PolyGrafia

Въведение

В офсетовия печат изображението се предава от печат­ната форма на междинен носител (офсетовото платно) и от него – на печатния материал. За точното предаване на изображението е необходимо да се осигури оптимално наля­гане при печат. То се състои от три компонента: налягане между формения и офсетовия цилиндър, налягане между опорните рингове на цилиндрите и налягане между офсетовия и натисковия цилиндър. Постигането на оптимално налягане е свързано с правилното настройване на разстоянията между цилиндрите, както и с правилния избор на офсетово облекло.

Важно значение за постигането и поддържането на оп­тимално налягане при печат имат деформационните свой­ства на офсетовото облекло, които зависят от състава на облеклото и определят характера на деформациите, възникващи в зоната на контакта. Съставът на облеклото може да е различен: офсетово платно + калибриран картон (твърдо облекло), офсетово платно + гума (полутвърдо об­лекло), офсетово платно + филц (меко облекло).

Целта на настоящото изследване е да се определи влияние­то на деформационните свойства на офсетовото облекло върху някои параметри на печатното изображение.
За постигането на тази цел са поставени за решаване следните задачи:

1. Изследване на двуцветни отпечатъци (черно и магента), получени при използването на меко и твърдо облекло; из­мерване на 40% и 80% растерови полета и Dv (плътно поле 100%) за всеки цвят;
2. Статистическа оценка на получените от измерванията резултати;
3. Сравняване нарастването на растеровия тон при 40% и 80% за меко и твърдо облекло;
4. Изследване нарастването на растеровия тон в зависи­мост от получената оптична плътност за меко и твърдо облекло;
5. Въз основа на получените резултати – определяне на въз­можностите за градационно възпроизвеждане на оригина­ла при използването на меко и твърдо облекло.

I. Теоретични основи на деформационните явления в печатния процес
Деформация. Видове деформации. Закон на Хук

Деформациите се делят на обратими и необратими (оста­тъчни). При обратимите, след отстраняване на външните сили, първоначалната форма на тялото се възстановява напълно. Материали, които показват такива отнасяния, са пъргави или еластични, а тяхната деформация – пъргава или еластична. При остатъчната деформация новопридобита­та форма се запазва и след прекратяване действието на външните сили. В този случай материалите са пластични, а деформацията – пластична. При някои тела се наблюдават и двата вида деформация – при отстраняване на външното въздействие първоначалната форма се възстановява не на­пълно – процесът има частично обратим характер.

Ефектът, предизвикан от външните сили, зависи както от големината им, така и от тяхната посока, а също и от напречното сечение на подложената на деформация проба. Ето защо в механиката външното въздействие се свързва не със самите сили, а с напрежението σ, т.е. силата F, от­несена към напречното сечение A:

          F
σ =    ——     (1)
          A

където:
σ – напрежение
F – приложена сила
A – напречно сечение на пробата

Важна особеност на всички еластични (пъргави) тела е, че деформацията им се описва със закона на Хук. Съгласно този закон, относителната деформация ε, т.е. отношени­ето на придобитата деформация към изходния размер на пробата, е правопропорционална на напрежението σ:

                       σ
σ = E.ε, или ε = —— (2)
                       Е

където:
σ – напрежение
E – модул на еластичност
ε – относителна деформация

Модулът на еластичност E представлява напрежението, при което относителната деформация е равна на единица (E = σ при ε =1). Колкото той е по-голям, толкова е по-малка деформацията при дадено напрежение.

Законът на Хук е приложим само до достигане на оп­ределена (гранична) стойност на напрежението (граница на еластичността), след което се появява остатъчна (необратима) деформация, която не се подчинява на този закон (2).

На практика печатната форма не се деформира и за получаване на необходимия контакт би било необходимо зна­чително налягане. Това не е желателно и по тази причина се използват еластично-пластични облекла, които се обтягат върху офсетовия цилиндър. Облеклото компенсира неравно­стите на хартията, на печатната форма и на печатарска­та машина. Неравностите на хартията са различни за всеки лист, на печатната форма са специфични за всяка една, а на печатарската машина са относително постоянни. Това на­лага определени изисквания към деформацията на облеклото:

• Необратими деформации – за компенсация на неточно­стите на печатарската машина и печатната форма;
• Обратими деформации – за компенсация на неравно­стите на хартията.

