محصول و خدمات | تعداد | جمع |
---|
پیگمنت چیست و کاربرد پیگمنت ها و رزین ها و وارنیش ها در چاپ چیست؟
اولین مرکب ها از آب سبزیجات و میوه ها تهیه می شد. بعدها از ترشحات بدن جانورانی مثل ماهی، خرچنگ و اختاپوس، خون نوع خاصی از حلزون و شیره درختان نیز به عنوان جوهر استفاده شد. شواهد تاریخی نشان می دهد که اولین مرکب شبیه به مرکب های امروزی، در ۹۰۰۰ سال پیش در کشور مصر پیدا شده است که ترکیبی از عصاره سبزیجات و بعضی جانوران و چسب بوده است. اولین مرکب سیاه مخصوص تحریر نیز در سال ۲۰۰۰ قبل از میلاد، از سوسپانسیون کربن و آلبومین تخم مرغ ساخته شد و برای تحریر متون اداری آن زمان به کار می رفته است. مرکب های امروزی اما دارای فرمولاسیون بسیار پیچیده تری هستند؛ علاوه بر پیگمنت که عامل اصلی جوهر است، مواد دیگری که مجموعا “حامل” نامیده می شوند در مرکب های امروزی به کار می روند. تنظیم کننده های PH مركب، رطوبت گیر هایی که باعث نشست پیگمنت بر روی بستر می شوند، رزین های پلیمری برای چسباندن پیگمنت ها کنار هم، ضد كفها برای جلوگیری از کف کردن مرکب، افزونه های رطوبتی مانند مواد فعال در سطح برای تنظیم ویژگی های سطحی بستر، آفت کش ها برای جلو گیری از رشد آفت و باکتری بر روی سطح بستر و غلظت سازها برای تنظیم ضخامت لایه مرکب، از انواع مواد تشکیل دهنده مرکب نهایی مورد استفاده در چاپ امروزی هستند.
مرکب های امروزی همچنین به دو دسته تقسیم میشوند : مرکب چاپ و مرکب تحریر.
مرکب چاپ خود به دو زیر مجموعه تقسیم می شود: اول مرکب چاپ افست که طی آن پلیت چاپ با مرکب تماس دارد و مرکب را به كاغذ منتقل می کند و دوم مرکب چاپ غیر تماسی دیجیتال که شامل تکنولوژی جوهرافشان و الكتروفوتوگرافی می شود.
بیش از ۹۰ درصد مرکب ها، مرکب چاپ هستند که تفاوت آنها با مرکب های تحریر در این است که در مرکب های چاپ انتقال رنگ از طریق پیگمنت ها انجام می گیرد و در مرکب تحریر این کار از طریق “دایها” انجام میشود. مرکب های رنگی چاپ معمولا شامل روغن کتان، روغن سویا یا تقطیر روغن های سنگین تر شیمیایی به عنوان حامل و در ترکیب با پیگمنت های ارگانیک تهیه شده از نمک ترکیبات هیدروژنی (دای) به کار می روند.
پیگمنت های غیرارگانیک نیز شامل کرم سبز (Cr2O3)، رنگدانه های آبی پروس (Fe4[fe(CN)6]3)، زرد کادمیوم (CdS)و نارنجی سربدار هستند. پیگمنت های سفید مانند تیتانیوم دی اکساید نیز به صورت مستقل یا برای تنظیم دیگر رنگ ها به کار می روند. پیگمنت سیاه نیز از کربن سیاه ساخته می شود. بیشتر مرکب های قرمز تحرير از دای قرمز رقیق شده تهیه می شوند. مرکب های تحریر عموما از ترکیب آهن سولفات، جوهر مازو و دای ها تشکیل می شوند. مركب “بال پوینت” نیز معمولا دارای ۴۰ تا ۵۰ درصد پیگمنت خالص است در هر مرکب های سفید عموما از تیتانیوم دی اکسید به عنوان پیگمنت استفاده می شود اما به خاطر ویژگی سمی بودن فلزات سنگین مانند زرد کروم با قرمز کادمیوم، پیگمنت های ارگانیک دیگر جایگزین این نوع تركيات فلزی می شوند که باعث درخشندگی و ثبات نور بهتر و جلوگیری از انتشار مواد سمی مضر برای انسان و محیط زیست می شود. اکسید تیتانیوم، یکی از پیگمنت های بسیار معروف و پر مصرف در صنایع رنگسازی و مرکب سازی است که نسبت به همه سفیدها دارای قدرت پوشش بالاتری است.
