4. Badanie właciwoci roztworu zwilżajšcego podczas drukowania
Przed rozpoczęciem drukowania powinno się mierzyć w centralnym zbiorniku roztworu zwilżajšcego lub w zbiornikach przy każdym zespole farbowym temperaturę, wartoć pH oraz przewodnoć elektrycznš roztworu. Po dwóch godzinach drukowania pomiary się powtarza. Jeżeli wartoć pH wzrasta gwałtownie (zwykle mały wzrost zwišzany jest z oddziaływaniem składników farb i papieru), oznacza to, że buforowanie roztworu zwilżajšcego jest niewystarczajšce i powinien on zostać zmieniony, na przykład wtedy, gdy wartoć pH wzrosła z 4,5 do powyżej 5,5. Roztwór zwilżajšcy należy również zmienić, kiedy wzrasta gwałtownie (o kilkadziesišt procent) jego przewodnoć elektryczna. Kinetyka tych zmian zależy od szybkoci, z jakš przenikajš do roztworu składniki farb i papieru wpływajšce na przewodnoć roztworu. Znaczny wzrost przewodnoci wiadczy o niewłaciwym doborze farb i papieru dla realizacji danego nakładu; drukowanie przebiegać będzie z trudnociami lub będzie całkiem niemożliwe. Najlepiej będzie wówczas zmienić rodzaj stosowanych farb lub gatunek papieru. W celu zapobieżenia takiej sytuacji jeszcze przed drukowaniem dobrze jest przeprowadzić następujšcy test. Bierze się 20 g papieru przeznaczonego do drukowania nakładu, kroi na małe kawałki, wrzuca do 200 ml wody destylowanej i zagotowuje zawiesinę. Po jej ochłodzeniu mierzy się wartoć pH oraz przewodnoć elektrycznš; jeżeli mierzone wartoci sš wysokie, oznacza to duże prawdopodobieństwo, że w czasie drukowania wystšpiš kłopoty.
Ważnym parametrem roztworu zwilżajšcego jest jego temperatura w czasie drukowania: maksymalnie dopuszczalna wartoć, z jakš roztwór zwilża formę drukowš, to 26-28ĄC. Im wyższa temperatura roztworu, tym niższa lepkoć farb, co zakłóca równowagę parametrów procesu drukowania oraz pogarsza jakoć druków. Wspomnielimy już, że roztwór zwilżajšcy spełnia jednoczenie funkcję czynnika chłodzšcego zespół drukujšcy, co ułatwia stabilizację warunków drukowania. Temperaturę roztworu opłaca się więc stale monitorować i utrzymywać na niezmienionym w czasie drukowania poziomie. Roztwór zwilżajšcy nie powinien być również zbyt chłodny (o temperaturze poniżej 15ĄC), ponieważ powoduje to kondensację wody na różnych elementach maszyny drukujšcej, a spływajšce na formę drukowš i obcišg offsetowy lub do kałamarza farbowego krople powodujš problemy z jakociš odbitek.
5. Trudnoci w drukowaniu zwišzane z właciwociami roztworu zwilżajšcego
Podstawowym problemem zwišzanym ze stosowaniem niewłaciwego roztworu zwilżajšcego jest tonowanie. Na odbitkach powstaje wówczas niepożšdany efekt zabrudzenia niezadrukowanych lub jasnych powierzchni druków. Efekt ten jest wynikiem przenoszenia z niedrukujšcych partii formy drukowej małych czšsteczek farby na obcišg, a następnie na podłoże drukowe. Ponieważ czšsteczki te zostały wczeniej emulgowane w roztworze zwilżajšcym, intensywnoć tonowania i jego lokalizacja na podłożu drukowym stale się zmieniajš. Efekt emulgowania farbš roztworu zwilżajšcego spowodowany może być zbyt wysokim pH roztworu, nieodpowiednim jego stężeniem lub nieodpowiedniš temperaturš. W zlikwidowaniu tonowania czasami pomaga dodanie do roztworu zwilżajšcego małych iloci kwasu cytrynowego, radykalnym jednak sposobem jest zmiana gatunku stosowanej farby lub rodzaj roztworu zwilżajšcego.
