Przygotowanie form do drukowania wypukłego 825[01].Z3.02

Transkrypt

1

2 MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Paweł Pierzchalski Przygotowanie form do drukowania wypukłego 825[01].Z3.02 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

3 Recenzenci: dr inŝ. Henryk Godlewski mgr inŝ. Przemysław Śleboda Opracowanie redakcyjne: mgr ElŜbieta Gonciarz Konsultacja: mgr Małgorzata Sienna Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 825[01].Z3.02, Przygotowanie form do drukowania wypukłego, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu drukarz. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy, Radom

4 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 4 3. Cele kształcenia 5 4. Materiał nauczania Charakteryzowanie procesów przygotowawczych do drukowania technikami wypukłymi Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Charakteryzowanie oraz wykonywanie form do drukowania wypukłego Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Zastosowanie systemu tulei rozpręŝnych we fleksografii Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Sprawdzian osiągnięć ucznia Literatura 46 2

5 1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu właściwości i sposobów wykonywania form do drukowania wypukłego. W poradniku najwięcej uwagi poświęcono formom fleksograficznym z uwagi na to, iŝ technika ta jest obecnie praktycznie jedyną (poza typooffsetem) spośród technik drukowania wypukłego wykorzystywaną na skalę przemysłową. W poradniku znajdziesz: wymagania wstępne wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŝ ukształtowane, abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika, cele kształcenia wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, materiał nauczania wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki modułowej, zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy juŝ opanowałeś określone treści, ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować umiejętności praktyczne, sprawdzian postępów, sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie materiału całej jednostki modułowej, literaturę uzupełniającą. 825[01].Z1 Technologia drukowania wypukłego 825[01].Z1.01 Eksploatowanie maszyn do drukowania wypukłego 825[01].Z1.02 Przygotowanie form do drukowania wypukłego 825[01].Z1.03 Drukowanie wypukłe Schemat układu jednostek modułowych 3

6 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć: posługiwać się terminologią poligraficzną, charakteryzować podstawowe działy poligrafii, określać podstawowe szeregi i formaty wyrobów poligraficznych posługiwać się podstawowymi miarami poligraficznymi, charakteryzować papiery drukowe, papiery tzw. nowej generacji, papiery syntetyczne, klasyfikować oraz określić skład farb drukowych, określać mechanizmy utrwalania farb, określać drukowe i uŝytkowe właściwości farb, klasyfikować i charakteryzować formy drukowe róŝnych technik drukowania, klasyfikować maszyny drukujące, charakteryzować techniki drukowania, współpracować w grupie, formułować wnioski, oceniać swoje umiejętności, uczestniczyć w dyskusji, prezentować siebie i grupę w której pracujesz, przestrzegać przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. 4

7 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć: określić właściwości i zakres zastosowania materiałów do drukowania wypukłego, obliczyć ilość materiałów do określonej wielkości produkcji, dobrać i przygotować podłoŝa do produkcji, przygotować farby drukarskie oraz materiały pomocnicze, rozróŝnić formy drukowe do drukowania wypukłego, określić wymagania jakie muszą spełniać formy drukowe do drukowania wypukłego, scharakteryzować fotopolimerowe formy typograficzne, scharakteryzować proces powstawania fotopolimerowej formy typograficznej, wyjaśnić budowę i zasadę działania numeratora, scharakteryzować formy fleksograficzne, scharakteryzować procesy powstawania form fleksograficznych, załoŝyć formy fleksograficzne na cylindrze lub tulei formowej, skontrolować jakość form drukowych typograficznych i fleksograficznych, zorganizować stanowisko pracy, dobrać środki ochrony indywidualnej, zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŝarowej i ochrony środowiska. 5

8 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Charakteryzowanie procesów przygotowawczych do drukowania technikami wypukłymi Materiał nauczania Dobieranie podłoŝy drukowych i farb w technikach drukowania wypukłego Papier nadal jest podstawowym, powszechnie stosowanym podłoŝem drukowym. Nazwy, określenia, podział i wady wytworów papierniczych oraz własności fizyczne i chemiczne papierów ustalają normy. Własności papieru dzielą się na następujące grupy: strukturalno-wymiarowe; wśród nich występują między innymi gramatura, porowatość, grubość, gładkość, wytrzymałość powierzchniowa, dwustronność, mechaniczne, optyczne, a więc białość i połysk, hydrofobowe i hydrofilowe; dotyczą stopnia zaklejenia, chłonności wody, stateczności wymiarowej w uzaleŝnieniu od zmian wilgoci atmosferycznej, ochronne, to przenikalność i przepuszczalność, dielektryczne, chemiczne, wśród nich zwłaszcza odczyn wyciągu wodnego oraz zawartość substancji organicznych i nieorganicznych, inne własności specjalne. Na kaŝdym papierze moŝna drukować wszystko z róŝnymi efektami jakościowymi, Chcąc je utrzymać na Ŝądanym poziomie, naleŝy kaŝdorazowo dobrać papier do techniki i szybkości drukowania, do rodzaju formy drukowej i charakteru powielanego oryginału oraz uwzględnić przy dokonywaniu doboru sposób i czas utrwalania się farby, oczekiwany wygląd odbitki i wreszcie ekonomikę procesu. Własności papieru, które trzeba wziąć pod uwagę przy ustalaniu jego rodzaju i gatunku, najodpowiedniejsze dla konkretnego przypadku drukowania charakteryzują jego drukowność. Będzie ona uznana za dobrą, jeŝeli odbitki otrzymane w warunkach ustalonych technologią będą odtwarzać oryginał z wymaganą dokładnością, a farba na odbitce nie będzie rozlewać się, rozmazywać, prześwitywać i przebijać oraz jeŝeli będzie ona utrwalać się prawidłowo. Drukowność papieru wpływa więc zarówno na jego zachowanie się podczas drukowania bądź na przebieg tego procesu, jak i na jakość otrzymanego druku. Ocena jej na podstawie jednego bezpośredniego pomiaru nie jest moŝliwa. Dochodzi się do niej pośrednio, badając cechy papieru wpływające na jego przydatność. RozróŜnia się wśród nich takie, które muszą być uwzględniane przy ocenie wszystkich papierów drukowych oraz specyficzne dla kaŝdej z technik drukowania. Dobór podłoŝy drukowych na tym etapie planowania produkcji naleŝy w sposób ostateczny i precyzyjny dobrać wszelkie materiały, które będą uŝyte w procesie produkcji. Dotyczy to głównie podłoŝy drukowych, ale równieŝ innych wytworów papierowych i nie tylko. Technolog dobierając poszczególne materiały nie moŝe kierować się tylko swoim zdaniem, ale równieŝ zdaniem klienta. Powinien pełnić raczej funkcję doradczą i weryfikować moŝliwość zastosowania danego materiału zaproponowanego przez klienta. DuŜą pomocą podczas rozmowy z klientem są wszelkiego rodzaju wzorniki materiałów oraz gotowe wyroby poligraficzne. Z punktu widzenia interesu firmy naleŝy proponować do produkcji wyroby, których firma standardowo uŝywa np. proponowane przez współpracującą 6

