Зволоження в офсетному друці

ВОДА, Н2о, рідина без запаху, смаку і кольору; щільність 1,000 г/см3 (3,98°С), tпл 0°С, tкип 100°С; при замерзанні утворює лід. Одне з найбільш поширених з'єднань в природі, відомі ізотопні різновиди. Вода входить до складу багатьох мінералів і гірських порід, всіх жвавих організмів (45-98%, у тому числі в організмі людини близько 60% маси тіла), присутній в грунті. Обов'язковий компонент практично всіх технологічних процесів в промисловості і сільському господарстві... З "Нового ілюстрованого енциклопедичного словника" "Велика Російська енциклопедія", Москва, 1999

"Гідрогенератор", "гідросфера", "гідровузол", "гідроелектростанція" - всі ці і деякі інші складні слова включають корінь "гидро" - від грецького "вода". А в грецькій міфології є ще одне споріднене, видно, слово: Гідра - непереможна девятиголовая змія, що мешкала, нібито, в пелопоннеском болоті. Одним з 12 подвигів Геракла стала якраз перемога над цим болотяним чудовиськом, в якого на місці відрубаної всякий раз зростала нова голова. Вода дає життя, і вона ж її відбирає.

"Де вода, там і біда". "Вода шлях знайде". "Вода і землю гострить, і камінь довбає". "Цар вогонь та цариця водиця. - Спи, цар вогонь, - говорить цариця водиця", - знаходимо у В.І.Даля. Дійсно: вогонь сильний, але вода сильніша за вогонь. Скрізь вона шаноблива, хоча і не скрізь однакова.

До неї варто приглянутися попильніше, тому що традиційна офсетна печатьбез води не працює. Словосполука "сухий офсет" до недавніх пір видавалося таким же безглуздим, як "чиста грязь" або "холодна жара". Як відомо, всяка друкарська форма складається з друкуючих і пробільних елементів. Але в плоскої офсетної форми ці ділянки відрізняються один від одного єдино своїм відношенням до води. Після рівномірного зволоження всієї форми створені на ній гідрофільні ділянки "намокають", внаслідок чого втрачають сприйнятливість до фарби і стають в процесі друку пробільними. Зате нездібні намокати гідрофобні ділянки форми "беруть" офсетну фарбу безперешкодно і, отже, є друкарськими елементами. Вони олеофильны, або масловосприимчивы: відштовхують полярну зволожуючу рідину, але легко сприймають неполярну друкарську фарбу.

В той же час, всяка схема - таке ж спрощення, як "ручки, ніжки, огуречик, - вийшов чоловічок". У рідині, оточеною повітряною або газовою середою, виникає поверхневе натягнення, оскільки її зовнішні молекули в тому або іншому ступені притягуються внутрішніми. Зволожуючий розчин і фарба мають дуже різні значення поверхневого натягнення, а на кордоні між ними діє ще одна сила, яка прагне скоротити до мінімуму поверхню зіткнення, - поверхневе натягнення на кордоні розділу. І все-таки на ділі цей кордон позначений нечітко, а друкарська фарба і зволожуючий розчин ніколи не розділяються повністю.

В процесі друкування зволожуюча рідина через накатний валик перетягується в барвистий апарат машини і все сильніше "розріджує" фарбу. При цьому утворюється емульсія: мелкодисперсные крапельки однієї рідини плавають в зваженому поляганні в іншій. Коли кількість води в емульсії не перевищує 20-25%, що зволожує розчин розподіляється в друкарській фарбі рівномірно дуже дрібними крапельками. Це стабільна емульсія, оптимальний варіант для друку. Якщо води стає більше, ніж потрібно, виходить нестабільна "перекинута" емульсія, - фарба плаває у воді крупними краплями різного розміру і форми.

Чим менше краєвий кут b, утворений краплею рідини на твердій поверхні, тим краще ефект змочування

Оскільки пропорція води у фарбі міняється, можна сказати, щохвилини, друкарі говорять про баланс "фарба/вода". Їм доводиться постійно стежити, щоб відхилення від оптимального співвідношення не перевищували критичну межу, - балансувати, як при ходьбі по канату. Що потрібно враховувати для підтримки балансу? В розрахунок береться абсолютно все. Мають величезне значення: властивості початкової води, якість отриманого зволожуючого розчину, тип і достаток зволожуючого апарату, конкретна друкарська фарба, форма, гума, папір. Всі ці сім доданків повинні працювати на один результат. Але до них восьмим пунктом потрібно додати - мізки, дев'ятим - досвід, десятим - інтуїцію друкаря. Ради економії наші друкарні в основному оснащуються устаткуванням з низьким ступенем автоматизації. При цьому високої якості продукції добиваються лише друкарі найвищої кваліфікації. Деякі авторитетні фахівці галузі вважають навіть, що в недалекому майбутньому друкарями працюватимуть лише інженери.

