Farby konwencjonalne do druku formularzy bez końca
Transkrypt
Farby konwencjonalne do druku formularzy bez końca
Informacja techniczna 21.12 | 01.2004 | Druk offsetowy | Farby markowe i specjalne Farby konwencjonalne do druku formularzy bez koca Specjalne farby HBL do druku formularzy w drukarkach laserowych 1 Relacje krytyczne w drukarkach laserowych 1 Wymogi stawiane farbom drukarskim 3 Farby specjalne HBL hubergroup 3 rodki pomocnicze 5 Drukowanie na papierach samokopiujcych 5 Budowa i dziaanie papierów samokopiujcych Relacje z farbami drukarskimi rodki pomocnicze 6 7 8 Specjalne farby HBL do zadruku formularzy w drukarkach laserowych Wprowadzenie drukarek laserowych spowodowao, e specjalici od druku formularzy zetknli si z now technologi, która spowodowaa zmian dotychczasowego sposobu pracy. Produkcja formularzy odpowiednich do dalszej obróbki w drukarkach laserowych stawia wyjtkowe wymagania pod ktem stosowania materiaów, takich jak farby i papiery a take warunków produkcji. Dla producentów farb drukarskich szczególne znaczenie miao zbadanie zwizków funkcjonalnych midzy farb, drukiem, procesem druku i drukark laserow. Zadrukowywanie formularzy w drukarce laserowej jest przykadem na to, w jakim duym stopniu dalsze przetwarzanie i przeznaczenie wpywaj na wymogi, stawiane farbom. Wymogi, stawiane w tym wypadku farbom drukarskim s szczególnie wysokie i w hubergroup okrelane jako "farby typu HBL". HBL oznacza w tym wypadku Hitze Beständig für Laserdrucker tj. termoodporne, do drukarek laserowych. Relacje krytyczne w drukarkach laserowych W celu wyjanienia problemu moliwych krytycznych relacji formularza, wydrukowanego technik druku bez koca i drukarki laserowej naley najpierw omówi krótko zasad dziaania drukarki laserowej. W drukarkach laserowych znajduj si nastpujce elementy: • Pami o pojemnoci co najmniej jednej strony • Sekcja laserowa, modulator i ukad luster do przetwarzania informacji z pamici na impulsy wietlne • Elektrofotograficzny zespó drukujcy do wytwarzania utajonych obrazów adunków na cylindrze póprzewodnikowym • Sekcja wywoujca, w której nastpuje nanoszenie tonera i tworzenie elektrostatycznego obrazu na utajonym obrazie adunków elektrycznych 21.12 Sekcja przenoszca, w której nastpuje przenoszenie obrazu elektrostatycznego na papier. Papier z na oonym tonerem jest prowadzony przez stó z wstpnym podgrzewaniem do 120°C, a nastpnie przez stacj utrwalania termicznego. Sproszkowany toner topi si midzy wa kiem wypalajcym i dociskowym. • W zalenoci od typu drukarki laserowej wa ek wypalajcy ma temperatur 180 - 220°C. Zakres topnienia sproszkowanego tonera wynosi 80 -150°C. Tama papieru musi osign tak temperatur w celu zapewnienia w aciwego utrwalania. 2 W szczelinie midzy wa kiem wypalajcym i dociskowym mog wystpi si y docisku rzdu ca. 300 kN/m . druga sekcja roz adowywania bbna sekcja czyszczca w óknina do czyszczenia bbna pierwsza stacja roz adowywania bbna bben Pó przewodnikowy urzdzenie do wstpnego druku urzdzenie Corotron do adowania elektrostat. siod o podgrzewania wstpnego uk ad optyczny transport papieru promie lasera wa ek utrwalajcy sekcja wywo ywania wentylator klejenie papieru laser urzdzenie Corotron sztaplarka uk ad optyczny uk ad odchylania lustro podawanie papieru Rys. 1. Zasada dziaania drukarski laserowej Xerox Drukarka laserowa moe pracowa bezawaryjnie tylko wtedy, gdy wszystkie elementy procesu s optymalnie zgrane midzy sob. Dotyczy to: • Projektowania formy formularza, które