Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Взаимосвязь свойств бумаги и краски с условиями печатного процесса и качеством печатной продукции 8
1.1. Требования к бумаге и краске, определяемые технологическим процессом печати на листовых офсетных машинах 8
1.2. Влияние компонентов бумаги на ее свойства 15
1.3. Особенности структуры бумаги и влияние ее на взаимодействие с печатной краской 20
1.4. Влияние состава бумаги на ее оптические свойства 25
1.5. Механические и деформационные свойства бумаги 28
1.6. Заключение по разделу 31
Глава 2. Исследование состава и свойств бумаги 33
2.1. Анализ состава и свойств исследуемых образцов бумаги 33
2.2. Определение волокнистого состава исследуемых образцов бумаги 35
2.3. Размерно-структурные показатели бумаги 36
2.4. Сорбционные свойства исследуемых образцов бумаги 39
2.5. Поверхностные свойства бумаги 55
2.6. Оптические свойства бумаги 58
2.7. Механические свойства бумаги 63
2.8. Заключение по разделу 67
Глава 3. Исследование реологических свойств печатных красок с разным качественным и количественным составом растворителей. Разработка методики оценки текучести красок, учитывающая шероховатость и поверхностную пористость бумаги 70
3.1. Сравнение реологических свойств исследуемых красок 72
3.2. Разработка методики оценки растекания красок, учитывающей поверхностные свойства бумаги 81
3.3. Заключение по разделу 88
Глава 4. Разработка рекомендаций по выбору системы «бумага - краска» применительно к процессу листовой офсетной печати 89
4.1 .Определение толщины красочного слоя, соответствующей денситометрическим нормам 90
4.2. Влияние свойств бумаги и краски на однородность печати 91
4.3. Оценка влияния свойств бумаги и краски на точность цветовоспроизведения 93
4.4. Проверка правильности выбора системы «бумага — краска» при печатании на листовой офсетной машине 97
4.5.Заключение по разделу 101
Выводы по работе 102
Библиографический список 103
Приложения 1 108
Приложения 2 110
Приложения 3 111
- Влияние компонентов бумаги на ее свойства
- Сорбционные свойства исследуемых образцов бумаги
- Разработка методики оценки растекания красок, учитывающей поверхностные свойства бумаги
- Проверка правильности выбора системы «бумага — краска» при печатании на листовой офсетной машине
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В последние годы в Узбекистане активно развивается полиграфическая промышленность. Анализ оснащенности отрасли печатным оборудованием показал, что машинный парк полиграфических предприятий состоит в основном из листовых офсетных машин, хотя достаточно быстро расширяется и парк рулонных офсетных машин.
Исследование рынка потребителей полиграфической продукции показало, что наиболее развивающимся видом полиграфической продукции является этикетка упаковочная. К качеству этой продукции предъявляются высокие требования, в особенности по идентичности и точности цветовоспроизведения, т.к. этикетка выполняет не только информационную, но и рекламную функцию.
Увеличение объема выпуска печатной продукции в Узбекистане делает актуальной проблему производства бумаги для печати на основе собственного сырья и разработку методики, которая позволяла бы сделать рациональный выбор печатной краски, обеспечивающий высокое качество печати и стабильную работу печатных машин. Это позволит обеспечить выпуск высококачественной многокрасочной печатной продукции при снижении производственных затрат. Одновременно решаются экологические проблемы, связанные с необходимостью утилизации отходов текстильного и хлопкового производства.
В концепции стандартизации процесса плоской офсетной печати одним из важных вопросов является оценка свойств печатной бумаги и правильный выбор печатных красок с учетом их особенностей. Это делает актуальным разработку рекомендаций по выбору системы «бумага-краска», обеспечивающих высокое качество печатной продукции на бумаге серийно выпускаемой целлюлозно-бумажными предприятиями Узбекистана при работе на листовых офсетных машинах.
Цель и задача работы
Целью диссертационной работы является анализ свойств новых видов бумаги, серийно-выпускаемых целлюлозно-бумажными фабриками Узбекистана, и разработка методики выбора печатных красок с учетом их особенностей применительно к процессу печатания на листовых офсетных машинах.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- провести комплексную оценку свойств образцов бумаги с целью определения возможности использования их при печатании на листовых офсетных машинах;
- обосновать выбор типов красок для листовой офсетной печати с различным качественным и количественным составом растворителей на основе анализа показателей их реологических свойств;
- разработать методику, позволяющую прогнозировать процессы, происходящие при закреплении красок на основе многокомпонентных связующих, что позволит повысить стабильность и качество продукции;
- оценить показатели качества оттисков, полученных на лабораторном пробопечатном устройстве и листовой печатной машине с разными парами «бумага – краска»;
- разработать рекомендации по выбору системы «бумага – краска» с учетом особенностей свойств используемых материалов и условий печатного процесса.
