6 - 2007

Структуры и технологии

Стефан Стефанов

Полиграфические технологии

Печатные технологии

Цель и задачи

Значащие параметры технологии печати

Древовидные фракталы как база классификации технологий печатания

Подструктуры печатных форм

Подструктуры запечатываемых материалов

Наше завтра

Полиграфические технологии

Любую технологию можно рассматривать как сопряженность физического и информационного пространств. Они связаны символистическими, языковыми и математическими операциями для создания информационного «слепка» объекта, процесса, явления, системы и пр., а также для проектирования, позволяющего по информативной структуре получать реальный материальный объект — модель природных объектов. Собственно говоря, технология — это взаимодействие носителей разума с окружающей средой [4, 17].

Любая полиграфическая технология содержит:

• способ сопряжения пространств — процессы, операции, условия, режимы;
• средства сопряжения пространств — оборудование, механизмы, устройства, приборы;
• материальные носители сопряжения пространств — основные и вспомогательные материалы;
• средства управления (контроля) сопряжения пространств и оценки полуфабрикатов и конечного продукта — программы, системы управления.

Совокупность полиграфических технологий можно разделить на три большие группы:

• допечатные технологии (до изготовления печатных форм включительно);
• печатные технологии (до изготовления оттисков включительно);
• брошюровочно­переплетные (изготовление сброшюрованной и переплетенной печатной продукции) и отделочные технологии (облагораживание готового изделия).

Отделочные технологии не меняют форму издания (печатного продукта) — они только облагораживают его внешний вид, увеличивают его долговечность, привлекательность, способствуют повышению его ценности, иногда превращая печатное издание в произведение полиграфического искусства.

Объединение брошюровочно­переплетных и отделочных технологий в единые послепечатные (финишные) технологии вполне оправданно, по­скольку многие технологии в зависимости от решаемых задач являются или брошюровочными, или переплетными, или отделочными.

Полиграфические технологии представлены на схеме, приведенной на рис. 1.

Допечатные технологии состоят из процессов по обработке оригиналов, получения фотоформ (как промежуточного продукта) [2] и изготовления печатных форм [2]. При этом используются допечатные системы, контрольные устройства и вспомогательные материалы, причем последние в готовую печатную продукцию не входят. Весьма значимый ранее этап допечатных технологий — получение фотоформ — сегодня стремительно теряет позиции, уступая место новой технологии CtP (компьютер — печатная форма).

Печатные технологии состоят из процессов подготовки оборудования к печати и собственно печатного процесса — получения оттисков с применением печатных форм, контрольных устройств, вспомогательных и запечатываемых материалов, красящих веществ.

Послепечатные технологии состоят из процессов изготовления готового продукта и его облагораживания (при необходимости) с использованием соответствующего оборудования, материалов и контрольных устройств.

Рис. 1. Схема полиграфических технологий

Печатные технологии

Главным объектом нашего внимания являются печатные технологии. Они определяют допечатные и послепечатные технологии, в значительной мере зависят от оригиналов, от вида будущей печатной продукции и тиража, а также от применяемых запечатываемых материалов и красящих веществ. Суть печатной технологии — перенос изображения с печатной формы на запечатываемую поверхность [17].

При печати с использованием красящего вещества (краски, чернил, цветного лака, тонера) оттиск (отпечаток) получается за счет изменения цвета отдельных частей запечатываемой поверхности. При выборочном (фрагментарном) лакировании с применением бесцветного лака оптическое изображение формируется за счет изменения глянца, фактуры или других оптических свойств отдельных частей запечатываемой поверхности. При тиснении с использованием красящего вещества происходит изменение рельефа, фактуры и цвета отдельных частей запечатываемой поверхности. При тиснении без использования красящего вещества происходит изменение рельефа и фактуры отдельных частей запечатываемой поверхности [2].

Базой печатной технологии является печатная форма, на которой формируется изображение (текст, иллюстрации, оформительские, вспомогательные и контрольные элементы). Участки печатной формы, переносящие изображение посредством красящего вещества, лака или давления на запечатываемую поверхность, называют печатающими, а не воспринимающие красящее вещество и лак и не переносящие изображение — пробельными.

