Složene boje visoke viskoznosti

Boje korišćene u procesu litografije, štamparskoj štampi i sito štampi su obavezno više viskozne nego za fleksografiju i gravuru. Generalno, one nose više pigmenta, imaju drugačiji sistem za sušenje i koriste složeniji nosač pigmenta; klasifikovani su kao lepljive boje. Zato što sadrže više komponenata, ove boje su sposobne da formiraju kompleksne strukture unutar njihove zapremine što dovodi do toka ponašanja koji nije jednostavan i uveliko odudara od Njutnovog modela. One mogu biti tiksopropsne (protok je zavisan od vremena) ili dilatant (smicanje zadebljanja-valjanjem postaju deblji).

LITOGRAFSKI PROCESI

Površinska štampa u litografskom procesu je plantografska štampa, što znači da slika i površina bez slike leže u istoj ravni (slika 13.3 (a)). Površine slike kompromituju regije fotopolimera koje su prijemčljive boje. Površine bez slike su goli aloksirani aluminijumski tanjir iz kojeg je ukljonjen polimer tokom razvoja ploče (poglavlje 20). U radu, ploča je prvo navlažena sa vodom za vlaženje koja je odbačena od delova slike koji su presvučeni polimerom, ali koji kvasi površine bez slike. Boja je zatim valjana preko površine ploče i prihvaćena je od strane površine slike ali je odbačena od nakvašene površine bez slike (slika 13.3 (b)). Površine sa i bez slike su time diferencirane od površinskih razlika u energijama i površinskog napona. Da bi boja nakvasila površinu slike, površinska energija fotopolimerne prevlake mora da bude veća od površinskog napona boje. Međutim, ako boja i voda imaju veoma različite vrednosti površinskog napona, oni će biti nemešljivi kao tečnosti i boja će uspešno biti odbijena od navlaženih površina bez slike. Ovo će biti tako ako se koriste boje na bazi ulja.

U praksi medjusobni odnosi izmedju boje i vode su složeniji od toga, jer pod visokim delovanjem smicanja u valjkastim slojevima,  zajedno su mleveni, odvija se emulgacija boje u vodi. Prekomerna emulgacija izaziva izbeljivanje štampe, bojenje u oblastima bez slike i povećano uveličavanje tačkica.

Litografski proces štampanja se koristi u ofset režimu, to jest kada je štamparska ploča obojena, slika je prvo prebačena ili prenesena na gumeno platno pre nego što još jednom bude prebačena na štamparsku podlogu. Sloj boje isporučen od valjka za nabojavanje je tako podeljen dva puta pre nego što stigne svoju konačnu destinaciju na otisnuti tabak (slika 13.3 (b) )

Posledice pucanja sloja boje je da je debljina isporučena na podlogu u 2 mikrona ili manje. Dakle, da bi proizveli snažnu sliku, mastilo mora da bude jako pigmentisano sa visokim intenzitetom boja. Ove jako pigmentisane boje imaju visok viskozitet i kompleksnu reologiju uključujući tiksotropiju. Ovo pomaže da se ispuni još jedan uslov, da boja, kada je dostavljena na područje slike na ploči, trebalo bi da tamo ostane dok se ne prenese na podlogu. Niskog viskoziteta, tečna boja bi pobegla sa oblasti slike na regione oblasti bez slike planografske ploče i emulgovati lakše.

