Druk litograficzny opiera się na zasadzie, że olej i woda się nie mieszają. Miejsca obrazowe na formie są oleofilne (przyciągają farbę) i hydrofobowe (odpychają wodę), natomiast miejsca nieobrazowe muszą najpierw wchłonąć wodę, aby stać się hydrofilne i odpychać farbę. Cechą druku offsetowego jest pośredni proces drukowania, w którym odwzorowanie kolorów uzyskuje się przez przenoszenie punktów farby. Opanowanie równowagi farby i wody jest kluczowe dla prawidłowego przenoszenia odbitki, intensywności koloru, dokładnego pasowania, schnięcia druku i zapobiegania rozmazywaniu farby. Dlatego zrozumienie i kontrola równowagi farby i wody decydują o stałej jakości druku. Doświadczony operator druku powinien nie tylko rozumieć zależność między farbą a wodą, ale też sprawnie zarządzać technikami i zasadami utrzymania równowagi farby i wody.
1. Zależności w równowadze farby i wody
Równowaga farby i wody oznacza regulację dopływu roztworu zwilżającego przy określonej prędkości i nacisku, tak aby zawartość wody w zemulgowanej farbie mieściła się w przedziale od 15% do 26%. Ta równowaga tworzy lekko zemulgowaną farbę typu woda w oleju (W/O), wykorzystując minimalną ilość wody do zrównoważenia farby na formie.
Najważniejszym elementem równowagi farby i wody jest kontrola zarówno roztworu zwilżającego, jak i farby. Roztwór zwilżający składa się z wody i środków powierzchniowo czynnych. Musi odpowiednio zwilżać formę, zapewniać zdolność czyszczenia i utrzymywać stabilne pH, aby forma nie ulegała zabrudzeniu.
1.1 Rola roztworu zwilżającego
1. Tworzy równomierny film wodny na obszarach bez obrazu, zapobiegając przenoszeniu farby na te obszary i zabrudzeniu formy.
2. Elektrolity w roztworze zwilżającym reagują chemicznie z odsłoniętymi obszarami metalu formy wskutek zużycia, tworząc stale nową warstwę hydrofilową i utrzymując hydrofilowość obszarów pustych.
3. Kontroluje temperaturę farby na formie. Wraz ze wzrostem prędkości nowoczesnych maszyn drukujących farba nagrzewa się podczas szybkiego przenoszenia, zwiększa płynność i powoduje przyrost punktów. Roztwór zwilżający musi więc obniżać temperaturę wałków farbowych i farby w kontakcie z formą oraz wałkami farbowymi.
4. Zapewnia, że obszary obrazu nie rozszerzają się ani nie kurczą, utrzymując względne położenie obszarów obrazu i bez obrazu przez cały proces druku.
Farba składa się zazwyczaj z pigmentów, wypełniaczy, spoiw i dodatków pomocniczych. Przy wyborze farby należy uwzględnić jej właściwości reologiczne i optyczne.
Właściwości reologiczne farby to główne kryterium oceny, czy ma dobre właściwości drukowe. Decyduje o nich w dużej mierze spoiwo, choć można je korygować dodatkami pomocniczymi. Kluczowe wskaźniki reologii farby to lepkość, kleistość, tiksotropia, wartość granicy płynięcia, lepkosprężystość i płynność. Znajomość tych wskaźników jest niezbędna do doboru farby do różnych potrzeb drukowych.
Farba i woda muszą współistnieć na powierzchni formy w stanie równowagi, aby zadrukowany obraz miał maksymalne pokrycie farbą, żywe, nasycone kolory oraz czyste, ostre punkty. Jednocześnie obszary bez obrazu muszą pozostać czyste. Ta równowaga wymaga regulacji ilości wody i farby podczas produkcji.
Ciemność lub jasność obrazu drukowego zależy nie tylko od ilości farby, ale także od dopływu wody i równowagi farby i wody. Gdy dopływ wody wzrasta, obraz jaśnieje. Gdy dopływ wody maleje, obraz ciemnieje. Regulacja farby i wody wpływa więc na gęstość obrazu. Należy ją dostosować do rzeczywistych warunków druku, ale zwiększania gęstości farby nie osiąga się przez samo zmniejszanie dopływu wody, ponieważ zaburza to równowagę i może powodować zabrudzenia obszarów bez obrazu.
Trzeba unikać jednoczesnego nadmiaru wody i farby. Gdy wody jest za dużo, a wydruk jaśnieje, zwiększanie dopływu farby zamiast zmniejszania wody tworzy błędne koło i prowadzi do wad druku, takich jak nadmierne zużycie wody i farby, przez co proces wymyka się spod kontroli.
