Vlhčiaci roztok v ofsetovej tlači - Europapier

Vlhčiaci roztok v ofsetovej tlačiDialóg medzi farbou a vlhčiacim roztokom________________________________2Voda ako základ _ _____________________________________________________3Požiadavky na prísady do vlhčiaceho roztoku _____________________________4Kontrola parametrov vlhčiaceho roztoku _ ________________________________5Alkohol vo vlhčiacom roztoku ___________________________________________7Ochrana proti korózii v ofsetových tlačových strojoch ______________________7Mikroorganizmy vo vlhčiacom roztoku _ __________________________________8Dávkovanie prísad do vlhčiaceho roztoku _ _______________________________8Likvidácia odpadových vôd s obsahom vlhčiaceho roztoku_________________8Zrnenie: jemnosť pórov a drsnosťpovrchu tlačovej platneEmulzia: zmes dvoch vlastnenemiešateľných kvapalín, jemnerozdelená, bez rozhraniaNapätie hraničných plôch: sily,pôsobiace medzi povrchom substancií,ktoré sa vyskytujú v rozdielnychformách – tuhé, tekuté, plynnéDialóg medzi farbou a vlhčiacim roztokomOfsetová tlač je jedinou tlačovou technikou, ktorá pracuje s dvoma kvapalinami natlačovej forme. Pritom len jedna z nich – viskózna farba – ostáva po tlačovom proceseviditeľná. Druhá je viditeľná len v prípade chýb pri tlači. Z tohto pohľadu možno povedať,že vlhčiaci roztok stráca svoju zdanlivú bezvýznamnosť len vtedy, keď niečo nefungujedobre.Časti vedúce vodu(hydrofilné časti)Časti vedúce farbu(oleofilné časti)H HOOHH HOOHOHprijímanie vodyH HOH HOOHvodaoxid hliníkakovfarbafarbaR R R RH HOodpudzovanie mastnej farbyfarbafarbaR R R RR R R R R R R Rkopírovacia vrstvaoxid hliníkakovprijímanie mastnej farbyObr. č. 1: Schématické znázorneniezmáčacích javov–R = skupina organickýchmolekúl–OH = skupina hydrofilnýchH O Hmolekúl= H 2O = vodaH HOodpudzovanie vodyH HOH HOVrstva vedúca vodu na ofsetovej tlačovej platnije porézna a pozostáva z eloxovaného (elektrochemickyoxidovaného) hliníka. Výrobca tlačovej platnevo výrobnom procese stanovuje hrúbku tejtovrstvy, jemnosť zrnenia a tým aj tzv. schopnostitlačovej platne viesť vodu. Tieto vlastnosti musívlhčiaci roztok na netlačiacich miestach optimálnevyužívať a podporovať, aby sa predišlo uľpievaniufarby na vrstve oxidu hliníka. Preto nemôže dôjsťk prenosu farby z hydrofilných miest tlačovej platnena gumový poťah. Schématické zobrazenieukazuje princíp, vynecháva však komplexné postupyemulzie a napätia hraničných plôch. Na obrazových,resp. tlačiacich miestach tlačovej platnevoda neuľpieva vôbec alebo len zanedbateľne. Nafarbenieprebieha bez prekážok a dôsledkom tohoje čisté oddelenie medzi tlačiacimi a netlačiacimimiestami.2

Obr. č. 3: Princíp zmäkčovania/odstraňovania tvrdosti vodyt.j. „čiastočky na milión“ (ppm). Bezproblémovú prevádzku možno zaručiť len v zelenejoblasti. Biele a červené oblasti vyžadujú nutne úpravu vody.Prednosti úpravy vodyV praxi možno viditeľne pozorovať vplyv tvrdosti vody a kolísania kvality vlhčiacehoroztoku na kvalitu tlače. Tak napr. nárast tónových hodnôt v tlači je veličinou, ktorá jeznačne ovplyvnená zmenami vlhčiaceho roztoku. Pretože nárast tónových hodnôt jepri štandardizácii ofsetovej tlače jedným z určujúcich kvalitatívnych parametrov, ktorýsa nutne musí pohybovať v rámci určitých tolerancií, je dôležité takisto „štandardizovať“vlhčiaci roztok. Na to nie je potrebná len meracia a regulačná technika na dávkovanieprísad do vlhčiaceho roztoku, ale aj konštantná kvalita úžitkovej vody. Pre úpravu vodysa bezpodmienečne