Увлажнение в офсетной печати

Задача

Операционные принципы в офсетной печати базируются на реакции отталкивания воды и масла. Печатные элементы принимают «масло» печатных красок, в тоже время отталкивают увлажняющий раствор (являются гидрофобными). В свою очередь непечатные элементы являются гидрофильными, то есть принимают воду и отталкивают печатные краски.

Первоначально происходит смачивание печатной формы (формный цилиндр) в увлажняющей секции, которая покрывается тонкой пленкой увлажняющего раствора, далее при помощи печатной секции (красочного аппарата) наносится печатная краска. Печатный рисунок переносится на офсетный цилиндр и далее на печатный материал. Именно поэтому офсетную печать также называют «непрямой печатью».

Увлажняющая добавка является концентратом, который решает ряд задач и имеет множество функций. Кроме основных защитных функций, увлажняющая добавка поддерживает физико-химические свойства в увлажняющем растворе, способствующие оптимизации печатного процесса.

Далее будет приведен список наиболее важных компонентов и задач увлажняющих добавок. Состав и разработка таких добавок основаны на обширном 40-летнем опыте и новейших разработках компании Schwegmann. В большинстве случаях более 25 компонентов и их комбинаций ответственны за оптимальное функционирование увлажняющих добавок, таких как Schwego Soft.

Компоненты

Буферная система

Буферная система имеет значения рН 4.8-5.2, которые являются наиболее подходящими для печати. Несмотря на множество влияющих факторов, таких как качество воды, загрязнения краской, чистящими агентами или другими факторами, значение рН должно оставаться постоянной величиной.

Система поверхностно активный/эмульгирующий агент

Данная система контролирует химические и физические реакции, возникающих при взаимодействии печатных красок, увлажняющей добавки и печатной формы, а именно, водно-абсорбирующую способность печатных красок (количество и скорость) и оптимальное поверхностное натяжение.

Комплексообразующий агент

Различные отложения от печатных красок, бумаги и увлажняющей добавки будут вызывать реакции между материалами, которые могут существенно нарушить печатный процесс. Основной проблемой являются гидрокарбонаты кальция и магния. Они могут вызывать накопление и нарушение транспорта краски из-за их гидрофильных характеристик. Правильно подобранный комплексообразующий агент будет связывать данные соли и уменьшит их накопление.

Биоциды

Увлажняющий раствор, особенно при печати, содержит большое количество составляющих, таких как печатная пыль и другие компоненты, которые являются пищей для микроорганизмов. Также росту и развитию бактерий, дрожжей, плесневых грибов, способствует тепло, долгая циркуляция и нечастая смена увлажняющего раствора. Наибольший риск развития микроорганизмов в газетной печати. Для предотвращения роста и развития микроорганизмов в состав увлажняющей добавки входят биоциды, также в состав многих увлажняющих растворов входит изопропиловый спирт, который также препятствует развитию микроорганизмов.

Защита печатной формы

Для защиты поверхности печатной формы против окисления и других повреждений во время печатного процесса, в особенности при безостановочной работе, были выбраны специальные компоненты, образующие защитный слой на печатной форме.

Сушка

По сравнению с ролевой печатью, в листовой печати используют краски, которые высыхают оксидативным/проникающим способом. С целью увеличения оксидативной сушки можно добавить ускоряющий агент в увлажняющий раствор, такой как Schwego Drier 8143. Также, возможно, более удобный вариант - использовать увлажняющие добавки, содержащие в своем составе ускоряющий сушку агент, такие как Schwego Soft 1000-й серии. Все ускоряющие агенты изобретены компанией Schwegmann, и не содержат кольбата, который опасен для здоровья и окружающей среды.

Ингибиторы

Для того чтобы защитить печатную машину от коррозии, в состав увлажняющей добавки входят ингибиторы коррозии. Schwego Soft всегда имеет в своем составе ингибиторы, функции которых проверены и оттестированы лидирующими производителями печатных машин, а также инженерными компаниями.

Solutizer (ускоритель растворения)

С целью стабилизации всех вышеописанных компонентов в течение долгого времени в растворе, используются специальные солютайзеры. Данные сольвенты часто имеют решающее влияние на «экологическую» сочетаемость увлажняющего раствора.

Окружающая среда

Тема окружающей среды имеет ключевое значение в разработке составов увлажняющих добавок. Компания Schwegmann очень бережно относится к окружающей среде, и разрабатывает только «экологически подходящие» продукты, в состав которых не входят вещества, упомянутые в директиве ЕС как вредные для окружающей среды.

Параметры увлажняющего раствора

Качество воды

Основным компонентом увлажняющего раствора является техническая вода. Главным показателем воды для печатной индустрии является солевой состав, который складывается из двух составляющих: общая жесткость (TH, total hardness) и карбонатная (CH, carbonate hardness).