Doświadczeni drukarze utrzymują dopływ wody na minimalnym poziomie, zapewniając jednocześnie, że forma się nie brudzi. Przy stabilnej równowadze farby i wody uzyskuje się stałą gęstość farby przez cały nakład. Często zaleca się zasadę „mało wody, gęsta farba”. „Mało wody” oznacza minimalną ilość wody potrzebną do utrzymania czystości formy, a „gęstą farbę” można uzyskać tylko przy minimalnej ilości wody. Nadmiar wody powoduje emulgację farby i uniemożliwia utrzymanie grubej warstwy farby.
2. Czynniki wpływające na równowagę wodno-tuszową
Na równowagę wodno-tuszową podczas drukowania wpływa kilka czynników, takich jak postoje maszyny, zmiany temperatury i wilgotności otoczenia, prędkość maszyny, rodzaj tuszu, jakość papieru i materiał płyty.
1. Stała prędkość maszyny: Maszyna musi pracować ze stałą prędkością. Zmiany prędkości mogą zaburzyć równowagę wodno-tuszową. Przy wyższej prędkości potrzeba mniej wody, przy niższej więcej.
2. Stała temperatura i wilgotność: Zmiany temperatury wpływają na lepkość i płynność tuszu. Wysoka temperatura zwiększa parowanie wody, więc potrzeba jej więcej. Wyższa wilgotność ogranicza parowanie, więc wody potrzeba mniej.
3. Właściwości tuszu: Odporność tuszu na wodę decyduje o tym, ile wody wchłania. Tusze o wysokiej odporności na wodę wymagają jej mniej.
4. Właściwości papieru: Papier szorstki i porowaty wchłania więcej wody i tuszu, a papier gładszy i o większej gęstości wymaga mniej jednego i drugiego.
5. Rodzaj płyty: Różne płyty mają różną zdolność utrzymywania wody, co wpływa na zapotrzebowanie na wodę.
6. Wielkość obszaru zadrukowanego: Większe obszary wymagają więcej wody i tuszu.
7. Roztwór nawilżający: pH roztworu nawilżającego powinno być stabilne i wynosić od 4,5 do 5,5.
8. Prawidłowa regulacja nacisku: Precyzyjny nacisk wałków i cylindrów jest niezbędny do utrzymania równowagi wodno-tuszowej.
3. Rozpoznawanie poziomu wody
Przed drukowaniem operator może oszacować dopływ wody na podstawie warunków, ale w trakcie produkcji musi stale kontrolować jej poziom. Typowe metody to ocena wzrokowa odbicia światła od płyty. Operator sprawdza też:
1. Tusz, który wygląda blado i szorstko.
2. Krople wody na wałkach tuszowych lub w zbiorniku.
3. Utrzymującą się wilgoć na płycie po dłuższym postoju.
4. Puste lub faliste punkty zadruku.
5. Słabe lub faliste krawędzie zadruku.
6. Ślady wody na cylindrze pośrednim.
7. Zauważalne różnice koloru tuszu po postoju.
4. Wpływ zaburzonej równowagi wodno-tuszowej na jakość druku
Nieprawidłowa równowaga wodno-tuszowa prowadzi do błędów pasowania, niedokładności kolorów oraz wad takich jak duch i rozmycie.
1. Wpływ na pasowanie: Nadmiar wody powoduje rozszerzanie papieru, co prowadzi do błędów pasowania przy druku wielokolorowym.
2. Emulgacja tuszu: Nadmiernie zemulgowany tusz zaburza przenoszenie tuszu i obniża jakość produktu.
3. Zbyt jasny kolor tuszu: Nadmiar wody zmniejsza stężenie pigmentu, przez co wydruk jest matowy.
4. Zabrudzony lub rozmyty wydruk: Nadmiar tuszu lub wody powoduje rozmazywanie i nieostry wydruk.
5. Wskazówki dotyczące utrzymania równowagi wodno-tuszowej w produkcji
Operator powinien zapewnić:
1. Odpowiednie zwilżenie wałków wodnych przed drukowaniem.
2. Wstrzymanie dopływu wody i tuszu podczas postoju maszyny.
3. Właściwe przygotowanie nowo zamontowanych wałków nawilżających.
4. Brak nadmiernego rozcieńczania tuszu.
5. Czystość wałków wodnych.
6. Prawidłową regulację nacisku wałków tuszowych i wodnych.
Podsumowując, utrzymanie równowagi wodno-tuszowej jest niezbędne do uzyskania wysokiej jakości wydruków i sprawnego przebiegu produkcji.