Gyakorlati tanácsok flexónyomtatáshoz

Átírás

1 Gyakorlati tanácsok flexónyomtatáshoz ÚTMUTATÓ NYOMDAFESTÉKOLDALRÓL Léay Zoltán A flexónyomtatás technikai háttere folyamatosan fejlődik, és ezáltal a nyomtatás minősége folyamatosan jaul. Hiába azonban bármiféle újítás, költséges beruházás akár gép, raszterhenger, akár kliségyártással agy -ragasztással kapcsolatos technológia, ha a flexófestékek alkalmazása, nyomógéptermi kezelése nem megfelelő. Miel a flexónyomtatás minőségének jaulása egy soktényezős folyamat eredménye, ezért külön-külön is foglalkozni kell minden egyes tényező hatásáal, figyelembe ée azt, hogy ezek együttesen határozzák meg a égeredményt. A nyomógéptermi szakszerű festékkezelés mondhatni a legkeésbé beruházásigényes, iszont annál nagyobb a befolyása a nyomtatási minőségre és a gépi futtathatóságra néze. Az alkalmazott flexófestékek összetétele gyártóktól függetlenül hasonló, bár annak eltérések a festékgyártás során felhasznált anyagokat és berendezéseket, illete technológiákat tekinte, a nyomdagépnél aló festékkezeléssel kapcsolatban az azonos irányelek a méradóak. Az alábbi gyakorlati útmutatóal a festékek összetételéel és kezeléséel kapcsolatos legfontosabb tényezőkre, illete ezek összefüggéseire ilágítanék rá, közérthető formában, a teljesség igénye nélkül. I. Flexófesték A flexófestékek meghatározását, definiálását több szinten lehet és érdemes is megtenni. w A égfelhasználó a folyadékfestékkel kapcsolatba nem kerül, azokat laikusként kinyomtatott formában, színes hatásként éli meg, azonban saját cégszíneit, illete a nyomtatás minőségét kritikusan értékeli saját elképzeléseihez hasonlíta, a piaci körülmények hatásaként. w A festékgyártó a festéket olyan diszperzióként, illete oldatként határozza meg, amelyben több különböző tulajdonságú kémiai összeteő an részben oldott agy nem oldott diszpergált állapotban. Ezen összeteők egy része a festék nyomtathatóságát és a megszáradt festékfilm tulajdonságait adja meg, más része pedig a színek spektrális reflexióját, színtani jellemzőit állítja be. w A nyomdász a festékdefiníció összefüggésében a két előbbi között foglal helyet. A festékkel mint színes folyadékmasszáal dolgozik, és a legjobb tudása szerint éri el a kíánt nyomtatási égeredményt. Ezek után nézzük meg azt, hogy mi is an a festékeskannában, melyek azok a komponensek, amik meghatározó jelentőségűek a nyomtatás szempontjából! higító 40-60% kötőanyag 15-25% 1. ábra. Festékösszeteők adalékok 1-7% színadó anyag 20-30% Az egyes összeteőkkel kapcsolatos legfontosabb isméreket, tulajdonságaikat és nyomtatást befolyásoló hatásukat a köetkezőkben foglalhatjuk össze. Színadó anyagok Az érzékelt izuális színhatásért felelős anyagokat két fő csoportba sorolhatjuk be: w Színezékek. Legfontosabb tulajdonságuk, hogy az alkalmazott oldószerben maradék nélkül képesek feloldódni, magas színerőel és transzparenciáal rendelkeznek, iszont alacsony ellenálló képességgel bírnak akár napsugárzással (UV), akár termékkel szemben (sa, lúg, margarin, egyszer stb.). Jó oldódó tulajdonságuk miatt mérgezőek is, szerepük a MAGYAR GRAFIKA 2004/FLEXÓ KÜLÖNSZÁM 37

