Umiejętnoć stworzenia specjalnego efektu na odbitce, wyróżniajšcego jš sporód tysięcy podobnych, zawsze jest dodatkowym atutem drukarza. Działy marketingowe firm szukajš stale sposobów na przycišgnięcie uwagi konsumenta.
Sporód wielu efektów stosowanych na materiałach promocyjnych warto wymienić efekty metaliczne, perłowe, fluorescencyjne i luminescencyjne.
Sporód wymienionych efektów największym zainteresowaniem cieszš się obecnie efekty metaliczne. Dzieje się tak nie tylko ze względu na naturalnš sympatię ludzkoci do metali i ich połysku, ale również z powodu wprowadzanych na rynek nowych produktów. Dużo mówi się o systemie farb Metal FX, nowych farbach z lustrzanym połyskiem, specjalnych farbach złotych. Producenci farb i pigmentów przecigajš się we wprowadzaniu kolejnych nowoci. Warto wiedzieć, co kryje się pod tš migotliwš, metalicznš powłokš.
Trochę historii
Ludzkoć już od tysišcleci zafascynowana była metalicznym połyskiem przedmiotów. Historia pigmentów metalicznych rozpoczęła się już na tysišc lat przed naszš erš, kiedy to starożytni Egipcjanie poznali metody oddzielania cienkich płatów metali i dekorowania nimi innych materiałów [1]. Rozprzestrzenianie się tych metod na inne kontynenty prowadziło do szybkiego rozwoju sposobów uzyskiwania metalicznego wyglšdu przedmiotów wykonywanych z drewna, kamienia i innych surowców. Pigmenty metaliczne Đ w naszym rozumieniu tego słowa Đ zostały wynalezione w momencie, gdy zauważono, że drobne czšstki złota zawieszone w płynnym noniku dajš wrażenie, że pokryty zawiesinš przedmiot jest wykonany ze złota.
Kolejnym krokiem w rozwoju pigmentów metalicznych było wynalezienie w XIX wieku przez Sir Henry'ego Bessemera przemysłowej metody rozkruszania metali. Stanowiło to pierwsze opłacalne ekonomicznie i praktyczne rozwišzanie tego typu. Niemniej surowcami wykorzystywanymi przez Bessemera były srebro i cyna [1], których cena była bardzo wysoka. W cišgu kilku lat dwóch naukowców: Paul Louis Toussaint Hroult z Francji oraz Charles Martin Hall ze Stanów Zjednoczonych opracowało niezależnie metodę wytapiania glinu, która sprawiła, że surowiec ten stał się bardziej dostępny. Dzięki temu w procesie Bessemera można było zastšpić drogie srebro i cynę glinem. Niestety miało to niekorzystny wpływ na bezpieczeństwo tej metody, ponieważ drobiny metali wraz z powietrzem stanowiš bardzo łatwo wybuchajšcš mieszaninę [1-3].
Dopiero 40 lat póniej wynaleziona została metoda, która zrewolucjonizowała przemysł pigmentów aluminiowych. W 1930 roku E.J. Hall wynalazł bezpiecznš i efektywnš metodę ucierania glinu w mieszalniku kulkowym. Polega ona na mieleniu (ucieraniu) rozpylonego proszku glinu za pomocš kulek stalowych. Całoć ucierana jest w obecnoci rodka zwilżajšcego Đ oleju stearynowego oraz węglowodoru alifatycznego (może to być benzyna lakowa). Przy odpowiedniej prędkoci obracania rotora w mieszalniku czšstki glinu sš rozdrabniane i spłaszczane do postaci ăpłatkówÓ. Za pomocš tej metody uzyskuje się pigmenty metaliczne pierwszej generacji. Charakteryzujš się one płaskim kształtem oraz nieregularnymi krawędziami [2, 3].
Jednakże pigmenty te, z powodu nieregularnych krawędzi, nie zaspokajały w pełni wymagań przemysłu poligraficznego [2, 3]. Dlatego opracowano nowy rodzaj pigmentów metalicznych, o kształcie przypominajšcym monety, skšd też wzięła się ich nazwa: Silver-Dollar. Charakteryzujš się one regularnym, owalnym kształtem, gładkimi krawędziami oraz stosunkowo większš grubociš czšstek [2, 4]. Mimo korzystniejszych właciwoci optycznych warstw farb uzyskiwanych na ich bazie Đ większego połysku i lepszego efektu metalicznego Đ nie zaprzestano badań nad pigmentami aluminiowymi.
