Если в помещениях типографии температура воздуха выходит за рамки диапазона 18…24о С, а относительная влажность ниже 48%, наблюдается резкое ухудшение условий печати. Это характерно как для листовых, так и рулонных печатных машин. С чем же это связано?
- Офсетная печать. При низкой относительной влажности воздуха в помещении начинают интенсивно сохнуть пробельные элементы печатных форм, что, как правило, приводит к их «тенению». Для устранения этого явления печатник даёт машине больше увлажняющего раствора, что приводит к увеличению эмульгирования офсетной краски. Эмульгированная офсетная краска не может обеспечить требуемую оптическую плотность растровых и штриховых элементов изображения, для устранения этого явления увеличивают толщину наносимого красочного слоя, что приводит к «растискиванию» растровых точек и искажению цветопередачи. Такие оттиски плохо сохнут, «отмарываются» в стопе и при дальнейшей обработке продукции. Растёт количества брака, увеличивается себестоимость продукции. Толстый слой офсетной эмульгированной краски отрицательно сказывается на работе офсетного резинового полотна, его чаще приходится смывать, а в ряде случаев даже может наступить его продавливание и выход из строя. Частые технологические остановки приводят к резкому снижению полезной производительности печатной машины, а это прямые убытки. О том, как трудно в последствии работать с оттисками, которые отмарывают, я думаю, все знают.
- Бумага является очень гигроскопичным материалом. С бумажных фабрик она поступает, имея, как правило, равновесную относительную влажность порядка 45%. Попадая в помещение с низкой относительной влажностью, она начинает резко сохнуть, края бумаги загибаются, она теряет плоскостность, что приводит к сбоям в работе самонакладов и листопроводящей системы печатной машины. Что за этим следует всем известно. Частые остановки машины, снижение производительности, увеличение отходов бумаги и использования краски. В рулонных печатных машинах наблюдается несколько иная ситуация. Так как бумага при размотке резко начинает сохнуть, происходит её деформация от секции к секции, что затрудняет приводку изображения, а в некоторых случаях даже приводит к появлению морщин. Скорость печати снижается, растет количество брака. В качестве примера можно привести результаты замера влажности бумаги в одной из крупнейших типографий центрально-европейской части России в зимний период. При температуре наружного воздуха -12 о С, температуре в цехе 20 о С, относительная влажность в цехе офсетной печати составляла 6%. Однако в зоне рольной зарядки относительная влажность воздуха имела значение порядка 28%. При этом бумага с исходной равновесной относительной влажностью 46% начинала интенсивно сохнуть и на выходе печатной машины уже не превышала 6%. Таким образом, увлажнение воздуха в помещении происходило за счет испарения влаги из бумаги. Соответственно имелись определенные трудности в приводке изображения и в дальнейшем процессе обработки таких тетрадей.
- Электростатика. Основным переносчиком статического электричества в полиграфических цехах, является бумажная пыль, которая находится во взвешенном заряженном состоянии в воздухе, и не может быть удалена даже путем интенсивной вентиляции помещений. Специфика бумаги как диэлектрика, состоит в том, что чем она суше, тем больше подвержена зарядке статическим электричеством. Рулоны и пачки бумаги, представляют собой, идеальные электрические конденсаторы большой емкости. В процессе транспортировки, особенно в зимнее время, когда бумага подвергается большим перепадам температур, внутри рулонов происходит накопление электрического заряда, который в дальнейшем очень трудно удалить в помещениях с низкой относительной влажностью воздуха. Для примера, замеры электростатического потенциала рулонов бумаги 168 формата проведенные в типографии «МОЛОДАЯ ГВАРДИЯ» в зимний период, показали, что их потенциал колеблется от 20 до 50 кВ. Поле создаваемое такими заряженными рулонами бумаги, наводит статическое электричество на достаточно большом расстоянии от их местонахождения. Особенно хорошо при этом заряжается находящаяся в воздухе бумажная пыль. Электростатика начинает мешать нормальной проводке бумаги в полиграфических машинах, вызывает сбои в электронных блоках управления, оказывает негативное влияние на самочувствие обслуживающего персонала. В результате снижается производительность полиграфического оборудования и качество печатной продукции. В тоже время повышение относительной влажности воздуха до 50…60% практически на 80% убивают процесс пылеобразования. Бумажная пыль забирает в себя влагу, становится электропроводной и нелетучей, резко уменьшается её концентрация в воздухе, влияние статического электричества заметно уменьшается.
