Přísady do vlhčicího roztoku

Vlastnosti vlhčicího prostředku mají rozhodující vliv na kvalitu tiskového procesu. V rámci tiskového procesu musí být dosaženo trvalého souladu mezi tiskovou deskou, tiskovým strojem, tiskovou barvou, potiskovaným materiálem a vlhčicím aparátem. Aby se eliminovala rozdílnost složení a s ní spojené nevyhovující vlastnosti vody, jsou do vody, určené k přípravě vlhčicího roztoku, přidávány přísady, které stabilizují její vlastnosti a udržují je v průběhu celého tiskového procesu na konstantní, k tisku ideální úrovni. Na tyto stabilizátory jsou následující požadavky:

Působení na vodu

• Nastavení stabilní hodnoty pH.

• Nastavení povrchového napětí vody na optimální úroveň.

• Silné antibakteriální působení.

• Velká kapacita tlumiče pH.

• Vázání látek, které způsobují tvrdost vody a jejich částečná eliminace.

Působení na tiskovou desku

• Dobrá ochrana povrchu tiskové desky proti korozi.

• Rychlé nastolení rovnováhy barva – voda přes tiskovou desku – rychlý rozjezd tisku.

• Dobrá smáčivost hydrofilních (netisknoucích) míst na tiskové desce.

Působení na tiskový stroj

• Použitelnost na co nejširší množství vlhčicích aparátů.

• Minimalizace odpuzování tiskové barvy z povrchu tiskových válců.

• Ochrana kovových částí stroje proti korozi.

Působení na ofsetovou barvu

• Rychlé nastavení rovnováhy barva - voda při tisku.

• Nulový vliv na rychlost schnutí tiskové barvy.

• Optimální přizpůsobení se emulgačním potřebám a struktuře použité barvy.

• Vznik stabilní emulze mezi tiskovou barvou a vlhčicím roztokem.

Alkohol ve vlhčicím prostředku

Se zvyšujícícmi se nároky na rychlost tisku a tím i spojenou rychlost zasychání tiskové barvy, včetně zavedení bezpotahových vlhčících válců, se hledaly způsoby, jak zlepšit smáčivost a současně minimalizovat množství vlhčicího roztoku na povrchu tiskové formy. Jako vhodné řešení se ukázalo přidání alkoholu do vlhčicího roztoku. Pro tento účel se využívá izopropanol známý pod zkratkou IPA. Izopropylalkohol je rozpustný ve vodě a současně snižuje povrchové napětí narušením kohezních sil v kapalině. Před zavedením tenzidů se používal v množství 20 – 25 %, po jejich zavedení se jeho koncentraci podařilo snížit na 10 – 12 %. Výpary tohoto alkoholu jsou extrémně hořlavé a toxické a podílejí se na vzniku skleníkového efektu, a proto je snaha jeho koncentraci nadále snižovat nebo jeho používání zcela eliminovat a nahradit jeho vlastnosti vhodným stabilizátorem vlhčicího roztoku. Kromě snížení povrchového napětí přináší použití izopropylalkoholu další výhody:

• rychlejší zasychání tiskové barvy

• snížení rizika obtahování

• rychlejší zpracovatelnost

• ostřejší tiskový bod

• zmírnění nárůstu tiskového bodu

• stabilizace vlhčení versus tisková barva

Pro řízení dávkování IPA se používá spektroskopické měření absorbce IČ záření vlhčicím roztokem.

Obr. 1: Přístroj k měření a dávkování isopropylalkoholu do vlhčícího roztoku

Izopropylalkohol ve vlhčicím roztoku

Pro zlepšení vlastností vody využitelné jako vlhčicí roztok pro ofsetový tisk se využívá isoporpylalkohol -  C₃H₈O. Je mísitelný s vodou v jakémkoliv poměru. Přídavek izopropylalkoholu snižuje povrchové napětí a tím zlepšuje smáčivost vlhčicího roztoku. V minulosti se přidával do vlhčicího roztoku v množství okolo 20%. Jeho výpary poškozují životní prostředí a podílí se spolu s dalšími plyny na vzniku skleníkového efektu. Tiskárny, které ho využívají, platí emisní poplatky – ekologické daně. V současné době se přidává množství okolo 5%. Zlepšená smáčivost přináší výhodu využití menšího množství vlhčicího roztoku, který díky izopropylalkoholu pokrývá tiskovou formu v nižší vrstvě, což má za následek rychlejší zasychání tiskové barvy, menší nárůst tiskového bodu a lepší tiskový kontrast. Tiskové body smáčené izopropylalkoholem jsou ostřejší a vybarvenější a více ohraničené oproti vlhčicím roztokům na bázi vody a stabilizátoru. Nevýhodou využití izopropylalkoholu je snížení elektrické vodivosti roztoku.

Obr. 2: Graf znázorňující vliv množstvi izpropanolu na povrchové napětí vlhčícího roztoku

Izopropanol a elektrická vodivost

Je to alkohol, který je v každém poměru dobře mísitelný s vodou. Mezi jeho nevýhody patří neschopnostdisociace disociace – přenos elektrického náboje v roztoku a jeho přidáním do vlhčicího roztoku elektrická vodivost klesá. Izopropanol vlhčicí roztok naředí a současně naředí i koncentraci iontových solí, takže částečně ztratí schopnost přenášet informace prostřednictvím elektrického náboje.

