики. Качество реч-
ки во многом зависит от согласованно
сти скоростей ножевой пары и подачи
материала.
Высечка по принципу ножниц
Высечка качающимся инструментом.
Принципиальная схема высечки при воз
вратно-поступательном движении высе-
ка.тьного инструмента показана на
рис. 4.43.
В большинстве случаен верхний нож
называют штампом, а нижний -плитой
Высскатьные инструменты конструируют
и изготовляют в соответствии с теорией
резания металлов. В зависимости от кон-
струкции различают сзедующие инстру-
менты: открытый вырубной штамп, вы-
рубной штамп с центрированием пуансо-
Рнс. 4.43. Принцип высечки инструмен-
том, движущимся возвратно-поступа-
тельно:
/ — штамп (верхний нож); 2 — материал; 3 —
режущая плита (нижний нож)
на в матрице; вырубной штамп с направ-
ляющей плитой; штамп с направляющи-
ми колонками, штамп с комбинированны-
ми направляющими.
Одним из видов высечки качающимся
инструментом, работающим по принципу
ножниц, является пробивка отверстий
(рис. 4 41).
Рис. 4.44. Пробивка отверстий по прин-
ципу ножниц:
/— перфорационная гребенка; 2— плита; 3—
материал
По уравнению (4.13) усилие резания
ножницами
F — rdns.
Для пробивки отверстий d = 0,1 см в
картоне хром-эрзац (т = 38 МПа, см.
табл. 4.13) толщиной s = 0,03 см (два
листа) необходимо усилие F — 35,8 Н.
Чтобы уменьшить усилие, передавае-
мое перфорационной гребенкой, ее со-
шлпфовывают, придавая ей треугольную
форму (рис. 4.45), благодаря чему дер-
Рис. 4.46. Принцип высечки вращаю-
щимся инструментом:
1 — верхний режущий инструмент; 2 — ниж-
ний режущий инструмент; 3—обрабатыва-
емый материал
форационные стержни гребенки дейст-
вуют не одновременно.
Высечка вращающимся инструментом.
Принцип высечки отверстий изображен
на рис. 4.46. При затуплении верхнего
инструмента его прошлифовывают и на-
ращивают. Прошлифовка нижнего ин-
струмента невозможна, так как в этом
случае произошло бы нарушение соосно-
сти.
4.2.2. Обработка резанием
При обработке печатной продукции
иногда применяют метод механического
разделения материала со снятием струж-
ки — обработку резанием, при которой
материал испытывает напряжения растя-
жения и среза. Эти операции выполня-
ются инструментами:
— с геометрически неопределенной
режущей кромкой (абразивные);
— с геометрически определеппой ре-
жущей кромкой (многолезвийные).
Рис. 4.45. Перфорацион-
ная гребенка с трех-
угольной заточкой:
1 — гребенка; 2 — треуголь-
ная заточка; 3 — вырубная
матрица
4.2.2.1. Обработка резанием
при помощи инструмента
с геометрически неопределенной
режущей кромкой (шлифование)
Шлифование (рис. 4 47) применяется,
например, для съема фаски на заготов-
ках витых бумажных гильз.
Так как обрабатывающий инструмент
имеет геометрически неопределенные ре-
жущие кромки, то точный расчет усилий
Рис. 4.47. Принцип спуска фаски при
помощи шлифования:
1 — шлифовальный барабан. 2—материал; 3—
брусок-ноистаока
труден. Приближенно рассчитать глав-
ную составляющую усилия резания Т
(в II) можно ио следующему уравнению:
। ;тс ов — предел прочности при растяже-
нии, Па; b — ширина шлифования, мм;
.5 — глубина шлифования, мм; Vw — ско-
рость движения материала (ленты),
м/мин; — окружная скорость шлифо-
вального круга, м/мин.
Таблица 4.16.
Операция «пиление»
Шлифовальный барабан обтянут наж-
дачным полотном. Зерно абразива дол-
жно быть тем крупнее, чем сильнее про-
клеен подвергаемый шлифовке материал.
Для обтяжки барабана применяют наж-
дачное полотно с .черном 40 ~ ‘24 из стек-
ла, кремня и корунда.
4.2 2.2. Обработка резанием при
помощи инструмента
с геометрически определенными
режущими кромками
Фрезерование
Фрезерование применяют для обработ-
ки корешков книжных блоков, подготов-
ляемых к бесшвейному клеевому скреп-
лению, и спуска фаски с краев материа-
ла большой толщины. Картон — плохой
проводник тепла и при обработке сильно
нагревается что может вызывать отжиг
фрезы. Фрезы изготовляют из теплостой-
кого материала. Во время фрезерования
их охлаждают обдувкой воздухом.
Особой областью применения фрез яв-
ляется использование их для отделения
обрезков при высечке фасонных изделий
Пиление (разрезание пилами)
Пилы (табл. 4.16) применяют для
разрезания гофрированного картона, ли-
стов картона в стопе при изготовлении
сторонок переплетных крышек, рулонных
материалов и для разделения брошюр,
отпечатанных двойниками.
Днижепие резания
прямолинейное
Примечание. 1— полотно пилы; 2 обрабатываемый материал; 3—-плоская
опора.
Выделение тепла при разрезании пи-
лами вызывается в основном боковым
защемлением инструмента в обрабатывае-
мом материале, а не работой резания.
Чтобы уменьшить теплообразование, при
меняют разводку зубьев пилы.
4.2.3. Разделение бумаги при
помощи электронного и лазерного
лучей
Резка рулонной бумаги, пленки и тка-
ни электронным или лазерным лучом в
принципе вогможна, но разделение лис-
тов бумаги возможно только с некоторы-
ми ограничениями (например, разрезка в
стопе небольшой высоты) из-за рассеяния
лучей при па тении на материал.
Применение электронных лучей и лу-
чей лазера для резания и разделения
движущихся лент материала ограничи-
вается частными случаями, когда гаран-
тируется экономичность лучевых устано-
вок, ПСеМОТря на их высокую СТОИМОСТЬ
и большие расходы по обслуживанию.
К таким случаям относятся:
Продольное перфорирование не-
прерывно разматываемых лент различ-
ных материалов. Производительность
увеличивается в 10—50 раз. Технически
возможно реализовать скорость движе-
ния фотопленки пли аналогичных мате-
риалов до 15 м/с.
— Изготовление раскроя различной
геометрической формы из непрерывно
движущихся лент бумаги, ткани пли
пленки, которые благодаря этому' можно
использовать без остатка.
— Поперечное разрезание бумажных
лен г гвижущихся с большой скоростью
Электронно-лучевое резание более от-
вечает требованиям промышленного про-
изводства. чем резание лучом лазера.
Однако развитие нового метода пе пред-
полагает отказа от применения обычных
резальных машин и обычных методов в
будущем.
4.3. Изменение формы
4.3.1. Изменение формы
давлением
4.3.1.1. Прессование
( штампование)
Прессование с целью уплотнения ма-
териала применяется при изготовлении
изделий из картона посредством пластпч-
Рис. 4.48. Общие принципы прессования
материала:
а—прессование плоскими инструментами
(плоское прессование); б — каландрирование;
/ — материал; 2--твердое основание (матри-
ца); 3—штамп (патрнца); 4 — вал
кого изменения формы. В процессе изме-
нения формы заготовки создаются новые
связи между волокнами материала, и
поверхность изделия становится гладкой.
Принцип действия. Прессование — эго
сжатие материала, сопровождающееся
остаточными деформациями в направ ис-
нии, перпендикулярном его толщине
(рис. 4.48).
Характеристики материала и парамет-
ры процесса. Для прессования пригоден
пластичный материал. обладающий длин-
ными волокнами и содержащий мало па-
Рис. 4.49. Деформация материала при
прессовании:
s — толщина материала до прессования: sr—
толщина спрессованного материала: с — коэф-
фициент остаточной деформации
полнителя. Толщину спрессованного ма-
териала (рис. 4.49) определяют по фор-
муле
sv = (1 — v) s, (4.22)
где s — толщина материала до прессова-
ния, мм; — толщина материала после
прессования, мм; v — коэффициент оста-
точной деформации при прессовании
(табл. 4.17).
Коэффициент отточной деформации
прессования характеризует предел теоре-
тической сжимаемости материала, кото-
рая была бы достигнута при сжатии во-
локон до исчезновения воздушных про-
слоек.
Таблица 4.17.
Коэффициенты деформации
при прессовании
Картон
V
Соломенный
Древесномассный
Кожкартон
Газетно-макулатурный
Матричный
Кожкартон машинной
выработки
Древесномассный
Рис. 4.50. Прессование древесномассно-
го картона:
V — коэффициент остаточной деформации; р —
давление прессования; D — кривая давлений
при прессовании; ОЕ — процесс деформации
прн снятии давления; Ds+y-кривая давления
прн прессовании нагретым до 60° С инструмен-
том материала, предварительно смоченного
мыльным раствором
Доли остаточный деформации значи-
тельно возрастает при повышении давле-
ния прессования и нагреве инструментов
(рис. 4 50 и 4.91).
Максимальную температуру нагрева
инструмента нельзя брать произвольно.
Недопустимо подпаливание материала.
Ориентировочное значение максимальной
температуры нагрева инструмента —
150°. В случае нагрева до этой темпера-
туры решающее значение имеют свойства
материала, и перед обработкой целесооб-
разно произвести сначала пробное прес-
сование.
При отностороннем нагреве инстру-
мента можно рассчитать примерное вре-
мя контакта материала по следующей
формуле:
т^-Т^
4 Л2Хр(62 —61)
где / — время контакта, ч; т — масса,
кг; А — площадь, м-; Г^О; — темпера-
0,32
0.1—0,5
0,34—0,42
0,25—0,38
0,38
0,61
0,62
Рис. 4.51. Зависимость деформации от
давления прессования и температуры
нагрева инструмента:
А — остаточная деформация; Б — упругая де-
формация; В — полная деформация
тура в помещении, °C; Т- — температура
обрабатываемого материала, °C; 0? —
температура инструмента, °C; ?.— тепло-
проводность материала, кДж (м ч-К);
с — удельная теплоемкость, кДж/(кг-К);
р — плотность, кг/м3.
Ориентировочно для картона с =
= 0.4 кДж/(кг-К), 1-— см. рис. 4.26.
Критерии оценки качества. Оценка
качества прессованной продукции еще
ма то обоснована наукой. На практике
внешний вид поверхности продукции
оценивается сравнительным методом. На
такую оценку сильно влияет субъектив-
ное суждение контролера. В принципе
после прессования материал должен
иметь гладкую поверхность без царапин
и подпалин. Важное значение имеет со-
блюдение точной геометрической формы
и заданных р кзмеров. а также устойчи-
вость формы, т. е. сохранение изделием
заданных размеров в течение длительно-
го времени.
4.3.1.2. Тиснение
Тиснением называют процесс прида-
ния поверхности материала рельефной
формы, а также процесс изготовления
полых изделий из плоского материала.
Изменение формы происходит преимуще-
ственно под действием сжимающей на-
грузки без образования складок. Тисне-
ние применяют для улучшения вида пе-
реплетных крышек, для изготовления
эмблем, этикеток, плакатов и т. п., а так-
же полых изделий (например, картонных
тарелок).
Способы тиснения можно разделить
на группы по нескольким критериям
(табл. 4.18).
Таблица 4.18.
Классификация способов тиснения
По воздей- ствию на материал По виду инстру- мента По нагреву инстру- мента По нанесе- нию по- крытия
Плоское Плоское Холодное Бескра- сочное
Рельеф- ное Объемное Ротаци- онное Горячее Красоч- ное
Плоское тиснение (блинтовое
и красочное)
Плоское тиснение применяется для от-
делки поверхности материала (напри-
мер, переплетной бумаги под шагрень)
или для обработки переплетных крышек
из картона и пластмассы.
Рис. 4.52. Принцип плоского тиснения:
а—одностороннее тиснение; б —двусторон-
нее тиснение; в — ротационное тиснение; г —
ротационное тиснение, тренирование; 1 — ма-
териал; 2— жесткое основание; 3—плоский
штамп: 4 — ротационный штамп; 5 — опорный
вал
Принцип плоского тиснения. Плоское
тиснение характеризуется частичным уп-
лотнением материала (рис. 4.52).
Характеристики материала и парамет-
ры процесса. Деформация материала при
274
тиснении зависит от давления. Согласно
исследованиям, остаточная деформация
материалов, имеющих плотность р
0,7 кг/дм3;
Sb = sb (\—е~пр) (4.24)
max
и при р > 0,7 кг/дм3:
sb = sb [ 1 — (1 + пр) е-пр\, (4.25)
шах
где 5ь = s-v — остаточная деформация,
мм; sb —максимально возможная ос-
тах
таточная деформация, мм; п — постоян-
ное значение, которое характеризует из-
менение деформации с изменением дав-
ления, Па-1; р — давление при тиснении,
Па.
Пригодный для тиснения материал
обладает малой плотностью внутренних
слоев и легко деформируется. Погранич-
ные слои материала должны иметь высо-
кую механическую прочность, чтобы вос-
принимать нагрузку без ра крушения.
Для двустороннего тиснения целесооб-
разно использовать волокнистый матери-
ал значительной толщины.
Различные материалы, обрабатывае-
мые и наносимые посредством тиснения,
различные виды тиснения требуют неоди-
накового давления, разной температуры
нагрева и различной продолжительности
тиснения. В некоторых случаях бывает
необходимо пробное тиснение. Пример-
ные значения режимов тиснения указаны
в табл. 4.19. Давление при плоском тис-
нении достигает 25—30 МПа.
При ротационном тиснении местное
давление нужно выбирать большим, чем
при плоском, чтобы тот же эффект полу-
чать при меиыисм времени контакта.
При красочном тиснении давление
должно быть более 20 МПа.
Для изготовления переплетных кры-
шек применяют полихлорвинитовую
пленку, содержащую пластификатор.
Этот материал отличается гибкостью и
долговечностью. Переплетные крышки
изготовляют тиснением при помощи
штампа (рис. 4.53).
Критерии оценки качества. Качество
тисненой продукции характеризуют сле-
дующие критерии: гладкость, однород-
ность структуры и окраски поверхности,
правильность формы, четкость переходов,
неизменяемость размеров и формы полу-
ченного на материале изображения. От-
носительную точность соблюдения разме-
ров G (рис. 4.54) определяют по фор-
муле
G= —-100, (4.26)
hs
где Si, — глубина тиснения, мм; ns— вы-
сота профиля штампа, мм
Рис. 4.53. Тиснение переплетных крышек
из полихлорвиниловой пленки:
1 — штамп; /./ — режущий электрод; 1.2 — тис-
нящий электрод; 13 — электрод для блинто-
вого тиснения текста; 2 — нижняя плита; 3 —
материал
Таблица 4.19.
Температура и время контакта
при тиснении
Материал Темпера- тура, °C Время тиснения, с
блин гового кра- сочного
Искусствен- 60—70 1—3
на я кожа 70—80 80—90 90—110 0,5—1 0,25—0,5 0,1—0,2
Матовая 80—90 1-3
ткань 90—100 100—120 110—150 0,75—2 0,5—1 0,25—0,5
Блестящая 80—90 1—1,5
ткань 90—100 100—110 НО—120 0,5—1 0,3—0,5 0,2—0,25
Грубая 80-90 3 1
ткань 90—100 2 1
100—110 1 0,5
110—130 0,5 0,25
Бумага 70—90 80—100 90—110 100—120 1—3 1—2 0,5—1 0,3—0,5
Рельефное тиснение (конгревное)
Рельефное тиснение служит для вос-
произведения па материале надписей или
орнаментов и применяется, кроме того,
для изготовления объемных изделий (вы-
сокопластичное тиснение, например, сте-
нок для отрывных календарей).
Принцип рельефного тиснения. При
этом виде тиснения происходит переме-
щение и одновременное уплотнение
структурных волокон материала
(рис. 4.55).
Рис. 4.54. Глубина изображения на ма-
териале Sb и высота профиля штампа
h.
Характеристики материала и парамет-
ры процесса. Материалы: бумага, содер-
жащая древесную массу; картон хром-
эрзац; картон массой 1 м2 500 -1000 г.
Влажность материала — около 10%.
Давление при тиснении иа глубину 2 мм
кашированного с двух сторон картона
Рис. 4.55. Принцип рельефного тиснения:
а — рельефное тиснение с плоскими поверхнос-
тями; б — ротационное рельефное тиснение (го-
фрирование); в — высокопластичиое тиснение;
/ — материал; 2 — жесткое основание; 3 —
плоский штамп: 4 — ротационный штамп
массой 1 м2 1000 г равно около 35 МПа.
Инструменты для тиснения. Материал
штампа: сталь, латунь, литейная оловян-
но-ципковая бронза.
Материал матрицы: картон массой
1 м2 500—1000 г (для тиснения и высеч-
ки изделий из тонкого картона), пласт-
масса, кожа, резина, отвержденная мас-
са, состоящая из отмученного мела и дек-
стрина, специальный порошок для изго-
товления матриц.
Возможное применение матриц из
различных материалов представлено в
табл. 4.20.
Таблица 4.20.
Матрицы, применяемые при рельефном тиснении
Материал Свойства Рекомендуйся для
формуе- мость жес гкость трудоем- кость тиражестой- кость, тыс. тиснений воспроизведе- нии >нснения на материале
Картон (мас- са 1м2 250— 500 г) Средняя Средняя Большая 50 Простых изображений Тонкая бумага, металлическая фольга
Картон (мас- са 1 м2 500— 1000 г) Очень большая Очень большая 50 То же Плотная бума- га, картон (в том числе с припрессо- ванным материа- лом)
Резина или кожа Хорошая Очень упругая Малая 100 Мелких ри- сунков Жесткая бумага, бумага с водяными знаками
Специальная паста Очень хорошая Твердая Средняя 10 Любых рисунков Мягкая бумага, целлофан, синтети- ческие пленки
Критерии оценки качества. См. «Плос-
кое тиснение». 4 3.1.2.
Об ъемное тиснение (тиснение полых
изделий)
Объемное тиснение применяется глав-
ным образом для изготовления тарелок
из картона.
Материал: древесномассный картон,
коробочный картон.
Толщина картона — 0,5—1,0 мм. Рав-
номерность толщины картона — важная
предпосылка тиснения хорошего каче-
ства.
Влагосодержанпе материала должно
составлять 7%. Точных данных о темпе-
ратуре нагрева штампов не имеется.
Примерное значение удельной мощности
нагрева 6—8 Вт'см2.
Чтобы обеспечить лучшие условия
тиснения, матрицу н патрицу следует из-
готовлять из различных материалов.
4.3.1.3. Штамповка (вытяжка)
Для изготовления из картона днищ и
крышек к таре с круглым поперечным се-
чением (банки, стаканы, бутылки, ведра)
применяют штамповку. Так как у штам-
пованных изделий отношение высоты к
диаметру не должно превышать '/3 — 'А,
то более высокие коробки собирают из
нескольких элементов.
Материал: картон твердый, газетно-
макулатурный, древесномассный, кож-
картон, коробочный, для стаканчиков (с
древесной массой и без нее).
Рис. 4.56. Принцип штамповки картон-
ных изделий:
/ — материал; 2— вытяжная матрица; 3—пу-
ансон; 4 — складкообразующая матрица; 5—
вырубное кольцо; 6 — корпус штампа
Принцип штамповки. Штамповка кар-
тона — это формование полого изделия
из плоского материала с образованием
складок.
Процесс штамповки. Подача материа-
ла происходит в виде листов или ленты.
Штамп 3 (рис. 4.56) вдавливает матери-
ал 1 в отверстие вытяжной матрицы 2,
при этом образуется царга. Вырубное
кольцо 5 обрезает царгу. При обратном
ходе штампа выталкивается готовое из-
делие. Для улучшения качества изделия
штамповку можно выполнять в несколь-
ко приемов.
Характеристики материала и парамет-
ры процесса. Материал для штамповки
должен быть вязким, гибким и пластич-
ным, так как он подвергается разнооб-
разным нагрузкам. При образовании
складок в материале возникает преиму-
щественно напряжение сжатия. При вхо-
де в вытяжную матрицу материал испы-
тывает напряжение сдвига под действи-
ем изгибающей нагрузки, а внутри мат-
рицы материал подвергается давлению и
растяжению.
Влагосодержапие материала должно
быть в пределах 12—15%.
Предварительная обработка поверхно-
сти материала воском, парафином и
тальком уменьшает трение между инст-
рументом и материалом.
