Xreferat.com » Рефераты по издательскому делу и полиграфии » Причины возникновения волнистости стапеля

Причины возникновения волнистости стапеля

В. Н. Румянцев

Наверняка, многие печатники сталкивались с проблемой волнистости в хвостовой части листов бумаги в приемном стапеле и связанным с этим несовмещением красок при их запечатывании. Почему так происходит? Автор пытается разобраться и выявить некоторые причины возникновения этого явления и предложить свои меры борьбы.

Работая над решением задачи,  всегда полезно знать ответ.

Правило точности, Прикладная мерфология

Читая многие публикации в специализированной прессе, может сложиться впечатление, что уровень развития листовых офсетных печатных машин достиг своего предела. Все проблемы печатной техники решены. На самом деле это не так. Проблем хватает. В частности, еще многие типографии сталкиваются с большой волнистостью хвостовой части листов бумаги в приемном стапеле, от чего страдает внешний вид изданий. С этим можно было смириться, но именно в "хвосте" листа возникают проблемы с совмещением красок. И эти проблемы общие - они возникают на разных машинах вне зависимости от их производителей. В чем же дело? Каковы причины этого явления и как с ним бороться? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Тем не менее, попытаемся разобраться и выявить некоторые причины, вызывающие волнистость листов в стапеле.

Волнистость

Еще давно печатники обратили внимание на то, что при печати на бумаге небольшой массой сверху стапель на приемном столе машины практически не бывает ровным. Чем выше стапель, тем более он неровен. При этом волнистость неравномерна по всему стапелю. Если передняя (по ходу движения листа) часть стапеля достаточно ровная, то к «хвосту» его волнистость увеличивается. Поэтому часто применяют клинья, пытаясь выровнять поверхность стапеля, чтобы улучшить условия укладки очередного отпечатанного листа в стапель. И все это при том, что исходный стапель чистой бумаги на самонакладе намного ровнее. Отчего же это происходит?

Простой подсчет показывает, что слой краски к этому отношение имеет, но незначительное. Так, если принять толщину слоя краски на оттиске равной 2 мкм, то на каждую тысячу листов стапеля придется 2 мм краски, а на стапель в 5 тыс. листов — 10 мм. Но высота «волн» стапеля часто достигает гораздо больших значений. Значит, основная причина не в краске. Прежде, чем продолжить — небольшой экскурс в не очень далекую историю.

В 60-х гг. в НИИ Полиграфмаше проводились исследования по различным узлам и механизмам листовых печатных машин. В частности, изучались листопроводящие системы от самонаклада до приемного устройства. В работе принимали участие В. А. Варданянц, Е. Б. Гольденберг, Д. Я. Гуревич, Б. В. Куликов, Н. И. Либерман, В. И. Степанчиков, автор статьи (по листовому приемному устройству) и др. В рамках исследования была найдена публикация тогда одного из ведущих специалистов фирмы КБА (ФРГ) — доктора Больца-Шюнемана (старшего), в которой речь шла о причинах возникновения волнистости приемного стапеля. Из этой статьи и по результатам исследований НИИ Полиграфмаша в то время и последние годы, причины, приводящие к появлению волнистости стапеля, следующие.

На рис. 1 типичная схема приемно-выводного устройства 60-х гг. Тогда угол наклона участка колеи (1) делали большим. Устройство включает в себя цепной листовыводной транспортер (2), состоящий из двух замкнутых цепей, к которым прикреплены каретки (3) с захватами. На одном конце транспортера каретки принимают лист из захватов печатного цилиндра (4), а на другом конце захваты открываются и лист укладывается на приемный стол в стапель. Нас интересует только то, что происходит с листом в зонах печати, передачи листа из захватов печатного цилиндра в захваты каретки и последующего участка (1) трассы движения каретки.

