30 Оптичні властивості
фарб. До оптичних
властивостей фарб відносять їх колірні характеристики, глянець, прозорість або
непрозорість, інтенсивність. Колір - основний показник
якості друкарських фарб, що визначає, в першу чергу, можливість використання
фарби для одержання того чи іншого зображення. Колірні характеристики фарби
мають особливе значення для багатофарбового друку. Оптичні
явища у фарбовому шарі складні і багатогранні. При проходженні променів денного
світла через шар фарби відбувається їх відбивання, заломлення, розсіювання чи
вибіркове поглинання. В результаті виникає відчуття того чи іншого кольору,
прозорості чи непрозорості, глянцюватості чи матовості відбитка. Будь-який
колір характеризується трьома параметрами — кольоровим тоном, яскравістю (світлостійкістю) і насиченістю (чистотою), які
обумовлюються фізико-хімічною природою пігментів, що входять до складу фарби, а
також властивостями в'яжучого фарби, товщиною фарбового шару, видом друкованої
поверхні і її характеристиками тощо. Кольоровий
тон — основна
колірна характеристика фарби, за допомогою якої ми розрізняємо її колір.
Кольори однакового тону можуть розрізнятися за яскравістю, в той самий час
однакову яскравість можуть мати кольори різних колірних тонів. Яскравість
чи коефіцієнт відбиття характеризує загальну кількість енергії видимого денного
світла, відбитого відбитком. Чим більшу частину падаючого світла відбиває
фарбовий шар, тим він світліший. При відбиванні ахроматичного світла яскравість
висока з коефіцієнтом відбиття, близьким до 100%, що відповідає високій
білості. Малий коефіцієнт відбиття (5— 6%) відповідає практично чорній
поверхні. Насиченість — це ступінь відмінності
даного кольору від білого і характеризується долею відбитого хроматичного
кольору у всьому відбитому світлі. Чим більше колір наближається до ахроматичного,
тим менше він є насиченим. Для об'єктивного вимірювання кольору в поліграфії
існує два принципово різних методи — спектрофотометричний
і метод фотоелектричної колориметрії . Глянець
фарби на відбитку - це здатність фарби дзеркально відбивати світло, що потрапляє на її
поверхню (рис. 4.9). Він залежить, переважно, від ступеня гладкості поверхні,
товщини фарбового шару. Чим гладкіша поверхня відбитка, тим більш глянцевим і насиченим він буде. Інтенсивність — це здатність фарби
надавати зображенню необхідні оптичні характеристики при найменшій витраті
фарби. Інтенсивність залежить, в першу чергу, від властивостей пігменту,
режимів його отримання, ступеня очистки вихідних продуктів, дисперсності та
концентрації пігменту. Прозорістю називають здатність шару
фарби пропускати світлові промені, які відбиваються від поверхні, на яку
нанесено фарбу. Покривна здатність —
поняття протилежне прозорості. 31 Реологічні
властивості фарб: липкість, пластичність, еластичність, тиксотропія. Липкість
друкарської фарби — це одночасне проявлення її адгезійних і когезійних властивостей. Вона
суттєво впливає на поведінку фарби в процесі друкування і, як наслідок, на
якість відбитка. В процесі друкування фарба повинна одночасно прилипати до двох
поверхонь (папір, друкарська форма) і в рідкому стані розділятися між ними. При
цьому адгезія (прилипання) повинна бути більшою від опору фарбового шару до
розділення (долання в'язких сил). Це є умовою друкування. Від липкості фарби
залежить її здатність до вищипування поверхневого шару паперу, а також
швидкість і час розкатування. Тиксотропність — це здатність фарби
самочинно гуснути в стані спокою в умовах постійної температури й знову
розріджуватись при перемішуванні. Тобто при зберіганні фарби збільшується
в'язкість за рахунок утворення коагуляціиної структури. Але міцність такої
структури є порівняно невеликою, тому вона легко руйнується, фарба знов набуває
текучості (в'язкість зменшується). Пластичність — це здатність зберігати
набуту внаслідок дії навантаження форму після припинення цієї дії. Ця
властивість характерна для фарб з великим вмістом пігменту та слабо еластичної
