GRAFIČKI MATERIJALI (PAPIR, BOJE, LEPILA)/2019

mr Petra Balaban

PAPIR

• Grafički materijali: skup čvrstih i tečnih materijakoje omogućavaju proizvodnju grafičkih proizvoda

• Grafički proizvodi: dobijaju se štampanjem• Štampanje:

– Tehnološki postupak izrade štampanih proizvoda uzkorišćenje teksta i slike prema kvalitetu koji definišekupac

– Složen tehnološki postupak u koji ulaze različitimaterijali koji se tokom proizvodnje transformišu u štampani proizvod ( štamparske forme, papir, bojepostupak štampanja štamparski proizvod).

•Pre otkrića papira korišćeni su razni materijali za pisanje i crtanje (pećinski ljudi po zidovima, pločice sa klinastim pismom na glini, a zatim se pisalo na mekom drvetu ili drvetu presvučenim voskom)•Osnovni sastojak papira čine celulozna vlakna, a ovisno o vrsti i načinu obrade vlakana, te o korištenim dodacima, kao što su punila, keljiva, premazi i sl., variraju i svojstva proizvedenog papira.

ISTORIJA

• PAPIRUS - Pronašli su ga Egipćani pre 4000 g p.n.e (papirus je močvarna biljka koja raste uz reku Nil)

• Duga vlakna su se mogli lako odvajati pa su biljno stablo rezali u duge tanke take i ukrštali ih, a presovanjem i lupanjem istisnuli sok koji je služio kao lepilo

• Sušenjem su dobijeni dvoslojni listovi koji su posle glačanja bili pogodni za pisanje

PERGAMENT

• Pergament je izrađivan od očišćenih i krečom štavljenih životinjskih koža, uglavnom ovčjih, kozijih, telećih, psećih i zečijih

• Nakon otkrića papira pergament se i dalje koristio za ispisivanje trajnijih (svečanih) dokumenata, a posle i za štampanje crkvenih i školskih knjiga, enciklopedija, kalendara i dr.

• Veoma čvrst i trajan, ali jako skup

• Papir je dobio ime od papirusa, iako je to sasvim drugačiji proizvod

• Prvi proizvođači papira su bili Kinezi u prvom veku p.n.e.

• Pre pojave papira potisnuti su skuplji materijali za pisanje kao što su pergament i svila

• Za proizvodnju papira Kinezi su upotrebljavali čaure svilene bube, bambus, pirinčanu slamu, konoplju, lan koju su drobili i usitnjavali u kamenim posudama zajedno sa starim krpama

• U tako usitnjen materijal dodavali su vodu i krečno mleko sve dok nije nastala ujednačena kaša

• Kada je kaša odstojala sipali su je na sito i laganim tresenjem se kaša ravnomerno raspoređivala, a voda se cedila tako se obrazovao list koji se presovao, premazivao, sušio i glačao.

• Tajnu proizvodnje papira su Kinezi ljubomorno čuvali oko 500 godina

• Od 12. veka počela je proizvodnja papira u Evropi, naročitu važnost dobija proizvodnja papira od polovina 15. veka posle Gutenbergovog otkrića prese za štampanje pokretnih slova

• Pronalazak štampe od proizvođača papira zahteva usavršavanje kvaliteta, dobijanje šire palete izbora papira i usavršavanje postupka proizvodnje

• Uređaj za mlevenje koji je pronađen u Holandiji (1670 g.) tzv. holender, koji se sastojao od valjka sa noževima, ubrzao je pripremu mase za proizvodnju papira

• Oko 1799. godine u Engleskoj je počela sa radom prva papir mašina koja je mogla da proizvede beskonačnu traku papira koji se proizvodio na bazi tekstilnih materijala od pamuka, lana, jute i dr., ali se nisu mogle podmiriti sirovinske potrebe u sve većoj proizvodnji papira

• Proizvodnja papira na bazi tekstilnih sirovina sve do sredine XIX veka - Gotfried Keller uvodi postupakbrušenja drveta - drvenjača - usavršavanje postupka -hemijski postupci (sulfitni 1865 g i sulfatni 1889 g.) -papir mašina za kontinualnu proizvodnju 1945 g.

• Najvažnije sirovine za proizvodnju vlakanaca– DRVO

– TEKSTILNE SIROVINE

– SLAME ŽITARICA

– PRERADA TRSKE I TRAVE

– OTPADNI TEKSTILNI MATERIJAL

– STARI PAPIR I PAPIRNI OTPACI

– MINERALNA VLAKNA (azbest, staklena vlakna)

– VEŠTAČKA VLAKNA

TEKSTILNE SIROVINE

• celuloza iz tkanina na bazi : pamuka, lana , konoplje, jute i dr.

• proizvode se specijalni papiri od kojih se zahteva velika mekoća, trajnost, upojnost, neprovidnost (papir za novčanice i drugi vrednosni papiri)

SLAME ŽITARICA

• hemijskim ili kombinovanim hemijsko-mehaničkim postupkom daju celulozu ilipolucelulozu

• kratka vlakna (0,5- 2 mm)

• prikladne za izradu papira od kojih se traživisoka čvrstoća

• na bazi poluceluloze se izrađuju kartoni i talasasta lepenka

PRERADA TRSKE I TRAVE

• esperto trava --> kvalitetni bezddrvni papir

• šećerna trska i bambus --> fini papir

OTPADNI TEKSTILNI MATERIJAL

• Tekstilne sirovine se sastoje dugih i jakih celuloznih vlakana i koriste se za proizvodnju specijalnih vrsta papira od kojih se zahteva velika mekoća, upojnost, otpornost na savijanje i postojanost

• otpadne krpe (pamuk, lan, juta)

• učestvuju u proizvodnji papira 2-4 %

PRERADA STAROG PAPIRA

• Poslednjih godina dolazi do povećanja udela stare hartije (sekundarnih vlakana) u osnovnim sirovinama za proizvodnju papira i to na račun celuloznih vlakana (primarnih vlakana), naročito u zemljama kao što su Nemačka, Japan, Holandija

• Stari papir se unosi u rezervoar, disperguje u vodi, razvlaknjuje i odvaja od grubih nečistoća

• Deinking postupkom se boja uklanja sa celuloznih vlakana• U ponovne tokove proizvodnje papira se vraća

30 % starog papira• u Nemačkoj je stari papir zastupljen sa 62 % u ukupnoj

proizvodnji papira

• Faze prerade starog papira:– skupljane i sortiranje (najniži kvalitet, srednji kvalitet,

bolji kvalitet, najbolji kvalitet)– dispergovanje i razvlaknjivanje u rezervoaru– dodatno razvlaknjivanje pri povišenoj temperturi– razdvajanje na frakcije, pranje, dodatno mlevenje– uklanjanje boje sa celuloznih vlakana (Deinking

proces) - zasniva se na procesu flotacije (celuloznavlakna-hidrofilna, boja-hidrofobna)

– dodavanje površinski aktivnih materija (uklanajnjeboje sa površine celuloze)

– dodavanje vazduha (izdvajanje boje sa mehurimavazduha na površini u vidu pene, koja se uklanjazajedno s bojom)

• Osnovne sirovine za proizvodnju papira danas se dobijaju iz drveta, jednogodišnjih biljaka, i u manjoj meri još uvek iz stare odeće i tkanina izrađenih od vlakana pamuka, jute, lana, palme, itd.

• Najveći broj svojstava papira zavisi od veličine i građe celuloznih vlakana, a oni zavise od vrste drveta

Prosečni udeo osnovnih i pomoćnih sirovina za izradu papira

DRVO

• od ukupne proizvodnje za proizvodnju papira se koristi 13 %• drvo daje 90 % proizvodnje celuloze• najviše korišćeni četinari: smreka, jela, bor i lišćari: bukva,

topola, breza• vlakna: kod četinara (do 4 mm), kod lišćara (oko 1,7 mm)• Drvo u proseku sadrži oko 50 mas% suve supstance i oko 50

mas% vode, makromolekulske komponente ( 90-97 %) • U osnovne makromolekulske komponente spadaju celuloza

sa udelom 45-50 mas% , hemiceluloza s udelom 20-30 mas% i lignin s udelom od oko 25 mas %, ostaloniskomolekulske komponente (neorganske soli, belančevine, amino kiseline)

• Građa drveta:

• od različitih vlakana

• vlakna su kompozitni materijal:

– matrica: lignin i hemiceluloza

– fibrili: celuloza

Uloga lignina kao matrice u prirodnom organskom polimernom kompozitnom materijalu sa ojačanjem u vidu celuloznih vlakana koji nazivamo drvo

• Osnovne sirovine za proizvodnju papira, kartona i lepenke mogu se dobiti na sledeće načine:

– Postupkom mehaničke i termomehaničke obrade drveta, pri čemu se dobija drvenjača

– Termo-hemo-mehaničkom obradom drveta i jednogodišnjih biljaka, pri čemu se dobija poluceluloza

– Hemijskom obradom drveta i jednogodišnjih biljaka, pri čemu se dobijaju celulozna vlakna

– Postupkom obrade starog papira (dobijaju se sekundarna vlakna)

• Osnovni zadatak svih postupaka obrade drveta u cilju dobijanja osnovnih sirovina za proizvodnju papira je da se drvna masa razvlakni i ako je potrebno da se celulozna vlakna što je više moguće oslobode lignina, hemiceluloze i ostalih nepoželjnih sastojaka drveta

• Što su uslovi razvlaknjivanja i izdvajanja celuloznih vlakana blaži, ona će biti manje oštećena i dobijeni papir će imati bolji kvalitet (npr. vlakno pamuka skoro da nema lignin i hemicelulozu, te se zato i od njega prave najkvalitetinije vrste papira)

Mehanički i termomehanički postupak dobijanja vlakana

• Kao sirovina za obradu koriste se debla drveta sa kojih je skinuta kora dužine oko 1 metar

• Debla se pritiskaju na brusni kamen na rotirajući brusni kamen

• Ovim postupkom dolazi do otkidanja vlakna koja se spiraju sa brusnog kamena u poseban prihvatni sud

• Dobijena gruba disperzija vlakana drveta zatim se sortira, melje, ugušćuje i po potrebi podvrgava beljenju

• Drvo se pri brušenju ne menja hemijski, već samo fizički• Pri ovom postupku razvlaknjivanja lignin i hemiceluloza

ostaju zajedno sa celuloznim vlaknima i čine vlakno drvenjače

• Termomehanički postupak: Kao sirovina se mogu koristiti i drvni otpaci koji se ubacuju u reaktor pod povišenim pritiskom sa vodenom parom temperature oko 130 stepeni C (tako lignin omekšava), a zatim se ta masa uvodi u specijalan mlin-rifajner i melje na toplo