Известно, что из-за давления в зоне печати и при наличии достаточно вязкой, липкой краски лист бумаги прилипает к офсетному полотну. Поскольку передняя кромка листа удерживается захватами с определенным усилием, лист «отдирается» от офсетного полотна и движется в натянутом состоянии, пока задняя кромка листа (его «хвост») не выйдет из зоны печати. Так как лист опирается на поверхность печатного цилиндра, линейная скорость каждой его части на этом участке Vлa равна скорости стоек захватов печатного цилиндра —Vпц. Это справедливо на угле a — от зоны печати (точка А) до зоны передачи листа в захваты каретки листовыводного транспортера (точка В) — рис. 1.

Рис. 1. Схема приемно-выводного  устройства 60-х гг.

Причины возникновения волнистости стапеля

После прохождения точки В лист начинает вести себя иным образом. На приводном валу листовыводного транспортера обычно закрепляются поддерживающие выводимый лист элементы, например, в виде дисков. Радиус поддерживающих дисков (Rпд) меньше радиуса движения стоек захватов каретки (Rст) для того, чтобы не зажать и не повредить лист, находящийся между печатным цилиндром и поддерживающими дисками. Обычно эта разность составляет не менее 2–3 толщин самого толстого листа, который машина может запечатать. С момента передачи листа в захваты каретки листовыводного транспортера передняя кромка листа, удерживаемая захватами каретки, продолжает двигаться со скоростью печатного цилиндра Vпц. Но поскольку натянутый лист прилипает к офсетному цилиндру, его части, следующие за передней кромкой, начинают прижиматься к поддерживающим дискам. Это происходит при движении каретки на угле b — от точки В до точки С — точки выхода каретки на прямолинейный участок.

Причины возникновения волнистости стапеля

Скорость движения середины листа на угле b соответствует скорости поддерживающих дисков. Она равна: Поскольку Vлb меньше Vлb, каретка уводит бумаги меньше, чем выходит ее из зоны печатного контакта. Максимальная разность в длине подаваемой и уводимой частей листа (Жb) на угле b равна:

Причины возникновения волнистости стапеля

Куда же пропадает образующаяся разность выходящей и уводимой части листа Жb? Ответ простой — лист, как прилипал к офсетному полотну, так и продолжает к нему прилипать. Только зона отрыва листа от офсетного полотна начинает смещаться из зоны контакта в направлении вращения цилиндра. Сюда-то, в образовавшийся треугольник, и уходит «излишек» бумаги. На рис. 2 показано изменение положения линии отрыва листа от офсетного цилиндра по мере движения каретки с листом. И все это происходит на угле b.

Рис. 2. Образование "треугольника" в зоне  печати (между печатным и  офсетным цилиндрами)

Причины возникновения волнистости стапеля

Ну и что из этого? К чему это приводит? А происходит в самой зоне отрыва листа от офсетного полотна то, что сродни поведению полоски бумаги, которую протянули относительно тупой стороны ножа или кромки стола — пока ее проводят по ножу или кромке стола, полоска ровная и прямая, поскольку натянута (рис. 3а), как только ее отпустили (хвост листа вышел из зоны печати), полоска скручивается (рис. 3б). То же самое происходит и с листом, когда он полностью выйдет из зоны печати. В это время легче всего и выщипываются волокна бумаги из листа.

Далее опять же известно, что в большинстве печатных машин стойки захватов кареток расположены не на радиусе делительной окружности приводных звездочек (Rд) цепного транспортера, а выше. Отношение радиусов Rст/Rд больше единицы и обычно находится в пределах 1,10–1,18. Это делалось для того, чтобы уменьшить скорость движения листа в зоне приемного стола. Отсюда следует, что с момента выхода каретки на прямолинейный участок, соответствующий углу g, скорость стоек захватов становится равной скорости средней линии цепи (делительной окружности звездочек). Скорость увода листа кареткой будет равна:

Причины возникновения волнистости стапеля

Скорость каретки падает. Если при этом хвостовая часть листа находится еще в зоне печати, происходит еще большее смещения точки отлипания бумаги от поверхности офсетного полотна (в направлении вращения офсетного цилиндра). Смещение этой точки продолжается до тех пор, пока «хвост» листа не выйдет из зоны печати. На угле g разность будет равна:

Причины возникновения волнистости стапеля

Качественно описанный процесс можно изобразить так, как показано на рис. 4 (для условной машины формата 72і102 см). Расчеты показывают, что величина ЖІ составляет всего несколько миллиметров, а величина Жg может доходить до нескольких десятков миллиметров.

