مرکب چاپ

بندانگشتی|جوهر چاپ و مواد افزودنی در استودیوی چاپ لیتوگرافی

مرکب چاپ مخلوط‌های حاوی رنگ هستند که با کمک فرم چاپ بر روی کاغذ یا هر بستر دیگری منتقل می‌شوند. جوهرهای چاپ باید در لایه‌های نازک، (لایه‌های جوهر چاپ خشک در چاپ افست و چاپ فلکسوگرافی دارای۱–۳ میکرومتر، در چاپ سیلک تا ۱۵ میکرومتر ضخامت) یک فیلم به شدت رنگی تشکیل دهند. برای این منظور آنها حاوی مواد رنگی، معمولاً رنگدانه‌های غیر آلی و آلی، دی‌اکسید تیتانیوم یا کربن سیاه و همچنین حلال یا ماده حامل دیگری هستند.

جوهرها باید روی لایه‌ها در یک بستر دائمی و مکانیکی مقاوم قرار گیرند. بسیاری از جوهرهای چاپ، حاوی چسب‌هایی هستند که رنگدانه‌ها را می‌پوشانند.

در طی فرایند چاپ، تبدیل از حالت مایع، که در آن می‌توان جوهر چاپ را روی دستگاه چاپ و فرم چاپ توزیع و انتقال داد، به حالت جامد و خشک روی بستر چاپ ضروری است. برای این منظور جوهرهای چاپ حاوی اجزای مایع هستند که تبدیل۸ از مایع به جامد را از طریق تبخیر، جذب (نفوذ) به بستر یا از طریق واکنش شیمیایی امکان‌پذیر می‌کنند.

 دسته‌بندی جوهرهای چاپ 
بسته به نیاز فرایند چاپ، فن آوری ماشین چاپ مورد استفاده و همچنین بستر چاپ، فرمول‌های جوهر چاپ بسیار متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گرد جوهر (تونرهای) الکترواستاتیک و جوهرهای جوهر افشان با تعریف متعارف جوهر چاپ بشمار نمی‌آیند. ترکیب و ساختمان مرکب چاپ بر اساس نوع ماشین چاپ فرموله می‌شود. از این نگاه می‌شود سه نوع مرکب چاپ را مورد بررسی قرار داد. مرکب‌های لیتوگرافی و لترپرس، مرکب‌های فلکسو گرافی و گراور، و مرکب‌های اسکرین.

 جوهر چاپ برودتی افست (چاپ روزنامه) 
روزنامه‌ها و مطالب تبلیغاتی با استفاده از جوهرهای چاپ برودتی افست تولید می‌شوند. جوهرها هنگام جذب ماده مایع به بستر خشک می‌شوند.

مواد تشکیل دهنده:
 ۸–۲۰٪ رنگدانه‌ها
 ۲۵–۳۵ پلیمرها یا رزین (برای نمونه کلوفان)
 ۴۰–۶۰٪ روغن (روغن معدنی، روغن نباتی، روغن نباتی فرآوری شده)
 ۲–۵٪ مواد افزودنی

مجلات، کاتالوگ‌ها، کتاب‌ها و جزوه‌های تبلیغاتی با استفاده از جوهرهای چاپ گرما تولید می‌شوند. جوهرها در اثر تبخیر روغنهای معدنی با کمک انرژی حرارتی خشک می‌شوند، از این رو در انگلیسی "heatset" نامیده می‌شود.

مواد تشکیل دهنده:
 ۸–۱۵٪ رنگدانه‌ها
 ۲۵٪-۴۰ پلیمرها یا رزین‌ها (رزین‌های فرآوری شده و رزین‌های هیدروکربن)
 ۳۰–۴۵٪ روغن‌های معدنی با نقطه جوش بالا (دامنه جوش ۲۵۰–۳۱۰ درجه سانتیگراد)
 ۲–۸٪ مواد افزودنی

جوهر چاپ افست با ورق برای چاپ کتاب، جزوه‌های تبلیغاتی، مجله، تقویم، پوستر و بروشورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. رنگها با جذب به بستر و اکسیداسیون (پلیمریزاسیون) خشک می‌شوند. اکثر جوهرهای چاپ افست با ورق که امروزه در اروپا تولید می‌شوند، فاقد روغن معدنی هستند.