2 nyomdaiparban egyre inkább csökken, nem meghatározó jelentőségűek. w Pigmentek. A flexónyomtatáshoz elsősorban pigmenteket használnak fel színadó anyagként a nyomdaiparban, ezért bőebben ezzel foglalkoznánk. Pigmentek fajtái: w szeres komplex molekulaszerkezetük an, a petrolkémia-ipar gyártja; w szeretlen lehetnek természetes alapúak, illete szintetikusak. Pigmentek legfontosabb tulajdonságai: w ezek az anyagok az alkalmazott oldószerekben feloldódni nem képesek (agy csak részben), ami azt jelenti, hogy mindig marad fizikailag kimérhető szemcsekristályméretük a mikronos nagyságrendben; w magas színerőel rendelkeznek, az opak (átlátszatlan) és a transzparens (átlátszó) jelleg közötti átmenetekben; w különböző ellenálló képességük an, és a konkrét igényeknek megfelelően célszerű kiálasztani. A pigmentekből történő festékkoncentrátum gyártása során a legfontosabb műelet a pigmentek kristályaiból összeállt pigmentdarabok, aggregátumok széttördelése, diszpergálása, lehetőleg egészen az elemi kristályméret eléréséig. E folyamat közben történik meg az elemi pigmentek oldott kötőanyaggal történő beburkolása, beonása. A festékgyárakban ez a folyamat golyós- agy gyöngymalmokban történik. 2. ábra. Pigmentek Kötőanyagok A kötőanyagok a festék belső ragasztójaként határozhatók meg a legegyszerűbben, miel elsősorban felelősek a nyomtatott festékfilm tapadási tulajdonságaiért, mechanikai ellenálló képességéért, biztosítják a pigmentek rögzülését egymáshoz, illete a nyomtatott felülethez is. A kötőanyagok alapanyagai általában különböző gyanták, polimerek. Az alkalmazott oldószerben képesek feloldódni a gyanták, és filmképző tulajdonságuk köetkeztében megfelelőek a pigmentkristályok beburkolására a festékgyártás folyamán. 3. ábra. Gyanták Az oldószeres bázisú festékek esetén a gyanták feloldhatók a szeres oldószerek egy részében (lásd később), míg a izes bázisú festékek esetén nem oldható fel a polimergyanta a ízben. Ezért izes bázisú festékek esetén a kötőanyagot először lúgos közegben fel kell oldani elszappanosítani. A kötőanyagok egyéb legfontosabb tulajdonságai: w fényesség, csillogás, w festékek oldószer-elengedése maradék oldószertartalom. A legfontosabb alkalmazott kötőanyagok természetes és műgyanták: w az oldószeres festékeknél a nitrocellulóz, poliuretán, poliamid, poliinil-butirál, w izes bázisú festékeknél a különböző akrilgyanták. Oldószerek (hígítók) Mint az előbbiekből is látszik, különbséget kell tennünk oldószerek és hígítószerek között aszerint, hogy az alkalmazott kötőanyagot milyen mértékben képesek oldani, illete oldatban tartani. Ez egy nagyon lényeges kérdés, és nagymértékben befolyásolja a nyomtatási minőséget. Oldószerek csoportosítása oldó hatás szempontjából Az oldószereket a kötőanyagra gyakorolt oldó hatása szempontjából három fő csoportba lehet sorolni: w alódi oldószerek a kötőanyag teljes mértékben képes feloldódni: észterszármazékok (etilacetát, propil-acetát stb.), MEK; 38 MAGYAR GRAFIKA 2004/FLEXÓ KÜLÖNSZÁM

3 w látens oldószerek a kötőanyag nem képes teljesen feloldódni bennük, oldó hatást csak hozzáadott alódi oldószerekkel érnek el, és inkább csak hígítószerként szolgálnak: alkoholok (etil-alkohol, propanol, etoxi- és metoxipropanol); w nem oldó szerek az alkalmazott kötőanyagot önmagukban feloldani nem képesek (íz). Oldószerek csoportosítása száradási sebesség szempontjából A száradási sebességet a párolgási számmal adjuk meg, és ez a iszonyszám azt mutatja meg, hogyan alapul a álasztott oldószerhez képest (éter), a izsgált oldószer ugyanolyan mennyisége ugyanazon körülmények között hányszor lassabban párolog el. A flexónyomtatásban használatos legfontosabb oldószerek, alamint egyéb gyakoribb oldószerek párolgási számai a köetkezők: 4) 5) 6) 4. ábra. Nem megfelelő nedesítés 5. ábra. Megfelelő nedesítés 6. ábra. Tökéletes nedesítés Oldószer Párolgási szám GYORSABB SZÁRADÁS Éter 1 Aceton 2 Etil-acetát 3 Izopropil-acetát 4 n-propil-acetát 5 Etil-alkohol 8 Izopropil-alkohol 20 Metoxi-propanol 26 Etoxi-propanol 33 Metoxi-propil acetát 34 Etoxi-propil acetát 70 LASSABB SZÁRADÁS Víz 70 Oldószerek csoportosítása a felületi feszültség szempontjából A felületi feszültség szilárd felület esetén azt jelenti, hogy az adott felület milyen mértékben nedesíthető egy konkrét felületi feszültségű tesztfolyadékkal. Folyadékok esetén pedig a felületi feszültség megmutatja azt, hogy az adott folyadékból (festék agy oldószer) milyen erőel lehet adott szilárd testet kiemelni. 