• Primena:– u proizvodnji papira uz dodatak celuloze 15-20 % (fini papir, roto

papir, omotni papiri, kartoni i lepenke)

HEMIJSKI POSTUPAK DOBIJANJA CELULOZNIH VLAKANA

• Ovaj postupak zasniva se na različitoj reaktivnosti celuloze, lignina, hemiceluloze i pratećih supstanci i različitoj rastvorljivosti njihovih derivata

• Najviše se koriste:– SULFITNI – ’’KISELI’’ postupak izdvajanja celuloznih

vlakana iz drveta

– SULFATNI – ’’BAZNI’’ postupak

• Ovi postupci se razlikuju po hemikalijama koje se koriste kao i po uslovima izvođenja postupka

Šematski prikaz hemijskog postupka izdvajanja celuloznih vlakana iz drveta

SULFATNI-KISELI POSTUPAK

• Koriste se Ca(HCO3)2/H2SO2/SO2 ili Mg(HCO3)2/H2SO2/SO2

• U reakcionoj smeši dolazi do razgradnje i rastvaranja lignina i hemiceluloze • Hemikalija rastvorena u vodi zajedno sa komadićima drveta (koji su

dobijeni u specijalnim uređajima sečenjem debala drveta sa kojih je skinuta kora), unosi se u reaktor i kuva 7-15 časova pri temperatui od 130 stepeni C i pritisku od 100-400 kPa

• Celulozna vlakna se odvajaju od reakcione smeše, peru, melju, sortiraju i bele

• Reakciona smeša sa rastvorenim ligninom i hemicelulolozom ugušćuje se otparavanjem vode i spaljuje. Toplota dobijena ovim sagorevanjem koristi se u fabrici

• Pri ovim uslovima kuvanja drveta celulozna vlakna ostaju neoštećena• Sulfitnim postupkom se dobijaju kratka i meka vlakna koja su blago smeđe

obojena, ali se lako izbeljuju

SULFATNI-BAZNI POSTUPAK

• Koristi se smeša hemikalija Na2S, NaOH i Na2CO3

• Komadići drveta (pripremljeni kao kod sulfitnog postupka) se unose u reaktor, smeša se zagreva na temperaturi od 150-180 stepeni C i kuva 3-6 časova pri pritisku 700-1000 kPa, pri čemu dolazi do raskidanja etarskih veza u ligninu i nastaje alkalni lignin sa manjom molarnom masom, nastajumetanol i merkaptani (neprijatan miris)

• Ovaj postupak se u svetu najviše koristi za dobijanje celuloznih vlakana koja ostaju očuvana (duga i čvrsta) od kojih se proizvodi papir sa odličnim mehaničkim svojstvima

• Kao sirovine se mogu koristiti sve vrste drveta i jednogodišnjih biljaka

BELJENJE

• Zaostali lignin i hemiceluloza mogu biti razlog obojenosti izdvojenih celuloznih vlakana (žuto do braon)

• Za proizvodnju kvalitetnih papira sa zadovoljavajućom belinom i postojanošću, neophodno je iz celuloznih vlakna ukloniti najveći deo zaostalog lignina i hemiceluloze što se postiže BELJENJEM

• Beljenje se izvodi primenom elementarnog hlora i nekih jedinjenja hlora

• Nastale hlor organske supstance se teško razgrađuju te je stoga ovaj postupak zamenjen ozonom, kiseonikom i vodonik-peroksidom

DOBIJANJE POLUCELULOZE

• Kao sirovine mogu da se koriste drvo, slama žitarica i neke jednogodišnje biljke

• Sirovine se unose u reaktor u kojem se na temperaturi od 130-170 stepeni C kuvaju sa hemikalijama pri čemu dolazi do omekšavanja i delimičnog rastvaranja lignina

• Ta masa se zatim melje u rifajnerima, sortira, dodatno melje i po potrebi beli

• Ovakav papir je po osobinama između drvenjače i hemijski izdvojenih celuloznih vlakana

• Primena: za izradu omotnih papira, valovite lepenke u beljenom stanju se koristi za izradu papira za pisanje i štampanje

Šematski prikaz hemotermoehaničkog postupka dobijanja poluceluloze

DODACI PAPIRNOJ MASI

• Suspenziji vlakanaca u vodi dodaju se pomoćna sredstva:

– punila,

– lepila,

– boje.

PUNILA ZA PAPIRNU MASU

• Kod proizvodnje nekih papira koriste se čak do 30 %.

• Kao punila za papir koriste se bele neorganske materije nerastvorne u vodi u obliku praha kao što su kalcijum-karbonat, kaolin, talk, gips, barit, magnezit, titan dioksid

• Punila poboljšavaju svojstva štamparskih papira (mekoća i naleganje uz štamparsku formu, poboljšava se štampanje, povećava se belina, glatkoća)

• Ako se koriste u velikom procentu posledice su opadanje čvrstoće, opadanje stepena keljenja, pojava prašenja i čupanja vlakana u toku štampe

Pomoćne sirovine za poboljšanjeproizvodnje papira

1.Retenciona sredstava:

• osnovni cilj ovih sredstava je da zadrže štoveću količinu čvrste materije-celuloze na situ

• dodavanje retencionih sredstava u suspenziju(celulozna vlakana, aditivi, voda) → povećanjeudela čvrste faze na situ

• najčešće korišćena retenciona sredstava: derivati kolofonijuma, Al soli, katjonski skrob, katjonski i anjonski poliamidi, poliamini

2.Aditivi za uklanjanje štetnih supstanci izpapira:

• lepljive nečistoće koje se izdvajaju u delovimapapirmašine→ prenose na papir→prouzrokuju kidanje trake papira

• aditivi su makromolekulske supstancerelativno male molekulske mase, koje imajuizraženu katjonsku aktivnost

3. Mikrobiocidi:-supstance koje sprečavaju razvoj mikroorganizama-povišena temperatura vode u procesu proizvodnje

papira( 25 - 60oC) pogoduje razvoju različitihmikroorganizama →povezivanje u lepljiveagregate→ biomulj

-biomulj ima neprijatan miris, posebno štetan nasitima papir mašine

-mikrobiocidi sprečavaju razvoj mikroorganizama, a dodavaju se u disperziju celuloznih vlakana.

Pomoćne sirovine za poboljšanjekvaliteta papira (keljiva, boje)

1. KELJIVA:

• Papirnoj masi se dodaju da bi papir imao potrebna mehanička svojstva, hidrofoban karakter i određenu upojnost

• vezivanje lepila za hidrofilna vlakana celuloze→ omogućavanje njihovog međusobnog povezivanja

• lepilo povezuje punilo sa vlaknima→formiranjezatvorene, neporozne i dimenziono stabilnepovršine papira

KELJIVA (LEPILA) ZA PAPIRNU MASU• Keljiva koja se upotrebljavaju dele se na

– prirodna:

• biljnog porekla-kolofonijum, skrob i dekstrin i

• životinjskog porekla-tutkalo, kazein i želatin

– sintetička (polivinil alkohol, polivinil acetat, fenolformaldehidne smole)

• pokazuju značajnije prednosti u odnosu na prirodna lepila(veća sposobnost lepljenja, brže sušenje, stvaranje elastičnogfilma, providnost)

• stepen keljenja: – zavisi od dodate količine lepila ( 1/4, 1/2, 3/4 i 1/1 ili puno keljen

papir)

– štamparski papiri su obično 1/ 2 do 3/4 keljeni

– višebojni, ofset ili umetnički tisak su puno keljeni

2. BOJE ZA PAPIRNU MASU

• Najviše se upotrebljavaju sintetičke organske boje

• Bojenje se može izvršiti postupkom:

– Bojenja u masi

– Bojenje potapanjem trake papira u vodeni rastvor boje

– Nanošenjem rastvora ili disperzije boja na površinu papira

PRIPREMA PAPIRNE MASE

• Pod pripremom papirne mase podrazumevaju se sve radne operacije za prevođenje poluproizvoda i svih sirovina u stanje i oblik prikladnog za izradu trake papira na papir mašini

• Papirna masa ili pulpa predstavlja disperziju vlaknastihmaterijala, punioca i drugih pomoćnih sirovina u vodi, čijimse izlivanjem na sito papir mašine formiraju trake papira.

• Odnos polaznih sirovina zavisi od željenih osobina papira.• Pre unošenja u sabirni rezervoar izabrane sirovine se izlažu

sledećim procesima:- rastvaranju vlaknastih sirovina u vodi- razvlaknjivanju- oslobađanju eventualno prisutnih agregata-kvržica- mlevenju do željenog stepena u mlinovima i

rifajnerima- homogeniziranju komponenti u rezervoarima za mešanje

RASTVARANJE

• Vrši se u rastvaraču ili pulperu gde se materijal mehaničkom obradom i unutrašnjim trenjem (usled turbulencije) prevodi u jednoličnu vodenu suspenziju sa 4-7% suve mase

• https://www.youtube.com/watch?v=Vq6BMbq7-yM

MLEVENJE CELULOZNIH VLAKANA

• Najvažniji proces pripreme papirne mase

• kod ovog procesa dolazi do sečenja, fibriliranja i bubrenja vlakanaca

• Sečenje:– Delenje vlakana poprečno na uzdužnu osu vlakna

– Sečenjem se smanjuje dužina vlakana

• Fibriliranje:– Cepanje vlakana paralelno sa uzdužnom osom

– Dovodi do povećanja aktivne površine koja u fazi izrade papira obezbeđuje veći broj vodoničnih veza

• Bubrenje– Promena na vlaknima prouzrokovana ulaskom

vode u unutrašnje slojeve drveta

– Stepen bubrenja zavisi od stepena kristaličnosti celuloze, od sadržaja poluceluloze i dužine vremena kvašenja

– bubrenjem, vlakno u debljini raste 10 -40 %,a podužini 0.1 %

– bubrenjem vlakno postaje plastičnije (boljepovezivanje i povećana čvrstoća lista)

Uređaji za pripremu papirne mase

• Holender– obezbeđuje pripremu papirne mase; rastvaranje,

mlevenje, dodavanje punila, dodavanje boja– holender predstavlja korito sa pregradom u sredini koje

obezbeđuje kružni tok suspenzije sa rotirajućim valjkom sanoževima

– kapacitet 200 do 1000 kg papirne mase– vreme mlevenja 15 min do 10 sati

• Mašine za kontinualno mlevenje:– Konusni mlin– Pločasti mlin-Rifajner (čine ga diskovi sa noževima između

kojih se melje papirna masa)

IZRADA PAPIRA

• https://www.youtube.com/watch?v=E4C3X26dxbM

Izrada papira na papir mašini. Mokra grupa

• Papir mašina se sastoji od rezervoara, partije sita i partije presa• Faze prerade:

– akumuiliranje papirne mase– razređivanje suspenzije– prečišćavanje suspenzije– formiranje papirne trake– dovođenje suspenzije sa vlaknima na sito-natok suspenzije - sistem

cevi obezbeđuje ravnomerno doziranje papirne suspenzije na situ-voda koja prolazi kroz sito uliva se u natočno korito ili kadu

– ostali uslovi su minimiziranje prisustva vazdušnih mehurića i flokula u natočnoj suspenziji

– odvodnjavanje papirne mase– dovođenjem papirne mase na sito vrši se raspoređivanje vlakanaca na

situ zatim njihovo obezvodnjavanje

• odvodnjavanjem se koncentracija papirne mase u suspenziji dovodi na nivo 3-4 % s.m. Da bi se papirna masa prevela u sledeću operaciju-presovanje, mora se obezbediti obezvodnjavanje do nivoa od 15-24 % s.m.