9 hurtownię. Z reguły hurtownie współpracujące z określoną firmą poligraficzną zaopatrują ją w zestaw próbników pogrupowanych tematycznie, np.: papiery niepowlekane, papiery powlekane, kartony jednostronnie powlekane, tektury introligatorskie, papiery i kartony ozdobne, koperty, wyroby introligatorskie, inne wyroby stosowane w poligrafii. W kaŝdej z tych grup tematycznych znajdziemy na pewno wyrób dający się zastosować w danej sytuacji technologicznej o odpowiednich cechach uŝytkowych, z których najwaŝniejsze to: rodzaj wyrobu,, format, gramatura oraz sposób ryzowania. Obliczanie zapotrzebowania materiałowego sprecyzowanie parametrów technologicznych wyrobu oraz dokładne dobranie wyrobu do procesu technologicznego otwiera drogę do obliczenia zapotrzebowania materiałowego. Jest to dość skomplikowana operacja technologiczna, a jednocześnie odpowiedzialna ze względu na to, Ŝe kaŝda pomyłka moŝe w produkcji skutkować brakiem materiału lub zbyt jego duŝą ilością co w obydwu przypadkach wiąŝe się ze stratami finansowymi. Warto jednak wspomnieć, Ŝe coraz powszechniejsze stają się kalkulacyjne programy komputerowe pisane pod kątem wykorzystania w procesach poligraficznych. Obliczenia materiałowe z reguły sprowadzają się do obliczenia wagi (lub ilości arkuszy) wytworu papierniczego potrzebnego do wykonania załoŝonego nakładu. Oprócz obliczeń czysto matematycznych muszą jednak uwzględniać aspekty technologiczne np. straty materiału podczas produkcji. Farby typograficzne przez kilka stuleci były jedynymi reprezentantkami farb graficznych; obecnie straciły one na znaczeniu. Typografia bowiem ustąpiła miejsca technikom drukowania pracującym szybciej i taniej. Farby rotacyjne stosowało się do drukowania przewaŝnie na papierach klas V VIII słabo zaklejonych. Utrwalanie się tych farb dochodzi do skutku wyłącznie w wyniku wsiąkania spoiwa. Farby te nie zawierają ani olejów ani Ŝywic schnących. W skład tego rodzaju farb wchodzą: sadza, podbarwiacz i jako spoiwo olej mineralny, którego lepkość wymaga najczęściej podwyŝszenia. W tym celu roztwarza się w nim niedrogą Ŝywicę lub asfalt. W przypadku zbyt małej lepkości spoiwa na słabo zaklejonych papierach jego wsiąkanie staje się nadmierne, przy czym zachodzi ono poziomo i w głąb papieru. Po przekroczeniu dopuszczalnej granicy rozchodzenia się poziomego wywołuje nieostrość konturów. Poszczególne punkty klisz siatkowych są wówczas obwiedzione otoczką lub tworzą plamy. Natomiast zbyt dalekie wsiąkanie w głąb powoduje przebijanie farby. Wykazującej tę wadę farby rotacyjnej w warunkach drukarni nie da się poprawić. Natomiast spoiwo zbyt lepkie opóźnia utrwalanie się farby, powodując jej mazanie lub odciąganie. PoniewaŜ w farbach rotacyjnych nie ma składników schnących, dodawanie do nich suszek jest bezcelowe. Farby rotacyjne czarne zawierające duŝo asfaltu mają odcień brązowy, natomiast zbytnio podbarwione niebieski. Farby arkuszowe występowały w wielu odmianach zaleŝnie od tego, na jakie podłoŝe drukowe są przeznaczone i jakie wymagania jakościowe stawia się odbitce. Najbardziej zbliŝone do rotacyjnych były farby akcydensowe. Ich czerń nie jest głęboka, utrwalają się głównie w wyniku wsiąkania i nadają się do drukowania tylko na podłoŝach wsiąkliwych. 7

