Štandardizácia ofsetovej tlače – vlhčenie

Certifikácia podľa normy ISO 12647-2.
Máte tlačový proces pod kontrolou?
Ako to je s vlhčením?

Certifikácia tlačového procesu je nepochybne správnym krokom v ceste za dosiahnutie lepších tlačových výsledkov. Pozostáva zo skúšky – prevedenia testu tlačového stroja, kde sa zistí maximum možných informácií o technických a farebných parametroch tlačového procesu a definujú sa nové optimálne tlačové parametre. Ak sa tlač riadi podľa hodnôt definovaných v norme ISO 12647-2, je tlač farebne kvalitná a nemôže byť spochybnená. Je to pevná ochrana tlačiarne pred neoprávnenými reklamáciami farebnosti tlače zo strany zákazníka. Pravidelným každodenným používaním normy ISO 12647-2 sa dosahujú významné úspory času pri príprave tlačového stroja, podstatné zníženie makulatúry a je zaistená aj vyššia stabilita celého tlačového procesu. V poslednej dobe veľa tlačiarní podstupuje túto certifikáciu. Príkladom môže byť Česká republika kde sa trend tohto procesu zvyšuje.

Témou tohto článku je ofsetová tlač, jej náročnosť a kvalita tlače. V spojitosti s kvalitou sa otvára otázka, ako je to s kontrolou tlačového procesu, resp. máte svoj systém pod kontrolou? Ofsetová tlač je veľmi náročná technológia, pri ktorej je potrebné spĺňať a dodržiavať predpísané parametre a postupy. Taktiež pod výslednú kvalitu tlače sa priamo podpisuje ľudský faktor. Zámerom článku je postupne oboznámiť čitateľov s problematikou ofsetovej tlače a ponúknuť prehľad produktov, resp. riešenie. Informácie a postupy, ktoré následne budem uvádzať, boli konzultované so zástupcami firiem (KBA-Grafitec, Heidelberg, Böttcher SK), ktoré sú dodávateľmi strojov a uvádzaných produktov na Slovensku. Vážim si ich prístup a ďakujem za ich ústretovosť pri poskytovaním odborných informácií (poznámka autora).

Technológia ofsetovej tlače – Princíp vlhčenia
Klasický tlačový proces hárkového ofsetu sa dá zjednodušene rozdeliť na tri fázy:
1.)  tenký nános vlhčiaceho roztoku pokryje netlačiace miesta na platni
2.)  tlačová farba pokryje tlačiace miesta a obraz na platni
3.)  obraz vytvorený tlačovou farbou na platni sa následne mechanický prenesie na ofsetový poťah a z neho na potláčaný materiál.

Vlhčiaci systém
Súčasťou ofsetového stroja je aj vlhčiaci systém, ktorý zabezpečuje rovnovážny stav medzi vlhčiacim roztokom a tlačovou farbou počas tlačového procesu. Vlhčiace systémy sa konštrukčne líšia podľa výrobcov tlačových strojov. Spravidla ide o štyri alebo päťvalcové vlhčiace systémy.

Vlhčiaci systém KBA – Rapida 66 / Rapida 75
KBA používa štvorvalcový kontinuálny systém s núteným obehom a chladením vlhčiaceho roztoku. Všetky valce sú bez akéhokoľvek poťahu. Navaľovacie a brodiace valce sú vyrobené s gumovým povrchom, dávkovací valec s pochromovaným povrchom a mostový valec s polyamidovým povrchom. Pristavovanie a odstavovanie všetkých valcov vlhčenia je plne automatické, podľa režimu stroja a je ovládané pneumatickým systémom. Otáčky brodiaceho valca sú odvodené od regulovaných elektromotorov prostredníctvom riadiacej elektroniky stroja. Tlačítka rýchleho zavlhčenia sú umiestené na ovládacích paneloch stroja. Z ovládacích panelov je možné prepínať polohu mostového valca (možnosť prepojenia vlhčenia s prvým navaľovacím valcom farebníka). K strojom RA66-2 / RA75-2 sa štandardne dodáva agregát chladenia vlhčiaceho roztoku TECHNOTRANS, typ alpha.d 10. Teplota vlhčiaceho roztoku u tohto typu sa nedá regulovať, teplota je nastavená od výrobcu a to na 10°C, dávkovanie IPA sa dá nastaviť v rozsahu 0 až 15%. U viacfarbových strojov (od RA66-4 / RA75-4 a vyššie) sa dá teplotu vlhčiaceho roztoku nastaviť v rozsahu 8 až 15°C, dávkovanie IPA sa dá nastaviť v rozsahu 0 až 15% (TECHNOTRANS, typ alpha.d 20).

