Zalety druku offsetowego, m.in. nieskomplikowane i tanie wykonanie formy drukowej, szybkoć drukowania, możliwoć zadrukowywania mniej gładkich podłoży oraz stosunkowo wysoka jakoć odbitki, pozwoliły na uplasowanie się tej techniki na pierwszym miejscu sporód wszystkich technik drukowania. Pomimo niskich wymagań techniki offsetowej co do gładkoci papierów, uzyskanie dobrej jakociowo odbitki wišże się z koniecznociš wykorzystania podłoży o pewnych parametrach i wskanikach jakociowych. Wymaga zatem zbadania wpływu rodzaju podłoża na jakoć odbitki i przeledzenia procesu drukowania z uwzględnieniem tych parametrów, które bezporednio i porednio wpływajš zarówno na jego przebieg, jak i końcowš jakoć nadruku.
Ważne jest, aby na odbitce możliwie dokładnie odtworzone były elementy drukowe zarówno pod względem kształtu, barwy, jak i odpowiedniego ich ułożenia.
W niniejszym artykule dokonano analizy wybranych parametrów wpływajšcych na jakoć nadruku.
Metodyka badań
Badaniom poddane zostały następujšce podłoża drukowe: papier gazetowy o gramaturze 43 g/m2; papier offsetowy Polset o gramaturze 70 g/m2; papier biurowy Polspeed o gramaturze 80 g/m2; karton Arktika GC o gramaturze 300 g/m2.
Do badań wykorzystano zestaw triadowych farb offsetowych: Magenta Đ serii Skinnex 2 x 800; Cyjan Đ serii Skinnex 4 x 800; Yellow Đ serii Skinnex 1 x 800; Black Đ serii Skinnex 176W.
Zakres badań obejmował wyznaczenie m.in.: gładkoci drukowej, transferu farb, intensywnoci barw, zdolnoci przyjmowania farby przez farbę, odpornoci na mottling, przebijania farb (nadruku), a także oznaczenie połysku i ocenę jakoci barw uzyskanych odbitek. Badania przeprowadzono przy użyciu aparatu IGT typu AC-2, pomiary densytometryczne wykonano za pomocš densytometru refleksyjnego Gretag D 182 oraz spektrodensytometru X-RiteR.
Omówienie wyników badań
Pierwszym badanym parametrem był współczynnik przenoszenia farby wpływajšcy m.in. na gęstoć optycznš mierzonych nadruków. Obliczenie iloci farby przeniesionej na papier pozwoliło na okrelenie parametru gładkoci drukowej oraz zapotrzebowania farby. Wymienione parametry pozostajš ze sobš w bardzo cisłym zwišzku i w obrębie jednego układu papier Đ farba nie ulegajš zmianie (przy zachowaniu stałych warunków drukowania). Parametr gładkoci drukowej wyznaczony dla poszczególnych kolorów farb i podłoży drukowych przedstawiono w tabeli 1. Zamieszczone w tabeli wartoci definiujš iloć farby danego koloru, jakiej należy użyć stosujšc okrelone podłoże, aby otrzymać odbitkę o pełnym pokryciu. W grupie badanych wytworów papierniczych najwyższš gładkociš drukowš odznaczała się Arktika, dla której parametr gładkoci drukowej przyjmował najniższe wartoci (od 1,55 g/m2 dla farby purpurowej do 1,73 g/m2 dla niebieskozielonej). Papier Polset miał niższš gładkoć drukowš od Arktiki, a nieco wyższš od papieru gazetowego, choć w przypadku drukowania farbami o barwach purpurowej i czarnej gładkoć drukowa papieru gazetowego była wyższa niż Polsetu. Papier Polspeed charakteryzował się najniższš gładkociš drukowš (tab. 1). Przykładowe krzywe przenoszenia farby o barwie purpurowej wykrelone dla badanych podłoży obrazujš poszczególne strefy przenoszenia: strefę wzrostu okrelajšcš niedostatecznš iloć farby, strefę całkowitego nasycenia, w której współczynnik przenoszenia osišga najwyższš wartoć oraz strefę z nadmiernš ilociš farby. W zależnoci od rodzaju podłoża maksymalna wartoć współczynnika przenoszenia osišgana była dla różnej iloci farby naniesionej na papier (rys. 1).
