Полиграфическая история 

Валерий Штоляков, МГУП им. Ивана Федорова

История ума знает две главные эпохи:
изобретение букв и типографии,
все другие были ее следствием.
Н.М. Карамзин

Изобретение печатных машин и последовавшее за этим изобретение наборного и брошюровочно-переплетного оборудования следует рассматривать в тесной связи с развитием книгопечатания, которое наряду с появлением письменности стало одним из величайших прогрессивных знаковых событий в истории мировой культуры.

Первые идентичные (тиражные) оттиски появились в VIII веке н.э. на Востоке. Для этого была разработана техника гравирования текста на дереве — ксилография (от греч. хylon — срубленное дерево и grapho — пишу). Для реализации этого способа использовались ручные операции и простые орудия труда, а посему он был трудоемким и малопроизводительным.

868 г. знаменателен тем, что в тот год была напечатана «Алмазная сутра», самый древний образец ксилографического книгопечатания (хранится в Британском музее). Свиток состоит из семи последовательно склеенных листов шириной примерно 30­32 см; длина всего свитка в развернутом состоянии более 5 м. Для производства этого свитка потребовалось несколько сотен гравированных вручную досок.

Развитие полиграфического оборудования начинается с середины XV века с изобретения в 1440 году Иоганном Гуттенбергом ручного печатного станка, который позволил механизировать основной технологический процесс — печатание. Если до этого книги в Европе производились ксилографическим способом и были большой редкостью, то с изобретением Гуттенберга начиная с первой половины XV века их стали печатать типографским способом (рис. 1). Несмотря на простоту ручных операций, в печатном станке Гуттенберга были заложены основные конструктивные принципы будущего печатного аппарата, которые успешно реализованы в современных печатных машинах. Конструкция первого печатного станка оказалась настолько удачной, что просуществовала без принципиальных технических изменений около 350 лет.

Рис. 1. Полоса из Библии Иоганна Гуттенберга (Книга Бытия). Цветные иллюстрации сделаны вручную (отпечатано в Майнце ок. 1454 года)

Изобретение печатного станка способствовало развитию полиграфической техники, которое не прекращается и по сей день, постоянно пополняясь новыми техническими решениями. На примере совершенствования полиграфического производства наглядно прослеживаются все этапы преобразования простейших орудий труда и механизмов в печатные машины­автоматы.

В данной публикации приведена хронология появления некоторых оригинальных изобретений и технологий, что позволяет оценить темпы развития и совершенствования полиграфического оборудования.

1796 г. — Алоиз Зенефельдер, увидев четкий ржавый отпечаток бритвы на садовом камне, изобретает, по принципу аналогии, новый способ плоской печати — литографию (от греч. lithos — камень и grapho — пишу), который был впервые реализован в ручном литографском печатном станке валковой конструкции. В качестве формы А. Зенефельдер использовал известковый камень, на который тушью наносилось изображение, после чего поверхность камня обрабатывалась кислотным раствором для образования пробельных элементов на участках камня, не защищенных тушью. Год спустя А. Зенефельдер изобретает рейберный печатный станок для получения оттиска с литографского камня (рис. 2).

Рис. 2. Рейберный печатный станок

1811 г. — Ф. Кениг запатентовал печатный аппарат, в котором была использована идея передачи давления по линии (по принципу «плоскость — цилиндр»), реализованная в плоскопечатной машине, где форма размещалась на подвижном столе — талере, а лист бумаги перемещался к форме вращающимся печатным цилиндром с захватами. В период с 1811 по 1818 год Ф. Кениг и его компаньон А. Бауэр создают и запускают в производство четыре типа не имеющих прототипа плоскопечатных машин.

1817 г. — Фридрих Кениг и Андреас Бауер основали в монастыре Оберцелль (г.Вюрцбург) фабрику плоскопечатных машин Schnellpressenfabrik Koenig & Bauer, на 25 лет опережая своих конкурентов в области промышленного производства печатного оборудования.

1822 г. — английский ученый Вильям Конгрев разработал технологию многоуровнего рельефного тиснения (выпукло­вогнутого) изображения без краски на картоне при силовом воздействии на него нагретым пуансоном и матрицей — так называемое конгревное тиснение (конгрев), которое стало эффектным приемом оформления печатных изданий.

