Farby drukarskie E h o
Transkrypt
Farby drukarskie E h o
Biuletyn informacyjny Grupy Hubera Farby drukarskie E ho 6 Farby drukarskie i lakiery do produkcji opakowañ kartonowych Echo farb drukarskich 6 2 Farby drukarskie i lakiery do produkcji opakowañ kartonowych Wstêp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Farby drukarskie do produkcji opakowañ kartonowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Konwencjonalne arkuszowe offsetowe farby drukarskie i nowa generacja farb o niewielkim zapachu w³asnym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Sk³adniki recepturowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Mechanizmy utrwalania farb na pod³o¿u drukowym i ich konsekwencje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Cechy odpornociowe i odpornoci na pakowane materia³y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Farby drukarskie do druku opakowañ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Farby odporne na cieranie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Farby konwencjonalne neutralne sensorycznie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Nowa generacja farb neutralnych sensorycznie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Systemy mieszania kolorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Mieszanie kolorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Systemy mieszania kolorów w arkuszowym druku offsetowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Farby wklês³odrukowe do wklês³odruku arkuszowego i drukowania opakowañ na papierosy . . . . . . . . . . 16 Wymagania odnonie farb i lakierów do druku kartonowych opakawañ ¿ywnoci i opakowañ non-food . . 16 Budowa farb do opakowañ ¿ywnoci i innych produktów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Farby wklês³odrukowe do drukowania tekturowych opakowañ zbiorczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Wodne farby wklês³odrukowe i fleksograficzne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Z³ote i srebrne wodorozpuszczalne farby drukarskie "ACRYLAC" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Opis systemu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Sk³ad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Technologiczne warunki stosowania w praktyce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Mo¿liwoci i ograniczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Systemy farb i lakierów utrwalanych UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Suszarki UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Suszarka susz¹ca strumieniem elektronów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Budowa farb utrwalanych promieniowaniem UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Rodnikowa reakcja utrwalania promieniowaniem UV i strumieniem elektronów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Kationowe utrwardzanie promieniowaniem UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Wskazówki technologiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Wskazówki BHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Aspekty fizjologiczne suchych warstewek farb i lakierów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Zalety i wady farb utwalanych promieniowaniem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Recycling i utylizacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Uszlachetnianie opakowañ kartonowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Funkcja uszlachetniania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Lakiery utrwalane fizycznie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Lakiery dyspersyjne do offsetowego druku arkuszowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Lakiery dyspersyjne do wklês³odruku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Rozpuszczalnikowe lakiery wklês³odrukowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Lakiery utrwalane promieniowaniem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Technologia lakierowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Utrwalona warstewka lakieru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Lakierowanie lakierami utrwalanymi promieniowaniem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 DruckfarbenEcho jest nieperiodyczn¹ publikacj¹ przedsiêbiorstw HUBER-GRUPPE. Poszcze-gólne artyku³y tego zeszytu zosta³y przygotowane przez pracowników ró¿nych dzia³ów technicznych. Przy opracowywaniu publikacji brali udzia³: Ursula Borgmann, dr Jörg Buchweitz, Klaus Hanke, dr Klaus-D. Heincke, Andrea Heinemann, Stefan Mather, Monika Nießner, dr Peter Reißmann, dr Wolfgang Schaer, Peter Schiffmann, Josef Sutter. Zdjêcie na ok³adce: Stefan Ringer Zdjêcia do artyku³ów: Stefan Bonge, Gerolf Nießner, Klaus Hanke, Stefan Ringer, Typo Dreitausend, Instytut FOGRA © Copyright by Michael Huber München GmbH 1995 Farbenfabriken, Germany Przedruk mo¿liwy po podaniu ród³a przedruku i uzyskaniu uprzedniej zgody wydawcy. Echo farb drukarskich 6 Zmiany koloru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Podatnoæ na klejenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Odpornoæ na zgrzewanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Podatnoæ na t³oczenie na gor¹co i z³ocenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Szarzenie powierzchni kartonów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Bigowanie i z³amywanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Pozosta³e rodzaje uszlachetniania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Pod³o¿a drukowe i ich oddzia³ywanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Definicja i rodzaje pod³o¿y drukowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Sk³ad i budowa kartonu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Wymagania ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Interakcje farb drukarskich i lakierów z pod³o¿ami drukowymi oraz pakowanymi materia³ami i towarami . . . . . . . . . . . 43 Ustawowe wymogi ochrony u¿ytkow-nika odnonie farb drukarskich i opakowañ kartonowych . . . . . . . . . . . 47 Uwagi ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Ustawa o ¿ywnoci i przedmiotach u¿ytkowych (LMBG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Zarz¹dzenie o przedmiotach u¿ytkowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Zalecenia niemieckiego Ministerstwa Zdrowia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Inne uwagi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Prawodawstwo Unii Europejskiej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Zastosowania praktyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Ochrona prawna oryginalnoci produktu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Co to jest ochrona prawna oryginalnoci produktu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Straty na skutek fa³szowania produktów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 W jaki sposób mo¿na urzeczywistniæ ochronê prawn¹ oryginalnego produktu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Metody badañ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Podstawy sensoryki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Badania sensoryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Test Robinson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Chromatografia gazowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Test Rostagno (indeks zapachów) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Rozpuszczalniki resztkowe w opakowaniach kartonowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Wp³yw sk³adu lakieru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Wp³yw pod³o¿a drukowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Opakowania kartonowe w aspekcie ekologii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Opakowania kartonowe w ekologicznej konkurencji opakowañ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Recycling opakowañ kartonowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Uwagi ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Zbiórka surowców wtórnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Metody recyclingu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Ocena podatnoci na odbarwianie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Podatnoæ opakowañ kartonowych na recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Utylizacja farb drukarskich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Uwagi ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Podstawy prawne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Zastosowania praktyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Koszty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 3 5 Echo farb drukarskich 6 Wstêp Mgr in¿. Klaus Hanke Problematyka dotycz¹ca drukowania opakowañ i uszlachetniania powierzchni jest tak obszerna, ¿e to wydanie DruckfarbenEcho jest powiêcone g³ównie farbom drukarskim i lakierom do produkcji opakowañ kartonowych, zadrukowywanych trzema podstawowymi technikami druku - offsetem, fleksografi¹ i wklês³odrukiem specjalnym. Wiêkszoæ artyku³ów odnosi siê tak¿e do pokrewnych dziedzin jak opakowania papierowe, opakowania czekolad, kartonowe opakowania zbiorcze napoi i drukowanie etykiet. Pierwotnie opakowania mia³y s³u¿yæ jako zabezpieczenie produktów na czas transportu, prze³adowywania oraz magazynowania. Dzisiaj musz¹ spe³niaæ o wiele wiêcej funkcji zwi¹zanych z strategi¹ marketingow¹ oraz kompleksowymi systemami spedycyjnym i magazynowymi. Do najwa¿niejszych tych funkcji zaliczyæ nale¿y: · minimalizowanie nak³adów logistycznych i osobowych · porednictwo w przekazywaniu argumentów przekonuj¹cych do zakupu · rola "wyzwalacza zapotrzebowania" · porcjowanie dostosowane do potrzeb u¿ytkownika, funkcjonalnoæ · zabezpieczenie oryginalnoci produktu, funkcje gwarancyjne · ekologia i utylizacja Opakowanie przejmuje rolê komunikatora, musi siê samo sprzedawaæ, Tylko w ten sposób mo¿na zrealizowaæ samoobs³ugê postulowan¹ przez handel i obni¿aæ koszty. Wed³ug prognoz szacunkowych pod koniec tego stulecia ponad 60% ludnoci Niemiec bêdzie zaspokaja³o swoje potrzeby, kupuj¹c w sklepach samoobs³ugowych i du¿ych centrach handlowych. Wygl¹d kartonowego pude³ka mo¿na uatrakcyjniæ zw³aszcza przez uszlachetnienie druku lakierem, foli¹, t³oczenie foli¹ i kalandrowanie, które spe³nia wtedy rolê "wyzwalacza zapotrzebowania" zgodnie z tzw. "regu³¹ AIDA": Attention ® zwracaæ uwagê Interest ® wzbudzaæ zainteresowanie produktem Desire ® ¿yczenie zmiany w³aciciela Action ® zakup Tzw. "bia³e" opakowania maj¹ ma³e szanse zakupu w warunkach gospodarki rynkowej z mocnymi mechanizmami reklamowymi, poniewa¿ · tylko warunkowo spe³niaj¹ powy¿sze wymagania · brak im szerokiej akceptacji konsumenta/klienta Dobry produkt w z³ym opakowaniu nie ma szans siê dobrze sprzedaæ. W ostatnim czasie aspekt ekologiczny wywar³ olbrzymi wp³yw na rozwój opakowañ. Minimalizowanie wk³adu materia³owego i energetycznego s¹ dzi tak samo aktualne, jak powtórny przerób materia³ów oraz minimalizowanie opakowañ i odpadów. Dawniej Opakowanie jako zabezpieczenie produktów podczas: transportu prze³adunku magazynowania Dzisiaj Wymagania handlu Opakowanie Logistyka Produkcja i technika Œrodowisko naturalne, utylizacja Komunikacja Przyzwyczajenia i potrzeby konsumentów Rys.1. Opakowanie jako instrument marketingowy. 6 Echo farb drukarskich 6 21 czerwca 1991 roku wesz³o w ¿ycie zarz¹dzenie o unikaniu odpadów w postaci opakowañ (VerpackV), które rozró¿nia opa-kowania transportowe, opakowania zbiorcze i opakowania indywidualne produktu, przeznaczonego do sprzeda¿y. Opakowania kartonowe to w pierwszym rzêdzie opakowania zbiorcze i opakowania indywidualne. Niemiecki przemys³ poligraficzny wyprodukowa³ w roku 1993 druki o wartoci 32,3 miliarda marek, z czego 7,4% stanowi³y opakowania. S¹ to dane Federalnego Zwi¹zku Drukarzy. Zwi¹zek Bran¿owy Producentów Kartonowych Opakowañ Sk³adanych (FFI) informuje w swojej broszurze, zatytu³owanej "Przemys³ Kartonowych Opakowañ Sk³adanych Republiki Federalnej Niemiec w liczbach", ¿e w roku 1993 12.000 pracowników, zatrudnionych przy produkcji opakowañ sk³adanych da³o obrót rzêdu 2,5 miliarda marek. Na jednego mieszkañca Niemiec przypada rocznie okoto 8 kg opakowañ kartonowych. W roku 1993 opakowania papierowe i kartonowe stanowi³y okofo 39% wszystkich opakowañ w Niemczech. Poni¿ej zestawienie u¿ytkowników opakowañ kartonowych w ró¿nych ga³êziach gospodarki w roku 1993, uszeregowanych wg zbytu: · przemys³ spo¿ywczy 17,2% · s³odycze, ciasta, ciastka, czekolada, kakao 13,8% · mro¿onki 13,5% · produkty farmaceutyczne 9,4% · rodki do pielêgnacji cia³a itp. 6,0% · artyku³y gospodarstwa domowego, artyku³y elektryczne 5,8% · papierosy, cygara, tytoñ 5,8% Pozosta³e Druki opakowaniowe 2,4 2,7 Czasopisma 1,5 9,0 Ksi¹¿ki Katalogi / druki reklamowe 4,7 6,2 5,8 Gazety Druki handlowe Rys.2. Produkcja wyrobów drukarskich w 1993. Iloœæ Produkcji w % Drewno Metal 7,0 12,3 39,8 Tworzywa sztuczne Papier / tektura 13,6 27,3 Szk³o Rys.3. Produkcja opakowañ w 1993 · spirytualia, napoje 4,4% · rodki pior¹ce 4,4% · po¿ywienie dla zwierz¹t, artyku³y do pielêgnacji zwierz¹t 4,1% · kawa, herbata 3,7% · artyku³y przemys³owe 1,4% · artyku³y tekstylne 1,1% · artyku³y biurowe 1,0% · rodki czyszcz¹ce i pielêgnuj¹ce 0,9% Wartoci procentowe poni¿szych wykresów odnosz¹ siê do globalnej iloci 641.397 ton. (Dane zestawione na podstawie Informatora FFI.) Na proces produkcji pude³ka kartonowego sk³adaj¹ siê nastêpuj¹ce etapy technologiczne: · · · · · przygotowanie projektu/wzoru drukowanie uszlachetnianie wykrawanie sklejanie Przy projektowaniu opakowania nale¿y uwzglêdniæ specyficzne cechy pakowanego produktu oraz sposoby pakowania. Od rodzaju opakowania zale¿y bowiem czêsto stosowana technika drukowania i uszlachetniania. Jako innowacyjny partner przemys³u "opakowaniowego", przedsiêbiorstwa GRUPY HUBERA wyspecjalizowa³y siê w zaspokajaniu ¿¹dañ producentów opakowañ kartonowych. 7 Echo farb drukarskich 6 Oferuj¹ one farby drukarskie i lakiery do offsetu, wklês³odruku i fleksografii w najró¿niejszych wariantach. S¹ to produkty na bazie olejów rolinnych, utrwalane promieniowaniem UV, wodorozcieñczalne i rozpuszczalnikowe. Drukarnie specjalizuj¹ce siê w drukowaniu opakowañ oraz ich odbiorcy w pe³ni doceniaj¹ ich innowacyjnoæ i dobrze zorganizowany serwis. Pracownicy GRUPY HUBERA z wielkim zaanga¿owaniem czyni¹ wszystko, by sprostaæ rosn¹cym wymaganiom swoich klientów. Etap drukowania i uszlachetniania opakowañ kartonowych jest zdominowany przez offsetow¹ technikê drukowania. Procentowy udzia³ poszczególnych technik drukowania w produkcji opakowañ ogó³em ilustruje rys. 4. Najkorzystniejsz¹ pod wzglêdem kosztów technik¹ druku masowych nak³adów jest wklês³odruk, oferuj¹cy najlepsz¹ relacjê ceny do wydajnoci w stosunku do innych technik druku. Nale¿y jednak podkreliæ, ¿e w ostatnim czasie, dziêki coraz wy¿szej jakoci otrzymywanych t¹ technik¹ produktów, wzrasta zainteresowanie fleksografi¹. W przeciwieñstwie do Ameryki Pólnocnej w Europie nie stosuje siê powszechnie zwojowych maszyn offsetowych do druku opakowañ. W offsecie arkuszowym obserwuje siê d¹-¿enie do przechodzenia na hybrydowe maszyny drukuj¹ce, np. z zespo³ami lakieruj¹cymi i fleksograficznymi. Taki kierunek zapocz¹tkowa³y prace badawcze GRUPY HUBERA. Ju¿ teraz, stosuj¹c kombinowan¹ technologiê drukowania i lakierowania, mo¿na druki offsetowe zadrukowywaæ podczas jednego przebiegu przez maszynê, (metalicznymi farbami typu ACRYLAC) i nastêpnie je lakierowaæ w linii. Wodorozpuszczalne farby z³ote i srebrne typu ACRYLAC to najlepszy przyk³ad innowacyjnoci GRUPY HUBERA jako partnera producentów opakowañ kartonowych. 70-80% z 650.000 ton wyprodukowanych opakowañ kartonowych zosta³o uszlachetnione. Farby drukarskie i lakiery do produkcji opakowañ kartonowych do ¿ywnoci, u¿ywek i rodków farmaceutycznych musz¹ odpowiadaæ najwy¿szym kryteriom jakociowym. Do tego rodzaju produkcji konieczne s¹ np. farby drukarskie o niewielkim zapachu w³asnym i o cile limitowanej zawartoci niektórych substancji, przy czym bezporedni kontakt z ¿ywnoci¹ mo¿e mieæ miejsce tylko w cile okrelonych warunkach. Mimo ró¿norodnoci farb drukarskich i lakierów, koniecznych do spe³niania najró¿niejszych wymagañ we wszystkich sektorach produkcji opakowañ kartonowych, ich producent musi znaæ ofertê rynkow¹, aby dokonaæ wlaciwego wyboru. Dotyczy to równie¿ g¹szcza przepisów odnosz¹cych siê do farb drukarskich, lakierów, ich zastosowania i ich wplywu na otoczenie. Celem niniejszej publikacji Druckfarben Echo jest przedstawienie produktów GRUPY HUBERA, sposobów ich stosowania oraz ukazanie zwi¹zanych z nimi aspektów ekologicznych i prawnych, aby wspólnie wykonywaæ zadania, jakie ma do spe³nienia przemys³ opakowañ. % % 45 40 45 offset 44 wklês³odruk 40 30 druk wypuk³y 35 fleksodruk 30 inne 25 25 35 43 25 20 23 20 20 15 10 5 21 15 10 8 5 5 0 5 0 1990 Rys. 4. Procentowy udzia³ technik druku opakowañ na rynku europejskim. 