Цель и задачи

Нашей целью было предложить такую классификацию технологий печатания, которая однозначно определяла бы место существующих (актуальных), а также потенциальных технологий в структуре классификации. Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие задачи:

• выявить и выделить значащие параметры классификации;
• создать схему классификации с определением взаимосвязей классификационных параметров;
• определиться с терминологией, отказавшись от неопределенности и многозначности некоторых понятий, используемых как термины.

Для практики классификация технологий печати имеет важное значение:

• обеспечивает взаимопонимание между специалистами, работающими в полиграфии, а также между специалистами, заказчиками и потребителями печатной продукции;
• создает базу для систематизации и прогнозирования развития технологий печатания;
• служит ориентиром при создании новых технологий печати и модификации существующих;
• создает структуру, по которой ведется обучение студентов общей полиграфии и технологии печати;
• способствует ясности, четкости и однозначности формулировок при создании рекомендующих и регламентирующих документов разного уровня, включая государственную стандартизацию.

Любая технология печати состоит из трех звеньев:

• печатной формы с изображением текста и/или иллюстрации;
• процесса переноса изображения с печатной формы на запечатываемую поверхность с участием печатной системы и красящего вещества, которое в некоторых технологиях печати может и отсутствовать;
• запечатываемой поверхности со своей структурой, цветом, формой и индивидуальными особенностями.

Характеристики оригиналов и готовой продукции во многом определяют технологию печатания. Каждая составляющая печатной технологии (печатная форма, процесс переноса изображения и запечатываемый материал) и ее определяющие — оригиналы и готовая продукция — состоят из материала, структуры и процесса (рис. 2).

Рис 2. Структурная схема технологии печати и ее определяющие — оригиналы и готовая печатная продукция

Рассмотрим каждую составляющую отдельно в виде структуры со своими параметрами.

Структуру оригиналов определяют следующие параметры:

• структура изображения по цвету;
• структура изображения по динамике записи на носителе;
• материал носителя изображения;
• процесс записи изображения на носителе и создания структуры будущей печатной формы.

На рис. 3 приведена структурная схема оригиналов до создания печатных форм [18] включительно.

Рис. 3. Структурная схема совокупности оригиналов до создания печатных форм включительно

Особенности красящих веществ определяют следующие параметры:

• физико­химическая структура красящего вещества;
• структура красящего вещества, создающая изображение на оттиске.

На рис. 4 приведена схема красящих веществ.

Рис. 4. Структурная схема совокупности красящих веществ

Структуру печатных устройств (машин, агрегатов, станков) определяют следующие параметры:

• структура печатного аппарата;
• процесс переноса изображения с печатной формы на запечатываемый материал;
• структура печатного устройства (пресса, станка, машины, агрегата) в целом.

Структурная схема совокупности печатных устройств приведена на рис. 5.

Рис. 5. Структурная схема совокупности печатных устройств

Оособенности печатной продукции, производимой полиграфическими средствами, определяют следующие параметры:

• геометрическая структура продукции в целом;
• структура материала продукции.

Структурная схема совокупности готовой печатной продукции приведена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема совокупности готовой печатной продукции

Значащие параметры технологии печати

Технология печати — единство оборудования, материалов и процессов при производстве печатного продукта [17, 18] — определяется структурой печатной формы, структурой запечатываемого материала и структурой красящего вещества. Структура печатного устройства всего лишь механизирует и автоматизирует печатный процесс, увеличивая производительность и освобождая печатника от рутинной монотонной работы.

Иначе обстоят дела с красящим веществом, которое создает изображение на поверхности запечатываемого материала, взаимодействуя с печатной формой, запечатываемым материалом и печатным оборудованием. Если без печатной формы и запечатываемой поверхности печатной технологии быть не может, то без красящего вещества технология печати возможна.