1829 г. — лионский наборщик Клод Жену разработал способ изготовления стереотипных матриц из бумаги, используя которые можно было отливать несколько монолитных копий (стереотипов) оригинальной формы высокой печати.

1833 г. — английский печатник Д. Китчен изобрел простую и дешевую печатную машину, предназначенную для малоформатной, малотиражной и однокрасочной продукции. Реализовав идею Ф. Кенига об изменении положения пиана и формы, он перевел их в вертикальное положение. Качающийся пиан (прижимная плита) приводился в движение рычажным механизмом, поэтому вскоре стал называться тиглем (отсюда и название машины). С середины XIX века активно выпускались различные по конструктивному исполнению тигельные машины, которые вследствие их массового производства в США назывались «американками». Благодаря универсальности тигельных печатных машин, их малым габаритам, небольшой массе, невысокой стоимости и простоте в обслуживании, они весьма экономичны и до сих пор работают в типографиях.

1838 г. — академик Б.С. Якоби (г.Петербург) разработал технологию гальванопластики, позволяющую изготовлять точные металлические копии с оригинальных гравировальных форм.

Рис. 3. Многонакладная печатная машина с вертикальным печатным цилиндром

1839 г. — изобретение фотографии, которое связано с именами Ж.Н. Ньепса, Л.Г. Дагерра и В.Г. Талбота.

1840 г. — на лондонской фирме «Перкинс, Бэкон энд Петч» был отпечатан тираж первой почтовой марки, которая была названа «черный пенни». Это был совершенно новый вид полиграфической продукции — марки, отпечатанной на металлографском станке.

Начало XIX века характеризуется социологами как зарождение и развитие индустриального общества, для которого типичны высокий уровень промышленного производства и активное использование природных ресурсов. В этот период происходит бурное развитие полиграфической отрасли, широко использующей достижения науки и техники. Возрастает доверие к бумажному носителю информации, чему способствует начало массового производства газет, книг и журналов.

1847 г. — А. Эппльгет (Англия) создает многонакладную листовую печатную машину, в которой вокруг вертикального формного цилиндра диаметром 1,63 м располагались восемь печатных цилиндров диаметром 0,33 м. На них крепились печатные формы, набранные из обычных прямоугольных литер. Подача и вывод листа от печатных цилиндров производились сложной тесемочной системой. Машина представляла собой громоздкое многоярусное сооружение, которую обслуживали восемь накладчиков и восемь приемщиков (рис. 3). Она проработала 14 лет и печатала при ручном накладе до 12 тыс. отт./ч, что в то время считалось высокой производительностью. Из­за больших габаритных размеров многонакладные печатные машины называли «мамонт­машинами». Однако начиная с 1870 года из­за больших размеров и многочисленности обслуживающей бригады эти печатные машины были вытеснены из газетного производства более эффективными и экономичными рулонными машинами.

1849 г. — датский изобретатель Христиан Серенсен запатентовал «тахеотип», представляющий собой вариант наборной машины, способной механизировать целый комплекс операций ручного набора.

1849 г. — американский изобретатель Э. Смит сконструировал фальцевальную ножевую машину.

1850 г. — французский изобретатель Фирмен Жилло запатентовал способ изготовления иллюстрационных печатных форм химическим травлением на цинке.

1852 г. — изобретателем Р. Гартманом в Германии осуществляется первая попытка механизации процесса резания стопы листов.

1853 г. — изобретение американцем Джоном Л. Кингсли резиновых эластичных форм, основу которых составлял натуральный каучук, явилось предпосылкой для появления нового способа печати — флексографии, который становится разновидностью способа высокой печати. Для него характерно применение упругой эластичной формы и быстросохнущих жидких красок. Первоначально при этом способе печати использовали анилиновые синтетические красители, отсюда появился термин «анилиновая печать» (die Anilindruck) или «анилиновая резиновая печать» (die Anilin­Gummidruck).

1856 г. — Д. Смит (США) получил патент на ниткошвейную машину.

1857 г. — Роберт Гаттерслей, инженер из Манчестера, запатентовал литеронаборную машину.

1859 г. — в Германии К. Краузе создал первую бумагорезальную машину с наклонным движением ножа, где впервые применил автоматически действующий прижим стопы от груза (рис. 4).