10 Zawierają przede wszystkim olej mineralny obok nieduŝych ilości substancji błonotwórczych, podbarwiacz tłuszczowy i sadzę. Farby dziełowe czarne tworzą na odbitce czerń o znacznej intensywności, nadają się do drukowania z klisz siatkowych o niezbyt drobnym rastrze i utrwalają się w duŝej mierze na skutek procesów chemicznych. Zawierają więc znaczny procent olejów lub Ŝywic schnących. Farby ilustracyjne były najwyŝszą jakościowo odmianą farb arkuszowych. Były one przeznaczone głównie do drukowania ilustracji drobno rastrowanych na papierach i kartonach kredowanych. Dają one odbitki o głębokiej, obojętnej czerni, równieŝ z połyskiem. Utrwalają się prawie wyłącznie na skutek polimeryzacji spoiwa, gdyŝ olej mineralny albo w ogóle w nim nie występuje albo jest go bardzo mało. Przygotowując do drukowania farbę ilustracyjną nie moŝna więc dodawać do niej cieczy nie wysychających. Farby dwutonowe były odmianą farb ilustracyjnych. Bywały stosowane przede wszystkim w drukowaniu typograficznym, bardzo rzadko w offsetowym. Zazwyczaj są czarne, rzadziej kolorowe, zawierają obok pigmentu nieznaczną ilość barwnika tłuszczowego. Barwnik ten, rozpuszczony w spoiwie, wsiąka wraz z nim w masę papieru, powodując tworzenie się barwnych otoczek wokół punktów siatki. Efekt tego rodzaju nazywa się powstawaniem dodatkowego tonu w odróŝnieniu od tonu zasadniczego, widocznego pośrodku punktu i pochodzącego od pigmentu zawartego w farbie, np. sadzy w farbach czarnych. Te dwa tony zdecydowały o nazwie farb dwutonowe. Farby typograficzne z uwagi na całkowite odejście od typograficznej techniki drukowania nie znajdują obecnie zastosowania PodłoŜa drukowe stosowane we fleksografii moŝna podzielić na pięć głównych grup: papier, tektura falista, folie z tworzyw sztucznych, folie z aluminium, laminaty foliowe. Papier jest zadrukowywany techniką fleksograficzną najczęściej w postaci zwoju, ale takŝe, choć znaczniej rzadziej, w postaci arkuszy (kartony wielowarstwowe, kartony lite wykonane z jednorodnego materiału) oraz tektura falista. Fleksografia nie stawia praktycznie Ŝadnych ograniczeń w stosowaniu papierów o ile są one bez wad powierzchniowych np. typu fałd, dziur, zakładek, wybłyszczeń, nierówności powierzchni, itp. Ograniczeniom podlegają jednak pewne skrajne właściwości papieru i tak papier powlekany o zbyt duŝej zawartości kaolinu w powłoce powoduje nadmierną chłonność i szybkość wsiąkania w rezultacie na powierzchni zostaje niezwiązany pigment, który moŝna zmazać palcem (jest to tzw. efekt kredowania). Sytuacja odwrotna zbyt mała chłonność papieru utrudnia i wydłuŝa czas schnięcia farby. DuŜa zawartość wosków w powłoce papierów, moŝe prowadzić do złego zwilŝania papieru oraz do złej adhezji farby. Jak powyŝej wspomniano są to przyczyny skrajne, występujące w zasadzie tylko w przypadku wad produkcyjnych papieru. W związku z tym techniką fleksograficzną moŝna zadrukowywać papiery powlekane od papierów z fotograficznym połyskiem tj. typu chromolux poprzez papiery dwu-, trzyi wielokrotnie powlekane do jednokrotnie powlekanych. Asortyment papierów niepowlekanych obejmuje papiery pakowe, aŝ do papierów ozdobnych. Zadrukowywane są 8