Для того чтобы подчеркнуть особенность технологии в зависимости от структуры красящего вещества, либо в название технологии печати дополнительно добавляют вид красящего вещества, либо сама технология коренным образом меняет название. Например, печать УФ­красками — это когда применяются УФ­краски, лакирование — когда в качестве красящего вещества используется лак, тиснение фольгой — когда применяется полиграфическая фольга, блинтовое и конгревное тиснение — когда при создании рельефного изображения на запечатываемой поверхности не используется красящее вещество. Исключение составляет брайлевская печать, где термин «печать» употребляется, но печать производится рельефно, без красящего вещества. Таким образом, можно констатировать, что структура красящего вещества только уточняет технологию печати, не меняя ее суть. Изменяется только название, причем используются одни и те же печатные формы и запечатываемые материалы. Например, с печатной формой высокой печати можно печатать, лакировать, выполнять брайлевскую печать и все виды тиснения, за исключением конгревного.

Оригиналы и вид будущей печатной продукции косвенно влияют на печатные технологии: оригиналы во многом определяют структуру печатной формы, а готовая продукция — запечатываемый материал.

Древовидные фракталы как база классификации технологий печатания

После анализа структур полиграфического производства и отдельных структур его составных элементов: оригиналов, печатных форм, печатных устройств, красящих веществ, запечатываемых материалов и готовой печатной продукции — был сделан вывод, что фрактальная геометрия
[5, 6, 8] применима для описания структур совокупностей печатных форм и запечатываемых материалов. Базой фрактальной геометрии является понятие «фрактал» [19].

Фракталы — это геометрические фигуры, полученные в результате дробления на части, подобные целому, или при одном и том же преобразовании, повторяющемся при уменьшающихся масштабах. Фрактал можно рассматривать еще и как структуру, состоящую из частей (элементов, подструктур), подобных целому в уменьшенных масштабах [8].

Понятие «фрактал» (от лат . fraktus — расколотый, раздробленный, состоящий из фрагментов) ввел в 1975 году французский ученый Бенуа Мандельброт для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур, которыми он в то время занимался. Рождение теории фракталов и фрактальной геометрии формально связано с выходом в 1977 году книги «Фрактальная геометрия природы» Мандельброта. Однако база фрактальной геометрии была разработана еще в 1875­1925 годах в работах Пуанкаре, Жулиа, Кантора, Хаусдорфа [19].

Структура печатной формы и структура запечатываемого материала рассматриваются нами как основополагающие структуры классификации, состоящие из подструктур. После анализа структур печатных форм и запечатываемых материалов были определены их подструктуры и созданы древовидные фракталы для печатных форм и запечатываемых материалов с разными фрактальными числами для каждой из подструктур.

Фрактальное число [8] определяется количеством разделения (расщепления) каждого элемента подструктуры и всегда больше 2.

Подструктуры печатных форм

В качестве подструктур были выделены следующие семь структур, составляющих и образующих структуру совокупности печатных форм:

• взаимное расположение печатных и пробельных элементов в поверхностном слое формного материала (в одной или в разных плоскостях). Это базовая структура, являющаяся самой значимой при классификации печатных форм (фрактальное число 4);
• расположение печатных элементов, которые образуют на печатной форме изображение (текст, иллюстрацию, оформительские, контрольные и вспомогательные элементы), имеющее прямую или зеркальную структуру (фрактальное число 2);
• динамика взаимного расположения печатных и пробельных элементов в процессе печати тиража. Структура может оставаться постоянной или меняться и перестраиваться после печати каждого оттиска (фрактальное число 2);
• геометрия печатной формы в целом (как одна из геометрических структур) — плоскость (гибкая или жесткая пластина, плита), цилиндр или часть цилиндрической поверхности (фрактальное число 2);
• структура печатных элементов в плоскости печати — искусственные (регулярные, нерегулярные, стохастические, гибридные) растровые и природные структуры (фрактальное число 2);
• методы создания печатных и пробельных элементов, определяющие структуру печатной формы (фрактальное число 5). Известны следующие методы:

­ литье,

­ механические способы с отделением части вещества поверхностного слоя формного материала при гравировании или сканировании,

­ химические способы с растворением части вещества поверхностного слоя формного материала,

­ физические способы — статическое электричество, магнетизм, ионизация поверхностного слоя формного материала,

­ физико­химические способы — изменение агрегатного состояния, различные фазы стабильности коллоидов и фотополимеров;

• структура материала, из которого изготовлены печатные и пробельные элементы, а также форма в целом. Печатная форма может быть монолитной, составной, однослойной без подложки и двуслойной с подложкой (для плоских и/или гибких форм) либо с носителем в виде тела (например, каменная плита в литографии, стереотип, формный цилиндр глубокой печати) фрактальное число 5.