Релаксационни процеси. Релаксация и ретардация при поли­мерните материали

За разлика от твърдите тела, за които е характерна много малка обратима деформация, и от течностите, при които са възможни неограничени деформации, високополимерните материали притежават достатъчно здравина при големи обратими (високоеластични) деформации.

Релаксационни процеси, в широк смисъл на думата, се на­ричат протичащите във времето процеси на преминаване от едно равновесно състояние в друго равновесно състо­яние. Две от най-важните релаксационни свойства, харак­терни за полимерните материали и които до голяма степен определят техните механични отнасяния, са релаксация на напрежението и ретардация (еластично последствие или закъсняваща деформация).

Релаксацията на напрежението се изразява в това, че в условия на постоянно зададена стойност на деформация, с течение на времето в системата се намаляват вътрешни­те напрежения и приложеното механично напрежение, необ­ходимо за поддържане на тази деформация, ще намалява.

Ретардацията, която се нарича още еластично послед­ствие или закъсняваща деформация, се изразява в това, че при полимерите с течение на времето, при постоянно зада­дено напрежение, деформацията нараства (2, 3).

Физичният смисъл на времето на ретардация е разли­чен от този на времето на релаксация. Първото определя достигането на 63% от равновесната деформация, а вто­рото – спадането до 37% на първоначалното напрежение. Тези две понятия трудно се разграничават и в литература­та често се смесват (3).

Облеклата в печатарските машини също се намират в условия на постоянно зададена стойност на деформация, при което в тях намаляват вътрешните напрежения и се намалява налягането при печат (1).

Деформация на облеклото в зоната на контакт

В зоната на контакта облеклото изпитва три вида дефор­мации (фиг.1):

• Пъргави – изчезват веднага след излизане от зоната на контакта;
• Еластични – изчезват с течение на времето;
• Пластични – остатъчни, необратими деформации.

На графиката по абсцисната ос е нанесено времето t, а по ординатата – относителната деформация ε. В момент t1 при прилагане на натоварване F, в облеклото възниква миг­новена деформация на свиване (участък ОА на графиката). В течение на времето t1 – t2 деформацията на свиване посте­пенно расте (участък АВ), като скоростта на натрупване на деформация постепенно пада.

Общата сумарна деформация на свиване се определя като О1B. При сваляне на натоварването F в т. t2, част от деформацията мигновено изчезва (участък ВС). В точка t3 спадът на деформацията практически се прекратява. Ос­таналата в облеклото деформация съответства на учас­тък DO2. Анализът на кинетиката на деформацията при постоянно натоварване показва, че съставът на деформа­цията не е еднороден. В момент на прилагане и сваляне на натоварването, възникват и изчезват мигновено обратимо пъргави деформации – εп. За времето t1 – t2 в облеклото по­степенно се развиват, натрупват еластични и остатъчни деформации. За времето t2 – t3 еластичните деформации εел постепенно изчезват, а в момент t3 (съответстващ на спи­ране на наблюдението), се запазва остатъчната деформа­ция εост. Общата или сумарна деформация на облеклото е:

εСУМ = εП = εЕЛ = εОСТ (3)

където:
εСУМ – обща или сумарна деформация
εП – пъргава деформация
εЕЛ – еластична деформация
εОСТ – остатъчна деформация

Пъргавата деформация εП възниква и изчезва практичес­ки мигновено и е предизвикана от преместването на отдел­ни звена на молекулите под действие на натоварването.

Остатъчната или истинската пластична деформация εОСТ, предизвикана от необратимото преместване на мо­лекулите помежду им с преодоляване на междумолекулните сили на взаимодействие, във високополимерните материали е неосъществима. За това остатъчната деформация може да се разглежда само при определени технологични условия. При работна скорост на печатарската машина времето между натоварването и свалянето му е много кратко и об­леклото не успява напълно да се възстанови, т.е. остатъч­ните деформации имат характер на необратимост.