Odstraňovanie nečistôt z tlačovej platni – diferenciálny náhon vlhčenia
Pri potláčaní niektorých druhov papierov, ktoré majú sklon k prášeniu, dochádza k tomu, že sa z papiera uvoľňujú nečistoty. Tieto nečistoty väčšinou priľnú na tlačovej platni a následne znehodnocujú výtlačok. Ako voliteľné vybavenie je ponúkaný modifikovaný náhon vlhčiacich valcov, jeho pôsobením dochádza k nepatrnému rozdielu obvodových rýchlostí povrchu formového valca a valca vlhčiaceho. Takto vzniknutý relatívny pohyb (šmyk) veľmi účinne odstráni všetky mechanické nečistoty (pecky) z tlačovej platni. V závislosti na nastavení valcov vlhčiaceho zariadenia môže pri využívaní uvedeného voliteľného vybavenia dochádzať k miernemu zvýšeniu opotrebenia vlhčiaceho valca.

Vlhčiaci systém Alcolor – Heidelberg
Alcolor je päťvalcový vlhčiaci systém. Vlhčiaci roztok je prenášaný brodiacim valcom na dávkovací valec a potom prostredníctvom navaľovacieho valca na tlačovú platňu. Rýchlosť medzi brodiacim valcom a dávkovacím valcom môže byť plynule nastaviteľná. Film vlhčiaceho roztoku na navaľovacom valci je zjemňovaný prostredníctvom matne pochrómovaného roztieracieho valca. Šírka medzery na formovom valci sa rovná presne jednej otáčke navaľovacieho valca vlhčenia. Rýchlosť vlhčiaceho systému je rýchlostne kompenzovaná v závislosti od rýchlosti tlače. Tým je zabezpečená konštantná kvalita tlače aj pri meniacich sa rýchlostiach tlače.

Alcolor Vario
Funkcia Vario slúži na odstránenie nečistôt z tlačovej platne prostredníctvom dočasného zrýchlenia rýchlosti medzi navaľovacím valcom a formovým valcom. Rýchlosť je redukovaná o 12% voči rýchlosti roztieracieho valca. Funkcia vario môže byť zapnutá alebo vypnutá počas tlače, bez nutnosti jej prerušenia. Tým sa zabezpečí nižšia makulatúra a konštantná kvalita tlače.

VLHČIACI ROZTOK
Klasický roztok sa skladá z troch základných komponentoch. Je to voda, pH stabilizant a izopropylalkohol (IPA). Nové vlhčiace roztoky určené pre tlač bez IPA obsahujú len dve zložky, a to vodu a pH stabilizant, ktorý obsahuje náhrady IPA napr. glykol. V minulosti bol štandardný podiel IPA vo vlhčiacom roztoku od 12 – 14%. Dnes je to v rozsahu od 5 – 8% IPA vo vlhčiacom roztoku. Prítomnosť IPA vo vlhčiacom roztoku hrá v tlačovom procese dôležitú úlohu. Vplyvom vlhčiaceho roztoku obsahujúceho IPA dochádza k potrebnej emulgácii tlačovej farby. Je to zákonitý jav objavujúci sa v ofsetovej tlači od jej vzniku, ktorá je založená na princípe prijímania mastnoty, odpudzovania vody a naopak. V tomto procese je práve IPA dobrým pomocníkom. Znižuje povrchové napätie, ktoré zaisťuje lepšie zmáčanie hydrofilného povrchu netlačiacich miest na tlačovej forme, čím umožňuje rýchle preniknutie vlhčiaceho roztoku z vlhčiacich valcov. Zároveň, ale po dobu tlače, pokiaľ je množstvo vlhčiaceho roztoku alebo IPA privysoké, nepriaznivo vplýva na emulziu tlačovej farby s vlhčiacim roztokom na farebníkových valcoch tlačovej jednotky. Táto nežiaduca emulzia následne vytvára zmenu reologických vlastností farby, farba postupne emulguje, menia sa jej vlastnosti zasychania, zvyšuje sa možnosť „obťahovania“ tlačovej farby. Takto spôsobený nekvalitný tlačový proces nakoniec vyžaduje prerušenie produkcie tlače.