11 takŝe wszystkie typy papierów samoprzylepnych. Oczywiście kaŝdy rodzaj papieru wymaga przy drukach rastrowych innej liniatury rastra. Na papierze o niskiej jakości nie uzyskuje się dobrego jakościowo druku. Tektura falista opakowania z tektury falistej są dzisiaj stosowane prawie we wszystkich dziedzinach gospodarki jako idealne opakowania w postaci duŝych i małych pudeł. Przez dobór materiałów pokryciowych i kombinacji fali moŝna uzyskać tekturę falistą o specjalnych właściwościach i wytrzymałości. MoŜe ona słuŝyć do produkcji opakowań o specjalnych przeznaczeniach. Opakowania z tektury falistej zastępują dzisiaj częściowo takŝe opakowania kartonowe (tj. z tektury litej lub wielowarstwowej). Na zewnętrznej stronie pudeł z tektury falistej drukowane są informacje. Współcześnie stosowane są dwa systemy drukowania tektury falistej. System tradycyjny to drukowanie fleksograficzne na gotowej tekturze falistej na specjalnych maszynach arkuszowych lub na drukarkowycinarce podczas wykonywania wykroju pudła. Jest to drukowanie bezpośrednie na tekturze zwane Post-Print. Druga technologia, która jest stosunkowo nową technologią, ale za to umoŝliwiającą drukowanie wielobarwne to Pre-Print. Technologia Pre-Printu polega na zadrukowywaniu kartonu pokryciowego przed sformowaniem tektury falistej tj. przed sklejeniem z falą. W przypadku Pre-Printu istnieje moŝliwość drukowania kartonu pokryciowego ze zwoju lub białego papieru arkuszowego, który jest następnie laminowany z arkuszem tektury. Podczas wykonywania wykroju tektura zadrukowana w technologii PrePrintu zostaje uzupełniona napisami informacyjnymi, itp., przez fleksograficzny nadruk kreskowy. Folie z tworzyw sztucznych foliami nazywamy cienkie materiały o grubości od 5 µm (5/1000 mm) w przypadku tworzyw sztucznych i od około 10 µm w przypadku aluminium, do około 300 µm dla tworzyw sztucznych i do około 150µm dla aluminium. Folie z tworzyw sztucznych i z aluminium nazywane są bardzo często monofoliami w odróŝnieniu od laminatów foliowych zwanych często takŝe foliami kompleksowymi. Określenie monofolia oznacza, Ŝe folia jest homogeniczna czyli zbudowana z jednego materiału. Folie aluminiowe przeznaczone do drukowania mogą mieć powierzchnię gładką lub moletowaną. W przypadku folii z tworzyw sztucznych do drukowania fleksograficznego stosowane są praktycznie wyłącznie folie gładkie. Folie z tworzyw sztucznych stosowane w drukowaniu fleksograficznym dzielimy na: folie z celulozy regenerowanej (celofan), folie polietylenowe (PE), folie polipropylenowe, folie poliestrowe (PET), Folie aluminiowe folię aluminiową produkuje się przez walcowanie czystego glinu lub jego stopów. Zawiera ona zwykle nie mniej niŝ 97% czystego glinu. Większość folii aluminiowych stosowanych do produkcji opakowań ma grubość od 4 do 200 µm. Folia aluminiowa o grubości mniejszej od 15 µm ma zwykle jedną stronę z połyskiem, a drugą matową. Dzieje się tak, poniewaŝ jednocześnie walcuje się dwie jej taśmy. Ze względu na jakość powierzchni i rodzaj końcowej obróbki folie aluminiowe moŝna podzielić na: folię gładką stosowaną przede wszystkim do pakowania produktów cukierniczych i mlecznych, folię lakierowaną, pokrytą barwnymi lakierami stosowaną do pakowania produktów cukierniczych, folię tłoczoną stosowaną do pakowania wyrobów cukierniczych i tytoniowych. 9

12 Folia aluminiowa moŝe być produkowana w arkuszach lub zwojach. Najczęściej techniką fleksograficzną zadrukowuje się folie o grubościach od 5 µm do 150 µm. Właściwości folii aluminiowej są takie same jak metalicznego glinu lub stopu glinu, z którego została wykonana folia. Laminaty foliowe zwane równieŝ foliami kompleksowymi powstają przez połączenie ze sobą folii wykonanych z róŝnych materiałów lub dodatkowo jeszcze z róŝnymi rodzajami papieru. Przez dobór warstw składowych laminatu otrzymuje się materiały o ściśle określonych właściwościach. Laminaty słuŝą do produkcji opakowań i to najczęściej opakowań drukowanych. Są one wytwarzane przez sklejenie warstw składowych lub teŝ bezklejowo metodą współwytłaczania lub/i metodą ekstruzyjną. Laminaty wytwarza się w ten sposób, Ŝe dobiera się warstwy składowe o róŝnych właściwościach, otrzymując materiał wielowarstwowy o poŝądanych cechach. Najczęściej występuje od 2 do 5 warstw tj. folii z tworzyw sztucznych i folii aluminiowych oraz wytworów papierowych. Oprócz warstw składowych dochodzą jeszcze lakiery, primery i powłoki barierowe. Istnieje zatem dość duŝa moŝliwość produkowania róŝnych laminatów. Najczęściej produkowanych jest ponad dwadzieścia rodzajów. Największym odbiorcą laminatów foliowych jest przemysł spoŝywczy z zastosowaniem ich do produkcji opakowań Ŝywności. Dobór i charakterystyka farb fleksograficznych farby te składają się najczęściej z: barwidła, środka wiąŝącego, specjalnych dodatków i rozpuszczalników. Są to farby ciekłe produkowane na bazie lotnych rozpuszczalników organicznych i wody. Produkowane są takŝe w wersji bezrozpuszczalnikowej jako farby utrwalane promieniowaniem UV. W związku z tym współcześnie moŝna podzielić farby fleksograficzne na: farby rozpuszczalnikowe, farby wodorozcieńczalne, farby fotoutwardzalne UV. Farby fleksograficzne rozpuszczalnikowe i wodorozpuszczalne produkowane są w postaci koncentratów, czyli Ŝe do bezpośredniego stosowania farby muszą być rozcieńczane. Farby rozpuszczalnikowe naleŝą do najstarszych farb. Zawierają one: spoiwa (Ŝywice sztuczne), pigmenty albo barwniki, środki pomocnicze do poprawienia niektórych właściwości np. odporności na ścieranie, gładkości powierzchniowej, adhezji itp., rozpuszczalniki, w których rozpuszczone są spoiwa, ew. barwniki (jeśli są obecne) i niektóre środki pomocnicze. Proces utrwalania farby na podłoŝu polega na odparowaniu rozpuszczalnika, w wyniku czego na podłoŝu pozostaje warstwa spoiwa z dodatkami. Niektóre środki pomocnicze jak np. substancje sieciujące wywołują odpowiednie reakcje chemiczne, co zmienia strukturę chemiczną farby. Dotyczy to farb dwuskładnikowych utrwalanych poprzez reakcje chemiczne. Najczęściej stosuje się następujące rozpuszczalniki: octan etylu, alkohol etylowy, metoksypropanol, etoksypropanol itp. Farby rozpuszczalnikowe zostały w toku produkcji odpowiednio udoskonalone i ich właściwości są dobrze znane. Istnieje moŝliwość zastosowania róŝnorodnych spoiw, środków barwiących i środków pomocniczych, tak Ŝe obecnie farby rozpuszczalnikowe mogą spełniać róŝnorodne wymagania techniczne. Przy pomocy farb rozpuszczalnikowych moŝna uzyskać 10