مواد تشکیل دهنده:
 ۱۰–۳۰٪ رنگدانه‌ها
 ۲۵٪-۳۵ پلیمرها یا رزین‌ها (رزین‌های فرآوری شده، رزین‌های آلکیدی)
 ۳۰٪-۴۰ اجزای مایع (برای نمونه روغن نباتی یا روغن معدنی)
 ۵–۱۰٪ مواد افزودنی

در این فرایند، چاپ مجلات، کاتالوگ‌ها و جزوه‌های تبلیغاتی به تعداد زیادی تولید می‌شوند. جوهرها در اثر تبخیر تولوئن یا استات اتیل خشک می‌شوند که در سیستم چاپ بازیافت شده و دوباره مورد استفاده قرار می‌گیرند.Positionspapier Toluol – Fakten und Daten Website des Verbandes der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e.V. Abgerufen am 10. Februar 2017.

مواد تشکیل دهنده:
 ۱۲–۱۵٪ رنگدانه‌ها
 30-20 Pol پلیمرها یا رزین‌ها (رزین‌های اصلاح شده با رزین، رزین‌های هیدروکربن)
 ۴۵–۶۰٪ تولوئن یا اتیل استات
 ۲–۵٪ مواد افزودنی

در این فرایند بسته‌بندی‌های کاغذی، مقوا و فویل و همچنین کاغذ دیواری، کاغذ کادو، کاغذ بهداشتی (دستمال) و کاغذ دکور چاپ می‌شوند. رنگها از طریق تبخیر و جذب آب خشک می‌شوند.

مواد تشکیل دهنده:
 ۲۵–۲۵٪ رنگدانه‌ها
 ۱۰٪-۲۵ پلیمرها یا رزین
 ۳۵–۶۰٪ اب
 ۸–۱۲٪ مواد افزودنی

 حلالها 
در این فرایند، بسته‌بندی ساخته شده از فویل و مواد کامپوزیتی و همچنین فویل‌های تزئینی چاپ می‌شود. جوهرها از طریق تبخیر حلالهایی که در فرایند چاپ گیر می‌کنند خشک می‌شوند.

مواد تشکیل دهنده:
 ۱۲–۱۸٪ رنگدانه‌ها
 12-18 Pol پلیمرها یا رزین (برای نمونه استرهای سلولزی، پلی اورتان‌ها، پلیمرهای وینیل)
 35-65 Sol حلال (اتانول، استات اتیل)
 ۲–۵٪ مواد افزودنی

از این جوهرهای چاپی برای کاربردهای خاص در فرآیندهای مختلف چاپ مانند بسته‌بندی، برچسب‌ها، بطری‌های پلاستیکی، تیوب‌های آرایشی و مواد غذایی و غیره استفاده می‌شود. رنگها از طریق پلیمریزاسیون ناشی از القای نور الیگومرها و مونومرهای اکریلات خشک می‌شوند.

مواد تشکیل دهنده:
 ۱۰–۳۰٪ رنگدانه‌ها
 ۴۰–۸۰٪ الیگومرها و مونومرهای اکریلات
 ۱۰٪-۲۰ مواد افزودنی (از جمله محرکهای نوری)

 شرایط عمومی برای جوهر چاپ 
 ویژگی‌های ظاهری 
جوهر چاپ می‌باید رنگ مورد نظر را بر روی بستر چاپ اعم از کاغذ، پارچه یا هر ماده دیگر فراهم آورد. براقی چاپ از جمله مواردی است که کیفیت کار را بهتر جلوه می‌دهد. ویژگی‌های ظاهری چاپ بسته به نوع دستگاه چاپ، بستر چاپ، محل قرار گرفتن ناظر و همچنین نور محیط می‌باشد. زاویه دید ناظر دربرداشت از کیفیت کار بی تأثیر نیست.

