OPĆA SVOJSTVA TISKARSKIH BOJA

Predavanja iz kolegija

TISKARSKE BOJE

UVJETI KOJE TISKARSKA BOJA TREBA ISPUNITI U TISKU

1. KONTRASTBoja mora imati jak odraz kontrasta u odnosu na tiskovnu podlogu. Nanos boje na tiskovnoj podlozi je vrlo mali i ovisno o tiskarskoj tehnici kreće se 2‐30 µm (konvencionalni sitotisak i do 60 µm).

Tehnika tiska Debljina nanosa

Offsetni tisak 0.5 – 2 µm

Knjigotisak 3 – 5 µm

Duboki tisak 8 – 12 µm

Sitotisak 20 ‐ 60 µm

Najteže je postići dobar kontrast kod vrlo tankih nanosa tiskarske boje.

2. PUT BOJE OD BOJANIKA DO TISKOVNE PODLOGE

Uloga boje u tisku je da prenese sliku s tiskovne forme na tiskovnu podlogu, a da se to postigne sa što mogućim manjim nanosom boje.Otisak pri tom mora biti OŠTAR, JASAN i ZASIĆEN!

Ovisno o putu boje od tiskovne forme (TF) do tiskovne podloge (TP)razlikujemo 2 skupine tiskarskih boja:

• Boje koje prolaze DUG PUT od bojanika do tiskovne podloge

To su boje visoke (teške) konzistencije, a rabe se, primjerice, u offsetu, visokom tisku – knjigotisku.

• Boje koje prolaze KRATKI PUT od bojanika do tiskovne podloge

To su boje vrlo niske (lake) konzistencije, rabe se u bakrotisku, fleksotisku. U bakrotisku i fleksotisku boje sadrže lakohlapljiva otapala.

3. PRIJELAZ TISKARSKE BOJE s TF na TP

Tiskarska boja mora biti sposobna za vrlo brzo prelaženje s TF na TP bez obzira radi li se o direktnom ili indirektnom tisku. 

Prenošenje boje s TF na tiskovni materijal/podlogu uvjetovano je:

‐ brzinom otiskivanja (trajanje dodira)

‐ pritiskom pod kojim se otiskivanje izvodi

‐ viskoznošću boje

‐ količini boje

‐ prijemčivosti tiskovne podloge za boju

‐ glatkosti ili hrapavosti tiskovne forme ili tiskovnog materijala

4. Zadovoljavanje uvjeta koje definira konačni grafički proizvodTiskarska boja mora biti primjerena onom krajnjem grafičkom proizvodu na koji se aplicira.

Nije svejedno je li tiskarska boja namijenjena tisku knjiga ili naljepnica,prehrambene ambalaže,ambalaže za deterdžente, plakata ...

Među najvažnija opća svojstva tiskarskih boja spadaju:‐konzistencija,‐ljepljivost,‐dužina,‐ton, ‐svjetlostalnost.

reološka svojstva

REOLOGIJA je znanost koja proučava deformacije, transformacije i tečenje tekućina i plinova pod utjecajem mehaničkih sila koje djeluju na jedinicu površine.

Reologija obuhvaća OSOBINE TEČENJA tiskarskih boja kao što su:

1) konzistencija,2) viskoznost, 3) ljepljivost, 4) duljina tečenja, 5) tiksotropija.

KONZISTENCIJAopisuje opće stanje tiskarske boje u masi, a obuhvaća: koheziju,adheziju,viskoznost, tečljivost,tiksotropiju i površinsku napetost. 

KONZISTENCIJAse kod kvalitetnih tiskarskih boja ustali tri do četiridana nakon izrade boje. 

Ukoliko sastavnice tiskarske boje međusobno reagiraju(što je nepoželjno u tisku), sustav nije stabilan i takva boja nije pogodna za tisak.

KONZISTENCIJA TISKARSKE BOJE mijenja se promjenom temperature i određenog stupnja miješanja, a do promjena može doći i s vremenom stajanja boje.

Prema konzistenciji razlikujemo dvije vrste tiskarskih boja: "rijetke" i "guste" boje, odnosnoboje lake i teške konzistencije.

Tiskarske boje lake konzistencije surijetke, fluidne i rukovanje njima je jednostavno, 

dok su 

tiskarske boje teške konzistencije guste i pastozne, a rukovanje njima je otežano.