13 najlepsze efekty drukowania. Przy tym samym nakładzie środków technicznych i finansowych uzyskuje się odbitki o jakości dotychczas nieosiągalnej przy drukowaniu innymi farbami. Do farb tych przystosowane zostały maszyny drukujące o dobrych parametrach technicznych i stosunkowo niskich cenach. Farby wodorozcieńczalne podstawowy skład chemiczny farb wodorozcieńczalnych jest podobny do składu farb rozpuszczalnikowych. Zawierają: spoiwa (Ŝywice sztuczne), pigmenty albo barwniki, środki pomocnicze do poprawiania niektórych właściwości np. odporności na ścieranie, gładkości powierzchniowej, przyczepności itp.), rozpuszczalniki, w których rozpuszczane są spoiwa, ew. barwniki (jeśli są obecne) i niektóre środki pomocnicze. Od farb rozpuszczalnikowych róŝnią się tym, Ŝe podstawowym rozpuszczalnikiem jest woda, a organicznych rozpuszczalników jest tylko od 5-10%. Bardzo rzadko są stosowane farby, które zupełnie nie zawierają rozpuszczalników organicznych, gdyŝ ich stosowanie jest stosunkowo kłopotliwe i mogą ulec zniszczeniu przez ujemne temperatury. W czasie utrwalania farby na podłoŝu zostaje warstwa farby wraz z niewielkimi ilościami rozpuszczalników organicznych. UŜycie wody jako rozpuszczalnika jest ekonomiczne i nie powoduje zanieczyszczenia środowiska. Natomiast ilość rozpuszczalników organicznych jest tak mała, Ŝe przy obecnych przepisach mieści się w granicach dopuszczalnej emisji zanieczyszczeń. Dzięki temu moŝna zrezygnować z kosztownego spalania par, jakie jest stosowane przy farbach rozpuszczalnikowych. Dalszą zaletą jest niepalność farb wodorozcieńczalnych i tym samym proste zasady transportu, przechowywania i stosowania (odpadają wszystkie zabezpieczenia przeciwpoŝarowe). Zalety farb wodorozcieńczalnych nie obejmują jednak właściwości istotnych w czasie drukowania co jest ich powaŝną wadą. Podstawowym problemem farb wodorozcieńczalnych jest ich niewielka odporność na działanie wody. Problem odporności farby na wodę moŝna rozwiązać dwoma sposobami: Stosuje się spoiwa (tzw. kwaśne Ŝywice), które nie są rozpuszczalne w wodzie, ale przez producenta farb za pomocą specjalnych środków zostają przekształcone w spoiwa rozpuszczalne w wodzie. Takimi środkami są amoniak albo aminy. W roztworze wodnym spoiwa są rozpuszczalne, ale po wysuszeniu następuje rozkład w Ŝywicę nierozpuszczalną w wodzie oraz amoniak lub aminę. Proces ten zazwyczaj trwa kilka dni i dlatego odporność odbitki na działanie wody naleŝy badać najwcześniej po 24 godzinach po zadrukowaniu. Odporność na działanie wody nie jest jednak wysoka, a ponadto odbitki nieprzyjemnie pachną amoniakiem lub aminami, a związki te są szkodliwe dla zdrowia. Stosuje się spoiwa nierozpuszczalne w wodzie. Które dysperguje się (zawiesza) w wodzie w postaci drobnych cząsteczek. Po drukowaniu woda odparowuje, a ze zdyspergowanego tworzywa powstaje błonka nierozpuszczalna w wodzie o stosunkowo wysokiej odporności na działanie wody. Wadą tego systemu jest moŝliwość zaschnięcia błonki farbowej na cylindrze anilox lub na formie drukowej, co prowadzi do wypełnienia kałamarzyków rastrowych anilox lub teŝ wgłębień na formie drukowej. Określa się to mianem trudnego ponownego rozpuszczenia wysuszonej farby. Większość farb wodorozcieńczalnych jest kombinacją ww. systemów stanowiącą kompromis pomiędzy farbą o wysokiej wodoodporności na odbitce z moŝliwością ponownego rozpuszczenia wyschniętej powłoki farbowej na cylindrze anilox lub na formie drukowej. 11