Dakle, dok će tečnosti boje imati viskoznost od nekoliko centipoaza (1/100 od poaza) da će za lito boje obično biti poaza 100 (10000 puta veća) i imaju ne-Njutnova svojstva kao što je tiksotropija. Poaza je mera viskoznog protoka tečnosti. Da bi ste postavili količinu u kontekstu, voda ima koeficijent viskoznosti od 1 centipoze. Ako se otvoren, pleh lito boje okrene boja obično ostaje u plehu, odbijajući da teče, ona se ponaša kao kvazi solidna. Kako bi se to svelo na tečnu boju koja se može distribuirati preko štamparske ploče, njegova struktura mora biti podeljena, a to zahteva obiman sistem valjka na delu za potpisivanje štamparske prese. Svaki par valjka smiče boju izmedju njegovog spoja, kvari flokulaciju i kompleksne sile koje drže komponente boje zajedno i na taj način smanjuje viskozitet boje. Sistem za bojenje stoga zahteva znatno više valjaka u odnosu na tečnu boju i putanja boje je proporcionalno veća. Dakle, rastvarači koji se koriste u vezivima lito boje moraju biti manje isparljivi od onih koji se koriste u tečnim bojama, u suprotnom će se boja osušiti na valjcima pre dostizanja na ploču cilindra. Prema tome, tok su tipični rastvarači za gravuru i fleksografiju izabrani zbog svoje niske tačke ključanja-opsega  (nr. Toulen 78-80°C, izopropanol 79-80°C) oni za lito boje su mnogo veći (npr. Naftni destilati 260-320°C) i mnogo manje količine od njih se koriste.

Prednost prenošenja slike sa ploče  na  gumene obloge je da prenošenje boje slike na fleksibilnu površinu omogućava slikama da bude oblikovana u konturama manje glatkih papira. Fleksibilnost obloge omogućava slikama da se uspešno ‘slegnu’ na veći domet od štamparskih zaliha nego što je to ranije bilo moguće sa konvencionalnim mašinom za suvu štampu. Uvećanje tačkica je smanjeno korišćenjem tanjeg sloja boje i nižeg štamparskog pritiska.

Sada se pojavljuju poteškoće sa sušenjem boje.Potreba za bojama niske isparljivosti, nametnuta je od strane proširenog voza boje valjaka, čineći da se teško osuše isparavanjem. Na poroznim podlogama, apsorpcija neke od tešnih faza će se desiti. Rastvarač koji prodire kroz podlogu će ostaviti pigment boje, povlači i nesto rastvarača za sobom po površini, dovodeći boju u stanje gela. U tabačnoj štampi ovo je zapravo uslov procesa, tako da u vreme kada list dostigne gomilu za isporuku ona je na dodir suva do sledećeg lista koji ga prati. Ako se to ne desi, mrljanje boje sa gornje strane donjeg lima, na donjoj strani gornjeg lima će se desiti. To je naročito problem sa bojama sa niskom moći upijanja oblozenih papira. Gde se koriste naftni destilati visokog dometa ključanja (260-320° C), boja se možda osuši i razmazivaće se ako se protrlja. Zaista, ovo je bio dugogodišnji problem sa jeftinim bojama za novinarski papir koje sadrže nesušiva ulja. Ove boje se mogu osušiti prolaženjem kroz zagrejani tunel u kome su naftni ključali destilati isparili ili spaljeni .To se zove brzosušeći proces. Ako je potrebno da se boje osuši na čvrstom stalnom filmu, mehanizmi za sušenje osim isparavanjem i apsorpcijom pribegavaju tome.Tradicionalni mehanizam za masine za suvi ofset i lito boje je da oksidacije-polimerizacije sušenja, mada savremene boje koje se se osuše tako sto odmah dejstvom ultraljubičaste svetlosti nalaze sve veću primenu. Oba mehanizma opisani su potpunije kasnije.

U opisivanju konvencionalnih lito bojama i boja za suvi ofset , pored pigmenta, rastvarača i smola, ove boje takođe sadrže biljna ulja koja se osuše tako sto reaguju sa kiseonikom iz vazduha. Biljna ulja koja se osuše na taj način se koriste vekovima u umetničkim uljanim bojama, najpoznatija od ovih je laneno ulje. U lito bojama , smole i sušenje ulja može biti delimično kopolimerizovano za proizvodnju lakova koji se mogu koristiti da pomognu kontrolu nad reološkim osobinama boje.