این ماده، در مقابل اکثر مواد قلیایی، اسیدی و شیمیایی مقاوم بوده و در مقابل حرارت و نور نیز بسیار مقاوم است. پیگمنت های سفید روی و سفید چینی، از دیگر انواع مهم پیگمنت های مفید هستند که دارای پوشانندگی متوسط بوده و اشعه یووی را به خوبی جذب می کنند. کاربرد این پودر سفید در چاپ پارچه و چاپ ورق حلب و در سایر مرکب ها به عنوان ماده سیال کننده و صافی سطح به كار می رود.
بیشتر مرکب های سیاه قدیمی مثل “سياه اسپیتل”، “سیاه روتایل” و “سیاه ايروني”. همگی با “سیاه کربنی”، که ارگانیک و غیر مضر است جایگزین شده اند. پیگمنتهای سیاه ارگانیک دارای ساختمان نیترو هستند این پیگمنت ها خنثی و دارای خاصیت پوشانندگی بالا بوده، به همین دلیل انواع دیگر پیگمنت ها را جذب می کند. بنابراین مشکی را با پیگمنت های دیگر مصرف نمی کنند. تنها کاربرد آن در ساختمان رنگ های مشکی است و در مایع لاستیک سازی به صورت مخلوط رنگ مشکی، در خمير لاستیک مصرف دارد.
پیگمنت سياه اکسيد آهن، از اکسیداسیون سنتزی آهن حاصل می شود و دارای خاصیت مغناطیسی است. رنگ آن مشکی با ته رنگ کاملا خوب و قهوه ای است و نوع میکرونیزه یکنواخت شده آن، آميخته با رزین ها و واکس های مخصوص، به جای تونر در ماشین فتوکپی مصرف دارد. این رنگدانه دارای چگالی بالا و در مقابل قلیایی ها، حلال ها، صابونها، واکس ها و نور مقاوم است.
پیگمنتها مهمترین بخش مرکب را تشکیل می دهند که تعیین کننده ۵۰ درصد از قیمت آن هم هستند. پیگمنت ها ذرات جامدی به رنگ سفید، سیاه و فلور سنت هستند که به دلیل خاصیت جذب یا انتشار نور، ظاهر اشیا را تغییر می دهند.
مرکب ها همچنین دارای ترکیبات دیگری مثل واکس ها، روغن ها، نگهدارنده ها، فعال کننده های سطحی و رطوبت دهنده ها، تشکیل شده اند که در کیفیت و پایداری مرکب چاپ شده تاثیر به سزایی دارند، پیگمنت های متالیک مانند پودر آلومینیوم و زینک، در مرکب های طلایی و نقرهای کاربرد عمدهای دارند. از خواص مرکب های غیر ارگانیک می توان به خاصیت درخشندگی و صدفی بسیرا زیبای آنها اشاره کرد که استفاده از آنها را غیر قابل اجتناب می کند. فرآیندهای عمده چاپی که در آنها از مرکب چاپ استفاده می شود، لیتوگرافی با افست، فلکسو گرافی، گراور ، چاپ دیجیتال، چاپ سیلک اسکرین، فلکسو و لترپرس است. فرآیند نشست مرکب بر روی بستر چاپ، به نوع تکنولوژی چاپ و مخصوصا نحوه کارکرد رول ها هم بستگی دارد. انواع تکنولوژی چاپ عمدتا در نحوه برخورد و به کارگیری مرکب است که با هم متفاوت هستند؛ اگر چه میدانیم که در چاپ دیجیتال فرآیند چاپ از نوع غیر تماسی است. به همین خاطر است که هر فرآیند چاپی، به مرکب با ویسکوزیته و خشک شوندگی منحصر به خود نیازمند است.
