Резиновые валики и резиновые полотна в офсетной печати

В каждой первой типографии, которые я посещаю по долгу службы в Казахстане (да, и в России), я встречаю множество проблем с качеством, свойствами, эксплуатацией и состоянием используемых на печатных машинах валиков из резины (встречаются и из полиуретана).

Резина на валиках лишь кажется простым веществом, а, на самом деле, это довольно сложный комплекс (композит) и существует множество ГОСТ-ов и иных стандартов для изготовления резин и для проведения  их испытаний. Производители печатных машин и производители валиков, работая совместно, проводят множество тестов для того, чтобы для каждой конкретной линейки печатных машин рассчитать и изготовить валики с нужными свойствами и параметрами.

Например, резина валиков обладает целым рядом заданных физических и эксплуатационных свойств: твёрдость, напряжение и модуль упругости, модуль сдвига и скольжения, предел прочности на растяжение и сжатие, сопротивление разрыву, упругость и демпфирование, воздействие температуры, устойчивость к среде эксплуатации (например, набухание при химическом воздействии), деформация при статических и динамических нагрузках, усталость и износостойкость при нагрузке трением, и так далее.

Много?  Сложно? Непонятно?  Мне во многом  тоже не всё понятно, но я и не работаю на предприятии-изготовителе этих вещей. Я, как и вы, просто эксплуатирую эти изделия. Но эксплуатировать их нужно правильно и  выбирать, имея хотя бы минимальные представления о том, что и для чего нужно.

Валики

1. Форма валиков.

• Валики – это параллельно вращающиеся тела, поэтому, по определению, цилиндр. И в разрезе их форма должна быть кругом, а не яйцом или иной фигурой. Конус тоже в разрезе является кругом, но мы все понимаем, что параллельно вращаться два конуса (или конус и цилиндр) на параллельных осях при равномерном прижиме не могут. Поэтому конусность валиков не должна превышать примерно 0,05 мм на 1 м.
• Линейность поверхности валиков.  Для того чтобы соседние валики равномерно примыкали друг к другу их поверхность должна быть ровной. Если на валиках большие шишки или, наоборот, глубокие впадины, то примыкание валиков будет не постоянным и то, что они передают (просто давление, краска или  увлажняющий раствор) тоже будет подаваться циклически и не стабильно. Линейность тоже должна быть в пределах 0,05 мм на 1м.
• Шероховатость и пористость. Для того чтобы валик в той или иной среде (краска, вода или что-то ещё) передавал что-то в расчётных объёмах или количествах, то к нему должно что-то прилипать или иначе задерживаться на нём. Микроскопические поры и неровности (шероховатость) -  именно это и создаёт небольшие “ёмкости”, которые задерживают краску или воду на своей поверхности и передают дальше при контакте с другими валиками. Если валик блестит, как зеркало (так отшлифован или забит кальциевыми солями при плохом уходе), то что-то задержать на своей поверхности и, тем более, дальше стабильно передавать что-то  такой валик нормально не сможет. Если же, наоборот, валик буквально “лохмат” от неровностей на поверхности, то и дальнейшая передача краски или воды будет иметь крупную структуру  (зернистость), что не украсит вашу конечную продукцию.

2. Физико-химические свойства.

• Твёрдость. При производстве печатной машины и её укомплектовании валиками, производитель в инструкции отображает схему юстировки валиков относительно друг друга, как правило, по полосе контакта между ними. Но, это рассчитано на валики, которые производитель изначально заложил в конструкцию машины. Например, на схеме производителя, увлажняющий валик должен прижиматься к форме на 5-7 мм. Но, эти рекомендации даны для валика, например, жёсткостью 25 ®А (по Шору А).  Если, как это часто бывает, в типографии уже заводские валики поменяли на более дешёвые валики,  обрезиненные в не особо продвинутой компании или куплены  новые, но не известно у кого, то почти никто в типографиях не контролирует параметры изготовленных и заменённых  валиков. Посмотрели – вроде нормально,  и весь контроль. А, ведь, если производитель спланировал твёрдость валика 25 градусов, а вы получили валик с твёрдостью 45 градусов, то вас ждут большие проблемы. Особенно, если это увлажняющий валик. Вы, естественно, со всей тщательностью отъюстируете валики по схеме производителя, но результат будет плачевный – полосы, неравномерное нанесение краски, постоянное тенение формы, быстрый износ форм и так далее. Дело в том, что при контакте валика с твёрдостью 25 градусов в 5-7 мм, на него действует сила сжатия (или он давит на форму или соседний валик), например, 10 Ньютон. А, при твёрдости валика 45 градусов, сила сжатия уже, например, 30 Ньютон при тех же 5-7 мм по полосам контакта. Если это увлажняющий валик, то увлажнению очень трудно просочиться между так сильно прижатыми валиками.  И происходит это не стабильно и не равномерно (в зависимости от дефектов валика (в том числе его деформации от времени и воздействий)) и неточностей юстировки. Вот и появляются полосы, а печатник не может поймать баланс краска-вода, краски то много, то мало, прогрессирует разноттеночность, и так далее. При таком прижиме, вроде бы очень мелкий пигмент, уже становится абразивом для формы. Растёт температура в секции, нарушая оптимальный температурный баланс для передачи краски.

