Farby drukarskie do offsetowego zwojowego druku gazet
Transkrypt
Farby drukarskie do offsetowego zwojowego druku gazet
Biuletyn informacyjny Grupy Hubera Farby drukarskie E ho 3 Farby drukarskie do offsetowego zwojowego druku gazet Echo farb drukarskich 3 Farby drukarskie do offsetowego zwojowego druku gazet Mgr in¿. Klaus Hanke Techniki druku i farby drukarskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3 Techniki druku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Receptury farb drukarskich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Produkcja farb do coldsetowego druku gazet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Istotne ró¿nice miêdzy typograficznymi i offsetowymi farbami do zwojowego druku gazet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Kryteria jakociowe farb do offsetowego zwojowego druku gazet . . . . . . . . . . . . . . . 6-15 Dane charakteryzuj¹ce stany fizyczne farb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Kolorystyka farb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Interakcja uk³adu farb/rodek zwil¿aj¹cy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Interakcja uk³adu forma drukowa/farba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Interakcja uk³adu gumowy obci¹g/farba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Interakcja uk³adu farba drukowa/papier gazetowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Jakociowa ocena druku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-22 Metody pomiaru kryteriów jakociowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Zu¿ycie farby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Normalizacja barw w offsetowym zwojowym druku gazet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Kolejnoæ kolorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Przysz³oæ offsetowego zwojowego druku gazet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Za³¹cznik Zautomatyzowana produkcja farb offsetowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-28 Klaus Pfalzgraf Biuletyn informacyjny "Echo - Farby drukarskie" jest nieperiodyczn¹ publikacj¹ Grupy Hubera Przedruk dozwolony pod warunkiem podania ¿ród³a i uzyskaniu zgody wydawcy 1 Echo farb drukarskich 3 Techniki druku i farby drukarskie Rys.1 Techniki druku Gazety drukuje siê i bêdzie siê drukowaæ najró¿niejszymi technikami, a farby drukarskie musza byæ zawsze dostosowane do konkretnej technologii. Wklês³odruk gazetowy jest stosowany w Europie tylko w wyj¹tkowych wypadkach. Najbardziej rozpowszechniony jest konwencjonalny druk wypuk³y oraz offsetowy, którego udzia³ w tym sektorze zwiêksza siê coraz bardziej. Druk wypuk³y W obu technikach nie stosuje siê suszenia ciep³em w kanale susz¹cym (coldset). Poni¿szy diagram demonstruje procentowy udzia³ druku wypuk³ego i offsetowego w produkcji gazetowej 5 krajów. Decyzja na korzyæ jednej z wy¿ej wymienionych technik druku jest podejmowana w oparciu o wymagania jakociowe oraz stosunek ceny do wydajnoci. Decyduj¹ specyficzne cele drukarni, a nie "lepsza" technika. Offset 1976 Republika Federalna Niemiec 1985 1987 1985 Francja 1975 Holandia 1985 1976 Austria 1985 1986 Wielka Brytania 0 25 50 75 100 % Rys. 2. Procentowy udzia³ technik druku w produkcji gazetowej 2 Echo farb drukarskich 3 Sk³adniki 1. Substancje barwi¹ce (Barwid³a) Sadza pigmenty podbarwiaj¹ce 2. Wype³niacze (Obci¹¿alniki) Kreda, krzemiany, wêglan magnezu 3. Spoiwa Pokosty ¿ywicowe, oleje ekstrakcyjne/wrzecionowe, oleje roœlinne 1. Dodatki Œrodki pomocnicze Woski, substancje reguluj¹ce p³ynnoœæ farby Druk wypuk³y % Druk offsetowy % 14 - 16 1-2 17 - 22 1-3 0-8 0-8 70 - 80 65 - 75 oko³o 0,5 oko³o 1 Rys. 3. Typowe receptury czarnych farb typograficznych i offsetowych Receptury farb drukarskich Z wyj¹tkiem farb wklês³odrukowych i farb fleksograficznych do druku na maszynach z zespo³em Anilox produkcja farb typograficznych i offsetowych odbywa siê przy wykorzystaniu wspólnych receptur podstawowych. Ich istotnymi sk³adnikami s¹ produkty na bazie olejów mineralnych (rys. 3). Zadania sk³adników farb drukarskich Substancje barwi¹ce (barwidla) (Pigmenty farb drukarskich DIN 55 944) Czarne farby zawieraj¹ sadzê, której odcieñ i g³êbiê mo¿na polepszyæ przez dodanie pigmentów (np. b³êkitu Milori lub niebieskiego refleksyjnego) podbarwiaj¹cych sadzê sprawiaj¹c¹ wra¿enie br¹zu i powoduj¹cych, ¿e czerñ staje siê neutralna i g³êboka. Sadze powstaj¹ przez obróbkê termiczn¹ produktów z ropy naftowej lub smo³y wêglowej, rozpad acetylenu lub gazu ziemnego pod wp³ywem ciep³a.Farby barwne zawieraj¹ pigmenty organiczne, tzn. substancje barwi¹ce, które tak jak sadza s¹ nierozpuszczalne w spoiwie farby. S¹ one najczêciej produkowane metod¹ skomplikowanych, wielostop- niowych syntez. Na skalê wielkoprzemys³ow¹ produkuje siê oko³o 400 ró¿nych pigmentów, ale tylko kilka z nich ma znaczenie dla druku gazetowego. Barwid³a rozpuszczalne w spoiwie (tzn. substancje barwi¹ce) z regu³y nie s¹ stosowane w farbach gazetowych. W offsetowych i typograficznych farbach rotacyjnych mog¹ byæ zastosowane te same pigmenty. Do farb gazetowych nale¿y dobieraæ sadze, które: · nadaj¹ farbie g³êbiê koloru · dobrze dysperguj¹ · umo¿liwiaj¹ dobr¹ lejnoæ farb. Wype³niacze (pigmenty rozjaniajace) Sk³adniki te s³u¿¹ m.in. · do rozjaniania koloru · regulacji lepkoci · eliminowania pylenia. Najczêciej stosowanymi wype³niaczami s¹ np.: kreda, bentonity i krzemiany. Spoiwa Spoiwa powinny ca³kowicie zwil¿aæ pigmenty i wype³niacze podczas dyspergowania tak, aby mog³y one zwi¹zaæ siê mocno z pod³o¿em drukowym podczas przenoszenia przez wa³ki farbowe i zespó³ drukowy. 3 Echo farb drukarskich 3 Jednoczenie spoiwo reguluje w³aciwoci reologiczne farby, takie jak: lepkoæ, lejnoæ i ci¹gliwoæ oraz zdolnoæ stosowania w maszynach offsetowych, w których s¹ wystawione na oddzia³ywanie roztworu zwil¿aj¹cego. Spoiwa to roztwory i "wywary" ¿ywic w oleju mineralnym i olejach rolinnych (lnianym, sojowym itd.). Wa¿nymi sk³adnikami spoiw w offsetowych i typograficznych farbach gazetowych s¹ oleje mineralne, zw³aszcza: · oleje przemys³owe (oleje wrzecionowe) z zakresem wrzenia od oko³o 320°C do 370°C, · oleje ekstrakcyjne o wysokiej lepkoci, z zakresem wrzenia powy¿ej 370°C. specjalne, np. odnonie zadrukowalnoci i jakoci papieru przez ilociowe i jakociowe zmiany sk³adników. Dodatki Dodatkami mo¿na uzyskaæ zamierzone, charakterystyczne w³aciwoci farb drukarskich. Dotyczy to np.: · w³aciwoci reologicznych* (lepkoæ, ci¹gliwoæ) · odci¹gania · pobierania rodka zwil¿aj¹cego. ¯ywice to m.in. asfalt naturalny (gilsonit), uszlachetniona kalafonia i ¿ywice syntetyczne na bazie oleju mineralnego lub ich mieszanki. Ze wzglêdu na zabarwienie w³asne asfaltu i zwi¹zków bitumicznych nie mo¿na ich stosowaæ do produkcji farb kolorowych. Do farb offsetowych nadaj¹ siê szczególnie ¿ywice alkidowe, które s¹ poliestrami olejów rolinnych. Podsumowuj¹c, mo¿na ustaliæ nastêpuj¹cy schemat receptur spoiw: Receptury te pozwalaj¹ producentom farb spe³niæ wszystkie wymagania Druk wypuk³y % Offset % Oleje ekstrakcyjne 20 - 35 10 - 35 Oleje wrzecionowe 20 - 30 10 - 30 ¯ywice Asfalt Zwi¹zki bitumiczne 5 - 25 10 - 30 Oleje roœlinne 0-5 5 - 10 ¯ywice alkidowe 0-5 5 - 15 Sk³adniki * Reologia = nauka o plynnoci materialów. 