treba rozhodnúť hlavne vtedy, keď sa usilujete o štandardizáciu vzmysle ISO 12647-2 až 5 a vaša úžitková voda je len obmedzene použiteľná alebo mákolísavú kvalitu.Nastavenie tvrdosti vodyPod týmto pojmom sa rozumie pridanie iónov kalcia alebo magnézia do vopredupravenej vody. V regiónoch s tvrdou vodou to možno urobiť pridaním neupravenejvody. Tvrdosť vody, ktorá je po reverznej osmóze takmer demineralizovaná, sa pre účelyofsetovej tlače nastaví na tvrdosť 8 – 12° dH.Postup úpravy vody možno robiť rozličnými technikami. Druh zariadenia pre úpravyvody sa musí zvoliť špecificky pre každú prevádzku podľa požiadaviek a množstvaupravovanej vody. Nechajte si poradiť od odborníkov.Požiadavky na prísady do vlhčiaceho roztokuObr. č. 4: Princíp reverznej osmózyPôsobeniena voduPôsobenie vtlačovom strojiPôsobenie natlačové platnePôsobenie natlačové farby• nastavenie a dlhodobá stabilizácia hodnoty pH• cielené nastavenie povrchového napätia• čiastkové viazanie substancií, spôsobujúcich tvrdosť vody• použiteľnosť pre čo najviac typov vlhčiacich zariadení• ochrana kovových častí, valcov a plastov• zabezpečenie optimálnej produktivity• dobré zmáčanie hydrofilných miest• rýchle „vyčistenie“ tlačových platní pri nábehu• dobrá ochrana tlačových platní pred koróziou• vytvorenie stabilnej emulzie vlhčiaceho roztoku vo farbe• rýchle dosiahnutie rovnováhy farby a vody• žiadne ovplyvnenie schnutiaPôsobenie napotláčaný materiál• žiadne oddeľovanie náteru papiera• žiadna deliaca vrstva, ktorá by mohla negatívne ovplyvniťpríjem a adhéziu farieb4

Požiadavky uvedené v tomto zozname sa plnia prostredníctvom zmesi funkčných chemickýchsubstancií. Funkcie jednotlivých substancií možno rozdeliť do štyroch skupín:• tlmivé komponenty (tzv. „pufre“) zabezpečujú stabilnú hodnotu pH vlhčiacehoroztoku• komponenty na ochranu tlačovej platne ostávajú po zaschnutí tlačovej platne nahydrofilnej vrstve a uľahčujú rýchle opätovné zmáčanie• zmáčadlá nastavujú povrchové napätie vlhčiaceho roztoku a zaručujú rovnomernézmáčanie pri nízkej spotrebe vlhčiaceho roztoku• substancie na sprostredkovanie zmiešania zabezpečujú zmiešateľnosť zmáčadiels vodou, ako aj dostatočne dlhú skladovateľnosť koncentrátu vlhčiacehoroztokuKontrola parametrov vlhčiaceho roztokuHodnota pH (pondus hydrogenii)negatívny dekadický logaritmuskoncentrácie iónov vodíkaHodnota pHKyslosť, resp. zásaditosť média sameria stupnicou od 0 do 14. Oblasťod 0 do 7 sa definuje ako kyslá,oblasť od 7 do 14 ako alkalická(zásaditá). Hodnota pH 7 predstavujeneutrálnu hodnotu. Pokles hodnotypH o jedno políčko predstavujedesaťnásobok kyslosti. Hodnota pH má vplyv na viacerérelevantné tlačovo-technické veličiny.V priebehu vývoja ofsetovej tlačesa ako vhodný osvedčil rozsah pHmedzi 5,0 až 5,3. V USA však nie súzriedkavosťou ani hodnoty okolo 3,5a tlač funguje. Výrobcovia tlačovýchfarieb a papierov sa týmto hodnotámprispôsobili, pretože hodnota pH máveľký vplyv na anorganické kovové zlúčeniny v nátere papiera a v tlačovej farbe. Niektoréodvetvia tlačového priemyslu, napr. novinová tlač pracujú v USA – z rozličnýchdôvodov, týkajúcich sa papiera – s neutrálnymi alebo mierne alkalickými prísadami dovlhčiaceho roztoku.Z uvedeného možno vyvodiť, že v tejto oblasti existujú rozličné možnosti a filozofie.V Európe však výrobcovia koncentrátov vlhčiacich roztokov používajú vyššie uvedenýrozsah pH. Prísada do vlhčiaceho roztoku musí pri čo najpresnejšie stanovenom akonštantnom množstve nastaviť hodnotu pH vlhčiaceho roztoku