Najnowszym osišgnięciem w dziedzinie pigmentów aluminiowych sš pigmenty produkowane w tzw. procesie PVD (ang. Physical Vapour Deposition, czyli naparowywania próżniowego). Uzyskany tš metodš pigment, zwany też VMP (ang. Vacuum Metallised Pigment), ma znacznie wyższy połysk i daje lepszy efekt metaliczny niż tradycyjne pigmenty aluminiowe. Jest to możliwe dzięki budowie czšstek pigmentu, które sš od 5 do 10 razy cieńsze niż czšstki pigmentów tradycyjnych.
Nawet przy olbrzymim powiększeniu trudno jest odróżnić krawędzie pojedynczych blaszek glinu, co widać na rysunku 3. Pozwala to na maksymalne wyeliminowanie rozproszenia wiatła na krawędziach czšstek pigmentu [1, 4, 6]. Ponadto czšstki pigmentu dopasowujš się do kształtu podłoża, na które sš nanoszone (rys. 4). W rezultacie uzyskuje się dobrze kryjšcš, połyskliwš powierzchnię. Połysk naniesionej przy użyciu tych pigmentów warstwy może sięgać nawet 90% [4, 6].
Produkcja aluminiowych pigmentów PVD
Produkcja pigmentów PVD jest procesem całkowicie odmiennym od wykonywania pigmentów tradycyjnych. Przeprowadza się jš w specjalnych warunkach, pod bardzo niskim cinieniem. Rozdrobniony, zmielony glin jest naparowywany w procesie próżniowym na podłoże porednie, którym zwykle bywa specjalnie przygotowane podłoże poliestrowe lub polioleofinowe. Przygotowanie podłoża polega na pokryciu jego powierzchni odpowiednimi substancjami (np. przez zadrukowanie technikš fleksografii lub wklęsłodruku) tak, aby było póniej możliwe zdjęcie warstwy skondensowanego glinu z podłoża. Substancje pokrywajšce podłoże sš rozpuszczalne w rozpuszczalnikach używanych do rozwarstwienia glinu od podłoża (albo raczej: zmycia go).
Istotne znaczenie podczas naparowywania glinu ma gruboć jego powłoki. Zwykle dšży się do osišgnięcia gruboci od 30 do 50 nm. Poniżej wartoci 30 nm powłoka glinu staje się transparentna, a powyżej 50 nm następuje ograniczenie zdolnoci czšstek glinu do układania się równolegle do powierzchni podłoża. W obu przypadkach obniża się wartoć połysku powłoki oraz następuje zmniejszenie nieprzezroczystoci [1, 7].
Następnie w specjalnym roztworze przeprowadza się odwarstwianie: podłoże porednie wraz z naparowanym glinem przechodzi przez układ walców. Wyginanie podłoża na krzywiznach walców oraz działanie roztworu odwarstwiajšcego powodujš oddzielenie płatków glinu od podłoża. W celu usunięcia resztek substancji powlekajšcych podłoże porednie odwarstwiony glin jest ponownie płukany w rozpuszczalnikach. W końcowym etapie następuje mieszanie pigmentu w noniku w celu uzyskania czšstek o odpowiednich rozmiarach [1, 7].
Oprócz pigmentów aluminiowych w poligrafii wykorzystywane sš również pigmenty z innych metali: miedzi i cynku. Pigment złożony z mieszaniny tych metali zwany jest bršzem złotym [8]. Produkuje się go w kilku odmianach, różnišcych się barwš w zależnoci od proporcji miedzi i cynku (tabela [2]).
Wymienione w tabeli odcienie pigmentów można jeszcze modyfikować przez oksydację. Uzyskuje się wówczas głębsze kolory, odpowiednio: Fire Red (bršzowoczerwony), Deep Gold (pomarańczowy), Lemon (głęboki żółty) i English Green (zielonkawy) [2].
W porównaniu z pigmentami aluminiowymi ma on większa siłę krycia, jednak gorsze właciwoci drukowe. Produkuje się go w nieco odmienny sposób niż pigmenty aluminiowe. Najpierw następuje rozpylenie katodowej miedzi i czystego cynku do postaci małych czšstek, które sš ucierane w mieszalniku kulkowym. Ucieranie przeprowadza się kilkakrotnie, w zależnoci od żšdanego rozmiaru czšstek, a następnie dodaje się zwišzków zwilżajšcych, zapobiegajšcych łšczeniu się czšstek w konglomeraty. W końcowym etapie następuje polerowanie na cylindrze metalowym, kalibrowanie wielkoci czšstek i pakowanie gotowego pigmentu.
