Печатные краски

Полиграфические краски – лицо печатной продукции. Именно они придают готовым изделиям ту неповторимую ауру, ради которой, в наш век гаджетов, люди всё ещё продолжают покупать книги и иные печатные издания.

В целом, технологии полиграфического производства постоянно совершенствуются и на рынок поступают всё новые и новые решения. Однако, что касательно офсетного производства, то здесь всё более спокойно. В офсетной полиграфии применяются 3-и типа или класса печатных красок:

• масляные;
• фолиевые;
• уф-отверждаемые.

Полиграфические масляные краски можно назвать традиционными, т.к. они применяются очень давно и до сих пор широко распространены. Иными словами, подавляющее большинство полиграфической продукции создаётся при помощи масляных печатных красок. Существует великое множество масляных печатных красок для различных способов печати, классов оборудования и полиграфических бумаг. Единственное ограничение масляных печатных красок – это их неспособность печатать на невпитывающих материалах. Эту проблему призваны решать фолиевые краски.

Фолиевые краски разработаны специально для использования в традиционном техпроцессе, т.е. для работы на оборудовании, предназначенном для печати масляными полиграфическими красками, но на невпитывающих материалах. В реальности реализовать данную технологию оказалось не так просто, поэтому не так много типографий предлагают печать фолиевыми полиграфическими красками. Однако, в последние годы, существенно вырос спрос на полиграфическую продукцию, напечатанную на невпитывающих материалах (плёнках, пластиках, металлизированных бумагах и т.п.). Спрос порождает предложение и производители полиграфического оборудования откликнулись новыми технологиями, а именно красками уф-отверждения.

Материалы УФ полимеризации известны и успешно применяются в полиграфии очень давно, более 70-и лет, но только в последнее десятилетие уф-отверждаемые печатные краски вышли на новый технологический уровень и стремительно завоёвывают рынок. Прежде всего, это связано с появлением новых конструкций уф-сушек (светодиодных и энергосберегающих), под которые многие производители выпускают краски, а также переориентацией полиграфического рынка с высоко тиражного производства на среднее и мелкое, но высококачественное и высоко декоративное. И для этой цели уф-отверждаемые печатные краски и иные материалы уф-полимеризации, например, лаки подходят наилучшим образом.

Масляные краски 

Масляных печатных красок существует великое множество. Они достаточно узкоспециализированные, т.е. существуют для определённых печатных процессов, например, для листовой или ролевой печати. Краски для ролевой печати подразделяются на печать без сушки Cold Set и на печать с сушкой – Heat Set. Также полиграфические масляные краски делятся для печати на мелованных и на не мелованных бумагах (офсетных, газетных). Краски для печати на мелованных бумагах, в свою очередь, подразделяются для печати на глянцевых и для печати на матовых бумагах и т.д. Однако в реальном производстве смена краски – трудоёмкий процесс, прежде всего потому, что под каждую печатную краску необходима технологическая настройка оборудования. Поэтому типографии стремятся максимально универсализировать процесс, чтобы как можно реже прибегать к смене краски на конкретной печатной машине.

Печатная краска представляет собой коллоидную систему, состоящую из двух фаз, одна из которых – твёрдая и состоит из красящего вещества. Вторая фаза – это жидкое связующее, в среде которого равномерно распределены красящие вещества. Дополнительно в масляную краску для полиграфии вводятся специальные компоненты, обеспечивающие разнообразие печатно-технических свойств. Красящие вещества – это химические соединения, обладающие цветом и придающие окраску полиграфической бумаге.
В состав красящего вещества входят нерастворимые в воде пигменты и растворимые в воде красители. Пигментация отвечает за такое явление, как структурообразование. Структурообразование – это возникновение, в момент покоя, определенных сгустков, образующихся при взаимодействии нерастворимых в воде и растворителях пигментов. Сгустки создают проблемы для движения краски в красочном аппарате.

Закрепление краски 

На поверхность бумаги с поверхности печатной формы (высокая печать) или офсетной резины переходит примерно 50–60% масляной краски, образующей красочную плёнку толщиной 1,5–2,0 мкм (в высокой и офсетной печати). Дальнейшее увеличение подачи краски на печатную форму будет приводить к увеличению растискивания, что вызовет потемнение изображения и может привести к отмару. Слой краски, перешедший на поверхность бумаги, впоследствии значительно уменьшается в результате впитывания краски в бумагу и испарения.