4 Echo farb drukarskich 3 Produkcja farb do coldsetowego druku gazet Dobra jakociowo farba drukarska powstaje wtedy, gdy wszystkie sk³adniki s¹ zmieszane dok³adnie i homogenicznie. Pigmenty i wype³niacze musz¹ byæ ca³kowicie zwil¿one spoiwem. Tylko w taki sposób pigmenty zachowuj¹ optymalny kolor. W gotowej farbie wielkoæ cz¹steczek nie mo¿e przekraczaæ 10 µm. Proces podzia³u pigmentu i zwil¿ania go spoiwem jest nazywany dyspergowaniem i odbywa siê podczas kolejnych etapów technologicznych (rys. 4). Tak wyprodukowana farba drukarska jest poddawana wielu szczegó³owym badaniom kontrolnym i dopiero wtedy jest gotowa do wysy³ki. Badania kontrolne obejmuj¹: · stopieñ zdyspergowania (utarcie), badanie grindometrem i pod mikroskopem · zgodnoæ koloru i intensywnoæ farby z wzorem · pomiar w³aciwoci reologicznych, takich jak lepkoæ, ci¹gliwoæ (tack) i lejnoæ. 1. Du¿y pojemnik z pigmentem 2. Dmuchawa zapewniaj¹ca transport pneumatyczny 3. Rotacyjny wpust pigmentu 4. Pneumatyczne przewody transportowe 5. Zbiorniki z zapasem pigmentów 6. Zbiorniki z wype³niaczami 7. Waga 8. Komponenty p³ynne 9. Waga do komponentów p³ynnych 10. Pompa pobieraj¹ca komponenty z wagi 11. Zbiornik do mieszania sk³adników 12. Zbiornik buforowy 13. Pompa z regulowan¹ szybkoœci¹ obrotow¹ 14. M³yn mieszalnikowo-kulkowy COBRA 15. Zbiorniki na gotow¹ farbê 16. Trójwalcówka SDVE 8 6 5 4 6 9 5 10 7 1 12 15 11 3 15 14 16 2 13 Schemat zautomatyzowanej produkcji farb drukowych 5 Echo farb drukarskich 3 Istotne ró¿nice miêdzy typograficznymi i offsetowymi farbami do zwojowego druku gazet Mimo tego, ¿e farby do obu technik druku s¹ wytwarzane z tych samych podstawowych surowców, to w ich obrêbie istniej¹ mo¿liwoci ró¿nych wariantów odnonie budowy chemicznej poszczególnych materia³ów. Zawsze jednak obowi¹zuje zasada, ¿e nale¿y tak dokonywaæ doboru surowców, aby farby by³y dostosowane do konkretnej techniki druku. Najwa¿niejsz¹ cech¹ farb offsetowych jest ich zdolnoæ do interakcji z roztworem zwil¿aj¹cym w taki sposób, aby otrzymaæ prawid³owy wynik druku. Tylko wyj¹tkowo mo¿na zastosowaæ farby typograficzne do druku offsetowego. Poni¿ej najwa¿niejsze ró¿nice obu systemów recepturowych: · farby offsetowe zawieraj¹ wy³¹cznie pigmenty odpowiednie do offsetu · intensywnoæ farb typograficznych jest mniejsza, poniewa¿ ze wzglêdu na technologiê, na papier przenoszone s¹ wiêksze iloci farby: - w druku offsetowym 0,8-1,3 g/m2 - w druku typograficznym 1,6-2,0 g/m2. Mimo to tylko technika offsetowa zapewnia równomierne krycie apli bez tzw. bia³ych nak³uæ szpilek (speckles). · farby offsetowe maj¹ nieco wy¿sz¹ lepkoæ i ci¹gliwoæ (tack) ni¿ typograficzne farby gazetowe. W³aciwoci reologiczne farb offsetowych zale¿¹ m.in. od typu zespo³u farbowego, np. od tego, czy posiadaj¹ dolny czy górny nó¿ farbowy. Zarówno lepkoæ, jak i ci¹gliwoæ farby offsetowej zmieniaj¹ siê na skutek zemulgowanego rodka zwil¿aj¹cego w zespole drukowym. Z tego te¿ powodu, aby osi¹gn¹æ dobry jakociowo druk, rodek zwil¿aj¹cy musi równie¿ spe³niaæ pewne specjalne wymagania. Lepkoœæ (dPa.s) przy 20 oC Ci¹gliwoœæ (tack) Farba offsetowa 50 - 300 3,5 - 5,0 Farba typograficzna 35 - 100 2,5 - 3,5 Farby 6 Echo farb drukarskich 3 Kryteria jakociowe farb do offsetowego zwojowego druku gazet Aby oceniæ jakoæ farby nale¿y uwzglêdniæ wiele kryteriów i interakcji. siê farby w ka³amarzu. Granica p³ynnoci to si³a konieczna do tego, aby farbê wprowadziæ ze stanu spoczynku w ruch. Podaje siê j¹ w Paskalach (Pa). Je¿eli zostan¹ przekroczone pewne wartoci graniczne, to farba nie wyp³ywa z ka³amarza. Dane charakteryzuj¹ce stany fizyczne farb Lepkoæ, lejnoæ, ci¹gliwoæ (tack) Ci¹gliwoæ to si³a konieczna do podzia³u warstwy farby znajduj¹cej siê miêdzy dwoma wa³kami. W przeciwieñstwie do lepkoci i granicy p³ynnoci, nie mo¿na okreliæ ci¹gliwoci w jednostkach miêdzynarodowych (uk³ad SI), poniewa¿ chodzi tu o wielkoæ ustalon¹ empirycznie. Jest ona za ka¿dym razem zale¿na od zastosowanego przyrz¹du pomiarowego, jego wyposa¿enia i geometrii pomiaru. Farby gazetowe maj¹ ci¹gliwoæ (tack) znacznie ni¿sz¹ ni¿ farby do offsetowego druku rotacyjnego akcydensów lub farby do offsetu arkuszowego. Konsystencjê farby opisuje siê zgodnie z norma DIN 16 515 s³owami: s³aba - mocna - krótka - d³uga U¿yte tutaj pojêcia opisuj¹ lepkoæ farby tzn. si³ê przeciwstawn¹ cinaniu. Lepkoæ mierzy siê prêdkociomierzami naporowymi i podaje w paskalach x sekunda (Pa · s). Zakres lepkoci farb gazetowych le¿y w zale¿noci od wymagañ miêdzy 5 i 15 Pa · s. Z lepkoci¹ cile jest zwi¹zana lejnoæ, przy czym granica p³ynnoci ma znaczenie dla intensywnoci obracania Ci¹gliwoœæ (tack) Lepkoœæ 20 10 15 7,5 5,0 10 CI¥GLIWOŒÆ (tack) 2,5 5 LEPKOŒÆ 0 0 0 20 60 40 o Temperatura (C) Rys. 5. Wp³yw temperatury na lepkoæ i ci¹gliwoæ (tack) 80 7 Echo farb drukarskich 3 Przyczyn¹ tego jest stosunkowo niewielka wytrzyma³oæ papieru gazetowego na wyrywanie cz¹stek papieru z powierzchni. Obrazuje to nastêpuj¹ce zestawienie: Ci¹gliwoœæ (tack) Farba offsetowy druk arkuszowy offset zwojowy do druku akcydensów druk gazet 9 - 13 7 - 12 3,5 - 5 Lepkoæ i ci¹gliwoæ (tack) nie s¹ bezporednio zale¿ne od siebie. Farby mog¹ byæ s³abe i d³ugie, ale te¿ mocne i krótkie. Jednak¿e oba parametry s¹ bardzo mocno uzale¿nione od temperatury (rys. 5, str. 6).11) W zespo³ach drukowych du¿ych rotacyjnych maszyn gazetowych temperatura mo¿e przekraczaæ 40°C. Podstawow¹ przyczn¹ tego jest odkszta³canie elastycznych obci¹gów na wa³kach. Ci¹gliwoæ (tack) farb zmienia siê w niewielkim stopniu przy sta³ej temperaturze i sta³ej szybkoci maszyny, w zale¿noci od czasu. Mocny wzrost ci¹gliwoci powodowa³by czêstsze mycie gum i cylindrów dociskowych z powodu wyrywania z papieru w³ókien, cieru i wype³niaczy oraz gromadzenia ich na gumach i