Научная новизна работы заключается в:
- полученных результатах комплексного исследования свойств бумаги серийно выпускаемой целлюлозно-бумажными комбинатами Узбекистана, позволяющие обосновать возможность ее применения в процессе листовой офсетной печати;
- теоретическом и экспериментальном обосновании методики оценки текучести красок, позволяющей прогнозировать процессы, происходящие при закреплении красок на основе многокомпонентных связующих, что позволит повысить стабильность и качество продукции;
- разработке методики выбора красок с учетом особенностей печатной бумаги различного волокнистого состава, что создает условия для решения проблемы утилизации отходов хлопкового производства.
Практическая значимость работы состоит в
- разработке рекомендаций, позволяющих предприятиям сделать рациональный выбор бумаги и краски с учетом особенностей технологического процесса печатания на листовых офсетных машинах;
- разработке рекомендаций по организации входного контроля материалов, что позволит повысить качество продукции и снизить отходы.
Реализация результатов исследования
Разработанная методика будет реализована в лабораторном практикуме дисциплины «Полиграфические материалы» и может быть использована полиграфическими предприятиями, оснащенными листовыми офсетными машинами.
Апробация работы. Результаты работы были представлены докладами на научно-технической конференции молодых ученых ТИТЛП 2010 г., научно-технической конференции молодых ученых МГУП 2011 г. и обсуждались на заседаниях кафедры материаловедения.
Положения, выносимые на защиту:
-
Обоснование необходимости учета взаимосвязи специфичных свойств бумаги и краски.
-
Методика оценки текучести красок, учитывающая влияние шероховатости и поверхностной впитываемости запечатываемого материала.
-
Рекомендации по выбору системы «бумага – краска» применительно к процессу печатания на листовых офсетных машинах, учитывающие особенности состава и свойств бумаги, выпускаемой целлюлозно-бумажными фабриками Узбекистана.
Публикации. По материалам настоящей диссертации опубликованы 4 печатных работы, в том числе одна из них в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка литературы из 62 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 143 страниц. Основной текст изложен на 103 страницах, включая 41 рисунков и 21 таблиц.
Влияние компонентов бумаги на ее свойства
Основным компонентом бумаги является волокнистые полуфабрикаты. Пригодность растительных волокон для производства бумаги обусловлена тем, что растительные клетки имеют клеточную оболочку, форма которой не изменяется. Кроме того, для растительных клеток характерна удлиненность формы и содержание в них целлюлозы, В зависимости от внешней формы различают следующие виды клеток:
Паренхимные, отличающиеся примерно одинаковым размером по длине и ширине;
Прозенхимные, имеющие удлиненную форму и наиболее пригодные для производства бумаги;
Склеренхимные, характеризуемые повышенной толщиной стенок.
При рассмотрении строения клеток выделяют следующие виды постоянной ткани [20]: покровную, основную и сосудистую. Клетки покровной ткани: эпидермиса — не представляют ценности для производства бумаги. Клетки основной ткани относятся к паренхимной группе и отличаются небольшой механической прочностью. Вследствие этого, они мало пригодны для производства бумаги. Сосудистая или, как ее еще называют, проводящая ткань состоит из сосудисто-волокнистых пучков, находящихся в лубе (флоэме) и в древесине (ксилеме). Лубяные волокна по виду относятся к группе прозенхимных волокон, а по форме могут быть отнесены к группе склеренхимных. Лубяные волокна представляют ценное сырье для бумажной промышленности, т.к. имеют удлиненную форму и очень высокую прочность. В древесине сосудистые пучки образуются из трахей и трахеид. Трахеиды и либриформа обладают наилучшими бумагообразующими свойствами, т.к. обладают высокой механической прочностью и удлиненной формой. Свойства бумаги зависят от длины волокна и соотношения длины к ширине.
Растительные волокна, используемые для производства бумаги, имеют различную форму и размеры, что оказывает значительное влияние на ее свойства.
