Контроль и мониторинг показателей качества офсетного печатного оттиска Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»



КОНТРОЛЬ И МОНИТОРИНГ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ОФСЕТНОГО ПЕЧАТНОГО ОТТИСКА

Л Г. Варепо1. А. Ю. Бражников2, И. В. Нагорнова3, Е. Б. Баблюк3 1 Омский госусарствечиый технический университет, г. Омск, Россия ООО «Омскблантздатк г. Омск, Рсссчя :Моекобский политехнический униезратвм, г. Москва, Россия

Аннотаиия - Проблема оценки качества печати чрезвычайно актуальна, требует для своего решения адаптации п разработки высокоинфор.матнвных методов. Вопросы изучения границы печатная краска-подложка, учитывая большой ассортимент печатных красок, до сих пор представляют как научный, так п практический интерес. В работе представлены результаты исследования оттисков отпечатанных на мелованной бумаге способ-ом офсетной печати.

На основании СЭМ-пзображенпй п ЭДС-анализа поперечных срезов оттнскоБсопоставлены колориметрические показатели и характер распределения красочных слоев в порах мелованного слоя бумаги д.ля двух серий цветных красок при разных вариантах нх наложения в процессе печати. Прослеживается тенденция большего искажения требуемого цвета при большей глу бине проникновения красок Данные метут быть использованы для определения значений предыскажений, задаваемых в процессе допечатной подготовки н осуществлен выбор печатных красок в зависимости от требуемой точности воспроизведения.

Кпючркмр слала: печатная краска, С'ЭМ-тойражрннй. качестао печатного оттиска.

I. Введение

Показатели качества офсетного печатного оттиска существенно зависят от стадии закрепления красок на поверхности запечатываемой подложки прн печатании, представляющей собой комплекс сложных процессов, течение котсрых обуславливается фшю:о-химнческимисБойстзами взаимодействующих систем.

Анапп в?анмосвязи основных элементов печатного процесса позволяет выделить следующие факторы. влияющие на качество арэд/кцнп: спечатываемый матернат. печатная краска, увлажняющий раствор параметры настройки оборудования Это делает проблем) оценки качества печати чрезвычайно емкой, актуальной, требующей для своего решенш адаптации я разработки высоксинфсрмативных методов.

В работах [1.2] авторы акцентируют внимание на и:пользаванни компьютера для опенки качества офсетной печати, уделяя прн этом основное внимание контролю отклонения растровых точек и нмнтщнк распределения толпшны красочной пленкн для различных изображений.

Методы электронной микроскопии могут использоваться как для анализа запечатываемого материала [3,4], в частносги формы и взаимного расположение пор в объеме бумаги, так и для мониторинга распределения крэсЕИ в структуре запечатываемой подложки [5. о].

Также отмечается юс приоритетная роль для анализа качества отображения и прн оценке влияния фагтеров. которые характеризуют взаимодействие между печатной краской и поверхностью подложки [7].

Д. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Вопэосы изучения границы печатная краска - подложка, учтывая большой ассортимент печатных красок, до с fx пор актуальны и предгтаяллог как нручнкй так и практический интррег R работах [4, 5. 8] приводятся данные пс исследованию границы раздела печатная красна картой методом слектроппой микроскопии. Одпаго факторы, в.шхюцнс на процесс исчагакня и.тьска и закрепления ьа uoaepxtociH иидшАкк. к ней не рассматриваются.

Постановка задачиисследозанш заключается е изучении и мсниторинге влишия эмульгирующей спосоЗно-стн офсетных печатных красок на процесс вг.итыЕання и закрепления на поверхности подложки. Также, с практической точки зрения. важно контролировать влияние степени эмульгирования печатной краски в условиях печати на единичные показатели качества печатного оттиска.

Ш. Методика эксперимента

Объекта:ш исследования являются оттиски, запечатанные двумя офсетными печатными красками ведущих фирм-производителей: Litoflora FTX FlintGroup (II) и Тоуо (12) в стандартном порядке 100% наложения ЫасК (К)-С'уап (С) -Magenta (Л1). В качестве подложки используется мелованная бумага TitanGloss.

Оттиски отпечатаны при сравнимых условиях на четырехкрасочной печатной машине ManRoland704 без терморегулирования крассчного аппарата со спиртовым увлажнением.

Для получения н поддержания кислотности в пределах значений PH=4.S-5.3 увлажняющего раствора применялся концентрат Hydrofast 307 GS. Б качестве спиртовой добавки использовался нзопропиловый спирт хн-мнческн чистый, содержание ацетона 0.03%. Режим подачи увлажнения по дукторному валу - 23%.

