Vandfri offset i dansk grafisk industri6. Resumé af trykforsøg og materialekarakteriseringDette afsnit er et sammendrag af resultaterne fra en lang række praktiske undersøgelser, der er udført i forbindelse med dette projekt. Alle resultater findes i tre særskilte delrapporter, der kan rekvireres i Miljøstyrelsen:
6.1 Gennemgang af Delrapport APrøvetrykninger hos FOGRA i München Formålet har været at undersøge, hvorledes trykfarver til vandfri offset fungerer ved trykning på de almindeligste papirtyper. Der er udvalgt tre forskellige trykfarvefabrikater, som er karakteristiske for markedet. A: Novaless SL 210 - K+E B: Sahara M/C - Classic Colour C: Star-Dry - Akzo Nobel Endvidere er valgt fire forskellige papirtyper: en blank og matbestrøget kvalitet, et ubestrøget offsetpapir og endelig et 100% genbrugspapir.
Stora Dalum Papirfabrik Selve prøvetrykningen er udført hos det tyske grafiske forskningsinstitut FOGRA i München, som har mangeårige erfaringer på dette område, og de er endvidere i stand til køre med forskellige temperaturer i deres trykmaskinens kølesystem, så man kan få et indtryk af de tre trykfarvers forhold ved forskellige temperaturer. Det vil således være bekendt, at specielt temperaturen på trykmaskinens pladecylinder er afgørende for trykresultatet. Der er foretaget en lang række undersøgelser i forbindelse med trykningerne og af de færdige trykark: Vurdering af trykfarvernes opførsel i forhold til oprivning og toning. Densitometrisk opmåling af fuldtonedensity, punktbredning, relativ trykkontrast, gråbalance og trapping. Endvidere sammenligning af trykkurver ved trykning i raster på 60 l/cm og 120 l/cm. For en yderligere uddybning af teori og målemetodik i forbindelse hermed henvises til den grafiske litteratur. Et anbefalelsesværdigt eksempel kunne være Heidelberg Trykmaskinefabriks udgivelse: Colour and Quality. (Fås også på tysk og om kort tid på dansk.) Til slut er foretaget glansmålinger af fuldtoneflader samt mikrooptagelsr af udvalgte rasterpunkter. Hovedkonklusioner Vurderingerne af trykresultatet på de fire undersøgte papirtyper viser, at de alle er lige egnede til trykning i vandfri offset. Der er naturligvis en relativ forskel på den trykkvalitet, der kan opnås, som svarer til forholdene ved trykning i traditionel offset. På genbrugskvaliteten Cyclus offset ses en tilsyneladende kraftigere toningstendens sammenlignet med de bestrøgne papirer. Det skyldes, at der trykkes med en større lagtykkelse, og toningstilbøjeligheden er derfor større end på de bestrøgne papirer, hvor farvelagtykkelsen er mindre. Sammenligning af de undersøgte trykfarver viser, at det er muligt at opnå et tilfredstillende resultat med alle tre typer. Der er dog stor forskel på omfang af det optimale temperaturområde, der bestemmes af en nedre temperatur, hvor der forekommer oprivning, og en øvre temperatur, hvor trykpladen toner. I praktisk trykning vil den optimale temperatur være bestemt af trykfarvens receptur, og korrekt indstilling af trykmaskinens temperaturstyring. Der er endvidere en række større eller mindre tryktekniske forskelle, som er nøjere beskrevet i delrapportens afsnit 5. Som ovenfor nævnt ville sådanne forskelle også forekomme ved en tilsvarende trykning i traditionel offset. 6.2 Gennemgang af Delrapport BPrøvetrykninger hos Holte Bogtryk og på Dalum Papirfabrik Hvor delrapport A har været koncentreret om temperaturreguleringens indflydelse på trykfarve og trykkvalitet i vandfri offset har formålet med nærværende delrapport været at sammenligne trykresultaterne i vandfri og traditionel offset. Der er udvalgt seks forskellige trykfarvefabrikater til vandfri offset, som findes på markedet, og de tre går igen i både delrapport A og B: A: Classic Colour - Sahara B: K+E - Novaless C: NTI - Astoria D: Coates Lorilleux - Arizona E: Akzo Nobel - Star-Dry F: Hartmann - Irodry Til trykforsøgene i traditionel offset er valgt: Akzo Nobel Lito Flora 200 Der er valgt seks forskellige papirtyper: en blank og matbestrøget træfri kvalitet, et ubestrøget offsetpapir, et 100% ubestrøget genbrugspapir, og to bestrøgne genbrugspapirer:
Endvidere er anvendt tre forskellige rastre: 60 l/cm, 120 l/cm og frekvensmoduleret raster. Det har således været muligt at sammenligne alle tre rastertyper i begge trykmetoder. Prøvetrykningen i vandfri offset er udført hos Holte Bogtryk, og der er prøvetrykt i traditionel offset på Dalum Papirfabrik. Dernæst er foretaget en række undersøgelser i forbindelse med trykningerne og af de færdige trykark: Densitometrisk opmåling af fuldtonedensity, punktbredning, relativ trykkontrast, gråbalance og trapping. Endvidere sammenligning af trykkurver ved trykning i raster på 60 l/cm og 120 l/cm. For at undersøge optørringsforholdene i de to trykmetoder er de trykte ark testet for afsmitningtilbøjelighed. Til slut er foretaget en visuel sammenligning af trykkvalitet i de to trykmetoder ved anvendelse af forskellige rastertyper. Hovedkonklusioner Vurderingerne af trykresultatet på de seks undersøgte papirtyper med seks forskellige trykfarver til vandfri offset viser, at de alle er egnede til formålet. Dette svarer også til hovedkonklusionen fra delrapport A, og også her er der en relativ forskel på den trykkvalitet, der kan opnås, som svarer til forholdene ved trykning i traditionel offset. De sammenlignende trykninger i vandfri og traditionel offset viser, at fuldtonedensity og relativ trykkontrast er størst i vandfri offset. Den almindelige opfattelse er, at punktbredningen er størst i traditionel offset. Det fremgår dog ikke klart i denne undersøgelse. Ligeledes antages det også normalt, at der foregår en hurtigere farveoptørring efter trykning i vandfri offset på grund af fravær af fugtevand. Dette har heller ikke været muligt at eftervise i nærværende prøvetrykninger. En visuel vurdering af trykkvaliteten viser heller ikke noget entydigt billede. Det antages normalt, at vandfri offset giver en bedre trykkvalitet end traditionel offset. I disse forsøg gælder dette for trykning på Cyclus offset, men ikke på øvrige bestrøgne og ubestrøgne kvaliteteter. 6.3 Gennemgang af Delrapport CTrykfarver til vandfri offset - udført af ENPRO Aps Det er velkendt fra litteraturen at trykfarver der anvendes til vandfri offset har en højere viskositet og et lavere "tack" (klæb eller elasticitet) end konventionelle offsetfarver. Dette menes at minimere baggrundstoning i vandfri offset. Specielt anvendelse af silikone kan give gode trykresultater omend silikone kan give problemer med laminering af slutproduktet. Trykfarver til vandfri offset formuleres normalt efter samme principper som konventionelle offsettrykfarver (Owen, 1990), hvilket medfører at stort set samme typer af råvarer anvendes. Kommercielle trykfarver til vandfri offset er her undersøgt med henblik på at vurdere trykfarvernes variation i sammensætning og flydeegenskaber. I denne undersøgelse indgår ni cyan trykfarver til vandfri offset, hvoraf fem er arkoffsetfarver og tre er heatsetfarver. Endvidere er en konventionel cyan arkoffsetfarve og to konventionelle cyan heatsetfarver anvendt som referencer. Trykfarvernes sammensætning Trykfarvens sammensætning er undersøgt kvalitativt ved brug af termogravimetrisk analyse (ASTM E 1131-93) og diffentiel skanning kalorimetri (DSC). Termogravimetrisk analyse anvendes til at bestemme mængden af tørstof, der her består af binder og pigment. Ved at øge temperaturen trinvis på farveprøven fordampes/nedbrydes materialet. Den mængde materiale, der er tilbage ved 350° C, defineres som tørstof. DSC anvendes til at bestemme kogepunkt/kogepunktsinterval (Nielsen et al., 1997). Disse undersøgelser viste, at arkfarver kan indeholde mineralolie og/eller vegetabilsk olie. Et produkt, som ikke viser et koge-punktsinterval, er formentlig ikke baseret på mineralolie, men kan indeholde en mindre mængde mineralolie. De produkter, som har et kogepunktsinterval, der svarer til en traditionel mineralolie, kan også indeholde vegetabilske råvarer. Alle heatsetfarver har et kogepunktsinterval og er formentlig baseret på mineralolie. Variationen i tørstof (binder+pigment) er stor. Mængden af pigment er af størrelsesorden 14-17 wt-%, hvilket medfører, at bindersystemet er af størrelsesorden 45-75 wt-% for arkoffset og 37-61 wt-% for heatset. Arkoffsetfarverne med den største mængde tørstof har ikke noget kogepunktsinterval, hvilket indikerer at bindersystemet indeholder materiale af vegetabilsk oprindelse. En kort beskrivelse af hver farve findes i tabel 1a og 1b. Nogle af de kommercielle produkter indeholder silikone. Nogle produkter leveres i to kvaliteter, både med og uden silikone. Trykfarveproducenten bør derfor i det tekniske produktdatablad oplyse, om farven indeholder silikone og eventuelle konsekvenser i forbindelse med laminering/lakering af tryksagen.