GUSTE tiskarske boje TEŠKE konzistencije često su jako ljepljive, 

a postoje i 

RJEĐE tiskarske boje LAKŠE konzistencije velike ljepljivosti kao npr. offsetne TB sa sjajem izrađene iz umjetnih smola/polimera.

Ne smije se miješati pojam konzistencija i ljepljivost. Postoje guste boje, teške konzistencije koje nisu jako ljepljive i obrnuto. 

KOHEZIJA 

Kohezija je privlačna sila koja djeluje između česticaiste tvari.

Za tiskarsku boju jenajvažnija kohezija veziva.

Tiskarske boje jake kohezijesuDUGE boje koje se razvlačeu duge nitipri odvajanju TF od TP nakon otiskivanja. 

DUGE boje "praše" jer je prašenje boje posljedicarazvlačenja TB u duge niti,ačesto su i previše ljepljive. 

Tiskarske boje slabe kohezijesuKRATKE boje koje se razvlačenjem prekidajuprilikom odvajanja TF od TP nakon otiskivanja. 

KRATKE boje: ne praše, manje su ljepljive od DUGIH boja,imaju bolju pokritnost alidaju manje oštre otiske. 

Sve se više proizvode tiskarske boje koje su:KRATKE,RIJETKE iLAKŠE KONZISTENCIJE, alidovoljno ljepljivezadobar prijelaz TB s TF na TP ioštar otisak. 

Nema  tiskarskih boja idealne kohezije!

U praksi se otiskuje različitim brzinama pa se proizvode ijako ljepljive boje koje se (po potrebi)mogu razrijediti. 

Lakše je otiskivati sljepljivijom i čvršćom bojom koja daje čisti otisak. 

ADHEZIJA 

Adhezijaje privlačna silakoja djelujeizmeđu čestica različitih tvarii o njoj gotovo izravno ovisi ljepljivost TB.

Adhezijase može (djelomično)izjednačiti s ljepljivošću. 

Adhezija, kohezija i močenje važni su parametri u tisku najviše u trenu kada se tiskovna forma (TF) s tiskarskom bojom (TB) odijeljuje od tiskovne podloge (TP)

Sile adhezije moraju biti dovoljno jake kako bi seTB prihvatila na TFi zatim u cjelosti prenijela na TP.

Boja se mora dobro prenositi s TF na TP, a ne smije ostati na TFili čupati papir.

VISKOZNOST Viskoznost je svojstvo fluida – plinova i tekućinada se odupiru tečenju odn. relativnom gibanjususjednih slojeva.

Viskoznost je neka vrsta unutarnjeg trenja fluida.Kvantitaivno mjerilo unutarnjeg trenja je koeficijent viskoznosti fluida.

Viskoznost ovisi o: strukturi tvariitemperaturi(značajno se smanjuje s porastom temperature). 

Viskoznost je trenje koje nastaje među molekulama fluida prilikom premještanja njegovih slojeva tijekom toka (deformacije) pod utjecajem odgovarajućeg naprezanja.

Viskoznost se očituje samo kada se fluid giba.To je pojava kada se slojevi fluida gibaju različitim brzinama. Sporiji slojevi fluida nastoje zakočiti sistem pa se čitav fluid uspori  na neku prosječnu brzinu.

Razlikujemo dinamičku viskoznost (apsolutnu) i  kinematičku viskoznost.

Fluid se nalazi između dvije paralelne ploče (engl. plate): donja ploča je nepomična, a gornja se giba konstantnom brzinom. Sloj fluida koji je u kontaktu s gornjom pločom giba se istom brzinom kao i ploča. Zbog kohezivnih sila unutar fluida za očekivati je da će se i daljni slojevi početi pomicat, ali sa smanjenjem brzine proporcionalno udaljenošću od pokretne ploče. Smanjenje brzine uzrokuje trenje u fluidu.Slojevi između ploča podliježu smičnim silama kao rezultat trenja i stoga se pomiču brzinom koja je proporcionalna visini y na kojoj se nalazi sloj.

Isaac Newton je pretpostavio da je, za pravo, paralelno i uniformno strujanje, tangencijalna napetost (smična sila) τ, između slojeva, proporcionalan gradijentu brzine, dv/dy, u pravcu okomitom na slojeve.