Silnej wymuszonej cyrkulacji roztworu zwilżajšcego zwykle towarzyszy powstawanie w centralnym zbiorniku roztworu zwilżajšcego dużych iloci piany; konieczne jest wtedy wzbogacenie roztworu zwilżajšcego o dodatek tłumišcy jej tworzenie się. Przed wprowadzeniem roztworu zwilżajšcego do eksploatacji należy wykonać opisany wyżej test pomiaru tendencji do tworzenia piany i jeżeli zanikanie jej jest dłuższe niż 90 sekund, należy dodać do roztworu tyle rodka zapobiegajšcego pienieniu, aby wynik miecił się w dopuszczalnym przedziale.
Podczas drukowania należy stale obserwować zbiorniki roztworu zwilżajšcego, kontrolować gromadzenie się zanieczyszczeń i rozwijanie się materii organicznej. Często zanieczyszczanie zbiornika to efekt emulgowania farby w roztworze, co łatwo stwierdzić obserwujšc wałki zespołu drukujšcego. Sposobem ograniczajšcym ten efekt bywa zmniejszenie do niezbędnego minimum iloci roztworu wprowadzanego do zespołu drukujšcego. Jeżeli jednak jest to niewystarczajšce, trzeba wówczas działać bardziej radykalnie: umyć cały zespół oraz zmienić farbę albo papier. Raz w tygodniu należy opróżnić z cieczy system zwilżajšcy, przemyć go czystš wodš, a jeszcze lepiej wodš z dodatkiem specjalnych rodków dezynfekujšcych przeciw ewentualnemu rozwojowi pleni i glonów. Potem przed napełnieniem zbiornika nowym roztworem zwilżajšcym należy dokładnie przemyć cały zespół zwilżajšcy.
Skład stosowanego roztworu zależy od budowy zespołu zwilżajšcego i typu maszyny offsetowej. Roztwory zwilżajšce stosowane w maszynach z zespołem zwilżajšcym rozpryskowym wymagajš mniejszych stężeń gumy arabskiej lub innych zwišzków wielkoczšsteczkowych; zapobiega to niebezpieczeństwu zatkania małych otworów dysz rozpylajšcych. Drukowanie farbami utrwalanymi termicznie (heat set) wymaga stosowania roztworu zwilżajšcego szybciej wysychajšcego; roztwory takie nie mogš zawierać gliceryny.
Składniki roztworu zwilżajšcego należy również dobierać w zależnoci od rodzaju używanych form drukowych.
Przykładami mogš być produkowane przez firmy Kodak, Agfa-Gaevert oraz Mitsubishi dyfuzyjne płyty offsetowe. W płytach dyfuzyjnych z nienawietlonej warstwy wiatłoczułej halogenki srebra dyfundujš do powierzchni płyty i sš tam redukowane do wolnego srebra, tworzšc partie drukujšce formy drukowej. Elementy niedrukujšce takiej formy tworzy delikatna warstwa modyfikowanej żelatyny. W czasie drukowania stosuje się specjalnš dyspersję silikonowš zawierajšcš mikroczšsteczki o wielkoci 12-25 mikrometrów. Przykładem sš produkowane przez firmę DuPont produkty Syton2X lub Ludox. W tym wypadku drukowanie bez niebezpieczeństwa wystšpienia tonowania wymaga obecnoci w roztworze zwilżajšcym rodków utrzymujšcych wilgoć Đ gliceryny lub glikoli.
