BULETIN INFORMATIV

Tehnica imprimriiTransferul i fixarea cernelii pe suportul de imprimare - Pag. 2 Lucrul mecanic de desprindere a cernelii - Pag. 3 Rolul presiunii n procesul de imprimare - Pag. 8

Tehnica imprimriiTransferul i fixarea cernelii pe suportul de imprimare Pentru a se produce tiprirea, cerneala trebuie transferat de pe forma de tipar pe suportul de imprimat (hrtia). Cerneala este depus pe form de ctre valurile ungtoare ale aparatului de alimentare cu cerneal. Pentru aceasta, este necesar ca forele de adeziune care apar ntre cerneal i form s fie mai mari dect forele de coeziune existente ntre moleculele stratului de cerneal. Aceeai condiie este valabil i pentru transferul cernelii pe hrtie. n momentul contactului ntre forma acoperit cu cerneal i hrtie apar urmtoarele fore: - fore de adeziune (F1), ntre forma (3) i stratul de cerneal (2); - fore de adeziune (F2), ntre stratul de cerneal (2) i hrtie (1); - fore de coeziune (F3), ntre moleculele stratului de cerneal; - fore de coeziune (F4), ntre suprafaa hrtiei i masa ei.2

Sistemul de fore care acioneaz n stratul de cerneal

Pentru ca imprimarea s se desfoare n condiii normale, ntre aceste fore trebuie s existe relaii bine stabilite. Astfel: - forele de adeziune ntre forma de imprimare i pelicula de cerneal trebuie s fie ntotdeauna mai mari dect forele de coeziune intermoleculare ale stratului de cerneal (F1 > F3). Acest lucru este obligatoriu, pentru ca cerneala s se depun pe form. Dac aceast condiie nu este realizat, cerneala va rmne pe valurile ungtoare ale mainii, fr a adera la suprafaa formei. - forele de adeziune ntre hrtie i cerneala aflat pe form trebuie s fie mai mari dect forele de coeziune ale stratului de cerneal (F2 > F3). Dac aceast condiie nu este ndeplinit, cerneala nu va adera la hrtie, iar imprimarea va deveni imposibil. - forele de adeziune ntre cerneal i hrtie trebuie s fie mai mici dect

AFACERI POLIGRAFICE de 9 ani lider

Nr. 28 /

08.04.2008

forele de coeziune ntre suprafaa hrtiei i masa sa (F2 < F4). n caz contrar, n loc ca cerneala s se depun pe hrtie, suprafaa acesteia va fi smuls i va rmne lipit de form.

- forele de adeziune ale cernelii cu forma; - forele de coeziune ale hrtiei. Datorit forelor de adeziune, cerneala ader la suprafaa valurilor de cerneal. Frecarea i ungerea cernelii sunt posibile numai cnd forele de adeziune sunt mai mari dect cele de coeziune. Trecerea cernelii de pe form pe hrtie (cauciuc) este posibil numai cnd forele de coeziune ale hrtiei sunt mai mari dect forele de coeziune ale cernelii. Lucrul mecanic de desprindere a cernelii Lucrul mecanic ce se cheltuiete pentru ruperea stratului de cerneal (sau mai bine zis lucrul mecanic de desprindere) depinde de factori legai de cerneal, vitez, presiune etc. Grosimea stratului de cerneal de pe form (cauciuc la ofset) influeneaz lucrul mecanic de desprindere. n figura de mai jos se observ c valoarea lucrului mecanic de desprindere crete cu grosimea stratului pn la o anumit limit. Punctul c de pe curb corespunde unei anumite grosimi a stratului de cerneal, dup care acesta nu mai influeneaz valoarea lucrului mecanic. n punctul c avem grosimea critic a stratului.3