powinno uwzgldnia fakt, e farby nie powinny na siebie zachodzi na wikszych powierzchniach i e drukarka laserowa nie powinna drukowa na aplach. Nadawanie farby (grubo warstwy farby) nie powinno przekracza wartoci oko o 1,3 g, ogólnie przyjtej w druku formularzy bez koca. Wielobarwne druki akcydensowe (mailing) powinny by drukowane wy cznie farbami UV lub farbami suszonymi gorcym powietrzem • Papieru o wytrzyma oci na zrywanie i zginanie, odpowiadajcej normie DIN 6721 oraz klasie w ókien Z 100 zgodnie z norm DlN 827 (100% celulozy) • Techniki druku, tzn. odpowiednich rodków zwilajcych do druku offsetowego, minimalnego podawania rodka zwilajcego i p yt drukowych • Farb drukarskich Jeeli w drukarce laserowej powstaj problemy, to wystpuj one prawie wy cznie w sekcji wypalania lub s przez ni spowodowane. Znana jest stosunkowo dua ilo usterek w wypadkach, gdy jeden lub kilka wymienionych powyej parametrów nie s z sob zgrane: • Osadzanie czstek farby drukarskiej na stole ze wstpnym podgrzewaniem oraz wa ku wypalajcym i dociskowym • Mechaniczne uszkodzenia wa ka wypalajcego, czsto powleczonego ywic silikonow, przez osadzone na nim czstki farby drukarskiej lub tonera • Pcznienie wa ków pod dzia aniem sk adników lotnych np. olejów mineralnych w farbach drukarskich • • • Oznaki zabrudze na waku wypalajcym, widoczne na zadrukowanych formularzach Dymienie i wyrany zapach spowodowany ulatnianiem si lub parowaniem pynnych skadników z papieru lub farb drukarskich, Niedostateczna przyczepno lub wrcz odpychanie sproszkowanego tonera od powierzchni papieru, przykrytej farb drukarsk. Wymogi stawiane farbom drukarskim W celu wyeliminowania usterek powodowanych przez farby drukarskie naley zastosowa farby specjalne. Poniej jest mowa tylko o takich farbach offsetowych, które schn wycznie przez wizanie z podoem i polimeryzacj i których schnicie nie jest przyspieszane przez promieniowanie lub ciepo. Wymagania, jakie stawia si tym farbom, s nastpujce: Dobra charakterystyka druku, zwaszcza w wypadku oszczdnego podawania farby uwarunkowanego drukowanym motywem, • Wzgldnie wysoka intensywno barwy farby dla uzyskania cienkich warstw farby. • Farba nie powinna zasycha w zespole drukowym, ale powinna szybko schn na papierze przy wysokiej gstoci polimeryzacyjnej spoiwa schncego oksydacyjnie, • Naley w daleko idcym stopniu unika skadników farby, które ulatniaj si w sekcji wypalania i mog tworzy osady lub dawa mocny zapach, • Naley zrezygnowa ze skadników farby powodujcych pcznienie elastomerowej powoki waków wypalajcych, • Wyschnita warstwa farby nie moe by tak kleista w warunkach sekcji wypalania (docisk, temperatura), e nastpuje przenoszenie czstek farby na waki. Wymagane s suche warstewki farby o niewielkiej termoplastycznoci. • Nie wolno stosowa lub nie mog powstawa skadniki doprowadzajce do podwyszania midzyfazowego napicia powierzchniowego midzy topicym si tonerem i warstw farby drukarskiej. Przyczepno wypalonego tonera na powierzchniach zadrukowanych farb drukarsk jest gorsza ni na czystym papierze, co naley uwzgldni ju na etapie projektowania formularza. Jeeli nie mona unikn druku laserowego na powierzchni zadrukowanej farb offsetow, to naley zastosowa rastrowy poddruk o wartoci poniej 50% krycia powierzchni. W przeciwnym razie toner osadza si na waku wypalajcym i moe go uszkodzi mechanicznie. Taki zestaw wymaga ukazuje wyranie, e nie mog mu sprosta "normalne" farby do druku formularzy bez koca. • Farby specjalne typu HBL