1995 6 9 Echo farb drukarskich 6 Farby drukarskie do produkcji opakowañ kartonowych Mgr in¿. Ursula Borgmann, mgr in¿. Klaus Hanke Konwencjonalne arkuszowe offsetowe farby drukarskie i nowa generacja farb o niewielkim zapachu w³asnym Sk³adniki recepturowe Farby drukarskie sk³adaj¹ siê z czterech podstawowych rodzajów substancji: · barwide³ · spoiw · obci¹¿alników · substancji pomocniczych Barwid³a do farb drukarskich s¹ opisane w normie DIN 55944. Nale¿y rozró¿niaæ barwniki rozpuszalne od nierozpuszalnych pigmentów, które s¹ równomiernie zawieszone w spoiwach. Barwników nie stosuje siê w farbach drukarskich do offsetu arkuszowego miêdzy innymi z tego powodu, ¿e nie maj¹ odpowiednich cech wiat³oczu³oci i odpornoci na ró¿ne inne czynniki. Innym kryterium jest podzia³ na pigmenty organiczne i nieorganiczne. Przyk³ady w tabeli poni¿ej. W ró¿nych kolorach zawartoæ pigmentów wynosi od 10% do 30% a w bieli kryj¹cej nawet 50%. Pigmenty s¹ najdro¿szym sk³adnikiem farb. Spoiwa farb offsetowych maj¹ wp³yw na: · zwil¿anie pigmentów · po³ysk · charakterystykê reologiczn¹ farby i jej p³ynnoæ · w³aciwoci drukowe · ostroæ punktu rastrowego, krycie powierzchni pod³o¿a drukowego · wi¹zanie z pod³o¿em, schniêcie (utrwalanie farby) · odpornoæ mechaniczn¹ warstewki suchej farby · (odpornoæ na cieranie, przyczepnoæ do pod³o¿a drukowego) · parametry sensoryczne Samo tylko spoiwo nie jest w stanie zapewniæ farbie wszystkich po¿¹danych parametrów technologicznych. Je¿eli który z parametrów powinien byæ uwypuklony, to nale¿y odpowiednio dobraæ spoiwo. Spoiwa do konwencjonalnych farb offsetowych to ju¿ tradycyjnie substancje do produkcji których stosuje siê surowce rolinne: · ¿ywice twarde - wytwarzane z du¿¹ zawartoci¹ kalafonii (kalafonia ® ¿ywica) uzyskiwana ró¿nymi metodami z pinii), uszlachetniane rozmaitymi metodami chemicznymi i w ten sposób dopasowuj¹ce spoiwo do stawianych mu wymagañ, · ¿ywice alkalidowe - wymagaj¹ ponad 50% zawartoci olejów rolinnych w procesie ich wytwarzania (najlepszymi olejami do tego celu s¹ oleje lniane, sojowe, saflorowe, rycynowe i tungowe), Pigmenty nieorganiczne organiczne (pigmenty skalowe) sadze (Pigment Black)* Pigment Blue 153* dwutlenek tytanu Pigment Red 571* szlif aluminiowy I mosiê¿ny Pigment Yellow 12* lub niebieski milori (Pigment Blue 27)* Pigment Yellow 13* pigmenty rozjaniaj¹ce (kreda, kaolin, bentonity) 10 Echo farb drukarskich 6 · w niektórych typach farb stosowane s¹ tak¿e oczyszczone oleje rolinne (bez modyfikacji). Dwa ostatnie surowce odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê w zwil¿aniu pigmentu. W procesie wytwarzania spoiwa w/w produkty s¹ rozpuszczane w wysoko rafinowanych olejach mineralnych w temperaturach przekraczaj¹cych w niektórych wypadkach 200°C. Produkcja odbywa siê w hermetycznych reaktorach, a przebiegaj¹ce w nich procesy s¹ zautomatyzowane. Przedsiêbiorstwa GRUPY HUBERA produkuj¹ tak¿e spoiwa offsetowe bez olejów mineralnych, zastêpuj¹c je np. olejami rolinnymi. Takie spoiwa nie nadaj¹ siê do produkcji farb szybko wi¹¿¹cych z pod³o¿em drukowym oraz sensorycznie neutralnych farb o niewielkim zapachu w³asnym do druku opakowañ ¿ywnoci. Substancje pomocnicze to taka klasa sk³adników farb, które dodane w niewielkich nawet ilociach maj¹ du¿y wp³yw na jakoæ farby drukarskiej. Zalicza siê do nich: · suszki (sykatywy) - zwi¹zki kobaltu, manganu i innych metali, które u¿yte w niewielkich stê¿eniach powoduj¹ utrwalenie (przez utlenianie) wydrukowanej farby; · woski zwiêkszaj¹ce odpornoæ druków na cieranie; · rodki zapobiegaj¹ce tworzeniu siê ko¿ucha na powierzchni farby, u³atwiaj¹ce drukowanie farbami przez wyeliminowanie zbyt wczesnego wysychania farby. Procentowe zawartoci poszczególnych Sk³adniki 1. Barwniki (Pigmenty) 2. Pigmenty sk³adników farb skalowych (triadowych) s¹ podane w tabeli poni¿ej. Konwencjonalne farby o niewielkim zapachu w³asnym nie zawieraj¹ ¿adnych suszek. Farby te nie utrwalaj¹ siê przez utlenianie. Mechanizmy utrwalania farb na pod³o¿u drukowym i ich konsekwencje Od farb wymaga siê nie tylko tworzenia stabilnej mechanicznie i nie klej¹cej warstewki farby po wydrukowaniu. Wa¿ny jest równie¿ czas tworzenia warstewki suchej farby, który nie powinien przekraczaæ okresu od kilku do kilkunastu godzin, up³ywaj¹cych od druku nak³adu do momentu dalszej obróbki lub transportu. Utrwalanie farby drukarskiej jest kompleksowym procesem, przebiegaj¹cym w kilku etapach. Zasadniczo rozró¿nia siê dwa mechanizmy schniêcia - fizyczne i chemiczne. Schniêcie fizyczne (wi¹zanie z pod³o¿em) Po rozpuszczeniu makromolekularnych ¿ywic w oleju mineralnym powstaj¹ w nim k³¹bki moleku³, w których olej znajduje siê mniej wiêcej w takiej postaci jak woda w g¹bce. K³¹bki makromoleku³ zawieraj¹ce olej mineralny s¹ otoczone swobodnym olejem mineralnym i innymi sk³adnikami farby. Je¿eli farba zostanie naniesiona na pod³o¿e drukowe, to wolny olej mineralny wsi¹ka w kapilary na powierzchni pod³o¿a drukowego, natomiast du¿e k³¹bki makromolekut pozostaj¹ na powierzchni pod³o¿a i nastêpuje rozdzia³ faz farby. Klasa substancji Sadze 4. Substancje pomocnicze (dodatki) 15 20 Niebieski 13- 17 Czerwony 15 23 ¯ó³ty 10-17 Kreda 05 rozjaniaj¹ce Krzemiany 0- 3 Betonity 3. Spoiwa Zawartoæ w % 0- 3 ¯ywice twarde 20 50 ¯ywice alkidowe 00 20 Oleje rolinne 00 30 Oleje mineralne 20- 40 Woski 05 rodki intensyfikuj¹ce dyspergowanie 0- 5 Suszki 05 rodki zapobiegaj¹ce zasychaniu farby 0-1 11 Echo farb drukarskich 6 Zredukowaniu ulega zawartoæ oleju mineralnego w farbie, na skutek czego k³¹bki makromoleku³ stykaj¹ siê ze sob¹ i "stapiaj¹ siê". Powstaje w ten sposób galaretowata struktura, stanowi¹ca wstêpny etap przemiany z postaci p³ynnej w sta³¹. Jest ona nieco mniej kleista ni¿ farba przed tym procesem, okrelanym jako wi¹zanie z pod³o¿em. Czas konieczny do zwi¹zania z pod³o¿em zale¿y w du¿ej mierze tak¿e od struktury kapilar na powierzchni pod³o¿a drukowego. Wi¹zanie z pod³o¿em drukowym jest procesem czysto fizycznym, koñcz¹cym siê po kilkunastu minutach. Schniêcie (utrwalanie) chemiczne Za chemiczne utrwalanie farb offsetowych odpowiadaj¹ oleje rolinne i ¿ywice alkalidowe, które zawieraj¹ ³añcuchy kwasów t³uszczowych z podwójnymi wi¹zaniami, które maj¹ tendencjê do chemicznych reakcji polimeryzacyjnych pod wp³ywem oddzia³ywania tlenu atmosferycznego. Ten stosunkowo powolny proces schniêcia oksydacyjnego mo¿na przypieszyæ stosuj¹c zwi¹zki metali (suszki) jako katalizatory. Jest to z regu³y kobalt lub mangan. Proces ten mo¿na by opisaæ w nastêpuj¹cy sposób: z wielu ma³ych sk³adników spoiwa powstaj¹ przez polimeryzowanie du¿e cz¹steczki, które powoduj¹, ¿e warstewka farby drukarskiej jest sta³a i odporna na dzia³anie ró¿nych czynników. Podczas chemicznego utrwalania farby, na skutek polimeryzacji alkidów i olejów rolinnych, zachodz¹ (obok tych zasadniczych na podwójnych wi¹zaniach) równie¿ reakcje uboczne. Polegaj¹ one miêdzy innymi na rozpadzie ³añcuchów kwasów t³uszczowych. Reakcje tego rodzaju s¹ najczêciej inicjowane przez tworzenie kwasów z krótkiOleje i ¿ywice alkidowe schn¹ce oksydacyjnie + suszki + Powietrze atmosferyczne Nadtlenki wodoru cz¹steczek kwasów t³uszczowych Wolne rodniki Utwardzanie warstewki farby przez polimeryzacjê cz¹steczek kwasów t³uszczowych Tworzenie produktów rozpadowych o krótkich ³añcuchach. Produkty rozpadowe cz¹steczek kwasów t³uszczowych, g³ównie aldehydy i ketony maj¹ bardzo mocny zapach w³asny mi ³añcuchami wi¹zañ, powstaj¹cych tylko w pocz¹tkowej fazie utrwalania. Na skutek rozpadu powstaj¹ ketony, aldehydy, kwasy wêglowe i ich zwi¹zki z nadtlenkami. Tworzenie siê tych zwi¹zków jest okrelane jako degradacja. Produkty rozpadowe w po³¹czeniu np. z pod³o¿em drukowym lub wra¿liwym na zapachy pakowanym towarem mog¹ byæ przyczyn¹ ró¿nych problemów. Dlatego te¿ do opakowañ ¿ywnoci i u¿ywek s¹ konieczne farby specjalne, nie tworz¹ce negatywnych produktów rozpadowych i w zwi¹zku z tym nie powoduj¹ce ¿adnych zmian smakowych i zapachowych. Cechy odpornociowe i odpornoci na pakowane materia³y Wymagania, jakie musz¹ spe³niaæ farby drukarskie wykorzystane do produkcji opakowañ ¿ywnoci i u¿ywek to z jednej strony wiat³otrwa³oæ wed³ug, normy DIN 16525, a z drugiej - odpornoæ na oddzia³ywanie pewnych pakowanych towarów, jak np. t³uszcze czy rodki pior¹ce. Poniewa¿ cechy odpornociowe farb drukarskich zale¿¹ od pigmentów zastosowanych do ich produkcji to, dobieraj¹c odpowiednie pigmenty, mo¿na je ³¹czyæ ze wszystkimi rodzajami spoiw. Cechy odpornoci s¹ zdefiniowane w normie DIN 16524. Farby drukarskie do drukowania opakowañ Farby odporne na cieranie Opakowania musz¹ z regu³y spe³niaæ wysokie wymagania odnonie odpornoci mechanicznej. W recepturze farby oznacza to zastosowanie wysokiej zawartoci sk³adników schn¹cych oksydacyjnie i tworz¹cych ze wzglêdu na zdolnoæ chemicznego polimeryzowania odporn¹ na cieranie warstewkê. W takich uk³adach stosuje siê równie¿ woski, które polepszaj¹ charakterystykê polizgow¹ powierzchni warstewki farby i chroni¹ j¹ przed urazami mechanicznymi. Jednak taki typ farby tworzy podczas utrwalania produkty rozpadowe aktywne sensorycznie przez co farba nie nadaje siê do drukowania opakowañ ¿ywnoci i u¿ywek. 12 Echo farb drukarskich 6 Farby konwencjonalne neutralne sensorycznie Wymagania stawiane sensorycznie neutralnym farbom konwencjonalnym s¹ spe³niane przez staranny dobór surowców o niewielkim zapachu w³asnym. Dotyczy to równie¿ sk³adników rozpuszczalników i w takim wypadku stosuje siê najczêciej niearomatyczne oleje mineralne. Oprócz tego farby tej klasy mog¹ siê utrwalaæ wy³¹cznie przez fizyczne wi¹zanie z pod³o¿em, poniewa¿ podczas utrwalania chemicznego nieuchronnie powstaj¹ produkty rozpadowe o intensywnym zapachu, maj¹cym negatywny wp³yw na pakowany towar. W farbach tej klasy nie wystêpuje polimeryzacja chemiczna, a tym samym nie tworzy siê warstewka farby dostatecznie odporna na cieranie. Innymi s³owy odpornoæ na cieranie tych farb jest czêsto nie wystarczaj¹ca i trzeba j¹ polepszaæ przez dodatkowe lakierowanie inline. Nowa generacja farb neutralnych sensorycznie Powy¿sze omówienie farb wykazuje, ¿e nie jest mo¿liwe zrecepturowanie farb sensorycznie neutralnych, utrwalanych oksydacyjnie na bazie dotychczas stosowanych surowców. Jednak¿e niemo¿liwe sta³o siê realne na skutek intensywnych prac badawczych nad ca³kiem now¹ klas¹ surowców! Chodzi w tym wypadku o nowe rodzaje ¿ywic alkidowych które maj¹ zupe³nie inny mechanizm utrwalania ni¿ dotychczas opisane produkty. Najistotniejsza ró¿nica polega na tym, ¿e podczas ich utrwalania nie zachodzi rozpad na zwi¹zki o krótkich ³añcuchach wi¹zañ, w zwi¹zku z czym nie powstaj¹ produkty rozpadowe, wp³ywaj¹ce sensorycznie na pakowany towar. Wymienione powy¿ej alkidy stanowi¹ - obok Nowe ¿ywice alkidowe + suszki + Tlen atmosferyczny Rodniki Utwardzanie warstewki farby przez polimeryzacjê, tzn. polimeryzacjê ³añcuchów alkidowych innych surowców o mo¿liwie niewielkim zapachu w³asnym, takich jak ¿ywice twarde i oleje mineralne - najwa¿niejszy sk³adnik spoiwa. Mog¹ byæ one poddawane tym samym procesom technologicznym co standardowe ¿ywice alkidowe na bazie kwasów t³uszczowych i maj¹ takie same korzystne w³aciwoci jak dobre powlekanie pigmentu i wysoki po³ysk. Na skutek stosowania nowych rodzajów ¿ywic alkidowych, w porównaniu do konwencjonalnych farb o niewielkim zapachu w³asnym: · zwiêkszono odpornoæ na cieranie, która w zale¿noci od intensywnoci obci¹¿enia mechanicznego ewentualnie eliminuje koniecznoæ lakierowania; · uzyskano dobr¹ przyczepnoæ do pod³o¿a w wypadku stosowania lakierów UV utrwalanych kationowo (natomiast w wypadku wykorzystania uk³adów konwencjonalnych, które nie utrwalaj¹ siê przez utlenianie, to nawet stosowanie ich w kombinacji lakier dyspersyjny-podk³ad nie pozwoli na uzyskanie w³aciwej przyczepnoci). Nowe farby maj¹ wiêc taki profil para-metrów, jakiego wymaga siê od wysokojakociowych, standardowych, arkuszowych farb offsetowych. Pod wzglêdem charakterystyki sensorycznej nie ustêpuj¹ one w niczym farbom konwencjonalnym o niewielkim zapachu w³asnym. Przyczepnoœæ lakieru Sensoryczna neutralnoœæ Odpornoœæ na œcieranie Nowe farby o niewielkim zapachu Farby odporne na œcieranie Konwencjonalne farby o niewielkim zapachu Rys. 5. Najwa¿niejsze parametry uk³adów farbowych do druku opakowañ kartonowych. Echo farb drukarskich 6 Systemy mieszania kolorów mgr in¿. Josef Sutter Mieszanie kolorów W drukowaniu czterobarwnym wykorzystuj¹cym europejsk¹ skalê barw mo¿na uzyskaæ oko³o miliona ró¿nych odcieni. Mimo to ci¹gle spotyka siê kolory specjalne lub firmowe, których nie mo¿na uzyskaæ w druku czterobarwnym. Czêsto zdarza siê tak, ¿e drukuje siê tylko jednym lub dwoma kolorami i w takim wypadku druk czterobarwny jest nieop³acalny. Je¿eli do drukowania s¹ konieczne kolory specjalne, to najczêciej wysy³a siê do producenta farb wzór koloru i odpowiednie pod³o¿e drukowe, aby opracowaæ odpowiedni¹ farbê. Istniej¹ ró¿ne systemy mieszania farb, wykorzystuj¹ce kolory podstawowe, s³u¿¹ce do opracowywania farb w po¿¹danych kolorach lub o odpowiednich cechach odpornoci, z odpowiednio intensywnym kolorem lub o niewielkim zapachu w³asnym. W wielu wypadkach drukarnie rezygnuj¹ z mieszania farb u producenta i robi¹ to same. Za mieszaniem farb w drukarniach przemawiaj¹ nastêpuj¹ce argumenty: · mo¿liwoæ szybkiego reagowania. Mieszanie farb u producenta wymaga zawsze d³u¿szego czasu. Mieszanie farb w drukarni jest szybsze, Maj¹c do dyspozycji system farb w kolorach podstawowych mo¿na przed rozpoczêciem nak³adu wykonaæ druki próbne na maszynie i dokonaæ odpowiedniej korekty koloru. W wypadku zleceñ powtarzalnych mo¿liwe jest szybkie przygotowanie zlecenia do drukowania bez koniecznoci uprzedniego sprowadzania Rys.6. Mieszanie kolorów.` 13 i magazynowania farb w kolorach specjalnych. · optymalna zgodnoæ koloru. Mieszaj¹c kolory we w³asnym zakresie z farb podstawowych mo¿na optymalnie dopasowaæ koñcowy wynik druku np. na ró¿nych pod³o¿ach drukowych lub przy ró¿nych parametrach technologicznych maszyny do ¿yczeñ koñcowych odbiorcy, utrzymuj¹c siê w w¹skim zakresie tolerancji. · optymalny stosunek ceny do cech u¿ytkowych farby. W zale¿noci od zleceniodawcy mo¿na ustalaæ najkorzystniejszy stosunek ceny do parametrów u¿ytkowych farby w drukarni (kompromis cenowy ze wzglêdu na zró¿nicowanie koloru w zale¿noci od ród³a wiat³a). Dok³adnoæ odcienia farby mo¿na skorygowaæ ju¿ podczas mieszania. · redukcja resztek farb. Mieszanie we w³asnym zakresie to tak¿e najprostsza i najkorzystniejsza mo¿liwoæ zredukowania resztek farb - unikanie bezpiecznych naddatków, które najczêciej powstaj¹ z chêci ograniczenia postojów maszyn w ten sposób, ¿e z regu³y zamawia siê o oko³o 20% wiêcej farby ni¿ to rzeczywicie konieczne dla wydrukowania zlecenia. Pozosta³e po druku iloci farby wstawia siê do magazynu na wypadek powtórzenia zamówienia. Najczêciej jest jednak tak, ¿e zleceniodawca lokuje zamówienie w innej drukami i farby nie mo¿na wykorzystaæ do koñca. - wyeliminowanie minimalnych iloci farb, narzucanych przez producenta farb. Maj¹c w drukarni system farb podstawowych mo¿na sobie mieszaæ choæby minimalne iloci, unikaj¹c koniecznoci zamawiania iloci minimalnych takich jakie narzuca producent. - zagospodarowywanie resztek farb. Niepotrzebne farby mo¿na przerabiaæ na inne kolory. Jednak¿e rêczne zagospodarowywanie resztek farb jest k³opotliwe nawet dla dowiadczonego kolorysty i dlatego te¿ najskuteczniejsze s¹ systemy recepturowania, wspierane komputerowo. Zu¿ycie resztek farb do druku daje - oszczêdnoci przez unikanie utylizacji - oszczêdnoci na transporcie i magazynowaniu - oszczêdnoæ nowych farb. 14 Echo farb drukarskich 6 System farb podstawowych powinien spe³niaæ nastêpuj¹ce warunki: · system farb musi byæ tak dobrany, aby farby nadawa³y siê do drukowania na wielu pod³o¿ach drukowych · system farb podstawowych powinien umo¿liwiaæ mieszanie wiêkszoci potrzebnych kolorów · cechy odpornoci farb podstawowych musz¹ spe³niaæ warunki, wymagane podczas dalszej obróbki druków lub podczas u¿ytkowania · dla wyeliminowania róde³ blêdów w mieszaniu farb nale¿y w miarê mo¿liwoci unikaæ stosowania dodatków jak np. pasta zwiêkszaj¹ca odpornoæ na cieranie, opóniacz, odpieniacz itp. · zagospodarowywanie farb resztkowych znacznie u³atwiaj¹ czyste, skoncentrowane farby podstawowe. Najlepiej dobieraæ seriê farb podstawowych w porozumieniu z producentem farb. Z dowiad- czenia wiadomo, ¿e potrzeby drukarni, przygotowuj¹cej opakowania mo¿e zaspokoiæ seria 10-15 farb podstawowych. Od kilku lat poligrafia i producenci farb drukarskich maj¹ do dyspozycji komputerowe, efektywne systemy recepturowania farb do mieszania kolorów a przede wszystkim do zagospodarowywania resztek farb. Oprogramowanie pomaga zestawiaæ rozmaite receptury ze zró¿nicowan¹ dok³adnoci¹, uwzglêdniaj¹c zjawisko metametrii tj. ró¿nych wra¿eñ barwnych przy ró¿nym owieleniu, cenê i zawartoæ farb resztkowych. Od obs³uguj¹cego system wymaga siê jedynie zmierzenia wzoru koloru spektrofotometrem i wybrania receptury optymalnej dla konkretnego zlecenia, nastêpnie wymieszania farby i dokonania ewentualnej korekty. Zale¿nie od wymagañ klienta, konieczna jest jedna lub dwie korekty. Programy s¹ w stanie uwzglêdniæ kolor pod³o¿a i zagospodarowywanie resztek farb. 150 b* 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -150 -100 -50 0 50 Realne kolory fizyczne wg Pointera Kolory podstawowe systemu CRS Kolory mieszane systemu CRS Skala europejska Rys. 7. Zakres kolorów farb podstawowych CRS w uk³adzie CIELAB. 