в'яжучої речовини. Пластичність збільшується при насиченні фарби водою в
процесі друкування на офсетних друкарських машинах. Висока пластичність фарб
погіршує їх друкарські властивості. Еластичність — здатність фарбової
плівки під дією навантаження змінювати свою форму й повністю відновлювати її
після припинення дії навантаження. Еластич¬ність сухої фарбової плівки суттєво
впливає на якість друкарського відбитка: більш еластична плівка менше
розпливається та обсипається. Вміст у фарбі високомолекулярних складників —
твердих смол і високов'язких алкідів — збільшує її еластичність, а відповідно
липкість. 32 Взаємодія паперу і
фарби. Процес взаємодії залежить від властивостей
матеріалів і умов друкування. Кольоровий відтінок паперу в поєднанні з кольором
фарби може суттєво змінити загальне зображення в порівнянні з оригіналом. При
контакті паперу з друкарською формою на її поверхню переходить 50-60% фарби, що
утворює плівку товщиною 1,5-2
мм. Подальше збільшення подачі фарби на друкарську форму
не бажане. Поняття «товщина
шару фарби на відбитку» - умовне, бо шар фарби, що переходить на відбиток,
зменшується при всмоктуванні фарби папером і випаровуванні органічного
розчинника. Для друкування крупних деталей ілюстрацій і тексту
використовують менш гладкий папір. Для друкування ілюстрацій з дрібними
деталями у багато фарб папір повинен бути глянцевим, а для тексту – матовим, бо
блиск глянцевого паперу при читанні втомлює очі. В офсетному
друці
можна використовувати не дуже гладкий папір, бо він контактує не з твердою
друкарською формою, а з пружньо-еластичним гумовим покриттям. При
друкуванні глибоким способомдруку папір
повинен мати рівну, одномірну та гладку поверхню, лише за таких умов можна
отримати насичені та чіткі відбитки. Липкість і в’язкість фарби повинна відповідати
якості паперу та швидкості друкування. Чим більша швидкість друкування, тим
менш в’язкою та липкою повинна бути фарба. Нормальна взаємодія паперу та фарби під час
друкування можлива лише при наявності якісно виготовленої друкарської форми. 33 Первинне і остаточне
закріплення. Закріплення
фарби на відбитку є складний фізико-хімічний процес, який протікає протягом певного часу.
Механізм і швидкість утворення фарбової плівки на відбитку, її структура і
міцність залежать від багатьох умов і в першу чергу від складу в'яжучого фарби,
від властивостей паперу (пористості і ін.), а також від товщини фарбового шару
на відбитку, температури повітря і т. д. Розрізняють такі основні механізми закріплення
фарб на відбитках: плівко утворення, вбирання (дифузія), випаровування
розчинників. При
плівкоутворенні рідке в’яжуче містить реакційно-здатні складові, які лише на відбитку вступають
у реакції з полімеризації. Вони можуть утворюватися кількома способами: окислювальною полімеризацією,
фотополімеризацією або поліконденсацією. Закріплення
вбиранням можливе лише на пористих матеріалах. Механізм
закріплення: фарба проникає у поверхневий шар паперу, адсорбується на
волокнах і механічно утримується на них завдяки пористій структурі паперу;
рідка фаза в’яжучого відділяється й вибірково вбирається. При
закріпленні фарби в наслідок випаровування розчинників в’яжучою речовиною є розчини смоли
в леткому органічному розчиннику. Механізм
закріплення: спочатку спостерігається незначне вбирання, а потім іде
випаровування розчинника. При цьому збільшується концентрація смоли й фарба
набирає потрібної структурної в’язкості. Можлива комбінація механізмів закріплення фарби на
відбитку. Механізмом закріплення фарби на відбитку можна і
треба керувати, модифікуючи друкарські фарби та матеріали, вдаючись до їх
обробки перед друкарським контактом, застосовуючи різні пристрої, що
інтенсифікують закріплення фарби. Найбільше використання в друкарських процесах
одержали термічні способи сушіння: відкритим газовим полум'ям, нагрітим
повітрям, інфрачервоним випромінюванням та ін. При підвищенні температури у
звичайних друкарських фарб різко прискорюється процес їх закріплення.