 ویژگی‌های مکانیکی 
به خصوصیات مکانیکی جوهرهای چاپی خصوصیات رئولوژیکی نیز گفته می‌شود. بسیاری از فرآیندهای چاپ و لایه‌های مختلف به جوهرهای چاپ مختلفی نیاز دارند. جوهرهای چاپی برای فرآیندهای چاپی که در آنها جوهر توسط غلتک استفاده می‌شود (چاپ افست، چاپ فلکسوگرافی، چاپ گراور) نیاز به انتقال خوب جوهر از طریق غلطک‌های مرکب دارد.

حرکت جوهر در فرایند چاپ بستگی به چابکی آن دارد که این از مولفه‌هایی چون چسبندگی و انسجام جوهر سرچشمه می‌گیرد و قابل اندازه‌گیری هست.

ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی

ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی جوهر در کل تأثیر بر فرایند خشک شدن رنگ چاپ می‌گذارند.

تنظیم جوهر به نفوذ جوهر به مواد چاپی گفته می‌شود. رنگهای جذب کننده رنگهایی هستند که از یک حامل (غالباً از مشتقات روغن دانه کتان) و یک رنگدانه و یک لاک قبلی تشکیل شده است. در ساده‌ترین حالت، رنگ فقط از رنگدانه و روغن دانه کتان تشکیل شده است. میزان جذب یک مرکب چاپی باید به‌طور دقیق برای چاپ با کیفیت بالا تعریف شود. بستر نیز در اینجا نقش تعیین‌کننده ای دارد.

اکسیداسیون چسب یک فرایند شیمیایی است که اغلب به خشک شدن جوهرهای چاپی نیز کمک می‌کند. اکسیژن موجود در هوای محیط به پیوندهای دوگانه چسب واکنش نشان می‌دهد. یک واکنش زنجیره ای از اجزای تشکیل دهنده چسب آغاز می‌شود که منجر به اتصال به یک ساختار ۳ بعدی و پایدار در داخل لایه جوهر چاپ شده می‌شود. در مورد جوهرهای چاپی که به صورت فیزیکی خشک می‌شوند، انجماد روی بستر چاپ از طریق تبخیر ماده فرار جوهر چاپ یا از طریق پخت تابش صورت می‌گیرد. اجزای فرار مورد استفاده عبارتند از آب (جوهرهای چاپ بدون حلال) یا الکل‌ها، استرها، کتون‌ها (معمولاً برای چاپ بسته‌بندی‌ها)، تولوئن (برای چاپ گراور) یا روغن‌های معدنی با نقطه جوش بالا (چاپ افست). جوهرهای پخت تابش (جوهرهای چاپ افست یا فلکسوگرافی) با پلیمریزاسیون رادیکال از پلیمرهای غیر اشباع - که توسط اشعه فرابنفش (فرابنفش، طول موج زیر محدوده قابل مشاهده بین ۱۲۰ تا ۳۸۰ نانومتر) یا پخت تابش الکترونی خشک می‌شوند.. این فرایند در کمتر از یک ثانیه انجام می‌شود. جوهرهای چاپ بسیار مقاوم (پیوند عرضی) و فاقد حلال هستند.

خصوصیات سم‌شناسی در مورد جوهرهای چاپی به ویژه برای استفاده از محصولات چاپی برای بسته‌بندی مواد غذایی، اسباب بازی‌ها و همچنین محصولات بهداشتی بسیار مهم است.

مقاومت فیزیکی جوهر چاپ مقاومت آن در برابر فشارهای مکانیکی و تابش است؛ بنابراین پارامترهای آزمون، برای نمونه، مقاومت در برابر سایش، خراش و مقاومت در برابر پاک کردن است. مقاومت به نور عمدتاً توسط مقاومت رنگ در برابر اشعه فرابنفش تعیین می‌شود.