produkcji hubergroup ® Wszystkie farby HKS - E to specjalne farby typu HBL, które zawieraj spoiwo gwarantujce spenienie wszystkich wymogów technologicznych. Podczas opracowywania tych systemów farbowych due znaczenie miaa dobra charakterystyka druku. Stabilno i wysoka tolerancja na rodek zwilajcy, tzn. duy zakres od wystpowania tonowania do wystpowania wyranych ladów nawilania, miay za zadanie pomóc w obnieniu iloci makulatury. Farby typu HBL zawieraj tylko niewielkie iloci skadników lotnych. Zapobiega to zarówno usterkom w drukarce laserowej na skutek ulatniania si i parowania skadników lotnych jak i pcznieniu waka wypalajcego. Skadniki Zawarto (%) Zmodyfikowane ywice kalafoniowe Syntetyczne ywice specjalne Oleje rolinne Rozcieczalniki reaktywne rodki elujce 30 15 35 15 5 Receptura spoiwa Sk adniki p ynne, takie jak oleje rolinne i rozcieczalniki reaktywne maj zdolno polimeryzacji oksydacyjnej i s wmontowane w warstewk farby. Na skutek utrwalania przez utlenianie nastpuje zmiana fazy z p ynnej na sta . Skadniki Zawarto (%) Pigmenty Wype niacze Spoiwo Substancje pomocnicze Suszki 15 084 01- 30 10 52 5 3 Receptura farby Suszki na bazie metali zwizanych organicznie s katalizatorami polimeryzacji oksydacyjnej przebiegajcej pod dzia aniem tlenu z atmosfery w odpowiednich olejach rolinnych i rozcieczalnikach reaktywnych wed ug nastpujcego schematu: Rys. 2 Okres indukcji Tworzenie nadtlenku Rozk ad nadtlenku Polimeryzacja Degradacja Pobrany tlen Rozpad nadtlenku Lepko farby W przeciwiestwie do farb drukarskich zawierajcych spoiwa na bazie czystych olejów mineralnych farby HBL wi si wolniej z pod oem. Farba Czas wi zania (s) Farba standardowa do druku formularzy baz koca Farba HBL 240 360 Test wi zania z podoem na papierze powlekanym Test porównawczy wizania przeprowadzono na papierze powlekanym, poniewa w tym wypadku rónice s bardziej widoczne ni na papierze naturalnym, stosowanym w druku formularzy bez koca (bez suszenia gorcym powietrzem lub promieniowaniem). Ze wzgldu na to, e farby HBL nie tylko wolniej wi si z pod oem, lecz take wolniej schn, musi zaistnie pewna przerwa czasowa midzy drukiem i dalsz obróbk w drukarce laserowej.W zalenoci od stopnia krycia farb powierzchni formularza i podawania farby okres ten powinien wynosi od 3 do 5 dni. W przeciwnym razie farby mog si osadza na wa ku wypalajcym drukarki laserowej i powodowa dublowanie na obrazie drukowym. Jeeli konieczne jest nadrukowywanie farb na siebie, to naley uy farb utrwalanych promieniowaniem UV. W wypadku stosowania farb HBL do druku na papierach samokopiujcych mog si pojawi nastpujce problemy: - ó knicie kontaktowe, - efekty neutralizacji, które nie s jednak widoczne, poniewa kopia nie wystpuje na aplach tj. w miejscach ca kowicie zadrukowanych. Papiery samokopiujce oferowane w handlu nie s identyczne gatunkowo i dlatego te mog rónie reagowa w zetkniciu z farbami drukarskimi. Odnonie ó knicia i efektów neutralizacji naley wykona odpowiednie testy przed rozpoczciem druku. Jeeli wymienione powyej problemy wystpuj ju na etapie testów przed drukiem, naley zastosowa farby specjalne hubergroup. rodki pomocnicze Do druku farbami HBL wolno stosowa tylko specjalne rodki pomocnicze: Olej drukarski 10 T 1405 Dostosowany do spoiwa farb specjalnych. Mona go stosowa do redukowania cigliwoci farb, jeeli maj by stosowane do druku na pod oach drukowych o niskiej odpornoci na wyrywanie w ókien z powierzchni papieru. Eliminuje si w ten sposób wyrywanie w ókien