Режим штамповки зависит от вида и
влагосодержания материала, от размеров
изделия. Ориентировочные параметры
процесса
Температура вытяжной
матрицы............... 120—160° С
Давление . ......... 8—12 МПа
Скорость движения
пуансона............ 20—130 мм/с
Расстояние между скчадкообразую-
щей и вытяжной матрицами:
Для 5цлаж<1 мм Cl« Sв лаж +0,2 мм
Для Хвлаж>1 мм ай5„ла;„+0,3 мм
Диаметр заготовки d; (в мм) вычис-
ляют по формуле
dz = db + 2Л + г, (4.27)
где db — диаметр вытяжной матрицы,
мм; /1 — высота царги, мм; z—припуск
на обрезку, равный 1—3 мм.
Конструкция инструмента.
Нижняя часть штампа может быть
выполнена:
— без опорной плиты;
— с опорной плитой;
— с опорной плитой и двумя вытяж-
ными матрицами.
Штампы с опорной плитой позволяют
изготовлять изделия с выдержкой задан-
ных размеров и хорошо сохраняющие
форму. Особенно хорошею формоустой-
чивость обеспечивает штамп с двумя вы-
тяжными матрицами. На качество штам-
пованного изделия сильно влияет конст-
руктивное оформление зазора между пу-
ансоном и матрицей. По технологическим
соображениям пуансон выполняется в ви-
де конуса пли цилиндра, реже — пара-
боллоида. Пуансон цилиндрической фор-
мы хорошо обжимает края царги, что по-
вышает формоустойчивость изделия, но
применяют его только для штамповки
изделий с высокой царгой.
Пуансон, вырубное кольцо и матрицу
изготовляют из инструментальной стали;
корпус, в котором помещается матри-
ца,— из чугуна. Складкообразующая
матрица служит для равномерного рас-
пределения образующихся при штампов-
ке складок материала.
Максимальная производительность
штамповочного пресса зависит от разме-
ра изделий и равна 25—60 цнкл/мин.
Рис. 4.57. Усилие вытяжки и путь пуан-
сона:
1г — путь пуансона при вытяжке, см; Ft — уси-
лие вытяжки, Н; F R — усилие трения, Н;
max — максимальное усилие вытяжки, Н;
— работа формообразования. Дж; U'R —
работа сил трения, Дж
Для расчета привода необходимо
предварительно определить примерную
потребность в кинетической энергии тви-
жущихся частей пресса, что можно сде-
лать по графику усилий вытяжки
(рис. 4.57). Работа вытяжки iVz скла-
дывается из работы формообразования
U?F (4—8%) и работы сил трения 1ГЯ:
WZ = WF+WR, (4.28)
где
WR = FRlz. (4.29)
Силу трения Fr определяют по фор-
муле
Fr = Агру., (4.30)
где Лг — поверхность трения (наружная
боковая поверхность изделия), см2; р—
коэффициент трения (0,12—0,15 для тре-
ния картон — по стали при температуре
нагрева инструмента 130°С); р — давле-
ние, Па.
Максимальное усилие вытяжки:
^т,Х=^’
коэффициент запаса прочности у = 1,2—
1,8.
Критерии оценки качества. Внешний
вид изделия оценивают визуально. Важ-
ными критериями являются: гладкая по-
верхность без подпалин и пузырей, рав-
номерные складки. У изделий из особо
пластичного материала складки почти не-
заметны. Относительная точность соблю-
дения размеров штампованных изделий
ds
G = —--100,
d
где — диаметр пуансона, мм; d —
внутренний диаметр изделия, мм.
4.3.2. Изменение формы
растяжением под давлением
В качестве заменителей бумаги и кар-
тона все большее значение приобретают
пластмассы. Методами пластичного изме-
нения формы с преобладанием растяги-
вающих усилий — глубокой вытяжки и
обтяжной вытяжки (обтяжки) — изготов-
ляют из пластмассы в основном тарные
изделия, но также и вспомогательный
торговый инвентарь, средства рекламы,
детали игрушек, изоляторы для электро-
промышленности и др.
4.3.2.1. Глубокая вытяжка
Глубокая вытяжка применяется для
формования из пластмассы полых изде-
лий с небольшим значением отношения
поверхностей. Применение глубокой вы-
тяжки ограничивается преимущественно
изготовлением симметричных изделий.
Рис. 4.58. Принцип глубокой вытяжки
пластмассы:
/ — материал; 2— вытяжная матрица; 3 — пу-
ансон; 7 — складкоформнрующая матрица; 5—
пружины, создающие прижимное усилие; 6 —
вырубное кольцо
Принцип глубокой вытяжки. Принцип
глубокой вытяжки изделий из пластмас-
сы аналогичен способу штамповки кар-
тонных изделий (рис. 4.58).
Характеристики материала и парамет-
ры процесса. Пластичное формоизмене-
ние пластмасс с преобладанием растяги-
вающих усилий характеризуют следую-
щие значения:
Л
кратность вытяжки t = и
- т °
отношение поверхностей / = —,
G
где 1г — высота царги, мм; d — диаметр
полого изделия, мм; О — площадь по-
верхности готовой детали, мм2; G — пло-
щадь исходной поверхности, участвую-
щей в формировании изделия, мм2.
Отношение площадей лучше характе-
ризует глхбокую вытяжку, особенно при
изготовлении полых изделий конической
или полусферической формы.
Критерии оценки качества. Качество
изделий, изготовленных способом глубо-
кой вытяжки, определяется теми же кри-
териями, что и деталей, получаемых об-
тяжной вытяжкой (см. 4.3.2.2).
4.3.2.2. Обтяжная вытяжка
(обтяжка)
Обтяжную вытяжку пластмасс приме-
няют в двух случаях:
— для изготовления упаковочных
средств из пленки;
— для обтягивания пленкой предме-
тов.
В первом случае применяют пленки
из поливинилхлорида, полистирола, по-
ликарбоната и материалов на основе аце-
тата. Дчя покрытия предметов пригодна
только мягкая поливинилхлоридная плен-
ка.
Принцип обтяжной вытяжки. При об-
тяжной вытяжке натянутая пленка при-
обретает форму полого изделия под дей-
ствием разности давлений воздуха с двух
сторон пленки. Изменение формы мате-
риала происходит главным образом в об-
ласти термопластических, но также п
упругих деформаций. Вследствие стекло-
вания материала пленки при охлажде-
нии внутренней или наружной поверхно-
сти формирующего инструмента полос из-
делие приобретает свою макроформу.
Характеристики материала и парамет-
ры процесса. Пластмассы имеют различ-
ные свойства, поэтому здесь можно при-
вести лишь примерные параметры. На
практике оптимальные условия обтяж-
ной вытяжки рекомендуется определять
путем проб.
Результат изменения формы вытяж-
кой сильно зависит от правильного вы-
бора температуры нагрева пластмассы.
Кроме того, важны следующие парамет-
Таб ища ‘21
Температура и время нагрева
при оптимальных условиях формования
пластмасс (удельная мощность нагрева
21,6 кВт м-, расстояние между
нагревателем и пленкой 18 см)
а
Ма териал Тол щи пленки, мкм о D С—
Полиэтилен низ- 1 1 -135 25
кого давления Полипропилен - 170 18
Эмульсионный — 180 16
поливинилхлорид (в обл. пластиче- ских деформаций) Эмульсионный НО- -lit Н
поливинилхлорид (в обл. упругих деформаций) Суспензионный НО— 12С 10
поливинилхлорид Мино, винил- 400 -ПО 9
хлорид — винил- ацетат Ацетатцеллю- -170 13
лоза Ацстобутират — 160 II
целлюлозы Пропионат пел- 1 — 160 12,5
лю лозы Полистирол уда- 120—130 9
ропрочный и рас- тянутый по двум осям Поликарбонат 200 - 180 8
ры; кратность вытяжки, давление формо-
вания, скорость воздушного потока, глу-
бина предварительной вытяжки, диаметр
штампа предварительной вытяжки, ско-
рость предвари тельной вытяжки. Эти па-
раметры взаимозависимы и их необходи-
мо согтасовать др'т с другом. Например,
с ростом удельной мощности нагрева при
ня нагрева уменьшается
()рпсптировочпые значения парамет-
ров пронесен:
5'делиная мощность
нагрева .......
Время и температу-
ра нагрева ..........
Кр TIIOVT1. вытяжки
и температура натре
ва...................
20—30 кВт/м2
см. табл. 4.21
см. табл. 4.22
Давление формова-
ния:
по вакуумному спо-
собу .........
по пневматическому
способу . .
Предельно допусти-
мое утончение мате-
риала . .........
80 95 кПа
л 600 кПа
25% толщины
пленки
Применяемые инструменты. Операции
процесса в технологической после юва-
телыюстп: натягивание пленки, нагрева-
ние, формование и отделение изделия —
выполняются I111CI ру ментами различной
конструкции.
Предварительную вытяжку произво-
дят при помощи штампа, многогнездной
формы с прижимной рамой или с исполь-
зование ч сжитого воздуха в зависимое!)!
от формы и з,. данной толщины стенок из-
делия. Д 1я изготовления штампов при-
меняют материалы с высокой или низкой
теплопроводностью. Подпружиненный
штамп из материала с низкой теплопро-
водностью позволяет осуществить опти-
мальный рабочий режим, так как от на-
гретой пленки отводится незначительное
количество тепла. К теплопроводным ма-
териалам относятся красное дерево и
слоистые материалы (пертппакс лигно-
фоль); они также i ар.тигпруют долгий
срок службы штампа. Обычно штампы
изготовляют из дерева (клееная фанера,
красное дерево, клоп, береза, ольха), по-
лиамида, гипса алюминия и каучука
Деревянный штамп покрывают слоем
лака иди порозаполнителя.
Критерии оценки качества. О качестве
изделия, изготовленного способом обтяж-
ной вытяжки, судят по его внешнему ви-
ду, равномерности толщины стенок, \ сад-
ке и со.хранспи'о размеров. Количествен-
ные значения оценок качества еше недо-
статочно обоснованы, поэтому следует
пользоваться методом сравнительных
оценок. Готовое полое изделие не дол-
жно иметь складок. Кроме того, оцени-
вают остроту ребер изделия в местах пе-
рехода от днища к царге. Усадка изде-
лия !..висит от свойств материала и ка-
чества пленки; она не должна превышать
2.5%.
4.3.3. Гибка
При гибке происходит изменение /юр-
мы первонача тчно плоского материл та,
при котором часть его поворачпв ,стсч от-
носительно какой-то прямой линии, обра-
зуя сгиб. В поперечном ссчсппн материа-
ла возникают репряження изгиба. Рели
эти напряжения в наружной зоне сече-
Таблица 4.22.
Максимально допустимая кратность вытяжки пластмассы в зависимости
от температуры нагрева (наклон стенок 5—6°, радиус закругления у дна
изделия 3 мм)
Материал Толщина пленки, мкм Температура, °C Кратность вытяжки
Полистирол 200—500 — 130 1,5: 1—2 : 1
Полистирол, растянутый 250—500 — 130 1 : 1,5—1 : 1,12
по двум осям Полипропилен 500 -170 1,5 : 1 — 1,8: 1
Полиэтилен низкого дав- 500 -135 1,25 : 1 — 1,6 : 1
ления Мнпо, винилхлорид- ) 120—130 1,25 : 1 — 1,5 ; 1
винилацетат Модифицированный суспензионный поливи- нилхлорид, суспензион- ный поливинилхлорид Эмульсионный поли- винилхлорид (в обл. уп- ругих деформаций) Эмульсионный поливи- нилхлорид (в обл. пла- стических деформаций) Ацетобутират и пропио- нат целлюлозы Диацетат целлюлозы Поликарбонат 200—300 1 200 120—140 110—115 -180 150—170 150—170 -180 1 : 1—1,25 : 1 1 : 1,5—1 : 1,25 1:2—1: 1,75 1,25 : 1 — 1,6 : I 1 : 1—1,25 : 1 1 : 1,25—1 : 1
ния превышают прочность материала,
образуется трещина.
При снятии изгибающего усилия про-
исходит обратное пружинение материа-
ла. Его значение зависит от давления,
приложенного к месту изгиба, и от теп-
лового воздействия во время процесса
гибки.
4.3.3.1. Складывание
Складывание — это сгибание материа-
ла в подготовленных или не подготовлен-
ных заранее местах, при котором матери-
Рис. 4 59. Складывание при помощи ин-
струмента, движущегося периодически:
I— запечатанный материал; 2—складыва-
ющий инструмент
ал в месте сгиба под действием давления
не деформируется или же деформируется
незначительно. Операции складывания
применяются в упаковочных и фальце-
ва тыго-скленвающих машинах для изго-
товления складных коробок.
Для складывания материала приме-
няют инструменты, которые движутся
периодически (рис. 4.59) или непрерыв-
но (рис. 4.60).
4.3.3.2. Фальцовка
Фальцовкой называют сгибание мате-
риала под действием давления в не под-
готовленных заранее местах, после чего
материал не восстанавливает своей пер-
воначальной формы. В местах сгиба в ре-
зультате разрушения волокон прочность
материала снижается.
Принципы фальцовки. Различают три
принципа фальцовки:
— ножевой,
— кассетный,
— роликовый (вороночный).
Фальцевальная машина состоит из са-
монаклада, механизма выравнивания,
280
Таблица 4.23.
Технические данные ножевых фальцевальных машин
(Народное предприятие «Полиграф», Лейпциг)
Показатели Модель машины
434 435 452
Наибольшая скорость. цикл/ 120 75 80
МИН Наибольший формат листа. 840X1120 1020x1420 1000X1400
мм Наименьший формат листа, 300X400 450 X 630 560x 800
мм Материал, масса 1 м2 в г 25—140 25—140 30—120
Рис 4 60. Складывание
при помощи непрерывно
движущегося инструмен-
та:
1 — напраиляющая; 2 — ре-
мень; 3 — складывающие ро-
лики; 4 — запечатанный ма-
териал
фальцевальных аппаратов и приемно-вы-
водного устройства. Для подачи листов
Рис. 4.61. Ножевой принцип фальцовки:
1 — запечатанный материал; 2—фальцующий
нож; 3—фальцующие валики, 4 — упор
в фальцевальные машины служат пло-
ско- и круглостапельные самонаклады
(см. 4.6.2).
Ножевой принцип фальцовки. Фаль-
цуемый лист в состоянии покоя вырав-
нивается по упорам 4 (рис. 4.61) при по-
мощи механизма бокового равнения, и
возвратно-поступательно движущийся
нож 2 проталкивает его через два фаль-
цующих валика 3, которые вращаются
навстречу друг другу. Валики захваты-
вают лист и образуют сгиб с острой
кромкой.
У ножевых фальцевальных машин
(табл. 4.23) каждый фальцевальный ап-
Рис. 4.62. Схема но-
жевой фальцевальной
машины:
с — гид сбоку; б—вид
сверху; I — приемное уст-
ройство, 2 — механизм
равнения, 3 — приемка
четырехегибиых листов.
4 — приемка трехегибных
листов
парат, состоящий из дв)х валиков и од-
ного ножа, производит один сгиб. Для
получения взаимно перпендикулярных
сгибов фальцевальные аппараты должны
быть расположены под углом 90° друг к
др)гу (Рис. 4.62). При параллельной
/ — запечатанный материал; 2 — фальцующие
валики; 3 — кассета; 4 — упор
фальцовке фальцевальные аппараты рас-
положены параллельно друг другу. Схе-
ма фальцовки в основном определяется
конструкцией ножевой фальцевальной
машины и не может быть изменена.
Кассетный принцип фальцовки. Про-
стейшая кассетная фальцевальная секция
состоит из трех рифленых валиков, цент-
ры осей которых расположены в верши-
нах равнобедренного прямоугольного тре-
угольника. и фальцев ыьной кассеты
(рис. 4.63). Два валика вводят фальцуе-
мый лист в кассет) до упора. Лист, по-
даваемый валиками, отгибается кинзу и
ложится на пару нижних валиков. При
достаточно большом прижимном усилии
и достаточном трении между валиками
и фальцуемым листом валики захватыва-
ют образовавшуюся складку и обжима-
ют сгиб проходящего между ними ли-
ста.
Выравнивание фальцуемого листа на
кассетных фальцевальных машинах
(рис. 4.64) происходит при транспорти-
ровке листа от самонаклада к первой
фальцевальной секции и между последо-
вательно расположенными фальцеваль-
ными секциями. Лист подается по роли-
ковому транспортеру с косо расположен-
ными роликами, причем составляющая
действующего на лист усилия перпенди-
кулярно направлению движения прижи-
мает лист к боковой направляющей ли-
нейке, по которой он выравнивается.
У кассетных фальцевальных машин
(табл. 4.24) фальцевальная секция мо-
жет состоять из нескольких фальцеваль-
ных кассет. В зависимости от числа кас-
сет и расположения упоров в кассетах
можно выполнять фальцовк) в один, два
или несколько параллельных сгибов
(рис. 4.65), расположенных симметрично
пли несимметрично, фальцовку гармош-
кой или внамотку.
В табл. 4.25 дано сравнение ножевых
и кассетных фальцевальных машин.
Машиностроители выпускают также
комбинированные фальцевальные маши-
ны (табл. 4.26), у которых параллельные
сгибы выполняются по кассетному, а вза-
имно перпендикулярные — по ножевому
принципу (рис. 4.66).
Рис. 4.64. Принципиаль-
ная схема кассетной
фальцевальной машины:
а — вид сбоку; б — вид свер-
ху; / — упор. 2 — приемное
устройство
Таблица 4 24.
Технические данные кассетных фальцевальных машин
(Народное предприятие «Полиграф», Лейпциг)
Показатели Модель машины
540 556 571 590 59С'Д
Наибольшая произво- дительность, лист/ч Скорость фальцовки, м/мнн Наибольший формат листа при фальцовке, мм: 30 000 45 000 140 130 130
перпендикулярной параллельной комбинированной Наименьший формат листа при фальцовке, мм: в 2 сгиба в 3 сгиба 420x840 420x840 120X120 560 X840 560X1000 140x180 180 X 280 710X1080 710X1200 160x320 930x1250 900x1250 200x320 930> 630 400x320
Таблица 4.25.
Сравнение преимуществ и недостатков ножевых и кассетных
фальцевальных машин
Машины
Преимущества
Недосглikh
Ножевые
Хорошая работа на бумаге
в(ех видов
Возможность обработки листов
больших форматов
Большое число возможных сги-
бов листа
Большая точность сгибов
Кассетные
Сравнительно малые габариты
Большая технологическая гиб-
кость машины, большое число воз-
можных вариантов фальцовки
Эффективность работы даже при
неполном использовании формата
Отсутствие существенных инер-
ционных усилий
Простая конструкция машины
Более высокая произво гитеть-
ность при соответственно равных
условиях
Небольшое число возможных
вариантов фальцовки
Резкое снижение эффективности
машины при неполном использова-
нии формата
Ограничение скорости из-за зна-
чительных инерционных перегру-
зок
Сравните шно сложная конст-
рукция
Ограничение массы 1 м2 обраба-
тываемых видов бумаги (40—
120 г)
Ограничение верхнего претела
форматов бумаги с малой массой
1 м2
Меньшее число возможных пер-
пендикулярных сгибов в тетради
Большие габариты по сравнению
с ножевыми машинами
Большая чувствительность к не-
равномерности движения листов
Таблица 4.26.
Технические данные комбинированных
фальцевальных машин
(Народное предприятие «Полиграф»,
Лейпциг)
Модели машин
Показатели 256 271
Наибольшая про- 11 000 10 000
нзводительность, лист/ч Наибольший формат при фаль- цовке, мм: перпендикуляр- 560 x840 710X1050
ной параллельной 560ХЮ00 710x1250
Наименьший формат при фаль- цовке, мм: 3-сгибной пер- пендикулярной 180 x250 180X250
параллельной 140X180 140x180
Роликовый принцип фальцовки.
При фальцевании роликами лента
запечатанного материала непре-
рывно проводится между двумя
фальцующими роликами (рис.
4.67) Этот принцип используется
в рулонных ротационных печатных
машинах (рис 4.68). Сгиб бумаж-
ной ленты готовится во время дви-
жения по фальцевальной воронке.
4.3.3.3. Плиссирование
Плиссирование — это последо-
вательное образование сгибов ма-
териала. Плиссировать материал
можно пропуская его между вал-
ками (рнс. 4.69). ножами или ка-
кими либо другими инструментами.
Плиссированные складки чаще все-
го подвергают обжиму, чтобы по-
лучить сгибы с острыми кромками.
Плиссируемый материал дол-
жен иметь достаточную влажность
(10—2О°/о), при которой он мягок
и не ломается. Плиссирование па-
рой валиков применяется чаще все-
го для изготовления абажуров и
фонариков.
Плиссирование объемных изде-
лии (коробок для шоколада, склад-
ных стаканчиков) выполняют спе-
циальными плиссировальными ин-
струментамп.
Плиссированные складки слу-
жат для равномерного распределения
материала в изделиях.
