Heat-set web ofset mürekkeplerinin buhar basıncı yöntemiyle ideal kuruma sıcaklığının belirlenmesi /
Yazar: CEM AYDEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET OKTAV
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Matbaacılık = Typography
Dizin: Kurutma = Drying ; Kurutma sıcaklığı = Drying temperature ; Matbaa mürekkepleri = Printing inks ; Mürekkep = Ink ; Ofset baskı = Offset printing

Özet:
Web ofset baskısında kaliteye doğrudan etki eden en önemli unsurlar mürekkep, kağıt ve kurumadır. Ofset baskının bir çeşidi olan Web ofsette özellikle kaplanmış veya parlatılmış düşük gramajlı kağıtlara heat-set mürekkeplerle baskı gerçekleştirilir. Heat-set mürekkepleri ise ancak ısıtıcı üniteli web makinalarında kullanılabilirler. Zira düşük gramajlı magazin kağıtlarının emici özelliklerinin az olmasından dolayı yüzeylerindeki mürekkep bünyesindeki yağın ısıyla buharlaştırılması ile kurur. Mürekkebin bünyesindeki yağın baskı sonrasında ısıtma tünelinde buharlaştırılarak mürekkebin sıvı fazdan katı faza geçmesi belirli bir sıcaklıkta olur. Ancak mürekkep bünyesindeki çözücü maddeler (mineral yağlar) ile baskı sisteminin gereği olan nemlendirme suyu ve kağıdın nemi arasındaki yüksek buhar basıncı farklılığı ve ideal buharlaşma sıcaklığının uygulamada tesbit edilememesi nedeniyle kurumama riskini ortadan kaldırmak amacı ile baskı yapılan kağıdın yüksek sıcaklıkta kurutulması yoluna gidilir. Olması gerekenden yüksek sıcaklık ile kağıt yüzeyindeki mürekkep hızla kurur. Ancak yüzeydeki mürekkepli görüntü donuk kalır, parlaklığını yitirir. Bunun yanında kağıdın içindeki su mürekkebin çözücü kısmından daha çabuk buharlaştığından kağıtta dalgalanma gibi şekil bozuklukları meydana gelir. Ayrıca aşırı sıcaklık ile çalışılması da enerji kaybına neden olur. Mürekkebin parlak yüzeyli kağıtların üzerindeki parlaklığına, sürtünme dayanımına, kağıdın sararmasına ve dalgalanmasına etki eden ideal kuruma sıcaklığının tespiti için ve enerji giderini de kontrol etmek amacıyla yapılan bu araştırmada ilk olarak; Ofset ve Web ofset baskı sistemi incelenerek test baskısında kullanılacak olan heat-set mürekkebi oluşturan kimyasal bileşenler (çözücü maddeler, bağlayıcı maddeler, pigment vb.) ve reolojik yapıları hakkında detaylı bilgiler verilmiş, viskozite, ısı direnci, yapışkanlık, yüzeysel parlaklık gibi fiziksel özellikleri üzerinde durulmuştur. Sistemdeki mürekkep-su karşılıklı etkileşimleri, heat-set kağıt türleri, gramajları ve özellikleri verilmiştir. Kurumanın baskı kalitesine etkisi anlatılarak heat-set mürekkebin kağıt yüzeyindeki kuruma şekillerinden bahsedildikten sonra mürekkep bünyesinde mineral yağın kaynama noktasına bağlı olarak gelişen kuruma sürecinde sıcaklığın fazla veya az olmasından dolayı yaşanan problemler hakkında geniş bilgiler verilmiştir. Daha sonra mürekkebin kağıt yüzeyindeki kuruma sürecini belirleyen parametrelerden buhar basıncı, buharlaşma ısısı, kaynama noktası gibi kavramlardan söz edildi. Test baskısı için örnek formülasyona bağlı olarak heat- set mürekkep yapımı anlatıldıktan sonra hazırlanan bu heat-set mürekkebi ile 760 mmHg basınç altında yapılan test baskısındaki kuruma sıcaklığı değerleri tespit edilmiştir. Çalışmanın son bölümünde mürekkebin kuruma sürecindeki olası problemlerin yaşanmaması için kuruma sıcaklığının belirlenmesi amacı ile mineral yağın destilasyon aralığı, fiziksel veri ve cetvellerden yararlanılarak matematiksel bir bağıntı ile elde edilen sonuç test baskısı uygulama sonuçları ile karşılaştırılarak tesbitler yapılmıştır.

Abstract:
In web offset printing, the most important parameters which directly affect the quality are ink, paper and drying process. In the web offset, a kind of offset printing, the printing process is carried out with the heat-set inks acting into papers with low grammage. The heat-set inks can only be used in the web machines with heating unit. Because the magazine papers with low grammage have lover absorption properties, the ink on the paper surface is dried following evaporation of the oil inside the ink with the heat. The change of the ink into the solid state from the liquid phase occurs in a given temperature. This occurs by the evaporation of the oil in the heater tunnel following the printing process. The printed paper is dried in high temperatures to prevent it from the risk of not drying. The ink on the surface of the paper rapidly dries by the effect of high temperature. The reason for this application is the solvents (mineral oils) in the ink. The other reasons are that there is a difference in the vapour pressure between the wetting liquid required in the printing and the humidity of the paper and that the ideal evaporation temperature in the application can not be established. The drying process of the ink on the surface of the paper occurs with the higher temperatures more than required values. However the ink appearence on the surface loses its shiny property. In addition, as the water inside the paper more rapidly evaporate than the solvent part of the ink, some shape deformations occur. Moreover, as a result of working in high temperatures, an energy loss occurs. This work was carried out to determine the optimum drying temperature of the ink which affects the glossy appearance on the papers with glossy surface, the tensile stiffness and the yellowing of the paper. In addition, this investigation was planned to control the energy loss. A detailed information on the chemical ingredients of the heat-set ink which will be used in the test printing process was given (solvents, pigments, adhesive materials etc). Their reological structure was also reported. The emphasis was also given to their physical properties ie. viscosity, heat-resistance, adhesive properties and surface brightness. The parameters ie. the ink-water interactions in the system, the heat-set paper species and their grammage were also indicated. The drying system of heat-set ink on paper surface was reported after mentioning the effect of drying on printing quality. A detailed information was also given for the problems observed because of the applied high temperature in the drying application depending on the boiling point of the mineral oil in the ink. Then, the chemical terms ie. evaporation pressure, evaporation temperature and boiling point were mentioned. All these properties determine the drying time of the ink on the paper surface. The heat-set ink making procedure was reported. The drying temperature values were established in the test print which was carried out with the a value of 760 mm Hg for this heat-set ink pressure. In the final section of this investigation, an equation was established for preventing potential problems mentioned in the drying procedure of the ink. For this equation, the distillation range of mineral oil, physical values and physical tables were used and the result obtained were compared to the results from test printing application. Finally, an evaluation was presented. V tC YtKSEKÖ?RETIMKimüUi