i brudzenie gum. Grafo Drier 10 T 5001 W wypadku stosunkowo niewielkiego podawania farby uwarunkowanego drukowanym motywem schnicie farby moe si opónia ze wzgldu na zemulgowany rodek zwilajcy. Mona to zjawisko wyeliminowa stosujc Grafo Drier. Biel transparentna 30 IL 1000 Do rozjaniania kolorów mona stosowa tylko ten produkt, poniewa ma identyczne spoiwo jak farby HBL. Wszystkie wymienione produkty s opisane w odpowiednich informacjach technicznych i posiadaj atesty bezpieczestwa. Drukowanie na papierach samokopiujcych W dziedzinie druku formularzy najwikszym zainteresowaniem ciesz si komplety papierów samokopiujcych o dobrej charakterystyce druku i kopii. Tylko w zadrukowanej formie s one znakomitym rodkiem organizacyjnym. Do druku apli, pisma i rastra po obu stronach papierów samokopiujcych najlepszy jest druk offsetowy, w którym t ok jest znacznie niszy ni w druku typograficznym. Papiery samokopiujce musz midzy innymi spe nia nastpujce wymogi: • • • • • • Dobra kopia, Dobra czytelno, Trwa o kopii, Kopiowanie bez rozmycia i brudzenia, Neutralno pod wzgldem higienicznym i fizjologicznym, Zabezpieczenie przed fa szowaniem. Na tak charakterystyk kompletu papierów samokopiujcych nie moe wp ywa negatywnie technika druku ani farby drukarskie. Poniej znani producenci papierów samokopiujcych: USA Europa Japonia WTA (Wiggins Teape Appleton) Aero – Celje Fuji Mead Ahlström Jujo 3M Arjo – Wiggins Kanzaki Moore Binda Mitsubishi Nashua SAPPI Feldmühle Köhler Sario WTA Zanders Budowa i dziaanie papierów samokopiujcych W chemicznych papierach samokopiujcych kopia powstaje przez reakcj barwn dwóch sk adników, najczciej w kolorze niebieskim lub czarnym. Najprostszy komplet formularzy z papieru kopiujcego przez reakcj chemiczn sk ada si z górnego arkusza, zwanego te arkuszem CB (CB = coated back), który ma z drugiej strony warstewk mikrokapsu ek. Pod tym arkuszem znajduje si arkusz rodkowy lub inaczej arkusz CFB (CFB = coated front and back), który ma na wierzchu warstewk wywo ywacza a z drugiej strony warstewk mikrokapsu ek. Poniej znajduje si arkusz kocowy lub arkusz CF (CF = coated front) z warstewk wywo ywacza na wierzchu. Rys. 3 Budowa strony formularza Arkusz CB Warstwa oddajca Warstwa przyjmujca Arkusz CFB Warstwa oddajca Warstwa przyjmujca Arkusz CF Warstewka wywo ywacza (zwana równie warstewk pobierajc) sk ada si z aktywnych pigmentów nieorganicznych, np. 2 • ziemi bielcej, Clay (ok. 7 g/m ) • elu krzemowego • krzemianów sodowo-aluminiowych. Pigmenty te s nanoszone razem ze spoiwem np. dyspersjami polimerowymi na papier nony i utrwalane. Zamiast substancji nieorganicznych mona równie stosowa jako wywo ywacze kwane ywice fenolowe lub sole kwasu salicylowego. Jest to metoda najczciej stosowana w USA i Japonii. 2 Warstewka mikrokapsuek (warstewka oddajca) arkusza górnego lub arkusza CB zawiera okoo 5 g/m kapsuek o rednicy 5 -10 μm Materia na cianki mikrokapsuek to - zalenie od producenta i metody produkcji - elatyna, polimery akrylowe lub poliuretan. W wypadku wikszoci papierów oferowanych w handlu zawarto kapsuek to kombinacja dwóch substancji, tworzcych barw, które s wywoywane na absorbencie warstewki pobierajcej, dajc w cigu kilku sekund kolor np. niebieski. Substancje tworzce kolor s rozpuszczone w wglowodorach o stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia (derywat polifenolu, naftaliny alkilowe oraz naftalina dwu-izopropylowa = KMC lub benzole alkilowe). Do masy powlekajcej dodaje si substancje