Tabel 1a Beskrivelse af undersøgte trykfarver til arkoffset
Tabel 1b Beskrivelse af undersøgte trykfarver til heatset. Reologi Trykfarvernes viskositet og flydepunkt er målt med et stang-viskosimeter (Laray). Målingerne er udført med metalstang og vægte fra 100-1000 g, hvilket svarer til et forskydningshastighedsområde fra 10-500 s-1 (ASTM D 4040-91). Trykfarvernes flydeegenskaber er også målt på et rotationsviskosimeter (Bohlin VOR), hvor en plade/plade geometri på 30 mm er anvendt til at måle viskositeten, som funktion af forskydningshastigheden, og elasticiteten i temperaturintervallet 20-40° C (ISO 3219-93(E)). De reologiske målinger viste at arktrykfarver til vandfri offset har en højere viskositet end tilsvarende konventionelle trykfarver. Alle trykfarver til vandfri arkoffset i denne undersøgelse er thixotrope, hvilket betyder, at de har en struktur, der nedbrydes ved bevægelse af farven og opbygges igen med tiden ved stilstand. Elasticiten (Delta) kan variere fra 0-90, hvor 0 indikerer en høj elasticitet og 90 indikerer ingen elasticitet. Den konventionelle arkfarve udviste den laveste elasticitet ved denne sammenligning. Endvidere havde farverne til vandfri arkoffset en højere flydegrænse sammenlignet med den konventionelle trykfarve. Flydegrænsen er et udtryk for, hvor meget kraft der skal anvendes, for at farven skal begynde at flyde. Se tabel 2a.
* = målt ved ca. 100 s-1 Tabel 2a. Nogle reologiske egenskaber målt på arkoffsetfarver. Trykfarve I har en meget lav viskositet, hvilket skyldes, at den er formuleret til anvendelse på en bestemt trykpresse. Ved sammenligning af de øvrige vandfri heatsetfarver med konventionelle heatsetfarver var viskositeten på samme niveau eller højere. Flydegrænsen er højere for de vandfri heatsetfarver end de konventionelle med undtagelse af farve I. De undersøgte heatset farver, som havde en høj flydegrænse, var også thixotrope. Der var ingen tydelig forskel i elasticitet mellem farverne til vandfri og konventionel heatset. Se tabel 2b.
* = målt ved ca. 100 s-1; **= målt ved 350 s-1 Tabel 2b. Nogle reologiske egenskaber målt på heatsetfarver. Diskussion af trykfarveegenskaber Trykfarverne, der er anvendt i denne undersøgelse, har store forskelle i sammensætning. Det kan konstateres, at der kan formuleres trykfarver til vandfri offset over et bredt spektrum af konventionelle råvarer og stadig opnå trykbarhed. Forskellen mellem forskellige farver til vandfri offset kan være af samme størrelsesorden som forskellen mellem en farve til vandfri offset og en til konventionel offset. Det er velkendt at reologiske egenskaber er afhængige af temperaturen. I vandfri offset kan trykfarvens temperatur stige under trykningen, da køleeffekten fra fugtevandet mangler. Når trykfarvens temperatur stiger væsentligt kan der opstå problemer med toning, hvor trykfarven fordeles til de ikke-trykkende områder på trykpladen. Hvis temperaturen sænkes og trykfarvens viskositet bliver for høj kan oprivning af papiroverfladen finde sted. Da trykfarvens viskositet er temperaturafhængig er det vigtigt at temperaturintervallet mellem oprivning af papiroverfladen og baggrundstoning ikke er alt for lille. Da de reologiske egenskaber for en trykfarve er individuelle kan det konstateres at temperaturintervallet, hvor gode trykresultater opnås, er individuelt for hver farve. Det er vigtigt at farveoverføringen og dermed trykfarvens viskositet (og temperatur) er stabil under trykningen. Derfor er køling af valserne under trykningen afgørende for trykresultatet. Ved trykning af korte serier kan køling af valserne undværes, selvom det ikke kan anbefales. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||