wa³kach. Ci¹gliwoæ farb drukarskich zwiêksza siê ze wzrostem szybkoci maszyny (wiêksza iloæ podzia³ów warstwy farby na jednostkê czasu). W przybli¿eniu mo¿na za³o¿yæ, ¿e opór podczas podzia³u warstwy farby jest wprost proporcjonalny do iloczynu lepkoci farby drukarskiej i szybkoci maszyny.6) Niew³aciwa charakterystyka reologiczna farb drukarskich mo¿e powodowaæ nastêpuj¹ce b³êdy: Ci¹gliwoæ (tack) farby jest tak ustalona, ¿e B³¹d Objawy zewnêtrzne Zbyt du¿a lepkoœæ Problemy z transportem z kontenera do zespo³u farbowego Z³e p³yniêcie Pozostawanie farby w ka³amarzu Zbyt du¿a ci¹gliwoœæ (tack) Zrywanie powierzchni papieru, gromadzenie siê na wa³kach i gumach w produkcji gazetowej druk mo¿e siê odbywaæ w dowolnej kolejnoci kolorów. Kolorystyka farb Zgodnie z norm¹ DIN 6 164 kolorystyka farb drukarskich jest okrelana przez ich odcieñ, nasycenie i stopieñ jasnoci. Te trzy podstawowe wielkoci mo¿na zmierzyæ i oceniæ spektrofotometrem w widzialnym zakresie d³ugoci fal wietlnych od 400 do 700 nm. Nasycenie charakteryzuje intensywnoæ koloru i czystoæ barwnego druku, jasnoæ zawartoæ czerni. W druku gazetowym stosuje siê - obok farb tradowych, pigmentowanych wed³ug "Europejskiej normy CEI 13-67" - wiele rodzajów farb wyró¿niaj¹cych, których odcieñ musi byæ dok³adnie taki, jak zadany wzór koloru. Zabarwienie papieru ma wp³yw na odcieñ farby w jednobarwnym druku rastrowym i w druku wielobarwnym. Je¿eli zachodzi potrzeba porównania kolorów, to konieczne jest wykonanie druków próbnych na specjalnym urz¹dzeniu. Tylko w ten sposób mo¿na po³o¿yæ na pod³o¿u drukowym zdefiniowan¹ iloæ farby (g/m2). Jest to niezbêdny warunek porównania · wizualnego · wykonanego spektrofotometrem · przez pomiar gêstoci optycznej. Metody te s¹ stosowane przez producentów farb drukowych w celu zagwarantowania wymaganej kolorystyki. Je¿eli farba ma zbyt ma³¹ intensywnoæ, to aby osi¹gn¹æ po¿¹dane krycie trzeba po³o¿yæ wiêcej farby, co z kolei mo¿e prowadziæ do brudzenia elementów prowadz¹cych i odbijania w z³amywaku. Interakcja uk³adu farba/rodek zwil¿ajacy Offsetowe rotacyjne maszyny gazetowe s¹ prawie w stu procentach wyposa¿one w bezstykowe zespo³y zwil¿aj¹ce, w których prawie wcale nie nastêpuje transport zwrotny farby do rodka zwil¿aj¹cego. Unika siê w ten sposób zanieczyszczenia rodka zwil¿aj¹cego. 8 Echo farb drukarskich 3 Energia mechaniczna Œrodek zwil¿aj¹cy FARBA Podwy¿szenie granicy p³ynnoœci Zmiana lepkoœci Obni¿enie ci¹gliwoœci (tacku) Rys. 6. Jednak rodek zwil¿aj¹cy "wêdruje" przez p³ytê drukow¹ ò farbowe wa³ki nadaj¹ce ò wa³ki w zespole farbowym do farby znajduj¹cej siê na wa³kach. rodek zwil¿aj¹cy jest rozdrabniany mechanicznie w farbie przez zjawiska podzia³u warstwy miêdzy wa³kami na cz¹steczki o wymiarach oko³o 0,1-10 µm Ø) tzn. emulguje (rys. 6). Poni¿szy sche-mat pokazuje, ¿e rodek zwil¿aj¹cy przedostaje siê g³ównie poprzez farbê, w postaci emulsji na papier. W miejscach niedrukuj¹cych przenoszenie rodka zwil¿aj¹cego na pod³o¿e drukowe jest znacznie mniejsze (rys. 7).l0) Wynika z tego, ¿e szczególnie w wypadku niewielkiego sp³ywu farby uwarunkowanego motywem rysunku, emulguje i transportuje siê wyj¹tkowo du¿o rodka zwil¿aj¹cego. Iloæ rodka zwil¿aj¹cego, przenoszonego w druku jednobarwnym na papier wynosi 0,5-1 g/m2.6) Farba offsetowa jest tym lepsza pod wzglêdem jej w³aciwoci drukowych, im mniejszy jest wp³yw rodka zwil¿aj¹cego na jej charakterystykê. Farbowy wa³ek nadaj¹cy Wodny wa³ek nadaj¹cy miejsca niedrukuj¹ce na formie miejsca drukuj¹ce na formie Obci¹g gumowy Papier Rys. 7. Przep³yw rodka zwil¿aj¹cego w zespole drukuj¹cym 9 Echo farb drukarskich 3 Cel ten mo¿na osi¹gn¹æ tylko przez ilociowe ograniczenie przyjmowania rodka zwil¿aj¹cego przez farbê: Œrodek zwil¿aj¹cy / farba (%) Nasycenie Przez pojêcie "pylenie" nale¿y rozumieæ wylatywanie przypieszonych, mikroskopijnych cz¹stek farby ze szpary pomiêdzy wa³kami. W praktyce mo¿na zaobserwowaæ, ¿e im bli¿ej formy drukowej, tym mniejsze staje siê pylenie w zespole farbowym. Przypieszone cz¹steczki mog¹ byæ bardzo ma³e i brudz¹ maszynê. Wed³ug nas skutkiem ci¹gliwoci farby drukarskiej jest tworzenie nitek farby.11) Wzrost gruboci warstwy farby i szybkoci Poda¿ œrodka zwil¿aj¹cego / czas Zbyt du¿e przyjmowanie rodka zwil¿aj¹cego powoduje: · zbyt du¿¹ redukcjê ci¹gliwoci (tacku) · nieprawid³owy podzia³ warstwy farby · niedostateczny podzia³ farby (nabieranie farby przez wa³ki i w zwi¹zku z tym niewielkie przenoszenie farby na p³ytê) · w wypadku zbyt mocnego pogrubienia warstwy farby - chlapanie emulsji farba/rodek zwil¿aj¹cy z koñców farbowych wa³ków nadaj¹cych. Pozytywne aspekty przyjmowania rodka zwil¿aj¹cego (emulgowania) to m.in.: Farba / œrodek zwil¿aj¹cy Redukcja ci¹gliwoœci (tacku) Zmniejszone zrywanie powierzchni papieru i mniejsze gromadzenie zanieczyszczeñ z papieru Zmniejszone pylenie farby obwodowej wa³ków mo¿e prowadziæ do wzrostu ci¹gliwoci, a w zwi¹zku z tym do wzrostu tworzenia nitek, co oznacza zwiêkszanie siê d³ugoci nitek i iloci podwójnych zrywów. Pobór rodka zwil¿aj¹cego redukuje ci¹gliwoæ i tym samym tendencjê do pylenia. Je¿eli jednak ci¹gliwoæ zostanie zbyt mocno zredukowana przez zwiêkszony pobór rodka zwil¿aj¹cego, to skutkiem jest pryskanie farby. W przeciwieñstwie do pylenia, cz¹steczki farby pryskaj¹ce spomiêdzy wa³ków s¹ znacznie wiêksze i maj¹ wiêksze stê¿enie rodka zwil¿aj¹cego. Interakcja uk³adu forma drukowa/farba Tolerancja na rodek zwil¿aj¹cy O jakoci druku decyduje jakoæ rysunku przeniesionego na papier. Po¿¹dana jakoæ druku musi byæ uzyskana szybko, aby zminimalizowaæ iloæ makulatury. Interakcja p³yty drukowej, rodka zwil¿aj¹cego i farby musi umo¿liwiaæ szybkie schodzenie farby z niedrukuj¹cych miejsc formy. 