Разработка рекомендаций по выбору системы «бумага-краска» для печати на листовых офсетных машинах

На правах рукописи

БУЛАНОВ ИСМАИЛЖАН АБДУЛМОМУНОВИЧ

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ СИСТЕМЫ «БУМАГА-КРАСКА» ДЛЯ ПЕЧАТИ НА ЛИСТОВЫХ ОФСЕТНЫХ МАШИНАХ

Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы

(печатные средства информации )

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2011

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова»

Защита диссертации состоится «20» декабря 2011 г. в 12 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д. 212.147.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова» по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 2а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета печати имени Ивана Федорова.

Автореферат разослан «17» ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.147.01

д октор технических наук, профессор Климова Е.Д.

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:

1. Обоснование необходимости учета взаимосвязи специфичных свойств бумаги и краски.

2. Методика оценки текучести красок, учитывающая влияние шероховатости и поверхностной впитываемости запечатываемого материала.

3. 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.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулирована цель исследования, отмечена научная новизна и практическая значимость работы, представлены основные положения научной работы, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются требования к бумаге и краске, определяемые технологическим процессом печати на листовых офсетных машинах. Дается обзор работ, касающихся взаимодействия бумаги и краски в процессе печати. Исследованию вопросов взаимодействия бумаги и краски посвящены фундаментальные труды Л.А.Козаровицкого, Н.П.Зотовой-Спановской, Толленаара и др. В работах В.А.Наумова и Г.С.Чиликиной рассматриваются вопросы оценки капиллярно-пористой структуры бумаги и ее роль в процессе закрепления печатных красок. Взаимосвязи состава бумаги и факторов ее производства посвящены труды Фляте Д.М., Комарова В.И., Н. Паулера. Влияние введения в состав бумаги волокон шелка, кенафа, хлопкового линта и синтетических волокон изучалось Х.А.Бабахановой и У.Ж.Ешбаевой.

Исследования, проводимые за рубежом в области офсетной печати В. Валенски, П. Эрнстом, П. Вестером, П. Каллфом, Блокхиусом и др. в большей части касались влияния свойств либо краски, либо бумаги на качество печатной продукции.

Однако ассортимент печатной бумаги и красок постоянно расширяется за счет использования новых видов сырья и материалов. Модернизация печатного оборудования и повышение скорости его работы предъявляют и новые требования к материалам.

Анализ литературы показал, что вопросы влияния новых видов волокнистых материалов, используемых в изготовлении бумаги и новых рецептур печатных красок на качество цветовоспроизведения, изучены недостаточно полно.

Вторая глава посвящена исследованию состава и свойств образцов бумаги, серийно выпускаемой в Узбекистане фабрикой Гознак, Наманганской бумажной фабрикой. Для исследования также был выбран образец бумаги китайского производства, которая достаточно широко используется полиграфическими предприятиями республики. Образцы бумаги были соответственно обозначены как: образец №1 – бумага массой 1м² 70г (Китай), образец №2 – бумага массой 1м² 80г (Наманганская Б.Ф.), образец № 3 – бумага массой 1м² 90г (Гознак), образец №4 - бумага массой 1м² 120г (Гознак); образец №5 - бумага массой 1м² 140г (Гознак).

Микроскопическое исследование образцов выявило различия в волокнистом составе исследуемых образцов бумаги: в образце № 1 присутствует соломенная целлюлоза, в образце №2 хвойная и лиственная целлюлоза, №3, №4 хлопковая и хвойная целлюлоза, а в образце №5 только хвойная целлюлоза.

В состав образцов 3 и 4 входят достаточно большое количество коротковолоконных частиц. Различие в волокнистом составе может значительной степени влиять на размерно-структурные показатели бумаги. В первую очередь, это может повлиять на однородность печати плашек и фона, а также на процесс первичного закреплению краски при печати на офсетных листовых машинах.

Оценка размерно-структурных показателей выявила значимые различия у исследуемых образцов бумаги по показателям зольности и радиусу пор. Результаты представлены на рисунке 1.

Рис.1. Размерно-структурные показатели свойств исследуемых образцов бумаги: 1-толщина, 2 – плотность, 3 –пухлость, 4- зольность, 5- радиус пор, 6 – разрывная длина.

Взаимодействие бумаги с различными по природе жидкостями, что имеет место как и в печатных, так и послепечатных процессах, определяют сорбционные свойства бумаги. Регулирование гидрофильно-гидрофобных свойств поверхности бумаги является важной задачей при производстве офсетной бумаги . Для оценки сорбционных свойств бумаги используются разные методы. В рамках данной работы наряду со стандартными методами оценки этих свойств был использован метод, недавно разработанный фирмой EMTEC (Германия). Достоинством этого метода является то, что одновременно можно оценить такие важные для полиграфии свойства, как поверхностная проклейка, поверхностная пористость и динамика впитываемости. Принцип работы прибора EST -12 основан на измерении проницаемости бумаги ультразвуком при контакте с водой. При испытаниях на приборе получают диаграммы «степень интенсивности сигнала – время», по которым можно оценить степень внутримассной и поверхностной проклейки, а также пористость поверхности (рис.2).

Рис.2. Диаграмма «интенсивность сигнала – время» при контакте образцов бумаги с водой

На диаграмме видно, что характер зависимости для образца бумаги

№4 (120 г/м²) совершенно иной, что свидетельствует о том, что в бумагу не введены проклеивающие вещества. Поэтому такая бумага не может быть использована для процесса плоской офсетной печати.

По представленной диаграмме определяются параметры, характеризующие сорбционные свойства бумаги (табл. 1).