Odnosno, prema Newtonu sila F s kojom se djeluje na površinu A ovisiti će o viskozitetu ηi gradijentu (padu, promjeni) brzine dv/dy u jednom segmentu.

dydv

AF η=

AF

=τ

dydv

D = gradijent (pad) brzine, brzina smicanja pojedinih slojeva (engl. shear rate)

tangencijalna napetost, smično (potisno) naprezanje (engl. shear stress)

U jednadžbi

η (grčko slovo eta)je koeficijent dinamičke viskoznosti u Pa∙s, 

F/Aje tangencijalna napetost ili smična sila u Pa,

dv/dy je pad brzine ili gradijent brzine u s‐1.

SI mjerna jedinicadinamičke viskoznosti je paskal‐sekunda (Pa∙s) 

D

dydvAF

τη ==

Kinematička viskoznost (ν) grčko slovo nijeomjer dinamičke viskoznosti (η)igustoće (ρ) homogenog fluida: 

a u jednadžbi  (2)

ν je kinematička viskoznost u m‐2s,η je koeficijent dinamičke viskoznosti u Pas, ρ je gustoća homogenog fluida u kg m‐3.

ρην =

Budući da tiskarska boja sadrži suspendirane pigmentne čestice –kod mjerenja viskoznosti je to isto tako plastičan materijal kao i viskozna tekućina, pa na mjerenje viskoziteta ima jak utjecaj –relativni elasticitet boje.

To znači da moramo upotrijebiti izvjesnu snagu kako bi metalni cilindar viskozimetra nadvladao relativni elasticitet boje prije nego li se cilindar pokrene. 

Snaga potrebna da se savlada relativni elasticitet (ukočenost) boje naziva se granica tečenja (engl. yield value). 

Granica tečenja za neku boju ovisi o količini pigmenata, veličini čestica i oblika pigmenata i njegovog stupnja disperzije ili flokulacije u vezivu. 

Viskoznost guste tiskarske boje određuje se mjerenjem otpora prolaza metalnog štapa kroz boju u jedinici vremena(viskozimetar sa štapom).

Viskozimetar sa štapom

Viskozimetar sa štapomLarayev viskozimetar

Uređaj je izveden tako da omogućuje štapu slobodno gibanje unutar kratke cijevi debelih stijenki nešto većeg unutrašnjeg promjera. Cijev je okomita te štap kroz nju klizi vlastitom težinom. Boja koja se nanese zauzima utor između štapa i cijevi te sprečava slobodan pad štapa. Ispituje se mjereći vrijeme koje je potrebno da štap prijeđe put (10cm) između dvije oznake. Izmjereno je vrijeme proporcionalno dinamičkoj viskoznosti ispitivane boje. Štap se odozgo može opteretiti različitim utezima što omogućuje mjerenje viskoznosti pri različitim brzinama. 

Viskoznost tiskarske boje može se odrediti ipomoću rotacionih viskozimetara:mjerenjem otpora koji tekućina pruža okretanju metalne osovine/vretena.

Rotacioni viskozimetar HAAKE

Rotacioni viskozimetarHAAKE

Za rijetke tiskarske boje rabe se jednostavni ručni viskozimetri,različite istjecajne čaše s mlaznicom pri dnu mjerne čaše.

Mjeri se protok određenog volumena boje kroz otvor (rupicu) definiranog promjera u jedinici vremena.

POGLEDAJTE youtube VIDEO!

Primjeri viskozimetara:Viskozimetar sa štapom ‐ Laray: http://www.youtube.com/watch?v=hPVTf9NsMIs

Istjecajna čaša ‐ Fordova čaša: http://www.youtube.com/watch?v=LJDmQt_xpco

Viskoznost nekih tiskarskih boja    

Koef. dinamičke viskoznosti 

Pa∙s 

 Istjecajna čaša 

Flow cup (time to empty 

4 mm DIN cup in sec.)