Степень эмульгирования печатных красок (СО при взаимодействии с увлажняющим раствором определяли по [9].

Количественную оценку глубины впитывания краски в структуру подложки определяли по границе раздела печатная краска-подложкг. на основании изображений поперечных срезов, полученных на высокоразрешающем автоэмиссиснном растровом электронном микроскопе JSM7500F (JEOL). Пространственное разрешение составляло не менее 1нм. Для снижения зарядки и предотвращения разрушения под электронным пучком непроводящих образцов осуществляли предварительное напыление на поверхность образцов стоя плагины (около 10 нм толщннои)в атмосфере аргона в установке напыления магнетронкого типа AutoFineC'oater JFC-1600.

Для определения элементного состава образцов н распределение элементов в поверхностных и объемных слоях бумага использовали ЭДС'-спектрометр Oxford Х-Мах80 с SATW-окном при ускоряющем напряжении 10 кВ. токе зонла 2-Ю"10А. времени накошения 40с и шшнмальной скорости счета. Элементом для оптимизации служил кремнии.

В качестве показателей качества оттнскарассматривалн оптическую плотность и цветовое различие ДЕ в системе цветового пространства Lab по отношению к координатам цтета. заданны:.: в файле. Оптическую плотность определяли по стандартной методике с помощью спектрофотометра GretagMacbeth SpectroEye.

IV. Результаты экспериментов

Результаты экспериментальных исследований представлены в табл. 1 н на рис. 1-2 в виде СЭМ - изображения поперечных срезов оттисков, запечатанных офсетными печатными красками:: Litoflora FTX FlintGroup (II) и Тоуо (12) в стандартном порядке 100% наложения black (К) -Cyan (С) -Magenta (М), с наложенными ЭДС-картами рлпреде.ттення глементот* красочных глоет* приведены кривые гчкнгимогги интенгикнгсти рентгеновских сигналов элементов ст глубины прсникновения в поры бумаги.

Pec. 1. СЭМ-нзображения поперечных срезов оттисков: 1.1 -IIК (200(Юх): 1.2-11 К/С (lOOOOx); 1.5 - II КС/М (ЮОООх): 1.4 -12 К (20000х): 1.5 -12 К/С (lOOOOx); 1.6-12 К/С/М (lOOOOx)

ТАБЛИЦА 1 ПАРАМЕТРЫ КРАСОЧНЫХ СЛОЕВ

C, % Оптическая ^ плотность Толщина слоя на поверхности, мкм Глубина проникновениям к.м

К / КС / кем К КС кем К КС кем К / КС кем

11 65 1.7/1.4/1.5± 0.1 2.2 /1.7/ 4.0±0.2 0.4±0.1 0.8±0.3 /0.9±0.2 Э.3±0.1 / 1.5±DJ2 / 4.5Ю.З

12 54 1.7/1.4/1.4± 0.1 1.8/1.0/0.7*30.1 С.4±0.1 0.5±0.1/0.6=0.1 Э.4±0.1 / 0.4±0.1 / 0.6±0.2

200-

100

№

jwH/ufJIl

i'.'T. ^/УЗД*^,^.'■'VV'.T^1 frГ^^ и ^Г.ТГГТТГ^ Г

2

I | I I :

0 1

I I I II I I I

3

11' " ' I

5

I'1'1 f 1 1 1 1 1 1 I

в 7

NKai_2. • • - CKai_2

gm

200-

Ъ

100-

о

I Г'| | I I I I I ■-■ I |-1 I I I I I I I | I I I I I I I I I | I I I I I I I I I | I I I I I—I I I I I I I I I I I I I | I I I I

о

2

3

л

Б

е

Со Ко1. ОКоЧ.С Ко1_2

Рнс. 2. ЭДС-карты распределения элементов и Еривые зависимости интенсивности рентгеновских сигналов элементов от глубины проникновения: 1-11 К ОМ (ЮОООх); 2-12 К/СЛ1 (10000?:)

На основании полученных СЭМ-изображении и ЭДС-анализа поперечных срезов оттисков сопоставлены колориметрические показатели и характер распределения красочных слоев в порах мелованного слоя бумаги для двух серий цветных красок при разных вариантах их наложения в процессе печати, а именно: К /КС /

Толщина красочного слоя Еарьнруется пс зонам в зависимости от суммарной плошали печатных элементов в этой зоне и определяется на границе печатная краска - подложка.

Толщина и оптические илсшосш черных (К) красочных слоев одинаковы а обоих тестируемых случаях, при этсм значения цветового различия незначительно отличаются, проникновение красочного слоя в поверхностный мелованный слой просматривается слабо (табл.1, рис. 1, позиции 1.1 и 1.4).