مقاومت شیمیایی مقاومت در برابر واکنشهای شیمیایی با هر نوع ماده ای است. مقاومت شیمیایی الزامی است که در درجه اول از بسته‌بندی انتظار می‌رود. بسته به کاربرد مورد نظر، مقاومت در برابر حلال‌ها، مقاومت به چربی (مثلا کره)، مقاومت به اسید (برای نمونه سرکه)، مقاومت به بازها (برای نمونه مواد شوینده)، مقاومت به بزاق (برای نمونه اسباب بازی‌های کودکان، شیرینی‌ها)، مقاومت به عرق، شیر و غیره مورد نیاز است. این موارد با استانداردها و مقررات مربوط مانند DIN ISO 12040، DIN ISO 2836، DIN EN 71، EN 646 و مقررات (EU 10/2011 تنظیم می‌شوند.

 پراکندگی 
برای چاپ افست، افزون بر طبیعی بودن رنگها، پراکندگی رنگدانه‌ها در لاک جوهر چاپ نقش مهمی دارد. پراکندگی ضعیف منجر به جمع شدن رنگدانه‌ها (توده‌های رنگدانه ای) می‌شود که اگر لایه چاپ در حدود ۱ میکرو متر باشد به دلیل بیرون آمدن آجرهایی از سطح لایه، کاهش مقاومت رنگ و براقی چاپ را به‌دنبال دارد. این امر همچنین بر شفافیت تأثیر می‌گذارد. پراکندگی از یک طرف در هنگام تولید جوهر چاپ و از طرف دیگر در سیستم غلتک دستگاه چاپ افست صورت می‌گیرد.

 اجزای مرکب چاپ 
جوهرهای چاپ شامل:
 رنگ دهنده‌ها (رنگدانه‌ها یا رنگ‌ها)
 مواد چسبنده (رزین‌ها و پلیمرها)
 حلالها (حلالهای آلی، رقیق کننده‌های واکنشی یا آب)
 مواد افزودنی برای تنظیم خواص ویژه

 رنگ دهنده‌ها 
رنگ دهنده‌ها به رنگدانه‌ها یا مواد رنگ تقسیم می‌شوند. رنگدانه‌ها به شکل مواد غیر آلی و آلی، رنگی، سیاه یا سفید هستند و در محیط پردازش عملاً نامحلول هستند. در مقابل، رنگها ساختار کریستال / ذرات خود را در محیط پردازش از دست می‌دهند و در آن حل می‌شوند.

 چسب 
اتصال دهنده‌ها باعث خیس شدن رنگ‌ها و ایجاد پیوند دائمی با بستر می‌شوند. انتخاب شما براساس فرایند چاپ، بستر و الزامات محصول نهایی است. در سیستم رنگ، چسب‌ها به شکل محلول در حلال یا به صورت پراکنده هستند.

خاصیت اساسی آنها توسعه رئولوژی مورد نیاز برای فرایند چاپ است، که جوهر را قادر می‌سازد تا از فرم چاپ به زیر لایه با استفاده از حلال منتقل شود. همچنین باعث می‌شود هنگام خشک شدن جوهر چاپ، یک فیلم رنگی ایجاد شود، که تأثیر قاطعی بر خصوصیات بعدی چاپ دارد.

 رزین 
ماده اصلی رزین‌های سخت، رزین (رزین درخت) از پرتغال، برزیل، مکزیک یا چین است. رزین سخت خاص فرآوری شیمیایی می‌شود. رزین‌های سخت یک فیلم سخت تا شکننده روی سطح بستر تشکیل می‌دهند.

ماده پایه رزین‌های مایع (الکیدها) روغن دانه کتان یا روغن سویا هستند. جوهرهای چاپی ساخته شده از رزین‌های مایع، یک فیلم رنگ کمتر شکننده ایجاد می‌کنند و خیس شدن رنگدانه‌ها در هنگام تولید راحت تر می‌شود.