14 Farby utrwalane promieniowaniem UV produkowane obecnie farby fleksograficzne UV utrwalają się według dwóch róŝnych mechanizmów: rodnikowego i kationowego. Niemniej ich właściwości są zbliŝone. Farby utrwalane promieniowaniem UV są najnowszym rozwiązaniem technicznym. W związku z tym zakres stosowania jest jeszcze stosunkowo nieduŝy. Farby utrwalane promieniowaniem UV nie zawierają rozpuszczalników. Zawierają one: spoiwa, którymi w przypadku farb utrwalanych według mechanizmu rodnikowego są najczęściej akrylany o róŝnej strukturze chemicznej i zmiennej lepkości, w przypadku farb utrwalających się według mechanizmu kationowego są to cykloalifatyczne Ŝywice epoksydowe, pigmenty albo barwniki, środki pomocnicze do poprawienia niektórych właściwości (np. odporności na ścieranie, gładkości powierzchniowej, przyczepności itp.) oraz do zainicjowania reakcji fotochemicznej (fotoinicjatory). Pod wpływem działania promieniowania nadfioletowego (UV) ciekłe spoiwo przekształca się w suchą warstwę. Dokładniej pod wpływem działania promieniowania cząsteczka fotoinicjatora zostaje rozbita na 2 bardzo reaktywne rodniki. Rodniki reagują z cząsteczkami monomeru j tworząc ponownie rodnik, który reaguje z dalszymi monomerami tworząc makrorodnik. Dzięki zachodzącej reakcji łańcuchowej powstają duŝe cząsteczki o konsystencji stałej. Reakcja narastania zostaje przerwana dopiero wtedy kiedy 2 rodniki spotkają się i wzajemnie reagując ze sobą tworzą nieaktywną cząsteczkę albo gdy wszystkie cząsteczki monomerów zostały juŝ wykorzystane. Proces narastania cząsteczek zainicjowany pod wpływem działania promieniowania nazywa się fotopolimeryzacją. Proces fotopolimeryzacji przebiega w ułamku sekundy. Farby triadowe do drukowania fleksograficznego są obecnie produkowane jako: farby rozpuszczalnikowe, farby wodorozcieńczalne i farby utrwalane promieniowaniem UV. O wyborze systemu farby najczęściej decyduje rodzaj zadrukowywanego podłoŝa i maszyny. Ta ostatnia decyduje o tym czy moŝliwe jest zastosowanie farb utrwalanych promieniowaniem UV Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie znasz właściwości papierów stosowanych w poligrafii? 2. Na czym polega dobór podłoŝa drukowego? 3. Jakie znasz rodzaje papierów? 4. W jaki sposób oblicza się zapotrzebowanie materiałowe do wykonania określonej produkcji poligraficznej? 5. Czym charakteryzują się farby typograficzne? 6. Jakie znasz rodzaje farb fleksograficznych i czym się one charakteryzują? 7. Czym charakteryzuje się tektura falista? 8. Jakie znasz rodzaje folii stosowanych do druku fleksograficznego? 12

15 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Oblicz ile waŝy 1500 arkuszy formatu RA1, papieru o gramaturze 135 g/m². Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z wymiarami arkuszy w formatach brutto, 2) obliczyć pole powierzchni formatu RA1 w m², 3) obliczyć wagę jednego arkusza RA1, 4) obliczyć wagę 1500 arkuszy RA1, 5) wynik podać w kilogramach. WyposaŜenie stanowiska pracy: kalkulator, przybory piśmienne, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 2 Oblicz ile pełnoformatowych arkuszy papieru netto, będziesz potrzebował do wydrukowania 5000 ulotek formatu A4 drukowanych na spad? Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) rozrysować na formacie A1 uŝytki A4 i wybrać optymalny wariant rozmieszczenia uŝytków, 2) obliczyć ilość arkuszy A1, 3) dokonać wyboru formatu zamawianego papieru, biorąc pod uwagę obraz drukowany na spad ulotki. WyposaŜenie stanowiska pracy: kalkulator, przybory piśmienne, handlowy katalog papierów, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 3 Dobierz podłoŝe drukowe na podstawie przykładowego wyrobu w postaci folderu reklamowego. poligraficznego Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) uwaŝnie obejrzeć przykładowy folder reklamowy, 2) określić właściwości papieru uŝytego do wyprodukowania folderu, 3) dobrać z wzorników papieru, papier najbardziej odpowiadający pod kątem struktury powierzchni i gramatury. 13

16 WyposaŜenie stanowiska pracy: przykładowy folder reklamowy, wzorniki papierów, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 4 Zaproponuj materiały potrzebne do produkcji fleksograficznej na postawie przykładowego wyrobu poligraficznego wykonanego w technice fleksograficznej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) uwaŝnie obejrzeć przedstawiony wyrób poligraficzny, 2) zaproponować podłoŝe drukowe, 3) zaproponować rodzaj farby do konkretnego podłoŝa, 4) zaproponować środki pomocnicze do drukowania fleksograficznego. WyposaŜenie stanowiska pracy: przykładowy wyrób poligraficzny wykonany techniką fleksograficzną, wzorniki papierów i folii stosowanych we fleksografii, katalog farb i środków pomocniczych stosowanych we fleksografii, poradnik dla ucznia Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) sklasyfikować podłoŝa drukowe? 2) scharakteryzować właściwości papierów stosowanych w poligrafii? 3) scharakteryzować farby typograficzne? 4) dobrać odpowiednie podłoŝe drukowe do konkretnego zamówienia? 5) sklasyfikować farby fleksograficzne? 6) scharakteryzować poszczególne rodzaje farb fleksograficznych? 7) określić środki pomocnicze w drukowaniu fleksograficznym? 8) obliczyć zapotrzebowanie materiałowe do wykonania konkretnego wyrobu poligraficznego? 14

