Problem mottlingu w druku offsetowym
6 gru 2016 14:43

Technologiš druku offsetowego wykonuje się obecnie nawet najbardziej wymagajšce jakoœciowo prace. Ostateczny rezultat zależy od wielu czynników, wzajemnie na siebie oddziałujšcych. O ile jednak współczesny rozwój technik poligraficznych umożliwia precyzyjnš kontrolę parametrów samego procesu drukowania, o tyle parametry stosowanych surowców mogš być Ÿródłem jeszcze wielu niespodzianek. Jednym z bardziej kłopotliwych problemów, jakie mogš się pojawić w druku offsetowym, głównie w zwišzku z parametrami materiałów, jest efekt tzw. mottlingu. W [1] proponowana jest polska nazwa ăcętkowanieÓ, może trochę nieprecyzyjna, jako że cechš charakterystycznš tej wady jest pojawianie się nieregularnych, plamistych przebarwień na obszarach o jednolitej z zamierzenia barwie. Jest to wada o tyle ciekawa, że może być spowodowana różnymi przyczynami, co utrudnia diagnostykę i właœciwe przeciwdziałanie. Generalnie można wyróżnić dwa typy mottlingu: farbowy i wodny. Pierwszy jest zwišzany z nieprawidłowoœciami w procesie nanoszenia i utrwalania farby, drugi może się pojawić przy dużym podawaniu roztworu nawilżajšcego wskutek wypierania farby z powierzchni papieru przez naniesione tam w poprzednich zespołach drukujšcych kropelki wody. Mottling wodny jest zjawiskiem stosunkowo rzadko spotykanym, a także łatwym do zidentyfikowania Đ objawia się silniej na dalszych zespołach drukujšcych. W przypadku mottlingu farbowego sprawa już nie jest tak oczywista. Podobnie jak poprzednio możemy wyróżnić dwa ogólne mechanizmy jego powstawania. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z zabieraniem częœci farby już naniesionej przez kontakt z obcišgiem kolejnego zespołu drukujšcego. Ma to miejsce wówczas, gdy naniesiona warstwa farby nie zdšży wyschnšć i jej lepkoœć jest na tyle niska, że przeważajš siły adhezji w kontakcie z obcišgiem i następuje ponowny podział warstwy farby przebiegajšcy wewnštrz farby już naniesionej. Powoduje to oczywiœcie spadek gęstoœci optycznej w tych miejscach, zauważalny po wydrukowaniu odbitki. Tego typu mechanizm pojawia się wyłšcznie na maszynach wielokolorowych i jest bardziej zauważalny przy wyższych prędkoœciach drukowania. Przeciwdziałanie powstawaniu tego typu mottlingu jest również stosunkowo proste. Wystarczy zadbać, aby każda kolejna farba w nadrukowywanej sekwencji kolorów miała coraz niższš lepkoœć poczštkowš. Ponieważ kolejnoœć kolorów jest z reguły standardowa, warunek ten spełniany jest już przez producentów farb. Pewne problemy mogš się teoretycznie pojawić jedynie przy stosowaniu farb dorabianych o barwach specjalnych. Pozostaje ostatnia z przyczyn powstawania mottlingu i zarazem najczęœciej pojawiajšca się w praktyce: nierównomierne przyjmowanie farby przez podłoże; dotyczy to zarówno powlekanych, jak i niepowlekanych wytworów papierniczych. Drukarze pokazujšcy próbki wadliwych odbitek często wskazujš na złš jakoœć papieru, a konkretnie na jego nierównomiernš powierzchnię, zwłaszcza gdy da się to zaobserwować. Tak postawiona diagnoza prowadzi do całkowicie fałszywych wniosków. Sugeruje, że przyczynš nierównomiernego nanoszenia farby jest nierówna gruboœć papieru i co za tym idzie, nierównomierny kontakt powierzchni papieru z obcišgiem podczas drukowania. Po co więc sš obcišgi? I dlaczego w takim razie widzimy wiele przykładów poprawnie wydrukowanych odbitek na papierach ozdobnych, wyróżniajšcych się chropowatš strukturš powierzchni? Coœ tu się nie zgadza. Aby nie zgadywać, zastanówmy się nad teoretycznymi uwarunkowaniami efektu mottlingu. W strefie