تصنيع الأحبار

تصنيع الأحبار (الشكل 5-10) هو عملية كيميائية معقدة تتطلب خبرة عميقة في الكيمياء وعمليات الطباعة معًا، إلى جانب معدات تصنيع متخصصة. ورغم وجود عدة طرق، تشترك معظمها في مراحل الإنتاج الأساسية التالية: التركيب، والخلط الأولي، والطحن، والترشيح، والاختبار.

التركيب. بما أن التركيب هو المسؤولية الأساسية لمصنّع الحبر، فإنه يُلخّص هنا. يتضمن تركيب حبر الطباعة المسطّحة النموذجي ما يلي:

• الصبغة: أسود الكربون، أو الأزرق الفثالوسيانيني، أو الأحمر الياقوتي، أو غيرها
• الورنيش: ألكيد زيتي طويل، أو فينولي، أو ورنيش ليثو يوريثاني
• المجفّف: أملاح الكوبالت والمنغنيز
• المذيب: زيت التجفيف الحراري، 535°ف (280°س)
• المعدّل: مركّب شمعي لمقاومة الاحتكاك

تجف هذه الأحبار القياسية أساسًا عبر البلمرة، وهي تفاعل كيميائي يبدأ بالأكسجين ويُحفَّز بأيونات الكوبالت والمنغنيز من المجفّف.

يتضمن تركيب الحبر الاختيار الدقيق للمكوّنات وتحديد نسبها بناءً على التطبيق المقصود. تشترك معظم أحبار الليثوغرافيا في فئات المكوّنات الشائعة: الصبغات، والوسائط الحاملة، والإضافات، وعوامل التجفيف (المجفّفات).

الخلط الأولي. تكون هذه المرحلة حاسمة عند استخدام الصبغات الجافة، التي تتكون من تكتلات جزيئية كبيرة تُسمى تجمّعات أو تكتلات. يجب تفكيكها وترطيبها بالوسيط الحامل. يُستخدم في التشتيت الأولي شفرات خلط دوّارة لترطيب الصبغة الجافة جيدًا. وتُضاف في مرحلة ثانية مزيد من الزيت والراتنج لتكوين "قاعدة الطحن" (الشكل 5-11).

أما الصبغات المُدفَّعة، وهي المشتّتة مسبقًا في الوسيط الحامل، فتتطلب خلطًا أوليًا أقل صرامة. ويمكن للأحبار المصنوعة من الصبغات المُدفَّعة أن تنتقل مباشرة إلى الطحن بعد خلط المكوّنات الأساسية.

الطحن. لا تزال قاعدة الطحن تحتوي على تكتلات كبيرة تتطلب تفكيكًا إضافيًا. وغالبًا ما تُضاف مكوّنات إضافية مثل الشموع والمجفّفات في هذه المرحلة. ويُستخدم عادةً مطحنة الخرز، وهي تتكون من غرفة وأقراص دوّارة وكرات معدنية. يُدفع الحبر إلى الغرفة، وتحرّك الأقراص الكرات المعدنية عبرها لتفكيك الصبغة.

ومن أجهزة الطحن الأخرى المطحنة ثلاثية الأسطوانات (الشكل 5-12)، التي تقصّ الحبر أثناء مروره بين أسطوانات تدور بسرعات مختلفة. يفتّت فعل القصّ هذا تكتلات الصبغة إلى جزيئات مجهرية، ما يضمن إحاطة كل جزيء بالورنيش وترطيبه بالكامل. كما يصنّف الطحن الصبغة، فيسمح للصبغة المشتّتة ناعمًا بالمرور ويحتجز الجزيئات الأخشن. وتزيل شفرة الكشط الحبر المطحون من الأسطوانة عالية السرعة. وقد يتطلب الطحن الكامل ما يصل إلى ثلاث تمريرات، حسب صلابة الصبغة وسهولة ترطيبها بالورنيش (الشكل 5-13).

الطحن عملية مكلفة. وتقليلها يخفض تكلفة الحبر لكنه يسبب مشكلات مثل ضعف قوة اللون وخشونة الصبغة. ويمكن للجزيئات الصبغية الكبيرة أن تسبب تآكلًا مبكرًا للوحة الطباعة وخدوشًا. وبما أن الصبغة هي أغلى مكوّن، وأن التشتيت المنتظم يتطلب طحنًا مكثفًا، فإن الأحبار عالية الجودة تكون أعلى سعرًا.

الترشيح. بعد الطحن، يخضع الحبر للترشيح لإزالة الجزيئات المفرطة الحجم. ويستخدم النظام مرشّحات كيسية بأحجام مسام متناقصة، من 150 ميكرونًا نزولًا إلى ميكرونات. ويُدمج أحيانًا مرشّح كهرومغناطيسي، خصوصًا مع الصبغات الجافة، لإزالة الشظايا المعدنية.

الاختبار. يُختبر الحبر النهائي لخصائص رئيسية، منها اللزوجة اللاصقة، ونعومة الطحن (حجم الجزيء الصبغي)، وامتصاص الماء (معدل الاستحلاب). وبمجرد مطابقة المنتج للمواصفات، يُعبّأ للشحن.

تعمل التطورات في الأتمتة على تبسيط مراحل الإنتاج، بينما يدفع التركيز المستمر على الاستدامة تطوير وسائط حاملة حيوية وعمليات إعادة تدوير فعّالة لحبر النفايات. ومع ذلك، تظل الكيمياء الأساسية لتركيب الحبر قائمة على المبادئ الدقيقة الموضحة هنا.