• Presovanje papirne mase:– daljnje obezvodnajvanje na nivo od 25-42 % s.m. se obezbeđuje preko

partije presa– presovanje papirne mase se obavlja na papir mašini, pomoću partije

presa i filca a cilj je da papirna masa izgubi što je moguće više vode

• Partija sita:a.) registar partija predstavlja beskonačnu traku sa nizomvaljaka, pri čemu se papirna masa obezvodnjava gravitacionimtokomb.) odsisna partija predstavlja cilindar preko kojeg se krećepapirna traka i u kojem se u određenoj zoni vrši odsisavanjevode preko vakuuma.

Šematski prikaz proizvodnje papira na papir mašini sa dugim ravnim sitom

Izrada papira na papir mašini. Sušna grupa

• Papirna traka nakon obrade na partiji presa sadrži 35-40 % s.m.

• Daljnje obezvodnjavanje papirne trake se obezbeđuje u sušnoj partiji

• Sušna partija se sastoji od cilindara za predgrevanje i baterije sušnih cilindara, pri čemu sušne cilindre predstavljaju paromgrejani rotirajući valjci

• Osobine papira nakon sušenja:– sušenje obezbeđuje glatkoću, poroznost,

propustljivost vazduha, belinu

• za postizanje optimalnih osobina neophodno je ravnomerno sušenje

• sušenjem papir gubi elestičnost i plastičnost tj. postaje krt

• previše vlažna papirna traka ima za posledicu nabiranje odnosno stvaranje talasa, u tokusušenja debljina papirne trake se smanjuje do 2 puta, a poprečno skupljanje iznosi 1-8 %.

• Po završenom sušenju papir zadržava u sebi 6-8 % vlage

Izrada papira na papir mašini.Finalnaobrada

• Papirna traka ulazi u završnu partiju sa 94 % s.m. i zagrejana na temperaturu od 75 do 85°C

• Završna grupa obuhvata sledeće uređaje : uređaje za hlađenje papirne trake, uređaje zaglačanje i uređaj za namotavanje

• Uređaj za hlađenje papirne trake se sastoji od cilindara za hlađenje

• uređaj za glačanje čine čelični valjci koji služe za suvo glačanje odnosno peglanje papira

• za namotavanje papirne trake služe valjci tzv.tamburi

• širina tambura je usklađena sa širinom papir mašine

• sadržaj vlage u papirnoj traci iznosi 5-7 %• u zavisnosti od vrste papira i širine papir mašine,

tambur može biti težak do 25 t a dužina papirnetrake može iznositi 60 km.

DORADA PAPIRA• VLAŽENJE-važno za papire koji idu na satiniranje (može se vršiti pomoću

cevi za prskanje, četkom ili maglom)

• SATINIRANJE-ima za cilj postizanje obostrane glatkoće površine papira

– Pod satiniranjem se podrazumeva prolaz papira ili kartona između valjaka pod pritiskom, sa ciljem da se izjednačavanjem neravnina poveća glatkoća papira

– Mogu se postići efekti visokosjajnih, polusjajnih, bez sjaja, polumat i mat površina

– Izvodi se na kalanderu

– Razlikuje se nekoliko stepena satiniranja: mat satinirano, lagano satinirano, normalno satinirano, oštro satinirano i satinirano na visoki sjaj

– Efekat satiniranja zavisi od sastava papira, sadržaja punila i sadržaja vlage

– Prilikom satiniranja dešavaju se i neželjene promene, npr. papir se istanjuje, povećava se transparentnost, opada propustljivost vazduha, smanjuje se poroznost i sposobnost upijanja boja

Oplemenjivanje. Impregniranje. Premazivanje

• Oplemenjivanje podrazumeva specijalnuobradu papira, posle koje papir dobija nova dopunska svojstava. Oplemenjivanjem papirase postiže:

-poboljšanje štamparskih svojstava papira

-dekorativni efekti

-određena tehnička i hemijska svojstva

-određena zaštitna svojstva

• Impregniranje:– impregniranje se obezbeđuje dodavanjem potrebnih

punila i pomoćnih sirovina u holender– pri impregniranju sredstvo za impregnaciju prodire u papir

i ravnomerno se raspoređuje po celoj zapremini papira– impregniranjem se postižu značajni efekti po pitanju

kvaliteta papira bez promena karaktera papira

• poboljšanje niza osobina papira kao što su : štamparskai neka mehanička svojstava, postiže se vododbojnost i nepropusnost masti i sl.

• za impregnaciju se najčešće koriste parafin, skrobni i celulozni derivati (dobijanje dobro zatvorene površine, koja poseduje dobro upijanje štamparskih boja)

• Premazivanje:

– Način formiranja papirne trake na papir mašini, zbog strukture drvenih vlakana, uslovljavaformiranje hrapave i porozne površine--> negativan uticaj na kvalitet štampe--> ovajnedostatak se otklanja premazivanjem

• Premazivanje je mašinsko nanošenje premaza najednu ili obe strane papirne trake

• Premaz čine:– a.) beli pigmenti (kalcijum karbonat, kaolini, barijum

sulfat)

– b.) veziva

– c.) određeni broj aditiva

• Funkcije veziva:– omogućavanje ravnomerne raspodele pigmenta u

premazu

– dobro vezivanje pigmenta za papir

– ravnomernu raspodelu premaza na površinu papira

• Aditivi:-sredstva za dispergovanje pigmenata-sredstva za podešavanje viskoziteta, antipenušavci, optički izbeljivači, foto i termički stabilizatori

• Efekti premazivanja:– značajan uticaj na belinu, boju i strukturu papira

odnosno hrapavost papira– na premazanim papirima se može ostvariti najviši

kvalitet štampe– najznačajniji postupak oplemenjivanja papira

Oplemenjivanje papira. Oslojavanje. Kaširanje. Pregovanje

• Oslojavanje ili lakiranje predstavlja nanošenjena površinu papira, nekog, najčešće sintetskogpolimera u obliku rastvora, disperzije, rastopaili smeše monomera i polimera

• Prilikom otparavanja rastvora ili disperznogsredstva ili pod dejstvom UV zračenja, napovršini papira se formira sloj-film od polimera koji ne prodire u dubinu papira

– Lakiranje se obezbeđuje već na papir mašini prekoLajm prese

– prilikom lakiranja papir ne sme imati velikuupojnost

– Efekti lakiranja:

-poboljšani izgled ( naročito efekat sjaja)

- zaštita površine

- sprečavanje čupanja i prašenja površine papira

• Kaširanje (laminiranje) predstavlja nanošenje većformirane folije na površinu papira i njenospajanje sa papirom. Koristi se pri proizvodnjikombinovane ambalaže pri čemu se građakombinovane ambalaže sastoji od 6 slojeva, od kojih svaki sloj ima svoju funkciju

• Podela: prema komponentama koje se spajaju– papir sa papirom

– papir sa folijom

– papir sa tekstilom

Kaširana kartonska ambalaža

• najrasprostranjenije je kaširanje papira sa folijom• Načini spajanja:

– nanošenje lepila na obe površine i međusobno slepljivanje– međusobno spajanje pod dejstvom mehaničke sile– upotrebom povišene temperature (npr. polietilenska folija)

• Pregovanje je trajna deformacija papira uz formiranjereljefne slike pod dejstvom specijalno izvedenih klišea– deformacija se obezbeđuje pomoću graviranih čeličnih valjaka– oplemenjivanje papira bez korišćenja boja– najčešće se primenjuje pri izradi tapeta, memoranduma,

čestitki, specijalnih koverti, pozivnica i sl.

Pakovanje.Skladištenje. Klimatizacijapapira

• Mašinski izglačan, satiniran i oplemenjen papir se odlaže u skladište u obliku namotanih rolni- koturapapira

• Koturovi se pakuju omotavanjem sa nekoliko slojevaomotnog papira na kojem se odštampavaju podaci o vrsti, količini, gramaturi, formatu, smeru vlakanaca i težini kotura

• Na koturu se obavezno označava smer namotavanjaisečen na formate (uzdužno ili poprečno sečenje)

• Pakovanje u table po 100, 250 , 500 1000 kom. Pakovanjem se obezbeđuje zaštita od mehaničkihoštećenja i od atmosferskih uticaja

• Skladištenje obezbeđuje zaštitu papira od štetnih uticaja:– sunčeve svetlosti– dejstava prašine– mehaničkih oštećenja

• Uslovi skladištenja:– temperatura vazduha treba da bude između 18 i 20 °C, relativna

vlaga vazduha 50-65 %– papir treba biti smešten u suvim i svetlim prostorijama, koje se

nalaze u neposrednoj blizini odelenja za štampu– paketi papira sa tabacima se stavljaju tako da naležu celom

svojom površinom, papiri u rolni se poležu po dužini

• Klimatizacija podrazumeva prilagođavanje stanjapapira radnim uslovima koji su prisutni u prostorijama u kojima će se vršiti štampanje

• prilagođavanje je posebno važno za ofset tehnikei višebojnu štampu

• za primenu papira za štampu vrlo je važnoregulisanje vlažnosti vazduha u prostoriji u kojojse papir skladišti i štampa (normalni uslovi su : relativna vlaga 65 % i temperatura 20 °C )