- Картон является ещё более гигроскопичным материалом, чем бумага. В силу своей большей грамматуры и рыхлости масса картона имеет в своем составе большее количество влаги. Интенсивно испаряясь в помещениях с низкой относительной влажностью воздуха, картон резко меняет свои геометрические размеры и плоскостность. Возникают трудности с приводкой изображений, неравномерность пропечатки плашек и т.п. Особенно это заметно при работе на одно и двухкрасочных печатных машинах. Не меньше трудностей встречается и при дальнейшей обработки продукции, так как изображения смещаются относительно друг друга и не совпадают с конфигурацией ножей вырубных и биговальных штампов.
- Бумажная пыль. Её возникновение зависит от многих факторов, но одним из главных является быстрое высыхание бумаги при попадании её в помещение с низкой относительной влажностью воздуха. Особенно заметно это на мелованных сортах бумаги. При быстром высыхании происходит интенсивное нарушение целостности мелованного слоя. Помимо пыления, такая бумага начинает «выщипываться» в процессе печати. Бумажная пыль начинает накапливаться в красочных корытах, на офсетной резине, печатной форме. Появляются «марашки», непропечатка плашек, машину приходится часто останавливать и смывать — следствие — потери времени, увеличение расхода дорогостоящих полиграфических материалов, снижение рентабельности производства.
- Монтажные и копировальные процессы. Высококачественную печать можно получить только с идеально изготовленных печатных форм. Это характерно для всех видов печати. При низкой относительной влажности в помещениях монтажных и копировальных участков на фотопленках, оптических стеклах и офсетных пластинах появляется больше количество статически заряженной пыли, которую невозможно убрать даже с применением специальных антистатических жидкостей и средств. Это приводит к появлению марашек на пробельных участках форм, к искажению микроштриховых элементов изображений. Электростатика даже может привести к образованию воздушных карманов в копировальных рамах, что влечет за собой плохой прижим пленки и монтажей к форме и искажению изображений.
- При трафаретной печати особенно с использованием воднорастворимых красок и паст, происходит их интенсивное высыхание на печатной форме, что приводит к необходимости её частой смывки. Снижается глянцевость красочных изображений из-за интенсивной сушки оттисков и нарушения целостности внешней поверхности красочного слоя за счет выхода через него паров воды. При многокрасочной печати больших форматов на бумаге и картоне, наблюдается изменение геометрических размеров запечатываемого материала, что приводит к браку при приводке изображений. Электростатика мешает правильной транспортировке запечатанных оттисков.
- Цифровая печать с использованием электрофотографических процессов и струйных широкоформатных плоттеров так же очень критична к изменениям относительной влажности и температуры в помещениях. Ей присущи те же проблемы, что и для традиционных способов печати, но кроме этого накладываются особенности изменения электропроводности воздуха и бумаги, при различной влажности. От этого зависит равномерность и четкость нанесения красочного слоя, особенности его закрепления на оттиске, производительность оборудования.
- Флексографские печатные процессы, особенно на бумаге, во многом также критичны к температуре и относительной влажности, как и офсетные. При низкой относительной влажности, которая приводит к усиленному пылению бумаги, происходит интенсивное накопление бумажной пыли в красочных корытах и на анилоксовых валах. Из-за высокой скорости испарения воды и растворителя из краски (при низкой относительной влажности воздуха) нарушается целостность верхнего слоя красочной пленки на оттиске, что приводит к снижению глянцевости изображения, уменьшению степени адгезии краски к запечатываемому материалу, отмарыванию при дальнейшей обработке. Краска начинает пузыриться в красочном корыте, что приводит неравномерности нанесения её на печатную форму, а, следовательно и на запечатываемую поверхность. Эти явления особенно заметны при печати и на не впитывающих материалах. Электростатика, возникающая при низкой относительной влажности воздуха, мешает нормальному процессу печати и дальнейшей обработке запечатанной рулонной продукции.
- Послепечатные процессы. Электростатика, быстрое высыхание холодных клеевых дисперсий, водных лаков, различная скорость высыхания отдельных элементов печатной продукции, коробление переплетных крышек и обложек — вот далеко не полный перечень основных причин, для решения которых в помещениях нужно поддерживать относительную влажность воздуха не ниже 50%. Брак при финишной обработке продукции наиболее дорогой, так как в него вложен оплаченный труд предыдущих операций.