Накатных красочных валиков это касается тоже, но их, как правило, 3-4 и это помогает им частично компенсировать дефекты нанесения краски соседними валиками. Но, толстые слои краски (например, пантонные цвета, золото или серебро) при таких твёрдых валиках становятся проблемными и снова возникает разноттеночность, огромный ростиск и так далее. Разные производители печатных машин тоже по-разному подходят к твёрдости резиновых валиков на своём оборудовании. Например, на современных машинах Heidelberg почти все валики в секциях с твёрдостью 25-30 градусов.  А, например, у Ryobi в передаче краски от красочного аппарата до накатных валики с твёрдостью  50 градусов, а в накатной группе (и в накате краски и в увлажнении) твёрдость резины только 30 градусов. Не знаю, с чем связаны такие разные подходы, но так есть в реальности.

• Соответствие валиков  краскам. Для печати нормальными и традиционными масляными красками обычно используются валики из резины NBR. У этой резины превосходная стойкость к маслам и к заморозке (что нам и не особо  требуется, но такое уж свойство).  Но, в то же время эта резина плохо переносит  некоторые растворители и кислоты.  Поэтому, если затеять на печатной машине с такими валиками печать уф-красками или гибридными (с возможностью и уф-сушки и ик-сушки), то валики вздуются и быстро выйдут из строя. Для работы с уф и гибридными красками используется другая резина - EPDM.  Этой резине нипочём и растворители и кислотные фотоинициаторы уф-красок. Печатать на валиках c резиной из EPDM масляными красками можно, но результат гораздо хуже, чем с NBR резиной. Не знаю точно, по какой причине, но я ещё не встречал EPDM валики с твёрдостью менее 40-42 градуса по Шору А.   Подозреваю, что это связано с количеством наполнителей в резине и с ёё самой природой.

Ничего не могу сказать про достоинства или недостатки валиков из полиуретана – слишком мало с ними сталкивался и свойства (достоинства и недостатки) их мне не известны.

Нужно добавить, что при работе с валиками NBR нужно внимательно относиться к химии, которая используется для очистки валиков и резин, а так же для антиокислительной и обезжиривающей  очистки форм.  Вполне может случиться, что вы купите смывку или средство очистки непроверенного производителя или подделку, содержащие растворители (например, ацетаты, дихлорэтан, дихлорметан и так далее). Это плохо отразится на ваших валиках.  Лучше покупать средства очистки проверенных производителей и поставщиков, даже если вам кажется, что это дороже, чем какое-нибудь “суперпредложение” с огромной экономией неизвестно от кого. Ведь повреждение только одного валика будет вам стоить весьма дорого и не оправдает полученной экономии на смывочных средствах. Рекомендую, кстати, проверять все смывки, изопропанол и травления для форм так же  на повреждение формных пластин – есть 3-х минутный и суточный простые тесты.