100 a*150 15 Echo farb drukarskich 6 lakier UV lakier dyspersyjny rodki myj¹ce odporno + - + + + CRS ¯Ó£TA 42 6002 5 l + + + + + CRS POMARAÑCZOWA 42 6003 5-6 l + + + + + + + CRS CZERWONA 42 6004 5 l + +/- + + + + + CRS MAGENTA 42 6005 3 l + + - + + - - CRS CZERWONA RODAMINOWA 42 6006 3 l - - - +/- - - CRS FIOLETOWA 42 6007 8 l + + + + + + CRS FIOLETOWA 42 6008 4 l - - - +/- +/- +/- CRS NIEBIESKA 42 6009 4 l - - - +/- +/- +/- CRS NIEBIESKA 42 6010 4 l - + - + +/- +/- CRS NIEBIESKA 42 6011 8 l + + + + + + CRS ZIELONA 42 6012 8 l + + + + + + + CRS CZARNA 60 1310 8 l + + + + + + + CRS BIEL TRANSPARENTNA 50 0206 + alkalia* +/- odporno + mieszanka rozpuszczalników lk spirytus odporno 7 WS* 42 6001 Seria farb standardowych wiat³otrwa³oæ CRS ¯Ó£TA Nazwa koloru numer koloru krycie SYSTEM FARB PODSTAWOWYCH CRS + l Kolory uzupe³niaj¹ce CRS CZERWONY 42 5645 8 l + + + + + + + CRS PURPURA 42 8333 3 l - - - - - - - CRS NIEBIESKA 42 6015 8 l + + + + + + + CRS CZERWONA 42 6025 6 l + + + + + - - CRS CZERWONA 42 5630 5 l + + + + + - - CRS POMARAÑCZOWA 42 6020 8 l + + + + + + + * Odpornoci wg normy DIN 16 524 i DIN 16 525 + = tak, - = nie, +/- = warunkowo, l = transparentna, k = kryj¹ca 16 Echo farb drukarskich 6 Aby unikn¹æ postojów maszyn, opracowuje siê najpierw recepturê lub jej korektê w odniesieniu do minimalnej iloci farby, któr¹ zadrukowuje siê na laboratoryjnym urz¹dzeniu do druków próbnych, innym dla ka¿dej techniki drukowania. Urz¹dzenia te wykonuj¹ druki próbne minimaln¹ iloci¹ farby. W³aciwie dobrana i skorygowana receptura przeliczana jest nastêpnie na warunki produkcyjne. Systemy recepturowania farb i mieszania kolorów posiadaj¹ tak¿e bardzo obszerne programy kolorometrycznej kontroli jakoci. Na podstawie uzgodnienia tolerancji barwy mo¿liwa jest obiektywna ocena jakoci i jej dokumentacja. Systemy mieszania kolorów w arkuszowym druku offsetowym GRUPA HUBERA opracowa³a system farb podstawowych CRS do mieszania kolorów farb, stosowanych w offsetowym druku opakowañ. Systemem CRS mo¿na zaspokoiæ prawie ca³e zapotrzebowanie kolorystyczne drukarñ, specjalizuj¹cych siê w produkcji opakowañ. System obejmuje 13 kolorów farb podstawowych, a do zastosowañ specjalnych dodano jeszcze do niego 6 kolorów uzupelniaj¹cych. Pigmentowanie farb podstawowych CRS jest porównywalne z systemem HKS i systemem Pantone, co u³atwia recepturowanie porównywalnych kolorów. Rys. 7 demonstruje po³o¿enie kolorystyki CRS w uk³adzie CIELAB. W porównaniu do druku czterobarwnego mo¿na uzyskaæ znacznie wiêcej odcieni, zw³aszcza w kolorach zielonych, pomarañczowych i fioletowych. Pointer okreli³ zakres realnych barw, tzn. kolorystyki cia³ fizycznych (farb drukarskich, tworzyw sztucznych, kwiatów itd.). Kolorystykê tê mo¿na stosunkowo wiernie odtworzyæ kolorami podstawowymi systemu CRS. W systemie CRS znajduj¹ siê farby ca³ego uk³adu kolorystycznego, posiadaj¹ce dobre cechy odpornoci: wiat³otrwa³oæ wiêksz¹ ni¿ WS 5, plusowe odpornoci na spirytus, nitro i alkalia. Farbami tymi mo¿na uzyskaæ wiat³otrwa³oæ WS 5, najczêciej konieczn¹ w druku opakowañ. Oprócz tego mo¿na bez problemu lakierowaæ druki lakierami nitro i lakierami UV oraz foliowaæ. Intensywnoæ kolorów farb podstawowych zosta³a ustalona wysoko i w taki sposób, aby zapewniaæ dobre w³aciwoci drukowe w offsecie. Mo¿na w zwi¹zku z tym reprodukowaæ orygina³y w intensywnych kolorach i drukowaæ technologicznie mo¿liw¹ do zaakceptowania iloci¹ farby. Farby podstawowe s¹ dostarczane w wersjach recepturowych z suszk¹ lub bez suszki niezasychaj¹ce na wa³kach i w ka³amarzu. Wersja recepturowa bez suszki, niezasychaj¹ca na wa³kach i w ka³amarzu umo¿liwia optymalne magazynowanie w du¿ych opakowaniach. Suszki nale¿y wtedy dodaæ podczas mieszania. Podobny system istnieje w odniesieniu do farb o niewielkim zapachu w³asnym, oznaczonym symbolem GA i do farb utrwalanych UV, które mo¿na recepturowaæ komputerowo, stosuj¹c do mieszania kolorów systemy recepturowania wiod¹cych producentów oprogramowania, firm Datacolor i Gretag. Farby wklês³odrukowe do wklês³odruku arkuszowego i drukowania kartonowych opakowañ na papierosy Dr Wolfgang Schaer Poni¿sze rozwa¿ania dotycz¹ rozpuszczalnikowych farb wklês³odrukowych, ale mo¿na je zastosowaæ równie¿ do farb fleksograficznych. Produkty zadrukowywane w tych obu technikach ró¿ni¹ siê jedynie szybkoci¹ schniêcia, tzn. sk³adem chemicznym rozpuszczalnika. Pigmenty i spoiwa natomiast s¹ podobne. Do produkcji kartonowych pude³ek sk³adanych we wklês³odruku wykorzystuje siê przewa¿nie farby rozpuszczalnikowe. Systemy wodorozpuszczalne stosuje siê najczêciej w postaci lakierów, które bêd¹ opisane póniej. W poni¿szym rozdziale zajmiemy siê wy³¹cznie charakterystyk¹ i sk³adem wklês³odrukowych farb rozpuszczalnikowych, stosowanych do drukowania kartonu na pude³ka sk³adane. Wymagania odnonie farb i lakierów do druku kartonowych, opakowañ ¿ywnoci i opakowañ non-food Opakowania kartonowe wykorzystywane s¹ wszêdzie, pocz¹wszy od mro¿onek na zbiorczych opakowaniach na napoje spirytusowe skoñczywszy. Stosuje siê je zarówno do pakowania zabawek, jak i kosmetyków. Rozmaite s¹ równie¿ wymagania odnonie farb do druku tego rodzaju opakowañ. Mo¿na je podzieliæ na: 1. zwi¹zane z charakterystyk¹ technologiczn¹ 2. zwi¹zane z charakterystyk¹ podczas dalszej obróbki 3. dotycz¹ce oddzia³ywania pakowanego towaru 4. ustawy i przepisy. 17 Echo farb drukarskich 6 Punkty 3 i 4 s¹ ujête w osobnych rozdzia³ach i nie bêdziemy ich tu omawiaæ szerzej. Charakterystyka technologiczna Reologia Nowoczesne metody wykonywania wklês³odrukowych form drukowych przez grawerowanie spowodowa³y, ¿e ka³amarzyki farbowe maj¹ mniejsz¹ objêtoæ ni¿ formy drukowe wykonywane w trawieniu konwencjonalnym. Do druku z takich cylindrów drukarz potrzebuje mocno pigmentowanych farb w intensywnych kolorach. Farby te musz¹ mieæ oprócz tego dobr¹ charakterystykê reologiczn¹. Tylko wtedy, gdy stê¿enie pigmentu i reologiczna charakterystyka farb s¹ dobrane op-tymalnie, mo¿liwe jest ca³kowite opró¿nienie ka³amarzyków farbowych, a tym samym maksymalne przeniesienie farby na pod³o¿e drukowe. Wymagania te mo¿na spe³niæ tylko przez stosowanie nowoczesnych pigmentów, dopasowanych cile do spoiw farb wklês³odrukowych. Dobieraj¹c wielkoæ ziaren pigmentu, podzia³ cz¹stek pod wzglêdem wielkoci, geometriê powierzchni i ob³o¿enie powierzchni, mo¿na programowaæ charakterystykê reologiczn¹ dyspersji pigmentowej ju¿ na etapie produkcji barwide³. Producenci farb drukarskich opracowali szczegó³ow¹ technologiê mokrego mielenia pigmentów i maj¹ w tej dziedzinie olbrzymie dowiadczenie. Dobrze plyn¹ce i lejne, intensywne w kolorze i b³yszcz¹ce farby mo¿na wytwarzaæ tylko wtedy, gdy receptura i technologiczne warunki dyspergowania s¹ starannie dobrane do ró¿norodnych pigmentów. Do ka¿dego koloru nale¿y dobie-raæ pigmenty, uwzglêdniaj¹c ich budowê chemiczn¹ i do niej dopasowywaæ technikê dyspergowania. Schniêcie Dla w³aciwego przenoszenia wa¿na jest tak-¿e charakterystyka schniêcia farby. Szybkoæ schniêcia farby musi byæ dopasowana do konkretnej szybkoci drukowania i geometrii zespo³u farbowego. Niska szybkoæ drukowania i wieloformatowe cylindry wymagaj¹ zrecepturowania farby z wolniejszym schniêciem. Wysokie szybkoci i krótkie drogi transportu farby umo¿liwiaj¹ drukowanie farbami szybkoschn¹cymi. Mo¿na równie¿ regulowaæ szybkoæ schniêcia przez kombinacjê odpowiednich rozpuszczalników o ró¿nych szybkociach parowania (patrz tabela 1 z parametrami rozpuszczalników na str. 20). Oprócz warunków druku nale¿y równie¿ uwzglêdniaæ wydajnoæ instalacji susz¹cych maszyny drukuj¹cej i charakterystykê pod³o¿a drukowego. Definicja liczby parowania Wed³ug normy DIN 53 170 liczba parowania (VD) to iloraz czasu parowania, mierzonego zgodnie z t¹ norm¹ dla odpowiedniego rozpuszczalnika i czasu parowania dwuetyloeteru: VD = czas parowania rozpuszczalnika czas parowania dwuetyloeteru Niew³aciwy dobór rozpuszczalnika mo¿e powodowaæ zbyt wysok¹ zawartoæ resztkow¹ rozpuszczalnika w warstewce farby i w pod³o¿u drukowym. W takim wypadku mo¿e nast¹piæ przechodzenie zapachu i/lub smaku na pakowany towar. Mo¿na wplywaæ na charakterystykê schniêcia farby przez odpowiedni dobór i kombinowanie sk³adnikami spoiwa. Szybkoæ oddawania rozpuszczalnika to charakterystyczna cecha zastosowanych ¿ywic. Zale¿y ona od interakcji miêdzy ¿ywic¹ i rozpuszczalnikiem. Rozpuszczalniki o du¿ej zdolnoci rozpuszczania s¹ wolniej oddawane przez ¿ywice ni¿ rozpuszczalniki o mniejszej rozpuszczalnoci. Z regu³y jest tak, ¿e w wyschniêtej warstewce farby jest tym wiêcej rozpuszczalnika resztkowego, im wiêksza jest zdolnoæ rozpuszczania spoiwa. Producent mo¿e ustawiæ redni¹ charakterystykê schniêcia farby, dopasowan¹ do standardowych lub rednich warunków technologicznych klienta. To drukarz musi odpowiednio zareagowaæ w zale¿noci od parametrów nak³adu lub drukowanego motywu. Mo¿e przypieszaæ lub opóniaæ schniêcie przez wiadomy wybór rozcieñczalnika. Zakres dozowania opóniacza jest w tym wypadku limitowany przez wydajnoæ instalacji susz¹cej. Ryzyko przedawkowania opóniacza jest wiêksze ni¿ ustawienie za szybkiego schniêcia farby. Zbyt szybkie schniêcie farby powoduje ³atwo rozpoznawalne objawy na obrazie drukowym, poniewa¿ farba zasycha ju¿ w ka³amarzykach cylindra wklês³odrukowego. Farba zrecepturowana ze zbyt wolnym schniêciem uwidacznia siê zbyt póno, powoduj¹c sklejenie roli, odbijanie farby na rolkach prowadz¹cych lub wa³kach zwrotnych. Pod³o¿e drukowe Opakowania kartonowe produkuje siê z ró¿-nych gatunków kartonu. Kartony mog¹ byæ powlekane i niepowlekane, o ró¿nych gramaturach, mog¹ byæ tak¿e powlekane foli¹ aluminiow¹, metalizowane, a tak¿e impregnowane. Dobieraj¹c specjalne spoiwa mo¿na 18 Echo farb drukarskich 6 tak dopasowaæ farby do pod³o¿a drukowego, aby obraz drukowy odpowiada³ wysokim wymaganiom jakociowym zarówno na apli, jak i na partiach rastrowanych. W wypadku kartonów metalizowanych i impregnowanych przyczepnoæ farby do pod³o¿a nie jest taka oczywista i dlatego przed drukiem nak³adu dobrze jest przeprowadziæ odpowiednie próby, dobieraj¹c w³aciwe farby. Dalsza obróbka druków Obci¹¿enia oddzia³ywuj¹ce na zadrukowany karton musz¹ byæ znane, aby wyeliminowaæ zak³ócenia w procesie dalszej obróbki. W wypadku ca³kowicie nowych zleceñ, dla unikniêcia chybionych prób, konieczna jest cis³a wspó³praca miêdzy drukarzami i dostawcami farb. Podczas obrabiania materia³u opakowaniowego na szybkobie¿nych automatycznych pakowaczkach, szczególnie wa¿ne jest obci¹¿enie mechaniczne wydrukowanej warstewki farby i jej charakterystyka polizgowa. Nie mo¿na dowolnie zwiêkszaæ odpornoci na cieranie i zadrapania powierzchni druków o du¿ym stopniu krycia, poniewa¿ w warstewce suchej farby o bardzo ma³ej gruboci jest du¿e stê¿enie pigmentu i proporcja pigmentu do spoiwa wypada bardziej niekorzystnie ni¿ np. w grubych warstwach pow³oki malarskiej. W wypadku nader wysokich wymagañ odnonie odpornoci na cieranie, niezbêdne jest lakierowanie druków. Warstewki suchej farby s¹ szczególnie mocno obci¹¿one mechanicznie podczas t³oczenia i wykrawania. W czasie obróbki zadrukowanego kartonu w automatach pakuj¹cych, pracuj¹cych z wysok¹ iloci¹ taktów, bardzo wa¿na jest charakterystyka polizgowa powierzchni kartonu, któr¹ opisuj¹ takie parametry, jak liczba przyczepnoci oraz liczba tarcia i polizgu (definicja poni¿ej). Ma³e wartoci oznaczaj¹ dobry polizg materia³u tzn. niewielkie si³y tarcia. Dla wydania jednoznacznej oceny nale¿y dok³adnie zdefiniowaæ oba parametry tarcia. Du¿e znaczenie maj¹ próby z polizgiem druku po powierzchni polerowanej stali lub aluminium. Odpowied odnonie zdolnoci do uk³adania gotowych pude³ek w stos daje wspó³czynnik przyczepnoci tarcia, uzyskany podczas testu z dwoma zadrukowanymi kartonowymi opakowaniami. Definicja wspó³czynnika tarcia Podajemy definicje pojêæ zgodnie z norm¹ DIN 53375 · tarcie statyczne to tarcie miêdzy cia³ami znajduj¹cymi siê w spoczynku · tarcie polizgowe (kinetyczne) to tarcie miêdzy cia³ami poruszaj¹cymi siê wzglêdem siebie · si³a przyczepnoci tarcia to si³a konieczna do przezwyciê¿enia przyczepnoci tarcia · si³a tarcia polizgowego to si³a konieczna do przezwyciê¿enia tarcia polizgowego · si³a normalna to si³a oddzia³uj¹ca prostopadle do powierzchni tarcia, dociskaj¹ca oba przedmioty, których tarcie jest badane · wspó³czynnik przyczepnoci tarcia to stosunek tarcia polizgowego do si³y normalnej · si³a tarcia polizgowego to stosunek si³y tarcia polizgowego do si³y normalnej G³adkoæ powierzchni warstewek farb wzglêdnie lakierów mo¿na zmieniaæ, dodaj¹c do farby ró¿ne dodatki. Najczêciej s¹ to woski i specjalne rodki polizgowe. Jeli gotowe pude³ko sk³adane bêdzie dodatkowo pakowane w spawan¹ foliê np. polipropylenow¹, to warstewka farby musi byæ tak¿e odporna na zgrzewanie. Je¿eli druk ma byæ uszlachetniany t³oczeniem folii na gor¹co, foliowaniem lub lakierowaniem UV, to konieczne s¹ farby i lakiery wykonane wed³ug specjalnych receptur. Interakcje pakowanych towarów i opakowañ Ostatnia grupa wymagañ stawianych farbom dotyczy w³aciwoci wywierania lub nie wywierania wp³ywu nadruku znajduj¹cego na opakowaniu kartonowym na pakowany towar. Jeli chodzi o opakowania nie¿ywnociowe, wp³yw ten nie jest taki wa¿ny i jedynie w wypadku towarów agresywnych, nale¿y zwróciæ na to uwagê, aby nie dosz³o do rozpuszczania farb podczas krótkotrwa³ego kontaktu. Takie towary s¹ jednak z regu³y pakowane w szczelne opakowania podstawowe i nie dochodzi do bezporedniego zetkniêcia produktu z kartonowym opakowaniem. Zabezpieczeniem przed chemicznym oddzia³ywaniem pakowanego towaru na druk jest pokrywanie tego ostatniego 2-sk³adnikowym lakierem. W grupie opakowañ ¿ywnoci i u¿ywek dochodzi jeszcze jedno wa¿ne kryterium doboru surowców i zrecepturowania farby. 19 Echo farb drukarskich 6 Nadruk nie powinien w ¿aden sposób wp³ywaæ na zapach i/lub smak pakowanego towaru. Nale¿y bezwzglêdnie unikaæ wysokiej retencji rozpuszczalnika, wzglêdnie stosowania spoiw o silnym zapachu w³asnym. Szczególn¹ uwagê na ten aspekt nale¿y zwróciæ przy recepturowaniu farb do produkcji opakowañ kartonowych do papierosów. Dodatki 2% Barwniki 15% 63% 20% Spoiwa Wymagania odnonie farb i lakierów do pude³ek na papierosy Jak ju¿ wspomniano powy¿ej, sensoryczna neutralnoæ nadruku jest najwa¿niejszym kryterium doboru surowców do recepturowania farb, przeznaczonych do drukowania opakowañ papierosów. Producent farb decyduje o wyborze pigmentów i spoiw oraz dodatków, natomiast odbiorca opakowania wspó³decyduje o stosowaniu rozpuszczalnika. Istniej¹ wi¹¿¹ce uzgodnienia odnonie rozpuszczalników, które s¹ dopuszczalne i tych, których nie wolno stosowaæ. Takie wytyczne zapewniaj¹, ¿e materia³ opakowaniowy nie wp³ynie negatywnie na smak tak delikatnego towaru jak tytoñ. Pozosta³e wymagania odnonie farb i lakierów s¹ identyczne, jeli chodzi o opakowania papierosów i innych towarów. Budowa farb do opakowañ ¿ywnoci i opakowañ innych produktów Farby rozpuszczalnikowe do wklês³odruku i fleksografii s¹ zbudowane prawie tak samo. Oba typy farb sk³adaj¹ siê z surowców, które mo¿na podzieliæ na cztery podstawowe grupy: · barwid³a · spoiwa · dodatki · rozpuszczalniki Barwid³a Wybór pigmentów jest bardzo du¿y i obejmuje dwutlenek tytanu do farb bia³ych, sadze dla czarnych, organiczne i nieorganiczne pigmenty barwne, pigmenty metaliczne z aluminium i mosi¹dzu, a tak¿e pigmenty do efektów specjalnych. Stosowanie pigmentów do efektów specjalnych nie jest nieograniczone we wszystkich technikach druku. Je¿eli po³ysk lub intensywnoæ koloru wzrasta wraz ze zwiêkszaj¹cymi siê cz¹stkami pigmentu, to we wklês³odruku i fleksografii nie mo¿na uzyskaæ optymalnego efektu z tego Rozpuszczalniki Rys. 8. Typowe dane recepturowe farb rozpuszczalnikowych powodu, ¿e geometria ka³amarzyków na cylindrze drukowym lub na wa³ku rastrowym dopuszcza jedynie przenoszenie wzglêdnie ma³ych cz¹stek. Do specjalnych, przezroczystych kolorów na kartonie powlekanym foli¹ aluminiow¹ lub kartonie powlekanym stosuje siê dodatkowe barwniki. Pigmenty w farbie drukarskiej to dyspersja bardzo drobnych cz¹stek cia³ sta³ych, barwniki natomiast rozpuszczaj¹ siê w rozpuszczalnikach. W tym drugim wypadku nie wystêpuje zjawisko rozpraszania wiat³a w warstewce farby ze wzglêdu na rozpuszczalnoæ. Rozpraszanie wiat³a ogranicza przezroczystoæ warstewek farb pigmentowych. Spoiwa Podstawowym spoiwem farb wklês³odrukowych i fleksograficznych jest nitroceluloza, która daje warstewce farby stabilnoæ, odpornoæ na wysokie temperatury i okrela w du¿ej mierze charakterystykê przenoszenia farby. Ze wzglêdu na swoj¹ kruchoæ nitroceluloza nie mo¿e byæ jedynym i wy³¹cznym spoiwem. W celu otrzymania elastycznych warstewek farby o dobrej przyczepnoci do pod³o¿a, nale¿y dodatkowo zastosowaæ zmiêkczacze w postaci monomerowych produktów ró¿nych klas surowców (np. estry kwasu ftalowego lub ester kwasu cytrynowego). Polimerowe zmiêkczacze to ró¿ne ¿ywice miêkkie. Do regulowania przyczepnoci i po³ysku stosuje siê oprócz tego zmodyfikowane ¿ywice naturalne np. maleinowe oraz ¿ywice syntetyczne. Nitroceluloza i ¿ywica maleinowa s¹ uszlachetnionymi produktami natury i w zwi¹zku z tym znaczna czêæ spoiw to tzw. surowce rolinne. 