dystansujce, aby chroni kapsuki przed przedwczesnym zgnieceniem podczas nawijania tam papieru. Proszek celulozowy lub np. powlekana skrobia oddziaywuj jak mechaniczne "zderzaki". Nacisk dugopisu lub czcionki maszyny do pisania powoduje zgniecenie mikrokapsuek z drugiej strony arkusza, które w kontakcie z warstw wywoywacza kolejnego arkusza tworz zabarwienie odpowiadajce sformuowanym powyej wymaganiom. Odpowiednio dobierajc substancje tworzce kolor, np. kombinacje kolorów niebieskiego, czerwonego i ótego lub zielononiebieskiego oraz czerwonego mona uzyska czarny kolor kopii. Rys. 4 Zasada wywoywania koloru Strefa nacisku Nacisk CB Papier Warstwa mikrokapsuek Reaktywna warstwa pobierajca Papier CF zniszczone kapsuki W celu wywoania koloru nastpuje otwarcie piercienia laktonowego substancji tworzcej kolor na staej, aktywnej powierzchni absorbera (np. Clay). Forma biaa jest w tym wypadku donorem a substancje warstwy pobierajcej - akceptorem elektronów. Krytyczne relacje z farbami drukarskimi Wszystkie papiery samokopiujce s bardzo wraliwe na docisk. Mimo to mona na nich drukowa np. technik offsetow (z kompresyjnymi obcigami gumowymi) bez niszczenia znaczcych iloci mikrokapsuek. W projektowaniu formularzy handlowych stosuje si aple lub tinty jako rodki organizacyjne i elementy projektowania. W offsecie mona zadrukowywa papiery samokopiujce obustronnie. Aple powinny by drukowane tylko w tych miejscach, w których nie bdzie kopii. W tintach punkt nie powinien przekracza 30%, aby unikn strat intensywnoci kopii. W druku na odwrocie papierów samokopiujcych obowizuj nastpujce zasady: • Cienkie pisma, • Niewielkie podawanie farby, • Kolory jasne, farby przezroczyste (przewitujce). W druku na stronie przedniej (warstwie pobierajcej) obowizuj nastpujce reguy: • • Do druku naley stosowa obcigi gumowe o charakterystyce "Quick Release" tj. szybko wracajce do stanu wyjciowego, W rodku zwilajcym nie powinno by wicej ni 10% izopropanolu, aby nie uszkodzi mikrokapsuek, • • Korzystne s p yty drukowe o mniejszej zdolnoci przyjmowania rodka zwilajcego, w wypadku których wczeniej zostaje osignita granica tonowania, W celu ograniczenia brudzenia gumowych obcigów czstkami papieru naley drukowa z podwyszonym podawaniem rodka zwilajcego. To z kolei prowadzi - zw aszcza przy niewielkim podawaniu farby uwarunkowanym drukowanym motywem - do "kouszenia" farby na wa kach lub do zbyt duego przyrostu punktu rastrowego w druku. Dlatego te podawanie rodka zwilajcego to kompromis midzy brudzeniem wa ków i dobrym kontrastem. Brudzenie wa ków wystpuje czciej w zespo ach drukowych o mniejszych rednicach cylindrów (wikszy kt otwarcia midzy wa kami) i prawie w jednakowym stopniu w farbach konwencjonalnych i farbach utrwalanych UV. Midzy farbami drukarskimi i substancjami w warstwie pobierajcej i podajcej mog zachodzi róne niepodane relacje. Poniej przytaczamy najbardziej znane: Podczas zadrukowywania wierzchu papieru CB farbami drukarskimi, zawierajcymi nieodpowiednie typy pigmentów (trójakrylokarbonowe) pigmenty te mog by rozpuszczane przez rozpuszczalnik ze zniszczonych kapsu ek. Pigmenty migruj przez grubo arkusza i pojawiaj si na odwrotnej stronie, • Niszczenie (rozpuszczanie) cianek kapsu ek przez nieodpowiednie oleje mineralne w spoiwie farb drukarskich, • Efekty neutralizacji farbami schncymi intensywnie przez utlenianie, • Niedostateczne odpornoci w zwizku z pastami neutralizujcymi, • Reakcje chemiczne midzy bazowymi substancjami bia