Влияние вязкости на качество печати*

Чтобы выяснить влияние вязкости краски на оптическую плотность и качество растровых точек, на 4-красочной машине глубокой печати Cerutti 118 было отпечатано и проанализировано 4 теста.

Анализировались параметры точек – круглота, площадь и периметр. Оттиски измерялись денситометром, геометрия растра исследовалась программным анализатором. Выяснилось, что при снижении вязкости плотность оттиска уменьшается. При её увеличении площадь и длина окружности точек становятся меньше, а их форма приближается к круглой.

История вопроса

Полиграфисты стараются придерживаться определённых правил. В экспериментальной типографии университета Западного Мичигана вязкость краски всегда доводится до 20-22 с для жёлтого, пурпурного и циана, до 18-20 с для чёрного. Для её проверки и корректировки используется чашечный вискозиметр Шелла № 2. Когда в 1987 г. здесь установили машину глубокой печати Cerutti 118, для печати упаковочными красками применяли те же вязкости, но замеренные вискозиметром Зана № 2. После перехода на издательские краски Flint Ink порекомендовала 15-30 с (Зан № 2).

А поскольку было принято решение работать с более точными [2] вискозиметрами Шелла, потребовались тестовые тиражи для определения оптимальной вязкости. Кроме того, в старых красках использовалась смесь смол с «быстрой» смесью растворителей, а в новых – «медленный» разбавитель. В результате изменений возникла необходимость подбора соответствующих значений вязкости.

Вязкость – важный параметр печатного процесса. При слишком густой краске появляется растровый рисунок, появляются признаки подсыхания краски. Но слишком жидкая приводит к выщипыванию. Изменение вязкости при печати в первую очередь сказывается на светлых тонах [1].

Ход эксперимента

Полноцветная машина Cerutti 118 (ширина 584 мм) печатала в 4-х режимах. Первый тест проводился с очень высоким значением вязкости, измеренном для всех красок триады вискозиметром Шелла б№2. Затем вязкость постепенно понижалась до «нормального» уровня. Все тиражи печатались на скорости 180 м/мин на легкомелованной бумаге. В таблице 1 – использованные значения вязкости.

Плотности полученных после каждого прогона оттисков измерялись с помощью денситометра X-Rite 418. На основе пяти замеров плотности плашки вычислялось среднее значение. После этого с помощью программы Image ProPlus 4.5 на сфотографированном цифровой камерой участке оттиска анализировались площадь, длина окружности и круглота чёрных точек в областях 10%, 25% и 40%. Затем визуально сравнивались 50% точки пурпурного, голубого и чёрного с помощью электронного микроскопа Intel Play QX3+.

Таблица 1

Результаты и гипотезы

Средние значения оптических плотностей представлены на рис. 1, показывающем зависимость плотности от вязкости. При снижении вязкости средняя плотность плашки достигает максимума, а затем уменьшается. Наиболее существенно меняется плотность чёрной краски, меньше всего – жёлтой.

рис. 1

Оттиски анализировались с помощью Image ProPlus 4.5. Взаимосвязь вязкости и таких параметров как площадь точки, длина окружности и круглота устанавливалась по результатам измерений чёрных точек (10%, 25% и 40%). На рис. 2 зависимость площади от вязкости. При наращивании вязкости площадь 10% точки остаётся практически неизменной, 25% немного снижается, 40% также падает (исключение – зона минимальной вязкости). Уменьшение обюясняется тем, что с увеличением вязкости из ячеек вытекает и попадает на бумагу меньше краски. При самом высоком её значении 25% и 40% точки стали больше. Возможное обюяснение – краска настолько густая, что начинает размазываться.

рис. 2

Нестандартное значение 40% для 19 с можно обюяснить тем, что замеры были сделаны только на 29-ти образцах, тогда как для других режимов – минимум на 90 оттисках (см. Приложение). При печати с такой вязкостью точки сливались, было сложно отобрать чёткие фрагменты. Поэтому данные в расчёт не берём.

рис. 3

Взаимосвязь вязкости и периметра - на рис. 3. Обратите внимание на тенденцию снижения для всех трёх тоновых диапазонов. Самая стабильная – 10% точка, тогда как периметр при 25% уменьшается быстрее всего. Для 40% вновь нетипичное значение, но остальные величины несколько снижаются. И в этом случае при увеличении вязкости густой краске сложнее вытекать из ячейки. Укажем на знакомую тенденцию нарастания значений для 25% и 40% точек в интервале от третьего до четвёртого отсчёта.