Основное сырье для производства волокнистых полуфабрикатов — древесина, из которой в мире вырабатывается около 95% волокнистых материалов. Оставшаяся часть волокнистых полуфабрикатов (5%) вырабатывается из макулатуры и таких растений, как тростниковый сахар, багасса, бамбук, конопля, хлопок и лен, а также из синтетических волокон [21,22,23,24].
Наибольшее применение в целлюлозно-бумажной промышленности находят волокна древесной целлюлозы. Деревья подразделяются на две основные группы: хвойная (шишконосная), или группа мягкой древесины, и лиственная, или группа твердой древесины.
Размеры и форма древесных волокон значительно меняются от одной породы дерева к другой, а также между одинаковыми деревьями, что оказывает большое влияние на их характеристики с точки зрения бумажного производства.
Более прочную и плотную бумагу получают из целлюлозы хвойных пород, имеющих достаточно длинные волокна в пределах 2,5 — 3 мм и при этом небольшую ширину — в среднем 0,03 — 0,04 мм. Волокна лиственной целлюлозы более короткие. Их длина составляет от 0,7 до 1,2 мм, что не позволяет изготавливать из них высокопрочную бумагу. В составе лиственной целлюлозы наряду с широкими волокнами имеется много узких более длинных волокон, но не более 1,6. Поэтому она уступает по прочностным свойствам хвойной целлюлозе. Обычно лиственную целлюлозу применяют в композиции с хвойной, что позволяет изготовить прочную бумагу с более равномерной структурой и высокой непрозрачностью.
Многие страны с дефицитом древесины в значительной степени полагаются на недревесные растительные волокна - стебли однолетних растений: багассы, соломы злаковых культур (пшеницы, овса, ржи, ячменя, риса).
Некоторые растительные волокна, использующиеся для изготовления исключительно прочных бумаг, извлекаются из побочных продуктов или сырых целлюлозных материалов, оставшихся после выделения полезных продуктов, например, манильской пеньки или сизаля, которые производятся из использованных канатов и веревок, а также джута, волокон извлеченных из отходов специальной мешочной ткани.
Наиболее качественным сырьем для производства бумаги является хлопок. Источниками хлопковых волокон являются обрезки, нити, а также отходы текстильного производства: сырой хлопок и хлопковый линт. Из хлопковых волокон получается очень прочная мягкая бумага с довольно высокой впитывающей способностью.
Представляет интерес использование для изготовления бумаги соломенной целлюлозы, что связано. с быстрой возобновляемостью этого сырья. В составе соломенной целлюлозы имеется три вида волокон: тонкие лубяные волокна, длина которых составляет примерно 1,3 мм при ширине 0,013 мм, широкие и очень короткие клетки паренхимной ткани (длина — 0,4 мм при ширине 0,075м) и мелкие клетки эпидермиса, не имеющие волокнистого строения. Соломенную целлюлозу используют в композиции многих видов бумаги в сочетании с древесной целлюлозой. Введение соломенной целлюлозы в состав бумаги делает структуру бумаги более однородной, повышает гладкость и сомкнутость поверхности бумажного листа, увеличивает ее жесткость [19,20].
Для изготовления бумаги все большее применение находит макулатура — вторичное сырье, получаемое в результате переработки или после использования всех видов бумаги и картона, пригодное для применения в качестве волокнистого полуфабриката для выработки бумаги, картона и др. изделий.
Макулатура — вторичное сырье, получаемое в результате переработки или после использования всех видов бумаги и картона, пригодное для применения в качестве волокнистого полуфабриката для выработки бумаги, картона и др.
Источниками хлопковых волокон являются обрезки, нити, а также отходы текстильного производства: сырой хлопок и хлопковый линт. В настоящее время основным сырьем для получения бумаги в республике является хлопковый линт и макулатура.
Хлопковый линт —это короткие волосяные волокна, оставшиеся от семенного хлопка после отделения длинноволокнистой части, являющейся основным продуктом хлопковой коробочки.
Хлопковые волокна длиннее древесных, более плоские и перевитые. Благодаря этому и тому, что хлопок - это практически (до 98%) чистая целлюлоза, из хлопковых волокон изготавливают высококачественные, тонко текстурированные, долговечные писчие бумаги. В производство бумаги идет и такая часть хлопка, как гуза-пая.
В недалеком будущем, вероятно, для получения бумаги смогут представлять интерес отходы льняных волокон, которые запланировано засаживать в ряде районов Узбекистана. Известно, что из очесов льняных волокон получается сигаретная карбонизированная и другие виды высококачественных специальных бумаг [23].