20 Echo farb drukarskich 6 Dodatki Farby do drukowania opakowañ kartonowych zawieraj¹ znacznie mniej dodatków ni¿ farby do drukowania na foliach. Odpornoæ na cieranie i zadrapania uzyskuje siê przez dodaniewosków polietylenowych poliamidowych i teflonowych. Charakterystykê polizgow¹ powierzchni okrela siê przez dobór odpowiedniego wosku, ale tak¿e przez dodanie rodków polizgowych. Do uzyskania matowej powierzchni lakierów i farb dobiera siê specjalne surowce, jak wype³niacze na bazie krzemianów i wêglanów lub woski matowi¹¿¹ce. Przy pomocy dodatków mo¿na pozytywnie wp³ywaæ na charakterystykê nadruku wykonanego farbami wklês³odrukowymi. Rozpuszczalniki Rozpuszczalniki mo¿na podzieliæ pod wzglêdem technologicznym na rozpuszczalniki przypieszaj¹ce schniêcie (przypieszacze) i opóniaj¹ce schniêcie (opóniacze), natomiast pod wzglêdem chemicznym dziel¹ siê one na alkohole, estry (produkty reakcji alkoholi i kwasu octowego nazywaj¹ siê octanami) oraz pochodne glikolu (eter, ester eteru). W tabeli 1 (poni¿ej) zestawiono rozpuszczalniki, grupuj¹c je w zale¿noci od parametrów technologicznych. Szybkoæ schniêcia jest scharakteryzowana przez liczbê parowania (VD) rozpuszczalnika (patrz definicja na poprzednich stronach). Im wiêkszy jest parametr VD, tym wolniejsze jest schniêcie i tym mniejsza jest lotnoæ. Jeli chodzi o recepturowanie farb to, obok charakterystyki schniêcia, bardzo wa¿na dla doboru odpowiedniego sformu³owania spoiwa jest zdolnoæ rozpuszczania poszczególnych produktów. Poniewa¿ alkohole nie maj¹ jako takie dostatecznej zdolnoci rozpuszczania nitrocelulozy, to stabilne technologicznie farby, jeli maj¹ byæ rozcieñczane etanolem, mo¿na zrecepturowaæ tylko z dodatkiem estrów lub pochodnych glikolu. Farby wklês³odrukowe do drukowania tekturowych opakowañ zbiorczych Asortyment tych farb obejmuje systemy mieszania kolorów z farb podstawowych, farby specjalne oraz efektowe w ró¿nych wersjach recepturowych. Szczegó³owe dane odnonie tych produktów znajduj¹ siê w naszych Informacjach Technicznych serii farb · 10 KZA · 10 NPA · 10 NPB. Wodne farby wklês³odrukowe i fleksograficzne Dr Jörg Buchweitz Aktualnie w Europie opakowania kartonowe drukuje siê technik¹ wklês³odruku, przewa¿nie farbami rozpuszczalnikowymi a nastêpnie uszlachetnia wodnymi lakierami dyspersyjnymi. Sytuacjê tê uzasadnia miêdzy innymi fakt ¿e w ju¿ istniej¹cych instalacjach wklês³odrukowych montuje siê w odpowiednie urz¹dzenia do obróbki odprowadzanego zu¿ytego powietrza, zw³aszcza w du¿ych drukarniach opakowañ. Poniewa¿ farby rozpuszczalnikowe s¹ korzystne pod wzglêsdem technologicznym (np. ze wzglêdu na charakterystykê wydruku szybkosæ schniêcia), to w krótkiej perspektywie czasowej raczej nie nale¿y oczekiwaæ oddania pola na rzecz farb wodnych, chyba ¿e nast¹pi¹ radykalne zmiany prawne. Liczba parowania Temp. zaponu Temp. wrzenia Symbol (VD) ( 'C) ( 'C) zagro¿enia Etanol 8,3 12 78 F, ³atwopalne Izopropanol 8,3 12 82 F, ³atwopalne N-propanol 16 22 97 F, ³atwopalne Octan etylu 2,9 -4 77 F, ³atwopalne Octan izopropylu 4,2 3 88 F, ³atwopalne Metoksypropanol 22 32 120 palne Etoksypropanol 33 42 129 palne, Xi, dra¿ni¹ce Octan metoksypropylu 40 44 146 palne, Xi, dra¿ni¹ce Octan etoksypropylu 70 54 158 palne Nazwa 21 Echo farb drukarskich 6 Niezale¿nie od tego, w ostatnich latach, we wspó³pracy ze znanymi producentami wykonano wiele prób z farbami wodnymi. Wyniki tych dowiadczeñ s¹ bardzo obiecuj¹ce. Zw³aszcza jeli chodzi o znacznie ni¿sze zawartoci resztkowe rozpuszczalników w drukach, to farby wodne stanowi¹ sensown¹ alternatywê dla farb rozpuszczalnikowych. Ca³kiem nowy bodziec mo¿e te¿ nadejæ z zupe³nie innej strony, a mianowicie - offsetu arkuszowego. Opracowanie przez nasz¹ firmê wodnych farb metalicznych o wysokim po³ysku i nazwie handlowej ACRYLAC Gold oraz ACRYLAC Silber, wp³ynê³o na rozwój tzw. maszyn hybrydowych (np. z 6 farbowymi zespo³ami offsetowymi, 2 zespofami flekso-graficznymi do drukowania farbami srebrnymi i z³otymi ACRYLAC i do lakierowania). Wszyscy znani producenci offsetowych maszyn drukuj¹cych notuj¹ aktualnie znaczny wzrost popytu na tego rodzaju konstrukcje ze wzglêdu na ich elastycznoæ. Taki kierunek rozwoju mo¿e generalnie doprowadziæ do rozszerzenia techniki fleksograficznej równie¿ na drukowanie opakowañ kartonowych. Z³ote i srebrne wodorozpuszczalne farby drukarskie "acrylac" Mgr in¿. Andrea Heinemann Mgr in¿. Stefan Mather Opis systemu Efekty z³ote i srebrne na opakowaniach lub prospektach powinny sygnalizowaæ u¿ytkownikowi szczególn¹ wartoæ oferowanego towaru i dlatego te¿ efekty metaliczne musz¹ spe³niaæ bardzo wysokie wymagania. Tradycyjne z³ocenie proszkiem maszyn¹ do br¹zowienia Oprócz tradycyjnych metod uzyskiwania efektów metalicznych przez · t³oczenie druku foli¹ · br¹zowanie · wklês³odruk arkuszowy mo¿na te¿ osi¹gn¹æ wspania³e efekty metaliczne nowymi farbami srebrnymi i z³otymi typu ACRYLAC podczas jednego przejcia przez hybrydow¹ maszynê offsetow¹. Jest to bardzo ekonomiczna metoda uzyskiwania wysokojakociowych efektów metalicznych. Zastosowanie rakla komorowego i wa³ka rastrowego daje precyzyjne nanoszenie farby w takiej iloci, jaka jest konieczna do druku drobnych napisów lub rysunków. Z³ote i srebrne farby ACRYLAC to ca³kowicie nowe produkty na rynku poligraficznym, opatentowane ze wzglêdu na swoje wyj¹tkowe w³aciwoci. Sk³ad Podstawowym sk³adnikiem z³otych i srebrnych farb typu ACRYLAC jest spoiwo na bazie wody, sk³adaj¹ce siê z: · roztworów ¿ywic · dyspersji polimerowych · wosków · dodatków. W kombinacji z takim spoiwem stosuje siê w farbach typu ACRYLAC specjalnie preparowane pigmenty. W z³otych farbach ACRYLAC jest to szlif mosiê¿ny, a w farbach srebrnych i Alu-Gold ACRYLAC s¹ to ró¿ne pigmenty aluminiowe. Dla uzyskania odcienia z³ota stosuje siê w farbie ACRYLAC Alu-Gold dodatkowo pigmenty barwi¹ce o wysokim laserunku i intensywnej barwie. Z³ota farba offsetowa na bazie pokostu, nanoszona z zespo³u farbowego maszyny offsetowej. Rys. 9. Zestawienie ró¿nych technik z³ocenia Farba z³ota ACRYLAC do druku inline z wie¿yczki lakierniczej maszyny offsetowej. 22 Echo farb drukarskich 6 Farby drukarskie ACRYLAC s¹ pod wzglêdem zrecepturowania spoiwa zbudowane podobnie jak lakiery dyspersyjne i dlatego te¿ maj¹ zbli¿on¹ do nich charakterystykê technologiczn¹. Schn¹ szybko przez wi¹zanie z pod³o¿em i parowanie wody. Podczas schniêcia farby nastêpuje p³askorównoleg³e uporz¹dkowanie cz¹stek pigmentu dziêki specjalnie ustalonej relacji miêdzy spoiwem a metalicznym pigmentem, co daje znakomity metaliczny po³ysk farby. Dobór cz¹stek pigmentu o okrelonej wielkoci pozwala na uzyskanie optymalnego po³ysku, bardzo dobrej charakterystyki druku i krycia, co widaæ w powy¿szym zestawieniu. Technologiczne warunki stosowania w praktyce Farby srebrne i z³ote typu ACRYLAC, ze wzglêdu na iloæ farby, koniecznej do przeniesienia na pod³o¿e drukowe, najlepiej stosowaæ do drukowania z bezporednich zespo³ów lakieruj¹cych. Dla zapewnienia w³aciwego podawania farby przy drukowaniu drobnych napisów i rysunków nale¿y zastosowaæ agregat lakieruj¹cy z raklem komorowym i wa³kiem rastrowym. Takie uk³ady s¹ oferowane od niedawna przez niektórych producentów maszyn drukuj¹cych i gwarantuj¹ równomierne i stabilne nanoszenie farby, przez co unika siê zalewania drobnych motywów. Dla wyeliminowania zjawiska podwójnych krawêdzi, nale¿y drukowaæ z minimalnym dociskiem wa³ka (metoda kissprint). Dok³adne wyjustowanie wa³ków jest szczególnie wa¿ne w maszynach wielkoformatowych. Drukowanie farbami typu ACRYLAC na agregatach lakieruj¹cych tego typu znakomicie u³atwia zastosowanie registra do rêcznej regulacji pasowania. Niezbêdne s¹ jednak fotopolimerowe formy drukowe na stabilnym pod³o¿u w celu zapewnienia precyzyjnego pasowania kolorów. W tej chwili stosuje siê najczêciej p³yty z pod³o¿em aluminiowym. Do kompletnej produkcji w linii konieczna jest maszyna drukuj¹ca z dwoma agregatami lakieruj¹cymi. Oba agregaty lakieruj¹ce mog¹ byæ wyposa¿one w rakle komorowe i musz¹ zapewniaæ dostateczne suszenie porednie i koñcowe. Mo¿liwoci i ograniczenia Jak ju¿ wspomniano, ze wzglêdu na specyficzne zrecepturowanie, charakterystyka technologiczna farb ACRYLAC jest porównywalna z charakterystyk¹ lakierów dyspersyjnych: · szybkie schniêcie · dobra charakterystyka zachowania w warunkach stosu · sensoryczna neutralnoæ · zmywalnoæ wod¹ · brak odpornoci na alkalia i spirytus Dla polepszenia odpornoci na cieranie pod³o¿e drukowe mo¿na pokrywaæ lakierem dyspersyjnym przed drukiem i po druku farbami ACRYLAC. Lakierowanie podk³adowe daje wzglêdnie dobr¹ odpornoæ na cieranie przy bardzo dobrym po³ysku. Lakierowanie po druku daje bardzo dobr¹ odpornoæ na cieranie przy nieco mniejszym po³ysku. Technologia produkcji zale¿y g³ównie od rodzaju drukowanego motywu i od póniejszych obci¹¿eñ mechanicznych oraz innych, na jakie jest nara¿one opakowanie. Farby s¹ sensorycznie neutralne i nadaj¹ siê znakomicie do druku opakowañ ¿ywnoci i papierosów. Tak jak przy lakierach dyspersyjnych nale¿y tu unikaæ bezporedniego kontaktu z opakowanym towarem. Wszystkie farby s¹ oferowane równie¿ jako nie zawieraj¹ce miedzi i cynku. W takim wypadku po³ysk jest nieco mniejszy z powodu zastosowania podbarwianych uk³adów aluminiowych. Technikê druku mo¿na okreliæ jako druk wypuk³y zintegrowany z maszyn¹ offsetow¹ tzn. uk³ad hybrydowy offset/flekso. Problemy charakterystyczne dla druku wypuk³ego takie jak odciniête brzegi rysunku, ograniczenie wielkoci pisma wystêpuj¹ i tutaj wiêc nale¿y to braæ pod uwagê przy projektowaniu opakowania. Nowa metoda uszlachetniania otwiera szerokie mo¿liwoci produkcji wysoko wartociowych opakowañ z efektami z³ota i srebra w maszynie offsetowej i tworzy nowe perspektywy druku specjalnymi farbami wodnymi. Systemy farb i lakierów utrwalanych UV Dr Klaus-D. Heincke Farby drukarskie utrwalane UV Proces polimeryzacji farb i lakierów utrwalanych promieniowaniem mo¿na zainicjowaæ promieniowaniem UV lub strumieniem elektronów. Obie metody s¹ stosowane w przemyle poligraficznym. 23 Echo farb drukarskich 6 Ceramiczne zawieszenie promiennika Szlifowane i polerowane szk³o Elektroda Powierzchnia napylana z³otem Kulki rtêci Zasilanie Rys. 10. Promiennik UV. Suszarki UV Najwa¿niejsz¹ czêci¹ instalacji do utrwalania druków promieniowaniem UV jest promiennik, sk³adaj¹cy siê z przepuszczaj¹cego promieniowanie UV szk³a kwarcowego, wype³nionego gazem szlachetnym oraz dodatkami metali lub soli metali (najczêciej rtêci¹ i halogenkami rtêci, halogenkami gallu lub ¿elaza). Dodatki wyznaczaj¹ sk³ad promieniowania lampy i s¹ okrelane jako dotacja. Promienniki UV mog¹ posiadaæ elektrody lub nie. Promienniki te s¹ zasilane wysokoenergetycznym napiêciem zmiennym. W wypadku promienników z elektrodami, napiêcie jest przyk³adane do elektrod, powoduj¹c powstanie ³uku wietlnego w kolbie, który powoduje parownie substancji dotuj¹cych. Promienniki bezelektrodowe s¹ aktywizowane wysok¹ czêstotliwoci¹. Promienniki elektrodowe sprzedaje siê w du¿ym wyborze szerokoci roboczych, bezelektrodowe natomiast - jako niewielkie jednostki. Dlatego te¿ do utrwalania powlekanego, wzglêdnie zadrukowanego materia³u na ca³ej szerokoci wstêgi konieczne jest zainstalowanie kilku jednostek (na ca³¹ szerokoæ wstêgi). Elektroda liniowa Zasilanie Jednostka elektromagnetyczna do tworzenia wi¹zki elektronów Wylot strumienia elektronów Strumieñ elektronów Wstêga lub arkusze Rys. 11. Suszarka ESH Suszarki UV s¹ stosunkowo ma³ymi urz¹-dzeniami wiêc mo¿na je bez trudu instalowaæ w maszynach rolowych i arkuszowych miêdzy zespo³ami drukuj¹cymi lub na koñcu maszyny. Mo¿liwe jest równie¿ utrwalanie porednie farb drukarskich przed urz¹dzeniem do lakierowania wykañczaj¹cego, zainstalowanego w linii w maszynie drukuj¹cej. Suszarka susz¹ca strumieniem elektronów Suszarki susz¹ce strumieniem elektronów sk³adaj¹ siê z komory pró¿niowej, w której elektrony oddawane przez katodê s¹ przypieszane polem elektromagnetycznym. Na koñcu komory przypieszaj¹cej znajduje siê okno przepuszczaj¹ce elektrony. W tym miejscu strumieñ elektronów wychodzi i pada na powleczon¹ lub zadrukowan¹ powierzchniê pod³o¿a drukowego. Nowoczesne promienniki elektroniczne maj¹ jeszcze elektrodê prêtow¹, umo¿liwiaj¹c¹ równomierne napromieniowanie ca³ej szerokoci wstêgi. Tlen atmosferyczny utrudnia proces utwardzania pow³ok na pod³o¿u drukowym i dlatego te¿ celowe jest napromieniowywanie w przestrzeni wype³nionej gazem, najczêciej azotem. Nale¿y zapewniæ mo¿liwie minimaln¹ wymianê gazu przy wprowadzaniu powlekanego materia³u nak³adowego do komory susz¹cej, co jest najbardziej dogodne w wypadku materia³u nak³adowego w postaci wstêgi. Suszarki tego typu, utrwalaj¹ce strumieniem elektronów, s¹ dro¿sze ni¿ suszarki UV. Ze wzglêdu na ich wymiary nie mo¿na ich montowaæ jako suszarki porednie w maszynach drukuj¹cych i dlatego te¿ s¹ najczêciej stosowane jako suszarki koñcowe do utrwalania zadrukowanego i polakierowanego materia³u rolowego. Echo farb drukarskich 6 Budowa farb utrwalanych promieniowaniem UV Tak jak wszystkie farby, równie¿ i farby utrwalane promieniowaniem UV sk³adaj¹ siê z pigmentów, spoiwa i substancji pomocniczych. Pigmenty s¹ najczêciej takie same, jak w konwencjonalnych farbach drukarskich. S¹ to sadze, organiczne pigmenty barwne, nieorganiczne, bia³e pigmenty kryj¹ce i bezbarwne, przezroczyste wype³niacze. Pigmenty metaliczne i pigmenty fluorescencyjne s¹ stosowane w uk³adach utrwalanych UV jako systemy dwusk³adnikowe, tworzone przez pasty i pokosty, utrwalane UV. Tu¿ przed drukowaniem nale¿y zmieszaæ w odpowiedniej proporcji pasty pigmentowe z pokostem utrwalanym UV. Powodem produkowania i sprzedawania tego rodzaju farb w postaci dwusk³adnikowej jest ich ma³a stabilnoæ po zmieszaniu. · Uwaga: wymienione powy¿ej pasty pigmentowe zawieraj¹ konwencjonalne sk³adniki spoiwa, które niszcz¹ obci¹gi wa³ków farbowych na bazie EPDM, dostosowane do farb utrwalanych promieniowaniem UV. W wypadku stosowania dwusk³adnikowych farb utrwalanych UV, nale¿y zastosowaæ w maszynie na wa³kach obci¹gi nitrokauczukowe o wysokiej twardoci (40° Shore), nadaj¹ce siê do drukowania tak¿e farbami konwencjonalnymi. W indywidualnych przypadkach zwil¿anie pigmentów wzglêdnie polarnym spoiwem utrwalanym UV jest gorsze ni¿ w wypadku farb konwencjonalnych. Oddzia³uje to niekorzystnie na konsystencjê i intensywnoæ farb. Farby te s¹ czêsto zwarte i maj¹ z³¹ charakterystykê p³yniêcia. Poszczególne pigmenty wp³ywaj¹ negatywnie na stabilnoæ spoiw utrwalanych UV i powoduj¹ utwardzanie farby w opakowaniu podczas d³ugiego okresu magazynowania. Okres sk³adowania z zachowaniem pe³nej wartoci u¿ytkowej, gwarantowany przez producenta wynosi 6 miesiêcy (w temperaturze pokojowej). Spoiwa s¹ produktami czysto syntetycznymi i charakteryzuj¹ siê wysok¹ reaktywnoci¹. W farbach drukarskich stosuje siê najczêciej akrylany o ró¿nej strukturze chemicznej i zmiennej lepkoci. Wyj¹tkiem s¹ spoiwa uk³adów farbowych, utrwalanych kationowo promieniowaniem UV, które s¹ stosowane we fleksograficznej technice druku jako cykloalifatyczne ¿ywice epoksydowe. Spoiwa utrwalane kationowo promieniowaniem UV nie nadaj¹ siê do stosowania w offsetowej technice drukowania ze wzglêdu na wysok¹ polarnoæ i ma³¹ lep- 24 koæ. Oprócz tego woda blokuje proces utwardzania. Jako substancje pomocnicze stosuje siê stabilizatory, wype³niacze i rodki polizgowe. Stabilizatory s³u¿¹ do utrzymania wartoci u¿ytkowych uk³adów utrwalanych UV w warunkach magazynowych w temperaturze pokojowej, i transportowe w hermetycznie zamkniêtych opakowaniach. Wype³niacze to nieorganiczne pigmenty transparentowe, wzglêdnie lekko kryj¹ce, s³u¿¹ce do regulowania lepkoci. rodki polizgowe zwiêkszaj¹ g³adkoæ powierzchni utrwalonej warstewki farby. Farby drukarskie utrwalone UV zawieraj¹ dodatkowo fotoinicjatory, stanowi¹ce ich niezbêdny sk³adnik. Dotyczy to w jednakowym stopniu farb