Transferul cernelii pe hrtie

Rezult c la desprinderea hrtiei (1) de pe form (3), stratul de cerneal (2) se va rupe ntr-o zon a sa, o parte rmnnd pe form iar o alt parte trecnd pe hrtie. Zona de rupere a stratului depinde de viteza de imprimare, de presiune etc. i se situeaz de obicei la jumtatea grosimii lui. Deci, pentru ca transferul cernelii de pe forma pe hrtie s se desfoare n condiii optime, trebuie ndeplinite urmtoarele condiii: F1 > F3 F4 > F2 > F3. Se poate deduce c imprimarea va fi posibil numai n cazul cnd forele de coeziune ale cernelii sunt mai mici dect: - forele de adeziune ale cernelii cu hrtia;

www.afaceri-poligrafice.ro

BULETIN INFORMATIV

Reprezentarea influenei grosimii stratului de cerneal asupra lucrului mecanic de desprindere

Se poate vedea din diagram c lucrul mecanic de desprindere crete rapid pn la grosimea critic. Deci la un strat mai subire de cerneal, ntre suprafaa hrtiei i suprafaa formei sau a cauciucului la tiparul ofset rmn spaii neumplute cu cerneal. Aadar, datorit structurii hrtiei, capilarele nu sunt saturate cu cerneal. La atingerea grosimii critice a stratului de cerneal, spaiile neumplute cu cerneal nu mai exist. Rezult c lucrul mecanic de desprindere nu mai depinde de grosimea stratului de cerneal. Pentru sorturi diferite de hrtie, grosimea critic a stratului de cerneal este diferit. Cu ct hrtia este mai neted (satinat), cu att umplerea neregularitilor ei cu cerneal se face mai rapid. Ruperea stratului de cerneal la trecerea acesteia de pe form sau4

cauciucul imprimator pe hrtie are loc astfel: n momentul contactului, o parte a cernelii este absorbit de porii hrtiei, iar partea care rmne se rupe n dou. n acest fel, pe hrtie trece mai mult de 50% din cerneala de pe form. Deci, cu ct gradul de absorbie al hrtiei este mai mare, cu att mai mult cerneal trece pe suprafaa ei. Transferul cernelii de pe form pe hrtie este influenat att de calitatea hrtiei, ct i de materialul din care este executat forma: de pe forme metalice se transmite pe hrtie mai mult cerneal dect de pe cauciuc. Presiunea la imprimare influeneaz, de asemenea, lucrul mecanic de desprindere, deoarece contactul dintre cerneal i suprafaa hrtiei depinde de valoarea presiunii exercitate. Cu ct presiunea la tipar este mai mare, cu att valoarea lucrului mecanic ce se consum pentru desprindere este mai mare. n figura de mai jos, ce reprezint graficul dintre valoarea lucrului mecanic de desprindere i presiune (grosimea stratului de cerneal de 150 nm i, respectiv, 12 nm) maximul ce se obine este explicat prin strivirea neregularitilor hrtiei (ceea ce duce la o calandrare, o ridicare a netezimii acesteia) i prin comprimarea

AFACERI POLIGRAFICE de 9 ani lider

Nr. 28 /

08.04.2008

capilarelor i presarea cernelii n acestea.

Relaia dintre lucrul mecanic de desprindere i presiune

Caracteristicile liantului i ale pigmentului cernelii influeneaz transferul acesteia i, deci, valoarea lucrului mecanic de desprindere. Cernelurile fabricate cu liani din uleiuri minerale cu vscozitate redus sau fabricate cu liant pe baz de ulei de in fiert i polimerizat se vor comporta diferit. Dac la acelai tip de cerneluri sunt concentraii egale de pigmeni diferii, ele au valori diferite ale lucrului mecanic (de adezivitate). Concentraii mai mari ale pigmentului n cerneal dau valori mai mari ale lucrului mecanic de desprindere. Creterea timpului de frecare a cernelii pe valurile din maina de imprimare duce la creterea lucrului mecanic de desprindere datorit gradului de dispersie al pigmentului.