Innym typem form offsetowych wymagajšcych specjalnego dostosowania roztworu zwilżajšcego sš formy drukowe stosowane w technologii drukowania elektrostatycznego. Forma drukowa z wodoodpornego papieru składa się z warstwy półprzewodnikowej, tlenku cynku ZnO. Miejsca hydrofilowe tworzy powierzchnia papieru, natomiast elementy drukujšce formy to elementy nienawietlone, przycišgajšce elektrostatycznie proszek lub dyspersję, które po utrwaleniu zapewniajš możliwoć drukowania. Roztwór zwilżajšcy przy drukowaniu z takich form drukowych powinien zawierać żelazocyjanek i żelazicyjanek żelazowy, octan amonu, zwišzki fosforu (np. fosforan dwusodowy) oraz zwišzki ułatwiajšce zwilżanie. W poczštkowym okresie stosowania tych form drukowych wartoć pH roztworu zwilżajšcego ustalano na poziomie pH=3,0-3,5, co pozwalało drukować bez zjawiska tonowania. Okazało się jednak, że przy niskich wartociach pH wytwarzały się pewne iloci cyjanku potasu i spowodowało to przesunięcie wartoci pH w kierunku mniej kwanych roztworów.
Jak już wspomniano, w Ameryce stosuje się roztwory o wartoci pH=4,0-5,0, a w Europie 4,8-5,5. Mniejsze stężenie jonów wodorowych (wyższa wartoć pH) kompensuje się zwiększonš ilociš wprowadzanego do roztworu zwilżajšcego octanu amonu. W wypadku przekroczenia wartoci pH 5,5 występuje niebezpieczeństwo tonowania. Maszynici ratujš się często zwiększeniem podawania iloci roztworu na formę drukowš, co powoduje większe emulgowanie farby i pogarsza jeszcze sytuację. Paradoksalnie mniejsze problemy z nadmiernym emulgowaniem farb występujš przy drukowaniu na szybkich maszynach zwojowych, szybkie zużywanie farby i krótszy czas jej przebywania w zespole farbowym nie dopuszczajš bowiem do tego zjawiska. W celu szybkiego likwidowania powstajšcych trudnoci zwišzanych z nieodpowiednim stężeniem roztworu w czasie drukowania dobrze jest korzystać z przygotowanego przez siebie wykresu zależnoci przewodnoci elektrycznej roztworu zwilżajšcego od jego rozcieńczenia. Przy opracowywaniu wykresu korzystne jest, aby obejmował on zakres stężeń przekraczajšcy poziom zalecany przez producenta koncentratu. Otrzymany na podstawie pomiarów przewodnoci dla różnych stężeń wykres odnosi się oczywicie wyłšcznie do aktualnie stosowanego rodzaju koncentratu i rodzaju używanej wody. Należy pamiętać, że przewodnoć zależy od temperatury, pomiary trzeba więc wykonywać w cile okrelonej temperaturze. Korzystanie z wykresu polega na pomiarze aktualnej przewodnoci roztworu zwilżajšcego i odczytywaniu z wykresu rzeczywistego jego stężenia.
W wypadku wystšpienia kłopotów z utrwalaniem farb, kiedy nie wystarczajš działania termiczne lub prószenie specjalnym proszkiem, zadrukowane arkusze się zlepiajš, farba rozmazuje się pomiędzy nimi, sytuacji może zaradzić wprowadzenie do roztworu zwilżajšcego zwišzków kobaltu działajšcych katalitycznie lub zmienić roztwór zwilżajšcy z dodatkami przyspieszajšcymi utrwalanie farb wprowadzonymi przez producenta koncentratu.
6. Handlowe formy produktów stosowanych w roztworach zwilżajšcych
Iloci stosowanych w drukowaniu offsetowym roztworów zwilżajšcych stanowiš poważnš pozycję w bilansie materiałów pomocniczych. Ze względu na koszty transportu i magazynowania roztwory zwilżajšce produkuje się w formie stężonych koncentratów, wymagajšcych rozcieńczenia przez użytkownika zgodnie z podawanymi instrukcjami. Czasami konieczne jest dostarczanie składników roztworu zwilżajšcego w postaci proszku, który rozpuszcza się w wodzie w stężeniu zwykle ok. 0,5% wag. Dotyczy to receptur, gdy jako substancję utrzymujšcš zwilżanie formy stosuje się sorbitol w formie proszku; wówczas dostarczane sš w formie proszku również pozostałe składniki takie jak zwišzki powierzchniowo czynne, na przykład Pluronic 68LF, substancje zapobiegajšce powstawaniu piany i konserwujšce, na przykład Dowacil 75 lub Dow Antifoam Powder 1812 oraz inne zwišzki nieorganiczne.