Problematické téma IPA

• používání IPA v ofsetovém tisku je ve většině zemí standard

• vysoké teploty v ofsetové strojovně způsobují ještě vyšší vypařování IPA

• tím se zvyšuje zatížení dýchaného vzduchu i celého životního prostředí

Použití IPA – přednosti

• snížení povrchového napětí vlhčicího roztoku, tím lepší smáčení tiskových desek a válců. Rychlejší stabilizace rovnováhy barva / voda

• působí antibakteriálně a potlačuje pěnění

• ochlazování vypařováním zvyšuje tiskovou kvalitu při vysokých rychlostech strojů

• samočistící působení uvnitř vlhčicích aparátů

• snadnější dávkování vlhčicího prostředku

Použití IPA – rizika

• dlouhodobé ohrožení zdraví špatným klimatem v ofsetové strojovně

• při nesprávné manipulaci nebezpečí požáru a exploze

• poškození tiskových desek předávkováním (odlupování tiskové vrstvy)

Použití IPA – nevýhody

• vysoké náklady vzhledem k vysoké ceně, náročná opatření při skladování

• státní zásahy počínaje zvláštní daní až po úplný zákaz

Použití IPA – právní situace

• z důvodu ochrany zdraví a životního prostředí stále větší státní regulace

Redukce IPA – výhody

• snížení zdravotních a bezpečnostních rizik

• menší zatížení životního prostředí

• snížení nákladů na spotřební materiál

• investiční pobídky v rámci státních programů životního prostředí možné

Redukce alkoholu – 15 % skutečná, normální hodnota; snaha je dostat se na 5 %, některé provozy úspěšně nahradily IPA jinými neškodnými prostředky.

Opatření k redukci IPA

• tiskaře motivovat na toto téma

• dodržovat stálou kvalitu vody (hodnota pH, stupně tvrdosti…)

• optimalizace teplot vlhčicího roztoku (trochu chladit)

• vyměnit přísady do vlhčícího roztoku

• sladěny deska, potah, barva a přísady do vlhčícího roztoku

• optimalizovat klima v ofsetové strojovně

• optimálně ošetřovat a seřizovat tiskové jednotky

• přesnější měření a regulace alkoholu ve vlhčicím prostředku. Realizace použitím moderních měřicích přístrojů (AlcoSmart, IPASonic)

• použití hydrofilnějších válců a tím stejnoměrnější přenos vlhčicího prostředku také při vyšším povrchovém napětí vlhčicího prostředku

• redukce množství IPA

Měření koncentrace IPA ve vlhčicím roztoku hustoměrem

Areometr neboli hustoměr se používá na změření obsahu alkoholu v oběžném systému vlhčicího roztoku ofsetových tiskových strojů. Přiložený měřicí válec se naplní vlhčicím roztokem z oběžného systému tiskového stroje. Před měřením je nutné nechat roztok odstát cca 5 min. Pak se hustoměr vloží do válce, ve kterém musí volně plavat. Obsah alkoholu se dá odečíst na stupnici hustoměru ve výšce hladiny kapaliny. Pro přesné určení % IPA v roztoku je přepočtová tabulka. Nikdy neprovádějte měření přímo v oběhovém systému vlhčicího roztoku, kde může vlivem rázových vln způsobených cirkulací docházet k odchylkám ve výsledku. Zvětšený průměr a délka hustoměru dávají velice dobrou přesnost odečítání. Pro zjednodušený odečet je stupnice popsána na obou stranách. Areometr je kalibrován v objemových % IPA pro teplotu měření 15°C. Stupnice sahá do 15 objemových %, protože vyšší hodnoty alkoholu nejsou běžné. Při teplotě měření 15°C je potom odečtená přesná hodnota. I při teplotě měření 10–20 °C je odchylka minimální.

Shrnutí

Přísady do vlhčicího roztoku jsou nedílnou součástí úpravy nezbytné k bezproblémovému průběhu ofsetového tisku. Každá voda musí projít určitou optimalizací prostřednictvím stabilizujícího prostředku, který nastaví hodnoty do optima, zajistí dostatečnou pufrovou kapacitu, čímž zaručuje maximální výsledky. Jde především o pH, které je zárukou dobrého zasychání tiskové barvy, a její přijímavosti na povrch papíru, dalším parametrem je úprava povrchového napětí a sním související smáčivosti, která má přímý vliv na tloušťku vlhčicího filmu, ostrost tiskového bodu a rychlost schnutí tiskové barvy. Bez vhodných přísad nelze zajistit uspokojivou kvalitu ofsetového tisku.

Kontrolní otázky

• Uveďte, co ovlivňují přísady do vlhčicího roztoku.

• Vyjmenujte pozitivní účinky přísad do vlhčicího roztoku na tiskovou barvu.

• Jak ovlivňuje používání IPA životní prostředí? Zdůvodněte.

• Které pozitivní vlastnosti pro ofsetový tisk přináší použití IPA?

• Popište možné způsoby měření IPA ve vlhiícím roztoku.

• Vysvětlete, proč se i přes negativní ekologické dopady stále používá IPA?