Чем более развита микрогеометрия поверхности бумаги (пористость и шероховатость), тем больше краски она воспринимает. Для офсетной и высокой печати приемлемой считается оптическая плотность 1,4–1,8 на плашке оттиска при толщине слоя печатной краски 1,5–2 мкм.

Краскоперенос в контактных видах печати определяется давлением, под которым находится бумага в процессе печати. В офсетной печати оно минимальное, а в глубокой может доходить до 800 кг/см². Давление сглаживает макронеровности бумаги и обеспечивает надлежащий контакт её поверхности с печатной формой. По этой причине флексографская печать хорошо подходит для печати на текстурных бумагах (дизайнерских) и пористых картонах. Когда печатная форма давит на бумагу, то краска или с усилием внедряется в промежутки между волокнами бумаги (в её поры), или – при их отсутствии или недостаточном количестве (мелованная или каландрированная бумага) – выдавливается с поверхности печатающего элемента. Данный эффект особенно заметен во флексографской печати. По этой причине на сильно мелованной бумаге печатают тонкими слоями, более вязкими насыщенными красками, при оптимальном давлении печатного цилиндра.

Первоначальное закрепление определяется способностью масляной краски впитываться в поверхность бумаги с последующей окислительной полимеризацией. Второй этап закрепления – это окончательное высыхание краски на бумаге. От этого этапа зависит готовность тиража к последующей обработке.
Пористость, капиллярность и гладкость бумаги влияют на закрепление краски на печатных оттисках. Под давлением печатного цилиндра из красочного слоя на оттиске выдавливается значительное количество связующего, которое быстро впитывается в бумагу. Этому способствует вакуум, образующийся в порах и капиллярах бумаги после того, как оттиск выходит из печатной пары (печатный цилиндр – офсетный цилиндр). Затем следует постепенная капиллярная пропитка бумаги низковязкими и низкомолекулярными компонентами связующего (избирательное впитывание). Чем умереннее подача краски и выше давление печатного цилиндра, тем лучше краска закрепляется на бумаге.
Окончательное закрепление краски определяется окислительной полимеризацией высоковязких компонентов связующего. В качестве плёнкообразователей применяются смолы или продукты их переработки – канифоль, алкидные смолы, виниловые смолы, битумы, растительные масла, эфиры целлюлозы. Впитывание на этапе окончательного закрепления роли уже не играет.

Для ускорения процесса закрепления краски в полиграфии применяют различного рода сушки и иные приспособления. Для закрепления масляных красок используют: газовые сушки (для ролевой печати методом Heat Set); ИК сушки и/или обдув горячим воздухом (для листовой печати). Для высокоскоростной ролевой печати мощности ик-сушек недостаточно. Совместно с ИК сушками в листовой печати используют удлинённую приёмку, позволяющую печатным оттискам пройти процедуру первичного схватывания, прежде чем оттиски попадут в стопу, где процесс полимеризации будет продолжен.
Однако стандартом в листовой печати, в настоящий момент, является покрытие печатных оттисков защитным слоем воднодисперсионного лака (ВД лака). Лак наносится "по сырому" из специальной лаковой секции. Таким образом, достигается эффект сушки без использования энергозатратных ИК сушилок.

Растискивание 

Кривая растискивания.

Кривая растискивания по Magenta.

Чёткость печатных элементов на оттиске зависит, прежде всего, от микрогеометрии (гладкости) поверхности бумаги и от реологических свойств масляных красок. Например, максимальная линиатура печати напрямую зависит от гладкости бумаги. Чем выше линиатура растра, тем мельче минимальные печатающие элементы (растровые пятна) и тем больше вероятность того, что они могут не пропечатываться на оттиске, проваливаясь в микронеровности поверхности бумаги. Иными словами, при завышенных для данного класса бумаг линиатурах, на малых тонах (до 10–15%) высока вероятность проседания растрового пятна или его полная потеря. Второй фактор – это растискивание или приращение растровой точки (правильней растрового пятна). Рассмотрим пример кривой растискивания. На графике нанесены показатели растискивания для 20%, 50% и 80% значения тона растрового пятна. Получается, что на 20% приращение составило (23,12/20-1)×100=15,6 (%); для 50% – 12,4 (%); для 80% – 8,13 (%). Как видно из показателей растискивание тем выше, чем меньше размер растрового пятна. А чем выше линиатура, тем меньше размер растрового пятна при сопоставимых значениях тона изображения.

