Gledajući na ulogu tekućine za vlaženje u procesu plošnog tiska moglo bi se reći da je odgovor na to pitanje vrlo jednostavan, spriječiti prihvaćanje bojila na slobodnim površinama te zaštita tiskovne forme kod prekida rada tiskarskog stroja. U principu odgovor je točan, ali se u procesu tiska odvijaju procesi koji utječu na ponašanja i fizikalno-kemijska svojstva tiskovne forme, tekućine za vlaženje, bojila te kao posljedicu mogu imati otiske različite kvalitete. Stoga je tekućina za vlaženje sastavljena od vode i dodataka koji dinamički reguliraju i održavaju fizikalno-kemijska svojstva te na taj način održavaju približno jednake uvjete kroz trajanje otiskivanja neke naklade.
ključne riječi:plošni tisak, tekućina za vlaženje, pH, površinska napetost
Najzastupljenija tehnika otiskivanja kod nas, a i su svijetu je plošni tisak. Ta tehnika je jako zahtjevan i zamršen fizikalno-kemijski proces, te je za dobivanje kvalitetnog otiska potrebno imati definirane uvjete koji utječu na kvalitetnu reprodukciju. To je prije svega odnos voda-boja odnosno otopina za vlaženje-boja. Stoga je potrebno obratiti posebnu pozornost na sastav otopine za vlaženje, odnosno definirati funkcije i potrebne količine pojedinih dodataka koji se dodaju u vodu, pa i samu kakvoću vode koja se koristi za pripravu otopine za vlaženje.
Tiskovna forma za plošni tisak najčešće je izrađena od samo jednog materijala, aluminija. Aluminij, kao i svi metali zbog svoje nepolarne građe, pokazuje oleofilna svojstva, ali kako je vrlo reaktivan, na zraku se spontano prevlači slojem aluminijevog oksida (Al2O3) koji zbog svoje polarne građe površini aluminija daje hidrofilna svojstva. Taj sloj aluminijevog oksida nema dovoljno veliku površinu, te se površina aluminija mora dodatno obraditi (mehanička i elektrokemijska obrada) da bi joj se povećala stvarna površina, a time i površinska energija. Tako su se poboljšala svojstva slobodnih površina tiskovne forme. Oleofilne površine (tiskovni elementi) građeni su od nepolarnog materijala – kopirnog sloja (najčešće diazo smole ili fotopolimeri).
Prikazani rezultati proizašli su iz znanstvenog projekta „Razvoj metoda mjerenja površina tiskovnih formi“ provedenog uz potporu Ministarstva znanosti, obrazovanja i športa republike Hrvatske
Iako tako obrađena površina aluminija pokazuje jako dobra hidrofilna svojstva, oleofobna svojstva su nedovoljno izražena, pa se zato u procesu tiska na slobodne površine adsorbira otopina za vlaženje koja tada onemogućava prihvaćanje bojila.
Osim osnovne uloge, sprečavanje nanošenja bojila na slobodne površine, otopina za vlaženje u procesu tiska mora:
Ukoliko vlaženje tijekom procesa tiska nije dobro, mogu se javiti i negativne posljedice. Jedna od njih je ispiranje tiskovnih površina, što je posljedica prevelike količine otopine za vlaženje na površini tiskovne forme. Ili toniranje, koje nastaje u slučaju nedovoljne količine otopine za vlaženje na površini tiskovne forme, te se bojilo prihvaća na slobodnim površinama.
Da bi otopina za vlaženje mogla ispuniti sve zahtjeve koji se na nju postavljaju, osim osnovnog sastojka, vode, u otopinu se dodaje još niz dodataka, od kojih svaki ima svoju ulogu tijekom procesa otiskivanja:
Kemijski neobrađena voda u svojem sastavu ima puno otopljenih minerala koji mogu u procesu tiska stvarati probleme. Zavisno o količini otopljenih minerala imamo tvrde i meke vode.U našim krajevima voda je izrazito tvrda, što znači da sadrži dosta otopljenih različitih anorganskih soli. One otapanjem u vodi disociraju na svoje ione (Ca2+, Mg2+, Na+, CO32-, Cl-). Ukoliko je koncentracija iona kalcija (Ca2+) i karbonata (CO32-) velika, može doći do taloženja kalcijevog karbonata (CaCO3), koji se u procesu otiskivanja taloži na valjcima nanosačima i smanjuje njihovu mogućnost prijenosa otopine za vlaženje. Ako dođe do taloženja na površini tiskovne forme smanjuje se njena slobodna površinska energija i na taj način negativno utječe na moć adsorpcije otopine za vlaženje. Također može uzrokovati porast pH vrijednosti otopine, utječe na električnu provodljivost otopine za vlaženje. Svi ti loši efekti kao posljedicu mogu imati toniranje u procesu otiskivanja. Zato je nužno kod pripreme otopine za vlaženje obratiti pozornost na tvrdoću vode, te ako je prevelika provoditi demineralizaciju, tj. za pripremu otopine za vlaženje koristiti demineraliziranu vodu.
Neke anorganske soli, kao silikati (SiO44-) ili fosfati (PO43-), koje se adsorpcijom vežu na slobodne površine tiskovnih formi, s aluminijem stvaraju hidrofilne spojeve. Ako se pogleda građa tih soli, vidi se da u svojoj strukturi imaju jake polarne skupine, ili slobodne elektronske parove preko kojih se vežu molekule vode, te na taj način dodatno povećavaju hidrofilnost slobodnih površina na tiskovnoj formi (sl.1.).