• Набухание и утолщение валиков. Набухание валиков от смывочных средств, красок и содержащегося в увлажнении изопропанола, в разумных пределах, – это нормально. И производители в своих рекомендациях по полосам контакта между валиками это учитывают. То есть, если у вас на схеме производителя стоит полоса контакта 4 мм, то, с большой долей вероятности, подразумевается, что в реальных рабочих условиях эта зона контакта будет 4,5 мм, а то и все 5 мм.  Но, если у вас в изопропиловом спирте много ацетатов (более 0,05 %), то увлажняющий резиновый валик, а возможно и первый-второй красочные накатные   валики, набухнут выше нормы и проблемы не заставят себя ждать.  На 1 и 2 накатных валиках, как правило,  больше красочной эмульсии и, соответственно, в этой эмульсии будет больше доля ненужных ацетатов из увлажнения с  загрязнённым спиртом.  Если вы получили изопропанол от нового поставщика, то не спешите наливать его в печатную машину. Ацетаты не растворимы в воде, а изопропанол растворим отлично. Проведите простой, правда,  не очень точный, тест – ну хоть так. Отрежьте верхушку от чистой и прозрачной пластиковой бутылки  или возьмите чистый прозрачный стакан. Налейте в соотношении 50/50 испытуемый изопропанол и чистую воду. Перемешайте и подождите минут пять. Если вы увидите сверху тонкую прозрачную прослойку, которая пахнет по-иному, чем привычный запах изопропанола, то это возможно ацетаты, которые всплыли в более плотной, чем чистый изопропанол, смеси вода-изопропанол. Лучше такой спирт не использовать, естественно.

Но, утолщение валиков происходит и по другой причине – от нагрева. Напомню, что рекомендованный  эксплуатационный диапазон температур в цехе 20-25 градусов Цельсия. И печатные машины проектируются, исходя из этих норм. Конечно, даже если в цехе идеальная температура 23 градуса, то валики за счёт трения нагреты сильнее, но это учтено. Самая оптимальная температура валиков в печатной секции для передачи краски около 30 градусов. Естественно, что для передачи увлажнения  30 градусов  - это не оптимально и много, но для этих целей и существуют почти на всех печатных машинах холодильники для увлажнения. Для увлажнения оптимальная температура передачи  9-12 градусов. Именно при такой температуре вода достигает нужной вязкости и хорошо смачивает хромированный дозирующий валик.

Следовательно, если в цехе нет кондиционирования и температура выше 25 градусов, то валики перегреваются и расширяются выше нормы. И чем выше температура в цехе, тем выше и температура валиков, тем больше они расширяются и тем больше давление прижима между валиками со всеми вытекающими из этого проблемами. Да, ещё и краска становится менее вязкой и менее липкой и передача её в печатной секции становится совсем плохой и не предсказуемой. На многих современных машинах есть системы термостабилизации 3-х или 4-х валиков на секции, но, должен сразу сказать, что  это не панацея. Резина обладает достаточно низкой теплопроводностью и в печатной секции образуются очаги с более высокой и более низкой температурой. Но сколько-то это помогает стабилизировать процесс передачи краски.

• Износ валиков и плохой уход. На мой взгляд – это самая больная тема. Понятно, что никому не хочется тратить не малые деньги на замену валиков, но и дожидаться, когда невозможно уже будет хоть как-то печатать нельзя. Позиция и диаметр валиков в печатной секции подобраны так, чтобы их угловые скорости (напомню, что растиры имеют привод и прижатые к ним валики имеют такую же скорость вращения) не противоречили друг другу. То есть, чтобы не было торможения в каких-то парах валов, что неизбежно ведёт  к полосатой печати и к нарушениям в передаче краски. Так вот, если валик изношен на 1 мм в диаметре, относительно первоначального (рекомендованного производителем) размера, то не имеет смысла дальше оттягивать замену этого валика. Даже если регулировка этого валика позволяет ещё хоть на 2 миллиметра осуществить прижим, то к хорошему это не приведёт. Угловые скорости вращения валиков и расположение их осей вращения  изменятся настолько, что полос на печати и разноттеночности избежать не удастся. Даже, если для большого валика, например, диаметром 100 мм, 1 мм износа  - это 1%, а для более мелкого валика, например, диаметром 50 мм, 1 мм износа – это уже 2%, но оба этих валика работают в паре, то и менять нужно оба валика. Иначе, например,  при замене только более тонкого валика в паре, улучшения не появятся.

Кроме того, при износе валиков, зачастую, и сама форма валиков (например, появляется бочкообразность или  расширение к краям, в форме песочных часов) и шероховатость  меняются. О проблемах при этих дефектах я писал выше.