Stopa sušenja oksidacijom-polimerizacijom se kontroliše dodavanjem katalitičkih sušara koje su u tranziciji metalne soli za osušenog ulja, na primer kobalt linoleat iz lanenog ulja. Vreme sušenja može biti nekoliko sati ili više u zavisnosti od tipa sušare koja se koristi i mora biti kompromisa između stabilnosti prese i regulatora sposobnosti finalnog proizvoda . Ultraljubičasto sušenje nudi prednost stabilnosti prese da trenutno fotopolimerizuju na tvrde filmove samo pri izloženosti intezivnom ultra- ljubičastom svetlu.

Na Internetu sušenje snabdevenih presa mora biti završeno mnogo brže, tako da štampa može biti ili namotana za završnu obradu ili kasnije završena u redu. U tim aplikacijama, sušenje je tradicionalno ubrzano isparavanjem ili sagorevanjem komponenata rastvarača u sušenju tunela u skladu sa proizvodnom jedinicom. Upotreba ultraljubičastih sušenih boja , iako skupljih, nudi ne samo prednosti trenutnog sušenja, ali, u slučaju višebojne štampe, prilika za štampanje mokro-na-suvo umesto mokro-na-mokro, sa pratećim problemima transfera boje .

Sve u svemu, zahtevi postavljeni za lito boje su veći nego za druge procese zbog prisustva prigušenog rastvora u smislu da ne smeju da se rastvore i propuste u izvor rastvora, i da je njihova emulzifikacija sa vodom treba da bude u okviru dobro definisanim granicama. Štaviše, visoka lepljivost sadržana u ovim bojama ne sme biti takva da ošteti podloge papira ili da smanji efikasnost štampe. Može se očekivati da tipična boja sadrži: pigment koji pruža boju; punioce, kao što su kalcijum karbonat ili Kineska glina koja se može koristiti da se smanji jačina boje dok i dalje zadržava punu gustinu koja se zahteva od boje, kombinacija lakova, smole i ulja za sušenje ; sušare; rastvarači destilata nafte da se podesi viskozitet i transfer pomoći, i fino podešavanje aditiva kao što su voskovi da poboljšaju otpornost trenja, i modifikatori lepljivosti da ocene i lepljivost procesnih boja za višebojnu štampu.

Aplikacije za ofset litografiju mogu se podeliti između tabacnih i rotacionih operacija. Do nedavno podela je uglavnom bila diktirana od dužine prolaza, tabacni su sada ekonomski sve do 20000 prikaza rotacioni posle toga. Modem uske mreže presuje sa bržim vremenom za pripremu sada polaže pravo da ekonomska štampa vodi do samo nekoliko hiljada prikaza i napravili su puteve u tradicionalnim tabacnim tržištima. Generalno, tabacna štampa može da se koristi za sva opšta mesta boje proces aplikacije za štampanje boje, uključujući poslovne oblike, promotivne literature, neke radove u časopisu kreditnim karticama, na širokom spektru papira, kartona, listova plastike, listova metala štampajuci do 13.000 prikaza na sat. težine filma su obično 2 mikrona i niže, sa tipičnim ekranom rešenja sve do 120 linija po centimetru (300 lpi) na odgovarajuće premaznim papirima i 240 linija po centimetru (600lpi) u izuzetnim slučajevima.

Veća brzina rotacionih presa (sve do 750 m po minutu na modemskim novinskim presama) zahteva niže viskoznosti boja da bi se izbegla oštećenja papira i veb zastoji koji će se desiti sa bojama visokog viskoziteta . Tako, iako su težine filma slične onima za tabacni, veće tačke dobijaju (do 40% na novinarskim presama) smanjeno presuđivanje ekranom. To može biti kao niske 33 linije po centimetru (80 LPI) u novinskom štampanju i do 69 linija po centimetru (175lpi) za štampanje magazina na obloženim zalihama.

PROCES SITO ŠTAMPE

Iako boje ekrana nisu, striktno govoreći, guste boje, niti su tečnost. Oni leže negde izmedju i opisani su kao “kratke i puteraste”, što je opis reologije koji je odredjen u načinu upotrebe.