рис. 4

Связь вязкости и круглоты на рис. 4 (чем ближе значение к 1,0, тем круглее точка). Формула для вычисления круглоты pб╡/4о─A, где p – периметр, A – площадь. Для анализа были выбраны чёрные точки, но ячейки вала расположены настолько близко, что идеальная круглота в 1,0 недостижима. На примере 10% точки видно, что при возрастании вязкости её форма начинает приближаться к круглой. То же относится и к 25%. Ситуация с 40% сложнее, поскольку для первого значения слишком мало тестовых отпечатков, а со второго по третье круглота снижается.

рис. 5

На рис. 5 показаны 50% точки пурпурного, циана и чёрного. На левых фотографиях значение вязкости максимальное, на правых – минимальное («нормальное»). Фотографии сделаны на электронном микроскопе Intel Play QX3+ (60-кратное увеличение). При снижении вязкости появляется грязь, точки сливаются. 50% точка в глубокой печати не похожа на шахматный рисунок, который на аналогичном разрешении демонстрируют флексография или офсет, хотя при высокой вязкости чётко воспроизводится сетчатая структура.

Чёрные точки намного меньше, чем для пурпурного и циана, поскольку линиатура вала для чёрной краски – 256 lpi, для двух других – 175 lpi. Возможно, поэтому и площадь, и длина окружности 10% чёрной точки почти одинаковы при разных значениях вязкости. Повышение вязкости не даёт эффекта из-за размера ячейки: из неё вытекает слишком мало краски.

Выводы и ограничения

По мере увеличения вязкости площадь и длина окружности точек уменьшаются, их форма приближается к круглой. У густой краски скорость истечения ниже, поэтому точки становятся меньше и круглее – даже на больших процентах не сливаются и не размазываются. Судя по показателям площади, длины окружности и круглоты чёрных точек, оптимальное значение вязкости ближе к 25 с, поскольку после все параметры растут. Оптимальную вязкость для жёлтого, пурпурного и циана должны определить дальнейшие исследования.

Учитывая изложенное, экспериментальная типография рассматривает вопрос о повышении вязкости красок при печати. Это доказывает: вместо того, чтобы повторять «мы всегда делаем так», нужно постоянно анализировать техпроцесс. Чтобы развиваться, необходимо экспериментировать.

Отметим ограничения работы. Во-первых, печать тестовых образцов проходила на скорости 180 м/мин. Производственные показатели зачастую гораздо выше, в таких случаях выводы могут не иметь практической ценности для полиграфистов. Во-вторых, тесты проводились только на одном материале, без учёта отличий по характеристикам и впитываемости, что, несомненно, повлияет на результаты. В-третьих, не зафиксирована температура красок, тогда как вязкость напрямую зависит от данного параметра [2]. Кроме того, анализировались только чёрные точки. Отличия могут наблюдаться при повышении линиатуры растра. Есть и другие моменты, но это наиболее существенные.

Литература

1. Ассоциация глубокой печати Америки (Gravure Association of America, GAA) и Образовательный центр глубокой печати (Gravure Education Foundation, GEF), Gravure: Process and Technology (Глубокая печать: процесс и технология), 1991, с. 237.
2. Полиграфическая техническая ассоциация (Graphic Arts Technical Foundation, GATF), What the Printer Should Know About Ink (Что необходимо знать о красках полиграфисту), 2-е изд., 1995, с. 44 и 142.

Об авторе: Кэти Джексон, студентка университета Западного Мичигана, второе место в студенческом конкурсе на лучший технический доклад (2003 г. при поддержке GEF/Sun Chemical).

* Перепечатано с разрешения редакции Gravure magazine, февраль 2005 г.

Есть много типов жидкостных вискозиметров разных форм, обюёмов и диаметров пропускных отверстий.

И, де-факто, – большое число ограниченно годных таблиц пересчёта из одного стандарта измерений в другой (с оговоркой на специфику реологий и неньютоновские жидкости) для пересчёта данных из одного формата в другой. Несмотря на единство природы данных, полученных большим или меньшим числом измерений вязкости указанных в таблицах эталонных жидкостей, они могут существенно различаться – как по диапазону, так и абсолютным показателям. Не ставя задачей публикации единственно верного источника, целесообразно сопроводить статью частью одной из таких таблиц. Что поможет оценить приведённые результаты в рамках более привычной системы отсчёта.

Борис Сумароков (Bsumarokov@upackgroup.ru), технолог-консультант группы компании «Упак»