Свидетельство о регистрации СМИ
Эл № ФС 77-60096 от 10 декабря 2014 года.
Издается с 1995 годаТелефон редакции: (495) 504-21-87

Drupa 2016
Drupa 2016
Отраслевое соглашние

(НП №1, январь-февраль 2011)

Обратить вред в пользу

В.И. Штоляков, к.т.н., профессор МГУП

Нет худа без добра… (поговорка)

Эта народная поговорка имеет продолжение: …и добра без худа. В ней отражается диалектическая противоречивость природы нашего мира, известная каждому изобретателю, каждому разработчику новой техники. Известно, что любое техническое новшество помимо положительного результата имеет ещё и нежелательный отрицательный эффект. Компьютер, к примеру, освобождает нас от рутинной умственной работы, но он же лишает человека творческой фантазии. Вся техника пронизана противоречиями и любой технический объект характеризуется присущим ему «букетом» противоречий.

Убрать, сохранить и улучшить
Пока положительный эффект превышает нежелательный, противоречие мало заметно. Первые печатные машины были тихоходны, с ручной подачей листов. От них требовалось только выполнение технологического процесса – печатания, с чем они успешно справлялись. Но как только стали повышать скорость их работы, начались технические проблемы, которые требовали разрешения. Когда ухудшение в работе технического объекта переходит границы допустимого и противоречие обостряется, наступает период революционного изобретательского решения. Одним из основных этапов в создании инновационного решения является выявление технического противоречия, устранение которого должно привести к качественно новому, ранее неизвестному результату. Разрешить противоречие – значит убрать отрицательные факторы, сохранить и улучшить положительные.
Теория решения изобретательских задач, разработанная в середине прошлого века Г.С. Альтшуллером, предлагает 40 приёмов устранения технических противоречий. Для примера рассмотрим один из них – «обратить вред в пользу», когда отрицательные (негативные) явления используются для получения положительного эффекта, например, при модернизации полиграфической техники. Эффективность применения этого приёма для разрешения технического противоречия проиллюстрируем некоторыми примерами развития и совершенствования печатного оборудования.

Постоянная проблема
Офсетный печатный аппарат, после изобретения А. Зенефельдом (1798 г.) способа прямой плоской печати, становится одним из основных видов печатного оборудования, продолжая постоянно модернизироваться. В нём реализован способ офсетной плоской печати, основанный на устойчивом смачивании пробельных элементов формы увлажняющим раствором, а печатающих – краской. Однако с момента появления офсетного печатного аппарата и до сих пор остаются проблемы нарушения качества печатной продукции, постоянно зависящие от стабильности баланса краска-вода. Недостаточное увлажнение вызывает нарушение гидрофильных свойств пробельных элементов печатной формы и, как следствие, её тенение. Избыточное количество увлажняющего раствора на форме приводит к тому, что краска перестаёт взаимодействовать с печатающими элементами, а увлажняющий раствор начинает активно проникать в краску, что сказывается на её составе. На оттисках получаются разводы, снижается оптическая плотность, наблюдается неравномерность наложения краски, отмарывание. Увлажняющий раствор проникает в краску, в результате чего, на запечатываемый материал наносится красочная эмульсия. Практика эксплуатации офсетного печатного аппарата определила допустимое содержание влаги в краске в пределах 10–20%, что обеспечивает формирование устойчивой эмульсии. Постоянной проблемой в работе красочного аппарата, узлом противоречий, является нарушение баланса краска–вода в процессе печатания тиражной продукции. Влага не должна в большом количестве проникать в красочный аппарат, поскольку её наличие в нём вызывает отрицательные последствия и сказывается на качестве печатной продукции.

Как проявляются положительные эффекты
Несмотря на отрицательное влияние влаги на работу красочного аппарата Г.Ф. Далгреном, впервые в 40-х гг. прошлого века, было предложено наносить увлажняющий раствор на форму напрямую через накатной валик красочного аппарата. Этим решением он предлагал обратить вред в пользу, что и дало положительные результаты и вызвало некоторую неприязнь у полиграфистов. Они к этому не были готовы, сработала, так называемая психологическая инерция, которая выражается в предрасположенности к какому-либо конкретному методу и игнорирование других всяких возможных. Через некоторое время, в 60-е гг. прошлого века и по настоящее время, этот способ нашёл активное применение в высокопроизводительных офсетных печатных машинах. Оказалось, что это вредное воздействие на красочный аппарат является одним из важнейших условий подготовки и проведения стабильного печатного процесса, проявляя такие положительные эффекты как:
– активное принудительное эмульгирование валиков красочного аппарата, благодаря чему быстро формируется водно-красочная эмульсия;
– образование постоянного состава и свойства эмульсии, что позволяет оперативно подготовить красочный аппарат к работе.
С учётом этого нововведения конструкция красочного и увлажняющего аппаратов радикально изменилась (рис. 1).