styku cylindra dociskowego i poœredniego następuje kontakt papieru z farbš naniesionš na obcišg. W miarę obrotu cylindrów, wskutek narastania nacisku, w warunkach dynamicznych następuje kontakt obu powierzchni i rozpoczyna się proces penetracji farby w głšb papieru. Ponieważ zarówno papier, jak i obcišg sš materiałami charakteryzujšcymi się pewnš sprężystoœciš, pod wpływem narastajšcych naprężeń odkształcajš się, kompensujšc nierównomiernš gruboœć papieru. Po to właœnie między innymi stosuje się obcišg! Jednoczeœnie papier jest materiałem porowatym. W miarę wzrastania nacisku wchłania farbę, która zaczyna wypełniać pory papieru (rys. 1). Wewnštrz strefy styku obserwujemy przepływ farby w porach papieru. Przepływ ten ogólnie nie jest stały, a pory sš tworami nieregularnymi. Jak bardzo sš one nieregularne, można się przekonać oglšdajšc próbkę arkusza celulozy pod mikroskopem, tak jak na rys. 2. Aby uporać się z tym problemem, musimy przyjšć kilka uproszczeń. Analizujšc przepływ farby w cišgu pewnego elementarnego odcinka czasu dt, przyjmijmy założenia, że: prędkoœć przepływu farby v, siła nacisku N, promień porów papieru r sš wielkoœciami stałymi, a przepływ odbywa się w regularnym kanale o przekroju kołowym. Farba jest cieczš nienewtonowskš, tak więc zależnoœć naprężenia od szybkoœci œcinania można wyrazić wzorem: (...) W tych warunkach można przyjšć następujšce wersje wzorów, odpowiednio na równanie ruchu cieczy, objętoœciowe natężenie przepływu i ciœnienie wywołane siłš nacisku cylindra dociskowego: (...) Rozwišzujšc równanie ruchu, po odpowiednich przekształceniach otrzymamy wzór na głębokoœć wnikania farby pod wpływem siły nacisku N (podstawy teoretyczne przystępnie wyjaœnia [5]): (...) Należy pamiętać, że przy wzrastajšcym nacisku pory papieru zamykajš się, a następnie otwierajš, gdy nacisk spada, dlatego w rzeczywistoœci zarówno siła nacisku, jak i promień porów sš zależne od czasu. Co ciekawe, przy spadku nacisku i otwieraniu się porów powstaje podciœnienie i przepływ trwa nadal. Papier zachowuje się więc jak gšbka. Nas jednak interesuje zmiana wsiškliwoœci farby na powierzchni papieru w tych samych warunkach drukowania, przyjmujemy więc, że powyższe zmiany sš wszędzie takie same. Teraz staje się oczywiste, że iloœć farby wchłoniętej przez papier jest proporcjonalna do promienia porów. Jeżeli więc pory nie majš jednakowej œrednicy, to elementy powierzchni będš pochłaniać różne iloœci farby. Doprowadzi to bezpoœrednio do powstania różnic w gęstoœci optycznej odbitki, czyli mottlingu. Wniosek ten zdaje się przeczyć doœwiadczeniu wskazujšcemu, że papiery gładsze majš mniejszš skłonnoœć do mottlingu. Jest to jednak tylko efekt uboczny; papiery gładsze, jeżeli sš silniej gładzone, majš bardziej sprasowane włókna celulozowe. Wówczas wszystkie pory sš mniejsze i ich nierównomiernoœć daje na tyle niewielkie różnice chłonnoœci, że mottling jest niewidoczny. (...) Równomiernš warstwę farby da się uzyskać na gładkim i na nierównym papierze. Kiedy jednak chłonnoœć jest nierównomierna, pojawiajš się różnice gęstoœci optycznej. Zastanówmy się teraz, czy w jakikolwiek sposób sytuację zmieni zastosowanie papieru lub kartonu powlekanego. Warstwa powleczenia z założenia zamyka pory na powierzchni tworzšc gładkš i mało wsiškliwš powłokę. Gruboœć tej powłoki jest wielokrotnie większa od głębokoœci penetracji farby, tak więc drukowanie odbywa się w rzeczywistoœci wyłšcznie na powleczeniu. Generalnie więc na papierach powlekanych mottling nie powinien występować. Pozory jak zwykle mylš. Należy sobie uzmysłowić, że pasta powlekajšca stosowana