utrwalanych promieniowaniem UV, jak i kationowo. Fotoinicjatory s¹ niezbêdne do zapocz¹tkowania polimeryzacji pod wp³ywem promieniowania UV. W farbach drukarskich utrwalanych elektronami, strumieñ elektronów oddzia³uje bezporednio na reaktywne spoiwa, w zwi¹zku z czym mo¿na zrezygnowaæ z fotoinicjatorów. Rodnikowa reakcja utrwalania promieniowaniem UV i strumieniem elektronów W wypadku utwardzania rodnikowego, polimeryzacja p³ynnego, reaktywnego spoiwa przebiega na zasadzie ³añcuchowej, chemicznej reakcji rodnikowej. Fotoinicjatory s³u¿¹ do przenoszenia energii. Dziêki promieniowaniu UV tworz¹ siê mocno reaktywne produkty rozpadowe, tzn. rodniki, które oddzia³uj¹ na reaktywne spoiwo i zapocz¹tkowuj¹ polimeryzacjê (utwardzanie). Potencja³ energetyczny promieniowania elektromagnetycznego jest odwrotnie proporcjonalny do d³ugoci fali. Im krótsza d³ugoæ fali, tym wiêkszy potencja³ energetyczny promieniowania. wiat³o o krótszej d³ugoci fali ma wiêcej energii ni¿ wiat³o o d³u¿szej fali. To wyjania zjawisko, ¿e promieniowanie UV o krótkiej d³ugoci fali (poni¿ej 300 nm) skuteczniej powoduje polimeryzacjê ni¿ wiat³o o d³u¿szej d³ugoci fali. Strumieñ elektronów ma o wiele wiêksz¹ energiê ni¿ promieniowanie UV. Poch³anianie promieniowania UV przez pigmenty i poch³aniacze znacznie utrudnia przebieg reakcji utwardzania. Na skutek tego promieniowanie UV wnika p³ytko w warstwê farby, ale ju¿ to wystarcza, aby spolimeryzowaæ dostatecznie szybko warstewki farby drukarskiej o gruboci do 2 mm. 25 Echo farb drukarskich 6 Pigmenty stanowi¹ce do 30% sk³adu farb drukarskich absorbuj¹ najbardziej krótkofalowe promieniowanie UV (najskuteczniej utwardzaj¹ce farbê) i odbieraj¹ energiê aktywizuj¹c¹ reaktywnym sk³adnikom farby - fotoinicjatorom i spoiwu. Ciemne i kryj¹ce pigmenty poch³aniaj¹ bardzo mocno promieniowanie UV i dzieje siê to tym intensywniej, im bardziej wzrasta stê¿enie pigmentu i gruboæ warstewki farby. Krótkofalowe, bogate energetycznie promieniowanie jest "zu¿ywane" na powierzchni warstewki farby i w konsekwencji polimeryzacja dolnych warstw spoiwa, przy wysokim kryciu powierzchni grub¹ warstw¹ farby, mo¿e byæ utrudniona. Dlatego te¿ w drukowaniu metod¹ "mokro na mokro" drukuje siê w pierwszej kolejnoci farby UV, charakteryzuj¹ce siê najwiêksz¹ absorbcj¹ promieniowania UV. Wi¹zka elektronów natomiast ³atwiej przenika do grubszych warstewek farby a negatywny wp³yw pigmentu jest s³abszy. Dlatego te¿ mo¿na utwardzaæ wi¹zk¹ elektronów znacznie grubsze warstewki upigmentowanych pow³ok. W niektórych wypadkach utrwalanie mo¿e przebiegaæ przez pod³o¿e drukowe. Kationowe utwardzanie promieniowaniem UV Utrwalanie kationowe zachodzi tylko pod wp³ywem promieniowania UV. Uk³ady utrwalane kationowo zawieraj¹ fotoinicjatory, wydzielaj¹ce kwasy pod wp³ywem oddzia³ywania promieniowania UV. Kwasy te oddzia³ywuj¹ na spoiwo i zapocz¹tkowuj¹ polimeryzacjê. Wskazówki technologiczne Obok wymienionych ju¿ powy¿ej, musz¹ byæ spe³nione jeszcze inne warunki techniczne prawid³owego stosowania farb drukarskich, utrwalanych promieniowaniem Obci¹gi na wa³kach Spoiwa farb drukarskich utrwalanych promieniowaniem oraz rodki pomocnicze, jak np. zmywacze, ró¿ni¹ siê od spoiw oraz rodków pomocniczych konwencjonalnych farb drukarskich i dlatego konieczne jest stosowanie specjalnych tworzyw elastomerowych na obci¹gi wa³ków. Materia³ EPDM stosuje siê wy³¹cznie do drukowania farbami drukarskimi, utrwalanymi promieniowaniem. Nie dotyczy to farb z pigmentami metalicznymi i czêciowo farb fluorescencyjnych w wietle dziennym. Do drukowania na przemian farbami z pigmentami metalicznymi, utrwalanymi UV oraz farbami fluorescencyjnymi z jednej strony a offsetowymi farbami konwencjonalnymi na bazie oleju mineralnego z drugiej strony najlepiej nadaj¹ siê nitrokauczukowe obci¹gi na wa³ki o twardoci 40° Shore. Im wiêkszy jest stopieñ polimeryzacji gumy, tym wiêksza jest jej twardoæ i odpornoæ chemiczna. Obci¹gi gumowe na cylindrach Podobnie jak przy wa³kach farbowych, nale¿y post¹piæ w wypadku gum na cylindry. Równie¿ i one musz¹ byæ odporne na spoiwa utrwalane promieniowaniem oraz rodki pomocnicze do farb UV. Gumy nie mog¹ siê rozpuszczaæ, pêcznieæ i kleiæ na powierzchni. Mieszad³a do farby Pigmenty farb UV s¹ le zwil¿ane przez spoiwa utrwalane promieniowaniem i w konsekwencji staj¹ w ka³amarzu farbowym. Z tego te¿ powodu zalecamy stosowanie mieszade³. Zwil¿anie Ze wzglêdu na wysok¹ polarnoæ spoiwa, farby offsetowe utrwalane UV s¹ bardzo wra¿liwe na oddzia³ywanie wody. Maj¹ znacznie wiêksz¹ tendencjê do pobierania wody ni¿ konwencjonalne farby offsetowe. Dlatego te nale¿y zwracaæ uwagê na zwil¿anie w druku farbami UV, je¿eli chce siê drukowaæ prawid³owo, bez emulgowania, pryskania, gromadzenia farby w zespole farbowym i wodnym, tonowania, brudzenia i du¿ej utraty kontrastu. Podawanie wody powinno byæ mo¿liwie ma³e, do wody nie wolno te¿ dodawaæ ¿adnych dodatków z substancjami czynnymi powierzchniowo, a tak¿e nale¿y unikaæ wysokiego stê¿enia alkoholu izopropylowego. Wymagan¹ iloæ rodka zwil¿aj¹cego mo¿na regulowaæ zespo³em nawil¿aj¹cym, rodzajem p³yty drukowej z odpowiedni¹ powierzchni¹ a tak¿e sk³adem rodka zwil¿aj¹cego. Zespo³y nawil¿aj¹ce Do druku farbami UV najlepiej nadaj¹ siê bezporednie zespo³y wodne z precyzyjnym dozowaniem i ch³odzeniem rodka zwil¿aj¹cego. P³yty do druku offsetowego Zalecane jest stosowanie p³yt drukowych o g³adkiej powierzchni w miejscach niedrukuj¹cych i przyjmuj¹cych wodê. Ju¿ przy niewielkim podawaniu wody p³yty te daj¹ czysty obraz drukowy. Echo farb drukarskich 6 Niewielki dop³yw rodka zwil¿aj¹cego do plyty jest sta³y przy niskim podawaniu wody do farby w zespole farbowym. Zw³aszcza w wypadku zadrukowywania niech³onnych pod³o¿y drukowych i drukowaniu motywów o du¿ym stopniu krycia farb¹ niewielkie podawanie rodka zwil¿aj¹cego w pobli¿u granicy brudzenia jest bardzo korzystne. Dodatki do rodka zwil¿aj¹cego Przy zadrukowywaniu niech³onnych pod³o¿y drukowych nale¿y stosowaæ jedynie dodatki do rodka zwil¿aj¹cego nie zawieraj¹ce rodków powierzchniowo czynnych. Najczêciej wystarcza 5-8% izopropanolu w alkoholowych zespo³ach zwil¿aj¹cych. W zwi¹zku z tym zwracamy uwagê na Informacjê Techniczn¹ GRUPY HUBERA 5.17. Wskazówki BHP Farby utrwalone promieniowaniem, ze spoiwami utwardzanymi rodnikowo i kationowo dra¿ni¹ skórê i b³ony luzowe. Nale¿y wobec tego stosowaæ siê do przepisów BHP. Odnone informacje mo¿na znaleæ w arkuszach danych BHP odpowiednich wydawnictw niemieckiego Zwi¹zku Drukarzy (VdD) i organizacji zawodowych oraz na etykietach opakowañ farb i lakierów utrwalanych promieniowaniem. Nale¿y unikaæ kontaktu skóry i b³on luzowych z farbami i lakierami UV. Zapobiegaæ nale¿y tak¿e zjawiskom pylenia farb i lakierów oraz stosowaæ odsysanie mg³y farbowej nad zespo³ami farbowymi i lakieruj¹cymi. Pylenie farb i lakierów Pylenie farb i lakierów mo¿e mieæ ró¿ne przyczyny i nie zawsze zale¿y od ich zrecepturowania. Porowate wa³ki w zespo³ach farbowych oraz nieodpowiednie gatunki gumy intensyfikuj¹ pylenie. Z farb i lakierów utrwalanych promieniowaniem "uciekaj¹" sk³adniki spoiw o niskiej lepkoci, wnikaj¹c w elastomery na wa³kach. Wskutek tego wzrasta lepkoæ i ci¹gliwoæ (tack) farb i lakierów, które pyl¹ wtedy mocniej. Nastêpuje rozpuszczanie nieodpowiednich obci¹gów na wa³kach, pêcznienie i wzrost sk³onnoci do klejenia. W konsekwencji pojawiaj¹ siê problemy z drukiem w postaci np. niew³aciwego transportu farby, tonowania i brudzenia. Zjawisko pylenia nasila siê ze wzglêdu na brak w³aciwoci samosmarowniczych farb i lakierów utrwalanych promieniowaniem. Niezbêdne jest dopasowanie obci¹gów na wa³kach do zastosowanych produktów utrwa- 26 lanych promieniowaniem oraz rodków pomocniczych. Porowate obci¹gi na wa³kach trzeba wymieniæ. Nale¿y sprawdziæ u producenta podatnoæ gumowych obci¹gów na cylindrach na pêcznienie pod wp³ywem kontaktu z produktami UV i zmywaczami. Nas¹czanie porów obci¹gów na wa³kach po ka¿dym myciu rozcieñczalnikiem do farb UV mo¿e stanowiæ metodê zapobiegawcz¹ przeciwko pyleniu. Aspekty fizjologiczne suchych warstewek farb i lakierów Warstewki farb i lakierów utrwalonych promieniowaniem nie s¹ aktywne chemicznie i nie budz¹ ¿adnych zastrze¿eñ pod wzglêdem fizjologicznym. Nie ma ¿adnych przeciwskazañ odnonie ich stosowania do zewnêtrznego zadrukowania podstawowych opakowañ ¿ywnoci. Posiadamy odpowiednie ekspertyzy, potwierdzaj¹ce brak jakichkolwiek zastrze¿eñ i w¹tpliwoci. Po utrwaleniu, w farbach i lakierach znajduj¹ siê jeszcze resztki fotoinicjatorów, które nie bra³y udzia³u w reakcji chemicznej. Fotoinicjatory te, w postaci niskocz¹steczkowych sk³adników farb i lakierów, mog¹ migrowaæ w roli lub w stosie w warunkach kontaktu wierzchniej strony pod³o¿a drukowego ze spodni¹. W wypadku podstawowych opakowañ ¿ywnoci, gdy spód zadrukowanego materia³u nak³adowego styka siê bezporednio z ¿ywnoci¹ przez d³ugi czas, mo¿liwe jest przejcie resztek fotoinicjatorów na ¿ywnoæ. Analizy w znanych instytutach badawczych wykaza³y, ¿e w ekstremalnych warunkach kontaktu spodu i wierzchu zadrukowanego pod³o¿a, jedynie niewielkie iloci fotoinicjatorów z pow³ok utrwalonych UV przechodz¹ na stronê spodni¹ pod³o¿a drukowego, zwrócon¹ do zapakowanej ¿ywnoci. Mo¿na oczekiwaæ, ¿e fakt ten pozwoli, po uwzglêdnieniu odpowiednich danych toksykologicznych, na umieszczenie fotoinicjatorów w zaleceniu opracowanym przez Wspólnotê Europejsk¹. Poniewa¿ pakowana ¿ywnoæ nie mo¿e byæ poddawana ¿adnym wp³ywom zapachowym i smakowym, fakt, ¿e nie mo¿na ca³kowicie wykluczyæ takiego wp³ywu produktów rozpadowych fotoinicjatorów podczas utrwalania UV uk³adów utwardzanych rodnikowo, powoduje ograniczenie w stosowaniu farb i lakierów UV w produkcji opakowañ ¿ywnoci. 27 Echo farb drukarskich 6 Produkty rozpadowe fotoinicjatorów s¹ lotne i mo¿na je ³atwo usun¹æ przez wietrzenie, np. przez zainstalowanie urz¹dzenia napowietrzaj¹cego z dodatkowym odsysaniem powietrza za suszark¹ UV. Ostatnio znalaz³y siê na rynku równie¿ farby o niewielkim zapachu w³asnym. Zapach w³asny mo¿e siê równie¿ tworzyæ na skutek powstawania produktów rozpadowych pod³o¿a drukowego po napromieniowaniu UV lub wi¹zk¹ elektronów. Bogate energetycznie wi¹zki elektronów mog¹ oprócz tego pogarszaæ stabilnoæ mechaniczn¹ pod³o¿y drukowych na skutek procesów degradacji. Produkty utrwalane kationowo promieniowaniem UV s¹ po ca³kowitym utwardzeniu neutralne zapachowo i nadaj¹ siê znakomicie do stosowania w produkcji opakowañ ¿ywnoci. Zalety i wady farb utrwalanych promieniowaniem Zalety · szybkie utrwalanie farb utwardzanych promieniowaniem umo¿liwia natychmiastow¹ dalsz¹ obróbkê · drukowanie kilku kolorów mo¿e siê odbywaæ metod¹ "mokro na mokro" a tak¿e "mokro na sucho" po uprzednim utrwaleniu porednim promieniowaniem UV · mo¿liwe jest lakierowanie w linii "mokro na mokro", jak równie¿ "mokro na sucho" · utwardzona warstewka farby ma wysok¹ odpornoæ na zadrapania i na wiele substancji chemicznych. Równie¿ na niech³onnych pod³o¿ach drukowych takich jak metale i folie mo¿na osi¹gn¹æ btyskawiczne utrwalanie farb · porednie utrwalanie UV umo¿liwia kontrastowy druk rastrowy na uprzednio poddrukowanej apli Wady · wad¹ jest specjalna technologia farb i lakierów UV oraz koniecznoæ zachowania wiêkszej ostro¿noci w kontakcie z nimi, ze wzglêdu na mo¿liwoæ podra¿nienia skóry i b³on luzowych, spowodowane specjalnym sk³adem spoiw farb i lakierów UV · zwiêkszone wch³anianie wody w drukowaniu offsetowym jest czynnikiem niekorzystnym czêsto powoduje zbyt du¿y przyrost punktu rastrowego i w konsekwencji zmniejszenie kon- trastu. Mo¿na dokonaæ korekt na wyci¹gu barwnym w strefie rednich wartoci tonalnych, rozjaniaj¹c raster w zakresie 10-15% · pod wp³ywem ciep³a i docisku mo¿e dochodziæ w warunkach stosu lub roli do sklejenia materia³u nak³adowego na skutek charakterystyki termoplastycznej warstewek utrwalanych promieniowaniem UV. Ponowne miêkniêcie pod wp³ywem docisku i temperatury zale¿y od stopnia polimeryzacji. Mo¿na zaradziæ temu przez sch³odzenie materia³u nak³adowego po przejciu przez stacjê susz¹c¹ UV np. wa³kiem ch³odz¹cym. Wzrost temperatury jest wy¿szy podczas suszenia farb utrwalonych wi¹zk¹ elektronów · ceny farb drukarskich utrwalanych UV s¹ wy¿sze o 50-100% od cen produktów konwencjonalnych · w offsecie arkuszowym pojawiaj¹ siê dodatkowe koszty agregatów susz¹cych i energii. W offsecie zwojowym z suszeniem tunelowym (heatsetowym) koszty te s¹ skompensowane w du¿ej mierze przez suszarki termiczne i koszty eksploatacyjne. Recycling i utylizacja Produkty utrwalane promieniowaniem i rodki pomocnicze Resztki farb drukarskich utrwalanych promieniowaniem UV nale¿y traktowaæ jako odpady specjalne. Mo¿na je spalaæ. To samo dotyczy lakierów i rodków pomocniczych. Opakowania Opakowania z tworzyw sztucznych z resztka-mi farb s¹ równie¿ odpadami specjalnymi. Opakowania metalowe z resztkami pakowanego materia³u, podlegaj¹cego obowi¹zkowi deklarowania, nale¿y utylizowaæ jako odpady specjalne. Mo¿na je przekazywaæ na z³om tylko po ca³kowitym oczyszczeniu. Zadrukowany materia³ nak³adowy Ch³onne materia³y nak³adowe, jak papier i karton, zadrukowane farbami drukarskimi utrwalanymi UV mo¿na po utwardzeniu warstewek farbowych przekazywaæ na makulaturê do ponownego przerobu. Ich podatnoæ na recycling jest porównywalna z recyclingiem pod³o¿y drukowych, zadrukowanych farbami konwencjonalnymi. To samo dotyczy zadrukowanych folii i metali. 29 Echo farb drukarskich 6 Uszlachetnianie opakowañ kartonowych Dr Jörg Buchweitz Funkcja uszlachetniania Uszlachetnianie druków ma na celu · zabezpieczenie druku przed czynnikami mechanicznymi takimi jak np. zadrapania i zarysowania · uzyskanie efektów optycznych dla podwy¿szenia reklamowej skutecznoci produktu (po³ysk lub mat) · zapewnienie dalszej prawid³owej obróbki Zabezpieczaj¹ce dzia³anie uszlachetniania oraz równomierna struktura powierzchni zapewniaj¹ wy¿sze szybkoci maszyn do sklejania pude³ek i maszyn pakuj¹cych. Zw³aszcza po³ysk opakowania podkrela wyj¹tkowoæ i atrakcyjnoæ produktu, pomagaj¹c w jego sprzeda¿y. Im bardziej cenna zawartoæ opakowania i im bardziej pracoch³onna jego reprezentacja, tym wy¿szy jest stopieñ uszlachetnienia powierzchni opakowania. Obok foliowania, coraz wiêksze znaczenie ma pokrywanie ró¿nymi rodzajami lakierów. W wielu wypadkach lakierowanie imituje foliowanie, ale coraz czêciej je tak¿e zastêpuje. Celowe bêdzie zró¿nicowanie rodzajów lakierowania pod wzglêdem mechanizmu utrwalania. Wiêkszoæ lakierów stosowanych w praktyce utrwala siê w drodze procesów czysto fizycznych. Jeli chodzi o lakiery utrwalanie promieniowaniem, to w tej kategorii przewa¿aj¹ lakiery UV. Lakiery utrwalane fizycznie Utrwalanie lakierów nastêpuje zarówno przez wi¹zanie z pod³o¿em, tzn. wsi¹kanie rozpuszczalnika w pod³o¿e drukowe, jak i przez parowanie. Podczas tych procesów nie zachodz¹ ¿adne reakcje chemiczne. Oznacza to, ¿e sk³adniki w warstewce suchego lakieru maj¹ te same w³aciwoci, co uprzednio w p³ynnym lakierze. Wyj¹tkiem s¹ np. lakiery dwusk³adnikowe, zawieraj¹ce lakier konwencjonalny i sk³adnik polimeryzuj¹cy. Lakiery dyspersyjne do offsetowego druku arkuszowego Mgr in¿. Stefan Mather Lakiery dyspersyjne s³u¿¹ g³ównie do uszlachetniania opakowañ zadrukowywanych technik¹ offsetow¹. Najwa¿niejszymi sk³adnikami recepturowymi lakierów dyspersyjnych s¹: Dyspersje polimerowe Hydrosole Lakiery dyspersyjne Dyspersje wosków Œrodki wspomagaj¹ce tworzenie warstwy lakieru Œrodki czynne powierzchniowo i odpieniacze Jakociowy dobór sk³adników i ich proporcje to najwa¿niejsze czynniki okrelaj¹ce charakterystykê technologiczn¹ lakieru. Zastosowanie Lakiery dyspersyjne s¹ wykorzystywane g³ównie do opakowañ ¿ywnoci i u¿ywek, poniewa¿ utrwalona warstewka lakieru nie wp³ywa sensorycznie na pakowany towar, tzn. nie zmienia jego zapachu i smaku. Lakiery te spe³niaj¹ nastêpuj¹ce zadania: Lakiery ochronne S³u¿¹ do zabezpieczenia warstewki farby wzglêdnie pod³o¿a drukowego przed cieraniem lub zabrudzeniem. Lakiery dyspersyjne zabezpieczaj¹ oprócz tego powierzchniê opakowañ np. w przemyle farmaceutycznym lub tytoniowym podczas pakowania pude³ek w zgrzewan¹ foliê. Lakiery specjalne mog¹ wykazywaæ odpornoæ na temperaturê do 250°C podczas zgrzewania narzêdziami metalowymi lub z tworzyw sztucznych. Echo farb drukarskich 6 Lakiery z po³yskiem i matowe Oprócz lakierów funkcjonalnych do opakowañ stosuje siê tak¿e lakiery z po³yskiem i matowe, zwiêkszaj¹ce efekt reklamowy opakowanego towaru. Lakiery polizgowe i przeciwpolizgowe. Podczas dalszej obróbki druków pojawia siê czêsto problem obni¿onego lub podwy¿szonego polizgu. Wymagan¹ cechê tarcia polizgowego mo¿na regulowaæ stosuj¹c okrelone dodatki. Lakiery odporne na sklejanie na mokro. Podczas pakowania na gor¹co lub sklejania mikrofalowego pojawiaj¹ca siê wilgoæ mo¿e powodowaæ sklejanie siê powierzchni lakieru. W takich wypadkach mo¿na stosowaæ wy³¹cznie lakiery szczególnie odporne na sklejanie siê w blok na mokro. Lakiery spawane ultradwiêkami Innymi produktami specjalnymi s¹ lakiery dyspersyjne spawane ultradwiêkami. Energia drgañ ultradwiêku przetwarza siê w warstwie lakieru na ciep³o, tak ¿e po ostygniêciu powstaje jednorodne ³¹czenie w miejscu styku papieru, kartonu lub folii. Lakiery kalandrowe Dla uzyskania maksymalnego po³ysku mo¿na uszlachetniaæ zadrukowane arkusze lakierami kalandrowymi. Pod wp³ywem ciep³a i cinienia w kalandrze uzyskuje siê wysok¹ g³adkoæ powierzchni. Charakterystyka warstewki suchego lakieru zale¿y w du¿ej mierze od pod³o¿a i u¿ytych farb. Dlatego te¿ przed rozpoczêciem produkcji nale¿y wykonaæ odpowiednie testy technologiczne. Uzupe³niaj¹ce badania laboratoryjne daj¹ wskazówki odnonie zastosowania konkretnych typów farb i lakierów. Lakierowanie lakierami dyspersyjnymi Z regu³y nie lakieruje siê ju¿ lakierami dyspersyjnymi z ka³amarza wodnego, tylko ze specjalnych zespo³ów lakieruj¹cych w maszynach offsetowych. Ró¿norodne typy zespo³ów lakieruj¹cych wymagaj¹ specjalnych lepkoci lakieru (czasu wyp³ywu ze standardowego kubka o otworze 4 mm wg normy DIN). [Kubek wyp³ywowy wg DIN to 30 kubek Friknsar o rednicy otworu 4 mm. Nie jest on stosowany w Polsce i dlatego nie nale¿y go myliæ z kubkiem Forda. Pomiary przy zastosowaniu obu kubków daj¹ ró¿ne wyniki]. Lakiery dyspersyjne s¹ nanoszone z regu³y w linii metod¹ "mokro na mokro". Je¿eli warstewka lakieru ma byæ grubsza, nale¿y lakierowaæ metod¹ "mokro na sucho". W zasadzie jednak nak³adana iloæ lakieru zale¿y w decyduj¹cej mierze od technologii lakierowania i typu zespo³u lakieruj¹cego: · w uk³adzie porednim: 2-4 g/m2 · w uk³adzie bezporednim: 4-8 g/m2 · w lakierówce ("mokro na sucho"): 8-20 g/m2 Schniêcie lakieru dyspersyjnego na pod³o¿u drukowym jest procesem czysto fizycznym i nastêpuje przez wsi¹kanie w pod³o¿e i parowanie wody zawartej w lakierze. Do przypieszania schniêcia lakieru zalecamy stosowanie kombinacji ciep³ego rakla powietrznego i promiennika podczerwieni (IR). Je¿eli lakierowanie jest utrudnione np. przez gromadzenie farby na gumowym obci¹gu lakieruj¹cym, niew³aciwe zwil¿anie, pêkanie suchej warstewki lakieru itp. (patrz ilustr. 