10 Echo farb drukarskich 3 Zespó³ farbowy Zespó³ farbowy Zwil¿anie Zwil¿anie Zwil¿anie wstêpne Zwil¿anie nad¹¿ne Rys. 8. Prowadzenie tamy papieru przy nawil¿aniu wstêpnym i nad¹¿nym Wymagania te s¹ szczególnie wysokie wtedy, gdy zwil¿anie jest nad¹¿ne, poniewa¿ konieczne jest zwil¿anie wiêksze, ni¿ w wypadku zwil¿ania wstêpnego (rys. 8). Podczas rozbiegu maszyny farby pobieraj¹ rodek zwil¿aj¹cy a¿ do pe³nego nasycenia. Dopiero "nadmiar" rodka zwil¿aj¹cego zapewnia schodzenie farby z niedrukuj¹cych miejsc p³yty. Ka¿dy uk³ad p³yta drukowa/rodek zwil¿j¹cy/farba ma swój w³asny zakres roboczy, tzn. tolerancjê na rodek zwil¿aj¹cy. Taki zakres roboczy jest ograniczany przez tonowanie formy (zbyt ma³a poda¿ rodka zwil¿aj¹cego) i wystêpowanie ladów po wodzie (w wypadku zbyt du¿ej poda¿y rodka zwil¿aj¹cego) (rys. 9). Najlepsze wyniki w druku offsetowym osi¹ga siê tu¿ powy¿ej granicy tonowania. Zazwyczaj jednak poda¿ rodka zwil¿aj¹cego w druku gazetowym jest wiêksza w celu wyd³u¿enia przedzia³ów czasowych miêdzy myciem gum po zabrudzeniu przez cz¹stki papieru. Poda¿ œrodka zwil¿aj¹cego 100 Œlady wody Zakres roboczy w druku gazetowym Zakres najkorzystniejszy pod wzglêdem technologicznym Granica tonowania Tonowanie 0 Rys. 9. Tolerancja na rodek zwil¿aj¹cy w drukowaniu offsetowym Tolerancja na œrodek zwil¿aj¹cy 11 Echo farb drukarskich 3 Zbyt wysoka poda¿ œrodka zwil¿aj¹cego Du¿e podawanie œrodka zwil¿aj¹cego poprzez farbê na papier Zwiêkszony pobór œrodka zwil¿aj¹cego przez farbê Zmniejszone przenoszenie farby Zmniejszony kontrast druku Rys. 10. Skutki zbyt du¿ej poda¿y rodka zwil¿aj¹cego Je¿eli poda¿ rodka zwil¿aj¹cego pozostaje ci¹gle w zakresie górnej granicy, to mog¹ wyst¹piæ nastêpuj¹ce b³êdy (rys. 10) : tonowanie Je¿eli pobór rodka zwil¿aj¹cego przez farbê jest zbyt du¿y (szczególnie gdy motyw rysunku warunkuje niewielkie zu¿ycie farby), to skutkiem mo¿e byæ tonowanie. Emulsja farba/rodek zwil¿aj¹cy przyczepia siê do niedrukuj¹cych miejsc p³yty i jest czêciowo przenoszona na papier. Mimo zwiêkszonej poda¿y rodka zwil¿aj¹cego czêsto nie udaje siê usun¹æ tonowania, poniewa¿ forma nie odró¿nia ju¿ czystego rodka zwil¿aj¹cego od emulsji farba /rodek zwil¿aj¹cy. obni¿ona wytrzyma³oæ form drukowych Od wstêpnie uczulonych form drukowych (najczêciej negatywowych) wymaga siê wysokiej wytrzyma³oci, czêsto przekraczaj¹cej 100.000 druku. Tak¹ wytrzyma³oæ mo¿na osi¹gn¹æ tylko przez: · w³aciw¹ regulacjê maszyny podczas druku, tzn. w³aciwe dostawianie wa³ków farbowych i wodnych oraz w³aciw¹ gruboæ gumowych obci¹gów · unikanie gromadzenia siê warstwy farby na gumowych obci¹gach · dobór w³aciwego obci¹gu gumowego i podk³adu · farbê drukarsk¹, która chroni miejsce drukuj¹ce przez w³aciwe jej dzia³anie "pokrywaj¹ce" i nie ma w³aciwoci ciernych. Praktyka dowodzi, ¿e formy druko-we s¹ prawie zawsze niszczone przez cieranie. Tak mo¿e oddzia³ywaæ kontakt · forma/gumowy obci¹g (odkszta³cenia gumy w strefie kontaktu z form¹/gromadzenia siê farby), · forma/farbowe wa³ki nadaj¹ce, · forma/wodne wa³ki nadaj¹ce. Zaobserwowano równie¿ niszczenie na formie utlenionych miejsc niedrukuj¹cych, a nie wy³¹cznie miejsc drukuj¹cych. Farba drukarska mo¿e uczestniczyæ w cieraniu tylko wtedy, gdy zawiera twarde cz¹steczki lub agresywne chemicznie substancje, a tak z regu³y nie jest. obni¿ona wytrzyma³oæ form reprodukowanych elektrofotograficznie P³yty do reprodukcji bezfilmowej maj¹ naniesione warstwy, uwidocznione na rysunku 11 (str. 12). Warstwa tonera zabezpiecza mechanicznie warstwê kopiow¹. Istniej¹ typy p³yt, w których warstwa tonera podczas druku nak³adu 12 Echo farb drukarskich 3 Toner Warstwa kopiowa Warstwa wi¹¿¹ca Tlenek aluminium Aluminium Rys. 11. Przekrój przez bezfilmow¹ p³ytê drukow¹ · powinna szybko schodziæ z du¿ych powierzchni (tak, aby nie powstawa³ zaplamiony obraz drukowy) lub mo¿na by³o j¹ usun¹æ przed drukiem rodkiem do mycia wa³ków · powinna zostaæ, aby chroniæ warstwê kopiow¹. Odpowiednio do tych wymagañ mo¿na sporz¹dziæ takie farby, które nie narusz¹ warstwy tonera lub go szybko usun¹. Interakcja uk³adu gumowy obci¹g/farba Wspominalimy ju¿ o zale¿nociach miêdzy ci¹gliwoci¹ farb, zwil¿aniem Gromadzenie siê brudu i farby na gumowym obci¹gu Poda¿ œrodka zwil¿aj¹cego Ci¹gliwoœæ farb i gromadzeniem siê farby na gumowym obci¹gu. Praktyka dowodzi, ¿e gromadzenie cz¹stek papieru na gumie, zmieszanych z farb¹ ustala siê miêdzy 10.000 i 15.000 druków (rys. 12).6) Sk³adniki papieru na gumowym obci¹gu (g/m2 ) 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 Iloœæ odbitek x 1000 Rys. 12 20 25 13 Echo farb drukarskich 3 Potem najprawdopodobniej ustala siê równowaga dynamiczna miêdzy oddawaniem i przyjmowaniem czêci sk³adowych papieru (kurz papierowy i cz¹stki papieru wyrwane przez farbê). W tym kontekcie nale¿y rozró¿niæ nastêpuj¹ce pojêcia: linting lune cz¹stki w³ókien (lint) na wstêdze papieru picking wyrywanie cz¹stek w³ókien i wype³niaczy przez farbê z powierzchni papieru piling zbieranie cz¹stek w³ókien i wype³niaczy na gumowym obci¹gu (linting + picking) plugging zabijanie rastra na p³ytach typograficznych. gazetowego "schn¹" wy³¹cznie dlatego, ¿e wnikaja w ch³onny papier gazetowy (wi¹¿¹ siê z pod³o¿em przez wsi¹kanie). Wi¹zanie przez wnikanie w porowat¹ strukturê papieru jest u³atwione przez du¿y docisk strefie kontaktu gumowego obci¹gu z papierem (oko³o 20 kN/m) (rys. 13)) Szybkoæ wi¹zania jest m.in. uzale¿niona od: · lepkoci farb · ch³onnoci papieru (porowatoæ / cinienie naczyñ w³oskowatych) · zawartoci wody w farbie i papierze. Szybkoæ wsi¹kania jest pocz¹tkowo bardzo du¿a, a nastêpnie gwa³townie siê zmniejsza. St¹d wniosek, ¿e wnikanie sk³adników farby w papier odbywa siê jeszcze d³ugo po druku. Poni¿szy schemat (rys. 14) demonstruje si³y Takie same znaczenie jak w³aciwoci farb i papieru maja w³aciwoci powierzchni obci¹gów. S¹ to: · twardoæ (w stopniach Shorea) · szorstkoæ · kleistoæ · energia (sprê¿ystoæ) powierzchni. Docisk w strefie styku Gumowy obci¹g Punkt rastrowy Zu¿yte, g³adkie obci¹gi gumowe gromadz¹ czêsto cz¹stki papieru w postaci wybrzuszeñ, oddzia³ywuj¹cych negatywnie na jakoæ druku. Interakcja uk³adu farba drukowa/papier gazetowy Schniêcie farby na papierze gazetowym Farby do offsetowego rotacyjnego druku Ciœnienie naczyñ w³oskowatych papieru Rys. 13. Procesy zachodz¹ce w strefie styku i farbê w kontaktowej strefie druku gumowego obci¹gu i papieru.10) W przypadku Wsi¹kanie Farba drukowa Papier Podzia³ farby Zwil¿anie farb¹ Rys. 13. Sp³aszczanie Powierzchnia papieru 14 Echo farb drukarskich 3 przedstawionego na rysunku punktu rastrowego, nastêpuje równie¿ boczne "sp³aszczenie" farby, prowadz¹ce do zwiêkszenia powierzchni punktu. Graniczne napiêcie powierzchniowe miêdzy farbami i papierem wynosi oko³o 30 mN/m i w zwi¹zku z tym nie ma wiêkszego znaczenia w stosunku do docisku liniowego miêdzy gumowym obci¹giem i papierem, wynosz¹cego 20 kN/m. Miêdzy tymi w³aciwociami istniej¹ nastêpuj¹ce zale¿noci: · papiery o wysokiej g³adkoci do osi¹gniêcia po¿¹danego krycia wymagaj¹ mniejszej iloci farby drukarskiej (g/m2) ni¿ papiery bardziej szorstkie. · ze wzrostem g³adkoci polepsza siê jakoæ druku. Charakterystyka przyjmowania farby przez papier, a jakoæ druku · papier o wiêkszej g³adkoci ma mniejsz¹ h³onnoæ. Zmniejsza siê szybkoæ wsi¹kania farb. Skutki tego to brudzenie elementów