Рис. 4. Бумагорезальная машина с наклонным движением ножа в музее МГУП им. И. Федорова

1861 г. — английский физик Джеймс Клерк Максвелл впервые воспроизвел фотографическими методами цветное изображение.

1865 г. — Вильям Буллэк из Филадельфии создал первую рулонную печатную машину, имевшую два цилиндра: печатный и формный, на котором крепился стереотип. Рулонная бумага перед подачей в печатный аппарат разрезалась по формату и запечатывалась, после чего выводилась тесемками на приемку. Идея создания машины для печатания на бумажной ленте, способ изготовления которой был освоен в начале ХIX века, занимала умы изобретателей. Однако эти идеи были реализованы только после того, как в 1850­х годах начался промышленный выпуск круглых стереотипов — литых форм высокой печати.

1867 г. — П.П. Княгининский запатентовал в Англии автоматическую литеронаборную машину (автомат­наборщик), технические решения которой в значительной мере были повторены изобретателем монотипа Т. Ланстоном (рис. 5).

Рис. 5. Автомат-наборщик очень часто можно встретить в музеях профильных учебных заведений и типографий

1868 г. — изобретен способ фототипии, обеспечивающий безрастровое производство форм плоской печати.

1873 г. — Хьюго и Август Бремер (Германия) изобрели способ шитья тетрадей проволокой.

1875 г. — Томас Альва Эдисон запатентовал мимеограф, представляющий собой печатное устройство для выпуска несложной малотиражной продукции способом трафаретной печати. Вслед за этим он сконструировал «электрическое перо», которое перемещалось от миниатюрного двигателя и прокалывало в нужных местах парафинированную бумагу, служившую формой для мимеографа. Эдисон также составил рецептуру краски с необходимой степенью вязкости для проникновения ее через пробитые в бумаге отверстия.

1876 г. — изобретены поворотные штанги, позволяющие управлять направлением движения бумажных лент в рулонной печатной машине.

1876 г. — Хьюго и Август Бремер изготовили проволокошвейную машину (прообраз четырехаппаратной проволокошвейной машины), которая шила тетради четырьмя скобами вразъем.

1883 г. — американец Л.К. Кроуэл изобрел фальцевальную воронку для продольного сгибания листов или ленты во время работы машины, что дало возможность оснастить рулонные печатные машины фальцаппаратами. Эти изобретения открыли путь к созданию рулонных печатных машин, предназначенных для печатания многостраничных изданий, так как благодаря воронке удалось удвоить ширину лент, а наличие штанг позволило производить их подборку для совместной обработки.

1880 г. — разработаны основы технологии офсетной печати.

1886 г. — Оттмар Мергенталер сконструировал линотип — наборную строкоотливную машину.

1890 г. — И.И. Орлов изобрел способ многокрасочной высокой печати, реализованный на печатной машине для производства ценных бумаг. Изобретенный им способ формирования многокрасочного сырого изображения на сборной форме с последующим переносом его на бумагу, названный «орловской печатью», позволил защитить ценные бумаги от подделки. На рис. 6 показана схема печатного аппарата, сконструированного И.И. Орловым.

Рис. 6. Схема печатного аппарата «орловской печати» (а): 1, 2, 3, 4 — печатные формы, 5 — сборная печатная форма, 11, 21, 31, 41, — эластичные валики; выполнение орловского эффекта металлографской печатью в защитной марке (старого образца)
на алкогольную продукцию (производство ФГУП «Гознак») — б

До этого ценные бумаги пытались защитить путем изготовления на специальных гильоширных машинах сложной формы, получаемой способом механического гравирования различных геометрических узоров и фигур с переменной частотой шага и разной толщиной штриха. Однако это не уберегало банкноты от подделки, и только нанесение на бумагу насыщенного цветного «радужного» красочного рисунка способом «орловской печати» могло в какой­то степени защитить их.

1893 г. — изобретение И.И. Орлова было отмечено Гран­при на промышленной выставке в Париже и защищено патентами России, Германии и Великобритании. Однако достойной поддержки в России машины И. Орлова не получили — их в несколько измененном виде стали изготавливать в Германии в компании КВА. В настоящее время фирма «КВА­Джиори» разработала специальное печатное оборудование, использующее некоторые принципы орловского способа печати. На этих машинах специального назначения в разных странах осуществляется печать более 90% мирового объема банкнот и документов с высокой степенью защиты.