12 i 13), mo¿na sobie pomóc, stosuj¹c opóniacze i rodki powierzchniowo czynne. Oprócz tego mo¿na stosowaæ specjalnie zrecepturowane wersje lakierów dyspersyjnych. Rys. 12. Usterki powlekania powierzchni w postaci efektu skórki pomarañczowej. 31 Echo farb drukarskich 6 Szczegó³owe informacje na ten temat mo¿na znaleæ w naszych Informacjach Technicznych i broszurze DruckfarbenEcho nr 1. Rys. 13. Pêkanie warstewki lakieru po wyschniêciu. Lakiery dyspersyjne do wklês³odruku Sk³adniki recepturowe oraz uzyskiwana cha-rakterystyka lakierów do wklês³odruku s¹ bardzo zbli¿one do lakierów dyspersyjnych stosowanych w druku offsetowym. G³ówna ró¿nica polega na znacznie ni¿szej lepkoci, typowej dla wklês³odruku. Pomiar lepkoci lakierów dyspersyjnych do stosowania we wklês³odruku odbywa siê wg normy DIN 53211 znormalizowanym kubkiem z otworem wylotowym o rednicy 4 mm. Czas wyp³ywu gotowego do druku lakieru powinien wynosiæ z regu³y 13-16 sekund. Pracownik ustala lepkoæ drukow¹ w maszynie przed drukiem, rozcieñczaj¹c lakier wod¹ lub mieszank¹ wody i etanolu. Fabryczna lepkoæ lakieru wynosi 20-40 sekund w zale¿noci od typu lakieru. Lepkoæ lakieru mo¿na ustawiæ szybciej, ni¿ rozcieñczaj¹c go wod¹ u¿ywaj¹c mieszanki wody i alkoholu, z tego wzglêdu, ¿e krzywa rozcieñczania przebiega znacznie bardziej stromo w wypadku wody (patrz rys. 14). W zwi¹zku z tym na pod³o¿e przenosi siê wiêcej cia³ sta³ych (przede wszystkim spoiwa) co powoduje wy¿szy po³ysk (patrz rys. 15) . Stosowanie mieszanki wody i alkoholu jako rozcieñczalnika powoduje, ¿e do rozcieñczenia trzeba wiêkszej iloci rozcieñczalnika, co oznacza bardziej ekonomiczne zu¿ycie lakieru. Oprócz tego przy ograniczonej zdolnoci do suszenia w maszynie drukuj¹cej schniêcie lakieru przebiega szybciej. Dobieraj¹c rodzaj rozcieñczalnika pracownik mo¿e indywidualnie kszta³towaæ w pewnej mierze charakterystykê warstewki lakieru. Dok³adne ustalenie cech lakieru dyspersyjnego zale¿y od nastêpuj¹cych parametrów: · geometrii ka³amarzyków grawerowanych lub trawionych · rodzaju rastra · zdolnoci maszyny drukuj¹cej do suszenia lakieru · szybkoci druku · pod³o¿a drukowego i drukowanego motywu · poddrukowanej farby W praktyce stosuje siê najczêciej grawerowane cylindry drukowe. S¹ one tak¿e dobierane pod k¹tem profilu wymagañ i maj¹ wtedy odpowiedni¹ liniaturê i geometriê ka³amarzyków (k¹t grawerowania sto¿ka, przek¹tna, g³êbokoæ trawienia, g³êbokoæ sto¿ka). Generalnie zaleca siê stosowanie p³ytszych ka³amarzyków do lakierów dyspersyjnych ni¿ do farb rozpuszczalnikowych. Przenoszona iloæ lakieru mokrego wynosi oko³o 4-6 g/m2 (oko³o 1 ,5-3 g/m2 po wyschniêciu). Po³ysk warstewki lakieru z regu³y wzrasta równolegle do gruboci jego warstewki (patrz rys. 16), ale na po³ysk wp³ywa lepkoœæ s/4 mm 50 woda : etanol = 1:1 woda 40 30 20 15 10 0 10 2023 30 40 50 60 % rozcieñczenie 44 40 3736 34 31 29 27 % cia³a sta³e Rys. 14. Krzywa rozcieñczania lakieru 877030/88 32 Echo farb drukarskich 6 Po³ysk (%) Po³ysk (%) 54 54 50 50 40 40 26 27 30 37 Cia³a sta³e (%) 2 4 6 10 12 Gruboœæ warstwy (m m) Rys. 15. Wartoæ po³ysku przy nanoszeniu z raklem 4 um. Rys. 16. Wartoæ po³ysku lakieru rozcieñczonego wod¹ i etanolem 1: 1 przy 15 sekund/mm tak¿e struktura powierzchni pod³o¿a drukowego i jego g³adkoæ. Ogólna jakoæ zale¿y w decyduj¹cej mierze od dok³adnego dopasowania do siebie charakterystyk farby i lakieru. Lakiery dyspersyjne w porównaniu do lakierów rozpuszczalnikowych maj¹ mniejsz¹ zdolnoæ ponownego rozpuszczania nadrukowanych farb, co jest ich niew¹tpliw¹ zalet¹. W ofercie lakierów wklês³odrukowych mo¿na rozró¿niæ ich nastêpuj¹ce kategorie: · lakiery poddrukowe i porednie · lakiery wykañczaj¹ce (matowe i o wysokim po³ysku) · lakiery specjalne (np. kalandrowe lub lakiery o specyficznej charakterystyce polizgowej) Szczegó³owe informacje na ten temat mo¿na znaleæ w Informacjach Technicznych GRUPY HUBERA. Budowa i technologia dwusk³adnikowych Rozpuszczalnikowe lakiery wklês³odrukowe Dr Wolfgang Schaer O uk³adach farbowych zawieraj¹cych rozpuszczalniki i schn¹cych czysto fizycznie pisalimy w poprzednim rozdziale (str. 19). Lakiery to takie same uk³ady farbowe, w których brak jedynie substancji barwi¹cej. Bardzo interesuj¹cy jest jednak sk³ad i charakterystyka lakierów dwusk³adnikowych, ³¹cz¹cych schniêcie fizyczne z utrwalaniem chemicznym w jednym uk³adzie. lakierów Podczas drukowania lakier dwusk³adnikowy schnie wy³¹cznie fizycznie przez wsi¹kanie w pod³o¿e wzglêdnie wyparowanie rozpuszczalnika. W ten sposób tworzy siê warstewka lakieru, odporna na sklejanie. Nastêpnie podczas sk³adowania zadrukowanego materia³u zachodzi reakcja chemiczna, podczas której spoiwo polimeryzuje i tworzy warstewki lakieru o wysokiej odpornoci na czynniki mechaniczne. Utrwalanie wiêkszoci lakierów tego typu polega na reakcji grup hydroksylowych spoiwa z grupami izocyjanowymi utwardzacza. G³ównym sk³adnikiem uk³adu dwusk³adnikowego jest lakier w³aciwy, zawieraj¹cy co najmniej jeden rodzaj ¿ywicy z czynnymi grupami hydroksylowymi. Poniewa¿ z regu³y s¹ to wzglêdnie miêkkie ¿ywice to i w tym wypadku korzystne jest wprowadzenie kombinacji z nitroceluloz¹, aby po schniêciu fizycznym uzyskaæ warstewkê lakieru odporn¹ na sklejanie (blokowanie). Nitroceluloza zawiera równie¿ grupy hydroksylowe i bierze udzia³ w procesie polimeryzacji. Sk³adnik utwardzaj¹cy to roztwór izocyjanu o wzglêdnie niskim ciê¿arze cz¹steczkowym. Poniewa¿ w ka¿dej cz¹steczce utwardzacza s¹ dwie lub wiêcej reaktywne grupy izocyjanowe, to polimerowe ³añcuchy spoiwa mog¹ tworzyæ trójwymiarow¹ strukturê polimerow¹ przez sukcesywn¹ reakcjê izocyjanu 33 Echo farb drukarskich 6 i grupy hydroksylowej. Utrwalony uk³ad jest odporny na wysokie temperatury i dzia³anie wielu chemikalii. Poniewa¿ proces utwardzania przebiega tylko dziêki reakcji hydroksylowo-izocyjanowej, to zrozumia³e jest, ¿e rozpuszczalniki zawieraj¹ce grupy hydroksylowe, a wiêc, np. alkohole i etery glikolowe, ale tak¿e i woda mog¹ reagowaæ z utwardzaczem. Takie niepo¿¹dane reakcje zu¿ywaj¹ utwardzacz, którego nie starcza ju¿ do polimeryzacji spoiwa. Spolimeryzowana warstewka lakieru nie uzyskuje wtedy wszystkich po¿¹danych cech u¿ytkowych. Dlatego te¿ podczas stosowania lakierów tego typu nale¿y zwracaæ szczególn¹ uwagê na to, aby wykorzystywaæ wy³¹cznie rozpuszczalniki i opóniacze nie zawieraj¹ce alkoholu. Odpowiednie s¹ np. octan etylu, octan izopropylowy i octan metoksypropylowy. Polimeryzacja rozpoczyna siê w momencie dodania utwardzacza do lakieru. W fazie p³ynnej wystêpuje na skutek tego powolne, ale niepowstrzymane gêstnienie lakieru, które na pewien okrelony czas mo¿na skompensowaæ dodatkiem rozcieñczalnika. Po up³ywie tego czasu ciê¿ar cz¹steczkowy spoiwa wzrasta w takim stopniu, ¿e zawartoæ cia³ sta³ych w lakierze nie wystarcza ju¿ do utworzenia wystarczaj¹co grubej warstewki lakieru na Mechanizm reakcji uk³adu dwusk³adnikowego Przegl¹d produktów Do serii farb wklês³odrukowych · l0 KZA, l0 NPA, l0 NPB oferujemy lakiery powierzchniowe od tych o wysokim po³ysku do matowych. Proponujemy równie¿ produkty specjalne o specyficznej charakterystyce takiej, jak podatnoæ na t³oczenie na gor¹co lub o specjalnej charakterystyce polizgowej. Lakiery dwusk³adnikowe oznaczone s¹ seryjnie jako · 10 SPZ. Lakiery utrwalane promieniowaniem Dr Klaus-D. Heicke a. przed reakcj¹ ¯ywice z grupami OH hydroksylowymi OH Utwardzacz pod³o¿u drukowym. Ten specyficzny czas jest zmienny w wypadku lakierów dwusk³adnikowych o ró¿nym przeznaczeniu i mo¿e wynosiæ od 2 do 24 godzin. Informuj¹ o tym szczegó³owo arkusze Informacji Technicznej lub opisy produktów. Po up³ywie tego czasu lakier nadaje siê ju¿ tylko do wyrzucenia. W czasie przejcia przez sekcjê susz¹c¹ maszyny drukuj¹cej lakier dwusk³adnikowy otrzymuje impuls termiczny, pobudzaj¹cy polimeryzacjê w warstewce lakieru. Po up³ywie 5-7 dni warstwa lakieru utwardza siê w zwoju, pod warunkiem przechowywania zadrukowanego materia³u w temperaturze co najmniej 15-20°C. W ni¿szych temperaturach reakcja chemiczna ustaje i lakier nie uzyskuje po¿¹danych cech odpornoci. OH NCO R NCO NCO R NCO OH OH OH b. po reakcji OH O C=O NH R NH C=O O O C=O NH R NH C=O O OH Grupa izocjacyjna Lakiery utrwalane promieniowaniem daj¹ po utwardzeniu promieniowaniem o wysokim potencjale energetycznym twarde powierzchnie, odporne na zadrapania, o wysokim po³ysku lub matowe. Utrwalone warstewki lakieru UV maj¹ bardzo wysok¹ odpornoæ na oddzia³ywanie wiêkszoci pakowanych towarów i na d³ugotrwa³e obci¹¿enia mechaniczne. W wypadku zoptymalizowanej technologii nanoszenia na pod³o¿e wystarczaj¹co du¿ej iloci lakieru, lakierowanie UV wytrzymuje porównanie z foliowaniem. Je¿eli nawet lakierowanie UV nie pod ka¿dym wzglêdem dorównuje charakterystyce foliowania, to z ca³¹ pewnoci¹ jest bardziej op³acalnym wariantem uszlachetniania powierzchni. Lakiery 34 Echo farb drukarskich 6 utrwalane promieniowaniem nie zawieraj¹ rozpuszczalników i mo¿na je okreliæ jako proekologiczne. Swoj¹ budow¹ ró¿ni¹ siê zasadniczo od lakierów rozpuszczalnikowych i zawieraj¹cych oleje mineralne, stosowanych do uszlachetniania druków offsetowych. Ich syntetyczne, reaktywne sk³adniki spoiwa umo¿liwiaj¹ utrwalanie lakierów UV w u³amku sekundy pod dzia³aniem energii promieniowania. Na skutek tego mo¿liwa jest natychmiastowa dalsza obróbka druków. Lakiery utrwalane promieniowaniem dziel¹ siê na dwie grupy produktów, z których jedna zawiera akrylany jako sk³adniki spoiwa, utrwalane i utwardzane energi¹ promieniowania UV lub strumienia elektronów na skutek ³añcuchowej reakcji rodnikowej. Druga grupa lakierów jest utrwalana kationowo promieniowaniem UV. W tym wypadku reakcjê polimeryzacji rozpoczynaj¹ fotoinicjatory wydzielaj¹ce kwasy (kationy) pod wp³ywem promieniowania UV. Spoiwem s¹ tu cykloalifatyczne ¿ywice epoksydowe. Rodnikowa reakcja ³añcuchowa przebiega szybciej ni¿ utrwalanie kationowe. Lakiery utrwalane rodnikowo maj¹ te¿ wy¿sz¹ reaktywnoæ ni¿ utrwalane kationowo. Obie grupy produktów zawieraj¹ sk³adniki spoiwa, które podobnie jak sk³adniki farb drukarskich utrwalanych promieniowaniem, dra¿ni¹ skórê i b³ony luzowe. Dlatego te¿, w czasie produkcji nale¿y siê z nimi obchodziæ ostro¿nie. Je¿eli ten warunek bêdzie spe³niony, to nie nale¿y obawiaæ siê zagro¿enia zdrowia. Technologia lakierowania Lakiery utrwalane promieniowaniem mo¿na ³atwo dopasowywaæ do ró¿nych systemów aplikowania. Mo¿na nimi lakierowaæ z zespo³ów farbowych i lakieruj¹cych maszyny drukuj¹cej metod¹ suchego offsetu równie ³atwo, jak z zespo³u sitodrukowego, fleksograficznego i lakieruj¹cego. Do konwencjonalnego offsetu mokrego nadaj¹ siê wy³¹cznie lakiery utrwalane rodnikowo, Po³ysk utrwalonej warstewki lakieru zale¿y od jego lepkoci i gruboci nanoszonej warstwy. Po³ysk jest wiêkszy, gdy spada lepkoæ i wzrasta gruboæ warstewki. Do nanoszenia lakieru na pod³o¿e drukowe w offsecie konwencjonalnym i suchym z zespo³u farbowego maszyny drukuj¹cej, konieczne s¹ lakiery UV o wzglêdnie wysokiej lepkoci - po³ysk uzyskany t¹ metod¹ jest dziêki nim niewielki. W offsecie konwencjonalnym mo¿na natomiast nanieæ na pod³o¿e maksymalnie 2 g/m2 lakieru. Lakiery matowe nale¿y nanosiæ mo¿liwie niewielk¹ gruboci¹ warstwy. Utrwalona warstewka lakieru Utrwalona warstewka lakieru nie jest aktywna chemicznie, nie budzi zastrze¿eñ pod wzglêdem fizjologicznym i jest dopuszczona do stosowania w pierwotnych opakowaniach ¿ywnoci. Oba rodzaje lakierów posiadaj¹ deklaracje braku zastrze¿eñ odnonie szkodliwoci. W wypadku lakierów utrwalanych rodnikowo podczas utrwalania tworz¹ siê produkty rozpadowe fotoinicjatorów, stanowi¹ce uboczne produkty reakcji. S¹ one odpowiedzialne za charakterystyczny zapach, czêsto wystêpuj¹cy podczas utrwalania. Zapach ten mo¿na wyeliminowaæ przez intensywne wietrzenie. Lakiery utrwalane kationowo promieniowaniem UV s¹ po utrwaleniu ca³kowicie neutralne pod wzglêdem zapachowym. Lakiery utrwalane strumieniem elektronów, zbudowane na spoiwie akrylanowym, podobnie jak farby utrwalane strumieniem elektronów, nie zawieraj¹ ¿adnych fotoinicjatorów i dlatego te¿ w ich wypadku nie wystêpuje zapach, spowodowany produktami rozpadowymi. Lakierowanie lakierami promieniowaniem utrwalanymi Lakierowanie "mokro na mokro" farb utrwalanych promieniowaniem Mo¿liwe jest lakierowanie "mokro na mokro" farb drukarskich utrwalanych rodnikowo. W wypadku, grubych warstw farb i lakieru mo¿e dochodziæ do niew³aciwej polimeryzacji warstw farb pod lakierem, ze wzglêdu na mocne poch³anianie dzia³aj¹cego promieniowania UV w warstwie lakieru. Konsekwencj¹ mo¿e byæ brak przyczepnoci utwardzonych warstewek do zastosowanego pod³o¿a drukowego. Czêsto obserwuje siê w takich wypadkach odchodzenie utrwalonych warstewek od pod³o¿a, je¿eli lakierowany materia³ nak³adowy jest poddawany obci¹¿eniu termicznemu lub mechanicznemu. Dalsze konsekwencje niedostatecznego utrwalenia warstewek lakieru UV to niew³aciwa, niska odpornoæ na zarysowania i wystêpowanie zmatowieñ lakieru o wysokim po³ysku w miejscach, gdzie s¹ nadrukowane ciemne i kryj¹ce farby drukarskie, utrwalane UV. Echo farb drukarskich 6 Pewn¹ pomoc¹ mo¿e byæ suszenie miêdzyoperacyjne miêdzy drukowaniem i lakierowaniem wykañczaj¹cym. W wypadku utrwalania strumieniem elektronów nie jest konieczne miêdzyoperacyjne suszenie farb utrwalanych promieniowaniem przed lakierowaniem. Wysoki potencja³ energetyczny strumienia elektronów i jego przenikliwoæ gwarantuj¹ podczas lakierowania "mokro na mokro" farb i lakierów utwardzanych rodnikowo w³aciwe utwardzenie wszystkich warstw. Lakiery UV utwardzane kationowo mog¹ polimeryzowaæ w linii z farbami drukarskimi UV utrwalanymi rodnikowo tylko z suszeniem miêdzy drukowaniem i lakierowaniem. Nale¿y jednak przetestowaæ farbê UV na ewentualny wp³yw na proces schniêcia lakieru UV utrwalanego kationowo. Lakiery UV utrwalane kationowo mog¹ reagowaæ bardzo mocno na substancje zasadowe takie, jak sk³adniki pow³oki pod³o¿a drukowego i czasami mocno zasadowe lakiery dyspersyjne. Równie¿ fotoinicjatory farb UV mog¹ opóniaæ schniêcie lakierów UV utrwalanych kationowo i dlatego zaleca siê ich testowanie przed rozpoczêciem w³aciwej produkcji. Lakierowanie metod¹ lakierowania "mokro na mokro" druków wydrukowanych konwencjonalnymi farbami offsetowymi Lakierowanie "mokro na mokro" konwencjonalnych farb offsetowych lakierami utrwalanymi promieniowaniem jest bardzo ryzykowne i mo¿liwe tylko w ograniczonym zakresie na ch³onnych pod³o¿ach zadrukowanych jasnymi kolorami i warstewk¹ farby o niewielkiej gruboci. W takich wypadkach najkorzystniejsze s¹ farby offsetowe szybko wsi¹kaj¹ce w pod³o¿e drukowe. Oba systemy, farbowy i lakierowy s¹ antagonistyczne wzglêdem siebie. Zale¿nie od poda¿y farby i lakieru na pod³o¿e i od