Некоторые замечания о корректности измерения тоновоспроизведения во флексографии

Стандартизация печатного процесса становится насущно необходимой для флексографии. В научной работе автора статьи сделана попытка упростить технику измерений с помощью денситометра и сделать ее применимой в повседневной практике

Область применения флексографии в настоящее время весьма широка. Более 20% общего объема гибких упаковочных материалов запечатывается флексографским способом, и этот объем ежегодно увеличивается. Для флексографской печати характерно повторение тиражей и необходимость точного повторного воспроизведения ранее отпечатанных изображений независимо от изменения запечатываемых материалов и красок. Это накладывает на производителя печатной продукции обязательства по жесткому контролю качества продукции.

Однако качество воспроизведения — величина, имеющая ограничения, связанные с субъективизмом зрительного восприятия и неидеальностью полиграфической техники и технологии. Некоторые показатели качества могут оцениваться как субъективно, так и объективно, с помощью приборной базы.

Основные факторы, влияющие на качество печатной продукции:

• резкостные характеристики;
• тоновоспроизведение;
• цветовоспроизведение.

Ограничения на резкостные характеристики накладывают все стадии технологического процесса: фоторепродукционный, формный и печатный. Эти ограничения определяются один раз и уточняются через длительные промежутки времени, по мере износа оборудования или в случае изменения технологического процесса.

Тоновоспроизведение с точки зрения теории подобия — основополагающая характеристика при печати полутоновых изображений. Только правильное воспроизведение градаций оригинала на оттиске позволит получить качественное изображение. Поэтому коррекция и контроль цветовоспроизведения проводятся только после определения параметров градационной передачи.

Для увеличения ассортимента гибкой упаковочной продукции используется широкий спектр запечатываемых материалов, специальных печатных красок и эластичных фотополимерные печатных форм. Фотополимерные печатные формы обладают различной степенью жесткости (30–100 ед. по Шору). Это диктуется характером используемых запечатываемых материалов и толщиной самой фотополимерной формы. В силу конструктивных особенностей построения секций флексографских машин в печатной паре (печатный+формный цилиндры) отсутствует элемент, перераспределяющий давление. Флексографская печатная форма используется в дополнение к своим основным функциям и как декель. В совокупности с ее упругими свойствами это приводит к неизбежному растискиванию растровых элементов, величина которого больше, чем в других способах печати. Абсолютная величина растискивания может достигать 30% в полутонах. Автору не известны количественные данные по требованиям к величине растискивания, связанной со значениями оптических плотностей и технологией процесса, обеспечивающей нормальную тонопередачу (рис. 1).

На формирование градационной характеристики во флексографском печатном процессе влияние оказывает целый ряд факторов:

• параметры печатной формы (тип формного материала, толщина, жесткость);
• крепление печатных форм на формные валы печатной машины с помощью двухсторонней липкой демпфирующей ленты, дополнительно усредняющей давление в печатной паре;
• характеристики печатного процесса (давление, скорость, температура сушки и т. д.);
• характеристики анилоксового вала (передаваемое количество краски);
• физико-химические и технологические свойства красок;
• тип и свойства запечатываемого материала (адгезионно-когезионное взаимодействие с краской, активация поверхности для полимерных пленок и проч.)

Основным средством контроля печатного процесса был и остается денситометр. Но из-за использования во флексографии запечатываемых материалов с нетрадиционными оптическими свойствами (блеск, необычное отражение света и т. д.) прямые измерения денситометром некорректны. Более точны измерения с использованием спектрофотометра, когда значения оптических плотностей получаются из пересчета спектральных характеристик красок на оттиске. Но если спектральные характеристики печатных красок отличаются от стандартных, погрешность измерения может быть еще больше. Логичным является выбор того способа измерения, который дает меньшую погрешность и/или легче адаптируем к условиям измерения. В случае флексографии для оперативного контроля тоновоспроизведения предпочтительнее денситометрический контроль. Однако в большинстве современных денситометров/спектрофотометров в качестве базового алгоритма пересчета интегральной оптической плотности в площади растровых элементов используется разрешенная относительно S_i формула Шеберстова- Мюррэя–Девиса (ШМД)^*.

где:

S_i — площадь растрового элемента i-ого поля оттиска, %;

D_i поля — оптическая плотность i-ого поля оттиска;

D_кр — оптическая плотность красочной плашки, в которой показатель светорассеяния равен 1.

Автоматически при введении значения показателя n ? 1 прибор переключается на алгоритм расчета по формуле ШМД с поправкой Юла–Нильсена (ЮН):

где:

n — показатель светорассеяния Юла- Нильсена.

Использование второго алгоритма пересчета предпочтительнее, так как введение показателя светорассеяния позволит избежать «субъективизма измерения».

Под «субъективизмом измерения» понимается следующее. По современным представлениям размер единичного растрового элемента на оттиске формируется из трех величин:

где:

S_iотт — площадь растрового элемента i-ого поля оттиска, %;

S_iф/ф — площадь растрового элемента i-ого поля фотоформы, %;

_DeltaS_iмех — механическое растискивание растрового элемента i-ого поля оттиска, %;

_DeltaS_iопт — оптическое растискивание растрового элемента i-ого поля оттиска, %;

При измерении по первому алгоритму величина растискивания будет состоять из всех трех величин, и полученное значение будет корректно только при печати на впитывающих материалах, так как обе величины растискивания являются переменными. Это объясняется тем, что при печати на традиционных запечатываемых материалах с бумажной основой закрепление краски осуществляется за счет впитывания либо за счет испарения растворителя или комбинацией этих факторов. Но доминирует именно закрепление за счет впитывания. Пористая структура бумаг и картонов является переменным фактором, поэтому величина механического растискивания также меняется от материала к материалу. Но при печати на невпитывающих материалах, которых в флексографии больше, чем впитывающих, величина механического растискивания (при прочих равных условиях) будет практически постоянна, независимо от используемого невпитывающего запечатываемого материала, так как технологически правильно изготовленные полимерные пленки не имеют пористой структуры (табл 1).

Таким образом, при проведении измерений на полимерных материалах по первому алгоритму, специалист, неправильно интерпретируя полученные результаты так как изменение площади растровой точки на оттиске будет формироваться за счет изменения величины оптического растискивания (изменения светорассеяния), лишает настройку технологической цепочки еще одного постоянного фактора (величины механического растискивания), позволяющего добиваться большей стабильности при печати на невпитывающих материалах.

Продолжение следует