Z tohto dôvodu je veľmi dôležité, aby počas tlačového procesu bola zabezpečená stabilná emulzia farba – voda. V súčasnosti sa otvára téma bezalkoholového vlhčenia, čo značí zníženie alebo úplné vylúčenie izopropylalkoholu (IPA) z tlačového procesu. Dôvodom preto sú platné predpisy, ale aj vlastné finančné náklady na IPA. Taktiež všeobecná snaha o ochranu životného prostredia. Vlhčiace zariadenia prešli spolu s vývojom nových druhov valcov zásadnými zmenami a zdá sa, že prechod na bezalkoholové vlhčenie aj z dôvodov ekologických tlakov bude výrazne pokračovať. Sprísnené ekologické normy v Európe tlačia a upravujú legislatívu tak, aby všetky prchavé látky ohrozujúce ovzdušie priamo v tlačiarňach boli úplne vylúčené. Vo svete je v súčasnosti zaužívaná skratka V.O.C, čo znamená v anglickom jazyku „Volatile Organic Compound“ – „Prchavé organické látky“. Vlhčiace koncentráty s použitím IPA sú taktiež produktom V.O.C., pretože samotný izopropylalkohol je 100%-ným produktom V.O.C (je vysoko prchavý a v tlačiarňach pri jeho používaní, zvlášť pri kotúčových strojoch, kde sú použité vyššie rýchlosti, je to cítiť v celom okolí tlačového stroja). Navyše je IPA klasifikovaný ako vysoko horľavá kvapalina.

Požiadavky na vlastnosti vlhčiacich prípravkov a ich funkcia v tlačovom procese
Kvalitatívne prednosti prípravkov:
•  stabilizácia hodnoty pH v oblasti vhodnej pre ofsetovú tlač (4.8 – 5.5 pH)
•  optimálna ochrana tlačovej platne pri prerušení činnosti tlačového stroja
•  zamedzenie tvorby a rastu baktérií v systéme
•  ochrana voči korózii
•  zlepšenie zmáčanlivosti povrchu tlačovej platne
•  zabezpečenie podmienok tlače s minimálnym obsahom IPA, resp. bez IPA
•  zabezpečenie podmienok na minimalizáciu makulatúry pri nábehu tlače – t.j. rýchle nastavenie rovnovážneho stavu emulzie.

Ako ďalej s vlhčením v ofsetových tlačových strojoch?
Je potrebné si uvedomiť, že znižovanie IPA, resp. jeho vylúčenie je proces založený na komplexe pravidiel, ktoré je potrebné pri tlači dodržiavať. Legislatíva je jedna vec a prax je úplne iná. Tlač bez ipa je náročný projekt a budeme si musieť nejaký čas počkať na jeho úplne zvládnutie. Momentálne je to skôr problém ako prínos pre ofsetovú tlač (hlavne hárkovú). Dobré výsledky sa dosahujú pri rotačnom ofsete. Podľa získaných informácií napr. v Poľsku nové rotačky už tlačia bez použitia IPA. U nás je príkladom Slov. Grafia najväčší heatsetový stroj na Slovensku, Komárňanské tlačiarne a Neografia Martin.

V hárkovom ofsete je problém vlhčenia bez IPA zložitejší. Klasický vlhčiaci roztok je nahradený roztokom, ktorý obsahuje pH stabilizanty, ktoré nahrádzajú IPA a samozrejme tie môžu spôsobovať sprievodné problémy. Najčastejšie to je naboptnávanie vlhčiacich brodiacich valcov. Pre tlač s redukciou, resp. s vylúčením IPA je potrebné pristúpiť k výmene týchto valcov. Je potrebné počítať s častejšou kontrolou a nastavovaním valcov, častejším umývaním gumového poťahu a tlačovej formy ako pri používaní roztokov s IPA. Pri nasadení pH stabilizantu je potrebné sledovať jeho znášanlivosť s používanými tlačovými platňami. Pri používaní priamych farieb, alebo nesavých materiálov, ale aj pri veľmi vysokom a extrémne nízkom prenose tlačovej farby môže byť tlač bez 0% IPA obzvlášť náročná. Ak chce tlačiareň prejsť na tlač s 0% IPA, musí počítať s veľa faktormi, ktoré musí zvládnuť. Dôležitá je angažovanosť tlačiarov, školenia, veľa testovania a skúšania tak dlho, až bude celý proces tlače stabilný.

Obr.:   Nadmerný nános minerálov na farebníkových valcoch. Ten spôsobuje nadmernú emulgáciu tlačovej farby.