در ماشین های چاپ نشریات از اصطلاح حلال استفاده می شود تا آلودگی های ناشی از تبخیر حلال ها را محو نماید.مرکب های آب پایهای ساخته شده اند تا هم خطر آتش سوزی و هم آلودگی حلال را از بین ببرد پیگمنت ها مهمترین بخش مرکب را تشکیل می دهند که تعیین کننده ۵۰ درصد از قیمت آن هم هستند.
پیگمنتها ذرات جامدی به رنگ سفید، سیاه و فلورسنت هستند که به دلیل خاصیت جذب یا انتشار نور، ظاهر اشیا را تغییر میدهند. پیگمنت ها در داخل مرکب، توسط یک سوسپانسیون کلوئیدی، به کریستال های رنگی در فرآیند چاپ تبدیل می شوند. سیستم های Colour Index برای هویت سازی پیگمنت های ارگانیک در مرکب های مدرن به کار می روند. این سیستم ها مقدار سایه، اشباع رنگ، خلوص و جزئیات ساختاری پیگمنت را تعیین می کنند. پیگمنت ها علاوه بر رنگ دهی، تعیین کننده ویژگی های مهم مرکب مثل درخشندگی، سایندگی، مقاومت آن در مقابل گرما، سرما، نور و مواد شیمیایی نیز هستند. البته در این میان از پیگمنت های مخصوصی مثل مات کننده ها و تکمیل نیز استفاده میشود. تکمیل کننده ها، پیگمنتهای شفافی هستند که باعث می شوند غلظت مرکب های رنگی دیگر، کمتر به نظر برسد. مات کننده ها نیز پیگمنت های سفیدی هستند که سطح بستر را سفید می کنند تا زیر مرکب چاپ شده دیده نشود.
رزین ها مواد چسبناکی هستند که باعث چسبیدن مواد مرکب به هم می شوند و تشکیل فیلم مرکب را می دهند. رزین همچنین باعث چسبیدن مرکب به بستر چاپ می شود. آنها باعث افزایش براقیت، پایداری در مقابل گرما، موادشیمیایی و آب می شوند. در هر مرکب معمولا بیشتر از یک نوع رزین استفاده میشود که از مهمترین آنها می توان به اکریلیک ها، الكيدها، كتونها، اکسپوسیدها، فنولیکها و رزین های ساینده اشاره کرد.
حلال ها برای رقیق نگه داشتن مرکب بر روی پلیت یا سیلندر چاپ، تا زمان انتقال بر روی بستر چاپ، در ترکیب مرکب به کار می روند. بعد از انتقال مرکب بر روی کاغذ، حلال باید از ترکیب مرکب جدا شود تا امکان خشک شدن و چسبیدن مرکب بر روی کاغذ فراهم شود. مرکب برخی از فرایندهای چاپ مانند فلکسو و گراور، نیاز به نوعی حلال دارد که بتواند بعد از انتقال بر روی بستر چاپ، به سرعت تبخیر شود. اتیل استات، ایزوپروپانول و باتوکستانول از حلال های مورد استفاده در مرکب ها هستند. در مرکب چاپ افست و لیتوگرافی، از حلال های هیدروکربنی با نقطه جوش بالا( ۲۶۰-۳۲۰ درجه سلسیوس) استفاده می شود زیرا لازم است که این نوع مرکب ها دارای ویسکوزیته بالا و خاصیت آب گریزی باشند.