Letterpress Visoki tisak  50 … 150   ‐ 

Sheet‐fed offset litho Offset na arke  40 … 100  ‐ 

Heat‐set offset litho Offset  (sušenje toplinom)  20 … 75  ‐ 

Newsink Roto boja  (novinski tisak) 

3 … 6 ‐

Flexographic printing (Fleksografija) 

0.05 … 0.5  20 … 100 15 … 20

Gravure printing (Bakrotisak) 

0.05 … 0.2  20 … 70 13 … 17 

 

TEČLJIVOST 

svojstvo tvari da se ne odupire gibanjuodnosnonjeno svojstvo lakog tečenja. 

Tečljivost je recipročna dinamičkoj viskoznosti paizmeđu tečljivosti (φ) i dinamičke viskoznosti (η) vrijedi odnos: φ = 1/η (3). 

Za razliku od viskoznosti, tečljivost je proporcionalna povišenjutemperature. Boja sa dobrim tečenjem dobro će se porazdjeljivati povaljcima za razribavanje.

LJEPLJIVOST može se definirati kao relativna prijemljivost ili izvlačenje.Ljepljivost je definirana ne samo s adhezijom boje već i njenim viskozitetom i granicom tečenja.

Ljepljivost se može definirati i kao sposobnost razdjeljivanja filma tiskarske boje (između dva valjka). 

Boje velike ljepljivosti mogu uzrokovati čupanje vlakanaca(djelića površine papira). 

S druge strane ljepljivost pogoduje boljoj adheziji boje natiskovne elemente TF te s njih adekvatniji prijenos na offsetni cilindar. 

TIKSOTROPIJA 

je svojstvo nekih koloidnih otopinakoje mirovanjem koagulirajui stvaraju pseudogelnu strukturuodnosno gustu želatinoznu masu, amiješanjem (opet) postaju tekuće.

Do tiksotropije dolazi uslijed električnih nabojačestica koje se orijentiraju u pravilne nizove ilimrežice. Miješanjem se takav raspored poremeti.

Nakon stajanja (mirovanja)čestice pigmentase opet (brže ili sporije)poslože u pravilne nizove ili mrežicepa se ponovno stvaratiksotropna pseudogelna struktura. 

Pastozne tiskarske boje imaju poželjno svojstvo tiksotropije – koje im omogućava da budu guste i viskozne u duktoru, a rijetke i tečljive na valjcima za razribavanje.

POVRŠINSKA NAPETOST je pojava napetostina površini svake tekućine. 

Čestica u unutrašnjosti tekućineokružena je sa svih stranasusjednim česticamakoje uzajamno djeluju jedna nadrugu jednakim privlačnim silamapa su privlačne sile u ravnotežju.

A - Molecules attracted in all directions

B - Molecules being attracted inwards only

Privlačne sile između čestica na površini tekućine nisu u ravnotežju jer na njih djeluju privlačne sile iz unutrašnjosti tekućine, a na površini u dodiru s molekulama zraka takvog privlačenja nema pa je ravotežje čestica na površini narušeno. 

Na površini tekućina djeluju sile koje nastoje čestice na površini uvući u unutrašnjost tekućine i smanjiti površinu tekućine.

A - Molecules attracted in all

directionsB - Molecules being

attracted inwards only

Površinska napetost tekućine ovisi o vrsti tekućine i temperaturi(smanjuje se s porastom temperature). 

TON BOJEOvisno o tome promatra li se boja u masi (u ambalaži) ili direktno osvijetljena na tiskovnoj podlozi (papiru) ili kada je otisak zadnjom stranom okrenut izvoru svjetlosti,razlikuje se:

‐ ton boje u masi,‐ vršni ton i‐ podton boje.

TON BOJE U MASI podrazumjeva izgled boje kakav se vidi u ambalaži u debelom sloju (ton kakav se vidi pri otvaranju ambalaže boje).  Transparentne boje pokazuju veliku razliku između onoga što se vidi u ambalaži i onoga što se kasnije vidi na otisku.

VRŠNI TON BOJE (ton boje otiska)Promatranjem boje na otisnutom materijalu (tiskovnoj podlozi)pri normalnom ili direktnom osvjetljenju vidi se vršni ton boje.

Vršni ton boje, također, podliježe promjeni od momenta otiskivanja do završetka procesa sušenja kada postaje nešto malo tamniji uslijed procesa oksidacije.

PODTON BOJE uočava se kada je otisak indirektno osvijetljen (otisak zadnjom stranom okrenut izvoru svjetlosti)