Кенаф может служить потенциальным источником для производства бумаги из смеси его с хлопковой целлюлозой [25,26].
Интерес у исследователей представляет бумага на основе смесей целлюлоза - натуральный шелк [27,28].
Получается бумага из разбавленной водой волокнистой суспензии методом осаждения на сетке бумагоделательной машины (БДМ). После операции фильтрации воды через сетку следует прессование, сушка и отделка получаемой бумаги.
К волокнистой (бумажной) массе добавляют минеральные наполнители и проклеивающие вещества. Иногда к растительному волокнистому сырью добавляют измельченные химические волокна: искусственные, синтетические, минеральные. Существуют также синтетические бумаги, изготовленные из полиамидных (ПА), полиэфирных (ПЭФ) акрилонитрильных (ПАН), полиэтиленовых (ПЭ) и др. синтетических волокон [19,24,29,30,31].
Бумага является капиллярно-пористым материалом с упруго — пластическими свойствами, доступным для проникновения воздуха, влаги, полиграфических красок. Это своеобразный каркас, образованный из целлюлозных или других волокон, прочно соединенных между собой водородными связями. Длина растительных волокон, из которых образована бумага, 1-2мм при диаметре около 25мкм. Поры могут быть частично заполнены наполнителями (каолин), проклейкой (канифоль) и обязательно некоторым количеством (7%) влаги. При недостатке влаги бумага становится жесткой, хрупкой, при ее избыточном количестве теряет прочность, становясь чрезмерно пластичной. При этом ухудшаются ее печатные свойства.
Сорбционные свойства исследуемых образцов бумаги
Сорбционные свойства бумаги определяют ее взаимодействие с различными по природе жидкостями, что имеет место как в печатных, так и в послепечатных процессах. Сорбционные свойства зависят от структуры материала и физико-химических свойств поверхности. Регулирование гидрофобно-гидрофильных свойств поверхности бумаги является важной задачей при производстве бумаги для печати. Изучению и совершенствованию процессов проклейки бумаги, а также влиянию этого процесса на свойства бумаги посвящено много работ [45,46,47,48].
В настоящее время для проклейки наиболее часто используют реактивные проклеивающие вещества. Нейтральная проклейка с использованием водной эмульсии АКД (димеры алкилкетена) используется при производстве целлюлозных, высокосортных видов бумаги. АКД вступает в химическую реакцию с целлюлозой, образуя ковалентную химическую связь. Эта проклейка имеет ряд недостатков и, прежде всего, это проблема созревания проклейки, т.к. для достижения стабильного состояния требуется несколько часов. Конкуренцию этой проклейке составляет нейтральная проклейка с использованием водной дисперсии АСА (ангидрид янтарной кислоты, замещенный длинной цепочкой алкена — от С16 до С18 - ). В процессе взаимодействия АСА с ОН-группами целлюлозы происходит этерификация с гидроксильными группами целлюлозы с дальнейшим распределением гидрофобной части над волокнами целлюлозы. Однако она также имеет ряд недостатков. И все же наибольшие изменения происходят в технологии поверхностной проклейки.
В состав современных композиций для поверхностной проклейки входят полимеры в виде раствора или дисперсии, а также технологические добавки: оптические отбеливатели, оптические красители, антистатики, биоциды, пластификатор и т.д. Поверхностная проклейка не только регулирует гидроофильно-гидрофобные свойства поверхности бумаги, но и увеличивает стойкость поверхности бумаги к выщипыванию, снижает ворсистость и пылимость бумаги.
При изготовлении бумаги в Узбекистане используются иные проклеивающие вещества. В работах У.Ж.Ешбаевой и Х.А.Бабахановой [1,2] указывается, что для проклейки при изготовлении бумаги с использованием местного сырья используется канифольная проклейка и проклейка поливиниловым спиртом. Канифольную проклейку относят к типу псевдонейтральной проклейки. Различные проклеивающие вещества по-разному влияют на гидрофильно-гидрофобные свойства бумаги. В связи с этим представляло интерес провести оценку сорбционных свойств бумаги, используя различные методы.
Одним из основных свойств для офсетной бумаги является водостойкость. Попадание увлажняющего раствора на бумагу в процессе плоской офсетной печати может привести к потере прочности, изменению линейных размеров бумажного листа и, как следствие, к снижению качества оттиска. Проклеивающие вещества, вводимые в бумагу и наносимые на ее поверхность, придают офсетной бумаге водостойкость.