Sito proces je veoma jednostavan u konceptu da proističe izvorno iz šablonskih procesa u kojima se oblasti u svilenoj mreži protežu preko okvira blokirani od strane priključenih ručno izrezanih lepljivih šablona materija. Boja  je tada  primorana kroz mrežu na podlogu ispod, formirajući  sliku (slika 13.4). Kada se zove “propusna štampa”, ekrani su sada napravljeni  formiranjem različitih materijala, uključujući poliestar najlona i metala.

Ručno izrezani šabloni  su sada dopunjeni fotopolimerni premazi koji su natopljeni na ekranu ili šablonu proizvode fotomehaničke fotografije pod uticajem UV zračenja na isti način kao sto su ploče napravljene za druge procese štampanja. Debljina štampane boje regulisana je mrežom tačaka na ekranu (broj pojedinačnih niti u tkanju po dužnom centimetru ) i ocenjivanje mreže (debljina vlakana niti).Što je nit gušća  i broj mreže nizi to je sloj položene boje  deblji .  Glavna funkcija ekrana jeste da podrži šablon, slike imaju fine detalje kao što su polu-tonovi zahtevaju fino tkane ekrane da ih podržavaju, na primer,100 niti po centimetru. Istovremeno, za proizvodnju finih detalja, niti ne smeju preterano ometati protok boje kroz šablone malih otvora. Niti za fino pola tonirane radove treba da bude što je moguće uske. U svakom slučaju, prečnik niti ne sme da prevazilazi najmanju istaknutu tačku u suprotnom se može zadržati nazad i tačka izgubiti.

Boja se cedi kroz mrežu koristeći rakel, sa okvirom dovedenim u kontakt sa podlogom. Boja mora biti dovoljno tečna da prođe kroz otvore na ekranu mreže bez da ih blokira. Prolazeći kroz mrežu mora teći pomalo da ukloni dokaze oznaka mreže, ali ne toliko slobodno da se proizvedu uvećane slike. Slojevi treba da formiraju kratkoročne zastoje kada je ekran podignut kako bi se sprečilo “škrabanje” preko štampe. Povećanjem veličine pora na ekranu veoma debelim slojevima boje sa sledstveno intenzivnim bojama i velika gama se može proizvesti. Veliki opseg vrsta podloga, uključujući staklo, keramiku, plastiku i tkanine mogu biti odštampane prilagođavanjem formulacija boje. Konvencionalni rastvarači boja na bazi koriste lak na bazi smole kao što su etil hidroksietil celulozu za papir i tablu, ili vinil / akrilat smolu za štampanje vinila ili akrilne plastike. Ovaj lak se svodi na radnu vizskoznost sa rastvaračem. Ostali dodaci uključuju punioce i plastiku. Oksidacione boje za sušenje sadrže uljno modifikovane alkidne smole i katalitički sušare.

Tradicionalne slojeve formulacije koriste beli duh kao rastvarač zato što bi se više isparljivih vozila sušilo na mreži. Međutim, ovo, zajedno sa debljinom slojeva boje, dovelo je do veoma sporog sušenja, koje zahteva pojedinačne otiske da budu izolovani jedni od drugih, obično ih suspenduje iz nadzemnih žica, satima istovremeno. Ovo vezuje radni prostor i ozbiljno ograničene proizvodne stope. Ovo je dovelo do razvoja tehnika ubrzanih sušenja, uključujući korišćenje infracrvenog sušenja sa uobičajenim rastvaračima, ultraljubičasti sistemi sušenja boje, a nedavno, ultraljubičasti sistemi sušenja bazirani na vodi. Moderni sistemi zasnovani na rotacionoj veb tehnologiji omogućavaju prolaze na 4000 prikaza sat.

Filmovi koji teže do 60 mikrona mogu biti odštampani sa tipičnom lineaturom mreže od 25-40 linija po centimetru (60 100Ipi) na širokom spektru materijala, uključujući i papir, kartice, tkaninu, plastiku, staklo, keramiku i metal. Aplikacije su raznolike kao spektar materijala, uključujući izložbe prodajnih mesta, postere, plastične kontejnere, keramičke pločice i majice.

