Pardubickému polygrafickému semináři dominoval flexotisk

Jak jsme vás již informovali, od 19. do 20. září proběhl v aule nové centrální budovy Chemicko-technologické fakulty Univerzity Pardubice již 14. ročník Polygrafického semináře, pořádaný zdejší katedrou polygrafie a fotofyziky. Sjela se na něj zhruba stovka odborníků z deseti zemí Evropy, vysokoškolští učitelé, doktorandi, studenti i lidé z praxe. První den semináře zněly příspěvky v češtině, druhý den v angličtině.

Seminář zahájila vedoucí katedry prof. Marie Kaplanová. V přestávce semináře jí pak firma Poola, vystavující v předsálí pomocné chemické prostředky pro polygrafii, předala ocenění a kytici za celoživotní výzkumnou a pedagogickou činnost. Kromě stánku již zmíněné firmy a tradiční posterové sekce byl v předsálí i stánek mediálního partnera akce, naší Polygrafie revue.

Samolepky „záclonovou“ technologií

Josef Damian z firmy Avery Dennison hovořil o samolepicích etiketách v souvislosti s obaly.

PSA(Pressure Sensitive Adhesive) jsou klasické samolepicí etikety, lepící se tlakem k substrátu. Inmould etikety jsou na povrchu substrátu a jako součást plastového obalu. Wet glue jsou mokré etikety, nálepky (například pivní etikety). Shrink sleeves jsou (obvykle zevnitř potištěné) smršťovací etikety, rukávy, které se teplem přizpůsobí tvaru obalu. Wrap around jsou etikety lepené kolem obalu (PET láhve, chemie pro domácnost). Meziročně nejvíce roste podíl etiket samolepicích, wrap around a shrink sleeves, zejména na úkor wet glue. Z používaných materiálů klesá podíl nenatíraného papíru, stoupá PP a PE. Často se používá PP na silikonové PE podložce, polyester (PES) je vhodný vzhledem k čirosti, ale hůře se přizpůsobuje povrchu.

Princip samolepivosti byl objeven v roce 1897 v Německu a první strojek na výrobu samolepek sestrojil v roce 1935 Stan Avery. Firma Avery Dennison je dodnes největším výrobcem materiálů pro samolepicí etikety pod značkou Fasson. Vyspělé ekonomiky mají spotřebu samolepicích etiket v průměru 9-12 m2 na osobu a rok (nejvíce Dánsko 18,4), Česko necelých 6 m2, což je nejvíce z východní Evropy. Pokud jde o tisk etiket, vzroste v letech 20052010 podíl digitálního tisku objemově o 100 %, flexotisku (zejména UV) o 60 % a ofsetu o 25 %.

V posledních letech se při zhotovování samolepicích etiket rychlostí až 1 km/min používá tzv. waterfall (záclonová) technologie, převzatá z nátěrů světlocitlivé vrstvy na fotopapíry, díky homogenitě nátěru (v tloušťce kolem 19 g/m2).

Mezi novinky patří metalické, holografické a neviditelné etikety na vína, etikety pro lepení na syrové hovězí maso kvůli obavě z nemoci šílených krav. Značná specifika má automobilový průmysl: na zimní pneumatiku se musí například kvůli vyššímu obsahu silikonu v ní aplikovat jiná etiketa než na letní.

Flexotisk třikrát jinak

Zřejmě nejvýraznějším tématem byl v tomto ročníku semináře flexotisk. Martin Shejbal z jablonecké společnosti Ligum mluvil o současnosti a budoucnosti flexotiskové formy. Zdůraznil posun od fotopolymerních desek, které se na flexotiskové válce upínají, montují a lepí, k tiskovým formám „nakulato“ ve formě návleku (sleevu) a přímé gravírování motivů pomocí laserů do elastomerů, fotopolymerů a silikonů zejména po nástupu pulzních laserů (fazerů). U tiskových forem nakulato je fotopolymer na návlek nataven, nabroušen na konečný průměr (tiskový raport) a opatřen černou fotocitlivou vrstvou (LAMS). Tento typ sleevů dodávají například firmy DuPont (ve spolupráci s firmou Rotec) či Polywest.

Standardními sleevy jsou transparentní návleky s fotopolymerní vrstvou, jejichž výhodou je možnost spodního osvitu. Stále častěji se objevují také polymery pro přímou gravuru laserem.

Druhou skupinou materiálů jsou elastomery (pryže). Objevily se již před čtvrtstoletím, ale teprve nyní výrazně pokročily v kvalitě materiálů i zpracování. Sleeve zde vzniká tak, že se na laminátový návlek nabalí nezvulkanizovaný elastomer, ten se v autoklávu zvulkanizuje a nabrousí na konečný raport.