Рис. 4.66. Схема комбинированной фаль-
цевальной машины
Этот принцип обработки материала мож-
но сравнить со способом рельефного тис-
нения.
Рис. 4.65. Варианты фальцовки:
а — односгнбиая, б— двухсгибиая перпендикулярная;
в — двухсгибиая параллельная; г — трехсгибиая гар-
мошкой; д — трехсгибиая внамотку; е — трехсгибиая
перпендикулярна я
Рис. 4.67. Роликовый принцип фальцов-
ки:
/—запечатанный материал; 2~ фальцующи
валики
Рис. 4.68. Образование продольного сги-
ба на рулонной ротационной печатной
машине:
/ — запечатанный материал: 2—фальцующие
валики
4.3.3.4. Загибание края
Операция загибание края, как и опе-
рации «круговая гибка» и «гофрирова-
ние», служит для образования жестких
сгибов материала. Жесткие сгибы мож-
но разогнуть, лишь приложив большое
усилие. Загибают край при помощи in
бочного ножа и матрицы (рис. 4.70) или
Рис. 4.70. Загибка края при помощи но-
жа и матрицы:
1 — запечатанный материал; 2— матрица; 3 —
нож
Рис. 4.71. Загибка края нагреваемыми
инструментами:
/ — запечатанный материал; 2— штамп; 3—
матрица; 4 — выталкиватель
нагреваемых штампа и матрицы
(рис. 4.71).
4.3.3.5. Круговая гибка
Круговая гибка применяется для при-
дания материалу округлой формы. Ею
пользуются для изготовления цилиндри-
ческих и конических гильз.
Рис. 4.72. Схема трехвалковой гибки
Заготовка преходит через станок с
тремя или четырьмя валками (рис. 4 72
и 4.73), причем форма изделия зависит
от диаметра и взаимного расположения
валков. Проходя через валки, материал
испытывает упругую и пластическую де-
Рис. 4.73. Схема четырехвалковой гибки
-формации, поэтому после упругого пру-
жинения заготовка приобретает округлую
форму.
наружные слои его меньше растяги-
ваются.
Сдавленный излишек материала об-
разует утолщение на стороне, противо-
положной бигу.
4 3.3.6. Гофрирование
Гофрирование — это образование на
материале дугообразных сгибов. Прохо-
дя между рифлеными валками, у кото-
рых сечение зуба соответствует профилю
Рис. 4.74. Схема гофрирования
гофры (рис. 4.74), материал приобретает
волнообразную форму.
Эту операцию применяют главным
образом в производстве гофрированного
картона.
Рифленые валки изготовляют из хро-
момолибденовой или никелехромомолиб-
деновой стали. Отношение шага гофры к
высоте 2:1.
Рис. 4.75. Зависимость свойств сгиба от
глубины бига D:
1 — усилие продавливания; 2 — прочность при
растяжении: 3 — прочность при изгибе
Картон пригоден к биговке, если он
после нанесения бига легко и не надла-
мываясь изгибается по липин бнга.
Пригодность картона к биговке опре-
деляют по формуле
D-2 — Da
——-100, (4.33,а)
где Di — наименьшая оптимальная глу-
бина бига (после сгибания биг не надла-
I» IS
1
О^мМ
Рис. 4.76. Параметры биговки картона.
I — биговка слишком глубокая, II — биговка
недостаточно глубокая; II! — область опти-
мальной биговки; Ьп — ширина линии бига;
D — глубина бнга
4.3.3.7. Биговка
Биговка служит для предварительно-
го нанесения на материал линий сгиба
(бига).
Биговальные инструменты уплотняют,
выдавливают и срезают материал по ли-
ниям сгиба, благодаря чему сцепление
между слоями материала нарушается и
мывается по наружному слою), мм; D2 —
наибольшая глубина бига (биг не над- 1
ламывается по внутренней стороне), мм;
s — толщина материала, мм.
На рис. 4.75 изображена зависимость
свойств сгиба от глубины бига. Значения
Di и £>2 ограничивают область оптималь-
ной биговки.
Определив область оптимальной би-
говки для применяемого биговального
инструмента (например, щипцов), можно
найти оптимальное сочетание глубины и
ширины бига (рис. 4.76). Область, на-
ходящаяся ниже линии I, соответствует
надламыванию бига по наружному слою
(Oi), а область над линией 2 — по внут-
ренней стороне (Di).
При настройке биговальных аппара-
тов считают, чго ширина паза Ьк (мм)
у инструмента приблизительно равна
b = 1,5 х —1~ Ь ,
где s — толщина материала, мм; Ьк —
ширина линии бига.
Биговку выполняют следующими ин-
струментами:
— плоским ножом на гладкой опор-
ной плите;
— плоским ножом на опорной плите
с пазом;
— стальными линейками и матрицей;
— вращающимся дисковым ножом иа
падком цилиндре;
- вращающимся дисковым ножом и
пазовым цилиндром;
— двумя наклонными дисковыми но-
жами с муфтой.
4.3.3.8. Высадка
Операция высадка служит для подго-
товки места сгиба па материале. Благо-
даря обжатию внутренних слоев мате-
Рис. 4.77. Сгиб с внутренним утолще-
нием
риала нейтральная ось в месте будущего
сгиба передвигается к наружным его сло-
ям, тем самым уменьшается или преду-
преждается их растяжение.
При высадке получают сгибы мате-
риала с утолщениями двух видов:
1) внутренним (рис. 4.77) и
2) наружным (рис. 4.78).
Высадочное ребро приподнимает ма-
териал заготовки, стальные линейки за-
хватывают его с двух сторон, ударом
прижимают к ребру по всей длине и фор-
мируют утолщение (рис. 4.79, табл. 4.27).
Рис. 4.78. Сгнб с наружным утолщением
Высадка уменьшает сопротивление
материала разрыву и продавливанию
примерно на 20%. Формирование утол-
щения вызывает линейную усадку заго-
Рис. 4.79. Высадочный инструмент:
/ — запечатанный материал: 2 — ребро; 3 —
высадочная линейка
товки. Приближенно можно считать
такую усадку равной половине толщины
материала для каждого утолщения.
Таблица 4.27.
Оптимальные размеры утолщения
при высадке, мм
Картой Ширина Высота
Газетно-маю ла- зерный Древесномассный Кожкартон Соломенный 4-5,2 5,1—6 3,3—5,2 4,8—4,9 1,8—2,4 1,6—2,1 1,6—2,1 1,8—1,9
4.3.3.9. Желобчатая гибка
Желобчатая гибка -эго образование
желобчатых выемок в поверхности ма-
териала (рис. 4.80) для придания жест-
кости изделию или для соединения его
с другими частями (например, коробок
с днищами или стаканчиков с крышка-
ми). Желобчатая гибка, по существу, то
же самое, что биговка (см. 4.3.3.7).
4.3.3.10. Отгибка края
Отгибку края производят с целью
придания жесткости полым изделиям или
Рис. 4.81. Отгибка края возвратно-посту-
пательно-движущимся инструментом:
I — запечатанный материал; 2— нижняя часть
инструмента; 3 — гибочный колпак
фиксации мест соединения деталей. От-
гибать края можно при помощи инстру-
ментов, совершающих возвратно-посту-
Рис. 4.82. Отгибка края вращающимся
инструментом:
/—запечатанный материал; 2—оправка; 3 —
отгибочный ролик
пательное (рис. 4.81) или вращательное
движение (рис. 4.82).
4.3.3.11. Закатывание
Закатыванием называют формование
края полого изделия в виде кольцеоб-
разного утолщения (борта). Кольцеоб-
Рис. 4.83. Закатывание края закаточным
колпаком:
1 — запечатанный материал; 2— нижняя часть
инструмента; 3 — закаточный колпак
разный борт изделия повышает жест-
кость и сопротивление надрыву. Закаты-
вание может применяться для соедине-
ния корпуса тары с дном и крышкой.
Пример закатки при помощи закаточ-
ного колпака представлен на рис. 4.83.
4.4. Соединение
4.4.1. Соединение
с геометрическим замыканием
Применяемое при обработке печатной
продукции соединение элементов изда-
ния геометрическим замыканием вклю-
чает швейное скрепление проволокой или
нитками сфальцованных н бесшвейное
(механическое) скрепление отдельных
листов.
В этом разделе также рассматрива-
ются комбинированные способы соедине-
ния тетрадей, при которых принцип гео-
метрического замыкания сочетается с
применением вспомогательного скрепля-
ющего материала (шитье по-голландски,
шитье термонитями).
4 4.1.1. Швейное скрепление
Шитье проволокой
Проволока применяется для шитья
изделий из картона продольными и уг-
ловыми скобами (рис. 4.84), для шитья
внакидку однотетрадных брошюр и жур-
налов (рис. 4.85) и для шитья втачку
многотетрадных брошюр (рнс. 4.86, а),
при котором проволочные скобы прока-
лывают все тетради блока с некоторым
отступом от корешкового сгнба. Концы
скоб загибаются, обеспечивая геометри-
Принцип шитья проволокой и его эле-
менты. В отличие от конторских аппара-
тов, в которых листы сшиваются готовы-
ми проволочными скобами, швейные ап-
параты проволокошвейных машин сами
формируют скобы. Основные этапы фор-
а
Рис. 4.84. Скрепление картон-
ных изделий проволокой:
а — шитье продольными скобами;
6— шитье угловыми скобами
!
ческое замыкание блока. Блоки толщи-
ной более 25 мм можно сшивать встреч-
ными скобами (рис. 4.86, б), обеспечи-
вающими неполное силовое замыкание
блока.
Рис. 4 85. Шитье брошюрного блока про-
волокой внакидку
Шитье втачку ухудшает раскрывае-
мость сшитых изделий, поэтому его при-
менение ограничено в основном изготов-
лением брошюр, календарей и блокно-
тов.
Рис. 4.86. Шитье блока втачку:
а — с загибкой ножек скобы; б — встречными
скобами
Так как при шитье проволокой вна-
кидку и втачку все тетради или листки
брошюры прошивают одновременно, эти
способы могут быть использованы на по-
точных линиях, поскольку рабочий про-
цесс не зависит от числа сшиваемых тет-
радей.
мирования скобы (а—г) упрощенно изоб-
ражены на рис. 4.87:
а — катушечная проволока подается в
качающийся скобооформитель;
б — проволока зажата в скобоофор-
мителе (на рис. 4.87 не изображен), нож
отрезает заготовку скобы. После отхода
скобоформирующей планки движущий-
ся вниз сгибатель формирует скобу и
освобождает проволоку;
Таблица 4.28.
Характеристики проволоки для шитья
Толщина про- шиваемой тег- Круглая про- Н010К.1 Плоская проволока
ради М.М
Группа 1 Группа 2 Лиа- ме гр, Ав Размеры сече- ния, мм
мм
1—2 <2 2—3 0,40 0,50 28 26 0,65X0,35
2—3 3—6 0,60 24 0,75x0,43
3—6 6—10 0,70 23 0,75x0.55
6—10 10—15 0,80 21 0,90X0,65
10—15 15—23 15—23 23-30 0,90 1,00 20 19 1,00x0,75
23—30 30—40 1.20 18 1,12X0,90
30—10 40—50 1,40 —. 1,25Х 1,05
40—50 50—60 1,60 16 -—
в —двигаясь вниз, проталкивающая
планка отводит скобоформирующую
планку. Скободержатель подходит к
скобе, и она прокалывает прошиваемый
материал, который прижат загпбателсм.
Поскольку скоба находится в пазах за-
гибателя, проталкнвателя и держателя и
зажата со всех сторон, она, не прогиба-
ясь, выдерживает требующееся для про-
талкивания материала усилие;
г — скоба пробивает материал. Во вре-
мя обратного хода проталкнвателя тол-
катель загибает ножки скобы. Когда за-
гибатель и проталкива-
тель движутся вниз, про-
исходит подача прово-
локи.
Длина ножек прово-
лочной скобы должна со-
ответствовать толщине
сшиваемого материала,
поэтому у проволоко-
швейных аппаратов мож-
но изменять следующие
параметры:
1) угол поворота ры-
чага подачн проволоки;
2) расстояние меха-
низма ножа от скобофор-
мирующей планки;
3) расстояние швейно-
го аппарата от стола.
Многоаппаратные
швейные машины с вер-
тикальной подачей прово-
локи п поворачиванием
отрезанной заготовки на
90° (рис. 4.88) позволяют
располагать скобы на
близком расстоянии друг
от друга. Это имеет важ-
ное значение при шитье
брошюр на вкладочно-
швейной машине.
Параметры. Усилие,
необходимое для прокт
лыванпя скобой сшивае-
мого материала, зависит
от;
— толщины и струк-
туры сшиваемого мате-
риала;
— сечения проволоки;
— формы отрезанных
концов проволочной заго-
товки.
Ориентировочные зна-
чения усилий, требую-
щихся при прокалывании,
даны на рчс. 4.89.
Поперечное сечение
проволоки для шитья вы-
бирают в зависимости от
толщины и структуры
сшиваемого материала (табл. 4.28).
К группе 1 относятся виды бумаги, не
содержащие древесной массы, проклеен-
ные, мелованные, с покрытием или ло-
щеные.
В группу 2 входит бумага, содержа-
щая древесную массу, или бумага ма-
шинной гладкости.
Краткие характеристики выпускаемых
в ГДР проволокошвейных машин даны
в табл. 4.29. В табл. 4.30 приведены дан-
Рис. 4.87. Схема работы проволокошвейного ап-
парата:
/ — проволока; 2 — зажим проволоки; 3 — корпус; 4 — нож;
5 — скобоформирующая планка; 6 — загибатель; 7 — про-
талкивающая планка; 8 — скободержатель; 9 — стол; 10 —
толкатель; И — сшиваемый материал
ные о наиболее распространенных моде-
лях вкладочпо-швейных поточных линий.
Шитье нитками
Шитье нитками (последовательное
сшивание тетрадей через фальцы) —
старейший и в то же время самый рас-
пространенный способ скрепления книж-
ных блоков, который применяется, в
Таблица 4.29.
Технические данные проволокошвейных
машин ГДР
Марка Наиболь- шая произ- водитель- ность, мин-1 Наиболь- шая толщи- на шип.я, ММ I (азиачение Вил скоб
790 180 3 Изделия из картона Угловые скобы
781 280 8 Изделия из картона Продольные скобы
710 215 25 Изделия из картона, брошюрные блоки Продольные скобы
703 215 25 35 Брошюрные блоки Встречные скобы
Таблица 4.30.
Характеристики поточных вкладочно-швейных линий
Изготовитель С грана Молол 1» Форма г мин/макс, мм Наибольшая голщмна шитья, мм Наибольшая производитель- ность. никл/мин
Полиграф ГДР 742/43 75x148 300X475 6,5 165
Рапидекс Франция 47 80 X 150 300x700 5,0 120
Мюллер Швейцария 235 80x100 350x500 6,0 200
Шеридан США Pace-setter 95x153 305 x508 6,3 165
Декстер США Saddle-Matic 127x204 280X475 6,3 150
Мак Кейн США Speed-Binder II 120X174 305 x508 6,3 200
Рис. 4.88. Подача проволоки в швейной
головке «Бостич»
частности, при изготовлении книг в твер-
дом переплете.
В сравнении с другими способами
скрепления тетрадей в блоки (например,
с бесшвейным клеевым) швейный способ
имеет преимущество: он обеспечивает
большую прочность и долговечность
книжного блока. Недостатки его:
— низкая производительность опера-
ционных ниткошвейных машин, завися-
щая от числа тетрадей в сшиваемом
блоке;
— • большая трудоемкость шитья;
— • высокая себестоимость продукции;
- — непригодность для использования
на поточных линиях.
Технология последующих за шитьем
операций обработки книжного блока
(заклейка, кругленне корешка) определя-
ет выбор вида шитья: на марле (рис.
4.90, а) или с последующей приклейкой
марли (рис. 4.90, б). Шитье без марли
удобно для последующей машинной об-
работки блоков.
Принцип шитья нитками на нитко-
швейных машинах. Полуавтоматические
Рис. 4.89. Зависимость усилия про-
калывания F от толщины тетради
s и жесткости бумаги (проволока
21; скорость шитья 120 цикл/мин;
лезвие ножа новое; без загибания
ножек скобы):
1 — жесткая бумага; 2 — мягкая бума-
га
1200-
|/ ООО
^вос-
600-
4 00-
200-
о ~5 То 15 7о 25 30
8, ММ —
и автоматические ниткошвейные машины
образуют цепной стежок для скрепления
Рис. 4.90. Скрепление
книжных блоков с ис-
пользованием марли:
с—сшитый на марле; б—
оклеенный марлей
Рис. 4.91. Схема ниткошвейной машины:
1 — шпуля; 2 — иитезажимные шайбы; 3 — пру-
жинящая дужка; 4 — пружинные глазки; 5 —
игольный патрон; 6 — гребенка; 7 — марля;
8—качающийся стол; 9—марлевая петля;
10 — сшитые блоки; 11 — приемный стол
сфальцованных листов в книжные бло-
ки (рис. 4.91).
Рабочие инструменты и их взаимодей-
ствие (рис. 4.92).
Рис. 4.92. Схема шитья на ниткошвей-
ной машине:
1 — сшиваемый материал; 2— прокалывающие
иглы (проколки); 3 — швейная игла; 4 — крюч-
ковая игла (крючок); 5— ннтсводитель (ши-
бер)
— Прокалывающие иглы (проколки)
движутся в вертикальном направлении
в качающемся столе и прокалывают на-
кинутую на седло стола тетрадь во вре-
мя движения стола к швейному аппарату.
— Швейные и крючковые нглы (крюч-
ки), установленные на каретке швейно-
го аппарата, входят в проколотые отвер-
стия сверху.
— Нитеводитель (шибер) захватыва-
ет образовавшуюся при отходе швейной
Рис. 4.93. Виды стежков при шитье на ниткошвей-
ных машинах:
а—простой брошюрный; б — простой переплетный; в —
переставной переплетный; 1 — головочный; 2 — внешний;
3 — хвостовой
иглы петлю и вкладывает ее в крючко-
вую иглу.
— При подъеме крючковая игла по-
ворачивается на 180°.
При вкалывании игл в следующую
тетрадь петля скользит по стержню
крючковой иглы. Иглы со спиральными
крючками (например, на машине фир-
мы Мартини, Швейцария) не требуют
поворота, но они часто ломаются.
Число стежков выбирают в зависи-
мости от длины корешка блока. Рабочие
инструменты ниткошвейной машины
устанавливают по специальным табли-
цам.
На питкошвейиых машинах выполня-
ют еще следующие операции:
— образование холостого стежка
(пропускание одной тетради с целью за-
вязывания нити узлом после сшивания
книжного блока);
— разрезка нитей с холостым стеж-
ком при помощи управляемых (при
шитье на марле) и неуправляемых (при
шнтье без марли) механизмов;
— нанесение клея между корешками
первой пары тетрадей и последней для
повышения прочности скрепления тетра-
дей в местах, которые испытывают боль-
шие нагрузки при раскрывании кни-
ги;
— вытягивание петли марли
для захода концов на форзацы
блока и разрезка марли вруч-
ную на приемном столе нитко-
швейной машины.
На ниткошвейных полуавто-
матах этими дополнительными
операциями при обработке
книжного блока управляет ра-
ботница, которая также набра-
сывает раскрытые тетради на
седло стола подающего устрой-
ства машины.
В автоматических нитко-
швейных машинах имеются са-
монаклады, которые подают к
швейным аппаратам тетради со
шлейфом, предусмотренным в
схеме спуска полос.
Виды стежков (рис. 4.93,
4.94). Простой брошюрный
стежок (рис. 4.93. а). Нити
внутренних стежков одинаковой
длины расположены друг под
другом во всех тетрадях блока.
Применяется для шитья бро-
шюрных или книжных блоков
без корешкового материала, с
последующей нак ichkoii марли
или окантовкой корешка.
Простой переплетный стежок (рис.
4.93, б). Нити внутренних стежков раз-
личной длины расположены друг под
другом в соседних тетрадях блока. При
меняется при шнтье на марле или тесь-
ме.
Двойной стежок. Группа из двух
простых брошюрных стежков, у которых
цепочки петель обращены к краям тет-
ради.
Простые стежки с дополнительной
нитью. Группа, образованная двумя
простыми брошюрными стежками и до-
полнительной нитью, образующей зигзаг
на корешке блока.
Переставной брошюрный стежок. Две
ниш образуют сгежкн одинаковой дли-
ны внутри сгибов соседних тетрадей,
смещенные относительно друг друга.
Применяется, как и простой брошюрный
стежок, для сшивания в блок тетрадей
из тонкой бумаги. Смещение стежков
уменьшает утолщение книжного блока в
корешке.
Для каждого стежка требуется уста-
новить один крючок, две швейные иглы
н два шибера, которые действуют пооче-
редно.
