Особенности воспроизведения цветных изображений смесевыми красками в тампонной печати

Б. А. Сорокин, доцент МГУП, к. т. н.,
Е. В. Калинкин, главный технолог, «Логистик–Каталог»

Сфера применения тампонной печати во многих отраслях промышленности и бизнеса широка и разнообразна. Наиболее известной является рекламно-сувенирный бизнес. Многоцветные логотипы на зажигалки, ручки, карандаши, пепельницы, значки, часы, папки и многие другие канцелярские принадлежности и аксессуары чаще всего наносятся способом тампонной печати. Тампонная печать широко используется в таких отраслях промышленности, как автомобильная, радио, электротехническая, легкая, стекольная, приборостроение.

Рис. 1. Продукция различной формы с тампонной печатью. Образцы предоставлены компанией «Тампомеханика»

Использование технологии тампонной печати позволяет наносить изображения на изделия и предметы практически любой формы и с любым характером поверхности - плоской, округлой, с большим рельефом, изготовленные из различных впитывающих и невпитывающих материалов (пластмассы; материалы, покрытые красками, грунтами, эмалями или лаками; металлы и их сплавы; стекло; керамика; резина; кожа; древесина).

Такое многообразие сфер применения тампонной печати предъявляет к краске различные и в то же время общие требования. Фирмы-производители предлагают широкий ассортимент красок, который охватывает весь спектр применения тампонной печати для каждого конкретного случая. Однако независимо от изготовителя все краски для тампонной печати условно можно разделить по составу на однокомпонентные и двухкомпонентные, а по способу закрепления - испарением растворителя, окислительной полимеризацией, фотохимической полимеризацией и комбинированным закреплением. Выбор этих свойств определяется адгезионной характеристикой запечатываемого материала. Другим важным показателем являются цветовые характеристики материала.

В тампонной печати достаточно часто печать осуществляется на цветном предмете. Клиент, специфицирующий содержательную часть изображения, задает основную идею, определяет общую концепцию, представляет общие или частные спецификации на цвет. Спецификации по цвету могут задаваться либо определением цвета по веерному каталогу, либо представлением оттиска, исполненного на бумаге полиграфическим способом или на ручке, зажигалке и т. д.

Цель воспроизведения изображения в тампонной печати, как и в полиграфии вообще, состоит в возможно более точном воспроизведении оригинала. Полностью расхождения между оригиналом и оттиском практически неустранимы. Точное воспроизведение оригинала на оттиске невозможно по следующим причинам:

• оттиск изготавливается на иной подложке, чем оригинал. Вследствие этого на свободных от изображения участках проявляются различия, например, в глянцевитости или шероховатости поверхности;
  
  
• оттиск изготавливается с использованием других красок по сравнению с оригиналом, и их спектральные характеристики неодинаковы. О цветовой идентичности речь может идти только при определенных условиях освещения, иначе оттенки на оригинале и оттиске будут восприниматься по-разному;
  
  
• оттиск в большинстве случаев имеет другой масштаб, чем оригинал. Изменение масштаба влечет за собой соответствующие изменения в восприятии насыщенности цвета и четкости изображения в целом.

Для обеспечения точного выражения цвета его необходимо измерить, то есть определить его через какие-то величины, определяющие его место среди множества других цветов в некоторой системе. Цвета и цветовые различия могут быть выражены с помощью различных математических моделей. Наиболее часто на практике используются модели описания цвета RGB, CMYK, Lab.

Модель RGB основана на получении оттенков цвета путем сочетания трех основных монохроматических излучений - красного, зеленого и синего. Она применима для описания цвета, синтезированного в проходящем или прямом (излучаемом) свете. Такой синтез цвета называют аддитивным. В этой модели сканер кодирует изображение и отображает рисунок на экране монитора.

Рис. 2. Диаграмма ab при наложении красного цвета на зеленый (сверху) и зеленого на красный (снизу)

Модель CMYK основана на получении оттенков цвета путем нанесения трех двухзональных красок - голубой, пурпурной и желтой на белую подложку. Получаемый цвет является отраженным, возникает не путем излучения, а получается из белого цвета путем вычитания из него определенных цветов. Отраженные цвета называются субтрактивными, поскольку они остаются после вычитания основных аддитивных, а синтез цвета - субтрактивным. Данная модель описывает реальные печатные краски, которые не так идеальны, как цветные излучения, и поэтому не обеспечивают получение черного цвета. Для компенсации этого недостатка в число основных полиграфических красок была введена черная (контурная) краска.

Таким образом, модели RGB и CMYK хотя и связаны друг с другом, однако их взаимные переходы друг в друга (конвертирование) не происходят без потерь, так как цветовой охват у CMYK меньше вследствие более низкой чистоты основных красок по сравнению с основными излучениями RGB.

Модель Lab была создана Международной комиссией по освещению с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей. Она призвала стать аппаратно независимой моделью и определять цвета без учета индивидуальных особенностей устройства (монитора, принтера и т. д.) В этой модели любой цвет определяется светлотой и двумя хроматическими компонентами: параметром а, который изменяется в диапазоне от зеленого до красного, и параметром в, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого. В модели Lab цвет определяется одной количественной и двумя качественными характеристиками (мощностью излучения, яркостью, светлотой), но не в виде отдельных монохроматических излучений, а половинками интервала спектра излучений видимого света. В работе использована модель Lab.

В современной тампонной печати заказчик указывает образец цвета по веерному каталогу, отпечатанному, как правило, на мелованной бумаге офсетными красками, а печать производится красками для тампонной печати и, очень часто, не по белой, а по цветной поверхности изделия.