Elastomery mají oproti fotopolymerům a polymerům výhodu široké palety typů, na bázi kaučuku přírodního (NR), etylenpropylenového (EPDM), butadienstyrenového (SBR), butadienakrylonnitrilového (NBR) a silikonového (MVO) i jejich kopolymerů. Je proto možné vlastnosti elastomerní směsi nastavit přesně podle požadavků dané aplikace na mechanické vlastnosti (tvrdost, elasticitu, otěruvzdornost, tvarovou paměť), povrchové napětí, odolnost chemikáliím, brusitelnost i gravírovatelnost. Pro přenos barvy na různé materiály se totiž nejlépe hodí různé pryže. Starší CO2 lasery (např. Stork či Lead) emitují paprsky o frekvenci 10 600 nm, čímž je limitováno rozlišení formy na maximálně 60-70 lpc. Pro vyšší rozlišení je nutné použít fazery, tedy pulzní YAG lasery, emitující paprsky o frekvenci 1110 nm, což umožňuje dosáhnout hlubotiskového rozlišení. Nejjemnější linka gravírovatelná těmito lasery má průměr 5 mikrometrů, gravírování je ale pomalejší. Již se také testují technologie výroby sleevů zakalandrováním (zažehlením) fotopolymerní desky na laminátový návlek bez následného broušení (např. Infinity od firmy Flint).

Používání sleevů a jejich přímá gravura laserem s sebou nesou zvýšení přesnosti zhotovení flexotiskové formy a při dalším zdokonalení fazerů umožní v budoucnu tisk v rychlostech kolem jednoho kilometru za sekundu.

Ligum úzce spolupracuje s pořadatelskou pardubickou katedrou na testech nových i stávajících elastomerů i fotopolymerů, v červnu skončilo již druhé kolo těchto testů, zaměřené tentokrát na přenosové vlastnosti materiálů a optimální úpravu povrchu pro maximální přenos barvy. (První předloňské testy byly zaměřeny na mechanické vlastnosti a povrchové napětí.)

Tyto výsledky přiblížil příspěvek Jiřího Hejduka, Marie Kaplanové, Vojtěcha Bartáka a Petra Regala. Testováno bylo pět desítek vzorků pryží, 21 z nich bylo vybráno jako vhodné pro tisk pomocí rozpouštědlových nebo disperzních barev, některé z nich i pro oba typy barev. Tisklo se na pět různých substrátů: čirý a bílý PP, PE, PET a papír. Testy proběhly na nátiskovém stroji Flexo Proofer F. P. 100/300 od firmy Saueressig, provozní tiskové zkoušky pak na stroji s centrálním tlakovým válcem SOMA Flex Midi 1320. Pro zlepšení tiskových vlastností se u pryží chemicky či fyzikálně zvyšuje povrchové napětí či upravuje poměr polární a nepolární složky.

Pryžové sleevy gravírované laserem umožňují bez dalších úprav nekonečný potisk, jsou odolnější vůči ředidlům než fotopolymerní a jejich povrch má minimálně stejně dobrý a často lepší přenos barvy. Při tisku svou kompresibilitou dobře vyrovnávají nerovnosti potiskovaného materiálu. Sleevy lze pokrývat silnější vrstvou pryže (15 mm i více), což umožňuje překlenout značný rozdíl v tiskovém raportu při použití stejného ocelového trhu. Gravírování sleevu trvá podle velikosti od jedné do čtyř hodin, následuje omytí.

Robert Dvořák a Josef Svoboda informovali o vlivu procesních podmínek na kvalitu UV flexotisku. Testy proběhly na produkčním flexotiskovém stroji T-Flex 508 (Timsons).

Drsnost povrchu barvových vrstev roste s rychlostí tisku a se zvyšujícím se objemem jamek aniloxového válce a klesá se zvyšujícím se tlakem mezi formovým a tlakovým válcem. Optická hustota barvových vrstev roste s nárůstem tlaku a zvyšujícím se objemem jamek aniloxového válce a klesá s rostoucí rychlostí tisku. Nárůst šířky čar je závislý na šířce čáry - do 0,4 mm roste s tlakem a zvyšujícím se objemem jamek a klesá s rychlostí, zatímco u čar 0,5-1 mm širokých mají tyto parametry jen minimální vliv (čáry byly měřeny pouze v rozmezí 0,1-1 mm). V průměru je nárůst šířky čar u válců s vyššími objemy o 70 % vyšší než u válců s nízkými objemy jamek.