W przypadku pigmentu przeznaczonego do produkcji farb drukarskich, końcowym produktem do dalszego przetwarzania w fabrykach farb jest tzw. pasta ucierana ze spoiwem farby drukarskiej [4].
Szczególne wymagania procesu drukowania
Drukowanie farbami metalicznymi w technice offsetowej pocišga za sobš koniecznoć utrzymania specyficznych parametrów tego procesu, co wynika z charakteru pigmentów metalicznych użytych w tych farbach oraz z braku (na dzień dzisiejszy) obiektywnej oceny zadrukowanej nimi odbitki.
W zwišzku z metalicznym charakterem pigmentu parametr pH roztworu nawilżajšcego powinien być inny niż w przypadku drukowania zwykłymi farbami offsetowymi. Standardowa wartoć pH roztworu nawilżajšcego, mieszczšca się, według prawideł sztuki drukarskiej, w przedziale 4,8Đ5,5 powodowałaby w tym wypadku wytwarzanie na powierzchni płytek pigmentu tlenków odpowiednich metali i ich zmatowienie. Mocno kwasowy odczyn pocišga za sobš zmianę barwy farby oraz zmniejszenie połysku warstwy farby, a w rezultacie stratę efektu metalicznego. Zaleca się zatem, aby pH roztworu nawilżajšcego zawierało się w przedziale 5,5-6. W przypadku, gdy pomimo podwyższonej wartoci pH występujš problemy w drukowaniu, odczyn można jeszcze zwiększyć [9].
W przypadku obecnie produkowanych maszyn trudno mówić o dostosowywaniu roztworu nawilżajšcego w jednym zespole drukujšcym. W wielu modelach maszyn dostępne sš jedynie centralne układy podajšce roztwór, w których nie ma możliwoci modyfikowania składu roztworu nawilżajšcego na wybranych zespołach drukujšcych.
Kolejnym zaleceniem, majšcym na celu uzyskanie jak najlepszego efektu metalicznego, jest wybór odpowiedniego podłoża drukowego. Ze względu na rozmiar płytek pigmentu metalicznego i ich tendencję do układania się równolegle do podłoża, najlepszy efekt metaliczny można osišgnšć na podłożach papierowych z połyskiem lub na podłożach syntetycznych. Podłoża niepowlekane i chłonne, o nieregularnej strukturze powierzchni, powodujš zwiększone rozproszenie wiatła, a zatem obniżenie efektu metalicznego [10,11].
Jednš z charakterystycznych właciwoci farb metalicznych jest ich krycie. Wynika to z charakteru pigmentów, które będšc czšstkami metalu ze swej natury nie przepuszczajš promieniowania wietlnego. Za pomocš zwykłego densytometru lub nawet spektrofotometru nie można zmierzyć, czy uzyskana warstwa farby osišgnęła odpowiedniš gęstoć optycznš. Producenci sprzętu i oprogramowania do kontroli jakoci odbitek oferujš urzšdzenia, które w pewnym stopniu potrafiš oceniać efekty metaliczne. Jednak podawane wyniki nie sš wystandaryzowane i trudno je między sobš porównywać [12,13]. Prowadzone sš stale badania majšce na celu okrelenie najlepszych warunków oceny i opisu efektów specjalnych, jednak na ich rezultaty przemysł musi jeszcze poczekać.
W praktyce kontrola iloci farby w czasie drukowania polega obecnie wyłšcznie na wizualnej ocenie otrzymanego efektu. Właciwš ilociš farby jest zapewniajšca odpowiednie Đ akceptowalne Đ pokrycie powierzchni podłoża drukowego oraz oczekiwane parametry połysku. Należy przy tym uważać, aby warstwa farby nie była zbyt gruba, ponieważ może to wywoływać problemy z jej utrwalaniem oraz zmniejszenie jej adhezji do podłoża.
Po drukowaniu farbami metalicznymi należy również pamiętać o odpowiedniej konserwacji układu farbowego maszyny drukujšcej. Gumowe wałki i cylindry powinny być dokładnie zabezpieczone odpowiednimi rodkami czyszczšcymi, regenerujšcymi, desensybilizujšcymi i kondycjonujšcymi.
Połysk powierzchni metalicznych, czyli również odbitek drukarskich z warstwš farby metalicznej, jest zjawiskiem złożonym. W znacznej mierze wyglšd swój metale zawdzięczajš dużej zdolnoci do kierunkowego odbicia wiatła. Jednak metaliczne ămienienie sięÓ jest efektem częciowego rozproszenia padajšcych promieni. cdn.