Отже, "правильний" по складу зволожуючий розчин - не панацея, він не позбавить від всіх неприємностей, яких все одно не уникнути в роботі (дуже складною динамічною системою є друкарська машина). Але без нього про якість друку взагалі немає мови. По аналогії з "виправленими і доповненими" книжковими виданнями, що зволожує розчин - це виправлена і доповнена вода, яка щонайкраще служить для зволоження в процесі офсетного друку.

Так, в чистої води дуже високе поверхневе натягнення, і при високих швидкостях друку плівка води на формі не справляється зі своїм завданням. Щоб понизити поверхневе натягнення і поліпшити змочуваність, до води додають поверхнево-активні речовини - найчастіше изопропиловый або етиловий спирт (до 25%, хоча може бути вистачає 7-8%). Ізопропіловий спирт менш леткий і вогненебезпечний, та зате токсичніший, ніж етиловий. Дуже поважно не переборщити, інакше фарба зачинає активно сприймати зволожуючий розчин і емульгувати, а на відтисненнях з'являється тенение (точки фарби на вільних ділянках). Проте при дотриманні пропорції подачу води можна скоротити до мінімуму, і зволожуюча плівка вийде найтоншою. Ізопропіловий спирт цінується також за те, що підвищує в'язкість розчину, який в цьому випадку краще подається валиком зволожуючого пристрою до форми. Але сучасні зволожуючі розчини дозволяють у ряді випадків відмовитися від вживання изопропилового спирту, забезпечуючи всі його переваги. У не спиртних системах зволоження використовуються замінники ІПС, позбавлені від таких недоліків спирту, як розчинення фарби, при якому зменшується щільність кольору, вимивання пластифікаторів з гумових валиків і офсетного полотна, випар в навколишнє середовище і пожароопасность.

Отже, вода воді ворожнеча. Лише у води, що дистилює, немає ні запаху, ні смаку, ні кольору. А в природної, і тим більше - водопровідною, зазвичай є і те, і інше, і третє. Ще не маючи жодних уявлень про хімію, люди вже звернули увагу на те, яка різна вода зустрічається в природі. Наприклад, в одній місцевості вода майже не утворює накипу, а в іншій чайники швидко обростають крихкими нашаруваннями. Різниця буває значною навіть в межах одного міста. Німці позначили жорсткість місцевої води на географічній карті. Там, де до Рейну впадає річка Некари, картина вийшла на подив строката. У одному лише Гейдельберге жорсткість води варіювала від 0 до 25 dH. Величина dH - німецький градус жорсткості - вимірює постійну жорсткість, яка зберігається і після кип'ячення, на відміну від тимчасової - карбонатної жорсткості.

На офсетний процес жорсткість води надає дуже серйозний вплив. Чому? Жорсткими бувають суха земля, худий матрац, крохмальне простирадло, але як може бути жорсткою вода? Так її називають в тому випадку, якщо вона містить багато винищити і інших розчинених в ній грунтових лугів, солей кальцію і магнію. Ці речовини вступають в небажані реакції з жирними кислотами друкарських фарб і утворюють мильні з'єднання, які мають властивість випадати в осад на формі, барвистому і зволожуючому валику, що веде при друці до тенению. На валиках, офсетному полотні і друкарській формі з'являється абсолютно зайвий вапняний наліт.

Просвіт водопровідної труби майже повністю забитий відкладеннями солейСтепень жорсткості

Жорсткість не повинна перевищувати 15° dH. Проте "м'яка" вода з показником нижче 5° dH теж погана: в цьому випадку зволожуючий розчин вимиває солі з паперу і сприяє емульгуванню фарби, яка бере більше води і гірше закріплюється на відтисненні. За оптимальний вважається показник в межах 5-12 dH. Ось чому потрібно знати хімічний склад водопровідної води і точно визначати значення жорсткості за допомогою індикаторних паличок або еталонного розчину. Жорсткість можна скоректувати до потрібної величини шляхом пом'якшення, демінералізації або, навпаки, мінералізації води. Зазвичай в жорстку воду додають концентрати, які містять комплексообразователи (речовини, що перешкоджають випаданню кристалів).