na želanú hodnotu audržať ju konštantnú počas dlhšej doby použitia. Z tohto dôvodu sú prídavky do vlhčiacehoroztoku tlmivé. Obr. č. 5: Hodnota pH a koncentrácia kyselinyAnorganické zlúčeniny kovov akonapr. substancie obsahujúce kalcium,sa môžu uvoľniť z náteru papieraa viesť k usadzovaniu alebo narušiťcitlivú rovnováhu farby a vody. Okremtoho pôsobia na sušidlá v tlačovejfarbe. Tieto môžu stratiť svoju účinnosťa schnutie farby sa spomalí.Ako tlmené (pufrované) sa označujúvodné roztoky vtedy, ak „zachytávajú“vonkajšie vplyvy bez toho, že by sa voväčšej miere menila ich hodnota pH.5

Indikátorové kvapalinymenia svoju farbu pri pridaní kyselinyalebo alkálie. K dispozícii sú rozličnétzv. indikátory, ktoré pri určitej hodnotepH menia farbu. Na pokrytie kontrolyširokého rozsahu hodnôt pH je nutnépoužiť rozličné typy indikátorov.Na meranie hodnoty pH vlhčiaceho roztoku sú k dispozícii dve metódy:Meracie prúžky sú k dispozícii v rozličných typoch a odstupňovaniach. Vo všetkýchprípadoch ide o papierový prúžok nasiaknutý indikátorovou kvapalinou, na ktorom poponorení do vlhčiaceho roztoku možno podľa zmeny farby posúdiť hodnotu pH vlhčiacehoroztoku. Pri pufrovaných alebo zafarbených systémoch predstavujú chyby primeraní nezriedka 0,5 jednotky pH alebo aj viac. Táto metóda teda slúži len na približnúkontrolu, nie na presné meranie.Elektrické meranie pH-metrom a vhodnou pH-elektródou je veľmi presné i v prípadoch,keď je meraný roztok pufrovaný alebo zafarbený. Predpokladom presnosti jesprávne uskladnenie, údržba a kalibrácia meracej reťaze.Elektrická vodivosťRozmanité požiadavky na prísadu do vlhčiaceho roztoku možno splniť len vtedy,ak je dodržané predpísané množstvo prísad vo vlhčiacom roztoku. Meranie vodivostidáva výpoveď o tom, ako dobre možno transportovať elektrické náboje v príslušnomroztoku. Elektrická vodivosť stúpa proporcionálne s narastajúcim množstvom prísad vovlhčiacom roztoku.Táto súvislosť robí elektrickú vodivosť ideálnou kontrolnou a riadiacou veličinou.Praktické využitie tejto meracej metódy má však obmedzenia, ktoré by používateľ malpoznať a rešpektovať:Obr. č. 6: Rozdiely elektrickej vodivostipri rozličných prísadáchdo vlhčiaceho roztoku Zatiaľ čo prísada A podľa návodu na dávkovanieso 4 percentami dosiahla vodivosť1100 µS/cm, prísada B pri 650 µS/cm a3 percentami je správne nadávkovaná. Samotnáhodnota vodivosti teda neposkytujevýpoveď o kvalite nezávisle od produktu.• každá prísada do vlhčiaceho roztokumá na základe svojho špecifického zloženiasvoju vlastnú, špecifickú vodivosť.Pri výmene prísady teda treba v každomprípade rátať so zmenou meracej hodnoty.• pretože aj voda obsahuje rozličné soli,závisí elektrická vodivosť vlhčiaceho roztokuod kvality použitej vody. Kolísania obsahusolí vo vode vedú ku kolísaniu elektrickejvodivosti vlhčiaceho roztoku.• je známe, že izopropylalkohol (IPA) jemiešateľný s vodou v akomkoľvek pomere.Pritom však dochádza k štiepeniuv iónoch ako pri soliach z pufrovaciehosystému. Izopropylalkohol netransportujeelektrické náboje a pri pridaní alkoholuelektrická vodivosť vlhčiaceho roztokuklesá.• počas tlačového procesu sa do vlhčiaceho roztoku dostávajú cudzie látky, ktorémôžu jeho elektrickú vodivosť zvýšiť (rozpustené čiastočky z pigmentov alebo znáteru papiera) alebo znížiť (umývacie prostriedky, spojivá z tlačových farieb).• zmeny teploty vlhčiaceho roztoku vedú k zmene elektrickej vodivosti, aj keď sa zloženievlhčiaceho roztoku nezmenilo. Čím vyššia je teplota, tým vyššia je aj pohyblivosťiónov, teda elektrická vodivosť.6