jego charakterystyki, mog¹ pojawiaæ siê problemy z przyjmowaniem lakieru przez farbê. Po wyschniêciu lakieru w zale¿noci od iloci konwencjonalnej farby drukarskiej pod lakierem czêsto wystêpuj¹ zmatowienia. Sk³adniki farby wnikaj¹ce przed schniêciem w warstewkê lakieru utwardzanego promieniowaniem, aplikowanego "mokro na mokro" na konwencjonalne farby offsetowe, mog¹ negatywnie wp³ywaæ na parametry odpornoci mechanicznej utrwalonego lakieru. Oprócz tego nie mo¿na obci¹¿aæ mechanicznie utrwalonej warstewki 35 lakieru, le¿¹cej na warstewce wie¿ej farby drukarskiej. Po utrwaleniu konwencjonalnych farb drukarskich, pod warstw¹ lakieru mog¹ pojawiaæ siê problemy z przyczepnoci¹ warstewki lakieru. W takich wypadkach zaleca siê przeprowadzenie odpowiednich testów przed rozpoczêciem w³aciwej produkcji. Lakierowanie konwencjonalnych farb drukarskich metod¹ "mokro na sucho" Lakierowanie suchych, konwencjonalnych farb offsetowych mo¿e stwarzaæ pewne problemy zwi¹zane z przyjmowaniem warstwy lakieru przez warstwê farby, równomiernym pokryciem powierzchni i przyczepnoci¹ do pod³o¿a. Spowodowane to mo¿e byæ obecnoci¹ resztek rozpuszczalników (olejów mineralnych) w warstewce suchej farby offsetowej, a tak¿e produktów rozpadowych oksydacyjnie schn¹cego spoiwa w niedostatecznie przewietrzonym stosie druków. Podczas lakierowania materia³u nak³adowego, wydrukowanego farbami konwencjonalnymi i lakierowanego ju¿ po ich wyschniêciu nale¿y pamiêtaæ, ¿eby: · stosowaæ specjalnie w tym celu oferowane konwencjonalne farby offsetowe · unikaæ stosowania dodatków do farb · stosowaæ dodatki do wody nie zawieraj¹ce substancji czynnych powierzchniowo (wyj¹tek stanowi izopropanol) · drukowaæ minimaln¹ iloci¹ rodka nawil¿aj¹cego · mieæ pewnoæ, ¿e warstewki konwencjonalnych farb drukarskich zd¹¿y³y dobrze wyschn¹æ przed pokrywaniem lakierami utrwalanymi promieniowaniem (zaleca siê wielokrotne przewietrzanie stosu po drukowaniu) · stosowaæ specjalne lakiery utrwalane promieniowaniem - lakiery zawieraj¹ce substancje czynne powierzchniowo najlepiej powlekaj¹ powierzchniê (najczêciej s¹ to lakiery ze rodkami polizgowymi tzn. silikonem) Uwaga: Lakiery zrecepturowane bez silikonu, podatne na póniejsze t³oczenie foli¹ na gor¹co maj¹ niekorzystn¹ charakterystykê przyczepnoci i nak³adania na konwencjonalnie utrwalane farby offsetowe. · stosowaæ odpowiednie pod³o¿a drukowe: ma³o ch³onne pod³o¿a drukowe takie, jak papiery powlekane przez odlew i papiery etykietowe oraz Echo farb drukarskich 6 36 pod³o¿a niech³onne takie, jak folie i metale, powoduj¹ gorsz¹ przyczepnoæ i gorsze przyjmowanie warstwy lakieru przez warstwê farby ni¿ pod³o¿a drukowe o wysokiej ch³onnoci · braæ pod uwagê ewentualnoæ obróbki uzdatniaj¹cej: uzdatnianie powierzchni wy³adowaniami koronowymi polepsza zawsze przyjmowanie lakieru przez warstewkê farby i jego przyczepnoæ. Przyczepnoæ mo¿na równie¿ polepszyæ lakierowaniem farb konwencjonalnych "mokro na mokro" pod³o¿owym lakierem dyspersyjnym. Uwaga: Druki pokrywane konwencjonalnymi lakierami dyspersyjnymi przy niedostatecznym wyschniêciu lakieru dyspersyjnego mog¹ byæ przyczyn¹ wadliwego utwardzania lakierów UV utrwalanych kationowo. · liczyæ siê z problemami w wypadku farb z pigmentami metalowymi: k³opotliwe jest lakierowanie konwencjonalnych farb offsetowych z pigmentami metalowymi. Pigmenty metalowe i pasty pigmentowe zawieraj¹ rodki rozprowadzaj¹ce, które po wyschniêciu pozostaj¹ na powierzchni farby i utrudniaj¹ przyczepnoæ utrwalonej warstewki lakieru, a tak¿e nak³adanie lakieru na farbê. To samo dotyczy lakierowania br¹zowanego materia³u nak³adowego. rodki polizgowe, u³atwiaj¹ce odpylanie br¹zu w proszku, utrudniaj¹ jednoczenie nak³adanie lakieru i przyczepnoæ lakieru UV do pod³o¿a. Z regu³y nie ma ¿adnych problemów z lakierowaniem UV farb z pigmentami metalowymi, utrwalanymi UV. Lakierowanie mo¿e siê odbywaæ metod¹ "mokro na mokro" z wyj¹tkiem lakierowania "mokro na mokro" lakierami UV utrwalanymi kationowo. W tym wypadku konieczne jest suszenie miêdzyoperacyjne. Podatnoæ na klejenie Lakierowany materia³ nak³adowy mo¿na ³¹czyæ tylko klejem dyspersyjnym. Poniewa¿ wiêkszoæ lakierów utrwalanych UV zawiera rodki polizgowe, to skutecznoæ konkretnego przewidzianego do stosowania kleju nale¿y wczeniej przetestowaæ. Mo¿na u³atwiæ klejenie, pomijaj¹c w lakierowaniu miejsca przewidziane na sklejanie lub uszorstniaj¹c warstewkê utwardzonego lakieru w miejscu sklejania. Zmiany koloru Podczas stosowania farb drukarskich pigmentowanych bez odpornoci na dzia³anie rozpuszczalników nitro i rozpuszczalników spirytusowych, a zw³aszcza bez odpornoci na alkalia, mo¿e dochodziæ do przebarwieñ przy powlekaniu lakierami UV utrwalanymi rodnikowo. Dla unikniêcia zmian koloru zaleca siê drukowanie farbami z odpowiednimi cechami odpornoci i/lub lakierami o specjalnej fotoinicjacji. Bigowanie i z³amywanie Lakiery utrwalane promieniowaniem s¹ porowate po utrwaleniu. Podczas powlekania ch³onnych pod³o¿y drukowych, lakier wnika w nie i po utwardzeniu powoduje dodatkow¹ porowatoæ. Nale¿y unikaæ grubych warstw lakieru na pod³o¿u i nadmiernego utwardzenia warstewek lakieru. Powierzchnie kartonów, które nie s¹ odporne na pêkanie, potêguj¹ zjawisko pêkania podczas bigowania i z³amywania. Odpornoæ na zgrzewanie Odpornoæ na zgrzewanie materia³u nak³adowego lakierowanego lakierem UV jest zapewniona tylko w wypadku folii polipropylenowej (PP). Jeli stosowana ma byæ inna folia to nale¿y wykonaæ test przydatnoci. Lakiery bez rodków polizgowych zachowuj¹ siê gorzej ni¿ lakiery zawieraj¹ce rodki polizgowe. Podatnoæ na t³oczenie na gor¹co i z³ocenie Je¿eli lakierowana powierzchnia ma byæ t³oczona foli¹ na gor¹co lub z³ocona, to konieczne s¹ do tego lakiery o obni¿onej zawartoci rodków polizgowych lub nie zawieraj¹ce ich wcale. Uwaga: Lakiery tego rodzaju k³ad¹ siê gorzej na powierzchni i wykazuj¹ tendencjê do spieniania. Szarzenie powierzchni kartonów Podczas lakierowania na powlekanych lub kaszerowanych kartonach mo¿e dochodziæ do zszarzenia powierzchni. Wnikanie lakieru w warstwê pod³o¿ow¹ powoduje przezroczystoæ warstwy nonej kartonu, wskutek czego widoczna staje siê ciemna warstwa nona. 37 Echo farb drukarskich 6 Pozosta³e rodzaje uszlachetniania Mgr in¿. Gerolf Nielßner Kaszerowanie foli¹/ laminowanie Kaszerowanie foli¹ to najwy¿szy stopieñ uszlachetniania powierzchni ze wzglêdu na najpe³niejsze zabezpieczenie przed obci¹¿eniami mechanicznymi oraz ze wzglêdu na najwiêkszy po³ysk. Do kaszerowania foli¹ stosuje siê folie matowe i z po³yskiem oraz z t³oczeniem. Materia³em kaszeruj¹cym jest orientowany polipropylen (OPP) oraz folia octanowa, któr¹ mo¿na sklejaæ i t³oczyæ foli¹ na gor¹co. Zalet¹ folii polipropylenowej jest wysoka wytrzyma³oæ na rozrywanie. Szczególn¹ uwagê nale¿y zwróciæ tu te¿ na kleje. Kleje dwusk³adnikowe s¹ dwojakiego rodzaju - z rozpuszczalnikami i bez. Wodne kleje dyspersyjne s¹ zasadowe. Z przytoczonymi powy¿ej danymi zwi¹zane s¹ warunki jakie musz¹ spe³niaæ warstewki farby drukarskiej podczas kaszerowania. a) odpornoæ na rozpuszczalniki spirytusowe i nitro (DIN 16524 czêæ 1) b) odpornoæ na alkalia (DIN 16524 czêæ 2) wyj¹tek: EURO-MAGENTA c) w³aciwe utrwalenie warstewki farby, poniewa¿ nie do koñca utrwalone warstewki farby maj¹ obni¿one cechy odpornoci Lakiery rozpuszczalnikowe Lakiery rozpuszczalnikowe takie jak tzw. lakiery nitro, nanoszone w lakierówkach trac¹ na znaczeniu z tego powodu, ¿e lakierowanie druków odbywa siê prawie ca³kowicie w drukarniach. Naturalnie farby drukarskie do lakierowania lakierami rozpuszczalnikowymi musz¹ byæ odporne na dzia³anie rozpuszczalników spirytusowych i nitro (DIN 16524 czêæ 1 ), aby unikn¹æ przebarwiania pigmentów na skutek oddzia³ywania rozpuszczalnika. T³oczenie foli¹ na gor¹co T³oczenie foli¹ na gor¹co jest stosowane dla uzyskania szczególnie atrakcyjnych efektów metalicznych (z³ota lub srebra). Podczas t³oczenia nastêpuje, pod wp³ywem cinienia i temperatury, przenoszenie lakierowanego, napylanego aluminium z nonej tamy poliestrowej na karton, wzglêdnie warstewkê farby lub lakieru (patrz rys. 17). Foliami do t³oczenia na gor¹co mo¿na uzyskiwaæ fascynuj¹ce efekty metaliczne w ró¿nych kolorach. Narzêdzie t³ocz¹ce podgrzewane poœrednio Poliestrowa warstwa rozdzielaj¹ca Te przenoszone warstwy folii daj¹ t³oczenie 12,00 m m 0,01 m m Lakier ozdobny (¿ywica) 1,0 m m Metalizacja (aluminium) 0,02 m m Warstwa zapewniaj¹ca przyczepnoœæ (klej na gor¹co) Folia do t³oczenia na gor¹co Poliestrowa folia noœna 0,80 … 1,50 m m 1,83 … 2,35 m m Pod³o¿e drukowe (karto, papier) 1 m m = 0,001 mm Rys. 17. Schematyczny przekrój metalizowanej folii do t³oczenia na gor¹co pokazuje z jakich warstw zbudowana jest i demonstruje zasadê przenoszenia podczas t³oczenia folii. Warstwy nie s¹ przedstawionej we w³aciwej skali. 39 Echo farb drukarskich 6 Pod³o¿a drukowe i ich oddzia³ywanie Mgr in¿. Gerolf Nielßner Definicja i drukowych rodzaje pod³o¿y Zgodnie z norm¹ DIN 6730, karton do produkcji pude³ek sk³adanych musi byæ odpowiednio dobrany ze wzglêdu na drukownoæ, podatnoæ na z³amywanie, bigowanie, nacinanie i wyt³aczanie. Na rynku znajduje siê wiele ró¿nych gatunków kartonu. Zwi¹zek Producentów Pude³ek Sk³adanych w Niemczech przedstawia na ¿yczenie klasyfikacjê i podaje symbole kartonów do produkcji pude³ek sk³adanych. Opisy dotycz¹ nastêpuj¹cych gatunków kartonów: Gatunek Symbol Karton powlekany z wysokim po³yskiem GG Karton powlekany G Karton niepowlekany U Karton celulozowy/karton chromowy (jednostronnie powlekany) Z Substytut kartonu chromowego C Karton tripleksowy (typu triplex) T Karton dupleksowy (typu duplex) D a) Karton powlekany z wysokim po³yskiem (GG) Uzyskuje wysoki po³ysk podczas powlekania metod¹ odlewu i charakteryzuje siê w ten sposób lustrzan¹ i ca³kowicie g³adk¹, zamkniêt¹ powierzchni¹. Gatunki kartonu GGZ Karton celulozowy powlekany z wysokim po³yskiem. Wierzch, wk³ad (tj. warstwa rodkowa) i ty³ bezdrzewne bia³e. GG1 Karton chromowy powlekany z wysokim po³yskiem. Wierzch i ty³ bezdrzewne bia³e. Wk³ad jasny. GG2 Karton chromowy powlekany z po³yskiem. Wierzch bezdrzewny bia³y. Wk³ad i ty³ jasne. b) Karton powlekany (G) Po zadrukowaniu daje znakomite efekty barwne (znacznie lepsze ni¿ na kartonie niepowlekanym) a w zwi¹zku z tym równie¿ lepszy obraz drukowy i wy¿szy po³ysk po lakierowaniu. Gatunki kartonu GZ Powlekany karton celulozowy. Wierzch, wk³ad i ty³ bezdrzewne bia³e. GC1 Karton chromowany. Wierzch i ty³ bezdrzewne bia³e. Wk³ad jasny. GC2 Karton chromowy. Wierzch i tyt bezdrzewne. Wk³ad i ty³ jasne. GT Karton chromowy typu triplex, specjalny objêtociowy jak GD2. Wierzch bezdrzewny lub lekko drzewny bia³y. Wk³ad szary. Ty³ jasny. GD1 Karton chromowy typu duplex, specjalny objêtociowy min. 1 ,45 cm3 /g. Wierzch bezdrzewny bia³y. Wk³ad i ty³ szare. GD2 Karton chromowy typu duplex, specjalny objêtociowy, maks. 1,4 cm3/g, min. l,3 cm3 /g. Wierzch bezdrzewny lub lekko drzewny bia³y. Wk³ad i ty³ szare. GD3 Karton chromowy typu duplex, specjalny objêtociowy maks. 1,3 cm3 /g. Wierzch bezdrzewny lub lekko drzewny bia³y. Wk³ad i ty³ szare. c) Karton niepowlekany (U) Substytut kartonu chromowego (UC), ma pozycjê specjaln¹. Jego wysokiej jakoci wierzch celulozowy jest matowy i ma dobr¹ drukownoæ. Gatunki UC1 Substytut kartonu chromowego. Wierzch i ty³ bezdrzewne bia³e. Wk³ad jasny. Jest stosowany prawie wy³¹cznie jako materia³ nony kartonu powlekanego z wysokim po³yskiem (GC1 ). 40 Echo farb drukarskich 6 UC2 Substytut kartonu chromowego. Wierzch bezdrzewny bia³y. Wk³ad i ty³ jasne. UTt Karton typu triplex. Wierzch bezdrzewny bia³y. Wk³ad szary. Ty³ jasny. UT2 Karton typu triplex. Wierzch lekko drzewny bia³y. Wk³ad szary. Ty³ jasny. UD1 Karton typu duplex. Wierzch bezdrzewny bia³y. Wk³ad i ty³ szare. UD2 Karton typu duplex. Wierzch lekko drzewny bia³y. Wk³ad i ty³ szare. Sk³ad i budowa kartonu Karton na pude³ka sk³adane jest produkowany z ró¿nych rodzajów mas w³óknistych. W prawie wszystkich gatunkach wierzch jest powlekany. Do kartonu stosuje siê nastêpuj¹ce rodzaje mas w³óknistych: · w³ókna celulozowe, niebielone i bielone, · cier drzewny, niebielony i bielony, · w³ókna z makulatury papierowej, kartonowej i tekturowej Jakoæ wierzchu odgrywa decyduj¹c¹ rolê w zadrukowywaniu kartonu. Aby uzyskaæ kontrastowy, soczysty obraz drukowy, prawie wszystkie gatunki kartonu do produkcji pude³ek sk³adanych powleka siê odpowiednimi mieszankami, które sk³adaj¹ siê w oko³o 80-90% z pigmentów i w 10-20% ze spoiwa. Podstawowymi pigmentami powlekaj¹cymi jest wêglan wapnia i kaolin, Oprócz tego stosuje siê dwutlenek tytanu, biel satynow¹, wodorotlenek aluminium oraz pigmenty z tworzyw syntetycznych (na bazie polistyrolu). Oceniaj¹c przydatnoæ do drukowania nale¿y braæ pod uwagê fakt, ¿e wêglan wapnia jest wra¿liwy na dzia³anie kwanych mediów. Dlatego te¿ mo¿liwe s¹ reakcje ze zbyt kwanym rodkiem zwil¿aj¹cym (pH 4,8) lub lakierami UV utrwalanymi kationowo. Do produkcji spoiw mieszanek powlekaj¹cych u¿ywa siê produktów naturalnych i syntetycznych. Spoiwo musi mieæ wysok¹ zdolnoæ wi¹zania z pod³o¿em, niewielkie zabarwienie w³asne, dobr¹ charakterystykê przyjmowania i oddawania wody oraz winno byæ podatne na tworzenie warstwy farby lub lakieru. Do naturalnych spoiw nale¿¹: skrobia, kazeina, bia³ko sojowe i pochodne (kopolimery) celulozy. Jako syntetyczne spoiwa stosowane s¹: butadien, styren, octan winylu z kwasem akrylowym, alkohol poliwinylowy lub eter poliwinylowy. Oprócz tego stosowane s¹ dodatki takie, jak rodki dysperguj¹ce, regulatory lepkoci, odpieniacze, rozjaniacze optyczne i rodki przeciwdzia³aj¹ce rozmiêkaniu pod wp³ywem wilgoci. Receptury pow³ok kartonów zadrukowywanych wklês³odrukowo i w offsecie w niewielkim stopniu ró¿ni¹ siê od siebie. Wymagania ogólne Karton do produkcji opakowañ musi spe³niaæ nastêpuj¹ce warunki: · mieæ dobr¹ charakterystykê drukoswnoci · zapewniaæ prawid³ow¹ dalsz¹ obróbkê · mieæ dostateczn¹ wytrzyma³oæ · mieæ odpowiedni¹ charakterystykê optyczn¹ · byæ sensorycznie neutralny 2 Pow³oka 20 g/m 2 Wierzch 50 g/m Wk³ad 230 g/m2 2 Ty³ 50 g/m Pow³oka: Wierzch: Wk³ad: Ty³: karotyna, wêglan,lateks 100% celuloazy 100% œcieru drzewnego 100% celulozy i pó³celulozy Rys. 18. Profil kartonu chromowego, 350g/m2. 41 Echo farb drukarskich 6 Charakterystyka drukownoci Dla producentów farb drukarskich szczególnie interesuj¹ca jest charakterystyka drukownoci kartonu, zw³aszcza w sektorze offsetowym. W zeszycie "DruckfarbenEcho" nr 5 omówiono szczegó³owo badania drukownoci. W tym miejscu warto przypomnieæ krótkie zestawienie najwa¿niejszych cech charakterystycznych: · charakterystyka wi¹zania z pod³o¿em. Ze wzglêdu na porowat¹ strukturê powierzchni kartonu, p³ynne, rzadkie sk³adniki farby powinny szybko wsi¹kaæ w pod³o¿e (wi¹zaæ siê z nim). W farbach offsetowych wsi¹kaj¹ w pod³o¿e oleje mineralne a w wypadku farb wklês³odrukowych rozpuszczalniki (czêciowo). Rozpuszczalniki wch³oniête przez karton (tzw. rozpuszczalniki resztkowe) odgrywaj¹ bardzo wa¿n¹ rolê w sensory cznej ocenie opakowania. Zw³aszcza w farbach offsetowych proces wsi¹kania w pod³o¿e determinuje przebieg schniêcia farby, przyjmowanie warstw wie¿ej farby przy druku "mokro na mokro" oraz charakterystykê zachowania druków w warukach stosu. W wypadku zbyt szybkiego wsi¹kania w pod³o¿e, mo¿e dochodziæ do odk³adania siê farby w kolejnych zespo³ach drukuj¹cych. Tak zwany motting w postaci chmurzastego wydruku w drukowaniu wielobarwnym mo¿e byæ spowodowany nierównomiernym wsi¹kaniem spoiwa w powlekan¹ powierzchniê kartonu. · wytrzyma³oæ powierzchni. Ze wzglêdu na wysok¹ ci¹gliwoæ farb offsetowych podczas ich podzia³u i przechodzenia z obci¹gu gumowego na powierzchniê kartonu powstaj¹ stosunkowo du¿e si³y rozci¹gaj¹ce. Zjawisko to wymaga okrelonej wytrzyma³oci powierzchni kartonu. W przeciwnym razie mo¿e dochodziæ do wyrywania w³ókien i cz¹stek pow³oki z jego powierzchni. Mo¿na temu przeciwdzia³aæ redukuj¹c ci¹gliwoæ farby przez dodanie oleju drukarskiego lub past przeciwdzia³aj¹cych zrywaniu powierzchni pod³o¿a drukowego, ale odbywa siê kosztem pogorszenia jakoci obrazu drukowego np. w postaci przyrostu punktu. · podatnoæ na lakierowanie. Pude³ka sk³adane s¹ najczêciej lakierowane a wiêc kartony do produkcji opakowañ sk³adanych musz¹ mieæ dobr¹ podatnoæ na lakierowanie tzn. lakier musi siê k³aæ równomiernie na powierzchni Wartoœci po³ysku Karton Karton + lakier Karton + farba GGZ 70 97 43 95 GZ 9 72 23 73 GC2 typ 2 7 74 25 79 GC2 typ 1 12 78 25 82 GO2 10 72 26 76 Symbol kartonu Karton +farba +lakier Tabela 2. Wp³yw ró¿nych gatunków kartonu na po³ysk farby, lakieru oraz kombinacje farby i lakieru. kartonu równie¿ w zadrukowanych miejscach i mieæ po³ysk. Polysk zastosowanego lakieru zale¿y tak¿e od g³adkoci powierzchni i ch³onnoci kartonu. Najlepsz¹ metod¹ zbadania wp³ywu kartonu na po³ysk lakieru jest wykonanie druków próbnych. Dotyczy to offsetowych lakierów drukowych, lakierów dyspersyjnych i lakierów UV, a tak¿e lakierów stosowanych we wklês³odruku. Wp³yw ró¿nych gatunków kartonu na polysk lakieru dyspersyjnego ilustruje rys. 19. · g³adkoæ. Zw³aszcza wklês³odruk stawia bardzo wysokie wymagania odnonie g³adkoci powierzchni kartonu opakowaniowego. Do ustalania g³adkoci stosuje siê obecnie metody pneumatyczne wg Bekka metodê Parker-Print-Surf lub metodê Bendtsena. Do oceny g³adkoci jako kryterium drukownoci we wklês³odruku mo¿na stosowaæ bardzo ciekaw¹ metodê "Ustalania g³adkoci jako czêci kontaktowej wed³ug metody Instytutu FOGRA". Metod¹ t¹ ustala siê optycznie czêæ kontaktow¹ polerowanej powierzchni szklanej p³yty (w %) z powierzchni¹ kartonu pod zdefiniowanym dociskiem. a a Miejsce Miejsce bez kontaktu kontaktu Rys. 19. Pomiar po³ysku metod¹ czêciowego kontaktu wg Instytutu FOGRA. 