Еластичната деформация εЕЛ, както и пъргавата, е об­ратима, но се развива и изчезва с течение на времето. В началото на печатане на тиража, свиването на облеклото е чувствително и постепенно намалява. Този процес се на­рича разработване или стабилизиране на облеклото. В зави­симост от неговия състав, времетраенето и начинът на протичане на процеса са различни.

При печатане на по-големи тиражи намаляването на на­лягането в зоната на контакта е причина за намаляване на преноса на мастилото, намалява се оптическата плътност на отпечатъка и се влошава градационното ú цветопреда­ване. Поради това, за облекла следва да се подбират материали, в които преобладават пъргавите и бързите еластични деформации.

Технологични функции на налягането в печатния процес

За получаване на качествен отпечатък, в процеса на печат е необходимо да бъде създаден достатъчен контакт между печатната форма, офсетовото платно и печатния матери­ал. Основният печатен материал – хартията, има неравна и негладка повърхност. Големината на грапавините в профила зависи от вида на хартията и може да достигне 25 – 30 μm. При такъв релеф е невъзможно да се предаде мастилото от всички печатащи елементи на хартията. Необходимо е тя да бъде изравнена, за да се осигури пълен контакт по цялата печатаща площ. Следователно, налягането в печат­ния процес изпълнява следните технологични функции:

• Изравнява неравностите по повърхността на хартия­та за осигуряване на пълен контакт между офсетово­то платно и хартията;
• Осигурява пренасяне на мастилото в необходимото количество от формата върху хартията;
• Подпомага първоначалното закрепване на мастилото чрез проникването му в микрорелефа и порите на хар­тията.
Към налягането има две основни изисквания:
• За предаване на слой мастило с еднаква дебелина от всеки печатащ елемент, налягането трябва да е ед­накво по цялата площ на печатната форма;
• Налягането трябва да не се променя в рамките на це­лия тираж.
Количествените изисквания към налягането зависят от различни технологични фактори (1).

Облекло на натисковата площ в офсетовия печат

Върху налягането в офсетовия печат голямо влияние оказ­ват съставът и напрежението на облеклото, както и него­вите физични свойства. Последните определят характера на деформациите, възникващи в зоните на контакта (4,5).

За производство на еластично облекло се използват ви­сокополимерни материали, притежаващи пъргаво-еластич­ни свойства. Облеклото не е абсолютно пъргаво тяло. По време на печат то се натоварва периодично под натиск и се разтоварва след излизане от зоната на контакта. При тези условия възниква напрежение, което се подчинява на следната зависимост:

σ = Е1.ε.К (4)

където:
σ – напрежение, в Ра;
ε – относителна деформация на облеклото;
Е1 и К – коефициенти, зависещи от характера на облеклото.

При контакт на облеклото с печатната форма и хар­тията, преимуществено значение имат деформациите на свиване и пъргавината на облеклото. В процес на печат в облеклото възникват напрежения, в резултат на деформа­циите на разтягане, свиване и преместване.

На фиг. 2 е показана схема на основните усилия, действа­щи на облеклото при обтягането му и при печат в зоната на контакта на офсетовия цилиндър с формения или печа­тен цилиндър.

При обтягане облеклото се разтяга (РНАТ), а под натиска на печатния и формения цилиндър се свива (РCВ), премества се по допирателната на цилиндъра и се разтяга под дейст­вие на свиващите и преместващи усилия. В процеса на пе­чат основно значение имат усилията на свиване и разтяга­не на облеклото.

Пълната деформация на облеклото се определя от сума­та на пъргавата, еластичната и пластичната деформация. Пъргавата деформация изчезва след сваляне на натоварва­нето, а пластичната е необратима и остава след излизане от зоната на контакта.

Пъргаво-еластичните свойства на облеклото зависят от деформационните свойства на офсетовото гумено платно и на подложения материал. Кол­кото е по-твърдо облеклото, толкова деформациите му са по-малки и съответно възпроизвеждането на изображение­то е по-точно. Изборът на облекло зависи от състоянието на печатарската машина и гладкостта на хартията. При неточности в работата на печатарския апарат и при гра­пави хартии, е необходимо облеклото да има по-големи де­формационни свойства, т.е. да е по-меко, за да компенсира неравностите на хартията и неточностите на печатар­ския апарат. Това е съпроводено и с по-големи нарушения при възпроизвеждане на изображението.