prowadz¹cych, odbijanie w z³amywaku i w stosie gotowych egzemplarzy. Wiêksza ch³onnoæ to mocniejsze wnikanie farby. Doprowadza to do b³êdnego wydruku i mocnego przebijania na drug¹ stronê (patrz strona 19). Jakoæ papieru gazetowego odnonie drukowoci okrelaj¹ m.in. nastêpuj¹ce wymagania pod jego adresem: · dobry nadruk: równomierna, zamkniêta apla i ostry punkt, · wysoki kontrast druku, · wysoka wytrzyma³oæ powierzchni, · s³abe przebijanie na drug¹ stronê, · niewielkie odci¹ganie farby · niewielkie zapotrzebowanie na farbê, · stabilnoæ spasowania kolorów. Poni¿sze zestawienie demonstruje, jak ró¿ne wymagania odnonie papieru gazetowego do ró¿nych technik druku.7) Podstaw¹ dobrej drukownoci papieru gazetowego jest równomiernoæ jego struktury. Nierównomierny podzia³ masy papierowej i w zwi¹zku z tym nierównomiernoæ zagêszczenia oznacza tym samym nierównomierne przyjmowanie farby. Skutkiem tego jest niespokojny druk, zwiêkszone przebijanie na drug¹ stronê, odci¹ganie i brudzenie druków w warunkach stosu. Szczególnie du¿y wp³yw na jakoæ druku maj¹ zw³aszcza dwie inne w³aciwoci papieru: · ch³onnoæ · g³adkoæ wzglêdnie szorstkoæ drukowa papieru. Obie w³aciwoci ustala siê znormalizowanymi metodami, a mianowicie: metod¹ przyjmowania oleju wg Cobbá-Ungera DIN 53 132 metod¹ badania g³adkoci/szorstkoci DIN 53 138 wg Bendtsena lub Parker Print Surf Ale: Drukownoœæ G³adkoœæ Druk wypuk³y Offset (D - litho) Fleksografia Zapotrzebowanie na farbê Struktura powierzchni Przebijanie Odci¹ganie Wytrzyma³oœæ na zrywanie powierzchni Odpornoœæ na wodê 15 Echo farb drukarskich 3 Powy¿sze w³aciwoci papieru mo¿na weryfikowaæ za pomoc¹ nastêpuj¹cych kryteriów: · gramatury (g/m2) · gruboci (µm) · porowatoci (ml/min) · wolumenu (pulchnoci) (cm3/g) · wzglêdnej g³êbokoci nierównoci (%) jako ilorazu g³adkoci druku (µm) i gruboci arkusza (µm) x 100 · zawartoci wype³niaczy/popio³u (%) · wytrzyma³oci powierzchni na zrywanie na mokro i na sucho · nieprzezroczystoci i jasnoci koloru (%) · zapotrzebowania na farbê w celu osi¹gniêcia po¿¹danego krycia lub zaczernienia · szybkoci przyjmowania wody · ciliwoci. W Niemczech produkuje siê du¿¹ c¿êæ papieru z udzia³em makulatury, uprzednio odfarbionej tj. pozbawionej farby drukarskiej (metoda powtórnego przerobu). Iloæ makulatury w gotowych wyrobach przemys³u papierniczego przekracza ju¿ 40%. Utrzymanie standardów jakociowych w druku gazetowym staje siê problematyczne ze wzglêdu na d¹¿enie do ci¹g³ego obni¿enia gramatury zadrukowanych papierów.4) Ma to równie¿ i strony dodatnie, a mianowicie: · ni¿sz¹ masê egzemplarza i co za tym idzie mniejsze koszty ekspedycji czasopism · d³u¿sze tamy papieru w zwoju i w zwi¹zku z tym · rzadsze zmiany rol. Redukcja gramatury rozpoczê³a siê od 52 g/m2 do - kolejno - 48,8 g/m2, 45 g/m2 i ostatnio nawet sporadycznie do 40 g/m2. Ze wzglêdu na mniejsz¹ gruboæ arkusza, wystêpuj¹ straty nieprzezroczystoci prowadz¹ce do zwiêkszonego przebijania i przewitywania. Aby ograniczyæ straty nieprzezroczystoci, zredukowano jasnoæ papieru, na skutek czego zmniejszy³ siê jednak kontrast druku. Problemy te z³agodzono przez dopasowanie do siebie jakoci papieru i farb. Zapotrzebowanie okrelonego gatunku papieru na farbê w celu osi¹gniêcia po¿¹danego krycia, mo¿na ustaliæ przez pomiar wzglêdnej gêstoci optycznej na drukach próbnych wykonywanych ze wzrastaj¹cym nak³adaniem farby (rys. 15). Gêstoœæ optyczna apli Dv 1,5 W praktyce drukuje siê najczêœciej w ¿ó³tym zakresie krzywej wydajnoœci. 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0 0,5 1 1,5 Iloœæ farby (g/m 2) Rys. 15. Zapotrzebowanie na farbê 2 2,5 16 Echo farb drukarskich 3 Jakociowa ocena druku Dobr¹ jakoæ druku okrela9): · równomierny nadruk z dobrym kryciem · równomierna gêstoæ optyczna · ostre odtworzenie punktu rastrowego i pisma · niewielki przyrost punktu rastrowego · wysoki kontrast druku · dobre przyjmowanie farby · równomierne pokrycie farb¹ papieru i sta³a jasnoæ · niewielkie przewitywanie i przebijanie farby na drug¹ stronê · du¿a odpornoæ na cieranie · niewielkie odk³adanie i tonowanie farby. Metody pomiaru kryteriów jakociowych Gêstoæ optyczna i zaczernienie Pierwsze wra¿enie optyczne ogl¹danej gazety jest pozytywne, je¿eli wzglêdnie wysokie s¹: kontrast druku, gêstoæ optyczna apli i jasnoæ papieru. W wyj¹tkowych wypadkach klient ¿yczy sobie raczej "szar¹" gazetê. Gêstoæ optyczna i zaczernienie to wielkoci bezwymiarowe o nastêpuj¹cych zale¿nociach (rys. 16) : Gêstoæ optyczn¹ druku mo¿na zmierzyæ kolorymetrem (np. Elrepho) lub densytoWzglêdna = lg gêstoœæ optyczna lg metrem. Podczas pomiaru druk musi le¿eæ na stosie niezadrukowanego papieru. W analizie wartoci gêstoci optycznej nale¿y uwzglêdniæ fakt, ¿e wyniki pomiarów kolorymetrami i densytometrami nie s¹ porównywalne wprost. Do densytometrów odnosi siê norma DIN 16 536. Niektóre przyrz¹dy nie spe³niaj¹ wymagañ tej normy (np. odnonie geometrii pomiaru stosuje siê nastêpuj¹ce filtry do kolorów komplementarnych): Kolor Filtr czarny tzw. filtr Vl lub wizualny (odpowiednio do wra¿liwoœci oka na stopieñ jasnoœci) czerwony niebieski ¿ó³ty zielony czerwony niebieski Poniewa¿ gêstoæ optyczna jest zale¿na od czasu z powodu wi¹zania siê farby z pod³o¿em, pierwszy pomiar nale¿y wykonaæ na wie¿ym druku wykorzystuj¹c filtr polaryzacyjny i powtórzyæ po 24 godzinach. W rotacyjnym offsetowym druku gazetowym przenoszenie farby na papier wynosi dla poszczególnych kolorów od 0,8 do 1,3 g/m2. odbicie œwiat³a od papieru (%) odbicie œwiat³a od druku (%) 100 % odbicie œwiat³a od druku (%) - lg 100 % odbicie œwiat³a od papieru (%) Absolutna 100 % gêstoœæ =lg odbicie œwiat³a od druku (%) optyczna 100 to odbicie œwiat³a od wzorca bieli 17 Echo farb drukarskich 3 W praktyce zaleca siê aktualnie nastêpuj¹ce wzglêdne gêstoci optyczne kolorów: Kolor Gêstoœæ optyczna DV czarny niebieski czerwony ¿ó³ty _ 0,1 1,10 + _ 0,1 1,00 + _ 0,1 1,00 + _ 0,05 0,80 + Tolerancje s¹ wiêksze na pocz¹tku druku. Odpowiednie zalecenia podaje Zwi¹zek Drukarzy Niemieckich we "Wskazówkach do reprodukcji czterobarwnej w druku gazetowym". W wypadku zbyt du¿ego nadawania farby przewa¿aj¹ wady: Powiêkszanie punktu rastrowego i przyrost wartoci tonalnej Zwiêkszone nadawanie farby zalety Minimalne krycie w typograficznym druku gazetowym wynosi 8%, w druku offsetowym 5%. Poni¿ej tych wartoci nie nastêpuje druk punktów rastrowych. Liniatury rastra wynosz¹: · 25-30 linii/cm w druku wypuk³ym · 30-40 linii/cm w druku offsetowym Powiêkszanie punktu rastrowego wystêpuje we wszystkich