FORMATI PAPIRA

• Formati papira su bitan pokazatelj identifikacije papira

• format papira predstavlja dimenzije površine papira

– format u rolnama→format= širini rolne

– format u tabacima→format= dimenzijama table

• formati su su normirani prema DIN standardima prema kojima se formati papira grupišu u jedan osnovni red A i dva dopunska reda B i C

• Površina početnog formata reda A iznosi 1m2 ima pravougaonioblik i obeležava se sa A0

• Presavijanjem –deobom formata A0 dobijaju se manji formati

• Sirovi formati za 5 % duži od obrezanih formata

FORMATI PAPIRARed Sirovi format u

mm

Konačni format u

mm

Primena

A0 860 x 1220 841 x 1189 Red vožnje

Geografske

karte

A1 610 x 860 594 x 841 Posteri

A2 430 x 610 420 x 594 Posteri

A3 305 x 430 297 x 420 Popisi

Tabele

A4 215 x 305 210 x 297 Papir za

pisma

Katalozi

A5 153 x 215 148 x 210 Obaveštenja

Računi

A6 108 x 153 105 x 148 Razglednice

A7 77 x 108 74 x 105 Poslovne

karte

Kalendari

A8 54 x 77 52 x 74 Etikete

Vizit karte

Red B-red u mm C-red u mm Primena

0 1000 x 1414 917 x 1297 Otpremne

koverte

1 707 x 1000 648 x 917 Otpremne

koverte

2 500 x 707 458 x 648 Otpremne

koverte

3 353 x 500 324 x 458 Otpremne

koverte

4 250 x 353 229 x 324 Otpremne

koverte

5 176 x 250 162 x 229 Otpremne

koverte

6 125 x 176 114 x 162 Koverte

7 88 x 125 81 x 114 Koverte

8 62 x 88 57 x 81 Koverte

Smer vlakanaca

• zbog načina proizvodnje, papir predstavlja anizotropanmaterijal, tj. njegova svojstva (zatezna čvrstoća, istezanje, dimenziona stabilnost) u smeru kretanjatrake i poprečno na smer nisu ista

• papir usmeren u pravcu vlakana ima veću čvrstoću ibolju dimenzionu stabilnost

• prilikom sečenja papira u tabake potrebno je da smervlakana bude paralelan sa dužom ivicom tabaka

• navedena svojstva bitno utiču na štampanje i daljuobradu papira.

KLASIFIKACIJA PAPIRA

• U svetu se danas proizvodi preko 3000 različitih vrsta papira

• Klasifi kacija prema gramaturi:

– papire, sa gramaturom 8-150 g/m2

– polukartone, sa gramaturom 150-250 g/m2

– kartone, sa gramaturom 250-500 g/m2

– lepenke, sa gramaturom iznad 500 g/m2

• Prema nameni:

– štamparski papiri

– papir, karton i lepenka kao ambalažni materijal

– tehnički i specijalni papiri

– kancelarijski i administartivni papiri

– higijenski papiri

• Prema udelu osnovnih sirovina:

– bezdrvni papir

– papir koji sadrži pretežno drvenjaču

– papir koji sadrži pretežno sekundarne sirovine

– papir koji sadrži tekstilni otpad (pamuk, lan, juta)

• Prema načinu premazivanja:

– nepremazani

– premazani

– jednostrano premazani- hromo papiri

– obostrano premazani- kunstdruk

• Posebna grupa: samokopirajući papiri

(gramatura 35-50 g/m2)

– indigo (tanak sloj voska sa dispergovanom čađi odnosno indigo boja)

– mikrokapsule sa bojom

ŠTAMPARSKI PAPIRI

• Nezavisno od tehnike štampanja, štamparski papiri moraju da zadovolje opšte zahteve:– Da pritiskom uz obojenu štamparsku formu ravnomerno

primaju štamparsku boju– Da su ujednačene debljine– Da su ujednačene beline i da se pod uticajem svetlosti

belina ne menja– Da su što manje providnosti– Da imaju dovoljnu mehaničku čvrstoću u vlažnom i suvom

stanju– Da tabaci imaju pravougaoni oblik bez krzavosti– Da je svaki tabak bez pregiba, fleka i mehaničkih povreda

– Posebni zahtevi:

• a.)Pogodnost za štampu:– sposobnost vezivanja boje u kratkom vremenskom

intervalu

– prilagođenost površine upijanju boje i njenom brzom sušenju

• b.)Pouzdanost u radu: – određuje se brojem kidanja papirne trake una

štamparskoj mašini

– kidanje trake zavisi od:• zatezne čvrstoće papira

• stepena homogenosti površine papira

• klimatskih uslova u prostoriji

• c.) Prašenje i čupanje: – prašina predstavlja veliki problem u štamparijama,

a posledica je otkidanja punioca ili pigmenata od papira

– više je prisutna kod visoke i ofset štampe, zbogkarakteristika boje koja u ovom slučaju ima većuviskoznost

– prašina sa jedne strane prlja mašinu, a sa drugestrane ometa prenos boje na štamparsku formu

– Prašenje i čupanje papira se smanjuje dobrimlepljenjem mase i površine papira i nanošenjemkvalitetnih premaza

• d.) Stabilnost dimenzija: – neophodno za dobru reprodukciju u boji– nije dozvojena promena dimenzija papira, niti u pravcu kretanja trake

papira niti normalno na pravac

• e.) Statičko naelektrisanje papira: – nastaje usled trenja papirne trake o različite delove mašine i brzog

razdvajanja od tih delova– može da nastane i pri namotavanju i odmotavanju trake sa rolne– najčešće nastaje pri uslovima kada je relativna vlažnost vazduha niža

od 40 %

Negativne posledice naelektrisanja:– slepljivanje više listova papira– brzo istiskivanje tankog sloja vazduha između listova papira pri čemu

dolazi do kontakta sveže boje sa poleđinom susednog lista– kod duboke štampe može izazvati varničenje--> eksplozija para toluola

(rastvarač za boju)

PAPIRI ZA VISOKU ŠTAMPU

• Visoka štampa:

• tipo i flekso štampa

• štamparski elementi izdignuti u odnosu naneštampajuće elemente (štamparski cilindar)

• Prenos boje na papir:– štampajući element koji je premazan sa bojom dolazi u kontakt

sa štamparskim cilindrom koji nosi papir– u toku kontakta, boja kvasi papir i prodire u pore papira– u toku odvajanja papira od štamparske forme dolazi do cepanja

boje, pri čemu veći deo boje ostaje na papiru--> formiranjeotiska

• Neophodna svojstva papira za štampu:– optimalna elastičnost ( značajna zbog deformisanja) i mekoća– dobra upojnost (značajna zbog kontrolisnog prodiranja boje u

papir) i glatkoća ( zavisi od namene)– odgovarajuća otpornost na prašenje i čupanje (značajno zbog

velike viskoznosti boje pa su sile čupanja pri cepanju boje velike)

• Flekso štampa:– štamparske forme su izgrađene od gume--> mogućnost

korišćenja boje male viskoznosti

PAPIRI ZA RAVNU I DUBOKU ŠTAMPU

• 1.Ofset štampa:– štampajući i neštampajući elementi se nalaze u istoj ravni– štamparske forme-hidrofobne -vezuju boju– štamparski cilindri-hidrofilni - vezuju vodu

• Mehanizam ofset štampe:– nanošenje boje na štamparsku formu– prenošenje boje sa štamparske forme na cilindar obložen gumom– prenošenje boje sa gumenog cilindra na papir koji pritiska štamparski

cilindar koji je ovlažen vodom i odgovarajućim aditivom

• Neophodne osobine:– dobra dimenziona stabilnost (ostvaruje se dobrim lepljenjem-

primenom sintetskih lepila)– dobre mehaničke osobine– dobra upojnost i glatkoća

• 2.Duboka štampa:

• štamparska forma se nalazi ispod štamparskogcilindra

• Mehanizam štampe:

– rupice u štamparskoj formi se pune bojom

– višak boje se odstranjuje rakelom

– prenošenje boje na papir se ostvaruje pritiskomštamparskog cilindra na formu

• ovom tehnikom je moguće ostvariti najveći broj otisaka

• u zavisnosti od namene odabire se odgovarajući kvalitet papira

• Neophodne osobine:– dobre mehaničke osobine

– velika mekoća i elestičnost

– dobra upojnost i glatkoća

– velika otpornost na prašenje

OSOBINE PAPIRA I METODE ISPITIVANJA

• Debljina papira, važna osobina jer se prema debljini papira određuje zazor između cilindara u štamparskoj mašini – Meri se pomoću mikrometra i izražava se u milimetrima

• Gramatura papira predstavlja masu jednog kvadratnog metra papira (meri se tako što se iseče uzorak sa definisanom površinom od 100 m2 i izmeri na vagi sa tačnošću od 0, 001 g. Kada se izmerena masa pomnoži sa 100, dobija se gramatura papira izražena u gramima po kvadratnom metru g/m2

• Gustina i specifična zapremina papira-predstavlja masu jedinice zapremine uzorka papira, a specifična zapremina predstavlja recipročnu vrednost gustine

• Sadržaj punioca u papiru-ne valja ni kada je punilac slabo povezan sa celuloznim vlaknima niti kada je uneta prevelika količina jer se mogu javiti poteškoće pri štampanju u vidu prašenja papira ili povećane krtosti koja može dovesti do pucanja papira. Merenje puniolaca se zasniva na tome što su punioci neorganske supstance koje su postojane pri visokim temperaturama i ne gore-videti vežbe i postupak izračunavanja (!)

• Vrsta vlakana u papiru-papiri se prema vrsti vlakana od kojih su proizvedena dele na:– Bezdrvne papire (sadrže samo primarna celulozna vlakna)– Papire izrađene od drvenjače i– Papire koji su izrađeni od sekundarnih vlakana (iz starog papira)

• Sadržaj vlage u papiru-predstavlja gubitak u masi papira iyayvanisušivanjem uzorka papira-vežbe!