Переставной переплетный стежок.
Группа стежков из трех нитей, каждая
Рис. 4.94. Примеры применения стежков:
а — простой брошюрный (без марли); б—про-
стой переплетный на тесьме; в—переставной
переплетный на марле
Таблица 4.31.
из которых образует стежки одинаковой
длины внутри сгибов соседних тетрадей,
смещенные относительно друг друга, а
средняя нить образует внешние зигзаго-
образные стежки (рис. 4.93, в). Пере-
ставной переплетный стежок применяет-
ся главным образом для шитья на марле
блоков из тонкой бумаги.
Переставные переплетные стежки с
дополнительной нитью. Два переставных
переплетных стежка, соединяемых зигза-
гообразными внешними стежками из до-
полнительной нитн.
Характеристики ниткошвейных ма-
шин см. в табл. 4.31.
Шитье нитками внакидку
Шитье внакидку узловязальным и
челночным способами. Шитье внакидку
нитками применяется, как и шнтье про-
волокой, для скрепления однотетрадных
брошюр, в частности — ученических тет-
радей.
Узловязальное шитье нитками вна-
кидку (рис. 4.95), применяемое преиму-
щественно для скрепления тетрадей, осу-
ществляется после фальцовки листов.
Тетради сшивают на узловязальных ннт-
кошвейных машинах производительно-
стью 60 цикл/мин.
Для челночного шитья внакидку (рис.
4.96) используют швейные машины с
длиной стежка 5—10 мм, которые уста-
навливают после фальцевальных машин.
Существует также возможность сшивать
фальцуемый лист в фальцевальной ма-
шине по линии последнего сгиба после
Технические данные ниткошвейных машин
Фирма -из- готовитель Страна Тип Наибольший и наименьший форматы, мм Произво- дитель- ность, цикл/мин Виды с гежков
Поли- граф ГДР 381 70X120 275x 355 но ABCD
» 385 70X120 275x355 по А
Мартини Швейца- рия НВ35 85x85 280X350 по ABCD
» х> НА35 85x85 280 x 350 по А
Смайт США Фреччия 76x88 267X355 95 А С
Примечание. А— простой стежок; В — переставной стежок;
С — простой переплетный стежок; D — переставной переплетный
стежок.
выполнения предпоследнего сгиба, в то
время как он движется к последнему
фальцевальному аппарату (недостаток
этого способа — ограничение производи-
тельности фальцевальной машины).
концы нитей остаются свободными, а
после комплектовки сфальцованных лис-
тов нити приклеивают к корешку книж-
ного блока и таким образом соединяют
части листа.
Рис. 4.95. Узловязальное шитье нитками
Челночное шитье обеспечивает проч-
ное скрепление и делает невозможным
удаление отдельного листа без разруше-
ния всей тетради, поэтому его применя-
ют также для скрепления удостоверений
Рис. 4.98. Схема шитья термонитями:
1 — игла: 2 — опорная деталь; 3 — отрезок ни-
ni: I — тетрадь; 5—инструмент для загибки
и термосварки концов нигн
При шитье термонитчми концы син-
тетических нитей (из термопластических
Рис. 4.96. Челночное шитье внакидку:
/ — верхняя нить: 2— нижняя нить; 3 —- тсг-
рлль. сшитая челночным швом внакнчку
и других документов. Способ челночного
шитья книжных блоков уступил место
способу шитья термонитями
Шитье нитками по-голландски и шитье
термонитями. Шитье по-голландски и
шитье термонитями — это комбинирован-
пи 180 190 203210 220 230 Д 0 250 №0 270 280 290 300
Рис. 4.99. Зависимость прочности при-
варки термонитей о от температуры тер-
мосварочного инструмента / и времени
контакта. Условия: иллюстрационная
бумага массой 1 м2 150 г; Г — рабочие
никлы
Рис. 4.97. Шитье по-голлаитскн (нитками
без завязывания узлов)
ные виды соединения деталей с приме-
нением геометрической связи и термо-
сварки. Они сходны в том, что их осуще-
ствляют иа фальцевальной машине пе-
ред последним сгибом, прокалывая буду-
щий корешковый сгиб тетради изнутри и
выводя наружу свободные концы нитей.
При шитье по-гол.шиЛски (рис. 1.97)
волокон) сразу после прошивания соеди-
няют с корешком листа под действием
термосварочпых инструментов (рис. 4.98).
Температура нагрева термосварочных
инструментов (230—270° С) зависит от
скорости работы машины (рис. 4.99).
Прочное соединение листов тетради и
большая поверхность, на которую нано-
сится клей (рис. 4.102), придают блоку
стойкость, которую можно сравнить со
стойкостью блоков, скрепляемых нитка-
ми. Низкие производственные расходы
Рис. 4.100. Принципиальная
схема фальцевальной маши-
ны с аппаратом для сшива-
ния термонитями:
1—самонаклад: 2—первый фаль-
цевальный аппарат; 3—приемка;
4—третий фальцевальный аппа-
рат; 5—швейная головка с при-
варивающим устройством; 6—
второй фальцевальный аппарат
В зависимости от формата каждый лист
скрепляют четырьмя или шестью нитя-
ными скобами, для чего на фальцмаши-
нс установлены две-три (а на машине
двойного формата — четыре или шесть)
швейные головки с приваривающим
устройством (рис. 4.100).
Рис. 4.101. Обработка блоков нз тетра-
дей, скрепленных термонитями:
а — тетрадь, скрепленная термонитями; б —
скомплектованный блок; в — окантованный
книжный блок
Поскольку шитье термонитями совме-
щается с фальцовкой, то этот вид скреп-
ления листов так же, как и бесшвейное
клеевое скрепление, может применяться
на поточных линиях. За скреплением
тетрадей термонитям и следуют операции
комплектовки блока и клеевого скрепле-
ния тетрадей в блок, которое предпочи-
тают выполнять вместе с окантовкой
(рис. 4.101). Дальнейшая обработка бло-
ков из тетрадей, сшитых термонитями,
аналогична обработке блоков, сшитых
простыми нитками.
Рис. 4.102. Покрываемая клеем площадь
корешковой части блока:
а — блок из отдельных листов; б — блок из
тетрадей, сшитых термонитями; 1 — клей,
2— материал оклейки пли окантовки. 3— от-
дельные листы, скрепленные клеем. 4 — тет-
радь. сшитая термонитями
Рис. 4.103. Общие расходы на изготов-
ление 1000 книг:
/ — шитье нитками; 2—шитье термоннтямн;
3 — бесшвейное клеевое скрепление
при швейно-клеевом скреплении с ис-
пользованием термопнтей соответствуют
расходам при бесшвейно-клеевом скреп-
лении блоков (рис. 4.103).
Шитье нитками втачку
Шитье блоков нитками втачку анало-
гично шитью проволокой. Блок, состоя-
щий из подобранных подъемкой сфаль-
цованных или отдельных листов, прома-
зывают по корешку клеем, при необхо-
димости окантовывают и прошивают
Рис. 4.104. Шитье нитками втачку:
а — схема стежков; б— сшитый книжный блок;
1 — головка. 2 — хвост
втачку на специальной ниткошвейной ма-
шине, которая состоит из нескольких
сверлильных головок и швейного меха-
низма, швом, расположенным на рассто-
янии около 5 мм от корешкового сгиба
(рис. 4.104).
Технические данные шитья нитке ми
втачку
Длина стежка ....
Толщина шитья . . .
Производительность
28 мм
6,5 —50 мм
450—500 сшив/ч
Ниткошвейная машина, работающая
по принципу шитья втачку, прошивает
все тетради блока одновременно, поэто-
му она пригодна для использования на
поточных линиях.
Этот вид соединения применяется для
скрепления книг, предназначенных для
частого пользования. Его недостаток, об-
щий для всех видов поблочного скреп-
ления, — плохая раскрываемость книг.
4.4.1.2. Способы соединения
отдельных листов
Основной способ состоит в скрепле-
нии отдельны» листов механическими де-
талями, проходящими через пробитые в
них отверстия.
Механическое скрепление применяется
при изготовлении изданий, которые дол-
жны хорошо раскрываться (например,
иллюстрированные каталоги, кален цари
и т. п.). Такое скрепление позволяет вы-
нимать и заменять листы. Скрепляют
листы в основном вручную, с примене-
нием приспособлений, реже — с помощью
машин.
К способам соединения в блок от-
дельных листов относят скрепление спи-
ралями. В листах перфорируют отвер-
стия, в которые вводят пластмассовую
или проволочную cniipant. Листы нс вы-
нимаются.
Скрепление пластмассовой гребенкой.
Зубья гребнеобразной пластмассовой де-
тали пропускают в продолговатые отвер-
стия листов брошюры и свертывают в
трубочки. Листы можно вынимать при
условии, если гребенка снабжена вы-
движным стержнем.
Скрепление кольцами. Пластмассовые
кольца вставляют через прорези по краю
листов. Листы блока можно вынимать и
заменять. В специальных папках с разъ-
емными кольцами скрепляют сменные
листы с предварительно высеченными от-
верстиями.
Скрепление шнуром. Листы имеют от-
верстия. через которые протягивают
шнур. Способ применяется для скрепле-
ния альбомов. Листы вынимают, вытянхв
шнур.
Скрепление винтами и штифтами.
Листы зажимают между пластмассовы-
ми или металлическими пластинками.
Блок плохо раскрывается. Вынимать
листы можно только при винтовом
скреплении.
4.4.2. Соединение
вспомогитечьими материалом
4.4.2.1. Склеивание
Склеивание — это клеевое соединение
твердых предметов, состоящих из одного
материала или ратных материалов (см.
также 1.5) Нанесенный в жидком виде
клей образует пленку, которая после
склеивания прочно прилипает к склеи-
ваемым пре’ метам.
Факторы, влияющие на прочность
клеевого соединения
Внахлестку (рис. 4.105). Наиболее
часто применяемый вид склейки, отлича-
ющийся простотой выполнения, хорошей
прочностью скрепления. Особенно реко-
мендуется для склеивания тонких мате-
риалов.
Рис. 4.105. Склеивание внахлестку
Рис. 4.106. Склеивание внахлестку с двух
сторон
Рис. 4.107. Склеивание с односторонней
накладкой
В настоящее время известны еще не
все факторы, влияющие на процесс скле-
ивания, и их функциональная взаимо- 'ч.
связь. Можно назвать следующие основ-
ные факторы.
Вязкость клея т]. От вязкости клея
зависит способ нанесения и продолжи-
тельность сушки клеевого слоя. При
Рис. 4.108. Склеивание материалов с
подготовленными кромками
j
Рис. 4.109. Склеивание встык
Внахлестку с двух сторон
(рис. 4.106). Очень прочное соединение,
легко выполняется. Оптимально исполь-
зуются материалы с отношением толщи-
ны 1 : 2 : 1.
С односторонней накладкой (рис.
4.107). Применяется для получения глад-
кой поверхности без подготовки кромок
соединяемых материалов.
С подготовленными кромками (рис.
4.108). Прочное соединение. Применяет-
ся для склеивания материалов значи-
тельной толщины. Трудоемкий способ.
Встык (рис. 4.109). Соединение ма-
териалов значительной толщины, рассчи-
танное на небольшие нагрузки.
Поверхность склеенных материалов
гла дкая.
Рис. 4.110. Изменение градиента вязко-
сти в клеевом слое:
1— склеиваемые материалы; 2— клеевой слой;
12 — глубина проникновения клея
склеивании материалов, хорошо впиты-
вающих клей, в клеевом слое наблюда-
ется падение вязкости (рис. 4.110). Клей
с переменной скоростью проникает в по-
граничные слои материалов. Одновре-
менно с падением вязкости уменьшается
концентрация клеящего вещества. В про-
цессе проникания клея в поры материа-
ла градиенты вязкости и концентрации
клея увеличиваются. По достижении
определенного предельного значения гра-
диент вязкости снова выравнивается.
Содержание абсолютно сухого веще-
ства (табл. 4.32) является определяю-
щим для вязкости клея и для усадки
клеевой пленки.
Поверхностное натяжение. Оно имеет
значение для смачивания соединяемых
материалов клеем. Различают четыре
вида поверхностного натяжения (рис.
4.111):
егг — на границе сред материал —
воздух;
о2 — на границе сред клей — воздух;
012 — на границе сред клей — матери-
ал;
о — напряжение сцепления.
Материал смачивается клеем в том
случае, если краевой угол <р<90° (т. е.
напряжение сцепления о положитель-
Таблица 4.32.
Процесс склеивания
Опытные данные о содержании
абсолютно сухого вещества в основе клея
Основа идея
Абсолютно
сухое веще-
ство, %
Растворимое стекло
Глютиновые клеи
Казеиновый клей
Декстрин
Крахмальный клейстер
Растительный клей
27—32
20—50
20—30
35—50
10—15
15—25
30—40
3—4
40—50
Гуммиарабик
Простой эфир целлю-
лозы
Поливинилацетат
Рис. 4.111. Условия смачивания:
1 — склеиваемый материал; 2 — клей
нос). При склеивании водными клеями
гидрофильных материалов краевой угол
<р всегда меньше 90°, гидрофобных —
больше.
С1 — сг2 = с2 cos ? = я. (4.341
Структура поверхности
склеиваемых материалов
При пористой структуре склеиваемых
материалов клей проникает на глубину
h, причем площадь склеивания увеличи-
вается;
h = К } (4.35)
где Л — глубина проникновения клея;
t — время проникновения; т] — динами-
ческая вязкость; К — постоянная.
Склеивание затрудняется, если раст-
воритель клея слишком быстро впитыва-
ется в пористый материал.
Толщина клеевого слоя. Из техноло-
гических и экономических соображений
слой клея должен быть вообще как мож-
но тоньше, но высохший клей должен об-
разовывать сплошную клеевую пленку.
Различают три основные фазы склеи-
вания.
Первая фаза. Смачивание, нанесение
жидкого клея на склеиваемый материал.
Смачивание улучшается благодаря до-
бавке к клею определенных смачиваю-
щих веществ.
Вторая фаза. Схватывание клея.
Часть растворителя испаряется или впи-
тывается в материал. Образуется клее-
вая пленка (лиогель). Время схватыва-
ния при машинном склеивании должно
быть небольшим.
Третья фаза. Отверждение клея, суш-
ка клеевого соединения. Образуется ксе-
рогель. Уменьшить влияние усадки клее-
вой пленки может добавка наполнителя.
Упругость клеевой пленки повышается
благодаря добавлению пластификатора.
Нанесение клея. Способ нанесения
клея (табл. 4.33) определяется, кроме
других факторов, видом клея, свойст-
вами, размерами и формой склеиваемых
материалов.
Испытание мест склейки на проч-
ность. Прочность места склейки опреде
ляется совокупностью адгезионных сил,
действующих между склеиваемыми ма-
териалами и клеевой пленкой, и когези-
онных сил внутри клеевой пленки и внут-
ри склеиваемых материалов. Следует
различать три вида разрывов места
склейки (рис. 4.112).
Если при испытании клеевого соеди-
нения происходит когезионный разрыв
одного из двух склеенных материалов, то
соединение прочное.
Известно несколько способов испыта-
ния мест склейки (табл. 4.34) на проч-
ность (на разрыв, на срез, на расслаи-
вание). Испытание на расслаивание
(рис. 4.113) лучше всего воспроизводит
нагрузки, которым подвергаются места
склейки на практике.
4.4.2.2. П рипрессовка
Припрессовка - ло соединение двух
плоских материалов при помощи клея-
щего вещества или без него с исполь-
зованием термопластических свойств
(рис. 4.114). Этот способ применяется
для изготовления дублированных мате-
риалов. обладающих особыми свойства-
ми (бумаги с припрессованной алюмини-
евой фольгой, бумаги или алюминиевой
фольги с припрессованной синтетической
пленкой).
Рис. 4.112. Разрывы места склейки:
а — когезионный разрыв одного из склеенных материалов; б — когезионный разрыв клеевой
пленки; в — адгезионный отрыв клеевой пленки от материала;
I и 3 — склеенные материалы, 2 — клеевая пленка
Таблица 4.33.
Способы нанесения клея
Устройство для нанесения
Вязкость клея
Диск
Маловязкий до средневязкого, текучий
Валик
Маловязкий до высоковязкого, текучий
Сегментный валик
Высоковязкий до пастообразного, ко-
роткие нити
Погруженный аппарат
Средневязкий
П родолжс ние табл. 4.33
Устройство для нанесения
Вязкость к1ея
Лента
Средневязкий, текучий
Щелевой инструмент
Средневязкий
Таблица 4.34.
Способы определения прочности клеевых соединений
Способ Достоинства Недостатки
Разделение склеенных ма- Не требуется расслаи- Пригоден только для ис-
териалов с использованием сжатого воздуха (прибором для испытания бумаги на продавливание) вать образец пытания склейки воздухо- проницаемых материалов с визуальной оценкой прочно- сти
Испытание на сдвиг (при- Не требуется специ- Испытательные нагрузки
бором для испытания на растяжение) ального оборудования далеки от практических; сложная подготовка образца
Испытание на разрыв Не требуется специаль- Испытательные нагрузки
(прибором для испытания на растяжение со специаль- ными приспособлениями) ного оборудования далеки от практических; сложность соблюдения ус- ловий и проведения испыта- ний
Испытание на расслаива- Нагрузки близки к Расслаивание скрепленно-
ние (обычными приборами практическим; простота го образца производится
для испытания на прочность со специальными приспособ- лениями) проведения испытания вручную; измеряется макси- мальная нагрузка; результа- ты испытания могут иска- жаться под влиянием раз- личных факторов
Средства и способы припрессовки.
Основными средствами, применяемыми
для соединения материалов, являются
клеи (крахмальный клейстер, декстрин,
пластические дисперсии), смолы (воск.
битумы) и лаки (например, для соедине-
ния алюминиевой фольги и синтетиче-
ской пленки). Применение смол и лаков
одновременно повышает непроницае-
мость соединяемых материалов.
Рис. 4.113. Виды закрепления образца
при испытании на расслаивание:
а — L — образное; б — Т — образиое; в — С —
образное по дуге; г — U — образное
Рис. 4.114. Принцип припрессовки:
/ — соединяемые материалы; 2 — клей
4.4.2.3. Сварка и термосварка
Сварка и термосварка представляют
собой способы соединения термоплас-
тичных материалов под действием на-
грева и давления.
Рис. 4.115. Сварка (а) и термосварка
(б)
Таблица 4.35.
Основные способы сварки и термосварки
Материал Способы
ИС КС НК ВЧ
Алюминиевая фоль- га, лакированная или дублированная + +
Целлофан, лакиро- ванный или дублиро- ванный + +
Бумага, лакирован- ная или дублирован- ная + +
Полиэтилен +
Пластифицирован- ный поливинилхлорид, bs£0,15 Пластифицирован- ный поливинилхло- рид, £>0,15 + + +
Твердый поливинил- хлорид, 6^0,15 Твердый поливинил- хлорид, б >0,1 + +
Пленка Плиофильм +
Пленки Гостапан, Милар, fccO.l +
А цет и л це лл юлоза, fcsgO.I +
Ацетилцеллюлоза, &>0,1 +
Полиамид, fc^O, 1 +
Полиамид, £>>0,1 + +
Полистирол, £^0,1 +
ИС — импульсная сварка; КС — кон-
тактная сварка; НК — сварка нагрева-
тельным клином; ВЧ — высокочастотная
сварка; b — толщина, мм.
Сварка — это соединение однородных
термопластичных материалов одного или
разного вида.
Термосварка — соединение материа-
лов, имеющих термопластичное покры-
тие (рис. 4.115).
Не все термопласты пригодны для
сварки и термосварки. В полиграфии
применяются в основном поливинилхло-
рид, полиэтилен и полипропилен. Виды
сварки различают по способу нагрева-
ния зоны сварного шва (табл. 4.35).
Импульсная термосварка. К месту
сварки подаются кратковременные теп-
ловые импульсы от прижатых к нему на-
гревательных элементов (рис. 4.116). При
этом охлаждение может происходить
под давлением, что предупреждает ко-
роб юние места сварки. Недостаток нм-
Рис. 4.116. Принципиальная схема им-
пульсного сварочного устройства:
/ — пуансон; 2—нагревательная лента; 3 —
зашита от прилипания; 4 — материалы; 5 —
нижний пуансон
пульсного метода — большой перепад
температур в материале (рис. 4.117). Им-
пульс длится несколько секунд или доли
секунды в зависимости от толщины сва-
риваемых материалов. Генераторы дву-
сторонних импульсов применяют для
сваривать пленки значительной толщины.
Скорость сварки до 12 м/мин.