Nárůst je ve směru rovnoběžném s tiskem vyšší než ve směru kolmém na tisk. Se zvyšující se rychlostí tisku dochází k vytvrzování barvy před jejím konečným rozprostřením, u aniloxových válců s vyšším objemem jamek je rozprostírání rychlejší. Při dosažení mezní rychlosti ale nastává skoková změna v nárůstu průměrné drsnosti, která indikuje nedostatečné rozprostření barvy před vytvrzením. Zvyšující se tlak napomáhá rozprostírání barvy, tento proces je ale omezen objemem jamek, takže po překročení mezního tlaku už průměrná drsnost neklesá, vzhledem k nedostatku objemu barvy.

Vyšší kvality reprodukce předloh s plnými plochami bude dosaženo při nižších rychlostech tisku a vyšších tlacích mezi formovým a tlakovým válcem a při použití aniloxových válců s vyššími objemy jamek a nižší hustotou sítě. U tónových předloh je kvalita reprodukce jen minimálně ovlivňována rychlostí tisku, nárůst síťové tónové hodnoty se zvyšuje s tlakem mezi formovým a tlakovým válcem. Nejlepších výsledků dosahovaly aniloxové válce se středními objemy jamek (4-5 cm3), s poklesem hustoty sítě jamek se kvalita reprodukce zvyšovala. Pokud jako ukazatel kvality slouží nárůst síťové tónové hodnoty spíše než optická hustota, autoři příspěvku doporučili použít válce s nižším objemem jamek.

Ekologie v tisku i v materiálech

Jaroslav Masopust se ve své příspěvku Ekologie v tiskovém sále věnoval mj. identifikaci využitelných odpadů. Jistá firma z USA dosáhla až 98% recyklace pevných odpadů při 10% snížení spotřeby energie a 20% zvýšení produktivity. K ekologickým opatřením patří i snižování hluku, například při záběru ozubení, stejně jako recyklace mycího roztoku při nasazení kartáčových mycích zařízení. Základem snížení podílu IPA ve vlhčicím roztoku na 4-6 % je přesná měřicí technika, keramické válce ve vlhčení a pryžové válce v barevnících přispívají k rovnoměrnosti nánosu vlhčicího roztoku. Účinné je temperování barevníku, u nových strojů MAN Roland lze teplotu každé tiskové jednotky regulovat individuálně a nepoužívat pak IPA vůbec. Užitečné je odsávání barvové mlhy, obzvláště u UV barev, a prášku z poprašování (s přesným úhlem poprašovacích trysek) např. u MAN Rolandu 700 DirectDrive. Lze použít také řešení QuickStart s rychlým rozběhem na nastavenou rychlost např. po přerušení produkce, nebo QuickChance pro snížení přípravných časů až o 60 %.

Náklady na pořízení stroje tvoří asi jen pětinu nákladů spojených s jeho provozem. Pokud jde o energetické náklady, 10 % energie spotřebuje tiskárna na osvětlení, 30-50 % na topení a klimatizaci, 5 % na tlakový vzduch a 25-40 % na pohon strojů. Oxidativní regenerace je při zpětném získávání tepla nákladnější než klasická rekuperace, ale pracuje s 94% účinností.

Ján Panák z oddělení polygrafie bratislavské STU a Stefan Jakucewicz z institutu polygrafie Varšavské polytechniky mluvili o vhodnosti ekologických papírů pro tisk knih. Jsou odbarvovány pouze mýdlovým roztokem, podíl recyklovaných vláken v nich přesahuje 50 %. Nepoužívají se žádné chemické bělicí a barvicí prostředky, spotřeba vody na kilogram vyrobeného papíru nesmí přesáhnout 10 litrů. Klíží se přírodními pryskyřicemi s přídavkem škrobu. Nenatírané papíry ze 100% recyklovaných vláken s vysoce kvalitním bezdřevým nenatíraným papírem obstály.

Příspěvek kolektivu autorů o poškozujícím vlivu viditelného světla na degradaci papíru konstatoval, že největší pokles na hodnotu pH papíru má suché teplo (o 1,2 stupně), vlhké teplo, denní, modré a zelené světlo pak přibližně o jednotku pH. U červeného světla pak již k poklesu prakticky nedochází.

Srovnávací výzkumy pro praxi

Kolektiv pod vedením prof. Marie Kaplanové srovnával reologické vlastnosti konvenčních, hybridních a UV ofsetových barev. UV tvrditelné barvy se v polygrafii objevily již před dvaceti lety, hybridní barvy před šesti lety. Hlavní výhodou tisku hybridními barvami je možnost in-line UV lakování na konvenčních strojích.

Srovnávány byly purpurové procesní barvy od různých dodavatelů: tři konvenční, dvě hybridní a dvě UV, k měření emulzí posloužil rotační viskozimetr RV1 Haake a Haake RS 150 RheoStress, lepivost a prášivost čistých barev a emulzí změřil Tackmaster-92 od firmy Kershaw. UV barvy mají menší schopnost přijímat vlhčicí roztok než konvenční barvy, ale rychlost příjmu je u nich vyšší, vyšší je rovněž pokles hustoty emulze oproti čisté barvě.