Пока лист ведется захватами печатного цилиндра он ровный. Как только он переходит в захваты каретки — начинает деформироваться. Величина объемной деформации возрастает к хвосту листа. В таком состоянии лист выводится к приемному столу и укладывается в стапель. И если передняя часть листа (верха стапеля), соответствующая углу a, достаточно ровная, то хвостовая часть, соответствующая углам b и g (особенно углу g), представляет собой сплошные волны (или волну).

На угле g на листах может возникнуть побочный дефект — на запечатанной поверхности появляются продольные полосы. Они появляются примерно в последней трети листа полного формата в том случае, если на поддерживающих дисках отсутствуют, например, ролики (лист опирается непосредственно на поддерживающие диски) или эти ролики по тем или иным причинам не вращаются. В обоих случаях лист проскальзывает относительно этих элементов и на свежеотпечатанной поверхности появляются полосы, которые наиболее заметны на темном фоне при толстом слое краски.

Если же лист уже вышел из зоны печати, то он по инерции сил, возникающих при переходе каретки на прямолинейный участок (скорость каретки резко падает), стремиться сместиться вперед. В это время возможно смещение листа относительно поддерживающих дисков и появление на нем следов от контакта его с дисками — смазывание изображения. Его появление и предотвращают путем установки на дисках, например, различных элементов, вращающихся при контакте с листом.

Рис. 3. а) полоса бумаги при протягивании ее по кромке стола,

б) та же полоса после протягивания

(скрученное состояние)

Причины возникновения волнистости стапеля

К описанной выше картине следует добавить, что на характер волнистости листа сильное влияние оказывают размеры и расположение отпечатанного на нем изображения. Вот несколько вариантов размещения изображения.

Отпечатанное изображение представляет собой сплошную плашку. В этом случае передняя часть листа (стапеля), примерно на 1/4–1/3 длины листа в направлении движения будет ровной, а остальная часть будет одной волной (рис. 5а).

Отпечатанное изображение представляет собой чередующиеся полосы, расположенные вдоль всего листа параллельно осевой линии печатного цилиндра. При печати происходит следующее. Когда зону контакта проходит запечатываемая полоса, поведение листа соответствует описанному выше. Когда же полоса заканчивается, лист перестает прилипать к офсетному полотну, резко отделяется от нее и натяжение его ослабевает. Потом следует снова запечатываемая полоса. Лист прилипает к резине, натягивается и снова деформируется. И так далее. При таком характере изображения волнистость стапеля проявляется наиболее сильно — рис. 5б.

Представим себе, что относительно средней линии печатной машины полосы расположены в шахматном порядке. Если на одной половине полоса есть, то на другой ее нет. Поэтому, когда одна часть листа на своей половине прилипает к офсетному полотну, часть листа на другой половине находится в свободном состоянии (конечно, под давление печати). Такой характер изображения полностью отразится на форме верхней поверхности стапеля. Следует отметить, что часть нижних листов выравнивается под тяжестью верхней части стапеля.

Печатается текстовый материал, равномерно расположенный по всей площади листа. В этом случае описанного выше явления практически можно не увидеть, поскольку ширина зоны контакта сопоставима с высотой шрифта, а площадь печати в зоне контакта невелика.