• pH vrednost papira – mogu da se kreću iumeđu 4 i 10, zavise od vrste štampe, ukoliko su pH vrednosti izvan optimalne vrednosti mogu se oštetiti štamparske forme i izmeniti tonske vrednosti boja koje se nanose na papir

• Smer vlakana u papiru

• Stepen lepljenja (keljenja) u papiru• Stepen keljivosti:

– zbog hidrofilne prirode papira, a u cilju poboljšanja osobina papira da prilikomštampanja bolje prima boju, papiru se dodaju keljiva

– stepen keljivosti je obrnuto proporcionalan sposobnosti papira da veže vodu-f– f= t x100 / (G/10) 2

t-vreme prodiranja tinte (min)G-gramatura ( g/m2)

• Vrednosti stepena keljivosti:• -stepen keljenja do 10- slabo keljeni papir• -stepen keljenja od 10 do 20- srednje keljeni papir• -stepen keljenja preko 20- dobro keljeni papir• Oznake stepena keljenja:

– 0/0- potpuno nekeljeni papir– 1/4- četvrt keljeni papir– 1/2- polukeljeni papir– 3/4- tričetvrt keljeni papir ( štamparski papiri)– 1/1- punokeljeni papir ( pisaći papir, papiri za ofset štampu, za umetničku štampu)

• Otpornost papira na prašenje i čupanje-papiri sa velikim sadržajem punioca, kao i papiri sa sa kratkim i nedovoljno isprepletanim vlaknima mogu prilikom štampanja da praše i čupaju, pri čemu izdvojeni deo punioca i vlakana prlja štamparsku formu i tako utiče negativno na kvalitet otiska.

• Određivanje mehaničkih svojstava papira (određivanje zatezne čvrstoće papira, dužina kidanja papira, otpornost na pritisak, otpornost na savijanje (krutost), tvrdoća).

OPTIČKA SVOJSTVA

• Tu spadaju sjaj, belina, opacitet (neprozirnost), transparentnost ili prozirnost

• Sjaj papira i štampanih proizvoda je optičko svojstvo površine neke podloge koje ukazuje koliko svetlosti se reflektuje od površine, pod uglom jednakim upadnom uglu.

• Ukoliko je površina glatka, najveći deo svetlosti koji padne na površinu se reflektuje i posmatrana površina će imati maksimalan sjaj

• Sa povećanjem stepena hrapavosti površine, smanjuje se intenzitet reflektovane svetlosti i posmatrana površina ima manji sjaj, odnosno postaje mat.

• Naneta boja će se intenzivnije osećati ako ima veći sjaj

• Sjaj odštmpanih površina se može povećati lakiranjem površine bezbojnim lakom

• Belina papira-stepen beline papira se određuje kao odnos intenziteta reflektovane svetlosti površine ispitivanog uzorka i etalona; etalon može biti npr. Magnezijum-oksid ili barijum-sulfat

• Belina papira zavisi od boje osnovnih vlakana, stepena njihovog belenja, vrste i kvaliteta punioca i aditiva, kao i od kvaliteta premaza

• Providnost i opacitet papira – providnost ili transparentnost papira se izražava odnosom intenziteta propuštene i upadne svetlosti

• Suprotno svojstvo od providnosti je opacitet

• Npr. za paus-papir je važno da bude providan, dok npr. novinski papir treba da ima što manju providnost, odnosno što veći opacitet

Kartoni i lepenke

• Kartoni:– proizvodi papirne industrije slični papirima , ali veće gramature 150 -500 g/m2

( do 250 g/m2- polukartoni , od 250-500 g/m2 - kartoni)– izrađuju se od istih materijala i na isti način kao i papir

• Osnovna podela :– jednoslojni (mašina sa ravnim sitom)– višeslojni ( mašina sa ravnim sitom i sa okruglim sitima, više prijemnih bazena

• Upotreba:– izrada korica knjiga, fascikli, listova albuma,dopisnica, razglednica,plakata, za

crtanje,za izradu fotopapira,– za ambalažu- talasasti ( valoviti ) karton

• Vrste kartona:

1. Kraftlajner:nebeljeni, jednostrano glačani papir iz celuloze dobijenesulfatnim postupkom ( gramatura 125-350 g/m2)

– vrlo dobre mehaničke osobine– koristi se za izradu ravnog pokrivnog sloja talasastog kartona i za

izradu vreća i kesa

2.Fluting:– dobija se iz poluceluloze,celuloze iz slame i starog papira– po osobinama je dosta krut– koristi se za izradu talasastog sloja valovitog kartona

3.Šrenc:– dobija se iz nesortiranog starog papira (gramatura 100-180

g/m2)– slabe mehaničke osobine– koristi se za izradu unutrašnjih ravnih slojeva talasastog kartona

• 4.Testlajner:– dvoslojni, mašinsko uglačan papir ( gramature 125-250

g/m2 )– proizvodi se iz starog papira, a pokrivni sloj iz sulfatne

celuloze– ima bolje mehaničke osobine nego šrenc papir– koristi se kao pokrivni ravan sloj ili kao valoviti sloj kod

talasastog kartona

• Karakteristike talasa kod talasastog kartona:– krupan talas ( h= 3,2 - 4 mm, l= 6,8 - 8 mm)– sitan talas ( h= 2,2- 3 mm, l= 5,5 - 6,5 mm)– mikro talas ( h=1 - 1,8 mm, h= 3 - 3,5 mm)

• Lepenke: – proizvodi papirne industrije slični papiru i kartonu ali

znatno veće gramature, veće od 500 g /m2

– za njenu proizvodnju se koriste manje kvalitetnesirovine ( stari nesortirani papir, drvenjača, slamažitarica)

• Podela:– bela lepenka , izrađena iz bele drvenjače– smeđa lepenka, izrađena iz mrke drvenjače– slamena lepenka, izrađena iz slame žitatica

• Upotreba:– za izradu korica knjiga, specijalne ambalaže, za izradu

maski i različitih matrica, u obućarskoj industriji.

GRAFIČKE BOJE

ZNAČAJ BOJE UOPŠTENO

• U svakodnevnom životu boje imaju višestruk značaj:– INFORMACIJE putem boje (boja u saobraćaju, boje

životnih namirnica, boja kože, boja ambalaže (ukazuje na sadržaj ambalaže)

– EMOCIJA i motivacija putem boje:• Boja u umetnosti

• Boja kao nadražaj za kupovinu

• Boja zida/tapete

• Modna boja

• Boja biljaka

GRAFIČKE BOJE

• Pod grafičkom bojom podrazumeva se materija u obliku tečnosti ili paste (disperzni sistem) sastavljen od pigmenata (čvrsta faza) i veziva (tečna faza) i ostalihkomponenti veziva: ulja, smole, rastvarači i sikativi, koja ima određenu obojenost i sposobnost da se u toku procesa štampe veže na podlogu na kojoj se štampa

• Pigmenti su jedinjenja koja obezbeđuju obojenost odnosno daju boju, a vezivo povezuje pigment međusobno i pigment sa površinom podloge

• Njena uloga je da sliku sa štamparske forme verno prenese na podlogu kao i da stvara kontrast u odnosuna podlogu

Sastav grafičkih boja

Istorijski uvod

• boja predstavlja pojam apstraktne prirode koja izaziva optičkiosećaj (žuto , zeleno, plavo)

• boja predstavlja i pojam materijalne prirode koji označavamateriju kao nosioca obojenja

• pronalazak boje datira već iz najranije istorije ljudskog razvoja(ručno nanošenje boja pomoću pera na pergament, papirus, na glinene i kamene ploče)

• temelje štampanja sa bojama su postavili Egipćani i Kinezi

• prvobitna štamparska boja je bila crna boja, koja je dobijena mešanjem čađi sa različitim prirodnim lepilima

• razvoj štamparskih boja pratio je razvojštamparstva, a nagli porast je nastao od momentapronalaska Gutenbergove štamparske mašine

• u prvoj fazi razvoja štamparskih boja dominiracrna boja, kao veziva se koriste lanena ulja a kaopigment čađ uz ukuvavanje do određene gustine

• u 19. veku pored crne boje počinju da se intenzivno koriste i boje drugih nijansi

• Osobine boja:– Konzistencija-opisuje opšte stanje boje u masi, menja se promenom

temperature i mešanjem, do promene može doći tokom stajanja boje– Adhezija-privlačna sila između česstica različitih materija. U toku štampe sile

adhezije moraju biti dovoljno jake kako bi štamparska forma prihvatila boju, a zatim je prenela na podlogu za štampu

– Kohezija-privlačna sila između čestica iste materije. Razlikuju se boje ’’jake’’ kohezije tzv. duge boje koje se razvlače u duge niti i ’’kratke’’ boje koje se razvlačenjem kidaju

– Lepljivost se definiše kao otpor boje razvlačenju, a zavisi od površinskog napona i viskoznosti

– Viskozitet je reološko svojstvo boje, tj. pojava koja se javlja usled trenja između čestica boje koja teče, odnosno unutrašnje trenje ili frikcija

– Tečljivost ili fluiditet je svojstvo materije da lako teče, boja sa dobrim tečenjem dobro će se rasporediti na valjcima za razribavanje

– Površinski napon-molekuli u unutrašnjosti tečnosti su u stanju ravnoteže, dok na molekule na površini tečnosti deluju sa jedne strane privlačne sile susednih molekula, a sa druge strane adhezione sile molekula materije sa kojom su u kontaktu. Te dve vrste sila nisu u ravnoteži pa na površinske molekule deluju sile koje nastoje da ih uvuku u unutrašnjost i na taj način smanje ukupnu površinu tečnosti što rezultuje pojavom površinskog napona

– Tiksotropija-reverzibilan proces koji ukazuje da se u toku određenog vremenaviskozitet boje povećao, da bi se opet dodatnim mešanjem viskozitet vratio naprvobitan nivo tečljivosti

Pigmenti u grafičkoj industriji

• pigmenti su nosioci obojenja u štamparskim bojama a predstavljaju vrlo sitne, nerastvorne, hemijski stabilne čestice u kristalnom stanju

• Zahtevi za pigmente:- određeno obojenje i pokrivnu moć- praškast oblik ili sposobnost prevođenja u prah- optimalne dimenzije čestica su 0.02 – 0,5 μ-krupnije čestice izazivaju pojavu svetlosnog efekta tj. nijansa i ton boje se menjaju u zavisnosti od uglaposmatranja- jako sitne čestice dovode do koloidne disperzije pri čemuje postojanost otiskanezadovoljavajuća

• sledeći zahtev je lako kvašenje mešanje i homogenizovanje savezivima

• formiranje zaštitnog omotača debljine 20-30 μ čime se postiže boljaplastičnost

• čisto obojenje koje je stabilno prema temperaturi i svetlosti• stabilnost osnovnog obojenja prema vezivima i rastvaračima• sposobnost da se ne taloži ili ne isplivavaju na površinu veziva• postojanost u odnosu na vodu, kiseline, alkalije, rastvarače• da ne usporava proces sušenja• Mogu biti NEORGANSKI (prirodni i sintetički) i ORGANSKI (prirodni

organski i sintetski organski pigmenti)