Використання високошвидкісних машин для друку привело до створення
швидкозакріплювальних фарб під дією ультрафіолетового, мікрохвильового,
електронного, лазерного випромінювання. 34 Визначення в’язкості. В'язкість
фарби —
це внутрішнє тертя, що виникає між шарами фарби при їх переміщенні в результаті
дії механічного напруження. В'язкість можна розглядати як відношення напруження
(сили) зсуву, яке зазнає рідка система до градієнта швидкості зсуву. При довгому зберіганні в'язкість фарби приймає
максимальне значення, система є твердоподібною. А при прикладанні певного
напруження шари зсуваються один відносно одного, структура руйнується і
в'язкість зменшується. Настає момент повного руйнування структури, коли
в'язкість стає мінімальною і постійною і не залежить від напруження зсуву.
Таким чином, в'язкість друкарської фарби не є сталою величиною і змінюється від
максимального значення до мінімального в певному інтервалі напружень зсуву. Цей
інтервал називають границею текучості друкарської фарби. Важливою реологічною характеристикою фарби є також
аномалія в'язкості, що характеризує
ступінь структурування і міцність структури фарби. Вона має велике значення для
характеристики технологічних властивостей фарби для офсетного та високого
друку. Аномалія в'язкості фарби оцінюється відношенням величини максимальної
в'язкості (без руйнування структури фарби) до величини мінімальної в'язкості
(при граничному руйнуванні структури фарби). За величиною градієнта швидкості чи напруження
зсуву, при яких досягнута мінімальна в'язкість фарби, можна оцінювати міцність
структури фарби порівняно з еталоном чи іншою фарбою. 35 Класифікація фарб
за: способами друку, друкованими матеріалами, продуктивністю друку
успадкування, видом робіт. Для виготовлення видавничої та іншої друкарської
продукції застосовують різні види фарб залежно від способу друку, конструкції і
швидкості друкарських машин, особливостей друкарської продукції та виду паперу. Друкарські
фарби, залежно від способу друку, для якого вони призначені, діляться на фарби
для високого, офсетного, глибокого, трафаретного і інших видів друку.
Фарби цих класів мають різні властивості: в'язкість, липкість, швидкість і
характер закріплення, ступінь вологостійкості. Фарби кожної групи, залежно
від характеру друкарської продукції можуть бути газетні, книжково-журнальні,
ілюстраційні, картографічні, для друкування на пакуванні, палітурні і ін. Офсетні
фарби,
залежно від швидкості друкування і подачі паперу, розділяють на дві групи — для друкування на рулонному і аркушевому папері. Фарби
високого друку, залежно від конструкції і швидкості роботи машини, діляться також на дві
групи — ротаційні і для
плоскодрукарських машин. За кольором фарби можуть бути кольорові, чорні та
білі. Для макро- і мікропористого паперу, полімерних плівок, жерсті випускають
різні фарби. Тріадні
фарби
(фарби для три- і чотирифарбового друку) призначені переважно для друкування
ілюстрацій на гладкому папері. Різноманітність кольорів і відтінків кольорових
оригіналів вдається чітко відтворити шляхом сполучення трьох спеціально
підібраних фарб: жовтої, пурпурної та голубої з добавкою четвертої чорної (або
сірої) фарби. Тріадні
фарби повинні відповідати таким технічним вимогам: — мати чисті спектральні кольори; —
бути прозорими (одна з фарб, наприклад, жовта, якщо її наносять першою на
папір, може бути непрозорою, покривною); — бути глянцевими; — мати високу світлостійкість; — бути збалансованими за насиченістю таким чином, щоб, при накладенні
їхніх шарів приблизно однакової товщини, можна було б отримати чорний або