Валики увлажняющего аппарата (с 1-го по 5-й) находятся в постоянном контакте, что обеспечивает непрерывную подачу увлажняющего раствора в виде тонкой плёнки, так называемое плёночное увлажнение. Промежуточный (приставной) валик 5 обеспечивает совмещённую работу увлажняющего и красочного аппаратов или, наоборот, раздельную.
В первом варианте подача увлажняющего раствора осуществляется комбинированным способом через первый накатной валик красочного аппарата и через накатной валик 3 увлажняющего аппарата. Это обеспечивает быстрое получение баланса краска–вода, что способствует оперативному выходу на режим печатания.
Во втором варианте приставной валик 5 отведён от накатного валика 6 красочного аппарата, и увлажнение формы происходит напрямую через валик 3. Этот вариант выбирают при незначительном содержании краски на форме. До недавнего времени это был единственный способ подачи увлажняющего раствора на форму.

Что «разрубит» узел противоречий?
Несмотря на эти радикальные изменения в работе красочного и увлажняющего аппаратов и положительные эффекты от подачи увлажняющего раствора через красочный аппарат, проблемы остаются. В реальном печатном процессе количество увлажняющего раствора в краске, необходимое для образования стабильной эмульсии, зависит от состава краски и увлажняющего раствора, соотношения печатающих и пробельных элементов. При смене формы и запечатываемого материала, краски, увлажняющего раствора и вида печатной продукции оптимальное соотношение баланса вода-краска приходится находить всякий раз заново. Так что полученный положительный результат до конца не разрешил все негативные явления. Технические противоречия остаются и ждут своего разрешения. Самым эффективным в ближайшим будущем решением будет исключение увлажнения из офсетного печатного аппарата. Это направление активно развивается, что позволит окончательно «разрубить» узел противоречий из-за влияния увлажняющего раствора на качество печатной продукции.

Ещё один узел технических противоречий
Вредное воздействие увлажняющего раствора на бумагу, известное печатникам с момента освоения технологии многокрасочной офсетной печати «по сырому», представляет ещё один узел технических противоречий, требующих своего разрешения. Все погрешности неприводки красок в офсетной печати связаны с двумя технологическими факторами: увлажнением формы и давлением в зоне печатного контакта. Печатная пара в этом случае выступает в роли своеобразного прокатного стана, оказывая механическое воздействие на бумагу, одновременно увлажняя её. Ситуация усугубляется ещё и тем, что офсетное полотно, частично покрытое увлажняющим раствором, из-за давления выпучивается в окружном и в осевом направлениях, попутно смачивая и увлекая за собой бумагу. Степень деформации офсетной бумаги зависит от ориентации её волокон относительно оси печатного цилиндра. Поскольку бумага – анизотропный материал, то его деформация в поперечном и продольном направлениях различная. Под продольным направлением понимается ориентация её волокон в направлении отлива. Удлинения офсетной бумаги под действием технологических факторов составляет в среднем 1 мм на метр длины в поперечном направлении и – 0,3 мм в продольном направлении. Причём если бумага малой толщины, большого формата и плохо проклеена, то её деформация очень существенна. В листовых офсетных машинах из-за локального действия вредного технологического фактора на бумагу запечатанный лист на выходе из машины может принимать практически трапецеидальную форму, раздаваясь в хвостовой части, а в рулонной офсетной машине бумажная лента существенно увеличивается в поперечном направлении.

Принудительная деформация
Для разрешения этого противоречия необходимо было организовать коррекцию размеров оттиска путём использования специальных регистровых устройств, которые могли бы размещаться непосредственно в самой листопроводящей системе машины. Принцип действия этих устройств основан на принудительной деформации бумаги по ходу её подачи в печатный аппарат, что само представляется вредным для ведения печатного процесса. Оказалось, что путём выгибании середины штанги с захватами в окружном или радиальном направлениях в период передачи листа в другую печатную секцию, можно получить положительный результат и исключить воздействие вредных факторов. Благодаря тому, что передняя кромка листа принудительно выгибается, лист деформируется веерообразно и в таком положении передаётся в захваты печатного цилиндра следующей секции. Если середину передней кромки листа выгнуть по направлению подачи, т.е. сделать её выпуклой, то хвостовая части листа уменьшится (рис. 2а). При прогибе передней кромки в противоположном направлении она принимает вогнутую форму, что вызывает расширение хвостовой части оттиска (рис. 2б).