 لاک‌های جوهر 
از لاک‌ها به عنوان چسب در چاپ کتاب و چاپ افست استفاده می‌شود. در این جوهرهای چاپ، تقریباً تمام خصوصیات نهایی مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی توسط لاک‌ها تعیین می‌شود.

به مخلوط‌هایی با نسبت تقریبی مساوی رزین و روغن، لاک الکل گفته می‌شود. رزین‌ها جرم مولی بسیار بالایی دارند و بنابراین به شکل «کلوئیدی» هستند. در طی فرایند مخلوط کردن، آنها روغن را جذب می‌کنند و در نتیجه متورم می‌شوند. برای اینکار از روغنهای گیاهی (روغنهای بومی) و مواد نفتی استفاده می‌شود.

 رنگهای مایع (بر پایه حلال) 
به‌عنوان حلال از حلالهای آلی، آب و رقیق کننده‌ها استفاده می‌شود. وظیفه آنها جذب موادی مانند رنگدانه‌ها، چسب‌ها یا مواد افزودنی به صورت پراکنده و / یا محلول و انتقال آنها از طریق فرم چاپ به داخل بستر است.

پس از فرایند چاپ، حلال از طریق خشک کردن / تبخیر یا جذب از لایه چاپ شده خارج می‌شود. تا حدی نیز در حین پلیمریزاسیون در فیلم رنگ ادغام می‌شود.

 مواد افزودنی 
از مواد افزودنی برای تولید جوهر چاپ و بهینه‌سازی آن برای تأثیر بر نیازهای خاص محصول نهایی استفاده می‌شود. ضد کف، روان‌کننده‌ها و موم از جمله مواد افزودنی هستند که به هنگام تولید جوهر بکار گرفته می‌شوند.

 تولید جوهر چاپ 
در تولید جوهر چاپ، دو بخش تولید وجود دارد:
 بخش تولید ماده رنگی: در اینجا رنگدانه‌ها با فرایندهای آسیاب / مالش به اندازه ذرات مورد نیاز برای دستیابی به رنگ مطلوب پراکنده می‌شوند و به عنوان ذرات پراکنده در حلال حل می‌شوند. با افزودن چسب /مواد افزودنی، محصول شل شده، به‌صورت کنسانتره یا به شکل آماده چاپ به چاپخانه فرستاده می‌شود.
 بخش تولید محصولات پایه رنگی غیر رنگدانه ای: در اینجا طیف گسترده‌ای از چ سب‌ها در حلال حل می‌شوند و با مواد افزودنی مخلوط می‌شوند تا به ویژگیهای مورد نیاز برای تولید جوهر چاپ و کاربرد نهایی برسند. اینها به عنوان محصولات میانی برای استفاده داخلی یا به‌عنوان اجزای ساخت ورنی به چاپخانه‌ها فرستاده می‌شوند.

 تست جوهر چاپ 
برای بررسی کارایی جوهرهای چاپ، پارامترهای مربوط به نوع چاپ و همچنین پارامترهای مربوط به رنگ برای محصول نهایی چاپ شده مد نظر قرار می‌گیرند. نمونه‌هایی از پارامترهای خاص عبارتند از گرانروی، محل رنگ، پر رنگی یا مقدار پی اچ. نمونه‌هایی از پارامترهای مربوط به رنگ برای محصول نهایی چاپ شده، سایش، براقیت، مقاومت پیوند، مقاومت در برابر شکاف و مقاومت در برابر چین است.

 مراحل چاپ 
در تمام مراحل چاپ، جوهر چاپ در دو مرحله به لایه اعمال می‌شود. ابتدا جوهر چاپ به فرم چاپ آغشته می‌شود. سپس جوهر چاپ از فرم چاپ به بستر چاپ منتقل می‌شود. کاربرد و دوز جوهر چاپ روی فرم چاپ و انتقال از فرم چاپ به بستر چاپ بسته به نوع چاپ متفاوت است.