Основным показателем, позволяющим судить о степени проклейки бумаги и нормируемым ГОСТом 9094-89[49], является степень проклейки, определяемая чернильно-штриховым методом. Однако этот показатель не дает нам возможности точно прогнозировать поведении бумаги в процессе взаимодействия с водными растворами и связующими печатных красок. Представляло интерес, в рамках проводимого исследования, наряду с показателем степени проклейки, включенным в стандарты и ТУ на офсетную бумагу, использовать для оценки степени проклейки и абсорбционных свойств бумаги другие известные методы: метод сухого индикатора и определение поверхностной впитываемости (Кобббо) и новый:, еще недостаточно известный, метод определения сорбционных свойств по методике, разработанной фирмой ЕМТЕС (Германия) [50,51].
Результаты определения степени проклейки, измеренные чернильно-штриховым методом в соответствии с ГОСТ 9094-89 представлены в табл.2.
Анализ полученных данных показал, что имеется значительное различие в степени проклейки у исследуемых образцов бумаги. Высокую степень проклейки имеют образцы №1, №2 и №5. Непроклеенной оказалася образец бумаги №4 (Гознак, 120 г/м ). Покзатель степени проклейки этого образца не удовлетворяет требованиям ГОСТа 9094-89 «Бумага для печати офсетная. Технические условия», по которым степень проклейки должна быть 1,2 — 1,8 мм. У образца №2 (Наманганская БФ, 80 г/м ) показатель степени проклейки с 2-х сторон листа значительно различается. Верхняя сторона имеет высокоу значение показателя степени проклейки, соответствующее требованиям ГОСТа, а сеточная сторона непроклеена.
Как видно из полученных данных, введение в состав композиции бумаги хлопковых волокон увеличивает впитывающую способность бумаги и снижает водостойкость, при том, что плотность бумаги находится в пределах нормируемых ГОСТом для офсетной бумаги. Статистический анализ с использованием F-критерия Фишера, показал существование значимых различий между образцами.
В последнее время для оценки абсорбционных свойств бумаги многие производители используют показатель поверхностной впитываемости (метод Кобб60). На рис. 3. представлены результаты определения этого показателя для обеих сторон исследуемых образцов бумаги в соответствии с ГОСТ 12605-97 (ИСО 535-91) «Бумага и картон. Метод определения поверхностной впитываемости воды при одностороннем смачивании (метод Кобба)»[53].
Оценка значимости раличий показателя поверхностной впитываемости по методу Кобб с помощью F-критерия Фишера также показало существование значимых различий между образцами. Только образцы №1, №3 и №5 могут быть отнесены к одной совокупности, т.к. различия между ними не значимы.
В рамках работы была предпринята попытка найти корреляционную зависимость между показателем поверхностной впитываемости и показателем степени проклейки по методу сухого индикатора. График этой зависимости представлен на рис. 4.
Наличие корреляционной зависимости между показателями степени проклейки, измеренной по методу «сухого индикатора», и показателем поверхностной впитываемости, измеренному по методу Кобббо, позволяет рекомендовать использовать метод «сухого индикатора» при входном контроле бумаги, т.к. этот метод не требует специального приборного обеспечения.
Существующие методы оценки структурных и сорбционных свойств бумаги не дают полного представления о поведении бумаги в процессах печати и отделки печатной продукции. Фирма Emtec (Германия) предлагает приборы, позволяющие одновременно оценить такие важные для технологических процессов свойства, как поверхностная проклейка и поверхностная пористость [50]. В работе для оценки динамической впитываемости при смачивании использовали ультразвуковой прибор EST-12, принцип работы которого основан на измерении проницаемости бумаги ультразвуком. При поглощении бумагой жидкости ультразвуковой сигнал изменяется, что фиксируется прибором и обрабатывается компьютером. Схема измерительной ячейки с держателем образца показана на рис. 5.
Как видно из приведенного, графика характер зависмостей у образца №3 отличается от других образцов бумаги. Анализ значений параметров, указанных в табл. 3 свидетельствует о том, что наибольшая гидрофобность и степень проверхностной проклейки соответствует образцу №1 (Китай), а наименьшая гидрофобность и практически отсутствие поверхностной проклейки — у образца №4 (Гознак, 120 г/м ). Это хорошо соотносится с полученными ранее данными.