Высокочастотная сварка. Материал
нагревают в поле высокой частоты. Мес-
то соединения материалов расположено
между двумя электродами, ток к кото-
Рис. 4.117. Температурная характеристи-
ка импульсной сварки
Рис. 4.120. Температурная характеристи-
ка сварки нагревательным клином
сварки материалов толще 0,1 мм, но не
толще 0,5 мм. Основное применение им-
пульсной сварки — изготовление упако-
вок из полиэтиленовой пленки.
Контактная сварка. В отличие от им-
пульсной сварки при контактной сварке
Рис. 4.118. Температурная характеристи-
ка контактной сварки
применяют длительный нагрев элементов.
Температура внутри материалов изменя-
ется так же, как и при двусторонней
импульсной сварке (рис. 4.118). Свари-
ваемые детали охлаждают не под давле-
нием, из-за чего материал немного коро-
бится и шов получается волнистым.
Контактным способом можно сваривать
полиэтиленовую пленку не толще 0,1 мм.
Рис. 4.119. Принцип сварки нагреватель-
ным клином:
/ — нагревательный клин; 2—нажнмно-транс-
портируюшие ролики; 3—материалы
Сварка нагревательным клином. Клин
нагревает две сложенные вместе пленки.
Холодные нажимные ролики прессуют
место сварки (рис. 4.119). Максимальная
температура достигается в зоне сварки
материалов (рис. 4.120), что позволяет
рым подводится от генератора высокой
частоты.
Высокочастотная сварка пригодна
только для материалов, обладающих вы-
соким тангенсом угла диэлектрических
потерь. Выделяемое тепло зависит от
частоты, напряжения тока, емкости кон-
денсатора и от произведения днэлектри-
Рис. 4.122. Клеевое
скрепление с роспус-
ком листов
Рис. 4.121.
Клеевое
скрепление
без роспуска
листов
ческой постоянной на тангенс угла ди-
электрических потерь.
Током высокой частоты нельзя сва-
ривать следующие материалы: полиэти-
лен, полипропилен, полистирол, ацетат-
ные пленки. Поливинилхлоридные плен-
ки хорошо свариваются высокочастотной
сваркой.
Другие способы сварки. При сварке
пламенем материалы зажимают между
двумя металлическими планками, и вы-
ступающие концы оплавляют открытым
пламенем. При сварке горячим прутком
нагретый металлический нож отделяет
рукав из пластмассовой фольги и одно-
временно сваривает края разреза.
4.4.2.4. Клеевое (бесшвейное)
скрепление
Клеевое скрепление — это гахое со-
единение книжного блока, прн котором
отдельные его листы скрепляются между
собой клеем, нанесенным вдоль кореш-
кового края. Способ клеевого скрепления
характеризуют следующие элементарные
процессы:
I) удаление корешковых фальцев тет-
радей, скомплектованных в книжный
блок, срезанием или фрезерованием с
целью освобождения отдельных листов;
2) нанесение слоя клея на корешок
блока с обрезанными или сфрезерованны-
ми листами;
3) наклейка на корешок упрочняюще-
го материала или окантовка блока;
4) стабилизация клеевого скрепления
(например, сушкой).
Различают два вида клеевого скреп-
ления листов в блоке. Торцы зажатых
листов оклеивают или окантовывают по-
лоской упрочняющего материала (рис.
4.121). При скреплении листов с роспус-
ком (рис. 4.122) клей попадает на боко-
вые поверхности листов, и они склеива-
ются друг с другом.
При торцовой промазке клеем пло-
щадь склейки получается небольшой
(0.1—0,5 см2, в зависимости от толщи-
ны бумаги). Это не позволяет достичь
необходимой прочности связи отдельно-
го листа с блоком, к тому же неровно
разрыхленные при фрезеровании ко-
решка торцы листов хуже смачиваются
клеем.
Хотя применяемые клеи (дисперсион-
ные и термоклеи) в принципе обеспечи-
вают достаточную прочность склейки (не
менее 5 Н/см) каждого листа при рас-
тягивающей нагрузке, перпендикулярной
плоскости корешка (при испытании ме-
тодом вырывания отдельного листа), для
равнопрочного скрепления отдельных
листов и предупреждения дефектов блока
необходимо точно соблюдать определен-
ные технологические условия при обрез-
ке корешка и нанесении клея.
Преимущества бесшвейного клеевого
скрепления перед традиционным нитко-
швейным носят в основном экономиче-
ский характер: это — простота способа
и возможность включения машин бес-
швеиного скрепления в автоматические
поточные линии для изготовления книг.
Обработка корешка блока
Срезанием корешковых сгибов у
сфальцованных листов при помощи дис-
ковых ножей или фрез создают поверх-
ность, служащую для нанесения клея.
Чтобы обеспечить равнопрочное скрепле-
ние разъединенных страниц блока, по-
верхность среза необходимо очистить от
бумажной пыли, оторванных или надор-
ванных волокон. Оптимальные условия
смачивания поверхности среза клеем
предполагают соответствие характера
этой поверхности структуре бумаги: если
бумага рыхлая, поверхность среза долж-
на быть гладкой; если бумага плотная,
поверхность должна быть шероховатой.
Рис. 4.123. Фреза короткостружечная (с
малым передним углом)
Характер получаемой при фрезеро-
вании поверхности зависит главным об-
разом от применяемой фрезы: фрезы с
небольшим передним углом у (рис. 4. 123)
срезают короткую стружку, образуя ше-
роховатую поверхность, фрезы с боль-
Рис. 4.124. Фреза длинностружечная (с
большим передним углом)
шим передним углом у (рис. 4.124) сре-
зают длинную стружку, образуя глад-
кую поверхность, как и дисковый нож.
Шероховатую поверхность следовало
бы получать не фрезерованием с силь-
ным расщеплением бумаги на волокна,
а лучше — целенаправленным рыхлени-
ем (торшонированием) среза при помо-
щи специальных ножей. При условии, что
торшонирование и очистка срезанного
корешка щеткой происходят в одной и
той же секции, для оптимальной обра-
ботки блоков машина должна иметь не
менее двух секций. Такая обработка ко-
решка хотя и способствует повышению
прочности скрепления листов, но все же
не делает его равнопрочным, что объяс-
няется свойствами бумаги.
Усилия фрезерования действуют на
книжный блок в направлении подачи
(Ги), перпендикулярно подаче (Г,) и по
окружности фрезы (Fu) (рис. 4.125).
Значение усилий определяется геометри-
ей режущей кромки, сортом бумаги, тол-
щиной книжного блока, скоростями по-
дачи и вращения фрезы. Усилия фрезе-
рования Fr= Y FJ--}-F,1 2 nFu (рис. 4.126,
4.127) возрастают с увеличением толщи-
Рис. 4.125. Усилия при фрезеровании-
Fv— усилие, действующее в направлении по-
дачи; Fs — усилие, действующее перпендику-
лярно Fv’. Fu — окружное усилие
Рис. 4.126. Зависимость равнодействую-
щего усилия Fn и окружного усилия FlL
фрезерования от скорости подачи v;
(толщина блока d=40 мм):
1 — бумага для художественных изданий; 2 —
книжная печатная бумага; 3 — бумага для
глубокой печати
Рис. 4.127. Зависимость равнодействую-
щего усилия Fr и окружного усилия
при фрезеровании Fu от толщины книж-
ного блока d (скорость подачи и =
=40 м/мин):
1 — бумага для художественных изданий; 2 —
книжная печатная бумага; 3—бумага для
глубокой печати
ны блоков d и скорости подачи v. Уси-
лие зажима блока в транспортирующей
системе следует выбирать в соответствии
с максимальным усилием Fr.
Применяемые клеи и технология
нанесения
Высокой прочностью и эластичностью
клеевой пленки обладают следующие
клеи:
1. Дисперсионный
Основа —поливинилацетат (PVAC).
Доля твердой фазы — 10—60%.
Доля пластификатора — 7—15%.
2. Термоклей
Основа: сополимеры этилена и ви-
нилацетата; природные клеевые смолы
(канифоль).
Доля твердой фазы — 100%.
Рабочая температура — 150—170°С.
Данные (табл. 4.36) свидетельствуют
о том, что термоклин выгодно применять
на высокопроизводительных поточных
линиях для клеевого скрепления изда-
ний кратковременного пользования.
11-332
305
Таблица 4.36.
Желательные и действительные свойства дисперсионных и термопластичных клеев
для бесшвейиого скрепления
Свойство Желательное поведение клеевой пленки Повеление ПВА-лисиерси- онного клея Поведение термоклея
Адгезия к бумаге Когезия клеевой Адгезионная прочность, большая или равная проч- ности бумаги Прочность на Выполняется при соблюдении оптимальных условий обработки
Ьг = 3—6 МПа у у по- bz = 2—7 МПа у у по-
пленки разрыв fcz>3 МПа гребляемых клеев требляемых терм ок ле- ев
Упругость за- твердевшей кле- евой пленки Относительное удлинение при разрыве еь>200% вь = 250—350% еь = 150—350%
Стойкость к ста- рению Небольшая хруп- кость старения Стойкий к старению Подвержен хрупко- сти при старении
Холодостой- Сохранение уп- При температурах ниже
кость ругостп при темпе- ратурах ниже 0° С —5 С упругость ре зко снижается
Возможность Возможность Простой способ на- Необходимы резер-
применения в ма- применения в авто- несения; сушка требу- вуары для расплав-
шинах магических поточ- ных линиях ет продолжительного перерыва в поточном производстве после операции клеевого скрепления ленного клея и уст- ройства для нанесе- ния с обогревом и ре- гулировкой темпера- туры; малое время схватывания позво- ляет применять клей в автоматических по- точных линиях
Влияние на пе- Возможность пе- Переработка маку- Для переработки
реработку маку- реработки маку- латуры возможна без макулатуры требует-
латуры латуры специального удале- ния клея ся удалить клеевой слой
Прочность клеевого скрепления зави-
сит от рабочей вязкости клея Мало-
вязкий клей образует пленку недостаточ-
ной толщины, слишком вязкий не обес-
печивает хорошего смачивания материа-
ла. В том и в другом случае клеевое
скрепление имеет низкую прочность
(рис. 4.128). Оптимальная вязкость каж-
дого клея может быть различной в за-
висимости от сорта бумаги, способа об-
работки корешка и нанесения клея.
Зависимость прочности склейки лис-
тов в блоке от вязкости клея по рис.
4.129 была определена при следующих
условиях: печатная бумага массой 1 м2
70 г, содержащая древесную массу; ко-
решок блока обработан короткостружеч-
ной фрезой; клей PVAC DC 46/7. Совре-
менные методы клеевого скрепления бло-
ков из наиболее употребительных мате-
риалов рассчитаны на применение клеев
с рабочей вязкостью 8—10 Па-с. Толщи-
Рис. 4.128. Прочность клеевого скрепле-
ния:
F2 — сопротивление листа отрыву от книжного
блока; — рабочая вязкость клея
на наносимого клеевого слоя должна
обеспечивать хорошее склеивание обра-
ботанного корешка с оклеенным или
окантовочным материалами по всей по-
верхности (включая углубления микро-
неровностей). По опытным данным, кле-
евой слой после сушки должен иметь
толщину 0,4—0,5 мм. Чтобы затвердев-
шая пленка дисперсионного клея имела
такую толщину, его необходимо нано-
сить слоем 1,0 мм.
Устройства для нанесения клея
1. Клеевой аппарат с двумя валика-
ми (рис. 4.129). Применяется в маши-
нах бесшвейного клеевого скрепления,
работающих по принципу фрезерования
корешка. Клеенаносящие валики враща-
Рис. 4.129. Клеевой аппарат с двумя
клеенаносящими валиками
ются синхронно с движением подачи
блоков. Дозирование наносимого клея
осуществляется:
— валиками, регулируемыми по высо-
те над корешками блоков;
— регулируемым ракелем, снимаю-
щим излишек клея с валика;
Рис. 4.130. Клеевой аппарат с двумя
клеенаносящими валиками и валиком
«спиннер»
— регулируемым ракелем, снимаю-
щим излишек клея с корешка блока.
В аппарате для термоклея роль такого
ракеля выполняет валик «спиннер», кото-
рый, вращаясь навстречу движущемуся
блоку, снимает излишек клея и одновре-
менно выравнивает поверхность клеево-
го слоя на корешке (рис. 4.130).
Клеевой аппарат может состоять из
двух раздельных клеевых ванн с роли-
ками. Валик первого клеевого аппарата
наносит на корешок маловязкий клей,
который хорошо смачивает торцы лис-
тов. Затем валик второго аппарата на-
носит слой высоковязкого клея поверх
первого клеевого слоя.
На низкопроизводнтельных машинах
для бесшвейного клеевого скрепления
Рис. 4.131. Конический
клеенаносящий валик
(2400 цикл/ч) и теперь применяются
средства, улучшающие смачивание ко-
решка клеем:
— нажимной валик, устанавливается
между клеенаносящими валиками и слу-
жит для создания гидростатического дав-
ления;
Рис. 4.132. Клеевой ап-
парат с поперечным на-
несением клея
— винтовой валик, устанавливается
перед первым клеенаносящим валиком и
прижимается к корешку блока; обеспе-
чивает односторонний роспуск листов,
чем увеличивает поверхность, смачивае-
мую клеем;
— конический клеенаносящий валик,
плотно прижимается к корешку блока и
осуществляет односторонний роспуск
листов при нанесении клея (рис. 4.131).
Два конических валика, расположенных
один за другим, наносят клей с двусто-
ронним роспуском листов, а третий (ци-
линдрический) валик выравнивает кле-
евой слой.
2. Клеевой аппарат с поперечным на-
несением клея (рис. 4.132). Зажатый
книжный блок движется в направлении,
перпендикулярном оси вращающегося
клеенаносящего валика, прижимаясь к
нему. При движении блока происходит
роспуск листов с промазыванием кореш-
ковых полей на ширину 0,1—0,5 мм. По-
кровный или опорный слой клея образу-
ется при скольжении корешка по клесна-
носящему валику.
Влияние физико-механических свойств
бумаги на прочность клеевого скрепления
Целесообразная обработка корешка и
прочность книжных блоков при клеевом
скреплении зависят от свойств применя-
емой бумаги. При условии достаточной
когезии клеевого слоя прочность клеево-
го скрепления определяют следующие
факторы: сопротивление бумаги разрыву
Рис. 4.133. Сопротивление листа отрыву
от книжного блока (график зависимости
и измеренные значения)
и смачиваемость кромок листов клеем.
Поскольку свойства бумаги оказывают
на прочность клеевого скрепления комп-
лексное воздействие, нельзя определить
пригодность бумаги для этого способа
по какому-либо одному свойству.
В качестве примера простой зависи-
мости прочности клеевого скрепления (ее
определяют по методу отрыва листа) от
физико-механических свойств бумаги
можно привести следующее полученное
экспериментальным путем в Лейпциг-
ском Институте полиграфической техни-
ки уравнение:
lg Dw
^=а1ГГ + Ь’ <4-36)
где Fz — сопротивление бумажного листа
отрыву, Н/см; Dw — прочность бумаги
на разрыв, Н; L — степень проклейки бу-
маги.
В условиях эксперимента были полу-
чены значения а=0,31 и 6=0,35
(рис. 4.133). Ввиду рассеяния значений
прочности (ср. 4.4.2.4) значение сопро-
тивления бумажного листа отрыву, вы-
числяемое по уравнению (4.36), следует
рассматривать как среднее.
Преобладающее влияние свойств бу-
маги на прочность скрепленного клеем
блока подтверждается практикой. Со-
гласно опыту, бумага, не содержащая
древесной массы (прочная на разрыв) и
хорошо проницаемая для клея (со сла-
бой проклейкой, которую определяют из-
мерением), обеспечивает высокопрочное
скрепление листов в блоке.
Технология окантовки книжных блоков
С целью повышения прочности книж-
ные блоки, скрепленные клеем, подверга-
ют окантовке (рис. 4.134).
Окантовочный материал. Прочная на
разрыв бумага, марля, припрессованная
к бумаге, или бумага с синтетическими
Рис. 4.134. Окантовка
книжного блока, скреп-
ленного клеем
волокнами. Прочность блоков повышает-
ся в результате плотного охватывания
корешков с трех сторон окантовочной
лентой и вследствие гидростатического
давления на клеевой слой, создаваемого
прижимными устройствами.
Рис. 4.135. Окантовка продольной лентой
Для окантовки блока наносят клей в
специальных клеевых аппаратах или при-
меняют гуммированный окантовочный
материал. Обычный окантовочный мате-
риал во влажном состоянии плотно и
гладко охватывают корешок. Поскольку
поведение бумаги при растяжении во
влажном состоянии зависит от направле-
ния волокон, то лучше окантовывать ко-
решки блоков лентой, подаваемой в про-
дольном направлении (окантовка про-
дольной лентой, рис. 4.135). Лента в ма-
шине подается непрерывно, поэтому бло-
ки должны двигаться с малыми интерва-
ламп, что возможно при использовании
цепного транспортера.
Рис. 4.136. Окантовка поперечной лентой
Применяемая обычно в поточных ли-
ниях для бесшвейного клеевого скрепле-
ния транспортировка блоков в зажим-
ных каретках обусловливает подачу
окантовочного материала в поперечном
направлении (окантовка поперечной лен-
той, рис. 4.136). Вследствие растяжения
при увлажнении лента становится вол-
нистой, и с этим дефектом приходится
считаться.
4.4.3. Механическое соединение
Соединение замком. Канцелярская
папка с замком представляет собой пе-
реплетную крышку с твердыми сторон-
ками и со встроенными в корешок сталь-
ными пружинами, которыми зажимают
отдельные листы, брошюры, тетради
и т. п. Можно зажимать в папке мате-
риал не толще 20 мм.
Способ скрепления листов металли-
ческой зажимной планкой. Машинный
способ соединения, при котором подоб-
ранные тетради со срезанным корешком
или отдельные листы брошюрного блока
вместе с обложкой или обложечными
листами зажимаются штампованной фа-
сонной металлической пластинкой, обра-
зуя неразъемное соединение. Края ме-
таллической пластины, имеющей форму
скобы, вдавливаются в обложку (чаще
всего —• пластмассовую) и силой упруго-
сти удерживают зажатый брошюрный
блок. Жесткие переплетные крышки
снабжаются корешком из мягкого мате-
риала для улучшения раскрываемости
блока. Способ скрепления металлической
планкой применяется при изготовлении
каталогов, телефонных книг и других из-
даний большого объема.
Формат блока до 300x320 мм, мак-
симальная толщина — 30 мм.
Достоинства способа — простота, ма-
лые затраты труда.
Недостатки способа — плохая рас-
крываемость блока, высокая стоимость
изготовления металлической планки,что
предопределяет нерентабельность спосо-
ба для скрепления тонких блоков.
4.5. Создание покрытия и пропитывание материала
Благодаря покрытию поверхности и
пропитке материал-основа (например,
бумага) приобретает или улучшает уже
имеющиеся свойства.
При нанесении покрытия на поверх-
ности материала образуется более или
менее плотный слой (пленка).
Рис. 4.137. Нанесение покрытия и про-
питка:
а—материал с покрытием; б — пропитанный
материал; 1— материал-основа; 2 — материал
покрытия; 3 — пропиточное средство
Пропитывание — это обработка мате-
риала определенными веществами, при
которой эти вещества распределяются в
материале, не образуя на его поверхности
скрепленного с ним слоя (рис. 4.137).
Эти способы очень часто трудно раз-
личить, так как применяемые для покры-
тия и пропитки устройства в принципе
одинаковы и их можно рассматривать в
одном разделе.
Свойства покрытых или пропитанных
материалов
Нанося покрытия или пропитывая
материал, можно придавать ему следу-
ющие свойства: обрабатываемость (пе-
чатные свойства, смачиваемость, склеи-
ваемость, пригодность для скрепления
термосваркой); прочность (в сухом со-
стоянии, во влажном состоянии, на исти-
рание); непроницаемость (для влаги, во-
дяного пара, газов, жиров, ароматиче-
ских веществ); стойкость (по отношению
к химикалиям, к нагреву, к поражению
бактериями и насекомыми); внешний
вид (цвет, гладкость).
Примеры, Нанесение покрытий приме-
няется при изготовлении вощеной, хро-
мовой, мелованной для иллюстрацион-
ной печати, цветной и бархатной бума-
ги. Пропитывание применяется для из-
готовления влагопрочных, водоотталки-
вающих и невоспламеняющихся сортов
бумаги.
Способы образования покрытий
и пропитывания
Большинство способов создания по-
крытий и пропитки материалов имеет в
основе одинаковый принцип. Процесс
снабжения материала покровным или
пропитывающим веществом состоит из
следующих операций:
дозирование нанесение -► выравни-
вание сушка (закрепление).
Рис. 4.138. Нанесение одностороннего
покрытия валиками (с ракелем)
Покровные или пропитывающие ве-
щества наносят различными способами.