Природа растискивания 

Растискивание.

Растискивание. Неплотный ореол.

Растискивание неотъемлемый процесс полиграфического производства, его нельзя победить, но необходимо при печати соблюдать нормы растискивания. Растискивание возникает на этапе изготовления печатных форм (при плёночной технологии). В процессе засветки печатной пластины в копировальной раме, из-за особенностей световых лучей огибать преграду, на печатных элементах формы возникает тонкий ореол меньшей плотности. Технология CtP позволила устранить этот недостаток, однако, растискивание не исчезло.

При наборе краски печатным элементом печатной формы вновь появляется небольшой ореол меньшей плотности. В процессе переноса печатной краски с формы на офсетный цилиндр, вследствие давления, происходит процесс раздавливания и ореол вокруг печатного элемента увеличивается. Процесс повторяется при переносе печатной краски на бумагу, но дополнительно к эффекту раздавливания добавляется эффект впитывания краски бумагой. На высококачественных мелованных бумагах впитывание происходит через капилляры, а печатные краски высоковязкие, поэтому растискивание от впитывания масляной краски минимально. На легкомелованных и особенно на офсетных бумагах впитывание происходит через поры, размер которых существенно больше капилляров. Масляные краски, применяемые здесь, менее вязки, а наносимое количество существенно выше. Поэтому растискивание в низкосортных бумаг значительно выше. Краски с меньшей вязкостью для низкосортных бумаг применяют вследствие неровностей бумаги, более вязкие краски не смогут равномерно прокрасить усеянную "холмами и кратерами" поверхность печатного листа.

Разнотекстурные бумаги.

Разнотекстурные бумаги.

Всего чуть более 10-и лет назад бороться с растискиванием, вернее компенсировать его предлагалось на стадии допечатной подготовки, т.е. в процессе цветоделения. Для этого создавались и использовались специальные компенсационные профили. Простейший профиль можно было построить в Photoshop, однако, более продвинутые типографии предлагали свои профили с учётом особенностей печатной машины и сортов бумаги. Такой способ компенсации растискивания имел существенный недостаток, цветокорректор на своём мониторе не видел конечного результата, что затрудняло финишную подготовку изображения.
В настоящий момент труд цветокорректора упростился, большинство типографий перешли на универсальные ISO профили, а компенсация растискивания происходит на этапе вывода печатных форм, где учитываются тип печатной машины, сорт бумаги, а также распределение изображения по цветовым зонам (CIP).

Выводы и интуиции 

Печатать офсетным способом на текстурных дизайнерских бумагах можно, но для проникновения краски в глубину текстуры необходимо увеличивать давление печатного цилиндра или размягчить краску специальной смягчающей пастой, улучшающей впитываемость краски. Как показано выше, такое поведение приводит к нарушению печатных норм, которые нуждаются в компенсации, иначе, возможно плохое закрепление краски и повышенное растискивание. На этапе создания дизайна макета и подготовки его к печати, следует учитывать, что тоновые изображения на текстурных дизайнерских будут выглядеть плохо – мелкие растровые точки (растровые пятна) будут проваливаться, а начиная с 40% тона точки и выше изображения будут испытывать чрезмерное растискивание (приращение растровой точки). Иными словами, изображение будет более контрастным.
Поэтому, для печати на текстурных дизайнерских бумагах более приемлема флексографская (высокая) печать.

Не стоит превышать рекомендуемых значений линиатуры для данного типа печати и сорта бумаги, т.к. качество печатного оттиска будет ниже, чем оно могло бы быть, а с зернистостью изображений (растровая розетка), если она раздражает, следует бороться не увеличением линиатуры, а путём применения гибридных растров.