17 4.2. Charakteryzowanie oraz wykonywanie form do drukowania wypukłego Materiał nauczania Formy wypukłodrukowe moŝemy podzielić na: wykonywane ręcznie, ze składu zecerskiego, chemigraficzne trawione, fotoreliefowe (fotopolimerowe), grawerowane, stereotypowe (wtórne). Formy drukowe wykonywane ręcznie Otrzymuje się je sposobem rytowania (grawerowania) rysunku na odpowiednich płytkach. Miejsca wygrawerowane na tych formach są powierzchniami niedrukującymi, miejsca nie naruszone przy grawerowaniu (wyŝej połoŝone) miejscami drukującymi. Do drukowania typograficznego formy grawerowane mają rysunek lewoczytelny, a ich nazwy pochodzą od nazw materiału grawerowanego, tj.: drzeworyt grawerowany w drewnie, staloryt wypukły grawerowany w stali, linoryt grawerowany w linoleum. Formy te nie mają obecnie zastosowania w przemyśle, a stosowane są głównie przez artystów plastyków przy tworzeniu grafik. Formy drukowe ze składu zecerskiego Skład zecerski moŝemy podzielić na ręczny, maszynowy i mieszany. MoŜe on słuŝyć jako forma drukowa do drukowania wypukłego typograficznego, lub stanowić formę pierwotną do wykonania innego rodzaju form drukowych (form stereotypowych). Składanie ręczne polegało na odpowiednim zestawieniu materiału zecerskiego w postaci czcionek i justunku drobnego znajdującego się w szufladach, tzw. kasztach. Podstawowym narzędziem pracy zecera był wierszownik, będący jakby metalową półeczką z jednym bokiem ruchomym. Bok ten ustawiało się w odpowiednim miejscu tak, aby uzyskać długość półeczki równą długości wiersza. Istotnym postępem w pracy składacza, było wprowadzenie składania maszynowego. Dawało ono moŝliwość znacznie większej wydajności pracy. Maszyny do składania były dwojakiego rodzaju: czcionkowe (monotypy) odlewające poszczególne czcionki i układające je w wiersze oraz wierszowe (linotypy) odlewające całe wiersze. W dalszym ciągu konieczne było jednak ręczne zestawienie formy w ramie formowej. Obecnie nie spotyka się juŝ form ze składu zecerskiego w przemyśle z powodu małej wydajności przy ich wytwarzaniu, a takŝe odejścia od drukowania techniką typograficzną na skalę przemysłową. Bardzo waŝnym czynnikiem zaniechania wykorzystywania tych form był takŝe fakt, iŝ obecność ołowiu w materiale zecerskim ma bardzo niekorzystny wpływ na zdrowie zecera, powodując ołowicę cięŝką chorobę zawodową zecerów. Biorąc to pod uwagę, jedynymi obecnie stosowanymi rodzajami formy typograficznej są klisze chemigraficzne (metalowe trawione) i formy fotopolimerowe (fotoreliefowe) ze zdecydowaną przewagą fotopolimerowych. 15

18 Wykonywanie metalowych form chemigraficznych przez trawienie Chemigraficzne formy wypukłodrukowe metalowe wykonuje się przez trawienie (roztwarzanie) płytek, blach metalowych zwanych płytami, w odpowiednich substancjach. Metal podczas trawienia reaguje chemicznie z substancjami trawiącymi i w postaci soli przechodzi do roztworu trawiącego. Aby wytworzyć formę wypukłodrukową, powierzchnie drukujące muszą podczas trawienia być chronione przed działaniem substancji trawiących. Taką warstwę stanowi tzw. warstwa kopiowa. Warstwę kopiową wytwarza się na powierzchni płyty metalowej przez wysuszenie nałoŝonej cienkiej warstwy roztworu kopiowego. Warstwa kopiowa ma właściwości światłoczułe. Pod wpływem promieniowania świetlnego zachodzą w niej reakcje chemiczne (zwane reakcjami fotochemicznymi), podczas których warstwa kopiowa traci lub zmienia właściwości rozpuszczania się w odpowiednich rozpuszczalnikach. Z tego powodu rozróŝnia się dwa rodzaje warstw kopiowych: fotoutwardzalne i fotorozpuszczalne. Warstwy kopiowe fotoutwardzalne pod wpływem promieniowania świetlnego stają się nierozpuszczalne w tych rozpuszczalnikach, w jakich były rozpuszczalne przed naświetleniem. Warstwy kopiowe fotorozpuszczalne pod wpływem promieniowania świetlnego stają się rozpuszczalne w tych rozpuszczalnikach, jakich były nierozpuszczalne przed naświetleniem. Następnym etapem wykonywania metalowych form chemigraficznych jest naświetlenie warstwy kopiowej. MoŜe ono być wykonane przez negatyw (negatywową formę kopiową) i taką technologię nazywamy negatywową, lub teŝ naświetlenie przez diapozytyw (formę kopiową pozytywową przezroczystą) i taką technologię nazywamy pozytywową. Naświetlenie wykonuje się w kopioramie gdzie źródłem światła są lampy metalohalogenowe. Po naświetleniu wykonuje się wywołanie płyty. Wywoływaczem jest substancja, która: rozpuszcza warstwę kopiową nie naświetloną, zaś nie rozpuszcza warstwy kopiowej naświetlonej w przypadku warstw kopiowych fotoutwardzalnych, rozpuszcza warstwę kopiową naświetloną, zaś nie rozpuszcza warstwy kopiowej nienaświetlonej w przypadku warstw kopiowych fotorozpuszczalnych. Jako substancję wywołującą stosuje się najczęściej wodę lub roztwór wodny substancji alkalicznych. Po wywołaniu mamy juŝ tzw. kopię. Na kopii jedne powierzchnie (niedrukujące lub drukujące, naświetlone lub nienaświetlone w zaleŝności od zastosowanej technologii i rodzaju warstwy), są zakryte warstwą kopiową, inne nie mają warstwy kopiowej, odsłonięta jest powierzchnia płyty. Najczęściej płyty cynkowe trawi się w roztworze kwasu azotowego. Kopia ma warstwę kopiową zbyt mało kwasoodporną i w procesach trawienia zostałaby ona zniszczona. Dlatego konieczne jest dodatkowe hartowanie warstwy kopiowej. Hartowanie jest dwuetapowe: najpierw chemiczne, później termiczne. Hartowanie chemiczne polega na zanurzeniu kopii w roztworze bezwodnika chromowego. Hartowanie termiczne polega na nagrzewaniu płyty do wysokiej temperatury przez odpowiedni czas. Tak otrzymana płytę moŝna juŝ trawić. W procesach chemigraficznych stosuje się przewaŝnie warstwy kopiowe fotoutwardzalne i technologię negatywową. Schemat tego procesu przedstawia rys.1. 16