Характер кривых при взаимодействии исследуемых образцов с изопропанолом практически одинаков. Изопропанол, обладая значительно меньшим поверхностным натяжением, быстрее смачивает поверхность бумаги и легче проникает в ее поры, поэтому сигнал спадает значительно быстрее. Согласно предлагаемой методике, чем больше показатель t95, тем бумага имеет более мелкие поверхностные поры. Таким образом, более мелкие поверхностные поры имеет образец бумаги №4 (Гознак, 140 г/м2,). Однако это не совсем согласуется с ранее полученными результатами по определению радиуса пор. По-видимому, в этом случае оказывает влияние и степень проклейки бумаги.
Разработка методики оценки растекания красок, учитывающей поверхностные свойства бумаги
Недостатками методики определения условных показателей вязкости можно считать то, что при определении показателей растекания и текучести не учитывается влияние поверхностных свойств бумаги. Поэтому в работе была поставлена задача - разработать методику определения показателя растекания краски, учитывающую влияние шероховатости и поверхностной пористости материала.
Взаимодействие бумаги с краской, определяющее не только процессы закрепления красок, но и во многом качество оттиска, зависит от поверхностных и сорбционных свойств бумаги и реологических свойств печатных красок. В фундаментальных работах Л.А.Козаровицкого [65] , Д.Толленаара[64] отмечается, что для взаимодействия бумаги с краской большее влияние оказывает не общий объем пор (пористость), средний радиус пор. Однако для определения среднего радиуса пор используются косвенные методы, при которых впитывание происходит вдоль поверхности бумаги. Для плоской офсетной печати нельзя также не учитывать влияние поверхностной проклейки.
При попадании краски на поверхность бумаги под действием давления часть краски проникает в поры бумаги, другая часть.остается на поверхности и заполняет неровности. Чем меньше вязкость краски, тем быстрее идет впитывание и тем быстрее заполняются неровности, что способствует лучшему краскопереносу с формы или резинотканевой пластины на бумагу. Как правило, для определения впитывающей способности бумаги и радиуса пор используются модельные среды. В реальности процесс взаимодействия современных красок с бумагой намного сложнее из-за многокомпонентности состава связующего.
Как правило, для характеристики впитывания используются уравнение Пуазейля, основывающееся на том, что капиллярное давление, способствующее проникновению жидкости в поры бумаги, обратно пропорционально радиусу пор, но при этом вязкое сопротивление впитыванию увеличивается, поэтому объемная скорость течения рассчитывается формуле.
В случае краски на многокомпонентных связующих вязкость контактирующей жидкости будет, по мере впитывания, увеличиваться вследствие того, что, в первую очередь, будет впитываться маловязкий растворитель и одновременно начнется" реакция окислительной полимеризации: Поэтому растекание поверхностного слоя краски будет меняться.
Как уже отмечалось выше, состав растворителей в краске может варьироваться в достаточно широком диапазоне. Поэтому поведение красок в процессе печати на разных по поверхностным и адсорбционным свойствам видах бумаги тоже будет отличаться. Используемый в настоящее время метод оценки растекания не учитывает этих особенностей, т.к. определение растекания проводится либо на гладком стекле, либо, в лучшем случае на шероховатом стекле, т.е. на невпитывающем материале.
При разработке методики, учитывающей шероховатость и поверхностную пористость запечатываемого материала, было решено проверить влияние характера структуры и вязкости растворителя на время впитывания растворителя и диаметр образовавшегося пятна. Для этого были выбраны растворителя с разной вязкостью, характеристики которых приведены в табл. 9. В качестве подложки были использованы стандартные образцы фильтровальной бумаги:
Желтая 89 - средняя широкопористая, фильтрующая со средней быстротой для кристаллических осадков (TGL 9935)
Красная 388 — мягкая широкопористая, быстро фильтрующая для грубых осадков (TGL 9935)
Синяя 90 - плотная узкопористая, медленно фильтрующая для тонких осадков (TGL 9935)
Для образцов фильтровальной бумаги был измерен показатель шероховатости поверхности на приборе Паркера. Значения показателя шероховатости для образцов фильтровальной бумаги приведены в таблице 11.
На фильтровальную бумагу с помощью дозатора наносилось 5мл растворителя. Время впитывания определялось по появлению капли растворителя на оборотной стороне фильтровальной бумаги, а через 15 минут определялся диаметр, образовавшегося пятна. Результаты представлены в табл. 12.