technikach druku. Stopieñ przyrostu zale¿y od: · temperatury farby/lepkoci · charakterystyki gumowego obci¹gu · formy drukowej · stanu technicznego maszyny · t³oku, odtaczania cylindrów · jakoci i iloci rodka zwil¿aj¹cego · prêdkoci drukowania · jakoci papieru. Rozró¿niamy miêdzy geometrycznym (mierzalnym powiêkszeniem powierzchni poszczególnego punktu) i optycznym zwiêkszeniem punktu (poch³anianie wiat³a tzn. tylko czêciowe odbicie wiat³a z powodu poch³aniania przez papier). Ju¿ na etapie kopii negatywowej powstaje na formie zjawisko przyrostu punktu: + zwiêkszona gêstoœæ optyczna apli + równomierne krycie powierzchni wady _ zwiêkszony przyrost wartoœci tonalnej (przyrost punktu rastrowego) _ pylenie _ osaczanie na cylindrze dociskowym _ mocniejsze przebijanie farby _ brudzenie elementów prowadz¹cych _ odbijanie farby w z³amywaku i/lub na drugiej stronie w stosie egzemplarzy _ zmniejszona odpornoœæ na œcieranie Film < 5% Forma negatywowa oko³o 30% na 40% -owym polu rastra Rotacyjny offsetowy druk gazet 18 Echo farb drukarskich 3 · intensywnoæ farby powinna byæ dostateczna, aby za pomoc¹ przenoszenia farby na papier rzêdu 0,8-1,3 g/m2 osi¹gn¹æ zakres standardowego nafarbienia, · w³aciwoci reologiczne farby powinny zapobiegaæ mocnemu rozp³ywaniu siê punktu na papierze. Przyrost wartoci tonalnej oznacza zwiêkszenie zakresu gêstoci optycznej druku w stosunku do zrastrowanego filmu. Ogólny przyrost wartoci tonalnêj sk³ada siê z nastêpuj¹cych sk³adników.13) · zmiany wartoci tonalnej, dokonanej podczas kopii, · mechanicznego poszerzenia punktu (patrz strona 13) · tzw. po³ykania wiat³a przez papier. Rysunek 18 na stronie 19 demonstruje zmiany punktu rastrowego, jakie mog¹ wyst¹piæ w wypadku b³êdnego wydruku.8) Gêstoæ optyczna apli Dv ma znaczny wp³yw na zmianê wartoci tonalnej w druku i w zwi¹zku z tym tak¿e na kontrast druku. Kontrast druku osi¹ga swoje maksimum przy tzw. nafarbieniu standardowym, tzn. wtedy, gdy zostaje osi¹gniêty optymalny podzia³ wartoci tonalnych. W wypadku niewielkiego nawet zmniejszenia lub zwiêkszenia podawania farby (gêstoæ optyczna apli) zmniejsza siê kontrast druku. Przewit druku na druga stronê Przewit druku na druga stronê jest zdefiniowany jako wzglêdna gêstoæ optyczna na niezadrukowanej stronie druku. Przewit okrela siê wg nastêpuj¹cego wzoru odbicie œwiat³a od górnej strony papieru (%) Przeœwit = lg odbicie œwiat³a od odwrotnej strony papieru (%) Zale¿noæ ta jest przedstawiona na poni¿szym rysunku (rys. 17).13) Udzia³ farby w powstawaniu przyrostu wartoci tonalnej powinien byæ mo¿liwie minimalny. Dlatego te¿: Przewit druku na druga stronê powoduje gorsza czytelnoæ odwrotnej strony. Przyrost wartoœci tonalnej (%) 40 DRUK WYPUK£Y 30 OFFSET 20 10 Prawid³owa iloœæ farby Niedobór farby 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Nadmiar farby 1,1 1,2 1,3 1,4 Gêstoœæ optyczna farby na apli D V Rys. 17. Typowy przebieg przyrostu wartoci tonalnej w zale¿noci od gêstoci optycznej apli w offsecie wzglêdnie w druku wypuk³ym 19 Echo farb drukarskich 3 Powiêkszenie /pomniejszenie punktu rastrowego Prawid³owo Przewit jest sum¹ efektów Nieprawid³owo przewiecalnoæ + przebijanie farby na drug¹ stronê Powiêkszenie punktu Przewitywanie jest powodowane wy³¹cznie jakoci¹ papieru. Im mniejsza nieprzeroczystoæ papieru, tym mocniejsza jest przewiecalnoæ. Mo¿na ten efekt zmierzyæ k³ad¹c próbkê papieru na absolutnie czarn¹ podk³adkê (np. na czarny zamsz) i mierz¹c na próbce odbicie lub gêstoæ optyczn¹. Przebijanie farby to wzajemne oddzia³ywanie uk³adu farby drukarskiej i papieru. Efektu tego nie mo¿na zmierzyæ, mo¿na go jedynie obliczyæ. Zabijanie punktu Zmniejszenie punktu Deformacja punktu rastrowego Zmurzenie Przebijanie = przewit - przewiecalnoæ Przewit wystêpuje intensywniej, gdy: · zmniejsza siê nieprzeroczystoæ papieru · zwiêksza siê porowatoæ papieru (ch³onnoæ) · zmniejsza siê lepkoæ farby drukarskiej · zwiêksza siê iloæ przenoszonej na papier farby i w zwi¹zku z tym zwiêksza siê gêstoæ optyczna Dv. Ze wzrostem iloci farby przewit wystêpuje silniej (rys. 19). Przewit, traktowany jako cecha akociowa farby, jest najczêciej mierzony reflektometrem lub densytometrem na odwrocie próbki papieru zadrukowanej jako apla. Dublowanie Pogrubienie (rozgniecenie) Rys. 18. Niew³aciwy wydruk punktow rastra Przeœwit 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,5 1 1,5 2 2,5 2 Iloœæ farby (g/m ) Rys. 19. Przedruk na drug¹ stronê 3 3,5 20 Echo farb drukarskich 3 Próbki druków wykonuje siê na urz¹dzeniu do druków próbnych, z zdefiniowan¹ iloci¹ farby (g/m2). Zaleca siê nastêpuj¹ce gêstoci optyczne: do druku wypuk³ego Dv = 0,85 do druku offsetowego Dv = 0,95 lub 1,00 Poniewa¿ przewit jest cile zwi¹zany z wsi¹kaniem farby w pod³o¿e, istnieje pewna zale¿noæ czasowa. Pomiar nale¿y powtórzyæ po 24 godzinach. Odci¹ganie Je¿eli dociniemy wie¿y druk do niezadrukowanego papieru, to nast¹pi odci¹gniêcie farby, czyli niezamierzone zabrudzenie niezadrukowanego papieru. Na intensywnoæ odbicia ma wp³yw jakoæ farby i papieru oraz czas, jaki min¹³ od druku. Zjawisko to definiuje siê jako wzglêdn¹ optyczn¹ odbitej farby na niezadrukowanym papierze: odbicie œwiat³a od pod³o¿a drukowego (%) Odci¹ganie = log odbicie œwiat³a od odci¹gniêtej odbitki (%) Mocne odci¹ganie znacznie obni¿a jakoæ gazety. Intensywnoæ odci¹gania uk³adu papier /farba mierzy siê urz¹dzeniem do wykonywania druków próbnych. Na wie¿y druk nak³ada siê bezporednio niezadrukowany pasek papieru tego samego gatunku i dociska w drugim zespole drukowym urz¹dzenia po ró¿nym czasie. Gêstoæ optyczna powsta³ego odbicia jest mierzona reflektometrem. Je¿eli czynnoci te powtarza siê w ró¿nych odstêpach czasowych od momentu druku, to mo¿na ustaliæ zale¿noæ odbijania od czasu (rys. 20). cieranie, odpornoæ na cieranie Je¿eli miêdzy drukiem i niezadrukowanym papierem ma miejsce ruch powoduj¹cy cieranie, to nastêpuje przenoszenie farby. Czytelnicy gazet ¿ycz¹ sobie druku mo¿liwie odpornego na cieranie i wycieranie. Odpornoæ na cieranie jest wiêksza przy: · mniejszej iloci farby (g/m2) · zwiêkszonej porowatoci papieru · d³u¿szym czasie od momentu druku. Istnieje wiele rodzajów testów s³u¿¹cych do dokonania oceny odpornoci na cieranie. Czêsto stosowany jest nastêpuj¹cy: Odbijanie 0,5 0,4 0,3 0,2 24 godziny 0,1 0 0 Czas (minuty) Iloœæ farby 3,0 g/m 2, 700 N/cm 2 Test na odbijanie 50 100 150 21 Echo farb drukarskich 3 Druki próbne, wykonane urz¹dzeniem ze zdefiniowan¹ iloci¹ przenoszonej farby (1,0 lub 1,5 g/m2) s¹ poddawane testom na