n practic se ntmpl astfel: cu ct viteza de imprimare este mai mare, cu att cerneala este mai puin vscoas. n timpul imprimrii la viteze mari, se constat desprinderea de fibre de hrtie de ctre cerneal. Fenomenul se numete smulgerea hrtiei i se explic prin influena vscozitii i a forelor de inerie ce apar n procesul de desprindere a stratului de cerneal. n cazul smulgerii, forele de coeziune ale cernelii sunt mai mari dect forele de coeziune ale hrtiei. Cunoaterea fenomenelor descrise are o valoare practic mare, ntruct schimbarea valorii lucrului mecanic de desprindere schimb att cantitatea de cerneal transferat de pe form sau cauciuc imprimator pe hrtie, ct i caracterul distribuirii cernelii pe hrtie. Aceast concluzie este valabil numai n tiparul monocrom, unde cerneala trece de pe form (cauciuc imprimator la ofset) pe hrtie. La tiparul policrom fiecare cerneal, urmtoare primei se depune nu numai pe hrtie ci i pe unul sau mai multe straturi de cerneal. Deci obinerea tiparului va depinde i de interaciunea dintre o cerneal i alt cerneal. La mainile n 2 sau mai multe culori, depunerea straturilor de5

www.afaceri-poligrafice.ro

BULETIN INFORMATIV

cerneal se face unul peste cellalt, numit tipar umed pe umed. n acest caz, intervalul de imprimare ntre dou culori suprapuse este de sub 0,6 secunde. n cazul mainilor ntr-o culoare, acest interval al suprapunerii a dou culori poate fi de ordinul orelor sau chiar al zilelor. Numrul de culori care se suprapun i grosimea filmului de cerneal din fiecare strat sunt factori care influeneaz fixarea cernelurilor, procesul de uscare, presiunea la tipar etc. Cu ct viteza mainii este mai mare, cu att valoarea lucrului mecanic de desprindere este mai mare. Pentru desprinderea stratului de cerneal de pe form, la viteze mari, trebuie depuse mai multe eforturi. Explicaia const n faptul c la desprinderea stratului de cerneal de pe form trebuie nvinse nu numai forele de coeziune ale cernelii ci i forele de inerie ce se formeaz la viteze mai mari de imprimare. Vscozitatea cernelii este un alt factor de care depinde lucrul mecanic de desprindere. n figura de mai jos se reprezint grafic influena vscozitii cernelii i a vitezei de desprindere asupra lucrului mecanic de desprindere. Se vede c pentru cerneluri mai vscoase acesta este mai mare.6

Din cele expuse se poate deduce urmtoarea relaie: A > K + I + F, n care: A = forele de adeziune ale cernelii fa de hrtie K = forele de coeziune ale cernelii I = forele de inerie F = fore interioare de frecare ale cernelii. Comentnd relaia de mai sus putem spune: cu ct viteza de desprindere este mai mare, cu att forele de inerie I i forele interioare de frecare ale cernelii F sunt mai mari. Deci, condiiile de obinere a unui imprimat de calitate sunt mai grele. n cazul tiparului policrom, fenomenul de umectare poate avea loc n dou cazuri: cnd cerneala urmtoare se depune pe un strat de cerneal uscat i avem de-a face cu umectarea de ctre un lichid a unui corp solid; n al doilea caz, cnd tiparul se face umed pe umed, cerneala urmtoare se depune pe un strat neuscat de cerneal, avem de-a

AFACERI POLIGRAFICE de 9 ani lider

Nr. 28 /

08.04.2008

face cu interaciunea unui lichid cu un alt lichid. n acest caz, pictura 1, din figura de mai jos, se gsete pe suprafaa lichidului 2, n echilibru, nconjurat de aer (mediu gazos), notat cu 3.