VEZIVA U GRAFIČKIM BOJAMA

• Veziva su tečne komponente boje koje služe kao disperzna sredstva zadispergovanje i prenošenje pigmenata na štamparsku podlogu

• vezivo daje boji konzistenciju (viskoznost , lepljivost), sposobnost sušenja i određuje radne karakteristike grafičke boje

• Najčešće korišćena veziva: ulja, firnisi, smole, rastvarači, aditivi

• u zavisnosti od oksidacione moći ulja dele se na :• - sušiva, polusušiva i nesušiva ulja• - pokazatelj sušivosti ulja je količina vezanog kiseonika, koja je

proporcionalna jodnom broju• - jodni broj predstavlja količinu joda, koju može da apsorbuje 100 g ulja :• - iznad 140 - sušiva ulja• - 100-140 - polusušiva ulja• - ispod 100 - nesušiva ulja

• -u zavisnosti od porekla:• -mineralna ulja,biljna ulja, životinjska ulja, sintetička ulja• Mineralna ulja: dobijaju se frakcionom destilacijom nafte• Osobine:• - postojanost prema bazama, kiselinama, agensima za sušenje• - lako prodire kroz papir pri čemu ostavlja masne mrlje• Podela:• 1.mašinska ulja:• - za grafičke boje se upotrebljava teško mašinsko ulje, a koristi se uz

dodatak kolofonijuma kao vezivo za visoku štampu• 2.asfaltno vezivo:• - smeša prirodnih asfalta i stearina razrwđwnih sa mineralnim

uljima

• - najviše se koristi za proizvodnju crnih boja

• Biljna ulja:• - spadaju u grupu sušivih ulja i karakterišu se sposobnošću da vezuju

kiseonik iz vazduha pri čemu reakcijama polimerizacije formirajuelastični fi lm

• Podela:• 1.laneno ulje:• - trigliceridi različitih masnih kiselina, pri čemu nezasićene kiseline

reaguju sa kiseonikom i očvršćavaju• - u toku dužeg ukuvavanja bez prisustva vazduha viskoznost ulja se

naglo povećava pri čemu nastaje firnis• 2.polusušiva i nesušiva ulja:• - suncokretovo ulje - polusušivo• - ricinusovo ulje - nesušivo ulje

• Sintetička ulja:

• - proizvode se iz prirodnih sirovina (sojino ulje, riblje ulje, derivata nezasićenih acetilenskihjedinjenja ili sintetskih alkidnih ulja)

SMOLE

• nekristalne čvrste materije ili tečnosti relativno velike molekulske mase• Podela:• a.) Prirodne smole:• 1.Kolofonijum:• - prirodna smole biljnog porekla-bor• - posebno je dobro vezivo na bazi kolofonijuma rastvorenog u mineralnom ulju• 2.Šelak:• - prirodna smola životinjskog porekla• - predstavlja smešu masnih kiselina, voskova i pigmenata• - koristi se kao vezivo za fleksografske boje, za boje za duboku štampu, za lakove za papire• - ima veliku otpornost prema vlagi i pari• b.)Sintetske smole:• - omogućuju dobijanje boja sa specijalnim osobinama• - boje na bazi sinteskih smola se suše isparavanjem• - veziva na bazi sintetskih smola se mogu koristiti za sve vrste štampe• - najznačajnije sintetske smole: kolofonijum estar, fenolformaldehidne smole,alkidne smole

RASTVARAČI

• rastvarači su komponente u grafičkim bojama kojeodržavaju smolu u rastvorenom stanju do momenta prenošenja boje na podlogu za štampanje

• rastvarači bojama daju naophodnu konzistenciju

• kao rastvarači se koriste organske materije, koje posleotiskivanja isparavaju, pri čemu omogućavaju da se boja na otisku zadrži i što brže suši

• najvažnija osobina rasvarača je velika brzinaisparavanja

• najčešće korišćeni rastvarači: ketoni, estri, alkoholi, alkohol-etri, ugljovodonici

SIKATIVI (SUŠIOCI)

• sredstva za poboljšanje i ubrzavanje vezivanja boja, pričemu deluju kao katalizatori na brzinu sušenja boja

• efikasni su samo u prisustvu kiseonika koji omogućavareakciju oksidacije, pri čemu se stvara čvrsti film

• u toku oksidacije, kiseonik se prvo veže na sikative, a zatim se aktivirani kiseonik oslobađa i oksidiše vezivo

• Najčešće korišćeni sikativi: - soli Ca, Pb, Mn• -sikativi se dodaju boji najviše do 1 %• Podela prema načinu delovanja:• - jaki sikativi (površinski sušioci)• - mirni sikativi (dubinski sušioci)

Dodaci grafičkim bojama

• dodaci modifikuju osobine grafičkih boja• dodaci su mešavina raznih vrsta voskova, sapuna,masti i

ulja• upotrebom dodataka se eliminišu nedostaci boja usled

kojih dolazi do problema u toku štampanja (slepljivanje, razmazivanje, preslikavanje)

• Podela:• Antioksidanti, koji usporavaju tok sušenja ( fenoli, amini,

aldehidi, ketoni)• Površinski aktivna sredstva, koja služe za kvašenje pigmenta

( pospešuju dispergovanje pigmenata u vezivu)• Dodaci za ublažavanje jakih mirisa boje

ŠTAMPARSKA SVOJSTVA BOJA

• Zahtevi koje treba da ispuni grafička boja:– vizuelne karakteristike– podesnost za određenu vrstu štampe– sušenje pod određenim uslovima– vezivanje za određeni materijal i postojanost

• Vizuelne karakteristike boja se definišu:– obojenošću grafičke boje– transparentnošću i opacitetom– sjajem

• Obojenost je definisana sa 3 parametra:• I. ukazuje na ton boje (crveno, plavo, žuto)• II. ukazuje na jačinu obojenosti - mera zasićenosti grafičke boje• III. čistoća koja ukazuje koliko je svetla ili tamna grafička boja

• Ton grafičkih boja:

• ton boje određuje talasna dužina kojom se svetlosnizrak reflektuje od obojene površine – refleksnispektrofotometar

• talasnu dužinu koju apsorbuje neka obojena površinaodređuje se pomoću apsorcionog spektrofotometra

• Ton boje zavisi od odnosa obojene površine i okoline i posledica je različitih dužina puteva prostriranjasvetlosnih zraka kroz sloj grafičke boje

• ton boje direktno definiše kvalitet odštampanihproizvoda sa estetske tačke gledišta Određivanje tonaboje najčešće se vrši pomoću etalona-ton karta

• Prozračnost:

• Zavisi od načina prelamanja svetlosnog zrakakoji prodire kroz grafičku boju ( sloj pigmenta i sloj veziva)

• u slučaju podudaranja pokazatelja prelamanjasvetlosnih zraka kroz vezivo i kroz pigment boja je prozračnija u suprotnom slučaju zaposledicu imamo opacitet

• Sjaj grafičkih boja:

• Sjaj odštampanog otiska isključivo zavisi od stepena glatkosti odnosno hrapavosti njegovihpovršina

• više glatka površina daje veći sjaj

• hrapava površina daje mat efekat (rasipanjesvetlosnog zraka)

• sjaj se utvrđuje koeficijentom refleksije i predstavlja količinu energije svetlosnih zraka u vidljivom delu spektra koji se reflektuju saobojene površine a izražavaju se u %, uređaj-glosometar.

• Na izbor grafičke boje velik uticaj ima vrste podloge (materijala) na kojoj se štampa

• Postoje materijali koji upijaju (papir, karton, tekstil idr.) i materijali koji ne upijaju grafičku boju (metalne površine, staklo, plastični materijali, celofan)

VRSTE GRAFIČKIH BOJA

• Prema putu kojeg boja prelazi, boje se mogu podeliti na:

– Grafičke boje koje prelaze ’’dugačak put’’ od bojanika do otiska- kod visoke i ofset štampe), pastozne i guste boje

– Grafičke boje koje prelaze ’’kratak put’’ od bojanika do podloge za štampu (duboka, flekso, tampon, sito štampa), retke boje, koriste se rastvarači koji brzo isparavaju

• Prema konzistenciji, tečljivosti boje možemo podeliti na:– Tečljive boje i

– Boje slabe tečljivosti

• Prema pokrivnosti boje možemo podeliti na:– Transparentne boje

– Pokrivne boje

• Prema sušenju:– Brzosušive boje

– Polusušive boje

– Nesušive boje

• Prema tehnici štampe, boje se mogu podeliti na boje za:

– Visoku štampu

– Ofset štampu

– Duboku štampu

– Sito štampu

Grafičke boje za flekso štampu

• Štampanje se izvodi elastičnim gumenim reljefnimformama i izrazito tečljivim grafičkim bojama

• Sastav grafi čkih boja za flekso štampu:– a.) pigment

– b.) isparljivi rastvarač

– c.)smole rastvorene u pogodnom rastvaraču

• Neophodno svojstvo flekso grafičke boje je lakatečljivost koja se održava dodatkom pogodnograstvarača ručno ili automatski

• Obojenost i jačinu fleksografskog otiska određuje debljina filma koja se kreće u opsegu 2-15 μ

Grafičke boje za ofset štampu

• Predstavljaju najsloženiji sistem grafičkih boja• Boje su po konzistenciji viskozne i slične su pastama• Ove boje moraju imati veliku lepljivost ali istovremeno moraju biti kratke• Kohezija grafičkih boja za ofset štampu treba da je u optimalnim

granicama kako bi se mogao obaviti prenos grafi čke boje u zadatoj količinisa forme na gumeni ofset valjak, a sa njega na podlogu

• Zbog kvašenja forme u toku štampe dolazi do emulgovanja boje, štoznačajno utiče na karakteristike boje

• Poseban zahtev se postavlja za stepen disperzije pigmenta odnosno dobrodispergovanje i homogenizovanje pigmenta u vezivu kako bi se na otiskuostvarila ravnomerna dubina tona