cieranie po 0,5, 2, 4 i 6 godzinach od momentu druku. cieranie odbywa siê przy pomocy takiego samego papieru przyrz¹dami do badania odpornoci na cieranie np. Priifbau-Quartant. Obok oceny wizualnej mo¿na zmierzyæ reflektometrem start¹ iloæ farby na niezadrukowanym papierze. Densytometry nie nadaj¹ siê do tego rodzaju pomiarów, poniewa¿ pole pomiaru jest zbyt ma³e, a b³¹d pomiaru zbyt du¿y. W jednej z amerykañskich metod pomiarowych stosuje siê bibu³kê obci¹¿on¹ wahad³owym ciê¿arkiem przêciag¹nym w równomiernych odstêpach czasu po druku. Odbicie mierzy siê na bibu³ce. Niezale¿nie od metod otrzymuje siê nastêpuj¹ce zale¿noci (rys. 21 i rys. 22): odbicie œwiat³a od pod³o¿a drukowego (%) Œcieranie = log odbicie œwiat³a od startej farby na niezadr. papierze (%) 0,15 Œcieranie 0,14 0,13 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 24 godziny 0,07 0,06 0,05 0 200 100 2 Iloœæ farby 1,5 g/m , 20 suwów 300 Czas (minuty) Rys. 22. Test bibu³kowy 0,10 Œcieranie 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,7 0,9 20 suwów po 120 minutach Rys. 22. Test bibu³kowy 1,1 1,3 1,5 Gêstoœæ optyczna apli D V 1,7 1,9 22 Echo farb drukarskich 3 Zu¿ycie farby W produkcji gazetowej zu¿ycie farby jest zale¿ne najczêciej od wydajnoci farby, nadawania i gêstoci rysunku. Dane odnonie zu¿ycia farby maj¹ sens tylko wtedy, gdy ustala siê je przez d³u¿szy czas, co najmniej przez tydzieñ. Wartoci, podane w poni¿szej tabelce obrazuj¹ zu¿ycie farby Zu¿ycie farby (kg/1000 kg papieru) Gramatura papieru (g/m2 ) Technika druku Rotacja typo Rotacja offset 40 18 15 45 16 13 48,8 15 12 52 14 11 w odniesieniu do zadrukowanej iloci papieru o ró¿nej gramaturze. W tym wypadku chodzi o przeciêtne wartoci, ustalone na podstawie du¿ej iloci danych z produkcji gazetowej. Jest oczywiste, ¿e w konkretnym przypadku mog¹ wyst¹piæ du¿e ró¿nice w stosunku do wartoci rednich. Stosunek ilociowy farb gazetowych (czarne i kolory) do papieru i rodka zwil¿aj¹cego mo¿na w przybli¿eniu ustaliæ w nastêpuj¹cy sposób: Papier : rodek zwil¿aj¹cy : farba = 60 : 2,5 : 1 Zgodnie z powy¿szym, zu¿ywa siê oko³o 16 kg farb drukarskich na 1000 kg papieru. 23 Echo farb drukarskich 3 Normalizacja barw w offsetowym zwojowym druku gazet Standard CEI 13-67, (DIN 16 539), zwany równie¿ Europejsk¹ Norm¹ Druku Offsetowego zosta³ wprawdzie wprowadzony do przemys³u poligraficznego, ale obowi¹zuje tylko w arkuszowym druku offsetowym. Zgodnie z tym standardem ocenia siê druki, a nie farby. Aktualnie dla porównania ró¿nych farb sporadycznie wykonuje siê druk próbny na papierze APCO II/II farbami gazetowymi. Dzia³ania maj¹ce na celu znormalizowanie offsetowego rotacyjnego druku gazet podejmowane s¹ obecnie w ca³ej Europie. Do wykonania i oceny znormalizowanego druku stosuje siê nastêpuj¹ce, aktualnie obowi¹zuj¹ce parametry: · papier ilustracyjny APCO II/II, tzn. papier powlekany jako pod³o¿e drukowe · wykonanie druku przyrz¹dem do druków próbnych · zdefiniowana iloæ farby na druku (0,71,1 g/m2) · ocena kolorymetryczna · ustalenie trójchromatycznych wspó³rzêdnych barw druku standardowego · ustalenie tolerancji, tj. odchy³ek od standardowych trójchromatycznych wspó³rzêdnych barw. Z wielu powodów nie mo¿na przenieæ tego standardu bezporednio na rotacyjny offsetowy druk gazet. M.in. dlatego, ¿e: · ocenia siê druk, a nie farbê a pod³o¿e drukowe wp³ywa na wynik. W porównaniu do wzorcowego pod³o¿a drukowego APCO II/II papier gazetowy jest szary i kolory wydaj¹ siê "brudniejsze" · brak standardowego, stabilnego przez d³u¿szy czas papieru gazetowego · tolerancje, podawane przez CEI 13-67 nie mog¹ byæ utrzymane ze wzglêdu na zabarwienie w³asne papierów gazetowych · druki zmieniaj¹ siê na skutek wsi¹kania farb w pod³o¿e w zale¿noci od czasu · w druku gazet stosuje siê najchêtniej mniej niebieskaw¹, cieplejsz¹ farbê czerwon¹, odmienn¹ od tej, jaka odpowiada standardowi CEI 13-67. Aktualnie dla porównania ro¿nych farb sporadycznie wykonuje siê druk próbny na papierze APCO II/II farbami gazetowymi. Dzia³ania maj¹ce na celu znormalizowanie offsetowego rotacyjnego druku gazet podejmowane sa obecnie w ca³ej Europie. Farby specjalne mo¿na dobieraæ przy pomocy wzornika HKS-Z, wykonanego w formie wachlarza. Farby tego katalogu zosta³y wydrukowane na papierze gazetowym o gramaturze 45 g/m2. Oprócz tego, dla wygody klienta wprowadzono wzornik farb "PANTONE Color Selector Newsprint-System" z 33 kolorami do druku wyró¿nieñ barwnych w og³oszeniach reklamowych i 3 kolorami standardowymi do druku reklam czterobarwnych. 24 Echo farb drukarskich 3 Kolejnoæ kolorów Przysz³oæ offsetowego zwojowego druku gazet Nie mo¿na podawaæ ¿adnych konkretnych zaleceñ odnonie optymalnej kolejnoci druku kolorów w rotacyjnym offsetowym druku gazet. Najczêciej w praktyce zale¿y to od: · konfiguracji maszyn · konkretnej produkcji, tzn. prowadzenia tamy papieru w maszynie. S¹dzimy, ¿e technika offsetowa bêdzie równie¿ w przysz³oci coraz popularniejsza w druku gazetowym, przynajmniej na gruncie europejskim. Dodatkowym impulsem dla rozwoju tej techniki jest jej nowy wariant - aniloks offsetowy. G³ównymi celami udoskonaleñ w dziedzinie maszyn drukuj¹cych, farb, papierów i rodków zwil¿aj¹cych bêd¹ w dalszym ci¹gu oszczêdnoci materia³ów i poprawa jakoci (np. makulatura). Czêsto dobiera siê tak ob³o¿enie kolorów w maszynie, aby przy ró¿norodnej produkcji by³o jak najmniej mycia zespo³ów farbowych. W takich wypadkach najczêciej drukuje siê najpierw kolor czarny, chocia¿ istnieje ryzyko "zabrudzenia" kolejnych kolorów: niebieskiego, czerwonego i ¿ó³tego. Farby nadrukowane jako pierwsze maj¹ kontakt z kolejnymi gumowymi obci¹gami, co mo¿e np. powodowaæ zmiany punktów rastra. W zwi¹zku z tym, kolory wra¿liwe na deformacje drukowanego motywu powinny byæ drukowane na koñcu. 