Рекомендуется использовать воду с постоянной общей жесткостью равной 8-12 dH. Исследования и опыт показывают, что стабильность системы «краска-вода» достигается при общей жесткости от 8 dH.

Карбонатная жесткость состоит из гидрокарбонатов (НСО₃^­), которые имеют основное влияние на печатный процесс. С одной стороны, натуральные «щелочные» гидрокарбонаты будут реагировать с кислотными компонентами в буферной системе увлажняющей воды, что будет приводить к увеличению значения рН. С другой стороны, бикарбонаты кальция и магния приводят к нежелательному известковому осадку, который будет оседать на красочных и увлажняющих валиках. Все выше описанное будет негативно влиять на перенос краски, ухудшая гидрофильные характеристики, что будет приводить к эмульгированию.

Для того чтобы оптимизировать жесткость воды для печатного процесса и избежать возможных проблем из-за качества воды, следует использовать методы для смягчения и обессоливания воды.

Смягчение

При смягчении воды, кальций и магний заменяются натрием, при ионном обмене. Соответственно гидрокарбонат соединится с натрием, образуя не влияющую на жесткость, легкорастворимую соль – бикарбонат натрия. После данного процесса в воде останутся только «не влияющие на жесткость» соли или карбонаты, которые будут иметь упомянутое ранее «щелочное» влияние на значения рН.

Пожалуйста, имейте в виду, после смягчения воды, можно будет определить только карбонатную составляющую (бикарбонат натрия и калия), а не общую или карбонатную жесткость. Так как «влияющие на жесткость» компоненты не были удалены, обычный тест на карбонатную жесткость будет показывать искаженные результаты.

Для того чтобы добиться оптимальных значений общей жесткости для печати, обычно смешивают смягченную воду в определенных пропорциях с несмягченной водой.

Опреснительные установки

В большинстве случаях для обессоливания используют обратный осмос. В данном случае происходит практически полное обессоливание воды. Для того чтобы достичь жесткости, рекомендованной для печати (10dH), добавляют модификаторы жесткости, такие как Schwego dH-Fix 8230.

Значение рН

Значением рН является интервал от кислого (0) до щелочного (14) раствора в логарифмической шкале 0-14, с нейтральным значением около 7. Особенностью рН шкалы - является 10-кратное различие между последующими значениями. Это означает, что значение рН равное 4, в 10-крат более кислое, чем рН 5 и в 100-крат более кислое, чем рН 6.

Значения рН неподготовленной воды обычно колеблются в пределах от 6,5 до 9. Для того чтобы достичь оптимального значения рН для печатного процесса (4,8-5,2), упомянутый ранее буферный раствор входит в состав увлажняющего концентрата, благодаря чему, значение рН устанавливается на желаемом, постоянном уровне.

Электропроводность

Электропроводимость – определяет способность вещества проводить электрический ток, измеряется в микросименсах (µS).

Увлажняющая добавка имеет в своем составе большое количество химических веществ, которые при растворении в воду имеют хорошую проводимость. Это позволяет определять действительную концентрацию увлажняющей добавки в увлажняющем растворе, благодаря измерению электропроводимости.

При измерении электропроводности в работающем (циркулирующем) растворе, значения электропроводности являются некорректными, из-за попадания в раствор компонентов краски, бумаги, смывки.

Температура

Температура увлажняющего раствора должна быть в пределах 10-12 °С. Охлаждение машины и температуры окружающей среды для поддержания постоянной температуры, поможет стабилизировать производственный процесс.

Печатный процесс

Основной проблемой в офсетной печати является эмульсионное взаимодействие печатной краски и увлажняющего раствора. Стабильный печатный процесс нуждается, чтобы оба материала образовывали эмульсию в определенной пропорции и на определённой скорости скорости. Эмульсия с другой стороны зависит от взаимодействия изменяющихся параметров, которые делают печатный процесс тяжело контролируемым.

Кроме печатных красок и увлажняющего раствора, также решающее значение играет механическое влияние, используемый материал, условия эксплуатации, красочные и увлажняющие ролики, форма, качество воды, температура, тип печатной машины и многое другое.

В дополнении, существуют дополнительные процессы, которые оказывают влияние на печатный процесс: налет краски и бумажной пыли на поверхность увлажняющих роликов, изменение температуры печатного пресса, промежуточная смывка и многие другие факторы.

Но наибольшее влияние оказывает печатник, который должен чувствовать печатный процесс, опираясь на свой опыт, регулируя параметры печати, поддерживая их стабильность.