افزودنی ها برای ایجاد خواص نهایی مرکب، به ترکیب آن اضافه می شوند؛ مثلا نرم کننده ها به فیلم مرکب ویژگی انعطاف پذیری و نرمی می بخشند. دیبوتی فتالات یکی از نرم کننده های پرکاربرد در مرکب ها است. . واکس ها، برای افزایش مقاومت به ساییدگی به مرکب اضافه می شوند. ضمنا در ساختمان مرکب هایی که به وسیله حرارت برگردان می شوند، درصد زیادی واکس وجود دارد. با اضافه کردن مقدار کمی واکس به فرمول مرکب، از چسبندگی آن کاسته می شود. و خشک کننده ها در تسریع خشک شدن مركب بسیار موثر هستند. خشک کن ها را به عنوان کاتالیزور جهت بالابردن خاصیت خشک شوندگی روغن هایی که در ساختمان مرکب های افست و لترپرس مصرف دارند به کار می برند. در حضور این مواد شیمیایی مراحل اکسیداسیون و تشکیل فیلم خشک و تبدیل آن به یک فیلم سخت، به جای ۴ ساعت در مدت زمان کوتاهی انجام می گیرد. نمکها، صابونها و کبالت از مهمترین خشک کننده های مرکب ها به شمار می روند. ليت سازها، به افزایش ویسکوزیته مرکب کمک می کنند (مانند کی لیت آلومینیوم) .یا باعث افزایش خاصیت چسبندگی مرکب می شوند (مانند کی لیت تیتانیوم).
آنتی اکسیدان ها، از طریق آزاد کردن رادیکال آزاد در هنگام پلیمر شدن مرکب، فرایند اکسید شدن آن را به تعویق می اندازند. آنها با رادیکال های آزاد تولید شده در ساختمان مرکب چاپ، ترکیب می شوند و از اکسیداسیون خود به خودی مرکب، جلوگیری می کنند. اکسیداسیون خود به خود، در مرکب هایی که در فرمول آنها کاتالیزورهای خشک کن به کار رفته است، صورت می گیرد و موجب می شود که مرکب داخل قوطی یا روی نوردها بی موقع خشک شود و ایجاد فیلم جامد مرکب کند. به همین دلیل به مرکب آنتی اکسیدان یا ضد رویه اضافه می شود. فعال کننده های سطحی، در خیساندن پیگمنت مرکب و بستر چاپی موثر هستند و به تثبیت پیگمنت ها بر روی بستر چاپی کمک می کنند. آنها به وسیله سطوح جذب یا پخش می شوند، بنابراین نیروی کشش سطحی را کاهش می دهند. صابونها و دترجنت ها در سیستم های «آب» چنین خواصی از خود نشان میدهند. قلیاها، در تنظیم مقدار ویسکوزیته رزین در مرکب های پایه آبی به کار می روند. مونو اتانولامین از مهمترین قلیاهای کاربردی است.
ضد کف ها، در کاهش تنش سطحی مرکب های پایه آبی بسیار موثر هستند و از کف کردن آنها جلوگیری می کنند. امولسیونهای هیدروکربنی از مهمترین ضدکف ها هستند. تنظیم کننده های PH آفت کش ها و ضد باکتری ها نیز از دیگر افزودنی های مهم مرکب ها به شمار می روند.
وارنیش ها یا جلادهنده ها ترکیبی از حلال ها، رزین ها و افزودنی ها هستند. می توان گفت این وارنیش ها هستند که باعث تشکیل فیلم مرکب می شوند، همچنین آنها باعث خیس شدن مرکب ها و چسبیدن آنها روی بستر چاپی می شوند.
دو نوع رزین وجود دارد: رزین های روغنی و رزین های غیر روغنی. رزین های روغنی در کنار روغن های خشک کننده مانند روغن کتان استفاده می شوند. رزین های روغنی در دمای بسیار بالا و شرایط سخت تهیه می شوند. برعکس رزین های غیر روغنی به شرایط سخت و دمای بالا احتیاج ندارند. این رزین ها می توانند در سرعت های مختلف به کار گرفته شوند.