Нанесение валиками. При помощи
устройства с наносящими валиками
(рис. 4.138) на каждую сторону мате-
риала-основы можно наносить разные
покрытия. Для нанесения дисперсий
устройство этого типа малопригодно.
Валики, обтянутые войлоком, позволя-
ют наносить более толстые слои покры-
тия. При помощи сегментных валиков
получают прерывистое покрытие (см.
также табл. 4.33). Нанесенный на осно-
ву слон выравнивают сглаживающие ва-
лики, щетки и сжатый воздух. Выравни-
вание с помощью щеток обеспечивает
хорошее качество покрытия, но очистка
щеток очень трудоемка.
Нанесение погружением. Материал-
основу пропускают через ванну (рис.
4.139). Излишек наносимого вещества
удаляет ракель. Количество снимаемого
вещества зависит от его вязкости, глуби-
ны погружения материала-основы, рабо-
чей скорости машины, прижимного уси-
лия и угла наклона ракеля.
Нанесение пульверизацией. Покров-
ное или пропитывающее вещество на-
брызгивается на материал при помощи
Рис. 4.139. Нанесение слоя погружением
вращающихся или качающихся сопел.
Способ применяют чаше всего для от-
делки поверхности материалов (лакиро-
вания, окраски или др.).
Поливной способ. Наносимое средст-
во выливается из щели поливной голов-
Рис. 4.140. Поливной способ:
1 — поливная головка; 2— заготовка; 3 — под-
дон; 4 — транспортирующие валики
ки в виде «падающей завесы». Матери-
ал-основа проводится сквозь эту завесу
со сравнительно большой скоростью
(рис. 4.140). Этот способ в принципе
можно применять для нанесения лаков,
дисперсий и смол. Он особенно подходит
для нанесения покрытий на заготовки из
листового материала (табл. 4.37).
Нанесение экструзионным способом.
Наносимое вещество в исходном состоя-
нии представляет собой термопластиче-
ские гранулы, которые расплавляются в
экструдере. Через щелевую головку рас-
плавленное вещество наносится на мате-
риал-основу (рис. 4.141). Способом экст-
рузии, например, покрывают полиэтиле-
новой пленкой бумагу.
В табл. 4.38 даны оценки четырех ос-
новных способов нанесения покрытий с
точки зрения их применения, в частно-
сти для отделки заготовок.
Таблица 4.37.
Способы нанесения и назначение покрытия
Назначение покрытия Особое требование Наилучший способ нанесения
дисперсии раствора смолы
Плоские заго- товки с одной сто- роны Нет Гонкий слой Значительный слой Полив х> Полив Пульверизация Полив Полив х> х>
Плоские заго- товки с двух сто- рон Нет Тонкий слой Значительный слой Одновременное нанесение покры- тия на торцовые и обрезные края Полив Погруже- ние, полив Полив » Полив, погру- жение Валики и пуль- веризация Полив Погруже- ние, полив Погружение Полив
Объемные изде- лия с одной сторо- ны Нет » X»
Объемные изде- лия со всех сторон > » X»
Таблица 4.38.
Оценка четырех основных способов нанесения покрытий
Критерий опенки Способ нанесения
погружением валиками пульверизацией поливом
1. Одностороннее по- крытие плоских загото- вок Невозможно Возможно Возможно Возможно
2. Двустороннее по- крытие плоских загото- вок Возможно Возможно Возможно, часто требует двух прогонов через устройст- во Требует двух прогонов через устройство
3. Одностороннее по- крытие объемных пред- метов Невозможно Невозможно Возможно Возможно
4. Покрытие со всех сторон объемных предме- тов Возможно » То же, что для п. 2 То же, что для п. 2
5. Дозирование слоя Пе очень точное Хорошее Хорошее Хорошее
Продолжение табл. 4.38
Критерий оценки Способ ианесеиия
'погружением [валиками пульверизацией поливом
6. Запрессовывание на- носимого средства в ма- териал-основу Не происхо- дит Сильное Не происхо- дит Не происхо- дит
7. Одновременное на- несение покрытия на торцовые и обрезные края 8. Пригодность для на- несения Очень хоро- шее Не приме- няется Ограниченно применимо Хорошее
— дисперсий Возможно /Малопри- годно Малопри- годно Очень хорошо
— термоклеев Хорошо Хорошо при малой вяз- кости Невозможно Очень хорошо
9. Возможность полу- Путем от- Сегментны- Путем отжи- Путем отжи-
ЧСШ1Я свободных от клея участков при бесшвейном скреплении блоков жима или нагрева ми валика- ми ма или нагрева ма или нагрева
10. Сложность конст- рукции устройства Небольшая Небольшая Небольшая Очень боль- шая
Рис. 4.141. Нанесение слоя экструзион-
ным методом:
1 — нагреваемый цилиндр; 2 — экструдер, 3 —
охлаждаемый цилиндр; 4— водяное корыто;
5 — резиновый цилиндр; 6 — ракель
4.6. Транспортировка материалов
4.6.1. Проводка ленты
4.6.1.1. Непрерывное движение
ленты
Лентопроводящие устройства тран-
спортируют материал, имеющий вид лен-
ты, смотанной в рулон, к рабочим сек-
циям печатной машины, точно располага-
ют се относительно рабочих инструмен-
тов и выводят из машины в виде руло-
нов или проводят в фальцевальный ап-
парат, где происходят разрезка ленты на
листы и фальцовка.
Рулон. Длина ленты Z, намотанной на
втулку в виде спирали, равна
/= — (£>2 — 4/2), (4.37)
4s
или, если известно число витков спира-
ли N,
I = n.V(sN + d\),
где s — толщина ленты, мм; D — наруж-
ный диаметр рулона, мм; d— наружный
диаметр втулки, мм; dt—внутренний
диаметр втулки, мм.
Обычные размеры рулонов приведены
в табл. 4.39.
Таблица 4.39.
Размеры рулонов, мм
Печатный материал
d. d D
Характеристики плотности намотки
при помощи некоторых устройств пред-
ставлены на рис. 4.143.
Для наматывания и разматывания
ленты справедливы следующие матема-
тические зависимости.
Бумага
Картон
Пластмассовая
пленка
Алюминиевая
фольга
70 80—90 500—1200
150 170 800—1200
70 80—90 250—400
40 42 250—1200
Отношение наружного диаметра к
D
внутреннему q — — соответствует тре-
\d
бующемуся при осевом приводе диапазо-
Рис. 4.143. Характеристики плотности на-
мотки:
Рис. 4.142. Тангенциальное усилие р
(Н/см), действующее при наматывании
ленты (гх — радиус рулона)
1 — устройство с идеальной намоткой; 2—
устройство с нерегулируемой фрикционной
муфтой; 3 — устройство Alquist; N — число
витков; М — момент торможения. Н . м
При скорости движения ленты v =
=const (мс-1) длина ее I (м) равна
I = vt. (4.38)
Скорость вращения при наматывании
в рулон:
v
<‘-39>
(где г<гх</?),
и время наматывания
v [ 1 1 \
Г = . (4.40)
4ns I пг J
ну регулирования. Отношение диамет-
ров не должно быть больше 5—6, так
как в противном случае даже небольшое
увеличение длины наматываемой ленты
потребует приложения недопустимо
большого приводного усилия.
Основное требование к намотке ру-
лонов — равномерная плотность витков
ленты. Приложенное к ленте усилие р
(Н/'см) должно изменяться по закону,
представленному кривой 3 на рис. 4.112.
При наматывании с постоянным натя-
жением (линия /) внутренние витки лен-
ты в рулоне будут испытывать сильное
сжатие, а если на рулон действует по-
стоянный момент (линия 2), наружные
витки лгнты окажутся намотанными на-
столько свободно, что будут спадать с
рулона.
Радиус рулона определяют по форму-
лам:
при разматывании
при наматывании
Тормозной момент
при разматывании
при наматывании
(4.41)
(4.42)
(4.43)
(I.H)
Торможение рулона. Тормоз умень-
шает скорость подачи разматываемой
ленты тянущими валиками на значение
Значение коэффициента трения р:
бумага — сталь............. 0,2—0,4
бумага — резина............ 0,4—0,7
Рис. 4.144 Возникновение уси-
1ия натяжения ленты:
а — валнк с принудительным вра-
щением; б — валик, вращающийся
под действием силы трения ленты
удлинения ленты, вследствие чего из-за
упругости ленты создается натяжение,
необходимое для соблюдения приводки.
Тормозной момент может быть при-
ложен к поверхности рулона (перифе-
рийный тормоз):
— неподвижными фрикци-
онными лентами;
— движущимися ремнями,
скорость которых .меньше пери-
ферийной скорости рулона;
или к оси рулона (осевой
тормоз):
— фрикционными муфтами;
— тормозными двигателями,
которые создают натяжение
ленты также во время останов-
ки машины.
Целесообразными являются
те тормозные системы, в кото-
рых необходимое натяжение
ленты создается расположенны-
ми перед рабочими секциями
машины лентоведущими вала-
ми, скорость вращения которых
не равна скорости других ленто-
ведущих элементов.
Лентоведущие валы. Эти ва-
лы, вращаясь, сообщают ленте
за счет сил трения скорость,
равную их окружной скорости.
Создаваемое в ленте натяже-
ние меньше или равно силе тре-
ния.
При проводке ленты парой с
вращающимся валом (рис.
4. 144) натяжение F1=N(p,1 +
+ u2) может создаваться не-
посредственно, даже если натя-
жение £2=0-
Если лепта охватывает вал, то натя-
р.«
жение, создаваемое трением Fi^F^e .
ца
Натяжение увеличивается в е раз
(рис. 4.145).
На точность транспортировки ленты
ведущими валами влияют натяжение и
свойства материала. Фактическая длина
размотанной ленты не всегда соответ-
ствует геометрической длине развертки
окружности цилиндра.
Рис. 4.145. Зависимость коэффициента еи’ от уг-
ла а охвата валика лентой
Отрицательное отклонение проводки:
проскальзывание ленты из-за недостаточ-
ного усилия прижима, проскальзывание
из-за растяжения ленты (у упругих лент
неустранимо).
По южительное отклонение проводки:
опережение ленты вызывается разваль-
цовкой ленты и другими причинами.
В то время как тангенциальная со-
ставляющая силы трения необходима для
транспортировки ленты, осевая состав-
ляющая препятствует смещению матери-
ала в поперечном направлении.
Устойчивость к деформации. Погреш-
ности продольной и поперечной привод-
ки вызываются также деформацией лен-
ты. Устойчивость ленты к деформации
зависит прежде всего от вязкоупругого
поведения ленты при растягивающей на-
грузке, неоднородности, анизотропной
структуры и гигроскопичности материа-
ла.
Зависящее от времени полное удли-
нение ленты определяется по формуле
£/ = ге + zet + Ед> (4.45)
Независимое от времени упругое
удлинение ес возникает в ленте при ско-
рости 1000 мс_|. Оно определяет уси-
лие р, действующее на единицу ширины
ленты,
103Д/ 10-V 103р/> 103р
*е~ I ~ ЕА = ЕА = Es ’
(4.16)
где Bi — зависящее от времени полное
удлинение; ее — упругое удлинение;
6et — зависящее от времени упругое
удлинение; ер — пластическое удлине-
ние; F — усилие, действующее на лен-
ту, Н; Е — модуль упругости, Па; А —
сечение материала, см2; / — коэффици-
ент упругости.
Модуль упругости Е=2—10
коэффициент удлинения е=1—5
висимости от сорта бумаги.
£г = Ре, %о.
103 о/оо см
Б~ Es ’ Н '
По продольному удлинению упругой
ленты найдем поперечное сжатие:
Е? = E<?v- (4.49)
Коэффициент Пуассона для бумаги
VCyM = 0,3.
Зависящее от времени упругое удли-
нение 6et можно не принимать во вни-
мание при больших скоростях движения
ленты и не учитывать при технических
расчетах.
Пластическое или остаточное удлине-
ние 1 р лепты вызывается прежде всего
большой растягивающей нагрузкой,
ГПа,
в за-
(4.47)
(4-48)
влажностью волокон материала и дли-
тельным воздействием этих факторов.
При сильном сжатии между цилиндрами
может наблюдаться явление развальцов-
ки ленты. Остаточное удлинение можно
обнаружить при действии нагрузки до-
лее 0,4 с.
Пластическое удлинение еР уменьша-
ет упругое удлинение ег при той же дли-
не транспортируемой и, следовательно,
при той же длине растягиваемой ленты.
Вместе с этим натяжение ленты снижа-
ется между рабочими секциями машины,
например между печатными аппаратами.
Если лента не зажата между цилинд-
рами печатных аппаратов в местах вые-
мок, то может возникнуть проскальзыва-
ние. которое устраняют, увеличивая
угол охвата цилиндра лентой пли (у ма-
шин двойной ширины) относительным
смещением выемок цилиндров.
Длина растягиваемой ленты соответ-
ствует длине развертки цилиндра нз по-
следующей пары при условии, что упру-
гое удлинение ее не выходит из преде-
лов 0<ее<еп (еп — удлинение при раз-
рыве).
Чтобы предупредить обрывы ленты в
машине в связи с испытываемыми дина-
мическими нагрузками и ввиду неодно-
родности ленты по толщине, установлен-
ное натяжение ленты должно быть зна-
чительно меньше разрывного усилия.
Средние значения уси шй и удлинений
даны в табл. 4.40. В табл. 4 41 праве ie
ны значения обычно устанавливаемых в
машинах натяжении.
Поведение ленты во времени. При
транспортировке нескользящей упругой
ленты парами цилиндров, несколько от-
личающимися по диаметру, происходит
изменение скорости движения ленты, ко-
торое вызывает изменение удлинения и
натяжения (рис. 4.146). После скачка
удлинения ленты на значение Де] про-
исходит процесс перехода к стационар-
ному режиму движения, который описы-
вают функции (рис. 4.147):
п
/?2 —7-9
ДЕ2=—Aei(l—е Ла ) (4.э0)
или
Де2 = ^Де1(1-е-7;).
где <р — угол поворота, рад; t — время
перехода к стационарному режиму дви-
жения, с; Тг—время, за которое лента
проходит путь от пары цилиндров 1 к
парс II.
Если число пар цилиндров больше или
Таблица 4.40.
Разрывные усилия и удлинения
при разрыве печатной бумаги
Сорт бумаги
Удлине-
ние при
разрыве,
Разрыв-
ное уси-
лие,
Н/см
происходит проводка ленты материала
через тянущие валики листорезального
устройства. Эта пара в большинстве
устройств состоит из упругого и твердого
валиков (рис. 4.148).
Таблица 4.41.
Натяжение ленты
Машинной глад-
кости, ступень ка-
чества С
Машинной глад-
кости, ступень ка-
чества В
Глазированная,
ступень качества С
Глазированная,
ступень качества
В
Машинной глад-
кости, без древес-
ной массы
Л4елованная,
ступень качества В
Мелованная, без
древесной массы
53
80
70
40
70
90
105
16
47
26
20
25
38
40
9
17
11
9
13
16
17
1,3
2,3
2,0
2,2
1,9
2,3
2,7
2,0
2,6
2,5
4,8
3,9
3,1
5,6
Материал Масса 1 м1, г Натяжение леиты, Н/см.
Бумага <65 1,5—3,5
65—100 3,5—5,0
> >100 5,0—8,0
Картон 300—500 8,0—10,0
>500 10,0—12,0
Пластмассовая 0.5—1,5
пленка
Целлофановая 0,8—1,8
пленка 1,0—2,5
Кэшированная
алюминиевая
фольга
Если на тянущие валики действует
удельное усилие прижима (линейное
давление) fyn, то под влиянием свойств
материала валиков и транспортируемого
материала происходят отклонения про-
Рис. 4.146. Транспортирование
ленты без проскальзывания
равно трем, то переходный режим опи-
сывается следующей функцией:
— т-у — y-f
де3 = —2-Де1(1 — е А*)(1— е • ).
(4.51)
На четырехкрасочной рулонной пе-
чатной машине были получены следую-
щие результаты.
При скачке удлинения Aei спустя
40 об/цнл (с обрывом ленты!) ошибки
в приводке ленты были компенсированы:
между аппаратами 1-й и 2-й краски —
спустя 80 об/цил, и между аппаратами
3-й и 4-й краски — спустя 120 об/цил.
Отклонение проводки лент запечатан-
ного материала. Из рис. 4.40 видно, как
водки ленты, которые выражаются в ко-
лебании длины отрезаемых листов и
этим влияют на качество конечной про-
дукции.
Абсолютное отклонение проводки
определяют как разность длины леиты,
Рис. 4.147. Переход к стационарному ре-
жиму движения
подаваемой за один оборот эталонного
цилиндра (фактического значения), и
длины развертки эталонного цилиндра
(заданного значения):
/абс = факт, знач — зад. знач =
— ^лент $цил. (4.52)
Отношение абсолютного отклонения
проводки к длине развертки эталонного
Рис. 4.148. Тянущие валики:
/ — удельное усилие прижима валиков f у*
Н/см; 2— твердый валик; 3 ~~ материал, дви-
жущийся со скоростью VB (м/с) с углом ох-
вата ₽=0°; 4— среднее значение удельного
натяжения ленты fН/см; 5 — упругий ва-
лик; 6 — среднее значение удельного натяже-
ния ленты П/ем
цилиндра даст значение относительного
отклонения проводки;
факт, знач ,
f отн = “ “• 100 =
зад. знач
= -^ент-^-100 (453)
®11ИЛ
Зависимость относительного отклоне-
ния проводки от на1яжения ленты раз-
личных материалов при различных ско-
ростях представлена на рис. 4.149.
Видно, что характер отклонения про-
водки определяется прежде всего значе-
нием натяжения /Н1.
При исследовании зависимости отно-
сительного отклонения проводки от
удельного усилия прижима fya при раз-
личных значениях натяжения ленты из
различных материалов обнаружилось,
что для использовавшейся пары тяну-
щих ва 1ИКОВ при натяжении /bi>6H/cm
и линейном давлении /уд<90 Н/см от-
носительные отклонения при проводке
картонной ленты больше, чем при про-
водке бумажной. Причиной этого могут
быть как различные коэффициенты тре-
ния покрытий валиков и материала лен-
ты, так и различная волнистость в по-
Рис. 4.149. Зависимость относительного от-
клонения проводки /отв от натяжения
ленты /'bi различных материалов, дви-
жущихся с различными скоростями:
удельное усилие прижима /уд = 63 Н/см;
натяжение ленты /вг=0; угол охвата
р=0°; материалы валиков: сталь — ре-
вина, оба цилиндра вращаются принуди-
тельно
перечном сечении из-за неравномерной
толщины материала.
Была также исследована зависимость
относительного отклонения проводки
ацетатноцеллюлозной ленты парой твер-
дых валиков от удельного усилия при-
жима /уД. Было установлено, что отно-
сительное отклонение проводки ленты
.минимально при малых натяжениях
(/ni<4 Н/см) и при усилиях прижима в
пределах 50 Н/см</уд<90 Н/см.
4.6.1.2. Прерывистое движение
ленты
Периодическая подача ленты необхо-
дима, если рабочие операции выполня-
ются во время выстоя ленты (например,
высечка или тиснение плоскими inicipy-
ментами).
4.6.2. Транспортировка листов и
плоских заготовок
4.6.2.1. Отделение листа от стопы
Процесс отделения листа от стопы
включает следующие операции: предва-
Таблица 4.42.
Матрица решений проблемы отделения от стопы листов и плоских заготовок
Подзадачи Членение подзадач
1 2
1. Захва- тывание 1.1. Способ захватывания 1.1.1. Силовое воздейст- 1.1.2. Геометрическое 1.1.3. Воздействие ма- вие воздействие териалом 1.1.1.1. Вакуум 1.1.2.1. Сдвигание 1.1.3.1. Адгезия 1.1.1.2. Трение 1.1.2.2. Расслоение 1.1.1.3. Роспуск 1.1.1.4. Магнитное 1.1.1.5. Электростатиче- ское 1.2. Направление захватывания 1.2.1. В плоскости заго- 1.2.2. Под углом к товки плоскости заго- товки 1.2.1.1. Параллельное 1.2.2.1. Параллельное движение движение 1.2.1.2. Вращательное 1.2.2.2. Вращательное движение движение (об- катывание) 1.3. Месте захватывания 1.3.1. Кромка листа 1.3.2. Середина листа 1.3.1.1. Передняя 1.3.2.1.— 1.3.1.2. Задняя 1.3.1.3. Кромка (кромки) 1.4. Вид движения при захватывании 1.4.1. Непрерывное 1.4.2. Прерывистое
2. Отде- ление 2.1. Способ отделения 2.1.1. Геометрическое воз- 2.1.2. Силовое воздеп- 2.1.3. Замыкание ма- действие ствие териалом 2.1.1.1. Ограничение 2.1.2.1. Сила тяжести 2.1.З.1. Адгезия 2.1.1.2. Отрыв 2.1.2.2. Сила трения 2.1.2.3. Деформиро- вание 2.1.2.4. Вакуум
Окончание табл. 4.42
3. Пода- 3.1. Способ подачи стопыособая матрица
ча стопы ------------------------------------
3.2. Направление подачи стопы
3.2.1. В плоскости зато- 3.2.2. Под углом к
товки плоскости заго-
товки
3.2.1.1. В плоскости зато- 3.2.2.1. Вверх
товки 3.2.2.2. Вниз
3.2.2.3. Наклонно
Рис. 4.150. Принципиальные схемы отделения листов:
Операция п б к г
Захватыва-
ние
Отделение
Присосом
Щеткой
Фрикционной
планкой
II (сткой
Толкате-
лем
Проходом
через щель
Присосом
Деформи-
рован нем
ритсльное разрыхление стопы, захваты-
вание, отделение, транспортировка листа
и подача стопы.