Общее количество (произведение фрактальных чисел) разновидностей печатных форм по данной классификации, состоящей из семи уровней, равно: 4 x 2 x 2 x 2 x 2 x 5 x 5 = 1600.

Подструктуры запечатываемых материалов

В качестве подструктур были выделены следующие три структуры:

• структура поверхности — впитывающая и невпитывающая (фрактальное число 2);
• структура протяженности — листовые, рулонные, объемные — полуфабрикаты или готовые продукты (фрактальное число 3);
• структура устойчивости при печати — жесткие, мягкие, тонкие, хрупкие (фрактальное число 4).

Общее количество (произведение фрактальных чисел) разновидностей запечатываемых материалов, используемых в полиграфии, по данной классификации, состоящей из трех уровней без учета их химического состава (вещества, из которого они изготовлены), равно: 2 x 3 x 4 = 24.

На рис. 7 приведена древовидная структура классификации печатных форм в виде структурной схемы, а на рис. 8 — древовидная структура классификации запечатываемых материалов в виде структурной схемы.

Рис 7. Древовидный фрактал как математическая модель классификационной схемы печатных форм

 

Рис. 8. Древовидный фрактал как математическая модель классификационной схемы запечатываемых материалов

Объединяя два фрактала, добавляем фрактал запечатываемых материалов к каждому элементу седьмой подструктуры фрактала печатных форм и получаем общий древовидный фрактал как математическую модель классификационной схемы технологий печати.

Для получения таблицы классификации технологий печати можно использовать комбинаторный метод: в качестве параметров по строкам таблицы должны быть взяты все разновидности печатных форм (1600), а в качестве параметров по столбцам таблицы — все разновидности запечатываемых материалов (24).

Как при объединении двух фракталов, так и при создании таблицы принимаем, что все печатные формы из указанной классификации могут быть использованы для печати на всех материалах из указанной классификации. Таким образом, фрактал или таблица содержит как актуальные (реализованные как опытные, применяемые на практике или уже имеющие только историческое значение), так и потенциальные (не реализованные, но вероятные) технологии печати. Потенциальные технологии печати — это технологии, которые уже изобретены, но пока не могут быть реализованы на практике. Например, используя металлические формы любого способа печати, исключая струйные технологии печати и тампонную печать, нельзя печатать на хрупких листовых материалах или хрупких объемных продуктах. Долгое время для печати на гофрокартоне можно было использовать только флексографию и шелкографию. Однако уже сегодня созданы листовые офсетные машины, которые печатают на микрогофрокартоне.

Общее количество реализованных и потенциальных технологий печати по данной классификации, без учета структуры красящего вещества или его отсутствия, равно: 1600 x 24 = 38 400.

Конечно, дать описание всех этих технологий печати в одной статье нереально, поэтому ограничимся лишь тремя примерами: двумя реализованными технологиями — литографией и традиционной офсетной печатью; и одной нереализованной — ротационной литографией (по аналогии с фототипией — печатная форма на стекле, и ротационной фототипией — печатная форма на алюминиевой фольге).

Литография: способ плоской печати; изображение на форме зеркальное; растровая структура печатных элементов нерегулярная, природная (зависит от камня); форма постоянная, аналоговая, в виде монолитной каменной плиты, созданная химическим методом; предназначена для печати на впитывающем, листовом и мягком материале (бумаге).

Традиционная листовая офсетная печать на бумаге с монометаллических алюминиевых форм: способ плоской печати; изображение на форме прямое; растровая структура регулярная; форма постоянная, аналоговая, в виде гибкой пластины из алюминия, созданная химическим методом, однослойная без подложки; предназначена для печати на впитывающем, листовом и мягком материале (бумаге).