ymi i nieodpowiednimi pigmentami rozpuszczonymi w rozpuszczalnikach ze rodka kapsu ek. Skutek to zmiana kolorów. Wymienione powyej zjawiska musz by brane pod uwag na etapie opracowywania receptur farb drukarskich do druku na papierach samokopiujcych. • Farby offsetowe musz spe nia nastpujce warunki: • Musz mie wzgldnie nisk cigliwo, aby wyeliminowa zjawisko wyrywania czstek pow oki z powierzchni papieru i brudzenia nimi gumowych obcigów, • Musz szybko wiza si z pod oem, aby zapobiec przenoszeniu (set oft) wieej farby podczas przewijania (druk z roli na rol), • Intensywno farby musi by wzgldnie wysoka w celu zredukowania gruboci warstewki farby i wyeliminowania zjawiska odbijania, • Czarne farby nie mog zawiera adnych podbarwiaczy rozpuszczalnych w rozpuszczalniku zawartym w kapsu kach. Tylko w ten sposób mona unikn tzw. "krwawienia" wzgldnie reakcji chemicznej z bia ymi substancjami bazowymi. • W farbach drukarskich do druku na papierach samokopiujcych nie wolno stosowa niektórych typów pigmentów i podbarwiaczy. Moliwe s reakcje chemiczne zwizane ze zmian koloru. Zastosowane barwniki nie mog by rozpuszczalne w rozpuszczalnikach, zawartych w mikrokapsu kach (patrz tabela). • Farby drukarskie nie mog zawiera olejów mineralnych, które mog przenika przez cianki kapsu ek i powodowa ich rozpadu na skutek os abiania cianek lub zwikszanie cinienia osmotycznego wewntrz kapsu ek, • Farby drukarskie, schnce intensywnie przez utlenianie, np. farby HBL mog dzia a "neutralizujco" i powodowa ó knicie przez sk adniki spoiwa i produkty rozpadu powstajce podczas schnicia przez utlenianie, • Jeeli w formularzu stykaj si z sob farby drukarskie i farba neutralizujca, to do druku musz by uyte farby odporne na zmydlanie, • Jeeli na skutek niew aciwego obchodzenia si z papierem podczas druku zostanie zniszczona zbyt dua ilo mikrokapsu ek, to p yn z kapsu ek rozciecza farby, co z kolei powoduje wyd uenie czasu ich schnicia. ® Nie wolno stosowa nastpujcych farb podstawowych z wzornika HKS -E firmy Hostmann-Steinberg ® wzgldnie z systemu PANTONE ® ® Wzornik HKS - E PANTONE HKS 27 HKS 33 HKS 43 Rhodamine Red Purple Reflex Blue Fiolet Blue 072 Alternatywne farby z odpowiednimi pigmentami nie maj identycznych barw i nie s do czyste. Papiery samokopiujce oferowane w handlu nie s identyczne pod wzgldem jakociowym i mog rónie reagowa w zetkniciu z farbami drukarskimi. Dlatego te przed rozpoczciem druku nak adu konieczne s próby pod ktem ó knicia i neutralizacji. rodki pomocnicze Do farb specjalnych, przeznaczonych do druku na papierach samokopiujcych wolno stosowa tylko specjalne rodki pomocnicze. Unika si w ten sposób problemów w druku tymi farbami. Olej drukarski 10 T 1405 Jeeli konieczna jest redukcja cigliwoci farb np. na skutek zbyt ma ej odpornoci pod oy drukowych na wyrywanie czstek z ich powierzchni, to do farby dodaje si w/w olej drukarski. Biel transparentna 50 0625 Do rozjaniania kolorów wolno stosowa tylko ten produkt, który ma spoiwo dostosowane do farb uytych do druku na papierach samokopiujcych. Wszystkie wymienione powyej produkty maj dokumentacje w postaci informacji technicznej i atestów bezpieczestwa. Dalsze informacje i porady mona uzyska pod internetowym adresem: www.mhp.com.pl Niniejsza informacja techniczna odpowiada aktualnemu stanowi naszej wiedzy w tym temacie i spe nia tylko funkcj informacyjn i doradcz. Z tego wzgldu nie moe by podstaw do roszcze prawnych. Zastrzeone s zmiany wynikajce z postpu technicznego.