нейтральний сірий тон; — відповідати способу друкування, для якого вона призначена. Тріадні
фарби за
оптичними властивостями бувають двох видів: відповідають європейському
стандарту СЕІ; відповідають стандарту ОІМ. При візуальному порівнянні фарб обох тріад видно,
що пурпурна та голуба фарби, що відповідають стандарту ОІМ, дещо світліші, ніж фарби європейського стандарту. Жовті фарби
однакові. Тріадні фарби стандарту ОІМ не дають змоги відтворити глибокі пурпурні та темнозелені тони
й тіні, зате створюють яскраві кольори. Тому ці фарби використовують для
листівок, проспектів, реклами. Тріадні фарби стандарту СЕІ не дають яскравих, зелених кольорів, але створюють глибокі тони
пурпуру, м'якої зелені, золота, що необхідно для відтворення оригіналів
класичного живопису. Наявність
двох стандартів тріад — наслідок недосконалості оптичних властивостей
друкарських фарб. Тому в майбутньому повинна існувати одна тріада фарб. Широкий розвиток комп'ютерних технологій у
додрукарських процесах поставив проблему невідповідності кольорів, що ми бачимо
на моніторі настільно-видавничої системи, та їх відтворення на папері в процесі
друкування. Спеціальні системи наскрізного контролю, калібрування дисплеїв
вирішують цю проблему тільки у деяких, порівняно нескладних випадках. Частіше
за усе єдиний надійний засіб досягти точного відтворення кольорів зображення —
вибрати зразок потрібного кольору та користуватися ним у роботі, як еталоном. Основне
призначення систем змішування фарб: нормалізація та контроль кольорової продукції,
відтворення потрібного кольору за зразками з використанням рецептур, що
додаються до кожного зразка кольору. У цих системах кольори з ідентифікаційними
номерами згруповані за кольоровим тоном, насиченістю та яскравістю. Каталоги
систем містять відповідні рецептури, змішуючи фарби за якими можна отримати
необхідний колір. Найбільш відомі системи змішування поліграфічних фарб — це
"Каст-Ейхінгер", "Хартман", "Пантон" та
"Райдуга". Кольорове
коло системи змішування поліграфічних фарб "Каст-Ейхінгер" складається з 9 базових
кольорів. Інші 67 зразків кольору системи отримані з обов'язковим додаванням
білого чи чорного, або білого та чорного одночасно. У системі
змішування поліграфічних фарб "Хартман" відібрано 16 основних кольорів.
Попарним змішуванням отримано ще 28 зразків кольору. Таким чином, кольорове
коло системи "Хартман" містить 44 зразки базових кольорів. Система
змішування фарб "Пантон" заснована на використанні 8 основних кольорів.
Змішуванням не більше двох основних кольорів отримано основне кольорове коло
високонасичених кольорів, що містить 44 базових кольори. Кожний базовий колір
розгорнуто у тоновий ряд з семи полів. Система
змішування фарб "Райдуга" складається з 3 базових кольорів, що відповідають
первинним фарбам тріадного поліграфічного синтезу (голуба, пурпурна, жовта). До
них додано три кольори, що відповідають бінарним кольорам (кольорам, що
отримані при накладанні в процесі друкування двох фарб), тріадного синтезу
(зелений, червоний, синій). Для розширення кольорового охоплення системи до
числа основних кольорів введено додаткові кольори: оранжевий та
червоно-пурпурний, що займає проміжне положення між пурпурним кольором та
синім. Усі зразки кольорів у кожній з систем відтворені
поліграфічним способом на двох видах паперу: крейдяному та некрейдяному. Кожний
зразок кольору супроводжується рецептурою змішування, що дозволяє відтворити
колір зразка на відбитку за допомогою відповідної фарби. 36 Особливості
закріплення фарби на пористих, невсотувальних поверхнях.