Ocenę parametru intensywnoci farb triadowych najłatwiej przeprowadzić w oparciu o wyznaczenie gęstoci optycznej danej (stałej) gruboci farby dla wszystkich badanych podłoży. Zależnoć gęstoci optycznej od iloci nałożonej farby dla badanych podłoży obrazuje rys. 2. Odbitki wykonane tymi samymi farbami na papierach niepowlekanych, o wyranej strukturze powierzchni, w porównaniu z odbitkami wykonanymi na papierach powlekanych charakteryzowały się zmniejszonš intensywnociš barwy. Dla porównania przeledzono zmianę gęstoci optycznej farby (intensywnoci), w zależnoci od zastosowanego podłoża, dla gruboci farby równej 3 ľm (w drukowaniu offsetowym gruboć farby nanoszonej na odbitkę zawiera się w przedziale od 2 do 3 ľm). Najwyższe wartoci gęstoci optycznej, przy gruboci farby równej 3 ľm dla wszystkich kolorów farb, osišgnięto dla kartonu Arktika (podłoże powlekane). Nieco niższe wartoci uzyskano dla pozostałych badanych papierów.
Na wykresie tym obserwuje się zmianę charakteru krzywej wraz ze zmianš gruboci farby. W przedziale małych gruboci farby nawet niewielkie jej wahania powodowały znaczne zmiany gęstoci optycznej (krzywa przebiegała bardziej stromo). Natomiast po przekroczeniu pewnej gruboci farby (uzależnionej m.in. od rodzaju podłoża) dalszy wzrost gęstoci optycznej następował znacznie wolniej, a po osišgnięciu pewnej maksymalnej wartoci gęstoć optyczna nie ulegała już dalszym zmianom.
Zdolnoć przyjmowania farby przez farbę okrelono, dla wszystkich badanych podłoży, dla dwóch kombinacji farb: magenta + cyjan i cyjan + magenta. Zależnoć wielkoci trappingu od czasu nadrukowania drugiego koloru i kolejnoci zastosowanych farb ilustrujš rysunki 3 i 4. Wszystkie badane podłoża zestawiono na jednym wykresie w celu lepszego zobrazowania różnic w przyjmowaniu drugiej farby. Z rysunków wynika, że wyższš wartoć trappingu (lepsze przyjmowanie farby) osišgnięto przy drukowaniu farby purpurowej jako pierwszej, a niebieskozielonej jako drugiej. Przy tej kolejnoci drukowania trapping osišgał wartoci od 45% (dla Arktiki) do 93% (dla papieru gazetowego). W przypadku drukowania farb w odwrotnej kolejnoci trapping zawierał się w przedziale od 30% do 74%. Zdolnoć przyjmowania farby przez farbę (M+C) zmieniała się w czasie; było to widoczne szczególnie w przypadku Arktiki. W przedziale od 0 do 15 s obserwowano gwałtowny wzrost wartoci trappingu o 35%, a następnie w przedziale 15-60 s niewielki przyrost wartoci w przybliżeniu o 8%. wiadczy to o tym, iż po około 15 s farba jest już na tyle utrwalona na podłożu, że zwiększa się zdolnoć przyjmowania drugiego koloru. W przypadku pozostałych badanych podłoży nie było aż tak wielkich różnic przyjmowania farby przez farbę wraz ze wzrostem czasu pomiędzy drukowaniem kolejnš farbš. Wartoci trappingu osišgnięte po upływie 60 s były zbliżone dla wszystkich badanych podłoży.
W przypadku drukowania farb w odwrotnej kolejnoci (C+M) zdolnoć przyjmowania farby przez farbę była o 30% niższa niż przy drukowaniu M+C. Najwyższy trapping na poziomie 74% osišgnięto dla podłoża Arktika, przy czym był on o 10-17% wyższy od wartoci uzyskanych dla pozostałych podłoży. Zmiany trappingu C+M w czasie były podobne do zachodzšcych przy drukowaniu M+C.
Różnice trappingu dla kombinacji farb M+C i C+M mogły wynikać m.in. z różnej iloci nakładanych farb. W przypadku drukowania mokro na mokro druga farba jest lepiej przyjmowana, gdy gruboć warstwy pierwszej farby jest mniejsza od gruboci warstwy drugiej farby. Taka proporcja była zachowana dla kombinacji M+C, dla której obserwowano wyższš zdolnoć przyjmowania farby przez farbę. Obniżenie trappingu dla kombinacji C+M względem M+C mogło być również wynikiem różnicy samych gęstoci optycznych farb drukowanych oddzielnie. Gęstoć optyczna magenty była znacznie niższa niż gęstoć optyczna cyjanu, zatem nadrukowanie jej jako drugi kolor automatycznie powodowało obniżenie gęstoci optycznej nadruku, a przez to i trappingu. We wszystkich przypadkach bez względu na kolejnoć drukowanych farb i rodzaj zastosowanego podłoża wartoci trappingu nie zmieniały się po upływie około 30 s pomiędzy drukowaniem pierwszš i drugš farbš. Zatem w przypadku drukowania wielokolorowego na tych podłożach należałoby tak ustawić maszynę drukujšcš, aby czas pomiędzy przejciem podłoża pomiędzy sekcjami drukujšcymi wynosił nie mniej niż 30 s.