Величина прогиба средней части штанги может регулироваться в пределах 0,1–0,5 мм по ходу работы машины. В подобном способе коррекции наглядно проявляется приём – «обратить вред в пользу». В данном случае для получения положительного эффекта использован вредный фактор – деформация листа перед печатью. При попадании в печатную зону происходит устранение деформации листа, благодаря действию давления и увлажнения (вредных факторов) в зоне печатного контакта. В результате этого возникшие в бумаге напряжения снимаются, а дальнейшая деформация листа при формировании многокрасочного изображения на нём сводится к минимуму или никак не проявляется, и определяет положительный эффект.

Стоп fan-out
Эффект fan-out – расширение полотна является тоже результатом воздействия на рулонную бумагу влаги и давления в зоне печатного контакта, а также ещё и тянущего усилия в лентопроводящей системе рулонной офсетной машины. Учитывая различную степень поперечной и продольной деформации бумаги, в печатный офсетный аппарат следует подавать бумагу продольной резки, у которой направление отлива параллельно осям цилиндров печатного аппарата, что и осуществляется в листовых офсетных машинах.


Несколько иная ситуация в поведении бумажного полотна наблюдается в рулонных машинах офсетной печати. Подача запечатываемого материала в виде ленты не позволяет ориентировать бумагу с учётом технологических требований офсетной печати. Бумага подаётся по направлению отлива, из-за чего она подвергается наибольшей деформации в поперечном направлении. Несмотря на то, что скорость перемещения бумажной ленты через печатные секции рулонной машины достигает в современных машинах 12–15 м/с, деформационные процессы в бумажной ленте успевают проявиться, что вызывает необходимость в их устранении, поскольку корректировка осевой приводки – проблема для газетных машин двойной и тройной ширины. На такой ширине бумажного полотна активно проявляется эффект fan-out, который напрямую зависит от ширины ленты.
Для компенсации расширения полотна в современных рулонных машинах применяют специальное механическое устройство, которое размещается между печатными секциями 2, 4 с целью уменьшения бумаги по ширине. Оно состоит из ряда, принудительно вращающихся на двух параллельных осях, роликов 3, между которыми проходит бумажное полотно 1 (рис. 3). В зависимости от степени расширения запечатываемого материала расстояние между роликами регулируется, в результате чего лента в поперечном направлении слегка волнообразно изгибается (гофрируется) и ужимается, сокращаясь по ширине перед входом в печатный аппарат.
Аналогичную функцию воздействия на полотно выполняют воздушные сопла 2 (форсунки), расставляемые на регулируемых рычагах 3 поперёк бумажной ленты 1 иногда в комбинации с опорными роликами 4 (рис. 4).

Под действием воздушных струй лента волнообразно изгибается в поперечном направлении (гофрируется), тем самым уменьшая эффект fan-out при входе в следующую печатную секцию. Благодаря обдуву полотна изменяется влагосодержание бумаги, что также способствует стабилизации её размеров. Скорость истечения воздуха и место установки форсунок регулируется печатником с помощью дросселей 5 или в автоматическом режиме.
В представленных устройствах компенсации расширения запечатываемого материала, различающихся по принципу воздействия на него, техническое противоречие разрешается путём отрицательного воздействия на бумагу (её принудительную деформацию) для получения положительного результата – исключения последствий её деформации, что наглядно демонстрируется применением приёма «обратить вред в пользу».

Рис. 1 Схема увлажняющего аппарата

Рис. 2 Схема коррекции формы листа в зависимости от направления прогиба штанги регистрового устройства:
а – уменьшение хвостовой части листа;
б – увеличение хвостовой части листа

Рис. 3 Механическое устройство компенсации расширения ленты
1 – бумажное полотно
2, 4 – печатные секции
3 – ролики, принудительно вращающиеся на двух параллельных осях

Рис. 4 Устройство для уменьшения расширения ленты путём воздушного воздействия на полотно
1 – бумажное полотно
2 – форсунки
3 – регулируемый рычаг
4 – опрный ролик
5 – дроссели

НП №1, январь-февраль 2011


Возврат к списку

Copyright 2016, «Новости Полиграфии»