Отсюда следует, что волнистость стапеля будет различной при печати разных изображений. Понятно, что волнистость наиболее ярко проявляется на тонкой бумаге с малой жесткостью и массой. Картон, из-за своей жесткости намного меньше подвержен влиянию волнистости. При работе с картоном возникают свои проблемы. Кстати, как представляется, на сегодняшний день граница между картоном и бумагой по массе сегодня оказалась «размытой». Раньше границей являлись 250 г/м2. Меньше — бумага, больше —картон.

Рис. 4. Диаграмма зависимости Ж от угла поворота печатного цилиндра

Причины возникновения волнистости стапеля

Рис. 5. а) полоса бумаги, как бы запечатанная по всей длине; б) полоса бумаги, как бы запечатанная полосами

Причины возникновения волнистости стапеля

Последствия того, о чем сказано выше, еще нагляднее можно видеть на готовой журнальной продукции, отпечатанной на рулонных машинах с принципом печати «резина к резине». На листах журнала, обычно ближе к его корешку, часто заметны волны, параллельные корешку, приобретенные бумагой в результате описанного выше явления. Такая волнистость свидетельствует о том, что печатали на рулонной машине — лента бумаги прилипает то к одному цилиндру, то к другому, в зависимости от расположения печатающих элементов. Все это, кстати, сопровождается поперечными колебаниями ленты и, иногда, треском отдираемой от офсетной резины бумаги, особенно мелованной.

Выводы

Чем короче лист, тем меньше он будет деформироваться в хвостовой части и тем ровнее будет стапель. Это было подмечено давно, поэтому печатники стремятся не работать на машине с листами максимального для нее формата. Чем раньше лист выйдет из зоны печати, тем менее волнистым он будет в хвосте. Это одна из причин, по которой сложные для печати сюжеты лучше разместить в передней части листа.

Возможность машины работать с большим диапазоном бумаг не всегда оказывается полезным при работе на тонкой бумаге. Чем больше этот диапазон, тем меньшим будет радиус поддерживающих дисков и тем сильнее сказывается эффект деформации «хвоста» листа при печати на тонкой бумаге.

С точки зрения волнистости — чем меньше липкость краски, тем лучше. Тем легче бумага отделяется от офсетной резины и тем меньше она деформируется.

Борьба

Какие же есть меры борьбы с волнистостью? На ряде машин стали устанавливать приспособления, уменьшающие волнистость (скручиваемость) листов бумаги — рис. 6. С помощью этих приспособлений лист бумаги искусственно деформируется в обратную сторону, в результате чего его волнистость уменьшается. Но если исходить из того, что волнистость листа и стапеля — следствие, то придется признать, что это приспособление, улучшая внешний вид листов, не устраняет причину возникновения волнистости.

Еще одним способом ухода от волнистости листа является размещение стоек захватов кареток листовыводного транспортера на уровне делительной окружности приводных звездочек. В этом случае перепад скоростей на радиусном и прямолинейном участках траектории будет отсутствовать с вытекающими отсюда последствиями. Правда, это влечет за собой увеличение ширины машины, поскольку расстояние между приводными звездочками должно быть больше длины печатного цилиндра — звездочки должны разойтись с телом цилиндра. Расширение же машины влияет на снижение жесткости цилиндров, валиков, листовыводных кареток и других элементов, расположенных между стенками машины.

Но чаще всего уйти от возникновения волнистости листа стремятся за счет схемных решений при разработке печатной машины. Это означает следующее.

Угол a (рис. 1) стремятся сделать таким, чтобы к моменту передачи листа в захваты каретки листовыводного транспортера задняя кромка листа вышла бы из зоны печати. Колею, по которой двигаются каретки листовыводного транспортера, стремятся делать не просто из радиусных и прямолинейных отрезков, а из криволинейных отрезков с большими радиусами кривизны, чтобы не было больших скачков скоростей (ускорений) стоек захватов кареток при переходе с радиусного участка на прямолинейный и наоборот.