1890­е годы — возрастает потребность в выпуске объемных тиражных печатных изданий, поэтому заметно увеличиваются тиражи и объемы газет, а издательское дело превращается в одну из крупнейших отраслей промышленности. В результате появляются рулонные машины высокой печати для выпуска сначала 8­ и 16­, а затем и 32­страничных газет.

1893 г. — Густав Клейм (Германия) конструирует первую автоматическую фальцевальную машину, оборудованную механическим самонакладом листов.

1894­1895 гг. — разработаны принципиальные схемы первых фотонаборных машин.

1895 г. — американский изобретатель Шеридан построил первую машину клеевого скрепления книжных блоков с предварительным фрезерованием корешка и ручной подачей блоков в виде замкнутого конвейера с каретками.

1896 г. — Толберт Лэнстон сконструировал монотип — наборную литероотливную машину.

1896 г. — в Англии, позже в США и Германии освоена эксплуатация рулонных машин глубокой печати, а с 1920 года начался выпуск 4­ и 6­секционных машин для многокрасочной печати. Из­за длительного времени высыхания применявшихся тогда скипидарных красок скорость ленты в первых машинах не превышала 0,5 м/с. В дальнейшем, благодаря усовершенствованию сушильных устройств и применению красок на летучих растворителях, скорость работы машин увеличилась до 30 тыс. оборотов формного цилиндра в час.

1897 г. — фирма «Харрис» построила двухкрасочную машину высокой печати планетарного типа, где вокруг печатного цилиндра размещались два формных.

В конце XIX века созданы фирмы Heidelberg и Mann Roland, ставшие со временем ведущими производителями полиграфического оборудования.

1905 г. — изобретен самонаклад, что позволило поднять производительность листовых печатных машин до 5 тыс. отт./ч.

1906­1907 гг. — разработаны первые конструкции офсетных печатных машин, создание которых связано с именами литографов К. Германна и А. Рубела. Вероятно, в это же время в практике полиграфического производства появились такие понятия, как офсет (англ. offset) и офсетная печать.

1907 г. — благодаря опыту эксплуатации однокрасочных литографских машин и успешному применению способа «орловской печати», немецкая фирма «Фохмаг» по патенту К. Германна построила листовую офсетную машину для двусторонней печати, позволяющую запечатывать лист с двух сторон за один прогон.

1907 г. — предпринимаются попытки использовать в полиграфическом производстве телеграфную связь для передачи текста на дальние расстояния.

1912 г. — начался новый этап в развитии флексографии благодаря освоению парижской фирмой «С.А. ла Целлофан» производства целлофановых мешков, на которых печатали анилиновыми красками. Область применения флексографии постепенно расширяется, чему способствовали определенные преимущества этого способа печати перед классическими.

1922 г. — англичанин Е. Хантер разработал конструкцию фотонаборной машины, которая состояла из наборно­перфорирующего механизма, счетно­выключающего устройства и фоторепродукционного аппарата. Из­за некоторого ее сходства с монотипом специалисты назвали ее «Монофото».

1923 г. — немецкий инженер Г. Шписс создал фальцевальную кассетную машину.

1929 г. — в г.Мюнхене известный немецкий изобретатель Рудольф Хелл, создавший передающую телевизионную трубку, основал фирму Hell.

1929­1930 гг. — американский инженер Уолтер Гауэй сконструировал фотоэлектрическую гравировальную машину.

1935 г. — немецкий исследователь Г. Нойгебауер и наш соотечественник Н.Д. Нюрберг изложили научную теорию основ многокрасочной печати.

1936 г. — в СССР внедрена в производство технология полиграфического воспроизведения иллюстраций со стереоскопическим эффектом.

1938 г. — Эмиль Лумбек изобрел новый способ бесшвейного крепления по корешку книжного блока, в котором использовалась быстросхватывающая поливинилацетатная дисперсия (ПВАД), разработанная в 1936 году в Германии.

1938 г. — американский изобретатель Честер Карлсон и немецкий физик Отто Корней разработали способ изготовления отпечатков электрофотографическим способом, что явилось началом рождения электрофотографических печатных устройств для оперативного получения как черно­белых, так и цветных копий с оригинала, размещенного на предметном стекле (рис. 7).