Але це не все. Річ у тому, що навіть чистісінька вода складається не лише з молекул, в яких на два атоми водню доводиться один атом кисню згідно формулі Н2о. У воді є ще іони водню і гидроксилов. Це електрично заряджені частки: атом водню (Н) заряджений позитивно, а іони гидроксила (ВІН) - негативно. Коли вони знаходяться в рівновазі, вода рН-нейтральна. Водневий показник рН отримав свою назву від латинських слів "Potentia Hydrogeni" (активність водню), хоча в літературі зустрічається і заслання на англійську словосполуку "Power of hydrogen", що, втім, майже не спотворює сенсу. Число рН показує концентрацію в розчині іонів: показник нижче семи вказує на переважання іонів водню (кислий розчин), вище семи - іонів гидроксилов (лужний розчин). Щасливе число 7 характеризує нейтральну рівновагу. Згідно міжнародній шкалі, кислотність від нуля до семи убуває, а лужність від семи до чотирнадцяти зростає. Причому різниця між двома суміжними значеннями 10-кратна. Наприклад, кислотність рН 5 в 10 разів сильніша, ніж рН 6.

Доведено, що для офсетного друку краще всього личить вода з показником рН від 4 до 6. Звичайне дослідження води проводиться простим набором лакмусових папірців, які поринають в зволожуючий розчин і порівнюються за колірною шкалою, але існують і точніші електронні прилади, що дозволяють виконувати такі виміри. У друкарнях контроль рН потрібно проводити щодня, а бажано і частіше - після кожного додавання зволожуючого розчину, хоча незмінним показник рН все одно не буває: він міняється вже в процесі друкування під впливом різноманітних поверхонь, з якими зволожуючий розчин в друкарській машині стикається. Наприклад, з поверхнею паперу.

Сама целюлоза показник рН не міняє, чого не скажеш про інші речовини, які входять до складу паперу і особливо до складу її покривного шару. Наповнювачі і клеї здатні порушити баланс у бік кислотності або лужності. Тому проводяться спеціальні перевірки за допомогою індикаторної рідини, яка наноситься на поверхню паперу і міняє її колір, показуючи значення рН. Добре, якщо цей параметр опиниться в рамках від 5 до 9. Інколи саме рН папери є причиною загадкових змін рН зволожуючої рідини. Ось чому при закупівлі паперу незайве переконатися в нейтральній реакції рН і високій міцності поверхні на вищипування. Паперовий пил так чи інакше потрапляє в зволожуючий розчин, але чим її менше, тим менше міняється рН і тим чистіше резервуар для змочуючої рідини.

Школа pHСпирт ефективно знижує поверхневе натягнення

Взаємини у води з папером вельми непрості і з іншої причини: целюлоза гігроскопічна ("гигро" - ще один грецький корінь, що означає "вологість"). Паперовий кораблик, намокаючи, тоне, тому що тяжчає. Вбираючи воду, волокна целюлози розбухають і витягуються, причому в подовжньому направленні не так, як в поперечному. Поліграфісти знають, що пайовий папір з правильним направленням відливу деформується значно менше. Розбухання паперу часто веде до браку - непридатності друку. Це серйозна проблема, - особливо для газетних агрегатів. Отже, ніж менше зволожуючого розчину потрапить на запечатуваний матеріал, тим краще.

Третій параметр води - це електропровідність, яка, втім, тісно пов'язана з жорсткістю (dH) і кислотністю (рН). Електропровідність водопровідної води істотно нижча, ніж в готового зволожуючого розчину (300-500 микроСименсов проти 800-1500 мкСм).

Зрозуміло, що на величину рН можна впливати добавками кислоти, але вони порівняно швидко нейтралізуються карбонатами з виділенням сприяючій корозії вуглекислоти. Як же понизити шкідливий вплив кислих і лужних речовин, що потрапляють в зволожуючий розчин з паперу, картону, фольги, фарби? Для цього розроблені спеціальні буферні добавки (звичайно це 2-3%). Вони згладжують коливання рівня рН в процесі друкування накладу, оскільки це системи, які мають і лужну, і кислую буферну ємкість одночасно.