Ротационная литография (вероятная, но нереализованная): способ плоской печати; изображение на форме зеркальное; растровая структура печатных элементов нерегулярная, природная (зависит от камня); форма постоянная, аналоговая, в виде монолитного цилиндра из материала типа литографского камня, созданная химическим методом; предназначена для печати на впитывающем, листовом и мягком материале (бумаге).

Автор понимает, что для ротационной литографии никто не будет изготовлять формные цилиндры из литографского камня, чтобы на его поверхности создавать литографскую печатную форму, поскольку в таком случае мы бы вернулись в каменный век. Но создание таких форм в принципе возможно. В будущем, вполне вероятно, будут созданы композиции, близкие по свойствам литографскому камню, которыми можно будет покрыть поверхность формного цилиндра или создать гибкие пластины с соответствующими свойствами, закрепляя их на формном цилиндре.

Наше завтра

Завтра никогда не наступает. Это всего лишь наши мысли о будущем. Мы не знаем, сколько мы знаем, но мы всегда должны помнить, что никогда не сможем узнать всё даже в своей узкоспециализированной области.

Любые классификации технологий печатания навсегда останутся незаконченными, далекими от совершенства и открытыми для уточнения и развития. Тем не менее они всегда будут способствовать структурированию наших знаний по технологиям печати, а также взаимопониманию между специалистами, заказчиками, организаторами и потребителями печатной продукции.

 

Литература

1. Вернадский В. И. Избранные труды по истории науки. М.: Наука, 1981. 357 с.

2. Каган Б. В., Стефанов С. И. Словарь полиграфических терминов. М.: Репроцентр М, 2005. 588 с.

3. Лапатухин В. С. Способы печати. Проблемы классификации и развития. М.: Книга, 1976. 272 с.

4. Лем С. Сумма технологий. М.; СПб.: АСТ, 2002. 668 с.

5. Мандельброт Б. Фракталы и возрождение теории итераций // Пайтген Х.-О., Рихтер П. Красота фракталов. М.: Мир, 1993. С 131-140.

6. Мандельброт Б. Фракталы, случай и финансы. М.; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004. 255 с.

7. Миклашевский С., Алямовская Г., Лапатухин В., Пельтинович Н. Направление развития основных способов печати // Проблемы технологии полиграфии: Cб. М.: Книга, 1967. С. 185-211.

8. Пайтген Х.О., Рихтер П. Красота фракталов. М.: Мир, 199. 175 с.

9. Полянский Н. Н. Основы полиграфического производства. М.: Книга, 1991. 351 с.

10. Попов В. Общий курс полиграфии. 4-е изд., испр. и доп. М.: Искусство, 1952. 503 с.

11. Раскин А. Современное состояние и перспективы развития печатных процессов. М.: МПИ, 1988. 48 с.

12. Романо Ф. Современные технологии издательско-полиграфической отрасли. М.: ПринтМедиа-центр, 2006. 454 с.

13. Стефанов С. И. CtP — революция или эволюция. М.: Репроцентр М, 2004. 44 с.

14. Стефанов С. И. Настоящее осмысливает прошлое и структурирует будущее// Publish. 2005. № 1. С 31-35.

15. Стефанов С. И. Предтечи современных способов печати. М.: Репроцентр М, 2003, 71 с.

16. Стефанов С. И. Технологии и цивилизации// Вестник технологии в области полиграфии и печатной рекламы. 2006. № 1. С 2.

17. Стефанов С. И., Каган Б. В. Классификация технологий печатания// КомпьюАрт. 2007. № 1. С 48-51.

18. Стефанов С. И., Фидель В. Р. Полиграфия как сумма технологий. М.: Унисерв, 2006. 311 с.

19. Тихоплавов В. Ю., Тихоплавов Т. С. Гармония хаоса, или Фрактальная реальность. СПб: Весь, 2003. 340 с.

КомпьюАрт 6'2007