Sve u svemu, boja treba da uzme u obzir promenljive vrednosti štampanja:

• Tipovi procesa. Osobine protoka boja moraju odgovarati procesu štampanja.
• Najverovatnija brzina štampanja. Faktori prenosa boje, uključujući taktiku, su pod uticajem sastava boje. Silama trenja između kotrljajućih spojeva izazivaju porast temperature brzinom štampanja i to utiče na reologiju boja.
• Tip štampe. Ne samo da štamparske karakteristike variraju sa dizajnom, ali način prijave može biti drugačiji. Na primer, boje formulisane za upotrebu sa sistemima za integrisanim prigušenja (litografija) gde mastilo i voda koegzistiratraju na istom valjku su više podložni emulzifikaciji i propustanju pigmenata od konvencionalnih sistemima za prigušenja.
• Priroda podloga. Nekompatibilnost svojstava protoka sa podlogama papira može da dovede do mrljanja, prozirnosti i prasenja. Za upotrebu sa bez celuloznih zaliha kao što su plastika i metal, boja mora da kvasi podlogu u suprotnom neće formirati kontinuiranu sliku.
• Višebojno štampanje. Boje za štampanje jedno iznad drugog stvara substraktivnu boju (štampanje u punom koloru) efekti moraju biti transparentni. Štaviše, ako se, kao što je uobičajeno, boje štampaju mokro-na mokro, njihova taktika mora biti ocenjena da bi se olakšalo preklapanje odgovarajućih debljina filma u suprotnom željeni prikaz boja neće biti postignut.
• Željeni vizuelni efekti. Ovo može da zahteva sjaj ili mat finiš, ili posebne metalizovane reflektujuće efekte kao što su one proizvedena sedefastim sjajem pigmenata.

Konačna boja otiska će uticati ne samo po hemijskom sastavu pigmenata već i po:

• Debljina sloja boje. Za transparentne pigmente efikasnost apsorpcije svetlosti zavisi od koncentracije pigmenata zapremine i težina sloja boje ili debljine. Tanji sloj boje će biti lakši i deblji slojevi će biti tamnije boje, a to će zauzvrat uticati na izgled boje kao što vidi posmatrač. U slučaju magenetnih boja, varijacija u debljini sloja boje takođe izaziva pomak boje ka ili od plavog dela spektra (Glava 17). Težina sloja boje se prati (ne meri) koristeći refleksiju denzitometar.
• Produživači. Vrsta i kvalitet produzivača koji se koriste će uticati na konačan vizuelni efekat.
• Tip sredstva. Kolor promene u obojenim sredstvima na sušenju će uticati na konačnu boju sloja.
• Kvalitet papira. I tip i kvalitet papira u velikoj meri utiču na konačnu boju štampe. Nepremazni papiri dodaju razlivanju refleksije svetlosti što dovodi do desaturacije boje. Apsorpcija u zalihama povećava uvećanje tačkica, smanjuje površinsku gustine boje i, na primer, postanu crne sive.boje i tonski opseg štampe se smanjuje. Presvučene zalihe, međutim, pokazuju veću blještavu (kao ogledalo) reflektivnost, drže sloj boje na površini i daju veću zasićenost i tonske opsege, i proizvode manje uvecanje tačkica.

Sve u svemu, onda, faktori koji se odnose na određeni procesu štampanja proizvoda i krajnjoj upotrebi mora uzeti u obzir prilikom formulisanja boje. Na primer, litografske vodene boje moraju da uzmu u obzir litografski slom (stepen vodene boje emulzifikaciji), kolor čvrstoću (vodene boje sloj je podeljen u tri puta ofset valjka procesu za potpisivanje ploče, ploču platna, platno za podlogu), vodeni otpor (pigment ne sme da propusta u izvor rastvora), otpornost na toplotu (veb ofset zapošljava toplotna podešavanja), i hemijska otpornost (vodeni rastvor aditiva, kao i upotrebe proizvoda).

Izvor: Printing Materials: Science and Technology – Bob Thompson