Wszystkie badane papiery podlegały zjawisku mottlingu. Wielkoć tego zjawiska uzależniona była od rodzaju badanego podłoża, koloru farby, ale głównie od czasu, po którym przeprowadzono kontrdrukowanie. Przyczyny powstawania mottlingu to przede wszystkim: nierównomierne wsiškanie farby w podłoże i jej utrwalanie oraz zwiększajšca się prędkoć drukowania, a co za tym idzie Đ coraz krótszy czas pomiędzy przejciem zadrukowanego papieru do następnej sekcji drukowania.
Sporód wszystkich badanych podłoży największš skłonnociš do mottlingu wyróżniał się papier gazetowy, na powierzchni którego po przeprowadzonym kontrdrukowaniu farba tworzyła mozaikowatš i niejednorodnš warstwę (lokalna nierównomiernoć gęstoci optycznej), z występujšcymi na powierzchni obszarami matowymi i błyszczšcymi. Pomimo zwiększenia odstępu czasu pomiędzy kontrdrukowaniem (z 10 do 15 s) efekt mottlingu nie zmniejszał się. Tak dużš skłonnoć podłoża do powstawania mottlingu można tłumaczyć m.in. nieproporcjonalnym i niejednorodnym rozłożeniem włókien w obrębie całej powierzchni i gruboci papieru, różnym stopniem ich sprasowania, gorszym przeroczem papieru. Papier Polspeed wykazywał nieco mniejszš niż papier gazetowy skłonnoć do mottlingu, jednak również w przypadku tego podłoża zwiększenie odstępu czasu pomiędzy kontrdrukowaniem nie powodowało znacznego ograniczenia mottlingu. Zjawisko mottlingu w przypadku papieru Polset było niewielkie i zmniejszało się wraz z upływem czasu. Przy kontrdrukowaniu wykonywanym dla tego podłoża poczštek formy drukowej pokryty był większš ilociš punktów farbowych niż jej koniec (wysychanie farby). Najmniejszš skłonnoć do powstawania mottlingu wykazywała Arktika. Na formie wykorzystanej przy kontrdrukowaniu widoczne były jedynie nieliczne plamki farby. Powłoka naniesiona na powierzchnię kartonu przyczynia się do równomiernego wsiškania farby w podłoże. Efekt mottlingu zanikał zupełnie po upływie 10 s od przeprowadzenia drukowania.
Przebijanie farby jest szczególnie widoczne przy większych zadrukowanych płaszczyznach o wysokiej gęstoci optycznej. Ponieważ gruboć warstwy farby ma ogromne znaczenie w okrelaniu tego parametru, pomiar ten należy przeprowadzać dla odbitek z optymalnš grubociš farby. Przebijanie farby jest zwišzane z jej wnikaniem w masę (powierzchnię) papieru, zatem jest porednio uzależnione od gruboci i wolumenu wytworu, jak również od iloci nanoszonej farby. Wyniki przebijania farby okrelone na podstawie pomiarów densytometrycznych przedstawiono w tabeli 2.
Papier Polspeed, który w grupie badanych podłoży miał najwyższš gruboć i gęstoć pozornš, odznaczał się najmniejszym przebijaniem farby. Papier Polset wykazywał nieco wyższš skłonnoć do przebijania farby, jednak mniejszš niż w przypadku papieru gazetowego, dla którego parametr ten osišgnšł największš wartoć. Pomimo dużej nieprzezroczystoci papieru gazetowego Đ która porednio zapobiega przebijaniu Đ na jego odwrotnej stronie widoczne było przebijanie farby. Zjawisko przebijania przy zadrukowywaniu papierów gazetowych jest spowodowane penetracjš spoiwa farby w lunš strukturę papieru (niska gęstoć pozorna), co powoduje wzrost gęstoci optycznej jego spodniej strony. Ponieważ wnikanie farby w warstwę papieru zwiększa się wraz z upływem czasu od chwili zakończenia drukowania, pomiary gęstoci optycznej wykonywane były po 24 h od zadrukowania. Dla wszystkich papierów przebijanie farby było najmniejsze przy drukowaniu farbš żółtš (najmniejsza intensywnoć barwy, mały efekt przebijania), natomiast największe w przypadku drukowania farbš niebieskozielonš (farba ta posiada pigmenty o wysokim stopniu rozdrobnienia, wysokiej intensywnoci, a spoiwo użyte do jej produkcji odznacza się nieco niższš lepkociš).