7. ábra. Folyadékok felületi feszültsége Ez a felületi feszültséggel kapcsolatos kitérő nagyon fontos, miel a flexónyomtatásban alójában folyamatosan szilárd felületet nedesítünk festékkel, és ahhoz, hogy a nyomathordozón a festék megfelelően elterüljön, feltétlenül szükséges az egyes közbenső szilárd felületek megfelelő nedesítési szintjének biztosítása. A megfelelő nedesítéshez a gumihenger, raszterhenger és klisé egymáshoz képest emelkedő felületi feszültségű kell legyen, és a nyomdász a festék felületi feszültségét, ezáltal terülését tudja az oldószerekkel befolyásolni. Oldószer Víz Etanol Etil-acetát Metoxi-propanol Etoxi-propanol Metoxi-butanol Felületi feszültség 73 mn/m 23 mn/m 25 mn/m 28 mn/m 27 mn/m 30 mn/m Adalékok Az adalékanyagok mindig kis mennyiségben annak jelen a festékben, és meghatározott jellemzőket adnak, mintegy kegyszerként működnek. Már a festékgyártás során is alkalmaznak bizonyos adalékanyagokat, legfőképpen a pigmentporok könnyebb nedesíthetőségére, a diszper- MAGYAR GRAFIKA 2004/FLEXÓ KÜLÖNSZÁM 39

4 gálhatóság elősegítésére. A legfontosabb adalékanyagok melyek szükség esetén a nyomtatás során kerülnek alkalmazásra hatásukkal együtt, illete túladagolás esetén az alábbiak: w lágyítók jaítják a festékfilm rugalmasságát, de rontják az oldószer-elengedést; w iasz jaítja a karc- és dörzsállóságot, de általában rontja a fényességet és a laminálási kötőerőt; w szilikon jaítja a csúszási tulajdonságokat, de tekercsszétcsúszáshoz ezethet; w tapadásnöelők jaítják a festéktapadást nem megfelelő felületi feszültségű fóliákon, illete maradék festékek felhasználásakor, de ragadós maradhat a nyomat; w habzásgátló lecsökkenti a festékhabosodást, azonban rontja a festékterülést. Az adalékanyagokról fontos tudni tehát azt, hogy a jaasolt mennyiség fölötti adagolásuk toábbi járulékos nyomtatási, illete feldolgozhatósági problémákat generál, így semmiképpen nem igaz rájuk az a nézet, hogy minél több an a festékben, annál jobb a hatásuk. II. Flexófestékek kezelése Miután áttekintettük a legfontosabb festéköszszeteőket, térjünk rá az eddig már feletődött problémalehetőségek feltárására és jaasolt megoldásaira, alamint a nyomógépi festékkezelés legfontosabb kérdéseire, a felhasználási folyamatot köete a nyomtatás során! Hőmérséklet hatása a iszkozitásra Ha megizsgáljuk, hogyan áltozik a iszkozitás (kifolyási idő) a hőmérséklet függényében, azt tapasztaljuk, hogy a hőmérséklet csökkenéséel festékünk iszkozitása nöekszik, tehát látszólagosan sűrűbb a festék, ha hidegebb. Ez magában hordozza azt a eszélyt, hogy a hideg állapotban nyomtatási iszkozitásra hígított festék (ráadásul esetleg hideg oldószerrel), amint feleszi a nyomógép és a gépterem hőmérsékletét, hirtelen alacsonyabb iszkozitásúá álik, kikerül az optimális tartományból, és nyomtatási problémákat okoz. Az emelkedő hőmérséklet hatására beköetkező iszkozitáscsökkenés jelentősen függ az alkalmazott kötőanyagtól, de az tény, hogy a izes bázisú festékek iszkozitása jobban függ a hőmérséklettől, mint az oldószeres festékeké. A nyomógépi festékkezeléshez igen szorosan hozzátartozik ez a kérdés, és nem elhanyagolható