1

Condiia de echilibru este: 2,3 = 1,3 cos1 + 1,2cos2. Rezult c umectarea depinde de valoarea unghiurilor 1 si 2, care depinde la rndul ei de natura cernelurilor. Pentru a depune un strat de cerneal peste unul precedent (pentru a obine un tipar policrom n condiiile tiparului umed pe umed), este necesar ca ruperea stratului s aib loc doar n stratul de cerneal nou depus. Este posibil acest lucru numai dac forele de adeziune ntre straturi vor fi mai mari dect forele de coeziune ale cernelii cu care se imprim. Astfel, cnd depunem un strat de cerneal peste altul, pe msura creterii rezistenei i scderii adeziunii primului strat, prin uscare

poate aprea un astfel de caz, cnd adeziunea primului strat fa de al doilea va fi mai redus dect rezistena celui de-al doilea strat. Se observ, n acest caz, c a doua cerneal nu mai poate trece de pe form sau cauciuc imprimator pe primul strat, ci rmne pe form. n asemenea situaie, imprimarea nu poate avea loc, stratul al doilea adernd la primul. Soluia pentru remedierea acestor fenomene const n reglarea timpilor de uscare ntre suprapunerea diferitelor cerneluri. Asemenea situaie nu o vom gsi la imprimarea umed pe umed, unde trebuie respectate ntocmai vscozitatea i aderena cernelurilor. n studiul transferului s-a cutat s se stabileasc o expresie analitic a relaiei dintre cantitatea de cerneal transferat pe hrtie i cantitatea de cerneal rmas pe forma de tipar. O prim ecuaie a fost propus de A.C. Zettlemayer i colaboratorii si, i anume: y = (1 e kx) {b(1 e x/b) + f[x - b(1 e x/b)]}, n care: e = baza logaritmilor naturali; k = constanta legat de netezimea hrtiei, a crei influen se manifest mai ales n domeniul valorilor mici ale lui x (cantitatea de cerneal iniial oferit pe form);7

www.afaceri-poligrafice.ro

BULETIN INFORMATIV

b = constanta legat de porozitatea hrtiei (cantitatea de cerneal imobilizat), caracteriznd capacitatea hrtiei de a fixa o anumit cantitate de cerneal; f = o constant (factor de repartiie) care se exprim prin fraciunea de cerneal liber care rmne pe suprafaa hrtiei dup separarea formei de hrtie. n aplicarea ecuaiei, o mare dificultate este ntmpinat n practic de calculul celor trei constante k, b i f. Din acest motiv s-a recurs la o form simplificat, i anume: y = b + f(x - b), n care semnificaia este: cantitatea total de cerneal transferat pe hrtie (y) este egal cu cantitatea de cerneal imobilizat, plus fraciunea de cerneal liber de pe suprafaa hrtiei, dup separaie. Aceast ecuaie este valabil numai n cazul cantitilor mai mari de cerneal (x), suficiente pentru a acoperi neregularitile superficiale ale hrtiei. Cantitile de cerneal (x) i (y) din ecuaie sunt uor msurabile cu ajutorul preselor miniatur (IGT, FOGRA etc.). Substituind n ecuaie pe (x) i pe (y) cu dou perechi de valori determinate experimental pentru valori mari ale lui (x) (cca 3/4 din (x) maxim) i rezolvnd cele dou ecuaii se afl valorile lui f i b.8

Rolul presiunii n procesul de imprimare Transferul cernelii este influenat de o serie de factori, dintre care cel mai important este presiunea. n procesul de transfer al cernelii de pe form (sau cauciucul imprimator la ofset), pe hrtie este necesar s se realizeze un contact ct mai bun ntre stratul de cerneal i suprafaa hrtiei. Acest contact se realizeaz cu ajutorul presiunii. Deoarece hrtia are o suprafa neregulat, microporoas, numai anumite zone ale suprafeei sale ating stratul de cerneal n timpul imprimrii. Ca rezultat al presiunii, hrtia se va deforma, se va netezi, cerneala va fi presat n porii hrtiei i va ptrunde n neregulariti, realizndu-se un contact bun ntre cerneal i suprafaa pe care se imprim. Astfel, presiunea asigur fixarea cernelii pe hrtie.