• Pigmenti moraju biti postojani prema vodi i prema kiselinama• Primenom kompozicionih veziva koja predstavljaju smeše smola i ulja,

postiže se veća postojanost prema vodi• Debljina filma ovih grafičkih boja iznosi 1- 3 μ, zato je potrebno koristiti

veći sadržaj pigmenta, a manje sikativa

Grafičke boje za sito štampu• Boje za sito štampu treba da budu kratke i pokazuju konzistenciju koja nije

masna

• Tehnološka specifičnost ovog postupka, gde se pod pritiskom istiskuje bojakroz otvor sita, upravo zahteva boju koja se lako odvaja od sita i izvlači u tankeniti

• Boje za sito štampu sadrže oštro mlevene pigmente dispergovane u vezivusačinjenom od dehidriranog ricinusovog ulja, sintetske smole, ugušćenoglanenog ulja i kerozina i nafte kao rastvarača

• Regulacijom viskoziteta boje obezbeđuje se tečljivost u meri koja omogućava lako prodiranje boje kroz pore sita

• Dobijeni otisak sa ovim bojama poseduje potrebnu oštrinu odnosno ne širi se van mesta predviđenih za štampanje i ne razliva se

• Sito štamparske boje se izrađuju na bazi laneno uljnih firnajsa i veštačkih smola

• Sušenje ovih boja se poboljšava dodatkom sikativa

• Sloj utisnute boje u sito štampi mnogo je deblji nego u ostalim štamparskimpostupcima ( utrošak boje je 10 do 20 puta veći nego u visokoj štampi)

Grafičke boje za duboku štampu

• Zbog karakterističnih udubljenja elemenata na štamparskoj formi koristese boje manje viskoznosti i veće isparljivosti

• Sastav boja: smole, pigmenti, plastifi katori, voskovi, aditivi, rastvarači• Pigmenti se koriste do 15 % i moraju biti postojani prema rastvaračima• Za kontrolu sjaja koriste se punioci : kaolin, kalcijum karbonat• Zahtevi za smole :

– odgovarajuća adhezija na supstrat– dobra rastvorljivost– dobra isparljivost– dobro kvašenje pigmenta– jačinu koja obezbeđuje postojanost otiska na trenje

• Izbor rastvarača je uslovljen materijalom na kojem se štampa i krajnjomupotrebom, pri čemu rastvarač čini do 60 % sadržaja boje

• Osobine se mogu poboljšati još upotrebom aditiva.

Vodene grafičke boje

• Prelazak na vodene grafičke boje predstavlja ne samoekološku nego i ekonomsku potrebu

• Osnovni problem pri korišćenju grafičkih vodenih boja je sporije isparavanje koje je 4-5 puta sporije u odnosu naboje koje sadrže organske rastvarače i tiksotropija

• Mnogobrojnim ispitivanjima zavisnosti prenosa grafičkeboje od tiksotropije zaključilo se da povećana tiksotropijagrafičke boje uslovljava lošiji prenos boje na podlogu

• Problem tiksotropije je moguće rešiti:– promenom odnosa pigment-vezivo– korišćenjem rastvora polimera– dodavanjem površinski aktivnih materija

Uzajamno dejstvo boje i štamparskepodloge

• Nanošenjem boje na podlogu dolazi do kvašenja podloge• Kvašenje uključuje uvek 3 faze. U slučaju štampe to su vazduh kao gasovita, boja

kao tečna i podloga kao čvrsta faza• Tokom štampanja tečna faza zamenjuje vazduh koji je prisutan u porama podloge,

kvaseći istu pri čemu se ostavaruju adhezivne veze, odnosno čvrsto prijanjanje bojaza podlogu

• U slučaju da boja ne može da istisne vazduh sa podloge, do kvašenja ne dolazi takoda se štampanjem ne mogu ostvariti željeni otisci

• Mogući slučajevi kvašenja podloge pokazuju da što je veći ugao kvašenja α, to je kvašljivost podloge slabija

• Boja naneta na podlogu treba da se kvasi u dovoljnjoj meri, nezavisno od toga da li podloga spada u grupu upojnih ili neupojnih

(sa slabim upijanjem)• Da li će neka boja kvalitetno prianjati na površinu folije, može

se proveriti ispitivanjem površinskog napona boje i folije –ispitivanje površinskog napona folija-(vežbe)!

Očvršćavanje boja

• Očvršćavanje boja predstavlja stvaranje čvrstog sloja boje na površinipodloge

• Prilikom očvršćavanja boja iz tečnog stanja prelazi u čvrsto• Očvršćavanje omogućuje da se pod uticajem vezivnih sredstava omogući

vezivanje pigmenta za podlogu• Mehanizam vezivanja boje za podlogu se može objasniti preko uloge i

načina očvršćavanja veziva• U zavisnosti od karakteristika hemijske građe i osobina komponenti

boje kao i osobina podloge razlikujemo sledeće načine očvršćavanja:– upijanje : veziva koja se upijaju u odgovarajuću podlogu– isparavanje : veziva koja očvršćavaju isparavanjem rastvarača– oksidacija: veziva koja očvršćavaju oksidacijom– polimerizacija : veziva koja polimerizuju– geliranje : veziva koja geliraju– očvršćavanje hlađenjem - termotopiva veziva koja očvršćavaju pri

hlađenju

• Debljina filma grafičke boje u zavisnosti od vrste štampe:

– Ofset štampa 2 µm

– Duboka štampa 7 µm

– Sito štampa 8-100 µm

• Film ima zadatak da omogući potreban kontrast u odnosu na podlogu

• Obojenost štampanih proizvoda se može posmatrati samo u delu elektromagnetnog zračenja u rasponu od 380-760 nm (deo kojeg čovek vidi).

ADITIVNA SMEŠA BOJA

• Vidljivi deo spektra može se podeliti u tri jednaka dela:

– Od 760-600 nm (crven)

– Od 600-500 nm (zelen)

– Od 500-380 nm (plav)

• Ovo su primarne aditivne boje

• Ako se izvrši preklapanje boja dobiće se

– Crvena+zelena = žuta boja

– Zelena+plava = cijan

– Plava + crvena = magenta

SUPTRAKTIVNA SMEŠA BOJA

• Štampanje u boji zasniva se na selektivnoj apsorpciji boja i pigmenta koje se nalaze u grafičkim bojama

• Spektar se može podeliti i ako se apsorbuje:– Plava 380-500 nm dobiće se žuta

– Zelena 500-600 nm dobiće se magenta

– Crvena 600-760 nm dobiće se cijan

• Ovde su žuta, magenta i cijan primarne suptraktivne boje

• Štampanjem magente preko žute dobiće se crven otisak

• Štampanjem žute preko cijan zelen otisak

• Štampanjem cijan preko magente plavo obojen otisak

• Preklapanjem sve tri boje dobiće se crna

• Svetlost koja se emituje iz izvora svetlosti, reflektovana ili propuštena svetlost dolazi do oka i kao rezultat različitih procesa u oku i mozgu javlja se doživljaj obojenosti

• Ako telo apsorbuje svu svetlost boja će biti crna• Ako telo reflektuje svu svetlost čovekovo oko vidi

belu boju• Ako apsorbuje konstantan deo svetlosti u celom

opsegu između 380 i 760 nm boja će biti siva• Crna, bela i siva boja su AHROMATSKE BOJE

• Ukoliko telo apsorbuje npr. talasnu dužinu 400-435 nm, ostatak spektra će biti reflektovan i telo će biti žute boje

• Apsorbovana svetlost ima određenu spektralnu boju, a reflektovana svetlost daje boju telu

KARAKTERISTIKE BOJA

• Ton boje je najvažnije svojstvo štamparskih boja

• Predstavlja dominantnu talasnu dužinu i određen je talasnom dužinom svetlosnog zraka koji u našem oku izaziva osećaj boje

• Zasićenost boje je mera čistoće hromatske boje u odnosu na primese bele boje

• Boje koje ne sadrže primese bele boje su zasićene boje

• Maksimalno zasićenje imaju osnovne spektralne boje

• Bela, siva i crna su ahromatske boje, ostale hromatske

• Svetlina boje je karakteristika koja određuje stepen crne boje u datoj boji

• S obzirom da su boje definisane sa tri karakteristike: ton, zasićenje i svetlina, mogu se prikazati u trodimenzionalnom dijagramu

• U trodimenzinalnom sistemu boja se prikazuje tačkom-koja je određena sa tri koordinate

CIE sistemi boja

• CIE ili Commision Internationale de l’Eclairage (Međunarodna komisija za osvetljenje) je organizacija koja je standardizovala određivanje sistema boja definišući svetlosni izvor, standardnog posmatrača i metodologiju koja se koristi za određivanje vrednosti koje opisuju boju

• CIE sistemi boja koriste tri koordinate da odrede boju u prostoru boja, oni uključuju

– CIE XYZ

– CIE L*a*b*

– CIE L*C*h°

• Za viđenje boja potrebna su tri elementa: svetlosni izvor, objekat posmatranja i posmatrač

• Instrument prikuplja i filtrira talasne dužine koja je reflektovana sa objekta

• Relektovanu svetlost određene talasne dužine instrument opaža kao numeričke vrednosti

• Te vrednosti su zabeležene kao tačke preseka vidljivog spektra i zovu se SPEKTRALNI PODACI koji su predstavljeni kao SPEKTRALNA KRIVA

• Ovako dobijena kriva reflektovane svetlosti izmerene boje može se matematički pretvoriti u koordinate odgovarajućeg prostora boja

Uticaj izvora svetlosti na viđanje boje

• Svaki svetlosni izvor ima distribuciju energije koja omogućava da se vidi boja

• C, D50 i D65 su standardna osvetljenja koja simuliraju dnevno svetlo sa najjačim zračenjem u datoj oblasti

• 1964. godine rađen je test sa vidnim uglom posmatranja od 10 ° i rezultat je odgovarajući standard koji se naziva ’’standardni posmatrač 1964’’

• Standardni posmatrač predstavlja kako jedna prosečna osoba vidi boju iz vidljivog spektra.

• Čim se ove vrednosti izračunaju, podaci se konvertuju u tristimulusne vrednosti XYZ čime se boja može predstaviti numerički

SISTEMI BOJA

• Pošto je CIE XYZ trodimenzionalni prostor boja radi lakšeg prikaza konstruisan je dvodimenzionalni CIE xyY trouglasti dijagram

• Boje vidljivog spektra se nalaze na krivoj i ivicama dijagrama, dok se realne boje nalaze unutar dijagrama

CIE Lab sistem boja

• L=luminance=osvetljenje

• a i b vrednosti predstavljaju hromatičnost boje, odnosno obojenost (a=zeleno u odnosu na crveno i b=plavo u odnosu na žuto)

• Ovaj sistem je univerzalan jer je nezavisan od uređaja za obradu boje

LEPILA U GRAFIČKOJ INDUSTRIJI

LEPILA

• Lepila su čiste supstance ili smeše supstanci organskog ili neorganskog porekla, koje omogućuju čvrsto povezivanje predmeta od istih ili različitih materijala.