hibaforrás lehet. A tárolási körülmények miatti ideálistól eltérő hőmérséklet döntően és általában nem megfelelő irányba befolyásolja a nyomdászt, ráadásul a munkájának éppen abban a szakaszában, amikor a nyomatbeállításokat égzi el. Lehetőség szerint kerüljük el a hideg (agy a meleg) festék gépbe öntését, kondicionált festékraktár agy nyomógéptermi festék-előtárolás biztosításáal. Festékek reológiája A nyomdafestékek nem ideális newtoni folyadékok, agyis iszkozitásuk a nyíróerő hatására áltozik, csökken. Az ilyen reológiájú folyadékokat tixotróp folyadékoknak neezzük (ellentétben a dilatáns folyadékokkal, ahol a nyíróerő nöekedéséel a iszkozitás is nöekszik). A nyíróerő megszűnéséel a iszkozitás emelkedni kezd, és látszatra sűrűbb festéket kapunk. A nyomógépben több olyan egység an, ahol nyíró igénybeétel éri a festéket: festékpumpa, hengerek közötti rések, kamrarákel. Festékek iszkozitása Viszkozitásnak neezzük a folyadékok mozgatására, folyására onatkozó értéket. A nyomdai gyakorlatban legelterjedtebben DIN 4 mm-es iszkozitásmérőt használunk, amiel 100 ml festék kifolyási idejét mérjük meg, szabányosan 20 C-os festékhőmérsékletnél. 8. ábra. A iszkozitás áltozása a keerés fordulatszámának áltoztatásakor A tixotrópia letöréséhez, a iszkozitás nyíróerő hatására beköetkező csökkenéséhez a festéket keerőszárral fel kell keerni, és a cirkulátorba 40 MAGYAR GRAFIKA 2004/FLEXÓ KÜLÖNSZÁM

5 önte öt-tíz percig forogni hagyni, ezáltal lecsökken a iszkozitás. Nem jaasolt a festék iszkozitását azonnal, a tixotrópia letörése előtt beállítani, miel ismételten könnyen túlhígítottá álik festékünk. Viszkozitásbeállítás A megfelelő hőmérsékletű és tixotrópiamentesített festék iszkozitását célszerűen megálasztott oldószerkeerékkel lehet beállítani. A jaasolt iszkozitási értékek függnek elsősorban a raszterhengertől, a nyomtatott motíum típusától, de a festékezőmű egyéb elemei (kamrarákel, csőátmérők stb.) is befolyásoló tényezők, ezért a köetkező irányérték-tartományok jaasoltak: w árnyalatos agy process-nyomtatásnál másodperc DIN 4 mm/20 C, w tónus- agy onalas nyomtatásnál másodperc DIN 4 mm/20 C. A festékek iszkozitása a hígítás hatására csökken. Festéktípusonként eltérő mértékben áltozik a iszkozitás a hígításkor, ideálisnak az neezhető, amikor kis mennyiségű oldószerrel elérhető a nyomtatási iszkozitás, miel így magas színerejű marad a festék, megfelelő nyomtathatóság mellett. A festékek iszkozitását első lépésben célszerű az adott nyomtatáshoz jaasolt iszkozitástartomány felső határára beállítani, az esetleges lassítónak, illete gyorsítónak helyet hagya. 9. ábra. Hígítás és iszkozitás összefüggése Színerő-beállítás és színkorrekció A célszínhez történő színerő beállítását Verschnittel csakis a megfelelő hőmérsékletű és kellő ideig cirkuláltatott, nyomtatási iszkozitásra beállított festéken égezzük el. Így sok, festékkorrekcióból származó gépidő takarítható meg, alamint nyomathordozó és nem utolsósorban festék is. A színkorrekciót közel azonos színerő mellett célszerű elégezni, a színerőkülönbségekből fakadó színérzéklet-befolyásoló tényezők kizárása érdekében. Festékszáradás sebességének beállítása A korábbiakban az oldószereknél látható az egyes oldószerek eltérő párolgási száma. Ebből a szempontból az oldószereket három csoportba sorolhatjuk be: w hígítók a kíánt iszkozitás biztosításához, w lassítók a száradási sebesség lassításához, w gyorsítók a száradási sebesség gyorsításához. A szükséges beállítandó száradási sebességet több tényező befolyásolja, ezek közül a legfontosabbak: w a nyomógép sebessége, szárítókapacitása, w