همانطور که میدانیم رنگهای چاپ از آبی، مژنتا، سیاه و زرد تشکیل می شوند. رنگهای درجه دوم و سوم از هم پوشانی و ترکیب این چهار رنگ ساخته می شود. مثلا رنگ قرمز از هم پوشانی دو رنگ زرد و مژنتا ایجاد می شود؛ به این ترتیب که رنگ زرد نور آبی را جذب می کند (زیرا زرد دارای نور قرمز و سبز است و رنگ مژنتا نور سبز را جذب می کند و در نهایت نور خالص قرمز تشکیل می شود. از ترکیب سایان مژنتا و زرد، رنگ قهوه ای تشکیل می شود. سیستم افزایشی رنگ، از طریق ترکیب طول موجهای مختلف که به نام رنگ های اولیه شناخته می شوند، بر روی یک صفحه سیاه، تولید رنگ می کند. رنگ های افزایشی از نور تشکیل می شوند. رنگ های اولیه افزایشی، رنگ های قرمز، سبز و آبی (RGB) هستند. از ترکیب قرمز و سبز، رنگ زرد. قرمز و آبی، رنگ بنفش. و آبی و سبز، رنگ سایان تشکیل می شود. از ترکیب سه رنگ با غلظت تمام نیز، رنگ سفید تولید می شود. با تغییر در غلظت رنگ ها می توان به طیف مختلف رنگی دست یافت.
وارنیشها یا جلادهندهها ترکیبی از حلال ها، رزینها و افزودنی ها هستند. می توان گفت این وارنیش ها هستند که باعث تشکیل فیلم مركب می شوند، همچنین آنها باعث خیس شدن مركبها و چسبیدن آنها روی بستر چاپی می شوند
در مقابل، رنگ های کاهشی از طریق کاهش طیف های رنگی ناخواسته از رنگ سفید، به وجود می آیند. بهترین مثال برای رنگهای کاهشی ترکیب سه رنگ اولیه چاپ است (زرد، قرمز و آبی)، تعریف علمی آن این است که در ترکیب رنگ ها در روش کاهشی، تغییر رنگ با عبور نور از همان رنگ به وجود می آید یا بهتر است بگوییم انعکاس نور بر روی مواد پیگمنتی است. رایج ترین رنگ های کاهشی بر پایه سایان، مژنتا و زرد (CMY) هستند که به جذب نور در طیف قرمز، سبز و آبی می پردازند. به عبارتی دیگر، هر رنگ رنگ مکمل خود را فیلتر کرده و به دیگر رنگ ها اجازه عبور می دهد. پس رنگ های CMY، طیف رنگی RGB را جذب می کند. ترکیب رنگ سایان و مژنتا، رنگ های قرمز و سبز را حذف کرده و آبی تولید می کند. ترکیب سایان و زرد، آبی و قرمز را حذف کرده و رنگ سبز را تولید می کند و از ترکیب مژنتا و زرد، سبز و آبی حذف شده و قرمز به وجود می آید. ترکیب سه رنگ اصلی با غلظت تمام، رنگ سیاه را به وجود آورده و با تغییر در غلظت رنگ ها، طیف مختلف رنگی به وجود می آید.
معمولا با افزایش رنگ سیاه (K) به عنوان رنگ چهارم به سیستم رنگ های کاهشی، رنگهای اکروماتیک (طیف خاکستری) و طیف وسیعی از رنگهای تیره تولید می شود. چاپ رنگهای هافتن در سیستم ترکیبی رنگ تولید می شوند، زیرا رنگ ها به طور کاهشی با هم ترکیب شده ولی رنگ های ایجاد شده در یک ناحیه کوچک به صورت ترکیب رنگ های مختلف دیده می شوند. مرکب در فرایند افست یا لیتوگرافی، از چگالی بالایی برخوردار است و به دلیل خاصیت چاپ افست، آب گریز است. مرکب در طی این فرایند، از روی پلیت چاپ به کاغذ منتقل می شود، بنابراین از ضخامت فیلم آن کاسته می شود، به همین دلیل مرکب افست، باید از خاصیت رنگدهی بالایی برخوردار باشد. مرکب افست به شکل خمیری است.