Отдельно хочу сказать об уходе за валиками. Не редко вижу в типографиях валики в печатных машинах настолько гладкие, что в них можно смотреться как в зеркало. Это происходит, как правило, по двум причинам – не проводилась антикальциевая обработка или валики повреждены (поверхность частично расплавлена и спрессована) растворителями. 

Антикальциевые препараты вполне доступны и предлагаются почти всеми продавцами расходных материалов.  Нужно только не лениться их использовать при необходимости.

Раньше, во времена расцвета полиграфии в Казахастане, мы пользовались разными смывками для валиков и для резин,  и это было оправдано.  Для валиков использовалась более жирная смывка – это позволяло валикам дольше сохранять эластичность и, в конечном итоге, это продляло их срок службы. Для резин же применялась смывка с быстрым испарением и лучшим смачиванием бумажной пыли, чтобы быстрее и с меньшими отходами можно было продолжить печать после остановки на помывку.

Сейчас же все хотят иметь универсальную смывку (то есть одну на все случаи жизни). И в итоге, одна “универсальная” смывка слишком жирная для резин, но не плоха для валиков и, наоборот, другая “универсальная” смывка нормально отмывает резины, но сушит валики и они не успевают нормально отмыться и восстановиться за время смывки. Дело, конечно, личного выбора.

И, наконец, пасты для глубокой очистки валиков. Если вы не применяете такие составы, хотя бы раз в неделю, то вы сами готовите “скоропостижную смерть ваших валиков” и разбрасываете ваши деньги. На мой взгляд, в любых условиях, можно выделить 15-20 минут в неделю, чтобы заняться глубокой очисткой валиков.

Ну, а когда я узнаю, что в каждой второй (особенно в маленьких) типографии неделями, а то и месяцами, не смывают с валиков  краску – ДЛЯ ЭКОНОМИИ ЭТОЙ САМОЙ КРАСКИ!!! – то,  даже комментировать не хочу это. Это какое-то мракобесие и глупость – уничтожать дорогие валики, ради копеечной экономии краски! За эти недели и месяцы краска (какая бы она ни была “ночная” и сколь бы долго не сохраняла “свежесть” в красочных аппаратах и на валиках) так въедается в поры валиков и так там затвердевает, что её оттуда можно выбить только пескоструйкой вместе с самой резиной. А, потом такие деятели начинают искать причину плохой печати среди “негодных” красок, форм, смывок, увлажняющих концентратов  и так далее. Поздно искать – основное “чёрное дело” уже сделано.

Так как, мы выше это уже выяснили, для разных красок требуется разная резина на валиках, так и для разных красок требуются разные смывки и травления для форм. Нельзя смывать масляные краски смывкой для уф-красок, и наоборот – повредите валики. Для гибридных красок существует своя рекомендованная смывка.

Вот  основные мои наблюдения по ситуации с эксплуатацией резиновых валиков в наших типографиях.

Офсетные резинотканевые полотна (или по-простому -  резины)

Для офсетных резин совершенно справедливо многое, что я упомянул для валиков.  Не бывает 100% универсальных резин (на все случаи жизни). Резины тоже нужно выбирать для конкретных целей и с определёнными свойствами. За ними нужно правильно ухаживать и менять, когда они потеряли нужные кондиции.

1. Твёрдость.  Может,  кто и не знал, но офсетные резины различаются по общей твёрдости. Есть твёрдость отдельных слоёв, но есть общая твёрдость готового изделия. Вот она-то и важна. Стандартная общая твёрдость резин для большого количества текущих работ в средней типографии составляет 75-80 градусов по Шору А. Но, если вы намереваетесь печатать, например, по поверхности бумаги типа “Лён” или ”Скорлупа” или на ещё каких-то сильно профилированных поверхностях, то стандартная твёрдость резины не позволит вам получить хорошего результата. И пытаться заливать неровности профиля бумаги огромным количеством краски не поможет, если на изображении присутствует хотя бы текст, не говоря уже о растровых участках. Тут нужна более мягкая резина с твёрдостью до 65 градусов, а лучше до 60. Да, ростиск сразу вырастет и значительно, но мягкая резина сможет впечатать краску в большинство выпуклостей и впадин, и изображение не будет выглядеть бледным и неравномерным, что происходит, когда жёсткая резина окрашивает только выступающие части профиля бумаги. 