 پالایش چاپ 
پالایش چاپ به معنی تصفیه بستر پس از چاپ است. این به دوام و ظاهر بستر چاپ کمک می‌کند. پالایش چاپ عمدتاً هنگامی که می‌باید مقاومت در برابر مالش حاصل شود صورت می‌گیرد. برای انجام این فرایند، جوهر چاپ باید کاملاً خشک باشد. همچنین مهم است که بستر فاقد خمیرهای محافظ در برابر سایش، سیلیکون‌ها و واکس‌ها باشد. لازم است ذکر شود که عمل پالایش می‌تواند بر روی فام رنگ تأثیر بگذارد.

 لاک الکل 
لاک‌ها برای محافظت از سطح چاپ شده، بهینه‌سازی خصوصیات مورد نیاز مانند سایش و دستیابی به جلوه‌های خاص طراحی. رنگ‌ها بر اساس تمام سیستم‌های شناخته شده (مبتنی بر آب، حلال، ماورای بنفش) موجود هستند.

 لاک‌های پراکندگی 
لاک‌های پراکندگی از طریق یک واحد پوشش در دستگاه چاپ به زیر لایه اعمال می‌شوند. به لاک‌های پراکنده به دلیل محتوای آب بالا، لاک‌های پایه آب نیز گفته می‌شود. یک پراکندگی پلیمری ساخته شده از اکریلات فرآوری شده و یک محلول رزین (لاک) فیلم را تشکیل می‌دهد که بر اثر تبخیر قسمت اصلی آب خشک می‌شود، در اینجا نه بوی نامطبوعی وجود دارد و نه زردی. از مواد دیگر، موم‌ها (مقاومت در برابر سایش و روانکاری) و عوامل خیس کننده است. از لاک‌های پراکندگی عمدتاً در چاپ افست استفاده می‌شود تا بستر را با دوام تر، جلوه ای با کیفیت و محافظت از آن به‌دست آورد.

 اقتصاد 
جوهر چاپ کتاب از قدیم الایام سیاه بود و عمدتاً توسط دوده تولید می‌شد. برای مدت زمان طولانی، در مقایسه با چاپ رنگی با هزینه کمتری همراه بود. جوهرهای چاپ مدرن مخلوط بسیار پیچیده‌ای از مواد هستند، قیمتها نیز متناسب با تحولات و پیشرفت فن آوری تغییر یافته‌اند.

در سال ۲۰۱۱، فروش جوهر چاپ در سراسر جهان حدود ۲۰ میلیارد دلار آمریکا بود. در حالی که مصرف جوهر رسانه‌های چاپی کلاسیک در حال کاهش است، تقاضا برای چاپ بسته‌بندی‌ها در حال افزایش است.Ceresana: Marktstudie Druckfarben – Welt. Abgerufen am 21. Mai 2013. بازار جوهر چاپ در حال حاضر ۲–۳ در صد، سالانه در حال رشد است. ایالات متحده آمریکا ۳۱, اروپا ۲۸ و ژاپن ۲۵ در صد، مرکب چاپی تولید شده را مصرف می‌کنند.

 جستارهای وابسته 
 چاپ رنگی
 جوهر چاپ دیجیتال

 مواخذ 
 بلانا، هوبرت: تولید. مونیخ: KG Saur Verlag، 1998 شابک ۳-۵۹۸-۲۰۰۶۷-۶
 شپر، هانس یورگن: فناوری چاپ دانش آزمون. Itzehoe: Verlag Beruf und Schule، 2005 شابک ۳-۸۸۰۱۳-۶۲۳-۸
 اولریش زورل (ویراستار)): Römpp Lexicon. لاک و جوهر چاپ. Thieme، اشتوتگارت ۱۹۹۸، شابک ۳-۱۳-۷۷۶۰۰۱-۱
 کتاب چاپ جوهر چاپ، چاپ هفتم ۲۰۱۷، انجمن ملی تولیدکنندگان جوهر چاپ (NAPIM)

 پیوندهای وب 
 ساختار و ترکیب جوهرهای چاپ
 صحافی ، جوهر گراور
 صفحه مروری برای گروه جوهرهای چاپ 

 منابع