Reprezentarea grafic a presiunii la imprimare n funcie de netezimea hrtiei

AFACERI POLIGRAFICE de 9 ani lider

Nr. 28 /

08.04.2008

Cu ct hrtia este mai rugoas (are o suprafa mai neuniform), cu att presiunea de imprimare trebuie s fie mai mare. Cnd presiunea nu este suficient, nu se poate obine un tipar corespunztor. Pe poriunile unde contactul nu este asigurat, nu apar forele de atracie ntre cerneal i hrtie (nu apare fenomenul de umectare) i cerneala nu poate fi transferat. n acelai timp, un plus de presiune peste valoarea optim duce la deformarea hrtiei, la expulzarea cernelii de pe suprafeele de imprimat etc. Presiunea este un mijloc de realizare a efectului tehnologic tiparul. Pentru aceasta, presiunea trebuie cunoscut n procesul de imprimare. n contextul imprimrii avem presiune total, adic aceea care acioneaz pe ntreaga suprafa de contact ntre form i hrtie i presiune specific, aceea ce revine pe unitatea de suprafa a formei. Presiunea specific optim este presiunea minim ce asigur obinerea unui tipar de calitate. Aceast presiune depinde de procedeul de tipar, de caracteristicile materialelor folosite, de gradul de neregularitate a distribuirii presiunii pe form etc. La tiparul nalt i ofset, pentru determinarea presiunii specifice se vor avea n vedere numai elementele imprimabile ale formei. La tiparul

adnc i flexografic, pentru determinarea presiunii specifice se va avea n vedere toat suprafaa de contact ntre form (respectiv cauciuc imprimator la ofset) i hrtie. Pentru a asigura contactul necesar ntre form i hrtie, avnd n vedere neregularitile formei, ale hrtiei, ale suprafeei de presiune a mainii de tipar, se folosete aternutul elastic. La toate genurile de tipar unde are loc transmiterea direct a cernelii de pe forma pe hrtie, este necesar aternutul pe suprafaa de presiune pentru a obine un tipar corespunztor. n cazul tiparului ofset, unde cerneala de pe forma de tipar se transmite cauciucului imprimator, nu este necesar aternutul pe suprafaa de presiune, ntruct contactul pentru transmiterea cernelii se asigur prin deformarea cauciucului. Relaia dintre presiune i cantitatea de cerneal transferat pe form este ilustrat de diagrama procesului de imprimare:

9

www.afaceri-poligrafice.ro

BULETIN INFORMATIV

Pe aceast diagram sunt mai multe zone, i anume: A B: nu se constat nicio legtur ntre presiune i transfer, cantitatea de cerneal transferat fiind ntmpltoare. Din cauza contactului insuficient, dac presiunea are o valoare mai mic dect P1, cantitatea de cerneal transferat este de asemenea insuficient, iar tiparul este incomplet i necorespunztor. Aceast zon este numit zona presiunii insuficiente. B C: se constat c, pe msur ce crete presiunea, crete i cantitatea de cerneal transferat de pe form. Este zona de transfer proporional, n care grosimea stratului de cerneal transferat pe hrtie i, implicit, saturaia tiparului cresc pe msur ce crete presiunea de la P1 la P2. C D: pe msur ce presiunea crete n continuare, efectul de proporionalitate dispare, creterea saturaiei tiparului devenind din ce n ce mai lent, pentru ca peste punctul D, corespunztor presiunii P3, s rmn constant. n punctul D se obine cantitatea maxim de cerneal care se poate transfera pe hrtie i saturaia maxim a tiparului. D E: creterea presiunii peste valoarea lui P3 nu mai are niciun efect asupra transferului de cerneal; este zona transferului constant.10