Посте изложения второй краски (С, «по-сырсму») различия становятся более существенными (табл.1, рнс. 1, позиции 1.2 и 1.5) н приобретают значимые величины после наложения третьей краски (М. табл.1, рнс. 1, позиции 1.3 и 1.(5).

На кривых распределения элементов (рнс. 2. позиции 1 и 2) видно, что для И глубина проникновения в поры мелованного слоя составляет около 4.5 мкм. при этом толщина слоя краски на непосредственно поверхности бумаги составляет приблизительно 1 мкм (определено по транше увеличения сигнала Са. составляющего основу мелованного слоя бумаги). Тогда как для 12 эти значения составляют примерно 0.6 мкм. Заметим, что толщины красочных слсев при всех вариантах наложения 12 и глубины проникновения в толщу бумаги имеют приблизительно равные величины.

Такое поведение красск может быть объяснено различной степенью эмульгирования: б процессе печати, с одной стороны, печатные элементы контактируют с увлажняющим накатным валиком в процессе каждого цикла вращения формного цилиндра и на своей поверхности несут прослойку увлажняющего раствора, которая при последующих контактах мигрирует в красочный аппарат. С другой - накатной красочный валик, контактируя с увлажненными пробельными областями печатной формы, переносит увлажняющий раствор в красочный аппарат.

Более высокое значение эмульгирующей способнсстн красш И (табл.1) означает наличие возможно большего количества уштадлтятпщего раствора тз составе переносимое красочного слоя

кем

v. Обсуждение ре зультатов

Прн этом оптические плотности красочных слоев как ля II. так и для 12 имеют сопоставимые значения и находится в пределах, допустимых ISO 13655.

Величины же цветового различия отличаются значительно: для II ЛЕ=4±0.2 является граничным, максимально возможным при печати с так называемой психологической точностью воспроизведения (различия îa-метны невооруженным глазом); ЛЕ=С.7±0.1 для 12 означает точное воспроизведение заданного цвета объекта.

VL Выводы И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом. обоснованно можно сопоставить точность воспроизведения заданного цвета на оттеке и характер проникновения различных красок в поры поверхностных н объемных слоев структуры бумаги.

Тенденция большего искажения требуемого цвета прослеживается прн всех вариантах наложения красок для случая наибольшего проникновения компонентов печатной краски в структуру запечатываемого материала.

На основании приведенных данных могут быль определены (уточнены) -значения предыскажений, сдаваемых в процессе допечатнов подготовки и осуществлен выбор печатных красок для конкретной печатной системы в зависимости от требуемой точности воспрон!ведения многокрасочного изображения.

список литературы

1. Lundstrom Jena. Verikas Antanas. Detecting halftone dots for offset print quality assessment using soft computing// Fuzzy Systems (FUZZ). IEEE Conference Publications. 2010. P. 1-7. DOI: 10.1109/ FUZZY.2010.5584433.

2. Jieyue Yu, Pengxiang Wei. Simulation the axial oil distribution of offset printing ■'■Electrical and Control Engineering (ICECE), IEEE Conference Publications. 2011. P. 4968-4971. DM:10.1109/ ICECENG.2011.6057508.

3. Christian Kugge, Vincent S. J. Craig, John Daicic. A scanning electron microscope study of the surface structure of mineral pigments, lattices and thickeners used for paper coating on non-absorbent substrates // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2004. Vol. 238. no. 1-3. P. 1-114.

4. Ozald Y., Kimura M.Visualisation of printing of ink vehicle on paper surfaces by a SEM technique SI Appita. 2000.. no. 3JP. 216-219.

5. J. S. Preston. N. J. Elton. J. C. Husband. J. S. Dalton. P. J. Heard. G. C. Allen Investigation into the distribution of ink components on printed coated paper: Part 1: optical and roughness considerations // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. June 24. 2002. Vol. 205. no. 3. P. 183-198.

6. Veritas A., Lundstrom J. Gelzinis A. Ad\rances in computational intelligence-based print quality assessment and control in offet colour printing // Expert Systems with Applications. 15 September. 2011. Vol. 38. no. 10. P.13441-13447.

7. Pietrov D_. Gereige L Gourgon C. Automatic detection of NIL defects using microscopy and image processing // Microelectronic Engineering. I>eceniber 2013. Vol. 1.12. P. 163-167.

8. Varepo L.G, Nagornova I.V.,Trapeznikova O.V. Application of electron microscopy to quality control of surface ink layers // Procedia Engineering. 2015. Vol. 113. P. 357-361.

9. Surland A. Factors Determining the Efficiency of Lithographic Inks // TAGA Proceedings.IP83. no.3. P.191-233.