Если же у вас высочайшего класса бумага, огромная линеатура печати и требуется идеальный растр, то существуют резины с твёрдостью выше 90 градусов с почти зеркальной поверхностью, больше похожей на линолеум.

Резины разной твёрдости и разные по применению, как правило, отличаются и по цвету печатающей поверхности.

2. Шероховатость.  Да.  Для резин тоже важна шероховатость поверхности и, возможно, более важна, чем для валиков. И этот параметр придётся соразмерять с тем, на чём вы печатаете и какого результата хотите добиться.

Если вы печатаете, в основном, на офсетной бумаге (а тем более на газетной), то нужно понимать, что эта бумага сама весьма не ровная и шероховатая. Для этих целей вполнеподойдёт резина с шероховатостью 1,0-1,2 микрона. Такая резина часто дешевле других.

Но, если у вас в ходу глянцевые мелованные бумаги и картоны, то нужна уже шероховатость 0,6 микрона, ну максимумдо 0,9 микрона. Иначе растровые точки будут похожи на “ежей” даже если с увлажнением,краской и валиками у вас всё идеально. И тем хуже будет форма растровых точек, чем выше линеатура печати на сильно шероховатой резине - так как размер растра с повышением линеатурыбудет всё более сопоставим с размерами неровностейрезины. Высококачественное изображение на хорошей бумаге с резиной, у которой шероховатость более 1 микрона,не получится.

3. Область применения резин. Здесь хотел бы разъяснить тоже несколько моментов.

• Зачастую вижу в типографиях, где есть печатная машина с лакировальной секцией для ВД лака, что используют для лакировки те же резины, что и для печати. Это не правильно! Печатные резины на поверхности имеют резиновый слой, который хорошо смачивается маслом (то есть краской), но отталкивает воду (чтобы не переувлажнялись листы бумаги). А, резина для лакирования ВД лаком, наоборот, отталкивает масло и хорошо смачивается водой. Отсюда и проблемы. Когда на лакировальной секции стоит печатная резина, то слой лака тонкий и краска быстро набивается на резину. Ведь эта резина лучше взаимодействует с краской, чем с водным лаком.
• Так же как и в случае  с валиками, резина должна соответствовать краске, с которой работает. Так же, как и валики, есть резины с верхним слоем NBR – для масляных красок, а есть с верхним слоем EPDM -  для уф, и универсальные -  для гибридных красок.

Смывки для  таких резин подбираются тоже по типу используемой краски.

4. Уход за резинами и их замена.  Перетянутая резина – это, скорее всего, повреждённая резина и прослужит она не долго. Для натяжения резин нужно использовать  динамометрический ключ и тогда вы не порвёте тканевый каркас резинового полотна. Резины, как и валики, тоже требуют ухода. О смывках для резин я упоминал уже выше. Но, есть дополнение. Если вы возьмёте за правило после помывки резины протирать её тряпочкой или губкой, смоченной водой, то резина дольше сохранит свою изначальную шероховатость и не будет повреждена спрессованными  бумажными волокнами и остатками мелованного слоя. На современных машинах, протирание резины водой,  зашито в стандартную программу смывки. Там где этого нет, рекомендую делать вручную.

Кроме того, резины, как и валики, забиваются кальцием и становятся твёрже со временем. Для валиков существуют пасты для глубокой очистки, а длярезин – кондиционеры. Можно использовать и пасту для валиков, только потом её сложновато с резины смыть, но и это применимо.

Если резина блестит, твёрдая и никакие пасты и кондиционеры не помогают, то необходимо такую резину менять без сожаления, пока из-за неё вы не испортили тираж и не испортили отношения с заказчиком, недовольным качеством вашей печати.

Кстати, в глубокой печати резиновые валы противодавления(печатные валы в глубокой печати довольно мягкие (резина, полиуретан и силикон), в отличие отпечатных цилиндров офсета и флексографии) тоже играют важную роль и имеют свои особенностиизготовления и эксплуатации. Но, об этом как-нибудь в другой раз.

Вот такие наблюдения технолога из типографий. Надеюсь, что это было познавательно.

Технолог компании ВИП Системы Фанайлов В.Н.