Классификация операций отделения
листов и плоских заготовок дана в
табл. 4.42.
Примеры принципиальных схем отде-
ления листов приведены на рис. 4.150—
4.153, схемы отделения картонных заго-
товок даны на рис. 4.154.
Рис. 4.152. Захватывание вращающими-
ся присосами:
Рис. 4.151. Захватывание клея-
щим веществом:
а — этикеток; б —
„порам; / — стопа
брошюрный блок;
обложка; 5 — стопа
об южек к бро-
этпкеток; 2 —
3 — клей; 4 —
обложек
а — „а неподвижной опоре: б—присос катит-
ся по плоскости (атом ат для изготовления
стаканчиков); в — присос катится по цилпн!
рической поверхности (самонаклад сфальи
ванных листов)
Отделение путем силового воздействия
Плоскостапельный самонаклад. Отде-
ление листа за переднюю кромку
(рис. 4.155) из-за невысокой скорости
применяют только на печатных маши-
нах производительностью до 3000 лист/ч
формата 700X1000 мм. Ограничение
Рис. 4.153. Вспомогательные средства от-
деления:
а — отделение иглами 1 и фиксация роликом
2; б — отделение тетрадей
скорости объясняется тем, что присос
может опуститься на лист только пос-
ле ухода предыдущего листа (последова-
тельная подача листа).
Отделение листа за заднюю кромку
(рис. 4.156). В зависимости от формата
и плотности материала производитель-
ность печатных машин достигает
10 000 лист/ч. так как отделяющие при-
сосы могут захватывать лист сразу же
после прохождения задней кромки пре-
дыдущего листа (ступенчатая или кас-
кадная подача листов).
Присосы, играющие роль захватыва-
ющих и транспортирующих механизмов,
осуществляют силовое воздействие при
помощи вакуума. Они имеют вид подпру-
жиненных сопел, из-за чего отрыв листа
от стопы происходит мгновенно.
Транспортирующие присосы. Закон
движения присосов должен выбираться
таким, чтобы ускорения были минималь-
ными в начале транспортировки. Для
коррекции положения листа и компенса-
ции помех при подаче предусмотрена ре-
гулировка шага отдельных присосов.
Подача стопы. Из-за небольшого ра-
диуса действия присосов во время ди-
намического подсоса верхний уровень
стопы должен быть постоянным с до-
пуском ±3 мм.
Верхний уровень стопы часто контро-
лируется комбинированными механизма-
Рис. 4.154. Варианты отделения картон-
ных заготовок
ми, например щупом-раздувателем. Дви-
жение стопы при подъеме осуществля-
ется храповым механизмом и самотор-
Рис. 4.155. Самонаклад с
отделением листов за пе-
реднюю кромку:
/ — стапельный стол; 2 —
щуп; 3 — присос; 4 — перед-
ний раздуватель: 5 — тесе-
мочный транспортер; 6 — лис-
товедущие ролики; 7 — на-
кладной стол; 8 — грузовые
ролики; 9— передние упоры»’
10—печатный цилиндр
мозящейся червячной передачей. У ма-
лоформатных печатных машин стапель-
ный стол периодически поднимается на
портирующими ремнями (рис. 4.157).
Вакуумный барабан, непрерывно вра-
щаясь, перемещает отделенный лист со
Рис. 4.156. Самонаклад с отделением листа за заднюю кромку (каскадная подача):
в — общая схема; б—г — процесс отделения листа; 1— стопа, 2—передние раздуватели, 3 —
щетки, 4 — щуп-сопло, 5 — лнстоотделительный присос, 6 — транспортирующий присос. 7 — лис-
товедущие ролики, 8 — ленточный транспортер, 9— щуп неподачи листов, 10 — передние упоры
ходовых винтах, в крупноформатных ча-
ще применяется подъем стола на цепях
или тросах.
Самонаклад с загрузкой стапельного
стола на ходу не требует простоя маши-
ны для перезарядки.
скоростью 4 м/с (6000 лист/ч). Дальше
лист продвигают приемные ролики, ко-
торые опускаются на него в пределах
его передней трети.
В круглостапельном самонакладе воз-
можна циклическая подача листов с ис-
Рис. 4.157. Круглостапельный самонаклад:
1 — стапельный стол; 2а и — транспортирующие ремни; 3 — листоподающий барабан; 4 —
задние раздуватели; 5 — прижимной ролик; 6 — вакуумный барабан; 7 — щуп передней кромки;
8 — передние раздуватели
Круглостапельный самонаклад. Круг-
лостапельные самонаклады обеспечивают
возможность постепенной загрузки пу-
тем наклада листов стопами по 60 мм,
которые подаются к вакуумному бара-
бану периодически движущимися транс-
пользованием вакуумной плиты, управ-
ляемой пневматической системы или ка-
чающегося отделительного стержня.
Прочие варианты отделения листа
с применением силового воздействия
1. Движущиеся со скоростью
450 м/мин бесконечные резиновые ремни
под действием трения захватывают кар-
тонпхю заготовку, отделяя ее при прохо-
де через щель в нижней части магази-
на, и периодически подают в фальце-
вально-склсивающую машину для изго-
товления коробок (рис. 4.154, и).
2. Присос отделяет от стопы неболь-
шую картонную заготовку (деталь ко-
робки со съемной крышкой), деформи-
руя ее при удерживании за края
(рис. 4.15 I, п).
3. Вращающиеся или качающиеся
присосы вытягивают легкую заготовку из
небольшой наклонной стопы (рис. 4.152,
а — конвертная машина; рис. 4.152, б —
автомат для изготовления бумажных ста-
канчиков) .
Отделение геометрическим воздействием
Принцип геометрического воздейст-
вия пригоден для отделения от стопы за-
готовок из жестких и толстых материа-
лов. В первую очередь применяется
устройство с толкателем (рис. 4.154, л),
с отделителем в виде винта (рис. 4.154,
м), клином (рис. 4.154, н) и с накалы-
вающими иглами.
Отделение воздействием
вспомогательного материала
Отделение заготовок при помощи клея
распространено на этикетировочных ма-
шинах, где съем этикеток из магазина
происходит снизу (рис. 4.151, а), и в
крытвенных машинах — смазанный кле-
ем корешок брошюрного блока отделяет
от стопы верхнюю обложку (рис. 4.151,
б).
4.6.2.2. Транспортировка
Транспортировка тесьмами
У части печатных машин для пере-
мещения к передним упорам отделенных
от стопы листов материала служит те-
семочный транспортер. Вращающиеся в
обоймах грузовые ролики прижимают
лист к тесьмам. Планки, расположенные
на 4—5 мм выше, предупреждают де-
формацию движущихся листов. Движу-
щиеся тесьмы приталкивают лист к пе-
редним упорам, причем лист скользит по
тесьмам. Коэффициент трения бумаги g
по обрезиненным тесьмам колеблется в
пределах 0,5—0.7 в зависимости от сор-
та резины и бумаги, а коэффициент тре-
ния бумаги g по текстильным тесьмам —
0.4 0.5.
В брошюровочно-псрсилсгных процес-
сах тесемочные транспортеры применя-
ются на ножевых фальцевальных маши-
нах. В процессах переработки бумаги и
картона они используются в машинах
для изготовления складных коробок.
Здесь бесконечные движущиеся тесьмы
служат для отделения (см. 4.6.2.1), тран-
спортировки картонных заготовок и фор-
мирования из этих заготовок коробок
(см. 1 1.3.1).
Транспортировка роликами
Роликовые транспортеры применяют-
ся и iex машинах где нс требуется цик-
личная подача. Основная область их
применения — подача листов в кассет-
ных фальцевальных машинах (см.
рис. 4.64). Листы к роликам транспорте-
ра прижимаются под действием собст-
венной массы и массы грузовых шари-
ков. свободно лежащих в обойме, и ув-
лекаются силой трения о ролики (g =
= 0.3—0,45). Установленные под углом
к направлению движения ролики вырав-
нивают лист по боковой кромке, притал-
кивая его к направляющей линейке.
Транспортировка захватами
Поскольку плоский листовой матери-
ал имеет небольшие толщину, массу и
сравнительно малую изгибную жест-
кость, для его транспортировки через
обрабатывающую машину и для переда-
чи в механизмах форграйфера, печатно-
го цилиндра, передающих устройств, при-
ем ио-выводных транспортеров широко
применяются захваты.
Надежность проводки листа в замк-
нутых захватах зависит от следующих
факторов:
— характера движения во время от-
крывания и закрывания захватов;
— жесткости захватов, обеспечиваю-
щей заданный закон движения;
— трения между рабочими поверхно-
стями захватов и поверхностью бумаж-
ного листа (силовое соединение захватов
с бумагой);
— усилия зажима листа в захватах.
Эти факторы определяют точность
проводки независимо от функций, кото-
рые выполняет листозажимное устцойст-
во в машине.
Транспортировка присосами
Присосы применяются в печатных
(для транспортировки листа) и брошю-
ровочно-переплетных машинах (напри-
мер, для подачи картонных сторонок при
изготовлении переплетных крышек). Та-
кие транспортирующие присосы, соеди-
ненные с вакуумной системой (см.
4.6.2.1), в печатных машинах устанав-
ливаются на штангах.
4.6.2 3 Выравнивание
Выравниванием называется правиль-
ное расположение листа (заготовки) ме-
ханизмами переднего и бокового равне-
ния на циклично работающих машинах.
Подача листа к передним упорам
происходит при перебеге тесемочного
транспортера (см. 4 6.2.2). Боковое рав-
нение осуществляется сдвигом листа к
боковому упору в направлении, перпен-
дикулярном движению подачи листов в
машину.
На малоформатных печатных маши-
нах для выравнивания листов служит
механизм толкающего типа, в котором
лист сталкивается по боковой кромке
(упругую деформацию листа вызывает
проскальзывание тесем). В машинах, ра-
бочая ширина которых более 600 мм,
применяют механизм равнения тянуще-
го типа, который зажимает лист у пе-
редней кромки (равнение в направлении
движения) и также с перебегом и про-
скальзыванием листа относительно тесем
транспортера приталкивает или прптягп
вает его к боковому упору.
В большинстве механизмов бокового
равнения лист прижимается периодиче-
ски опускающимся роликом к подвиж-
ной опорной планке. При регулировке
прижимного ролика нужно проследить,
чтобы кромка листа не сминалась при
подходе к боковому упору.
4.Б.2.4. Вывод листов
Для вывода листов применяются те-
семочные и цепные транспортеры.
Варианты вывода листов при помо-
щи тесемочного транспортера и присо-
сов описаны в разделе 4.6.2.2.
4.6.3. Подача тетрадей и блоков
Отделение тетрадей от стопы осуще-
ствляется по рис. 4.154, г; 4.156, б;
4.156. в: 4.157, б; 4.154, н; 4.154, л;
4.154, м и 4.154, к; отделение блоков —
по рис. 4.154, г; 4.159, е; 4.154, з;
4.154, и; 4.154, л; 4.154, м и 4.154, н.
Для транспортировки тетрадей при-
меняются захваты и толкатели (на плос-
ких столах или цепных транспортерах),
для транспортировки блоков — то.Ткате-
ли (на плоских столах пли цепных транс-
портерах, например, седло крытвепиой
машины) —тесьмы (плоские или скр’
чепныс) пластинчатые цепи зажимные
тиски или планки и валики.
Выравнивание тетрадей и блоков осу-
ществляется приталкнванисм к упорам и
(или) по боковым направляющим.
4.7. Структурные схемы процессов
В этом разделе рассматриваются
структурные схемы процессов обработки
полиграфической продукции в соответст-
вии со схемой 4.1 и табл. 4.1.
4.7 1. Структурные схемы
брошюровочно-переплетных
процессов
В табл. 4.43 дана классификация ти-
пов брошюр и книг в переплетах в за-
висимости от их технических характе-
ристик и оформления.
4.7.1.1. Окантованная брошюра
Изготовление окантованных брошюр
выбрано как пример изготовления мно-
готетрадных брошюр типа Р2, РЗ и Р4
(схема 4.5, табл. 4.43). Комплектовку
брошюрного блока из тетрадей выпол-
няет машина, при этом контролер прове-
ряет правильность подборки. Скомплек-
тованные брошюрные блоки можно сши
вать проволокой. Блоки, сшиваемые нит-
ками, после скрепления разделяют Для
бесшвейного клеевого скрепления необ-
ходимо раскрыть корешковые сгибы от-
дельных тетрадей блока.
Окантовочную полоску материала на-
клеивают на корешок блока. Обложку
приклеивают на окантовочную полоску
пли вместе с блоком покрывают кантом.
4.7.1.2. Книга в твердом
переплете
Структура процесса изготовления по-
лиграфической продукции типа Р5, Р6
и Р7 дана в табл. 4 43.
Таблица 4.43.
Классификация брошюр и книг в переплете
Тип издания А Б в г д Е ж 3
1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 1 2 1 2 I 2 3 12 3 4 5 1 2 3
Нет Печатание Тиснение Наклейка иллюстраций Другие виды Нет Нанесение покрытия Припрессовка Другие виды н ь о ф ш х Л О Ф Ш X Л о ф и X Вкладка Подборка тетрадей Подборка листков Шнтье проволокой Шитье нитками Клеевое Механическое Другие виды Без обрезки С обрезкой Другие виды
Р1 ООООО 0 О 0 0 X — 0 о 0 0 X 0 0 — X 0
Р2 0 О О 0 0 0 0 0 0 X — 0 0 0 0 X — 0 0 ООО
РЗ 0 0 0 0 0 0 0 о о X — 0 0 0 0 — 00 ООООО ООО
Р4 ООООО 0 0 0 0 X — 0 0 0 0 — 0 0 0 — о — 0 0
Р5 ООООО 0 0 0 0 0 X 0 0 0 0 ООО — ОО — 0 X 0
Р6 ООООО 0 0 0 о 0 X 0 0 0 0 ООО — 0 0 0 0 — X 0
Р7 ООООО X о о 0 0 О 0 ООО — 0 0 0 0 — X 0
Р8
Не стандартизованы
П римечание.
А — наличие художественного оформле-
ния или декоративных элементов на
обложке или переплетной крышке
Б — отделка внешней стороны обложки
или переплетной крышки
В — наличие форзацев
Г — наличие вкладок или вклеек
Д — наличие приклеек
Е — комплектовка книжного блока
Ж — вид скрепления тетрадей или стра-
ниц
И к л м Конечная полиграфическая продукция
1 2 12 3 4 1 2 3 4 5 1 2
Есть Нет Фальцованный Прямой Кругленый Кругленый с отогну- тыми фальцами Склеивание Шитье Механическое Со съемным блоком
X — х — О — ОО о о Однотетрадные брошюры в мягкой об- ложке (сшитые внакидку)
О О X X о о Многотетрадные брошюры, обложка приклеена только к корешку (обыкно- венная брошюра с небигованной облож- кой, брошюра в обложке с двумя бига- ми)
о о — х 0 — о о о Многотетрадные брошюры, обложка приклеена к крайним страницам (брошю- ра в обложке с четырьмя бигами)
О О — X оо — о о Многотетрадные брошюры, обложка составная с окантовкой корешка (окан- тованная брошюра)
О О О О О О 0 — о — о 0 0 Книги в составных переплетных крыш- ках
О о 0 0 0 0 о — 0 — о О 0 Книги в цельпокрытых переплетных крышках
О О 0 0 0 0 О — ООО 0—0 Книги в пластмассовых переплетных крышках
Брошюры из отдельных листков (скрепленные спиралями, пластмассовы- ми гребенками)
3 — вид обрезки блока х — обязательно применяется
И — закраска обрезов о — допускается
К — форма корешка блока — исключается
Л — соединение блока с обложкой или
переплетной крышкой
М — наличие других элементов оформ-
ления
Схема 4 5. Изготовление окантованной брошюры /многотетраднои)
Обработка отпечатанных листов. Об-
работка оттисков в процессе изготовле-
ния книги представлена на схеме 4.6.
Листы, выровненные по кромке, под-
резают в стопе по нужному формату и
подвергают фальцовке на фальцевальной
машине. На рулонной печатной машине
разрезают и фальцуют отпечатанные
ленты. Затем первую и последнюю тет-
ради блока снабжают форзацами, в нуж-
ные места тетрадей будущего блока
вклеивают карты, иллюстрации и др.
Эти операции входят в подготовку тет-
радей к комплектовке в блок.
Обработка книжных блоков (схема
4.7). Книжный блок сшивается обычны-
ми или термопластическими нитками, пли
же скрепляется бесшвейным клеевым
способом. После трехсторонней обрезки
производится формирование корешка и
(в большинстве случаев) закрашивание
верхнего обреза блока.
Наклеивание каптальиой ленты и ко-
решкового материала упрочняет кореш-
ковую часть блока.
Изготовление переплетных крышек.
Провесе изготовления переплетных кры-
шек ведется независимо от процесса об-
работки книжных блоков (схема 4.8).
Раскроенные по заданным размерам
картонные сторонки и отстав укладыва-
ют па покрытую слоем клея тканевую
заготовку из цельного куска 3 (цельно-
крытая переплетная крышка) или из
двух кусков 4 (составная переплетная
крышка). Для сборки составной пере-
плетной крышки требуется последующая
оклейка заранее отпечатанной покровной
бумагой. Пластмассовую переплетную
крышку изготовляют способом высоко-
частотной термосваркп с деталями из
гибкого или твердого переплетного кар-
тона 5.
Переплетные крышки отделывают тис-
нением или печатанием.
Перед соединением книжного блока с
крышкой ее корешок подвергают круг-
леиию при помощи нагретой закруглен-
ной колодки.
Заключительные операции изготовле-
ния книг (схема 4.9). При вставке книж-
ного блока в переплетную крышку клее-
вой слой наносится на форзацы, и крыш-
ка прижимается к блоку Схватывание
клея происходит во время прессования
книг в обжимном прессе. В последнюю
очередь выполняется штриховка. Нагре-
тым инструментом вдоль корешкового
фальца переплетной крышки выдавлива-
ется штрих (углубленная линия), кото-
рый играет роль шарнира при открыва-
нии книги.
4.7.2. Структурные схемы
процессов обработки бумаги
и картона
4.7.2.1. Коробка со съемной
крышкой
Процесс изготовления коробки со
съемной крышкой представлен на схеме
4.10.
Для промышленного изготовления ко-
робок со съемными крышками чаще все-
го применяют поточные линии. На пода-
ваемых картонных заготовках нижних
частей (низках) коробок производят вы-
сечку и надрезку линий сгибов. Низок
формируют загибанием боковых стенок.
Упрочнение низка достигается вклеива-
нием царги, которую после высечки и
надрезки 1 промазывают клеем, встав-
ляют в низок и обжимают. Заготовке
крышки, полученной высечкой из карто-
на нагретыми инструментами, придают
выпуклую форму 2.
Крышку насаживают иа низок, при-
чем царга служит деталью, фиксирую-
щей крышку. Крышку и низок по пери-
метру соединяют с окантовочной лентой,
которая сматывается с бобины, прома-
зывается клеем и отрезается па нужную
длину. Открывание крышки возможно
после прорезания ленты с трех сторон
коробки.
4.7.2.2. Бумажные стаканчики
Стаканчики изготовляются рабочими
секциями машины-автомата. Высеченные
из бумаги или картона заготовки изгиба-
ются при вдвигании в пустотелую кони-
ческую форму. Края заготовки сжима-
ют вдоль образующей конуса. После за-
катывания кромки происходит подача
выштампованного дна к стаканчику.
Верхний край боковой поверхности за-
катывается с образованием валика. Ес-
ли в стаканчик будет вставляться крыш-
ка, то в верхней части его выгибается
желобок.