25 Echo farb drukarskich 3 Zautomatyzowana produkcja farb gazetowych Klaus Pfalzgraf Firma Michael Huber München GmbH wybudowa³a w zak³adzie Kirchheim-Heimstetten zautomatyzowan¹ liniê produkcyjn¹ czarnych farb rotacyjnych do wypuk³ego i offsetowego druku gazet. Fabryka zosta³a zaprojektowana z uwzglêdnieniem najnowoczeniejszych rozwi¹zañ produkcyjno-technologicznych. Uruchomiono j¹ w lipcu 1988 r. Sk³ada siê z nastêpuj¹cych dzia³ów: · silosów na sadze i wype³niacze · urz¹dzeñ wa¿¹cych i dozuj¹cych · mieszalników · zespo³ów dysperguj¹cych · zbiorników na gotowe produkty · instalacji sterowniczej. Silosy Sta³e komponenty farby gazetowej - sadze i wype³niacze - s¹ przetwarzane w zautomatyzowanych urz¹dzeniach. Sk³ada siê z nastêpuj¹cych dzia³ów: Materia³y s¹ dostarczane samochodami dostosowanymi do transportu materia³ów luzem. Roz³adunek pó³produktów odbywa siê pneumatycznie systemem rur doprowadzonych do odpowiednich silosów s³u¿¹cych do przechowywania zapasów. Panorama fabryki farb Drukarskich firmy Michael Huber München GmbH w Kirchheim-Heimstetten. Zezwolenie na druk zdjêcia z powietrza wyda³ rz¹d Górnej Bawarii, nr zezwolenia G 16/35 15 26 Echo farb drukarskich 3 Silosy nowej linii produkcyjnej wysokojakociowych farb gazetowych Przed ujciem do atmosfery sprê¿one powietrze transportowe jest oczyszczane systemem filtrów z resztek sadzy. W wypadku sk³adowania pó³produktów w silosach nale¿a³o uwzglêdniæ takie problemy, jak utworzenie mostków w silosie, przep³yw pó³produktów przez silos i zainstalowanie odpowiednich elementów wspomagaj¹cych opró¿nianie. Uwzglêdniaj¹c sypkoæ pó³produktów zaprojektowano odpowiedni¹ geometriê silosów. Opró¿nianie silosów w sposób ci¹g³y zapewniaj¹ wibracje dna. Silosy o wysokoci ponad 17 m s¹ z daleka widocznym, zak³adowym znakiem firmowym i symbolem sk³adowania materia³ów sypkich w sposób nie zagra¿aj¹cy rodowisku naturalnemu. Urz¹dzenia wa¿¹ce i dozuj¹ce Transport surowców z silosów do wagi odwa¿aj¹cej sta³e komponenty odbywa siê pneumatycznie zamkniêtym systemem rur. Wagi fabryczne ró¿ni¹ siê od zwyk³ych wag szalkowych lub pomostowych tym, ¿e zamkniêty pojemnik, umieszczony na puszkach pomiarowych jest zawieszony na stalowej konstrukcji. Zbiornik wagi, jej korpus i nieodzowne filtry powietrzne tworz¹ ca³oæ. Problem stanowi³y przewody transportowe, które nale¿a³o tak wprowadziæ w wagê, aby nie powstawa³y boczne zamkniêcia si³owe, powoduj¹ce zafa³szowanie wyników wa¿enia. Komponenty p³ynne, pokosty i oleje s¹ sk³adowane w podziemnych zbiornikach w piwnicach fabryki i doprowadzane systemem przewodów do wagi odwa¿aj¹cej p³ynne komponenty. Pompy, dostosowane do lepkoci roboczej pó³produktów, t³ocz¹ komponenty zgodnie z receptur¹ do zbiorników wagi. Na komendê z komputera zawieraj¹cego receptury i znajduj¹cego siê w uk³adzie sterowniczym linii, waga przepuszcza i z wysok¹ precyzj¹ odwa¿a zadane iloci komponentów, a¿ do osi¹gniêcia zadanego ciê¿aru. Zautomatyzowane wa¿enie umo¿liwia powtarzalnoæ receptury i jest istotnym kryterium jakociowym. Mieszalniki Mieszalniki s¹ zainstalowane przed zespo³ami dysperguj¹cymi i maj¹ za zadanie przejmowanie fazy p³ynnej i komponentów sta³ych w celu wykonania jednorodnej mieszanki ze spoiwa, sadzy i wype³niacza. W tym celu spoiwo jest pompowane z wagi odwa¿aj¹cej komputerowo sk³adniki p³ynne do pojemnika mieszalnika. Sadza jest dozowana limakiem transportowym i homogenizowana zgodnie z programem mieszania. W mieszance sadza jest ca³y czas utrzymywana w ruchu przez mieszad³a o odpowiedniej, ustalonej dowiadczalnie geometrii. 27 Echo farb drukarskich 3 Daje to mo¿liwoæ doprowadzenia w dowolnym momencie jednorodnej mieszanki do zespo³u dysperguj¹cego. Drugi, wiêkszy zbiornik mieszalnikowy pe³ni funkcje zespo³u buforowego. Zespo³y dysperguj¹ce Przez pojêcie "dyspergowanie" nale¿y rozumieæ zwil¿anie ziaren pigmentu spoiwem w taki sposób, aby aglomeraty pigmentu tworzy³y cz¹stki nie wiêksze ni¿ 10 pm. Do dyspergowania konieczna jest du¿a iloæ energii. Dyspergowanie jest najbardziej czasoch³onnym procesem roboczym. Dyspergowanie przeprowadzamy w tzw. dwustopniowym procesie mielenia. Pierwszy stopieñ to rozdrabnianie granulatu sadzy w spoiwie do ziaren o wielkoci 50 - 80 p. Podczas nastêpnego etapu dyspergowania cz¹stki maj¹ wielkoæ koñcow¹ rzêdu 10 u. Inn¹ mo¿liwoæ dyspergowania daje mieszalnikowy m³yn kulowy. Cech¹ charakterystyczn¹ m³yna jest stator zaopatrzony w ko³ki, w którym obraca siê z du¿¹ szybkoci¹ wirnik, równie¿ zaopatrzony w ko³ki. W przestrzeni miêdzy wirnikiem i statorem znajduj¹ siê stalowe kulki. Dyspergowana farba jest pompowana pod du¿ym cinieniem przez pakiet stalowych kulek. W³aciwe dyspergowanie nastêpuje na styku powierzchni kulka-farba-kulka. Nowoczesne mieszalnikowe m³yny kulkowe s¹ wyposa¿one w automatyczny uk³ad sterowniczy, który umo¿liwia dok³adne i powtarzalne przeprowadzanie procesów roboczych. Zbiorniki na gotowe produkty Zdyspergowana farba jest przechowywana w zbiornikach o ró¿nych pojemnociach. Tutaj nastêpuje ostateczne rozcieñczenie farby zgodnie z receptur¹ koñcow¹. Zbiorniki na produkt koñcowy s¹ tak zaprojektowane, ¿e dodaj¹c odpowiednie iloci oleju lub spoiwa mo¿na dok³adnie ustaliæ charakterystyki farby odnonie ci¹gliwoci i lepkoci, dopasowuj¹c je do maszyn drukuj¹cych klienta. Maksymalnie mo¿na wykonywaæ 20000 kg jednego wsadu o tej samej recepturze. Po dok³adnej kontroli jakociowej farba jest przepompowywana ze zbiorników do kontenerów, na samochody-cysterny lub do zbiorników magazynowych. Instalacja sterownicza Lini¹ produkcyjn¹ steruje uk³ad sterowniczy, prowadz¹cy i kontroluj¹cy ca³y proces produkcyjny. Receptury farb umieszczone w pamiêci komputera s¹ wywo³ywane numerem kodowym. Proces produkcyjny rozpoczyna siê po zadaniu konkretnej iloci farby i docelowego adresu, którym jest zbiornik na gotowy produkt. Dobór komponentów i odwa¿anie jest wykonywane zgodnie z receptur¹, odpowiednio do parametrów instalacji. Kontrolê gwarantuje wydruk obszernych protoko³ów. Odwa¿ane iloci i czasy s¹ cile udokumentowane. W wypadku niespodziewanej usterki (np. jakiego napêdu) instalacja przechodzi w stan oczekiwania i rusza dopiero po usuniêciu usterki. Na czo³owej cianie instalacji sterowniczej jest umieszczony schemat synoptyczny, na którym mo¿na ledziæ wszystkie funkcje na ka¿dym etapie produkcji. Protoko³y odwa¿ania s¹ zestawiane zbiorczo, tworz¹c bilans materia³owy, który mo¿na odczytaæ na ekranie lub na wydruku, obok takich danych, jak stan i poziom zbiorników, chronologia recepturowa i parametry instalacji. Echo farb drukarskich 3 Podsumowanie Produkcja farb gazetowych w zautomatyzowanej linii umo¿liwia op³acaln¹ produkcjê du¿ych iloci farby z zachowaniem wysokiego poziomu jakociowego. Przechowywanie i sk³adowanie pigmentów w silosach oraz transport i produkcja w zamkniêtym systemie stwarzaj¹ warunki produkcyjne w wysokim stopniu chroni¹ce rodowisko naturalne. Precyzyjne odwa¿anie i sta³e parametry procesu produkcyjnego podczas dyspergo-wania gwarantuj¹ dok³adn¹ powtarzalnoæ. Pierwszy kilogram farby jest dok³adnie taki sam, jak kilogram dwudziestotysiêczny, a ten z kolei odpowiada dok³adnie czterdziestotysiêcznemu itd. Proszê przetestowaæ nasz¹ produkcjê farb gazetowych. Udowodnimy, ¿e zdamy ka¿dy test. 28