Рис. 7. Изобретатель ксерографической печати Частер Карлсон (а) и первая ксерокопия текста, из которого следует, что новая технология копирования документов впервые была опробована 22 октября 1938 года (б)

1938 г. — из Чикаго в Нью­Йорк по линии фототелеграфной связи передано трехцветное изображение.

1947­1948 гг. — советский инженер Н.П. Толмачев сконструировал электронную гравировальную машину с изменением масштаба нарезания клише.

1950­1952 гг. — в СССР разработаны теоретические основы создания типографии­автомата, оснащенной высокопроизводительной печатно­отделочной линией для производства книг.

1951 г. — фирма Hell начала первые работы по созданию электронно­гравировальных машин для изготовления клише.

1951 г. — в США выдан патент на струйную головку, которая фактически представляла собой первое устройство цифровой печати. Это изобретение явилось началом принципиально нового направления в оперативной полиграфии — струйной печати.

1960­е годы — в СССР активно разрабатываются магнитографские печатные машины, к которым сегодня возродился интерес за рубежом. Принцип их действия аналогичен работе электрофотографических машин.

1963 г. — фирма Hell выпустила первую электронную цветоделительную машину ChromaGgraph, применение которой для изготовления цветоделенных фотоформ существенно сократило технологический процесс получения форм для цветной печати.

1965 г. — фирма Hell, являясь родоначальником электронного фотонабора, выпускает серию фотонаборных машин Digiset, в которых очертания шрифтов и иллюстраций воспроизводятся на экране электронно­лучевой трубки.

1968 г. — в США запатентован способ печатания с голографических форм.

Конец 1960­х годов — американская фирма «Камерон Мэшин Ко» разработала конструкцию печатно­отделочного агрегата для изготовления книг карманного формата за один прогон.

1966 г. — вступила в строй самая протяженная в мире линия фототелеграфной передачи газет из Москвы в Новосибирск, Иркутск и Хабаровск.

Середина XX века характеризуется началом развития постиндустриального общества, когда наука становится основной производительной силой. Меняется структура хозяйственных отношений, в результате чего основным источником национального богатства становится интеллектуальный капитал (запасы знаний и умений), который чаще называют человеческим капиталом. Активизируется роль инновационных процессов (инноваций), без которых сегодня невозможно создать продукцию с высокой степенью наукоемкости и новизны. Инновация представляет собой результат творческой деятельности человека, обеспечивающий достижение высокой экономической эффективности в производстве или потреблении продукции. Сроки обновления продукции в наиболее динамичных областях сокращаются до двух­трех лет. Значение информации повышается в разы, появляется новое сообщество людей — нетократия, члены которого владеют информацией, Интернетом, информационными сетями: для них главным становится информация, а не деньги. Активно начинают развиваться цифровые технологии преобразования информации, что определило существенные революционные преобразования в полиграфической отрасли.

Развивается Всемирная сеть (Интернет) и другие информационные системы. Одновременно с этим возникает опасность возрастания риска утечки социально­экономической, научно­технической, образовательной и другой информации, поскольку надежного правового заслона для этого до сих пор не существует. Информация дорога в производстве, но затраты на ее распространение и воспроизведение минимальны, что порождает новые проблемы с появлением Интернета у создателей и правообладателей объектов интеллектуальной собственности.

В полиграфии период перехода к постиндустриальному обществу можно условно привязать к 1970­м годам, когда разрабатываются и вводятся в эксплуатацию разновидности настольно­издательских систем, в которых был заложен принцип преобразования графической информации в цифровую форму. Это позволяло оперативно обрабатывать ее на этапе допечатных процессов и распечатывать в виде единичных однокрасочных экземпляров. Отсюда появилось название «типография на столе», поскольку подобные системы могли производить короткие тиражи листовой печатной продукции. Качество печати определялось техническими возможностями применяемых в настольно­издательских системах печатных устройств. Достоинство подобных систем проявилось в возможности оперативного совмещения процесса формообразования с распечаткой любой вводимой в цифровом виде графической информации, исключая традиционные фотохимические операции. Эта технология получила название computer­to­print — «из компьютера в печатное устройство».

1970­е годы — разработаны опытные модели лазерных гравировальных автоматов.