Puferi su smjese koje se sastoje od slabe kiseline i njoj odgovarajuće soli ili slabe lužine i njoj odgovarajuće soli. Zbog procesa hidrolize koja se pri tome javlja, puferi zadržavaju pH vrijednost u određenom području bez obzira na dodatak tvari koje mogu promijeniti pH vrijednost (kiseline ili lužine). To usko područje povoljno je za kontakt s bojilom, i omogućava dovoljno brzo sušenje,te sprečavaj kemijske promjene na slobodnim površinama tiskovne forme. Najpovoljnija pH vrijednost za odžavanje maksimalne hidrofilnosti slobodnih površina je između 4.5 do 5.5 (kod monometalnih ploča). Iznad pH 5 postupak sušenja se otežava, dok kod pH ispod 4.5 dolazi do otapanja hidrofilnog sloja na slobodnim površinama, a daljnjim padom pH vrijednosti povećava se i rizik korozije osnovnog materijala.
Voda bez dodataka površinski aktivnih tvari ima vrlo veliku površinsku napetost, pa stoga i slabije moči slobodne površine na tiskovnoj formi. Površinski aktivne tvari (PAT) građene su od velikih molekolula koje imaju dva dijela, nepolarni (ugljikovodični radilal) i polarnog (funkcionalna skupina) dijela. Način djelovanja takvih tvari je da se dodavanjem u vodu one, zbog svog nepolarnog dijela, migriraju na vodenu površinu. Kako nepolarne tvari imaju manju slobodnu površinsku energiju, a time i površinsku napetost od polarnih tvari, PAT smanjuju slobodnu površinsku energiju i površinsku napetost te otopine. Stoga se PAT dodaju u otopinu za vlaženje da smanje slobodnu površinsku energiju, površinsku napetost (sl. 2) i na taj način smanjuju kontaktni kut koji je mjera za močenje. Danas se kao sredstvo koje smanjuje napetost površine vode najčešće koristi 2-propanol.
Kako je 2-propanol jedan od polutanata koji onešišćuju okoliš i štetan je za zdravlje, nužno je pronaći zamjenska sredstva koja će imati slična svojstva i djelovanje kao 2-propanol.
Gumiarabika je sredstvo koje se u tiskarskoj industriji koristi već godinama. To je sušena smola prirodnog biljnog podrijetla, topiv u vodi. Po kemijskom sastavu gumiarabika je polisaharid, te u svojoj strukturi ima nekoliko jako polarnih hidroksilnih skupina (OH-), koje omogućavaju njenu dobru adsorpciju na površini tiskovne forme. Stoga se nakon nanašanja otopine za vlaženje gumiarabika adsorbira na površinu aluminija stvarajući zaštitni film koji štiti tiskovnu formu od kemijskih i mehaničkih oštećenja tijekom rukovanja nakon zaustavljanja tiskarskog stroja. Proces adsorpcije gumiarabike na površinu aluminijske tiskovne forme najbolji je ako je pH vrijednost približno 4.
Otapala imaju u procesu tiska sekundarnu ulogu, ona čiste površinu od masnih nakupina. Ukoliko bi došlo do taloženja takvih nakupina na slobodnim površinama, one bi privlačile bojilo i kao posljedica na otisku bi imali toniranje.
Bez dobrog podmazivanja između ploče i valjaka nosača dolazi do povećanog trenja, što dovodi do ubrzanog trošenja tiskovne forme. Dodatno se na gumenoj navlaci ofsetnog cilindra povećava stvaranje nakupina boje i papira, koji onda uzrokuju češće prekide u procesu tiska (pranje gumene navlake). Da bi se poboljšalo podmazivanje i spriječilo nakupljanje nečistoća u otopinu za vlaženje dodaju se polimeri, glikoli, te substituti alkohola.
Poznato je da se ulje i voda ne miješaju zbog svojih suprotnih kemijskih svojstava. Ukoliko dolazi do djelomičnog miješanja stvaraju se emulzije. Ipak tijekom procesa tiska voda iz otopine za vlaženje djelomično emulgira se u bojilo. Ta emulgacija je do određene granice definirana i ne stvara nikakve probleme tijekom procesa tiska, ali ako bi se dogodilo da u bojilo emulgira previše otopine za vlaženje tada bi kao posljedicu dobili na otisku smanjenu gustoću obojenja te manji sjaj otiska. Treba spriječiti emulgiranje bojila u otopinu za vlaženje, tada se to bojilo prima na slobodne površine i kao posljedicu imamo toniranje. Stoga su agensi za kontrolu emulgiranja jako bitni za održavanje kontroliranog tijeka procesa tiska.
Iako se na prvi pogled može učiniti da se povećanjem viskoznosti otopine za vlaženje smanjuje moć močenja i na taj način smanjuje efektivnost, premala vrijednost viskoznosti imala bi za posljedicu otežan prijenos tekućine iz spremnika do površine tiskovne forme. Stoga je vrlo bitno imati definiranu vrijednost viskoznosti da bi se osigurala dovoljna količina otopine za vlaženje na tiskovnoj formi. Jedno od takvih sredstava je alkohol, a njegovo djelovanje može se vidjeti na slici 3.
Vodene otopine jako su dobra podloga u kojoj se mogu razvijati mikro organizmi, a da bi se to spriječilo u otopinu za vlaženje dodaju se različiti biocidi.
Otopina za vlaženje se sastoji od vode i dodataka koji svaki ima definiranu funkciju tijekom procesa otiskivanja. Ako se neki sastojak nalazi u nedovoljnim ili previsokim količinama sam proces više nije u definiranim uvjetima i javljaju se problemi. Da bi se moglo reagirati na ispravan način ako se pojave problemi, potrebno je dobro poznavati sastav i način djelovanja otopine za vlaženje kao cjeline i uloge svake pojedine komponente od čega je sastavljena otopina za vlaženje.