az alkalmazott raszterhengerek, w az időjárási körülmények hőmérséklet és páratartalom. Az adott iszonyok között a száradási sebesség beállításának fő szempontjai: w a festékátadás folyamán a festék a lehető legkeésbé száradjon a raszterhenger csészéibe és a nyomóformára, és megfelelően terüljön a nyomathordozón; w a lehető legjobban megszáradjon a nyomathordozón, még mielőtt a köetkező nyomómű rányomna, ezáltal elkerülhető a nemkíánatos isszaemelés. Ez a két igény sok esetben ellentétes irányú egymással, optimális megoldást kell tehát keresni, de több egyéb, nem festékoldalú tényezőel befolyásolható (raszterhenger-álasztás, színsorrend stb.). Viszkozitás ellenőrzése, korrigálása A iszkozitást a nyomtatás folyamán folyamatosan ellenőrizni kell célszerűen tizenöt percenként. A iszkozitás korrekciójához oldószerkeerékeket jaasolt használni, figyelembe ée azt a fizikai tényt, hogy a gyorsabban párolgó oldószerek (acetátok, észterszármazékok) hamarabb eltáoznak a festékből, ezért nem megfelelő oldószer-utánpótlás esetén időel a festék oldószerösszetétele felborulhat, és a lassabban párolgó, iszont nem túl jó oldó hatású alkoholszármazékok aránya megnő. Ezáltal toábbi járulékos nyomtatási problémák jelennek meg, miel a nem MAGYAR GRAFIKA 2004/FLEXÓ KÜLÖNSZÁM 41

6 megfelelően oldott kötőanyag nagyobb méretű részeket alkot, felületén pigmenteket megköte. Ezek a részecskék szálhúzást, betömődést okozhatnak, látszólagosan más nyomtatási problémát. Valójában itt kötőanyag-oldódási probléma áll fönn, mely az esetek nagy részében etil-acetát adagolásáal megszüntethető. Az oldószeres nitrocellulóz-festékek kötőanyaga oldott állapotának fenntartásához szükséges az etil-acetát, és ésszerű használatáal elkerülhető ez a nemkíánatos kliséduzzadás. Maradék oldószertartalom kérdése A nyomtatott festékfilmben maradt, adott felületbe bezárt oldószermennyiséget isszamaradt oldószertartalomnak neezzük. Ez a maradék oldószertartalom folyamatosan, lassan párolog a megszáradt festékrétegből, aromák és szaganyagok szabadulnak fel csomagolóanyag-állapotában is, keerednek a termék illatáal, ezért egyre szigorodó előírásokat támasztanak az alkalmazható oldószereket, illete a maradék oldószertartalom mennyiségét illetően. A számszerű meghatározását gázkromatográffal égzik el, értéke célszerűen a már 5 10 mg/m2, agy az alatti érték. A maradék oldószertartalom toábbi problémákat okozhat laminálásnál az oldószermentes, kétkomponenses lamináló ragasztós technológia esetén. A festékrétegben maradt alkoholok -OHcsoportjai lerontják az izo-cianátos ragasztók kikeményedési reakcióját, ezáltal gyengébb laminálási kötésszilárdság, szélsőséges esetben szétálás köetkezhet be. A különböző festéktípusok között lehet eltérés ugyanazon mennyiségű oldószer elengedésének sebességét és fokát illetően, agyis az alapanyagok megálasztásáal csökkenthető a maradék oldószertartalom mennyisége, azonban mindig marad minimális oldószermennyiség a festékfilmben. A száradáslassítók ésszerű adagolásáal és a szárító hőmérséklet, alamint leegőmennyiség és friss leegő arány megfelelő beállításáal biztosítható az alacsonyabb isszamaradó oldószertartalom. Nyomtatás közbeni minőség-ellenőrzési gyorstesztek Több egyszerűen elégezhető teszt létezik, amelyekkel a minimumra lehet csökkenteni a hibás nyomtatási minőség kockázatát, ezáltal a későbbi kellemetlen reklamációkat. Ezek közül a legfontosabbak: w nyomathordozók felületi feszültségének ellenőrzése, w nyomtatott színek ellenőrzése, w festéktapadási teszt Tesa, w karcállósági izsgálat, w gyűrődésállóság izsgálata.