Ocena jakoci barw odbitek obejmowała analizę kontrastu i nasycenia barwy oraz połysku nadruku. Wszystkie wymienione parametry pozostajš w cisłej zależnoci od gruboci warstwy farby naniesionej na powierzchnię papieru. Zmierzenie nasycenia barwy pozwoliło na wykrelenie zależnoci tego parametru od gruboci farby na odbitce; ilustruje to rysunek 5. Bez względu na rodzaj stosowanego podłoża nasycenie barwy rosło wraz z grubociš warstwy farby, a po przekroczeniu pewnej gruboci nie ulegało już dalszej zmianie. W przypadku barwy purpurowej krzywe nasycenia dla papieru gazetowego i Arktiki miały podobny przebieg. Dla tych podłoży nasycenie barwy znacznie wzrosło w przedziale od 0 do 2 ľm (dla Arktiki jest to wzrost o 40%, a dla papieru gazetowego o ponad 30%); po przekroczeniu tej wartoci obserwowano już nieznaczny wzrost nasycenia. Przebieg krzywych nasycenia dla papierów Polset i Polspeed był znacznie łagodniejszy. Różnice pomiędzy wartociami nasycenia nadruku o najmniejszej gruboci dla tych papierów nie odbiegały znacznie od nasycenia odbitki o najwyższej gruboci. W przypadku drukowania farbami żółtš i niebieskozielonš charakterystyki krzywych miały podobny przebieg.
Wielkoć nasycenia uzależniona jest m.in. od połysku zarówno samego podłoża, jak i farby. Papiery gazetowy, Polset i Polspeed można zaliczyć do papierów matowych, ponieważ wartoci ich połysku nie przekraczały 6%, natomiast Arktika charakteryzujšca się połyskiem na poziomie 14% może zostać zaklasyfikowana jako podłoże półmatowe. Proporcjonalna zależnoć między nasyceniem a połyskiem sprawia, że podłoża o niskim połysku majš również mniejsze nasycenie barwy, a podłoża o wyższym połysku odznaczajš się większš intensywnociš barwy i nasyceniem. Z uzyskanych danych wynika, że największym połyskiem charakteryzowały się odbitki wykonane na podłożu Arktika. Połysk tych odbitek był nawet 10 razy większy od połysku odbitek wykonanych na pozostałych papierach. Przykładowo odbitka barwy niebieskozielonej wykonana na Arktice odznaczała się połyskiem wynoszšcym 34,7%, a wykonana na papierze Polset czy Polspeed połyskiem równym 3% (tab. 3).
Kontrast odbitek również zwišzany jest z grubociš farby na papierze. Najmniejsze różnice w kontracie, w zależnoci od gruboci odbitek, kształtujšce się na poziomie 3-4% wystšpiły w przypadku drukowania na papierze Polspeed, a największe w przypadku papieru gazetowego i to niezależnie od użytej farby. Zmiana kontrastu w przypadku drukowania na papierze Polset była uzależniona od koloru stosowanej farby. Największe wartoci kontrastu otrzymano dla farby o barwie żółtej, a najmniejsze dla farby niebieskozielonej. Kontrast, tak jak w przypadku nasycenia, zwiększał się wraz ze wzrostem gruboci farby na odbitce (rys. 6).
Wnioski
Z przeprowadzonych badań wynika, że uzyskanie odbitek drukowych o jednakowej gęstoci optycznej na różnych podłożach wymaga użycia innej iloci farby. Intensywnoć barw farb triadowych uzależniona jest od gruboci nałożonej farby, jak również od rodzaju zastosowanego do druku podłoża. Odbitki wykonane tymi samymi farbami na papierach niepowlekanych, o wyranej strukturze powierzchni, charakteryzujš się zmniejszonš intensywnociš barwy w porównaniu z odbitkami wykonanymi na papierach powlekanych. Zdolnoć przyjmowania farby przez farbę w dużej mierze determinowana jest przez czas kolejnych zadruków, gruboć nanoszonej farby i kolejnoć drukowanych kolorów. Papier gazetowy oraz Polspeed były podłożami podatnymi na powstawanie mottlingu. Otrzymanie na tych podłożach dobrej jakociowo odbitki wymaga zastosowania dodatkowych rodków zapobiegajšcych powstawaniu zjawiska mottlingu. W przypadku pozostałych badanych podłoży możliwe jest zredukowanie tego zjawiska przez zwiększenie odstępu czasu między drukowaniem kolejnych kolorów. Ocena jakoci barw odbitek obejmujšca analizę nasycenia i kontrastu barwy oraz połysku nadruku wykazała, iż podstawowym czynnikiem decydujšcym o nasyceniu barwy jest gruboć naniesionej farby.