19 Rys. 1. Schemat wykonania kopii chemigraficznej: [11, s. 101] a) schemat technologiczny, b) schemat rysunkowy 1 płyta chemigraficzna, 2 warstwa kopiowa, 3 negatyw, 4 warstwa kopiowa zahartowana Podczas trawienia następuje roztwarzanie metalu w miejscach niepokrytych zahartowaną warstwą kopiową. Trawienie następuje w głąb płyty, ale i po wytrawieniu w głąb równieŝ na boki, czyli pod warstwę kopiową, co w konsekwencji prowadziłoby do zmniejszania powierzchni drukujących. Zjawisko trawienia na boki pod warstwę kopiową nazywamy podtrawianiem. Podtrawianie jest niedopuszczalne, więc aby uniknąć tego procesu naleŝy zastosować odpowiednią technologię trawienia. Znane są dwie technologię trawienia zapobiegające podtrawianiu: wielostopniowa i jednostopniowa. Wykonanie klisz chemigraficznych przez wielostopniowe trawienie płyt cynkowych wymaga wielu operacji ręcznych. Dlatego uzyskany efekt jakość gotowej kliszy w duŝym stopniu zaleŝy od wykonawcy. Praktycznie niemoŝliwe jest uzyskanie dwóch identycznych klisz. Dlatego teŝ taki proces nie moŝe być uznany jako proces przemysłowy. DąŜenie do uniezaleŝnienia jakości klisz od umiejętności wykonawcy doprowadziły do opracowania technologii jednostopniowego trawienia. W trawieniu jednostopniowym zabezpieczenie przed podtrawieniem powierzchni bocznych elementów drukujących następuje przez dodatek do roztworu kwasu azotowego odpowiedniego roztworu ochronnego. Do trawienia jednostopniowego stosuje się specjalne płyty cynkowe lub magnezowe, inne niŝ do trawienia wielostopniowego. Trawienie jednostopniowe musi być wykonane maszynowo. Maszyny do tego procesu narzucają substancję trawiącą na kopię chemigraficzną. Proces ten ilustruje rys

20 Rys. 2. Przykładowy schemat budowy maszyny do trawienia jednostopniowego [11, s. 106] 1 wanna z roztworem trawiącym, 2 łopatki, 3 tarcza z kopią chemigraficzną Substancją trawiącą jest roztwór kwasu azotowego z dodatkiem roztworu ochronnego. Roztwór ochronny nie rozpuszcza się w roztworze kwasu azotowego, ale podczas mieszania tworzy z nim emulsję. Emulsja ta zostaje narzucona na płytę chemigraficzną. Kuleczki roztworu ochronnego rozpływają się na powierzchni płyty i przylegają, tworząc błonkę. Roztwór ochronny szczepia się z powierzchnią płyty z określoną siłą i nie dopuszcza do niej kwasu azotowego. Aby trawienie mogło nastąpić, trzeba narzucić substancję trawiącą na powierzchnię płyty z taką siłą, aby uderzenie o powierzchnie spowodowało przerwanie błonki roztworu ochronnego. JeŜeli substancja trawiąca będzie narzucana z określoną siłą na powierzchnię płyty równoległą do ruchu substancji trawiącej, to siła uderzenia o powierzchnię płyty będzie równa zeru. JeŜeli powierzchnia płyty będzie prostopadła do ruchu substancji trawiącej, to siła uderzenia substancji o powierzchnię płyty będzie największa. Rys. 3. Schemat mechanizmu trawienia jednostopniowego [11, s. 107] 1 płyta chemigraficzna, 2 warstwa kopiowa, 3 błona roztworu ochronnego (strzałkami zaznaczono kierunek narzucania substancji trawiącej) JeŜeli powierzchnia płyty będzie ustawiona pod pewnym kątem (większym od 0º, mniejszym od 90º) do kierunku narzucania substancji trawiącej, to siła uderzenia substancji o powierzchnię płyty będzie tym mniejsza, im mniejszy będzie kąt między powierzchnią płyty, a kierunkiem narzucania substancji trawiącej. Właściwości roztworu ochronnego są tak dobierane, aby siła szczepienia z powierzchnią płyty umoŝliwiła uzyskanie Ŝądanej wartości kąta trawienia. Siłę narzucania substancji trawiącej na powierzchnię płyty moŝna w pewnym stopniu regulować w maszynie trawiącej, zmieniając tym samym w pewnym stopniu kąt trawienia. Trawienie rozpoczyna się procesem zaprawiania, czyli trawienia rozcieńczonym roztworem kwasu azotowego na niewielką głębokość, którego celem jest oczyszczenie powierzchni płyty. Bezpośrednio po zaprawieniu kliszę umieszcza się w maszynie do 18