Čisté UV a hybridní barvy vykazují již po půlminutě téměř úplnou tixotropní regeneraci, tedy hodnota viskozity barvy po přepnutí z vysokého smykového napětí na původní nízké vzroste na více než čtyři pětiny původní hodnoty. U emulzí byla regenerace pomalejší. Rychlejší regenerace umožňovala docílit požadovanou tloušťku vrstvy, protože pevnost barvového filmu byla dosažena ve velmi krátkém čase. Pomalejší regenerace sice napomáhá dobrému rozprostření barvy, příliš pomalá regenerace může ale způsobit roztékání barvy po povrchu substrátu.

UV emulze nesnižovaly lepivost barvy tolik jako u konvenčních barev. Konvenční barvy téměř nepráší, vykazují nižší prášení při rychlosti 1200 otáček za minutu než UV a hybridní barvy při dvoutřetinové rychlosti. U emulzí byla zjištěna nižší prášivost. Prášení UV barev lze omezit tiskem při nižších rychlostech. Výzkum ukázal, že v některých aspektech jsou hybridní barvy podobné konvenčním (příjem vlhčicího roztoku) a v jiných zase UV barvám (tónové křivky, tixotropie a prášení).

Vladimír Dvonka, Ján Panák, Michal Čeppan a Matúš Lendacký z bratislavské STU předložili výsledky obrazové analýzy rastrových struktur. Na natíraných papírech dochází pouze k nárůstu bodu, ale na nenatíraných i k jeho poklesu. Nenatírané papíry jsou náchylnější k deformaci rastrových bodů způsobené jejich segmentací na více částí, případně i k jejich vypadávání. Počet rastrových bodů rozdělených na dvě části činí u natíraných papírů do 2 %, u nenatíraných 8-18 %. Nejvíce vypadávají rastrové body u žluté barvy (jsou nejvíce viditelné), následuje purpurová, azurová a černá.

Lenka Otáhalová a Přemysl Moravec z pořadatelské katedry porovnali optimalizaci a standardizaci tiskového stroje. Optimalizace umožňuje využít všech kvalit stroje maximálně, vyžaduje ale velké množství tiskových zkoušek a je tedy nákladná. Na druhé straně může ovšem představovat konkurenční výhodu. Tak tomu ale bude zřejmě až v okamžiku, kdy se všeobecně prosadí standardizace podle norem ISO (vydávaných organizací ECI), případně dalších (Eurostandard společnosti systém Brunner, profily Japan National Committee TC130 a CGATS pro kotoučový novinový tisk).

Z dalších zahraničních bádání

Dvě z přednášek, o sítotisku a problémech měření archivní stálosti inkoustových výtisků, vám v tomto a následujícím čísle přinášíme ve formě samostatných článků, samostatně jsme vyčlenili i příspěvek Pavla Karáska ze společnosti Stapro o polygrafických informačních systémech. Z dalších přednášek zmiňme pro nedostatek místa jen dva zahraniční příspěvky. Gorazd Golob a Bojan Rotar z lublaňské univerzity experimentovali s Braillovým písmem s místními nevidomými dětmi. Zjistili, že i začátečníci v Braillově písmu jsou schopni číst text zhotovený ražbou nebo UV tiskem. Nejnižší výška Braillova písma pro čtení by měla být 0,12 mm, nejlepší výsledky byly dosaženy od 0,2 mm. To je zároveň hodnota používaná jako minimum ve Velké Británii, zatímco Evropská asociace nevidomých EBU navrhuje 0,5 mm. Obecně se standardy pohybují od 0,25 mm ve Švédsku do 1 mm ve Francii, vždy jsou však v pásmu experimentálně ověřeného optima.

Elena D. Klimova z Moskevské státní univerzity grafických umění hovořila o tržných defektech LWC papírů v rotačkách s horkovzdušným sušením. Doporučila používat papír s tržnou délkou ne menší než 4,5 km, indexem hladkosti do 200 s, nasákavostí do 45 s a povrchovou absorbencí v rozmezí 60-65 g/m2.

Součástí akce byl i společenský večer v prestižní pardubické restauraci Bonté.

Pro účastníky bylo připraveno CD s powerpointovými prezentacemi přednášek a tištěný sborník, v němž najdete podrobná znění přednášek (bohužel tentokrát zde nejsou přednášky v obou jazykových verzích, pouze v té, v níž zazněly, včetně anglických přednášek českých a slovenských účastníků). Sborník vyšel v nákladu 150 kusů, několik výtisků je proto ještě k dispozici pro prodej případným zájemcům, kteří se nemohli semináře zúčastnit.