podczas produkcji papieru jest mieszaninš pigmentów, lateksu oraz różnych dodatków, a zatem w pewnym sensie może być uznana za odpowiednik farby. Podczas nakładania pasta powlekajšca jest wchłaniana przez papier. Zakładajšc teraz, że wchłanianie to następuje głównie wskutek ciœnienia kapilarnego, można wyprowadzić wzór na głębokoœć wnikania: (...) Mamy więc sytuację rzeczywiœcie analogicznš do wsiškania farby. Wnioski sš bezlitosne. Dla papieru o nierównomiernych porach następuje nierównomierne wsiškanie ciekłych frakcji pasty powlekajšcej. W rezultacie podczas wysychania pasty pojawiajš się silniej lub słabiej zwišzane struktury. Nierównomiernoœć chłonnoœci papieru przeniesie się w pewnym stopniu na nierównomiernoœć chłonnoœci powleczenia. Tak powlekany papier będzie miał nadal skłonnoœć do mottlingu. Oczywiœcie duże znaczenie majš własnoœci pasty powlekajšcej. W zależnoœci od lepkoœci e i napięcia powierzchniowego s oraz koncentracji pigmentu powleczenie pozostanie mniej lub bardziej zwarte i zawsze polepszy własnoœci powierzchni, zmniejszajšc różnice chłonnoœci. Jednak przy bardzo niejednorodnym podłożu znalezienie właœciwej receptury powleczenia jest zadaniem bardzo trudnym. Dla drukarza tajniki produkcji papieru nie sš istotne, używa bowiem gotowego wyrobu, w którym już nic się nie da zmienić. Cała powyższa teoria przyda się więc raz jeszcze, aby znaleŸć doraŸne sposoby zmniejszenia mottlingu wywołanego nierównomiernoœciš chłonnoœci podłoża. Analizujšc wzór na głębokoœć wnikania można powiedzieć, że pewnš poprawę uzyskamy stosujšc jeden z następujšcych sposobów: Ľ Częœciowe zablokowanie porów przez lekkie nawilżenie w pierwszym zespole drukujšcym, niezawierajšcym farby. Jest to możliwe, gdy mamy wolny zespół drukujšcy. Ľ Zmniejszenie nacisku, jednak tylko do takiej wartoœci, która umożliwia pełne przekazywanie farby. Ľ Zwiększenie współczynnika konsystencji k farby przez zastosowanie odpowiednich dodatków. Jednak trudno przewidzieć ich wpływ na inne parametry procesu drukowania, a ze względu na opóŸnienie reakcji istnieje duże ryzyko przedawkowania. Ľ Zwiększenie prędkoœci drukowania. Ponieważ jednak jednoczeœnie zwiększa się pęd, to wpływ prędkoœci nie jest duży. W odróżnieniu od zmiany nacisku powoduje to zmniejszenie całkowitej iloœci farby przekazywanej na papier, również tej, która nie wsiška i utrwala się na powierzchni. Konieczne jest więc jednoczesne zwiększenie podawania farby. Po przejœciu przez zespół drukujšcy farba, zanim się utrwali, może nadal wsiškać pod wpływem ciœnienia kapilarnego. Po ustaleniu się równowagi i utrwaleniu farby efekt mottlingu będzie więc silniejszy niż na mokrej odbitce. To sugeruje możliwoœć zmniejszenia tej wady przez zwiększenie intensywnoœci suszenia. Oznacza to przecież zwiększanie współczynnika konsystencji przez suszenie, powinno więc przynajmniej zapobiec powiększaniu się mottlingu po wydrukowaniu odbitki. Jak widać, jest wiele sposobów redukcji intensywnoœci mottlingu, zarówno podczas produkcji papieru, jak i jego zadrukowywania. To daje rzeczywistš możliwoœć wyboru pomiędzy kontynuowaniem drukowania nakładu a zmianš podłoża. Bibliografia 1. L. Cichocki, T. Pawlicki, I. Ruczka: Poligraficzny słownik terminologiczny, Polska Izba Druku 1999. 2. E. Tuliszka: Mechanika płynów, PWN 1980. 3. E. Dutkiewicz: Fizykochemia powierzchni, WNT 1998. 4. S. Jakucewicz: Materiałoznawstwo poligraficzne. Podłoża drukowe, Wyd. PW 1990. 5. K. Wilczyński: Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych, WNT 2001. Autor jest pracownikiem firmy Eurintrade

error: Kopiowanie zabronione!