مرکب چاپ لترپرس، دارای ویسکوزیته و چسبندگی متعادل است. این مرکبها بیشتر توسط اکسیداسیون خشک می شوند و حالت خمیری دارند. از پیگمنت های مرکب لترپرس در چاپ لترست نیز استفاده می شود. مرکب های گراور، مرکب های سیال سریع خشک شونده ( Quik – set) هستند که باید غلظت و ویسکوزیته کافی داشته باشند تا از درون حفره های حکاکی شده در سیلندر یا لوحه (زینک) رد شوند و آنها را کور نکنند. این مرکب ها به طور کلی با تبخیر حلال داخل مرکب با استفاده یا بدون استفاده از حرارت خشک می شوند. این مرکب ها باید عاری از ذرات سختی باشند که قادرند سیلندر با زینک را بخراشند. حلال های بسیار متنوعی در مرکب گراور استفاده می شود که بستگی به زیرلایه حامل آن دارد. این مرکبها فرارند و اگر به طور صحیح نگهداری نشوند سبب آتش سوزی می شوند. در ماشین های چاپ نشریات از اصلاح حلال استفاده می شود تا آلودگی های ناشی از تبخیر حلال ها را محو نماید. مرکب های آب پایه ای ساخته شده اند تا هم خطر آتش سوزی و هم آلودگی حلال را از بین ببرد.
فلکسوگرافی، روشی از چاپ روتاری (دوار) لترپرس است که لوحه های الاستیکی قابل انعطاف و مرکب های سیال سریع خشک شونده را مورد استفاده قرار می دهند. مرکب های فلکسو (Flexo Inks) تقریبا در هر نوع سطحی در چاپ، از کفپوش و کاغذ دیواری گرفته تا سلفون و ورقه های نازک پلاستیکی گوناگون، فویل های فلزی و… استفاده می شود. مرکب هایی که در روش فلکسوگرافی یا چاپ گود به کار می روند حالت مایع دارند و به همین جهت اغلب مرکب مایع نیز نامیده می شوند. مرکب های فلکسو شامل رنگدانه ها، جوهرهای حل شدنی، همراه با سیال حامل برنده مواد مركب هستند. مرکب های فلکسو يا الكل پایه ای یا آب پایه ای هستند. مرکب های الکل پایه متداول ترند و به وسیله تبخیر خشک می شوند. مرکب های آب پایه کم هزینه ترند و به وسیله تبخیر یا جذب خشک می شوند.
مرکب های چاپ اسکرین اغلب از نوع روغن های خشک شونده هستند، گرچه از سایر مرکب ها هم می توان استفاده کرد. این مركبها غلظت رنگی غلیظی دارند، در هر رنگی ساخته می شوند و در آنها از سیال حامل مناسبی برای موادی که چاپ می شود استفاده می گردد. تمام مركبها باید غلیظ و روغنی باشند تا واضح و همواره با مقاومت کم، چاپ کنند.
ویسکوزیته مرکب چاپ سیلک متوسط است، یعنی حالت آن خمیری بین مرکب های فلکسو و لیتوگرافی یا لترپرس است. فرایند خشک شدن و کیورینگ مرکب، از طریق مجموعه ای از فعل و انفعالات شیمیایی بر روی بستر چاپی انجام می شود تا در نهایت تشکیل فیلم مرکب را بدهد. مرحله اول این فرایند از طریق تبخیر حلال صورت می گیرد. هر مركب بسته به نوع استفاده آن در فرایندهای چاپی، دارای حلال با نقطه جوش متفاوت است. مثلا در چاپ اسکرین، برای جلوگیری از خشک شدن مرکب در طی فرآیند انتقال مرکب، از حلال هایی با نقطه جوش بالای ۱۲۰ درجه سلسیوس استفاده می شود. مرحله دوم مرحله جذب یا نفوذ مرکب است. برای چاپ روی سطوح متخلخل، از حامل هایی استفاده میشود که به داخل خلل و فرج سطح بستر نفوذ می کند و بعد از خشک شدن، پیگمنت را روی آنها باقی می گذارد. در مرحله سوم که اکسیداسیون نام دارد؛ فرایند خشک شدن مرکب از طریق اکسیداسیون و در تماس با هوای آزاد انجام می گیرد. در مرحله کیورینگ از طریق اشعه، با تابش اشعه یووی روی سطح بستر، فعل و انفعالات شیمیایی برای پلیمریزاسیون مرکب انجام می گیرید.