Как видно из представленных данных, большее отличие наблюдается не по времени впитывания, а по диаметру образовавшегося пятна, т.е. по текучести. Однако из представленных данных можно заметить, что при использовании средней широкопористой бумаги имеется заметная разница и по времени впитывания.
Исследование структурных свойств изучаемых видов бумаги показало, что эти бумаги более соответствуют широкопористой бумаге со средней впитывающей способностью, поэтому было решено использовать для разрабатываемой методики фильтровальную бумагу широкопористую со средней впитывающей способностью.
На поверхность фильтровальной бумаги наносили 100 мг краски и распределяли ее по кругу диаметром 20 мм. Затем определяли время пробивания краски на оборотную сторону листа фильтровальной бумаги, а через 15 мин измеряли диаметр образовавшегося пятна. Данные измерений представлены в табл. 13.
Представляло интерес провести сопоставление значений показателей, характеризующих вязкость красок измеренных по различным методикам. Диаграмма, показывающая соотношение между показателем вязкости, измеренном на стержневом вискозиметре ПВК, показателем растекании и показателем текучести, измеренным по предлагаемой методике, представлена на рис. 31. для голубой краски и на рис. 32. для пурпурной краски.
Как видно из диаграмм, различие в условиях измерения оказывают значительное влияние на полученные результаты и сопоставление этих показателей для красок, различающихся по составу связующего и пигментами. Следует отметить, что не прослеживается и заметной корреляции между показателями, полученными по разным методикам, что хорошо иллюстрируется диаграммами рассеяния, представленными на рис. 33 и 34.
Проверка правильности выбора системы «бумага — краска» при печатании на листовой офсетной машине
Для проверки влияния свойств бумаги и краски на качество тиражных оттисков на листовой печатной машине «Принт Мастер 52-2» были отпечатаны серии оттисков голубой и пурпурной красками фирмы Van Son и фирмы Excel. Настройка машины осуществлялась в соответствии с технологическими инструкциями на процесс печатания, разработанными ВНИИ полиграфии и приведенными в таблице 20. Одновременно в этой же таблице приведены денситометрические нормы, установленные стандартом ИСО 12647-2. Как видно из таблицы нормируемые значения оптической плотности имеют значимые различия.
После выхода на стабильный режим было отпечатано по 50 оттисков на каждой бумаге. Из этих оттисков было выбрано случайным образом по три оттиска: в начале, середине и в конце выборки. Для оценки качества оттисков были выбраны показатели однородности, цветовых свойств, по которым рассчитывалось значение порога цветового различия АЕ.
Как видно из таблицы, цветовые характеристики для самих исследуемых образцов бумаги уже выходят за допустимые пределы ( образцы №3 и №4). Это обусловлено наличием у этих образцов заметного желтоватого оттенка. Значительные отклонения показателя цветового различия у образца №2 может быть связано с присутствием в составе этой бумаги синего красителя, что было выявлено при исследовании взаимодействия бумаги с жидкостями. Как отмечалось ранее, показатели белизны, измеренные по методу МКО, позволяют сделать вывод о том, что общий уровень отражения у этого образца сдвинут в сторону синего.
Оттиски лучшие по качеству цветовоспроизведения оттиски для голубой краски были получены при печатании красками серии Van Son, а для пурпурной — красками фирмы Excel. Эти результаты хорошо согласуются с разработанной методикой оценки показателя текучести. В случае голубой краски впитывание растворителя происходит быстрее, поэтому диаметр красочного пятна меньше у краски фирмы Van Son. Для пурпурной краски, наоборот, время впитывания растворителя отличается не столь заметно, а диаметр пятна меньше.
На рисунке 39 и 40 приведены данные по показателю однородности печати. Как видно из диаграммы, лучшие результаты получены при печатании красками серии Van Son Vs5.
Как видно из представленных диаграмм, однородность печати лучше на оттисках, полученных красками серии V5s (Van Son), что обусловлено лучшей текучестью этих красок.
Для тиражных оттисков всех исследуемых красок были получены градационные характеристики. На рис. 41 представлены градационные кривые кривые для оттисков на всех исследуемых образцах бумаги полученных голубой краской фирмы Van Son (А) и голубой краской фирмы Excel (Б).
Похожие диссертации на Разработка рекомендаций по выбору системы "бумага-краска" для печати на листовых офсетных машинах