Pri rešpektovaní týchto vplyvných veličín je meranie elektrickej vodivosti na stanoveniemnožstva prísad (v čerstvo nasadenom vlhčiacom roztoku) účelné. Treba všakpoukázať na to, že elektrická vodivosť – na rozdiel od hodnoty pH – nepredstavuježiadnu jednoznačnú tlačovo-technickú veličinu vlhčiaceho roztoku.Alkohol vo vlhčiacom roztokuIzopropylalkohol sa z väčšej časti odparí počas tlačového procesu, čo znamená,že s negatívnymi účinkami na životné prostredie prechádza do atmosféry. SmernicaEU na obmedzenie emisií prchavých organických zlúčenín (volatile organic compounds– VOC) 1999/13/EG mala za cieľ redukovať emisie rozpúšťadiel členských štátovdo konca októbra 2007 o 50% v porovnaní s rokom 1990 a viedla ku kritickejšiemuzaobchádzaniu s technickým alkoholom. Podobné, príp. prísnejšie smernice existujúuž aj v iných krajinách sveta. V mnohých krajinách používanie izopropylalkoholu aleboetanolu do vlhčiacich roztokov už dlhšie nie je prípustné.Prísady do vlhčiacich roztokov pre tlač bez použitia alkoholu obsahujú špeciálneúčinné látky na nastavenie povrchového napätia, ako aj na reguláciu emulgovania atransportu. Náhrady alkoholu sú málo prchavé substancie miešateľné s vodou, ktoréuž vo veľmi malej koncentrácii zlepšujú vyčistenie tlačovej platne a obmedzujú prijímanievlhčiaceho roztoku farbou. Nespomaľujú schnutie tlačových farieb a nie súzdraviu škodlivé. Okrem toho sú vhodné pre všetky druhy tlačových platní. Treba všakspomenúť, že môžu mierne redukovať trvanlivosť tlačových platní. Produkty, ktoré sú natrhu, už svoju funkčnosť dokázali, napriek tomu sa však často stretávajú so skeptickýmihodnoteniami. Tento názor však treba zmeniť!Ak sa obmedzíme na zníženie množstva izopropylalkoholu (< 5%), nezabezpečujúdoteraz používané prístroje na dávkovanie alkoholu, vybavené plavákom, dostatočnúpresnosť. V takýchto prípadoch je potrebné použiť moderné zariadenia, pracujúce sinými metódami merania (napr. infračervené meranie). Ak sa od používania IPA úplneupustí, nie sú potrebné žiadne nákladné meracie a regulačné prístroje – k tomu pristupujeešte aj úspora z dôvodu vynechaniu alkoholu.Ako prchavé organické zlúčeniny (VOC)sa označujú substancie s obsahom uhlíkaa vodíka, ktoré sa už pri nízkych teplotách(ako napr. teplota miestnosti) odparujúalebo sa vyskytujú v plynnom stave.Neexistuje žiadna celosvetovo jednotnádefinícia VOC. V rozličných variantochsa pracuje s údajmi o celkovom stavepri referenčnej teplote, teplote varu, tlakuvýparov, vplyve na životné prostredie a/alebo klasifikácii chemických zlúčenín.Výdržnosť tlačovej platne zodpovedápočtu výtlačkov, ktoré z nej možno zhotoviťpred stratou informačného obsahualebo kvality zobrazenia. Túto hranicu,ktorú udávajú výrobcovia, nemožno dosiahnuťvtedy, keď chemické alebo mechanickévplyvy predčasne narušia povrchplatne, t.j. predovšetkým tlačiace miesta.Ochrana proti korózii v ofsetových tlačových strojochUž v roku 1985 komisia, vytvorená za týmto účelom, vypracovala odporúčania preochranu ofsetových tlačových strojov pred koróziou, ako aj skúšobné postupy a hraničnéhodnoty pre prísady do vlhčiacich roztokov. Tieto smernice pre ochranu ofsetovýchtlačových strojov pred koróziou, najprv vypracované pre novinovú tlač, sa v roku 2001rozšírili aj pre hárkové tlačové stroje, ako aj rotačky heatset, t.j. so sušiacimi tunelmi.Produkty, zodpovedajúce požiadavkám tejto smernice sú ako certifikované uvedenéna webstránke Fogra (www.fogra.org).Okrem vhodnej kvality vody a používania certifikovaných prísad do vlhčiaceho roztokuje dôležité aj používanie čistiacich a ošetrujúcich prípravkov s antikoróznym účinkom.Prísada do vlhčiaceho roztoku je certifikovateľnáv zmysle ochrany protikorózii len vtedy, keď jej hodnota pHleží medzi 5,0 a 9,0 (tolerancia ± 0,2).Okrem toho pridaním prísady (v pracovnejkoncentrácii) nesmie hodnotavodivosti úžitkovej vody stúpnuť o viacnež 1700 µS/cm v hárkovej tlači a viacnež o 1500 µS/cm v kotúčovej tlači. Voboch prípadoch ide o K.O.-kritériá!7

Mikroorganizmy vo vlhčiacom roztoku Obr. č. 7: Závislosť rastu baktérií od teplotyRozličné baktérie reagujú na teplotu rôzne.Modrá krivka ukazuje rast chladnomilných(psychrofilných) baktérií, červená krivkarast teplomilných (mezofilných) baktérií priteplote 37°C. Nižšie teploty majú pozitívnyvplyv na rýchlosť delenia mikroorganizmov.Treba si pritom uvedomiť, že je dôležitejšiechladiť vlhčiaci roztok bez prerušenianež zrazu prudko ochladiť. Bežne postačujúteploty v rozmedzí 12 – 18°C.Prísady do vlhčiaceho roztoku v pracovnej koncentrácii neusmrcujú žiadne zárodky.Ak by to bolo inak, museli by byť vybavené veľkým množstvom konzervačných látok.Následkom by bola komplikovaná likvidácia odpadových vôd a iná kategorizácia.Pretože toto je neželané, obmedzujú sa výrobcovia na zaručenie funkcie vlhčiacehoroztoku bez substancií, ktoré usmrcujú zárodky. Mikroorganizmy v priaznivých podmienkachdokážu svoj počet v priebehu hodiny zvýšiť štyri- až šesťkrát. Chladenie vlhčiacehoroztoku i v tomto zmysle prispieva k stabilizácii kvality, musí však byť nastavené tak, abyspolu s účinkom zohľadňovalo aj energetickú náročnosť. Čistenie vlhčiaceho systémusa odporúča robiť v štvrťročných až polročných intervaloch (aj na ochranu výmenníkatepla). Vlhčiace roztoky bez obsahu alkoholu sa bez špeciálnej filtrácie nemajú používaťdlhšie než 200 prevádzkových hodín. Pre bezchybnú funkciu vlhčiaceho roztokuv produkcii je nutné dávkovanie prísad presne podľa predpisov.Dávkovanie prísad do vlhčiaceho roztokuPri štandardizácii procesu ofsetovej tlače musí byť štandardizované aj množstvopridaných prísad do vlhčiaceho roztoku. Množstvo odporúčané pre príslušný produktzaručuje, že pracovnej koncentrácii roztoku sú prispôsobené všetky účinné zložky vpotrebnom množstve.Neodporúča sa predávkovanie ani príliš nízka dávka, pretože obe môžu dlhodobospôsobovať problémy. Predovšetkým inhibítory korózie a náhrada alkoholu vyžadujúurčitú minimálnu koncentráciu, aby bolo zaručené ich pôsobenie. Na dávkovanie saodporúča použiť volumetricky pracujúce systémy. V pravidelných intervaloch je nutnévykonávať kontrolu presnosti dávkovania, či už meraním vodivosti čerstvo nasadenéhovlhčiaceho roztoku alebo volumetrickou kontrolou. Pritom sú podľa potreby nápomocnítechnici dodávateľa.MHM Holding GmbHFeldkirchener Str. 15D-85551 Kirchheimwww.hubergroup.comZastúpenie pre Slovenskú republiku:Europapier Slovensko, spol. s r. o.Panonska cesta 40852 45 BratislavaModrá linka: 0850 11 12 312www.europapier.skLikvidácia odpadových vôd s obsahom vlhčiacehoroztokuNakoľko vlhčiaci roztok sa v priebehu tlače spotrebuje, prichádza vlhčiaci roztok alebočistiaci prostriedok do odpadových vôd len v prípade čistenia vlhčiaceho systému.Z hľadiska dodávateľa možno momentálne odporúčať len likvidáciu použitého vlhčiacehoroztoku alebo čistiaceho prostriedku ako kontrolovaný odpad – samozrejme vprípade, že miestne úrady neuplatňujú pre tlačiareň iné predpisy.