В настоящее время существует три способа печати на цветных изделиях:

• под изображение наносится белая подложка. Здесь возникают некоторые сложности, так как не под каждый элемент изображения можно нанести белую подложку. Если изображение содержит мелкие детали, то под них подложку нанести не удается;
  
  
• краску разбеливают, вводя кроющие белила, тем самым уменьшая прозрачность краски. В этом случае возникают потери в насыщенности и яркости цвета;
  
  
• на поверхность изделия наносят белый грунт, а затем печатают изображение. В этом случае теряется дизайнерский замысел изображения.

Для получения цвета, выбранного заказчиком по веерному каталогу, используются рекомендованные фирмами-изготовителями рецептуры смешения красок. К сожалению, точное воспроизведение выбранного цвета на небелых изделиях практически невозможно.

Рис. 3. Диаграмма ab при наложении красного цвета на желтый (сверху) и зеленого на синий (снизу)

Результаты выполненной работы могут быть полезны для практического применения, так как позволяют оценить прозрачность красок тампонной печати и цветовые искажения, возникающие при печати на цветных изделиях.

Для получения оттисков была использована машина тампонной печати МТМ 100 фирмы Моrlock. Печать осуществлялась однокомпонентными красками фирмы Ruco на бумажных эталонах белого цвета. Печатная форма изготовлена на фотополимеризующейся пластине фирмы BASF, глубина печатающих элементов 22±2 мкм. Для печати использован силиконовый тампон фирмы Morlok твердостью 6 единиц по Шору.

Прозрачность (кроющую способность) красок оценивали методом, заключающимся в определении коэффициентов отражения оттисков, отпечатанных испытуемой краской на черном и белом фоне, с последующим расчетом отношения полученных величин.

В начале эксперимента были отпечатаны на белых бумажных эталонах черные плашки по три экземпляра на каждый цвет, затем на каждый оттиск черной краски наносились следующие цветные краски: 1 - желтая, 2 - красная, 3 - синяя, 4 - зеленая, а белый цвет - 5 - был нанесен на прозрачную пленку, после чего пленка накладывалась на черную поверхность, затем на белую и проводились замеры.

Прозрачность красок оценивали в баллах (табл. 1). Десять баллов соответствуют максимальной прозрачности краски.

Измерения производились с помощью денситометра фирмы GretagMagbeth за соответствующими светофильтрами: образцы отпечатанные желтой краской - за зеленым фильтром, красной краской - за красным фильтром, синей краской - за синим фильтром, зеленой краской - за зеленым фильтром, белой краской - за синим фильтром.

По результатам измерений был рассчитан коэффициент отражения и определена прозрачность красок, которая представлена в баллах (табл. 2).

При определении воспроизведения цветных красок на окрашенной поверхности было сделано следующее. За основу цветных поверхностей были получены оттиски на белых бумажных эталонах цветными красками: 1 - желтой, 2 - красной, 3 - синей, 4 - зеленой. После этого на поверхность оттисков (предполагаемых цветных изделий) были нанесены стандартные краски: желтая, красная, синяя, зеленая, тем самым получены следующие бинары:

• (1+4), (1+3), (1+2);
  
  
• (2+1), (2+4), (2+3);
  
  
• (3+2), (3+1), (3+4);
  
  
• (4+3), (4+2), (4+1).

Рис. 4. Результат печати виден сразу (сверху вниз): печать на цветном материале, печать с предварительным нанесением грунтовочного слоя и печать на белом материале. Образцы предо- ставлены компанией «Тампомеханика»

Далее на спектрофотометре SpectroLino (фирмы GretagMacbeth) были получены показания в системе Lab чистых красок и бинаров в трех разных точках и рассчитаны средние значения и DЕ. По результатам этих данных были построены графики. В виду ограниченности объема статьи в качестве примера приводятся только четыре диаграммы (рис. 2–3). На рис. 2 (вверху) - представлена диаграмма ab при наложении красного цвета на зеленый - DЕ=62,12. На рис. 2 (внизу) - та же диаграмма при наложении зеленого цвета на красный - DЕ=68,83. На рис. 3 (вверху) - красного цвета на желтый - DЕ=6,23. На рис.3 (внизу) - зеленого цвета на синий - DЕ=38,98. Обычно в полиграфии величина погрешности находится в пределах от 2 до 6 DЕ. Это означает, что цвета, выходящие за пределы заданных значений, должны отличаться от стандарта не более чем на 6 единиц. Отличия менее чем на 2 единицы практически недостижимы при традиционных процессах печати, а различия между цветами, лежащие в пределах 4 единиц, для большинства наблюдателей оказываются незаметными.

По итогам выполненных исследований можно отметить следующее.

В результате определения степеней прозрачности выбранных красок тампонной печати фирмы Ruco установлено, что из исследованных красок кроющей является только белая, а желтая, красная, синяя и зеленая являются прозрачными. Из этого следует, что при печати прозрачными красками на цветной поверхности изделий без подложки возникают значительные изменения цвета.

В результате определения изменения цвета краски при наложении ее на цветную поверхность по полученным диаграммам можно сделать вывод, что самое близкое воспроизведение цвета возможно при нанесении красного и зеленого цвета на желтую поверхность. В этих случаях можно печатать без подложки, в других случаях невозможно воспроизведение цвета без искажений на цветных поверхностях, необходимо использовать белую подложку.

Проделанная работа дает возможность технологу оценить, как изменится цвет при печати на конкретной цветной поверхности, а при приеме заказов показать это клиенту.