Аналіз літературних джерел і досліджень, виконаних УНДІСВД, а також практичного досвіду флексоїрафії, показує, що ірафічні спотворення зображень на відбитках залежать від режи­му друкарського процесу, технологічних параметрів ФДФ, власти­востей фарб і ЗМ, характеристик ФДМ. При цьому вважають, що такі специфічні особливості флексоїрафічного способу друку, як використання еластичних ДФ і малов’язких фарб з великим вмістом розчинників, що швидко випаровуються, у смужці друкарського контакту суттєво впливають на характер формування друкарського зображення на відбитку та його ірафічні спотворення. Незважаючи на порівняно малий тиск на ФДФ ці фактори створюють сприятливі умови для видавлювання фарби у смужці друкарського контакту за краї очка друкарського елемента, що повинно впливати на ірафічні спотворення зображення на відбитку.

Експериментальні дані про закономірності й особливості дру­карського процесу, опрацьовані в УНДІСВД, показали, що роз­давлювання фарби у смужці друкарського контакту залежить, пе­редусім, від її в’язкості, тиску на ФДФ, тривалості контакту, розміру очка друкарського елемента та товщини фарбового шару на формі. Для математичного опису цього явища як вихідні використано відомі співвідношення гідродинаміки.

Характер течії фарби у смужці друкарського контакту визначається числом Рейнольдса

Де К — швидкість витікання фарби у смужці друкарського контак - 4/**

Ту; П = — — гідравлічний діаметр (і7 — периметр щілини; Я — площа її перерізу); у = — — кінематична в’язкість; - ц, р — відповід­но динамічна в’язкість Ггустина фарби у смужці друкарського кон­такту.

Розрахунок числа Яе для найбільш несприятливих умов про­цесу друкування (мінімальна в’язкість фарби, максимальна швидкість друку тощо) показав, що його значення не переви­щує 10, тобто течія фарби у смужці друкарського контакту за будь-яких реальних умов ФД має ламінарний характер (Ке<3,6-102... 3-106).

Розглянемо поведінку в смужці друкарського контакту шару фарби в’язкістю V завтовшки у0, який стискується силою Р між двома
поверхнями, однією з яких є відносно гладенька поверхня ЗМ (на­приклад, лакованого целофану), іншою — очко друкуючого еле­мента за умови, що в цьому разі поверхня контакту моделюється плоскою поверхнею (рис. 4.4, а).

Об’єм фарби Уф, що ви­тікає за краї очка друкую­чого елемента внаслідок дії сили Р на цей елемент, можна визначити за форму­лою

У=Ы(у-у), (4.2)

Рис. 4.4. До розгляду поведінки фарби у смужці друкарського контакту

Де Ь — ширина штриха; І — його довжина; уй, у — тов­щини фарбового шару від­повідно до і після контакту. З іншого боку, на відбитку об’єм фарби становитиме

(4.3) (4.4) (4.5) (4.6)

Де 5І — площа перерізу видавленого шару фарби. Оскільки

Маємо

Ы(уй ~у) = 2/іУр

Звідки

У)-

4(*

Експерименти показали, що переріз шару фарби, який витікає за краї друкуючих елементів при здобутті відбитка на лакованому целофані та поліетилені, задовільно апроксимується півсегментом. Як відомо, площа півсегмента визначається виразом

(4.7)

5;=—(20-ап20),

Г = _ Віп©

Де

Радіус кругового сегмента; д — півхорда сегмента;

© — динамічний кут змочування поверхні ЗМ фарбою, видавле­ною за краї друкуючого елемента (рис. 4.4, б).

Тоді з (4.6) і (4.7) маємо

28ІП 0

Оскільки видавлювання фарби під дією сили Р здійснюється по обидва боки очка друкуючого елемента, абсолютне спотворення зоб­раження цього елемента на відбитку від видавлювання фарби ста­новитиме

(4.9)

Дб, = 2д.

Підставивши значення д, знайдене з (4.8), у (4.9), дістанемо

(4.10)

Цей вираз приблизно характеризує розтікання фарби на лакова­ному целофані. Очевидно, на більш шорстких ЗМ (наприклад, на картоні) розтікання фарби суттєво відрізнятиметься через наявність нерівностей на їхніх поверхнях. Тому при однаковій витраті фарби збільшення ширини штрихів внаслідок видавлювання фарби на па­пері буде меншим.