7. Nowe rozwišzania
Nowymi rozwišzaniami w zakresie stosowania roztworów zwilżajšcych jest tendencja do stosowania układów zamkniętych, w których roztwór kršży pomiędzy maszynami offsetowymi a zbiornikiem centralnym układu przez bardzo długi okres użytkowania.
W Europie takie ekologiczne rozwišzanie Easy-Cleaner oferuje firma Verga we współpracy z firmš zależnš Easylac, brak jednak szczegółów na ten temat. Więcej wiadomo o produkcie amerykańskiej firmy Flo Clear LLC, która uzyskała w 2004 roku nagrodę organizacji Graphic Arts Technical Foundation za opracowanie proekologicznego systemu oczyszczania, regulacji składu i ponownego użytkowania roztworu w zastosowaniach zarówno w drukowaniu arkuszowym, jak i zwojowym. Produkt o nazwie FloClear Fountain Solution Recycling System wszedł na rynek, produkt był prezentowany na Graph Expo 2004. Z pierwszych informacji użytkowników wynika, że ten sam roztwór może być stosowany nawet przez przeszło 6 miesięcy. Zredukowany został ponadto czas przestoju maszyn drukujšcych zwišzany z koniecznociš wymiany roztworu zwilżajšcego przy zmianie typu farby drukarskiej, np. z farby konwencjonalnej na farby metaliczne lub na farby utrwalane ultrafioletem. Odpadajš koszty zwišzane z utylizacjš zużytych roztworów zwilżajšcych oraz wydłuża się czas użytkowania obcišgów offsetowych. Koszty zainstalowania systemu zwracajš się w czasie jednego roku, a często nawet po kilku miesišcach. W wyniku stosowania zamkniętego systemu recyrkulacji roztworu zwilżajšcego ubytki jego objętoci, poza ilociami przenoszonymi na podłoża drukowe, sprowadzajš się głównie do kompensowania strat wynikajšcych z jego odparowywania podczas drukowania.
8. Wnioski
Drukowanie offsetowe podczas ostatniego ćwierćwiecza przeszło szereg gruntownych zmian. Nowe metody drukowania takie jak drukowanie bezporednie, technologia suchego offsetu (płyty Toray), drukowanie cyfrowe i inne nowe techniki wypełniajš pierwsze strony magazynów poligraficznych oraz sš prezentowane na specjalistycznych wystawach i targach takich jak drupa, Ipex czy Graph Expo.
Mimo tego postępu 70-80% wykonywanych obecnie druków otrzymywanych jest nadal tradycyjnš metodš drukowania offsetowego, gdzie farba i roztwór zwilżajšcy sš nadawane na formę drukowš i przenoszone poprzez cylinder poredni na podłoże drukowe. W ostatnich latach roztwory zwilżajšce musiały być wielokrotnie modyfikowane ze względu na zmiany konstrukcyjne maszyn drukujšcych, nowe rodzaje płyt offsetowych, nowe gatunki papieru, farb drukarskich, jak również ze względu na pełniejsze zrozumienie mechanizmu procesu drukowania offsetowego. Mimo to podstawowe zasady drukowania offsetowego nie zmieniły się i sš tak samo aktualne jak przed 25 laty. Dzisiaj drukuje się znacznie szybciej i nastšpiła ogromna poprawa jakoci. Skład roztworów zwilżajšcych jest w pewnym sensie kompromisem pomiędzy wymogiem stałego zwilżania i oczyszczania powierzchni formy a jednoczenie nieuszkadzaniem przy tym jej elementów drukujšcych i niedrukujšcych. Koniecznoć przestrzegania tego kompromisu musi być uwzględniana nie tylko przez producentów roztworów zwilżajšcych, ale również przez technologów i maszynistów w drukarniach offsetowych.