La tiparul nalt i flexografic, mrirea presiunii peste valoarea lui P4 (corespunztoare punctului E) duce la o scdere a saturaiei tiparului. Aceasta se explic prin faptul c, datorit presiunii prea mari, o parte din cerneala aflat pe elementele imprimabile alunec pe marginea acestora, murdrind n jurul lor sau nu mai ajunge pe hrtie. Dac presiunea este mrit n continuare (peste valoarea P5, corespunztoare punctului F), saturaia ncepe s creasc din nou, uor, ca urmare a deformrii foarte accentuate a hrtiei care este presat. E F i F G sunt caracteristice numai tiparului nalt i flexografic. La celelalte genuri de tipar, datorit faptului c ntre elementele imprimabile i cele neimprimabile nu exist o diferen de nivel, aceste zone lipsesc (la tipar adnc, elementele imprimabile sunt umplute cu cerneal, lichid incompresibil, pn la nivelul elementelor neimprimabile), curba terminndu-se n punctul E. Pentru ca imprimarea s se desfoare n condiii bune, este necesar ca pe hrtie s fie transferat o cantitate maxim de cerneal, fr deformri ale imaginii; cu alte cuvinte, este necesar ca imprimarea s se desfoare n zona D E a

AFACERI POLIGRAFICE de 9 ani lider

Nr. 28 /

08.04.2008

curbei. Presiunea P3 care asigur aceast condiie, avnd n acelai timp i cea mai sczut valoare, se numete presiune optim de imprimare. n zona E F, cantitatea de cerneal transferat de form scade cu creterea presiunii. Datorit creterii presiunii, cerneala este strivit la marginile elementelor tipritoare i, la desprinderea tiparului de form, o parte a cernelii rmne pe marginea elementelor imprimabile. La tiparul obinut cu aceast presiune, stratul de cerneal de pe marginea imaginii este mai gros dect pe restul suprafeei. Elementele tipritoare sunt lite i mbcsite, iar n cazul tiparului nalt, presiunea pe spatele colii este prea mare. Presiunea optim (sau presiunea tehnologic) necesar depinde de o serie de factori, cum ar fi: - genul de tipar i caracterul formei - caracteristicile hrtiei de tipar; - caracteristicile cernelurilor; - rigiditatea i precizia mainii de tipar; - aternutul etc. Influena genului de tipar asupra presiunii este diferit la tiparul nalt, ofset i adnc. La tiparul nalt, presiunea exercitat este preluat doar de elementele imprimabile ale formei,

fiind funcie de gradul (procentul) de acoperire al acesteia i depinde de caracterul literei, de liniatura rasterului, de cantitatea de ilustraii etc. Presiunea specific real la imprimare trebuie calculat avnd n vedere att tensiunile din aternutul cilindrului de presiune, ce se creeaz datorit comprimrii, ct i tensiunile n zonele unde are loc ntinderea aternutului. Pe lng presiunea pe suprafaa elementelor imprimabile se constat i o concentrare a tensiunilor pe marginea acestora, tensiuni de care trebuie s se in seama la presiunea pe suprafa. La tiparul ofset, care nu are un relief al elementelor componente (imprimabile i neimprimabile), ca i la formele de tipar adnc, ale cror elemente imprimabile sunt umplute cu cerneal (care practic nu este compresibil), nu avem concentrri de presiune la marginea elementelor imprimabile.(continuare n numrul urmtor)

COPYRIGHT 2002

Preluarea coninutului publicaiei Revista Afaceri Poligrafice, respectiv a Buletinului Informativ cu acelai nume integral sau parial, prelucrat sau nu - n orice mijloace de informare, este permis i gratuit, cu condiia obligatorie s se menioneze ca surs a acesteia: www.afaceri-poligrafice.ro11

www.afaceri-poligrafice.ro

Publicaie lunar editat de S.C. Afaceri Poligrafice S.R.L., Str. Motrului nr. 28, 050281 Bucureti 5 T 0722 242 746 T/F 021 337 2900 F 021 337 2971 www.afaceri-poligrafice.ro