(4.11)

У зв’язку з цим у загальному вигляді спотворення зображення друкуючого елемента на відбитку від витікання фарби можна сха­рактеризувати величиною

Дг>„=2<ґ=2у/д,

Де у — коефіцієнт, який має вигляд відношення спотворення зоб­раження від витікання фарби на тій чи іншій підкладці порівняно із спотворенням його на гладких не всмоктуючих матеріалах при дру­куванні в аналогічних умовах. Він залежить від гладкості та всмокту­вальної здатності'ЗМ. Якщо для гладких поверхонь у/ = 1, то для

Шершавих у/<. Отже,

(4-12)

Товщину у фарбового шару (див. рис. 4.4, а) між ДФ і задрукову- ваною поверхнею після прикладання навантаження при ламінарній течії фарби визначимо з рівняння, здобутого для сили Р при розв’я­занні аналогічної задачі гідродинаміки:

(4-13)

Де и — швидкість переміщення друкуючого елемента, причому

Або ±шІ*. Л Г}ІЬ уг г}ІЬ

Інтеїруючи останній вираз, дістаємо

І

^+- (4.14)

V17/* й

Силу Р можна виразити через тиск р на ДФ:

Р=Ф, (4.15)

А тривалість / контакту — через ширину В смужки друкарського контакту та лінійну швидкість друку V.

1=у-’ (4л6)

Оскільки питомий тиск друку р за своїм абсолютним значенням дорівнює напруженню а, що виникає у ДФ при її деформації в смужці друкарського контакту, маємо

Р = сг = єЕтп. (4.17)

У°~1 пЬ2а

(4.18)

А^ = 2^8іп©[---- ——1

Як видно, абсолютне значення графічних спотворень відбитків внаслідок видавлювання фарби у смужці друкарського контакту при флексоїрафічному способі відтворення зображень є функцією та­ких параметрів: умов і режиму друкарського процесу (розміру Ь очка друкуючих елементів, товщини шару уд фарби на смужці, відносної деформації останньої є, швидкості друку У); властивос­тей ДФ (динамічного модуля пружності - ЕД1Ш); динамічної в’язкості 7 фарби; мікрогеометрії поверхні ЗМ, що визначається коефіцієнтом цг; характеру взаємодії фарби та ЗМ (динамічного крайового кута змочування © ); конструктивних розмірів основних робочих органів друкарського апарата (формного та друкарського циліндрів), які разом з деформацією ДФ визначають ширину 2? смужки контакту.

Підставивши (4.15) — (4.17) у співвідношення (4.14), а останнє — в (4.12), дістанемо остаточний вираз графічних спотворень зобра­ження друкуючого елемента на відбитку, що виникають внаслідок видавлювання фарби на краї очка друкуючого елемента:

Рівняння (4.18) було перевірене при експериментальному дру­куванні тиражів на лакованому целофані. Розрахункові абсолютні значення графічних спотворень відбитків визначалися при ц/ = 1 і © = л/2.

Ширина смужки контакту розраховувалася за формулою

Де і? фа і Лап — відповідно радіуси формного і друкарського циліндрів; Аг — абсолютна деформація форми у смужці контакту.

(де

К

Дості за Шором, а також залежності коефіцієнта

Рис. 4.3. Залежність графічних спотворень Д6, друкуючих елементів на відбитках від деформації Дг ДФ при швидкості друку 1 м/с : 1...3— експериментальні криві; Г...З' — розрахунком криві; І, І’— твердість ДФ 70 од. за Шором; 2, 2' — 55 од. за Шором; З, З’ — Ф; од. за Шором

Еа— статичний модуль пружності) від твердості за Шором для аналогічних умов. Результати експериментального дослідження та аналітичних роз­рахунків графічних спотворень на відбитках друкуючих елементів типу штрихів завширшки 0,15 і 2 мм при швидкості друку 1 м/с показано на рис. 4.5, а та б відповідно. Як видно, для досліджуваних умов друкарського процесу зі збільшенням деформації ДФ у смужці друкарського контакту та її твердості відбувається зростання гра­фічних спотворень відбитка. При цьому абсолютні значення графіч-

Динамічна в’язкість фарби у смужці друкарського контакту виз­началася з одержаних раніше її залежностей від швидкості друку та в’язкості фарби у фарбовому резервуарі друкарської машини. Пере­ведення твердості ДФ у динамічний модуль пружності здійснювалося з урахуванням залежності статичного модуля пружності від твер­
них спотворень зі збільшенням деформації форми для ширших штрихів зростають різкіше, ніж для тонких. З підвищенням твер­дості ДФ збільшується модуль пружності, а значйть, і тиск на фор­му, що також призводить до більшого видавлювання фарби на краї очка друкуючих елементів і внаслідок цього зростають графічні спот­ворення відбитків. Аналогічні результати були здобуті також при швидкостях друку 1,5 і 2 м/с.

Таким чином, результати експериментальної перевірки, проведе­ної фахівцями УНДІСВД, показали, що теоретична залежність

(4.18) дає добру якісну й задовільну кількісну відповідності екс­периментальним даним і узгоджується з результатами, здобути­ми раніше.