• Lepilo treba da ima izraženu atheziju prema materijalima koje slepljuje kao i dovoljnu koheziju između samih molekula lepila pri čemu se ne menjaju osobine i oblik materijala koji se slepljuje

• Proces lepljenja sastoji se od sledećih faza:

– Prevođenja lepila u stanje u kojem se može nanositi na površine predmeta (rastvaranje, topljenje, itd.)

– Pripreme površina predmeta za slepljivanje (npr. mehaničkom obradom) i nanošenje lepila na njih

– Spajanje površina predmeta koji se slepljuju.

• Čvrsti sloj lepila formira se:

– Otparavanjem ili upijanjem rastvarača ili disperzionog sredstva

– Očvršćavanjem rastopa polimera hlađenjem (termolepila)

– Usled hemijskih reakcija (reaktivna sintetska lepila)

TEORIJA LEPLJENJA

• Pri kontaktu lepila i predmeta koje treba slepiti dolazi do interakcije-privlačenja molekula, funkcionalnih grupa, atoma i jona koji se nalaze na granici faza lepila i predmeta koji se slepljuju

• Na granici faza predmet/lepilo javljaju se ADHEZIONE SILE (sile privlačenja između različitih vrsta molekula)

• Sile privlačenja istih molekula u unutrašnjosti jedne faze nazivaju se KOHEZIONIM SILAMA i one drže molekule jedne supstance na okupu

Sile adhezije i kohezije

• Da bi moglo da dođe do lepljenja dva predmeta, lepilo mora da kvasi te predmete, odnosno molekuli lepila treba da priđu molekulima predmeta koji se slepljuju dovoljno blizu da bi delovanje sile adhezije moglo da počne

• Kvašenje površine predmeta lepilom uslov je za slepljivanje što zavisi od površinske energije

• Uslov je da površinska energija površine predmeta bude veća od površinske energije tečne faze

Uticaj pojedinih komponenti lepila nanjegove osobine

• Lepila su po sastavu smeša nekoliko komponenti:– makromolekulskih supstanci– rastvarača– omekšivača(plastifikatora)– punioca– ugušćivači– razblaživači– otvrdnjivači– sredstava za poboljšavanje kvašenja– stabilizatori– biocidi– antipenušavci

• sposobnost lepljenja zavisi od hemijske građe i molarne mase makromolekula, malimakromolekuli - dobra adhezija, slaba kohezija -veliki makromolekuli - obrnut slučaj)

• otparavanje ili upijanje rastvarača utiče naslepljivanje na taj način što prilikom otparavanjadolazi do otvrdnjavanja lepila (smanjivanjezapremine lepila dovodi do naprezanja u graničnom sloju)– Da bi se izbegla ova pojava dodaju se omekšivači-

niskomolekulske supstance: butil-ftalat, etilen glikol, glicerin (0,05-5 %)

• punioci se dodaju zbog regulisanja osobina: gustina,toplotna provodljivost, električnaprovodljivost

• ugušćivači i razređivači se dodaju zbog regulisanjaviskoziteta lepila

• okvašivači treba da poboljšaju kvašenje lepila napodlogu

• antipenušavci se dodaju lepilima koja se napodlogu nanose velikim brzinama (mašine zapovezivanje i koričenje knjiga)

• stabilizatori se dodaju termolepilima da uspore njihovu razgradnju

• biocidi se dodaju lepilima da bi se sprečila enzimska razgradnja

KLASIFIKACIJA LEPILA

Prema poreklu lepila mogu biti prirodna i sintetska. Lepila prirodnog porekla se dele na lepila biljnog i lepila životinjskog porekla. Sintetska lepila se prema hemijskoj građi dele na termoplastične, termoreaktivne i elastomerne.

Uticaj uslova slepljivanja na njegovu jačinu

• U toku lepljenja važno je obezbediti:– dobro kvašenje lepilom površine koja se lepi– obezbediti dovoljno vremena za spajanje lepilom

nakvašenih površina

• Predmeti na koje je nanešeno lepilo, mogu se spojiti, tek posle isteka minimalnog vremena sušenja, odnosno po uklanjanju oko 70 % rastvarača

• Uklanjanje rastvarača se postiže: otparavanjem rastvarača i upijanjem rastvarača u podlogu koja se lepi

• Glavni faktori koji utiču na jačinu slepljivanja:– temperaturni režim

– kontakt između lepila i podloge

– stanje površine predmeta koji se lepi

– mehaničko dejstvo (pritisak povećava jačinu slepljivanja do određene granice)

– debljina sloja lepila (uglavnom dovodi do smanjenja jačine slepljivanja, a u nekim slučajevima i do povećavanja)

• različiti linearni koeficijenti širenja lepila i materijala koji se slepljuje može dovesti do razaranja veze

• čistoća površine koja se slepljuje (čišćenje se izvodi rastvaračima,peskarenjem, povećavanjem temperature ili aktivacijom određenim hemikalijama)

• Uslovi za kvaliteno i dobro slepljivanje:– lepilo treba dobro da kvasi materijale koje slepljuje

– prilagođenost viskoznosti lepila svojstvima materijala koji lepi

– da se lako i ravnomerno rasprostire po površini materijala koji lepi

– da što brže postigne lepljivost, dovoljnu da drži slepljene spojeve do konačnog očvršćavanja lepka

– da pri mašinskom nanošenju lepka ne dođe do stvaranja pene

– da mu se pH vrednost kreće između 5 i 9

– da je očvršćavanje dovoljno elastično (da ne dođe do pojave unutrašnjih napona)

LEPILA U GRAFIČKOJ INDUSTRIJI

Lepila dobijena rastvaranjem skroba u vodi

• skrob je prirodni makromolekul-polisaharid

• ne rastvara se u hladnoj vodi, do rastvaranjadolazi tek na temperaturi 65-75 oC

• lepila na bazi skroba se pripremaju direktnopred samu upotrebu (10 % skroba, 0,05 % antiseptičkog sredstva, 89,5 % vode )

• obradom skroba, razblaženim kiselinamadobijaju se proizvodi sa manjom molarnommasom, koji su rastvorni u vodi - dekstrini

Lepila dobijena rastvaranjem glutina u vodi

• glutin je belančevina koja se dobija kuvanjem kostiju i kože životinjskogporekla u vodi

• u promet ulazi u obliku ploča ili prahova ili u obliku gela• glutin se ne rastvara u vodi, već samo bubri, rastvaranje počinje tek na 70 °C• prilikom hlađenja , na temperaturi 24- 26 ° C lepilo iz tečnog stanja prelazi u

stanje gela, gde nije više pogodno za upotrebu• lepilo na bazi glutina ima dobru lepljivost i jačinu slepljivanja, ali je vreme

sušenja relativno dugo, tako da je primena u u mehanizovanim postupcimaslepljivanja ograničena

• receptura (glutin 48 %, antiseptik 0,5 %, glicerin 1 % , terpinol0,6 % , voda 49,9 % )

• glutin pod nazivom tutkalo jedno je od najstarijih lepila• široku primenu u grafičkoj industriji ima kazein (prirodni polimer životinjskog

porekla). Ova lepila omogućavaju uspešno mašinsko lepljenje etiketa na mokre flaše-do 80000 flaša na sat.

Lepila na bazi sintetskih polimera

• Koriste se natrijumove soli karboksimetilceluloze, poliakrilamida, koopolimera akrilne kiseline i polivinil alkohola rastvorene u vodi

• Lepila dobijena rastvaranjem sintetskih polimerau organskim rastvaračima: – rastvor hloriranog polivinilhlorida u metilenhloridu

– brzo formiranje suvog sloja lepila između predmetakoji se slepljuje

– potrebno obezbediti dobro provetravanje prostorija u kojima se radi

• Lepila na bazi sintetskih polimera dispergovanih u vodi:• najčešće korišćena lepila u grafičkoj industriji• -brzo slepljivanje (korišćenje pri ručnom i pri mehnizovanom procesu

slepljivanja)• disperzija polivinilacetata u vodi, na sobnoj tempertauri stabilno,

primenjiva do 5 °C• ostala lepila: koopolimeri vinil acetata, koopolimeri butadiena i stirola• Termoplastična lepila (termolepila):

– na sobnoj temperaturi se nalaze u čvrstom stanju, tečna postaju natemperaturma 100-180 °C, hlađenjem ispod navedenih temperatura ponovopostaju čvrsta

– pogodna za mehanizovani postupak slepljivanja– koriste se u obliku granula ili praha– najčešće korišćeni: poliamidi, polietilen

• Termoreaktivna lepila:

• makromolekuli malih molarnih masa safunkcionalnim grupama sposobnim za reakciju

• do očvršćavanja dolazi usled hemijskih reakcijakoje dovode do umrežavnja polimera

• najčešće korišćeni : nezasićeni polimeri, epoksidne i fenolformaldehidne smole

• koriste se u obliku tečnosti i pasta

Metode ispitivanja lepila

• ispitivanje viskoznosti• ispitivanje brzine sušenja• ispitivanje mehaničke čvrstoće• određivanje elastičnosti1.Ispitivanje viskoznosti:

– viskozimetri– posmatranje kapljice lepka ( 0,1 ml) između 2 staklene površine nakon 30 s

2.Ispitivanje brzine sušenja:– posmatranje isparavanja ( 4-6 mg) lepila do konstantne mase

3.Ispitvanje mehaničke čvrstoće:– zatezanje u poprečnom smeru, smicanje, zatezanje u uzdužnom smeru

4.Određivanje elastičnosti:- savijanjem oko valjka različitih prečnika, pri čemu je mera

elastičnosti, najmanji prečnik oko kojega se uzorak savio bez oštećenja

LITERATURA

• Živković, I., Aleksić, R.: Grafički materijali, Visoka škola strukovnih studija Beogradska politehnika, Beograd, 2013.

• Simendić, Borislav: Grafički materijali, Visoka tehnička škola strukovnih studija u Novom Sadu, 2014.

• Novaković, D., Pavlović, Ž., Karlović, I., Pešterac, Č.: Reprodukciona tehnika, Priručnik za vežbe, FTN izdavaštvo, Novi Sad, 2015.

• Gerić, K.: Materijali u grafičkom inženjerstvu, Novi Sad, 2003.