Стаканчики из картона, претна(качен-
ные для жидкостей, пропитывают пара-
фином (схема 4.11).
Схвлю 4 6 Изготовление книги.
Обработка отпечатанных листов
Поде веемые
материалы и
полуфабрикаты
Листовая Отпечатанный
печать лист
Рабочие операции
Транспорту I Контрольные
ровна операции
Сталкивание
Стел» 4. 7 Изготовление книги. Обра-
ботка книжного блока
Подаваемые
материалы и
полуфабрикаты
Рабочие операции
Транспорт*.
ровка
Контрольные
операции
Схема 4.8. Изготовление книги. Изготовление переплетной крышки
( Л 9 KKUIU. Зв-
«оршакгигзо операции
Схема 4 10 Изготовление коробки
со сьемнои крышкой
г-риал и
»уй)абрнкг:ы
Рабе те с легации
Транспорти-
ровка
Контрольные
операции
Слома 4 tl. Из^О’з^пен’/ссгаклнузка
Картон
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию............................................. 5
Предисловие к немецкому изданию............................................ 6
1. Технологические материалы и их испытания................................. 7
1.1. Металлы, применяемые при изготовлении печатных форм ...... 8
1.1.1. Чистые металлы.................................................. 8
1.1.1.1. Номенклатура, назначение, характеристика (табл. 1.1) . . 8
1.1.1.2. Обработка поверхности................................... 8
1.1.2. Сплавы (свойства, термины)..................................... 10
1.1.3. Сплавы на основе свинца........................................ 12
1.1.3.1. Свойства............................................... 12
1.1.3.2. Анализ сплава.......................................... 12
1.2. Высокомолекулярные вещества.......................................... 13
1.2.1. Понятия (термины).............................................. 13
1.2.2. Классификация высокомолекулярных веществ....................... 14
1.2.3. Важнейшие характеристики и свойства............................ 14
1.2.3.1. Общие свойства......................................... 14
1.2.3.2. Термические свойства................................... 14
1.2.3.3. Электрические свойства................................. 15
1.2.3.4. Свойства полимеров как материалов для запечатывания . 15
1.2.4. Натуральные высокомолекулярные вещества........................ 15
1.2.5. Полусинтетические и синтетические высокомолекулярные вещества
(табл. 1.2 и 1.3).................................................... 17
1.3. Бумага и картон — материалы для печати............................... 17
1.3.1. Классификация бумаги........................................... 17
1.3.2. Сырье для изготовления бумаги................................ 19
1.3.2.1. Сырье для получения волокнистых материалов, волокни-
стые материалы................................................. 19
1.3.2.2. Наполнители............................................ 21
1.3.2.3. Проклеивающие средства . 21
1.3.2.4. Красители, оптические отбеливатели .................... 23
1.3.3. Изготовление бумаги (рис. 1.10)................................ 25
1.3.3.1. Формирование листа на сетке ......................... 25
1.3.3.2. Отделка поверхности ..................... 26
1.3.3.3. Обработка и отделка . ............................ 28
1.3.4. Свойства бумаги и их оценка (см. также разделы 1.4.4.3 и 1.4.4.5) 28
1.3.4.1. Основные свойства бумаги............................... 29
1.З.4.2. Прочностные (механические) свойства и их оценка .... 31
1.3.4.3. Печатно-технические свойства и их оценка . ......... 34
1.4. Печатные краски...................................................... 37
1.4.1. Введение....................................................... 37
1.4.2. Состав красок................................................. 37
1.4.3. Испытания (контроль) печатных красок.............. ... . 42
1.4.4. Краски для высокой печати....... 43
1.4.4.1. Свойства ............................................ 43
1.4.4.2. Испытания красок высокой печати.................. . . 45
1.4.4.3. Испытания красок высокой печати при их взаимодействии
с запечатываемым материалом (см. также 1.3.4.3) 46
1.4.4 1. Испытания флексографских красок........................ 17
1.4.4.5. Испытания флексографских красок при их взаимодействии
с запечатываемым материалом.................................... 47
1.4.5. Краски для плоской печати.................................... 48
1.4.5.1. Свойства.............................................. 48
1.4.5.2. Испытания............................................. 49
1.4.6. Краски для глубокой печати................................... 49
1.4.6.1. Свойства.............................................. 49
1.4.6.2. Испытания............................................. 49
1.4.7. Краски для шелкотрафаретной печати........................... 50
1.4.7.1. Свойства.............................................. 50
1.4.7.2. Испытания............................................. 51
1.5. Клеи............................................................... 51
1.5.1. Основы склеивания............................................ 51
1.5.2. Классификация клеящих веществ................................ 51
1.5.3. Методы испытания............................................. 51
1.5.3.1. Испытания клеящих веществ............................. 51
1.5.3.2. Испытание клеящей силы................................ 56
1.5.3.3. Технологические испытания клеев....................... 57
1.6. Переплетные материалы.............................................. 57
1.6.1. Переплетные ткани............................................ 57
1.6.1.1. Виды переплетных тканей............................... 57
1.6.2. Материалы с поверхностным покрытием.......................... 60
2. Изготовление печатных форм............................................ 63
2.1. Введение........................................................... 54
2.1.1. Виды печатных форм........................................... 64
2.1.2. Общая схема изготовления печатных форм....................... 72
2.2. Наборное производство.............................................. 74
2.2.1. Принципы..................................................... 74
2.2.2. Металлический ручной набор................................... 74
2.2.3. Металлический машинный набор................................. 76
2.2.3.1. Набор на наборных буквоотливных машинах............... 76
2.2.3.2. Набор на наборных строкоотливных машинах.............. 76
2.2.4. Набор на наборно-пишущих машинках............................ 78
2.2.5. Фотонабор.................................................... 79
2.2.5.1. Общие сведения........................................ 79
2.2.5.2. Фотонаборные машины................................... 79
2.2.6. Автоматизация набора......................................... 87
2.2.6.1. Общие сведения........................................ 87
2.2.6.2. Перфораторы в наборной технике........................ 87
2.2.6.3. Использование устройств электронной переработки данных
в наборной технике ............................................ 88
2.3. Фотографические процессы при изготовлении печатных форм............ 94
2.3.1. Физико-химические основы фотографических процессов........... 94
2.3.1.1. Основные закономерности фотохимических реакций ... 94
2.3.1.2. Специальные фотохимические реакции ... 95
2.3.2. Оригиналы, предназначенные для копирования при изготовлении
печатных форм для однокрасочной печати..................... 100
2.З.2.1. Общие положения...................................... 100
2.3.2.2. Растровые изображения 100
2.3.3. Оригиналы, предназначенные для копирования при изготовлении
печатных форм для многокрасочной печати....................... Юб
2.З.З.1. Общие положения....................................... Юб
2.3.3.2. Основы измерения цвета............................... 107
2.3.3.3. Смешение цветов...................................... 109
2.3.3.4. Цветоделение.......................................... НО
2.3.3.5. Причины цветовых искажений и их корректура............. Ш
2.3.4. Перенос информации на формный материал....................... П2
2.3.5. Перенос информации на формный материал в глубокой печати
с переменной глубиной печатающих элементов.......................... ИЗ
2.3.6. Неэлектронные системы для репродукционной фотографии (Элект-
ронные системы см. 2.9)............................................ 117
2.3.6.1. Репродукционные установки............................ 117
2.3.6.2. Установки для копирования............................ 119
2.3.6.3. Источники света...................................... 126
2.3.6.4. Проявочные машины.................................... 121
2.3.7 Методы изготовления оригиналов, предназначенных i 1я копиро-
вания .......................................................... 122
2.4. Механические методы изготовления печатных форм 123
2.4.1. Изготовление печатных форм резанием ....................... 123
2.4.2. Стереотипия................................................ 123
2.4.2.1. Стереотипы из типографского сплава................... 123
2.42.2. Пластмассовые стереотипы............................. 125
2.4.2.3. Резиновые стереотипы (печатные формы для высокой и
флексографской печати)....................................... 126
2.4.3. Обработка формного материала, печатных форм и подставок под
печатные формы.................................................... 126
2.4.3.1. Нанесение светочувствительного слоя на формный мате-
риал ........................................................ 126
2.4.3.2. Обработка печатных форм с торцов и оборотной стороны,
а также подставок под формы высокой печати........... 127
2.4.3.3. Монтаж форм высокой печати на подставках............. 128
2.5. Изготовление печатных форм и приправки термическими методами . . 129
2.6. Процессы изготовления печатных форм, основанные на растворении
материала ..................................................... ..... 130
2.6.1. Обзор методов............................................... 130
2.6.2. Процессы растворения при обработке копировальных слоев (про-
явление, вымывание)............................................... 130
2.6.3. Процессы растворения при обработке формного материала (трав-
ление) ............................................................. 132
2.7. Изменение свойств поверхности (изготовление печатных форм, не име-
ющих рельефа) ...................................................... 137
2.7.1. Печатные формы с гидрофобно-гидрофильными свойствами
(формы п тоской печати)......................................... 137
2.7.2. Формы для печатания электростатическими методами (см. также
2.3.1.2) .... 139
2.8. Электролитические процессы при изготовлении печатных форм . 110
2.8.1. Общие положения............................................. 140
2.8.2. Гальваническое изготовление формного материала.............. 142
2.8.3. Электролитическое изготовление форм высокой печати (гальвано-
пластика) ........................................................ 143
2.8.4. Упрочнение поверхности печатной формы 143
2.8.5. Электролитическое травление................................. 143
2.9. Электронные установки для изготовления печатных форм (об электрон-
ных устройствах для набора см. 2.2.6)................................. 144
2.9.1. Введение.................................................... 144
2.9.2. Электронно-механическое гравирование растровых и штриховых
изображений....................................................... 146
2.9.3. Электронные методы изготовления фотоформ, предназначенных
для копирования на формный материал....................... 148
2.9.4. Электронная корректура изображения.......................... 149
2.9.5. Электронная цветокорректура (см. также 2.3.3)............... 151
2.9.6. Фототелеграфные методы передачи полностраничных изображе-
ний .............................................................. 152
3. Печатные процессы..................................................... 153
3.1. Понятия и общие положения......................................... 154
3.2. Печатные машины..........................................- • • • 154
3.2.1. Тигельные печатные машины................................... 154
3.2.2. Плоскопечатные машины........................... ......... 155
3.2.3. Ротационные печатные машины................................. 156
3.2.3.1. Листовые ротационные печатные машины . ......... 156
3.2.3.2. Рулонные ротационные печатные машины................. 158
3.3. Передача краски на печатный материал.............................. 166
3.3.1. Передача краски путем разделения красочного слоя . 166
3.3.1.1. Прямая передача краски............................... 166
3.3.1.2. Косвенный переход краски............................. 168
3.3.2. Передача печатной краски путем перехода ее из углубленных
печатающих элементов.............................................. 169
3.3.2.1. Ракельная глубокая печать с форм, имеющих различную
глубину ячеек ............................................... 169
3.3.2.2. Глубокая печать со стальных гравированных форм . . . 171
3.3.3. Передача краски путем продавливания сквозь отверстия .... 171
3.3.4. Электрографическая передача краски..................... 172
3.3.5. Оптическая плотность................................... 172
З.З.5.1. Оптическая плотность слоев черной краски............. 172
3.3.5.2. Оптическая плотность слоев цветных красок............ 176
3.4. Транспортировка запечатанного материала.......................... 176
3.5. Печатные аппараты................................................ 177
3.5.1. Назначение и построение печатных аппаратов.................. 177
3.5.2. Процессы в зоне печатания................................... 178
З.5.2.1. Распределение удельного давления печатания в печатной
зоне.......................................................... 178
3.5.2.2. Удельные давления и нагрузки при печатании . 179
3.5.2.3. Обкатывание цилиндром печатной формы................. 188
3.5.3. Установление деформации сжатия . .............. .... 189
З.5.З.1. Высокая н офсетная печать ... 189
3.5.3.2. Глубокая печать............................. . . 190
3.5.3.3. Флексографская печать . . 190
3.5.4. Измерение давления печатания . ....................... 190
3.5.4.1. Определение усилий путем измерения деформации . . 190
3.5.4.2. Пьезоэлектрическое измерение сил..................... 190
3.5.4.3. Гидравлическое измерение предварительного натяга . . . 191
3.5.4.4. Измерение деформации цилиндра........................ 192
3.5.4.5. Определение опорных реакций.......................... 192
3.6. Красочные аппараты............................................... 192
3.6.1. Назначение красочных аппаратов.............................. 192
3.6.2. Красочные аппараты с подачей краски валиками для высоко-
вязких печатных красок............................................ 193
3.6.2.1. Строение красочных аппаратов 193
3.6.2.2. Подача краски ... 193
3.6.2.3. Раскат краски........................................ 197
3.6.2.4. Накат краски......................................... 200
3.6.2.5. Расчет толщины красочных слоев....................... 201
3.6.3. Красочные аппараты для маловязких печатных красок .... 204
3.6.3.1. Красочные аппараты с валиками ...................... 205
3.6.3.2. Красочные аппараты с подачей краски валиками и при-
менением ракеля............................ ... 205
3.6.4. Особые системы подачи краски................................ 206
3.6.4.1. Краскоподающие системы для высоковязких печатных
красок........................................................ 206
3.6.4.2. Краскоподающие системы для маловязких печатных кра-
сок ......................................... 207
3.6.4.3. Системы подачи порошкообразной краски . 207
3.6.5. Измерение толщины красочного слоя.......................... 208
3.6.6. Расчет расхода краски . ........... ...... 209
3.7. Увлажняющие аппараты . . ...... 210
3.7.1. Назначение увлажняющих аппаратов 210
3.7.2. Конструкция увлажняющих аппаратов ... . 210
3.7.3. Увлажнение печатной формы . 213
3.7.4. Состав увлажняющего раствора . 215
3.7.4.1. Поверхностные явления............................... 215
3.7.4.2. Добавки к увлажняющему раствору..................... 216
3.7.4.3. Концентрация водородных ионов............. . 216
3.7.5. Измерение толщины слоя увлажняющего раствора . . 216
3.8. Закрепление краски.............................................. 217
3.8.1. Основы закрепления краски ........................ . 217
3.8.2. Процесс закрепления......................................... 219
3.8.2.1. Химические способы закрепления—окисление......... 219
3.8.2.2. Физическое закрепление ..................... 220
3.8.2.3. Комбинированный способ закрепления краски 222
3.8.3. Сушильные устройства.......................................... 222
3.8.4. Последствия недостаточной сушки и противоотмарочные сред-
ства . . . . ................ 221
3.8.4.1. Снижение качества.............. . • 224
3.8.4.2. Противоотмарочные средства .... . . 224
3.8.5. Методы испытаний.............................................. 226
З.8.5.1. Измерение степени закрепления красок офсетной и высо-
кой печати..................................................... 226
3.8.5.2. Измерение степени закрепления красок глубокой и флек-
сографской печати.............................................. 227
3.8.5.3. Определение остатков растворителя ....... 227
3.9. Обеспечение и оценка качества ...................................... 228
3.9.1. Общие сведения................................................ 228
3.9.2. Критерии качества............................................. 228
3.9.2.1. Оптическая плотность.................................. 228
3.9.2.2. Количественная характеристика цвета................... 230
3.9.2.3. Четкость контуров ... ...... . . 230
3.9.2.4. Приводка............................................. 230
3.9.2.5. Другие критерии качества .... 232
3.9.3. Снижение качества . . 232
3.9.3.1. Снижение качества, обусловливаемое способами печати 232
3.9.3.2. Снижение качества, обусловливаемое печатной машиной 232
3.9.3.3. Снижение качества, обусловливаемое материалами . 232
3.9.4. Обеспечение качества.......................................... 232
3.9.4.1. Визуальные методы обеспечения качества . ......... 232
3.9.4.2. Обеспечение качества с помощью измерительной техники 236
3.9.5. Контрольные шкалы и тест-формы 237
З.9.5.1. Контрольные шкалы . 237
3.9.5.2. Тест-формы ... . . . 238
3.10. Последовательность операций в печатном процессе . 238
3.10.1. Общие сведения........................................... • 2'8
3.10.2. Количество печатаемых красок 2119
3.10.2.1. Однокрасочная печать . ......... 239
3.10.2.2. Многокрасочная печать ... 239
3.10.2.3. Печатание с двух сторон печатного материала . . 239
3.10.3. Структура печатного процесса прн различных способах печати 239
3.10.4. Форма обработки печатного материала ... 243
3.10.4.1. Листовая печать . ..... 243
3.10.4.2. Ру..онная печать 243
4. Процессы обработки печатной продукции . 245
4.1. Введение . . ........... . . . - • 246
4.2. Разделение 249
4.2.1. Разделение резанием . . . 251
4.2.1.1. Принцип ножевой резки ... 251
4.2.1.2. Принцип резки «на ножницах» . 265
4.2.2. Обработка резанием............................................ 270
4.2 .2.1. Обработка резанием при помощи инструмента с геомет-
рически неопределенной режущей кромкой (шлифование) 271
4.2 2.2. Обработка резанием при помощи ине. румен га с геомет-
рически определенными режущими кромками......................... 271
4.2.3. Разделение бумаги при помощи элем ройного и лазерного лучей 272
4.3. Изменение формы .... ............ . 272
4.3.1. Изменение формы давлением ... 272
4.3.1.1. Прессование (штампование) 272
4.3.1.2. Тиснение.............................................. 273
4.З.1.З. Штамповка (вытяжка)................................... 276
4.3.2. Изменение формы растяжением под давлением . 278
4.3.2.1. Глубокая вытяжка.................................... 278
4.3.2.2. Обтяжная вытяжка (обтяжка) 278
4.3.3. Гибка......................................................... 279
4.3.3.1. Складывание........................................... 280
4.3.3.2. Фальцовка............................................. 280
4.3.3.3. Плиссирование......................................... 284
4.3.3.4. Загибание края........................................ 285
4.3.3.5. Круговая гибка . . ................................... 285
4.3.3.6. Гофрирование......................................... 286
4.3.3.7. Биговка............................................... 286
4.3.3.8. Высадка......... ........................ . . 287
4.3.3.9. Желобчатая гибка...................................... 287
4.3.3.10. Отгибка края......................................... 288
4.3.3.11. Закатывание . ................................. .... 288
4.4. Соединение......................................................... 288
4.4.1. Соединение с геометрическим замыканием....................... 288
4.4.1.1. Швейное скрепление.................................... 288
4.4.1.2. Способы соединения отдельных листов................... 297
4.4.2. Соединение вспомогательным материалом........................ 297
4.4.2.1. Склеивание............................................ 297
4.4.2.2. Припрессовка.......................................... 299
4.4.2.3. Сварка и термосварка.................................. 302
4.4.2.4. Клеевое (бесшвейное) скрепление....................... 303
4.4.3. Механическое соединение...................................... 309
4.5. Создание покрытия и пропитывание материала . 309
4.6. Транспортировка материалов......................................... 312
4.6.1. Проводка ленты............................................... 312
4.6.1.1. Непрерывное движение ленты............................ 312
4.6.1.2. Прерывистое движение ленты............................ 317
4.6.2. Транспортировка листов и плоских заготовок................... 317
4.6.2.1. Отделение листа от стопы.............................. 317
4.6.2.2. Транспортировка....................................... 322
4.6.2.3. Выравнивание.......................................... 325
4.6.2.4. Вывод листов.......................................... 325
4.6.3. Подача тетрадей и блоков..................................... 325
4.7. Структурные схемы процессов........................................ 325
4.7.1. Структурные схемы брошюровочно-переплетных процессов . . . 325
4.7.1.1. Окантованная брошюра.................................. 325
4.7.1.2. Книга в твердом переплете............................. 325
4.7.2. Структурные схемы процессов обработки бумаги и картона . . 327
4.7.2.1. Коробка со съемной крышкой............................ 327
4.7.2.2. Бумажные стаканчики .................................. 327
з:
Эрих Германиес
СПРАВОЧНАЯ КНИГА
ТЕХ Н ОЛОГА - ПОЛ И ГРАФ ИС ТА
И Б № 947
Редактор Е. Н. Незнамова. Художественный редактор Н. Д. Карандашов. Технический редак-
тор А. 3. Коган. Корректор Л. В. Емельянова.
Сдано в набор 28.04.82. Подписано к печати 20.09.82. Формат бОХЭО’Лв. Бум. тип. № 1.
Гарнитура литературная. Высокая печать. Усл. п. л. 21,0+0,125 Усл. кр.-отт. 21,13 Уч.-изд. л.
28,04+0.08 Тираж 10 000 экз. Заказ № 332. Изд. № 3449. Цена 1 р. 80 к.
Издательство «Книга», 103009, Москва, ул. Неждановой, 8/10.
Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам
издательств, полиграфии и книжной торговли. 101898, Москва, Хохловский пер., 7.