Vodný proces a jeho hodnoty
Veľké problémy pri tlači vznikajú pri vykonaní nesprávnej analýzy vody a zmenách chemického zloženia. Preto je nutné pri vstupe zmerať hodnoty tvrdosti vody (všeobecná tvrdosť 10 – 14 dH). Ideálnym riešením je mať vlastnú úpravňu vody, tzv. odvrátenú osmózu, ktorá odmineralizuje vstupnú vodu. Do tejto vody sa následne pridávajú špeciálne minerály, ktoré sú prospešné pre tlač a nespôsobujú nadmernú emulgáciu tlačovej farby. Takto upravená osmotická voda je najlepším riešením. Veľmi dôležitým krokom je presné meranie koncentrácie vlhčiaceho roztoku. Skúsenosti ukazujú, že v prevažnej miere u starých tlačových strojov sú v meraní koncentrácie vlhčiaceho produktu vykazované nepresnosti. Je pravidlom, že pri samotnom dávkovaní a použití IPA je koncentrácia v skutočnosti iná. Preto je nutné kontrolovať vlhčiaci roztok ako celok, vrátane udržovania stálej teploty. Podľa odborníkov by sa mal vlhčiaci roztok vymeniť raz za dva až tri týždne. Kompletná výmena a údržba systému by sa mala vykonať raz za pol roka, keď sa za pomoci špeciálneho silne zásaditého prípravku vyčistí celý vlhčiaci systém. Nové typy tlačových strojov majú vlastnú kontrolu vodivosti vlhčiaceho roztoku. Hodnoty môže sledovať na obslužnom displeji stroja a v prípade ich zmeny môže reagovať na daný stav.

Vlhčiace valce ofsetového tlačového stroja
Izopropylalkohol v ofsetovej tlači upravuje predovšetkým viskozitu a povrchové napätie vlhčiaceho roztoku. Preto jeho redukcia vyžaduje omnoho väčšiu podporu zo strany vlhčiacich valcov než tomu bolo v minulosti. Prvým úskalím, s ktorým sa vlhčiace valce pri redukcii IPA musia vysporiadať, je nižšie množstvo vlhčiaceho roztoku pri rovnaných otáčkach vlhčiaceho valca, je to spôsobené tým, že s menším množstvom IPA vo vode sa mení dynamická viskozita vlhčiaceho roztoku. Nové typy valcov fungujú na princípe zvyšujúceho sa odporu kvapaliny pri zvyšovaní rýchlosti jej prietoku (vlhčiaci roztok s narastajúcou rýchlosťou otáčok valcov zvyšuje odpor voči ich povrchu). Valce vytvárajú vďaka cielenej molekulárnej štruktúre priečne zvlnenie vlhčiaceho roztoku, ktoré pomocou rotačného pohybu valca veľmi ľahko prechádza do hladkého vlhčiaceho filmu. Ten zabezpečuje transport a prenos vlhčiaceho roztoku na tlačovú formu. U farebníkových valcov je to použitie vhodnej hodnoty tvrdosti. Platí zásada, že bez kvalitného nanesenia farby na tlačovú formu nedokážeme vytlačiť náročné zákazky. Kvalitné valce farebníkovej a vlhčiacej sústavy s dlhodobými a stabilnými parametrami sú základom kvalitnej tlače.

Tlačová forma a zmáčavosť povrchu
Dobrú zmáčavosť hydrofilných častí tlačovej formy ovplyvňujú predovšetkým dva faktory:
•   povrchové napätie vlhčiaceho roztoku
•   povrchové napätie tlačovej farby
Tu vzniká vzájomný vzťah a prepojenie medzi vlhčiacim prostriedkom a tlačovou formou, tlačovou farbou a tlačovou formou. V praxi to znamená známu zásadu ofsetovej tlače hydrofilita – olejofilita. Z tohto základného dôvodu sú nové typy vlhčiacich roztokov umožňujúcich tlač bez IPA vytvárané tak, že nielen znižujú povrchové napätie, ale zvyšujú aj viskozitu vlhčiaceho prostriedku s maximálnou podporou vytvárania jemného filmu na vlhčiacich valcoch. Stabilita rovnováhy farba – voda umožňuje pomerne rýchle zoradenie stroja s následnými úsporami makulatúr a spoľahlivého priebehu tlače.

Záver
Tlač bez IPA je samozrejme možná, ale vyžaduje komplexné riešenie. Je dôležité používať kvalitné výrobky – certifikované firmou Fogra. Odporúčame, aby obsluha tlačového stroja prešla školením a treba počítať s tým, že zo začiatku bude treba riešiť množstvo problémov.

Pripravil: František Martančík
Zdroj informácii: KBA-Grafitec, Heidelberg, Böttcher SK