1971 г. — в Первой Образцовой типографии (г.Москва) вступила в строй линия «Книга» — первая отечественная автоматическая линия для изготовления книг в твердом переплете.

1976 г. — фирма Linotrone AG прекратила производство наборных строкоотливных машин, продолжавшееся почти 90 лет.

1977 г. — Ленинградский завод полиграфических машин выпустил промышленную серию фотонаборного комплекса «Каскад», предназначенного для организации наборного процесса в типографиях любого профиля.

1980­е годы — для оперативной полиграфии корпорацией Riso Kadaku (Япония) разработана серия трафаретных цифровых печатных машин — ризографов, или цифровых дубликаторов. В этих машинах процессы подготовки рабочей матрицы (трафаретной формы) и начало печатания практически объединены, что дает возможность получить первый оттиск с разрешающей способностью до 16 точек/мм через 20 с после установки оригинала на предметное стекло.

1980­е годы — начало производства японской фирмой Canon серии цветных копировальных аппаратов различных моделей.

1991 г. — специалисты фирмы Heidelberg продемонстрировали на выставке «Принт­91» (г.Чикаго) четырехсекционную офсетную печатную машину GTOV DI, построенную на базе серийной машины GTO. Если до этого информация из компьютера распечатывалась только на принтере, то теперь ее можно тиражировать на офсетной печатной машине. Аббревиатура DI в обозначении серийной машины GTO переводится с английского как «прямое экспонирование». Эта технология позволяет оперативно создавать в каждой секции цветоделенную печатную форму на основе цифровых данных допечатной ступени для печати офсетным способом без увлажнения. Демонстрация машины GTOV DI на выставке в Чикаго прошла с большим успехом, а экспозиция фирмы Heidelberg получила Гран­при. Впервые фирма продемонстрировала офсетную печатную машину, работающую по принципу «из компьютера в печатную машину» (computer­to­press). Разработчикам печатной машины GTOV DI удалось совместить оперативность компьютера с высоким качеством офсетной печати. Это был прорыв в область новых цифровых технологий, которые существенно дополнили известные способы печати новыми возможностями.

1993 г. — фирма «Индиго» (Израиль) выпустила на рынок цифровую печатную машину Е­Print, для которой была разработана оригинальная технология печатного процесса, сочетающего в себе принципы электрофотографии и офсетной печати.

1996 г. — канадская фирма Elcorsy Technology на выставке NEXPO в Лас­Вегасе продемонстрировала новую цифровую технологию формирования красочного изображения — элкографию, основанную на электрохимическом процессе — электрокоагуляции, в результате которого на металлическом цилиндре при подаче на него краски (гидрофильного полимера) формируется красочное изображение. Особенностью и достоинством элкографии является возможность избирательно передавать на участки оттиска слои краски разной толщины, то есть регулировать оптическую плотность в большом диапазоне.

1997 г. — фирма NUR Macroprinters (Израиль) выпускает цифровой струйный принтер Blueboard, позволяющий печатать 4­красочное изображение шириной 5 м с производительностью 30 м2/ч.

2000 г. — апробация технологических принципов рабочего потока (WorkFlow), обеспечивающего организацию сквозного цифрового управления производственным процессом в виде четко выстроенной цепочки всех технологических операций (маршрута работ) для их непрерывного выполнения.

2008 г. — на выставке drupa 2008 ассоциация органической электроники Organic Electronic Association OE A продемонстрировала свои достижения в области развития высоких технологий с учетом применения печатного оборудования. Благодаря этому в ближайшем будущем будет освоено новое направление в полиграфии — так называемая печатная электроника.

По оценке специалистов, развитие полиграфической техники и технологий, предназначенных для обслуживания потребностей общества, в ближайшей перспективе будет ориентировано на конвертинг, сочетающий в себе традиционное печатное оборудование с цифровыми печатными машинами и технологиями. Подобное объединение позволяет оперативно, на достаточно высоком полиграфическом уровне тиражировать многокрасочную продукцию как с переменными, так и с постоянными данными. Учитывая намечающуюся тенденцию отказа мирового общества от печатной книги и в целом от печатной продукции (по данным опроса читателей), намечается активное внедрение цифровых технологий для производства печатной продукции в электронном формате, что и было продемонстрировано на выставке drupa 2012.

КомпьюАрт 8'2013