Эффект изопропилового спирта:

- быстрая стабилизация баланса краска-вода

- низкое поверхностное натяжение

- снижение температуры

- препятствует развитию микроорганизмов

- эффект самоочищения

- уменьшает вязкость увлажняющего раствора

- уменьшает образование пены

- уменьшает налипание краски на увлажняющих валах

Снижение и полное устранение спирта

В большинстве случаях, при офсетной печати (листовой и Heat-set), в увлажняющий раствор, добавляют изопропиловый спирт. Спирт улучшает печатный процесс, благодаря некоторым своим функциям.

С того момента, как начали добавлять изопропиловый спирт в увлажняющую систему, начали искать методы для снижения или его полного удаления, по экологическим и экономическим причинам. Первоначально добавление спирта было в пределах 20%, на сегодняшний день количество было снижено до 8% и менее.

В дополнении, производители расходных материалов стараются корректировать свои продукты для удовлетворения требований по уменьшению количества спирта, в печатной индустрии. Компания Schwegmann также имеет продукцию, удовлетворяющую данному запросу.

Если стоит задача уменьшения количества спирта или полное его удаление, то осуществление данной задачи требует особой осторожности и тщательности. Успех зависит от оптимизации всего печатного процесса.

Ниже даны советы, которые особенно применимы при уменьшении количества спирта либо полном его удалении, и которыми очень часто пренебрегают.

Регулирование красочных и увлажняющих валов

Слишком натянутая ткань на валах будет негативно влиять на эмульсионное поведение, из-за механического напряжения и нагревания. Рекомендуется обращать внимание на инструкции производителей, так как небольшое отклонение от оптимальных параметров, будет вызывать нагревание валов.

Постоянный уход за валами

Очень важно чистить красочные и увлажняющие валы со специальными чистящими агентами. Соль, особенно известковый налет, бумага и печатная краска будут оседать на валах, делая поверхность гладкой и жесткой. Чистящее средство Schwego Clean 8179 удаляет грязь и отложение с валов, также придает эластичность и очищает поры поверхности.

Уменьшение избытка воды/краски

Валы будут оставаться чистыми дольше, если сам печатный процесс печати будет стабилен. Очень часто количество воды и краски может быть достаточно уменьшено (до -50%), без уменьшения плотности краски. При этом вспенивание раствора будет меньше, растровые точки будут более четкими, накапливание краски на дозирующий вал и покрытие будет значительно меньшим. Пожалуйста, помните: «Чем меньше воды и краски – тем лучше».

Наилучшим условием для печатного процесса будет печать на «границе расплывания», то есть момент, когда воды достаточно лишь для смачивания непечатных элементов. В большинстве случаев, «расплывание» будет начинаться с внешней кромки печатной подложки, в печатном направлении. Обычно это связано с не полностью закрытыми красочными зонами на непечатных элементах или с ходом дукторного вала, который может подавать слишком много краски на кромку рамы. Совет: при уменьшении хода дукторного вала, увеличивается поступление краски на печатные зоны.

Температурные условия

Большое внимание следует уделить температурам, в особенности при работе на высокоскоростных и высокообъёмных машинах. Обычно в печатных машинах, испускаемое тепло хорошо удаляется в окружающую среду. Однако, защитная решетка на валах, которая предохраняет от распыления краски, и соответственно вся рама вала будет сильно нагреваться при работе, что может привести к нарушению эмульсионного баланса. Температура работающего красочного вала не должна превышать 26˚С.

Температура увлажняющего раствора, при обратном ходе, по возможности не должна превышать 12˚С, тогда как нижний температурный предел в ролевом офсете, в большинстве случаев, ограничивается образованием конденсата, который может попасть на печатный субстрат, таким образом нарушая печать и производство в целом.

Сохранение увлажняющего раствора

Масляные и жировые компоненты должны удаляться из увлажняющего раствора.

Как было описано ранее, принципом офсетной печати является процесс отталкивания краски и воды. При попадании масляных чистящих средств в увлажняющий раствор, происходит снижение функций раствора. Если все же произошло загрязнение раствора, рекомендуем использовать Schwego Sorb 8225. Это специальная фибровая прокладка, которая будет собирать жир и масло с поверхности увлажняющего раствора.

В некоторых случаях, если увлажняющие валики были очищены, при помощи масляных чистящих средств, на их поверхности может образовываться краско-восприимчивая пленка. При этом новообразованная пленка укрепляется при печати и происходит отталкивание водяной пленки.

При ручной чистке увлажняющих валиков, красочную пленку следует аккуратно удалить при помощи шпателя, после этого возможно удаление краски быстро испаряющимися чистящими средствами, такими как Schwego Damp 8174. Далее рекомендуется протереть валики гидрофильными субстратами, такими как аравийская камедь и др.

В случаи значительного загрязнения увлажняющего раствора, в особенности микроорганизмами, увлажняющую систему следует промывать или чистить при помощи специальных средств, таких как Schwego Fix 8110. Применять биоциды следует очень осторожно, перед применением всегда читайте инструкцию или информацию на этикетке.