- Влияние относительной влажности на человеческий организм не менее заметно, чем на технологические процессы. Здоровый человеческий организм поддерживает на поверхности кожи равновесную относительную влажность порядка 70…80%. Если относительная влажность окружающей среды значительно ниже этих показателей, организму приходится более интенсивно заниматься термо и влагорегуляцией, что приводит к быстрой его утомляемости, старению. Сухой воздух уменьшает толщину слизистой оболочки носоглотки — естественного человеческого фильтра, что приводит к снижению защитных функций организма к различным инфекциям. Этим и объясняется тот факт, что эпидемии гриппа бывают в основном в холодный период года. Многочисленные исследования в этой области показывают, что оптимальной температурой и относительной влажностью для среды обитания человека являются является температура воздуха 18…24оС и относительная влажность 50…60%. Недаром, так называемый «Бархатный сезон» имеет физические характеристики, которые характеризуются колебаниями температуры в пределах 18…24оС и относительной влажности 50…70%. Воздух содержит минимальное количество пыли, кожа и слизистая оболочка человека находится практически в идеальных условиях, организм отдыхает, нормализуются все жизненно важные процессы.
- Психологический фактор. Многим руководителям полиграфических предприятий хорошо известно, сколько нервной энергии они тратят на улаживание конфликтных ситуаций с заказчиками при предъявлении ими претензий по качеству, не допечатке тиража, перерасходу бумаги. Эти ситуации приводят к внутренним конфликтам, завышению норм расходования бумаги, удорожанию продукции. К сожалению, многие руководители из-за большого объема различных забот и финансовых затруднений, откладывают решение климатических проблем на будущее не задумываясь, что многие из этих ситуаций возникли именно из-за низкой влажности воздуха в помещениях типографии. В то же время, проведя мероприятия по нормализации климатики, можно смело ожидать быстрой окупаемости капиталовложений за счет повышения эффективности производства, проявить заботу о здоровье работников, уменьшить количество конфликтов.
Таким образом, нормализуя микроклимат в помещениях типографии можно добиться значительного повышения эффективности производства и условий труда персонала. По оценкам специалистов это экономия основных расходных материалов (бумага, краска) до 5%, отказ от использования многих вспомогательных материалов, повышение коэффициента использования полезной мощности полиграфического оборудования до 20% за счет сокращения времени на непроизводственные остановки оборудования.
В одной из типографий, где нами была установлена система увлажнения воздуха, нам заявили, что производительность их труда в холодный период года выросла в два раза, а экономия краски составила около 40 кг в месяц. Правда, в этой типографии установлены двухкрасочные офсетные машины и в зимний период времени, для того чтобы получать высококачественное полноцветное изображение, печатникам приходилось сразу после печати двух прогонов двумя красками, смывать красочный аппарат и печатать оставшиеся цвета.
За рубежом этими проблемами начали серьезно заниматься ещё 30…35 лет назад, изыскивая дополнительные резервы роста эффективности производства. Только в Западной Европе существует 8 известных автору компаний, занимающихся производством систем увлажнения воздуха для промышленных предприятий. Такие системы используются в полиграфической, текстильной, швейной, пищевой, деревообрабатывающей и многих других отраслях промышленности.
Так что же такое относительная влажность воздуха?
Относительная влажность воздуха это количество воды, содержащейся в воздухе при определенной температуре по сравнению с максимальным количеством воды, которое может содержаться в воздухе при той же температуре. Например, если в воздухе при температуре 20 о С содержится 17,3 гм 3, в помещении будет наблюдаться туман и относительная влажность воздуха имеет значение порядка 100%. При той же температуре и содержании воды в воздухе порядка 8,65 гм 3 относительная влажность воздуха будет иметь значение 50%.
Основной причиной понижения относительной влажности воздуха в производственных помещениях в зимний период является то, что наружный воздух при низких температурах содержит низкое количество влаги. Например при температуре наружного воздуха -10оС, даже при 100% относительной влажности на улице (туман) в воздухе содержится только 2,36 гм 3 воды. Попадая в производственные помещения через вентиляцию и нагреваясь до 20оС, такой воздух создаст в помещениях только 13% относительную влажность. Таким образом, если в помещении не будет установлена специальная система увлажнения воздуха, влага начнет интенсивно испаряться из всех предметов, находящихся в данном помещении, до тех пор, пока не будет достигнуто, состояние равновесной влажности.