42 Echo farb drukarskich 6 Charakterystyka kartonów pod k¹tem dalszej obróbki Dalszymi parametrami technologicznymi kartonów s¹: p³askoæ, stabilnoæ wymiarowa, podatnoæ na bigowanie, nacinanie i sztancowanie oraz sklejanie. Dobra p³askoæ arkuszy kartonu jest konieczna podczas takich etapów technologicznych, jak drukowanie, krojenie i sztancowanie. Kontrola p³askoci odbywa siê wizualnie. Stabilnoæ wymiarowa wzglêdnie dok³adnoæ krojenia jest kontrolowana na sto³ach pomiarowych. Karton na pude³ka sk³adane mo¿e mieæ odchylenia rzêdu +3 mm (+0,3%) i odchylenie k¹towe maks. 2 mm na 100 cm krojonej d³ugoci. Wytrzyma³oæ mechaniczna kartonu Do najwa¿niejszych parametrów kartonu na opakowania sk³adane nale¿y podatnoæ na bigowanie, nacinanie i sztancowanie. Podatnoæ na bigowanie ustala siê próbnym urz¹dzeniem biguj¹cym wg normy DIN 55437. Podatnoæ na nacinanie i sztancowanie zale¿y od zawartoci popio³u, ciê¿aru w³aciwego materia³u i jego gruboci, zawartoci wody i strukturalnej wytrzyma³oci kartonu. Podatnoæ na sklejanie Aby oceniæ podatnoæ na sklejanie przeprowadza siê testy zwil¿ania i ch³onnoci. Zasadniczo zaleca siê zawsze wykonanie badañ podatnoci na sklejanie w warunkach praktycznych. Do dzisiaj stosuje siê sklejanie w miejscach powlekanych lakierem dyspersyjnym, ale w tym celu trzeba wykorzystywaæ kleje specjalne. Mo¿na wtedy lakierowaæ ca³e powierzchnie, bez pomijania miejsc przewidzianych do klejenia. Oszparowania w lakierowaniu s¹ konieczne dla uzyskania szybkiego schniêcia klejonego miejsca. Charakterystyka optyczna Charakterystyka optyczna obejmuje stopieñ bia³oci, lokalizacjê barwy i po³ysk. Stopieñ bia³oci jest ustalany wg normy DIN 53145 czêæ 1 i 2. Po³ysk mo¿e byæ równie¿ mierzony metod¹ DIN (DIN 54502). Barwy ustala siê przyrz¹dami kolorymetrycznymi (DIN 53140). Do ustalania barwy konieczne s¹ 3 sk³adowe trójchromatyczne. Najczêciej stosowanym systemem pomiaru barwy jest system CIELAB. Kolor warstewki farby drukarskiej zale¿y w du¿ej mierze od charakterystyki optycznej kar- Wzornik papieru GD2 GC2 GZ L* 85,57 a* 2,35 b* 44,07 DE - 84,37 84,89 87,87 2,77 4,12 2,91 48,92 49,20 49,35 5,01 5,47 5,79 Rodzaj wiat³a/obserwator: D 65/10° Geometria pomiaru: 45°/0° tonu. Dotyczy to zw³aszcza jasnych kolorów. Na przyk³adzie farby HkS 1 K pokazano wp³yw 3 gatunków kartonu na koñcow¹ barwê: Widaæ tu wyranie stosunkowo du¿¹ ró¿nicê barw DE wynosz¹c¹ ponad 5 w porównaniu do druku próbnego na oryginalnym pod³o¿u drukowym wzornika HKS. Charakterystyka sensoryczna Podstawy sensoryki zostan¹ omówione w dalszej czêci opracowania. Opakowaniom przeznaczonym do ¿ywnoci lub u¿ywek stawia siê bardzo wysokie wymagania odnonie cech sensorycznych (zapachu, wzglêdnie neutralnoci smakowej w stosunku do pakowanego towaru). Nale¿y najpierw wyjæ z za³o¿enia, ¿e wartoci Robinson niezadrukowanego kartonu nie przekraczaj¹ 1,0 w tecie smakowym i zapachowym. Jakie sk³adniki s¹ najwa¿niejsze pod wzglêdem sensorycznym? W najnowszej publikacji GRUPY HUBERA "Uci¹¿liwe zapachy w przemyle papierniczym i kartoniarskim" omówiono ewentualne przyczyny tych zapachów, ich analizê i rodki zaradcze. Nale¿y jednak odró¿niæ w tym wypadku procesy fizyko-chemiczne od mikrobiologicznych. Uci¹¿liwe zapachy powstaj¹ na skutek procesów fizyko-chemicznych - utleniania kwasów t³uszczowych i kwasów ¿ywicznych z celulozy. Tworz¹ siê wtedy produkty reakcji o intensywnym zapachu w³asnym takie, jak kwasy t³uszczowe o krótkich wi¹zaniach ³añcuchowych, aldehydy, ketony lub alkohole (heksanol). Specjalne produkty przemiany materii mikroorganizmów, powstaj¹ce podczas procesów mikrobiologicznych, mog¹ dawaæ produkty koñcowe reakcji, charakteryzuj¹ce siê intensywnym zapachem w³asnym. 43 Echo farb drukarskich 6 SMAK Wartoœæ testu Robinson 3,5 GC2 + GA Zawijki pap. + GA GC2 + GA Zawijki pap. + N 90000 N 9000 = Farba schn¹ca oksydacyjnie GA = Farba o niewielkim zapachu w³asnym 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 M C+M C+M+G Warstewki farby Rys. 20. Wp³yw warstewki farby na wartoæ testu smakowego Robinsona. Interakcje farb drukarskich i lakierów z pod³o¿ami drukowymi oraz pakowanymi materia³ami i towarami Farba drukarska, lakier, pod³o¿e drukowe Do tej pory niewiele wiadomo na temat wzajemnego oddzia³ywania na siebie farby drukarskiej, lakieru i pod³o¿a drukowego pod wzglêdem sensorycznym. Mo¿na za³o¿yæ ¿e problemy z sensoryk¹ rosn¹, je¿eli zwiêksza siê stopieñ uszlachetnienia opakowania (stopieñ krycia powierzchni farb¹, gruboæ warstewki farby, iloæ lakieru itd.). Na rys. 21 i 22 przedstawiono ró¿ne czynniki wp³ywaj¹ce na wartoci testów Robinson. Farby skalowe wg skali europejskiej by³y nadrukowywane 1 , 2 lub 3 warstwami farby o gruboci 1 mm ka¿da na karton i papier zawijkowy. Do druku u¿ywano dwóch serii farb, a mianowicie, seriê GA o niewielkim zapachu w³asnym oraz standardow¹ seriê farb schn¹cych oksydacyjnie. Pogrubienie warstewki farby z 1 do 3 mm pogarsza³o wartoæ testów Robinson o jednostkê wartoci. W druku na kartonie ze wzglêdu na korzystniejszy stosunek farby i pod³o¿a drukowego uzyskano lepsze wartoci ni¿ w druku na papierze. Warunkiem osi¹gniêcia mniej wiêcej takich samych wartoci testów Robinson porównania papieru i farby przed zadrukowaniem i brak niespodziewanych procesów interakcyjnych. Nale¿y tak¿e zwróciæ uwagê na to, ¿e nak³adanie farby zale¿y od rodzaju pod³o¿a drukowego. Przyk³adowo - do zadrukowania pod³o¿y niepowlekanych potrzeba o 30%, a w skrajnych przypadkach nawet jeszcze wiêcej farby ni¿ do zadrukowywania powlekanych pod³o¿y drukowych. W testach smakowych seria GA (o niewielkim zapachu w³asnym) wypada o 1 ,5 stopnia lepiej ni¿ standardowo schn¹ca seria farb. Ró¿nica w testach zapachowych ju¿ nie jest taka jednoznaczna. Sensoryczne wartoci opakowania zale¿¹ tak¿e od wilgotnoci tzn. bezwzglêdnej zawartoci wody w opakowaniu. Wzrost zawartoci wody w stosie oznacza pogorszenie wartoci sensorycznych. Podczas drukowania rodek zwil¿aj¹cy jest doprowadzany bezporednio do pod³o¿a drukowego przez gumowy obci¹g, wzglêdnie przez zemulgowan¹ farbê offsetow¹. Nastêpnie podczas powlekania lakierem dyspersyjnym, naniesienie 4 g/m2 44 Echo farb drukarskich 6 ZAPACH Wartoœæ testu Robinson 4,0 GC2 + GA Zawijki pap. + GA GC2 + GA Zawijki pap. + N 90000 N 9000 = Farba schn¹ca oksydacyjnie GA = Farba o niewielkim zapachu w³asnym 3,0 2,0 1,0 0 M C+M C+M+G Warstewki farby Rys. 21. Wp³yw warstewki farby na wartoæ testu zapachowego Robinsona. lakieru oznacza przeniesienie oko³o 2 g/m 2 wody. W czasie drukowania wilgoæ w stosie mo¿e wzrosn¹æ o oko³o 10%. Zgodnie z naszymi dowiadczeniami wzglêdna wilgotnoæ w stosie nie powinna przekraczaæ 60% a zakres idealny wynosi 50 do 55% wilgotnoci wzglêdnej. W tym miejscu nie mo¿na pomin¹æ typowej interakcji pod³o¿a drukowego i lakieru. Lakiery utrwalane kationowo reaguj¹ z wêglanem wapnia, stosowanym chêtnie do pow³ok powlekanych pod³o¿y drukowych. Utrudnia i zak³óca to przebieg schniêcia lakieru i narusza neutralnoæ zapachow¹ bardzo istotn¹ cechê lakieru UV utrwalanego kationowo. Problem ten mo¿na zlikwidowaæ, stosuj¹c dyspersyjny lakier podk³adowy, ale konieczne jest przetestowanie odpornoci na zadrapania i na tamê samoprzylepn¹. Wartoæ graniczna testu Robinson wynosi - zgodnie z norm¹ DIN - 2,5. W niektórych wypadkach wymagana jest wartoæ 2,0. Warunki uzyskania granicznej wartoci 2,5: · zastosowanie farb o niewielkim zapachu w³asnym (GA), a do wklês³odruku farb z wyselekcjonowanymi rozpuszczalnikami, · u¿ycie lakierów wodorozcieñczalnych o ³agodnym zapachu w³asnym. W wypadku lakierów UV nale¿y zastosowaæ lakiery UV utrwalane kationowo. · unikaæ skrajnego krycia powierzchni farb¹ (krycie nie powinno byæ wy¿sze ni¿ 200%) - dotyczy to zw³aszcza druku dwustronnego, · pod³o¿a drukowe nie powinny przekraczaæ wartoci 1 ,0 testu Robinson, · wilgotnoæ wzglêdna stosu nie powinna przekraczaæ 60%. 45 Echo farb drukarskich 6 · temperatura i czas przechowywania · ilociowy stosunek materia³u opakowaniowego do ¿ywnoci. Karton Wosk ¯ywnoœæ Farba Rys. 23. Test migracji sk³adników farby przez karton w eksyktatorze. Interakcja z pakowanymi towarami i materia³ami (migracja) W opakowaniach podstawowych sk³adniki farb lub pod³o¿a drukowego mog¹ negatywnie oddzia³ywaæ na zapakowane produkty zapachowo i/lub smakowo nawet je¿eli sk³adniki te z regu³y s¹ nieszkodliwe dla cz³owieka. W grê wchodz¹ nastêpuj¹ce parametry wp³ywu sensorycznie aktywnych sk³adników opakowania na znajduj¹ce siê w nim produkty: · sensoryczna wartoæ progowa sk³adników · szybkoæ dyfuzji i stê¿enie sk³adników w materiale opakowaniowym · rodzaj ¿ywnoci · szybkoæ dyfundowania sk³adników w ¿ywnoci Sensorycznie aktywnymi sk³adnikami farb drukarskich mog¹ byæ przyk³adowo rozpuszczalniki, produkty rozpadowe powstaj¹ce podczas schniêcia farby lub sk³adniki spoiwa. Do przebadania migracji sk³adników farb drukarskich przez opakowanie do pakowanego towaru opracowalimy nieskomplikowan¹ metodê. Na parowniczce testowej, s³u¿¹cej do ustalania przepuszczalnoci pary wodnej zgodnie z norm¹ DIN 53122 umieszcza siê 2 g odwa¿onej farby lub lakieru. Karton wk³ada siê zadrukowan¹ stron¹ w dó³ do parowniczki a brzegi zakleja woskiem. Na wewnêtrzn¹, niezadrukowan¹ i skierowan¹ do góry stronê kartonu k³adzie siê ¿ywnoæ. Ca³y uk³ad przechowuje siê w eksykatorze 48 godzin w temperaturze pokojowej. T¹ metod¹ mo¿na równie¿ badaæ zadrukowane wykroje. Po up³ywie czasu przechowywania, ¿ywnoæ oceniana jest sensorycznie, a w razie potrzeby metod¹ chromatografii gazowej. Metoda ta to szybki test zastêpuj¹cy metody jeszcze nie wprowadzone do powszechnego stosowania a wi¹¿¹ce w myl § 31 "Przechodzenie substancji na ¿ywnoæ". 47 Echo farb drukarskich 6 Ustawowe wymogi ochrony u¿ytkownika odnonie farb drukarskich i opakowañ kartonowych Dr Peter Reißmann Uwagi ogólne Ju¿ Goethe jako prawnik zauwa¿y³ szyderczo, ¿e brak³oby czasu na przekraczanie prawa, gdyby chcia³o siê je poznaæ w ca³oci. I chocia¿ od tego czasu sytuacja znacznie siê skomplikowa³a, to nale¿y podkreliæ, ¿e normy prawne chroni¹ zarówno u¿ytkownika, jak i producenta przedmiotów u¿ytkowych, zw³aszcza opakowañ. Przepisy prawa u³atwiaj¹ tak¿e podejmowanie decyzji czysto technicznych. Stosuj¹c siê do ogólnych wymogów prawa mo¿na wyeliminowaæ koniecznoæ indywidualnych badañ i unikn¹æ wysokich kosztów. Oprócz cile prawnych przepisów istnieje wiele norm, które nie maj¹ charakteru prawnego, jak np. zalecenia niemieckiego Ministerstwa Zdrowia (BGA) lub normy EN (normy obowi¹zuj¹ce w EWG). Zbiór tych norm s³u¿y ochronie zdrowia u¿ytkownika i stanowi podstawê produkcji wszelkiego rodzaju opakowañ. Nieznajomoæ tych norm lub ich nieprzestrzeganie mo¿e zagra¿aæ zdrowiu u¿ytkownika i mo¿e mieæ negatywne konsekwencje dla przedsiêbiorstwa. Odnonie pod³o¿y drukowych, a zw³aszcza papieru i tworzyw sztucznych, istnieje ca³y szereg normatywnych wymogów prawnych. Jeli natomiast chodzi o farbê drukarsk¹, to sytuacja nie jest tak precyzyjnie uregulowana pod wzglêdem prawnym. Mimo to musimy naturalnie cile przestrzegaæ odpowiednich przepisów w recepturowaniu farb do drukowania opakowañ, a zw³aszcza opakowañ ¿ywnoci. Chocia¿ prawo ma pewne luki odnonie ochrony zdrowia i rodowiska naturalnego, to w odniesieniu do projektowania opakowañ nieszkodliwych dla zdrowia i rodowiska naturalnego oba te cele wzajemnie siê uzupe³niaj¹. Ustawa o ¿ywnoci i przedmiotach u¿ytkowych (LMBG) Ustawa o obrocie ¿ywnoci¹, wyrobami tytoniowymi, kosmetykami i innymi przedmiotami u¿ytkowymi (w nowym ujêciu z 8 lipca 1993) podaje podstawowe wskazówki odnonie projektowania opakowañ, zw³aszcza opakowañ ¿ywnoci. § 30 ust. 1 zakazuje takiej produkcji przedmiotów u¿ytkowych, która mo¿e szkodziæ zdrowiu ze wzglêdu na sk³adniki. Oprócz tego § 31 ust, 1 mówi, ¿e: "Zakazuje siê..., aby przedmioty u¿ytkowe by³y stosowane przemys³owo w taki sposób, ¿e z nich przechodz¹ substancje na ¿ywnoæ lub jej powierzchniê. Wyj¹tek stanowi¹ te sk³adniki, których przechodzenie na ¿ywnoæ jest nieuniknione, ale które s¹ nieszkodliwe dla zdrowia i nie wp³ywaj¹ na smak ¿ywnoci". W tym miejscu nastêpuje definicja przechodzenia substancji na inn¹ substancjê (migracji), nies³ychanie wa¿na dla ca³ej tej problematyki. Ustawodawca dokonuje rozró¿nienia miêdzy migracj¹ ogóln¹, podawan¹ w mg/kg wzglêdnie w mg/dm2 powierzchni kontaktowej oraz miêdzy wartociami migracji, specyficznymi dla danej substancji (SML). Oprócz tego istniej¹ jeszcze zawartoci maksymalne, specyficzne dla danej substancji (Om), które mog¹ byæ zawarte w materiale opakowaniowym. Nale¿y zaakcentowaæ tolerowane przechodzenie sk³adników, których migracje s¹ nieuniknione w w/w warunkach ze wzglêdów technicznych, trzeba jednak podkreliæ, ¿e oba warunki tj. nieszkodliwoci zdrowotnej, zapachowej i smakowej oraz technicznej nieuchronnoci, musz¹ byæ spe³nione, aby móg³ nast¹piæ bezporedni kontakt z pakowanym towarem. Dla unikniêcia "zagro¿enia zdrowia" producenci farb stosuj¹ podwójn¹ strategiê. Odpowiednie recepturowanie, wykluczaj¹ce substancje szkodliwe, czyni bezprzedmiotowym wynikaj¹cy z § 32 obowi¹zek ochrony zdrowia. Z drugiej strony, wykluczenie bezporedniego kontaktu farby drukarskiej z pakowanym towarem ju¿ z góry czyni wysoce nieprawdopodobnym przechodzenie sk³adników farby drukarskiej na pakowany towar pod warunkiem, ¿e pod³o¿e drukowe spe³nia rolê bariery ochronnej. 48 Echo farb drukarskich 6 Zarz¹dzenie o przedmiotach u¿ytkowych teria stosowania papierów recyclingowych w sektorze opakowañ ¿ywnoci. Zarz¹dzenie o przedmiotach u¿ytkowych z 10 kwietnia 1992 r. z ostatni¹ zmian¹ z 16 grudnia 1996 r. to realizacja zaleceñ Unii Europejskiej w prawie niemieckim, dotycz¹cym przedmiotów u¿ytkowych z tworzyw sztucznych. S¹ tu wymienione monomery i inne substancje wyjciowe do produkcji przedmiotów u¿ytkowych do ¿ywnoci, a tak¿e odpowiednie wskazówki odnonie ograniczeñ. W wypadku przedmiotów u¿ytkowych do ¿ywnoci wykonanych z tworzyw sztucznych glo-balny limit migracji wynosi 10 mg/dm2. Nale¿y podkreliæ, ¿e zgodnie z § 4 zarz¹dzenie to nie dotyczy farb drukarskich. Drugie zarz¹dzenie ze zmian¹ zarz¹dzenia o przedmiotach u¿ytkowych z dnia 15 lipca 1994 r. zakazuje stosowania okrelonych barwników azoniowych do produkcji przedmiotów u¿ytkowych. Zakaz ten jest równie¿ warunkiem uzyskania znaku ekologicznego "B³êkitny anio³" zgodnie z wymogami RAL. Substancji tych nie u¿ywano ju¿ do produkcji farb drukarskich w sektorze ¿ywnoci, zanim zarz¹dzenie wesz³o w ¿ycie. Inne uwagi Zalecenia niemieckiego Ministerstwa Zdrowia (BGA) Zalecenia obecnego Federalnego Urzêdu Ochrony Zdrowotnej U¿ytkownika i Medycyny Weterynaryjnej (BgVV) nie s¹ normami prawnymi, ale zgodnie z aktualnym stanem wiedzy i techniki stwierdzaj¹, jakim warunkom innej ustawy musi odpowiadaæ przedmiot u¿ytkowy z wysoko spolimeryzowanych substancji, aby spe³niaæ wymóg nieszkodliwoci dla zdrowia. Zalecenia te s¹ przewidziane w pierwszym rzêdzie dla pod³o¿y drukowych i nie odnosz¹ siê bezporednio do farb drukarskich. Producenci tych ostatnich stosuj¹ siê jednak do zalecenia IX odnonie barwników do tworzyw sztucznych. Dla sektora pod³o¿y drukowych najwa¿niejsze jest zalecenie XXXVI odnonie papieru, kartonu i tektury, stykaj¹cych siê z ¿ywnoci¹. Lista pozytywna z tego zarz¹dzenia daje gwarancjê, ¿e w wypadku jej przestrzegania, producenci opakowañ i materia³ów opakowaniowych oraz farb drukarskich i lakierów przestrzegaj¹ przepisów prawa odnonie ¿ywnoci. W punkcie a) wymienione s¹ jednoznaczne kry- Obok podstawowych norm prawnych istnieje ca³y szereg wymogów, które równie¿ powinny byæ uwzglêdnione w produkcji opakowañ kartonowych. Zarz¹dzenie o opakowaniach stawia produkcji opakowañ wymóg ogólny, aby odbywa³a siê w sposób nie utrudniaj¹cy ponownego wykorzystania materia³u opakowaniowego. Farby drukarskie spe³niaj¹ ten wymóg i nie s¹ elementem utrudniaj¹cym recycling. Przy tak wysoko zaawansowanej technologii recyclingu tak¿e papier nie sprawia ¿adnych k³opotów. Problematyczny mo¿e byæ jedynie recycling materia³ów wielowarstwowych. Równie istotn¹ rolê odgrywa ca³y szereg norm, wzglêdnie wymogów odnonie przedmiotów u¿ytkowych. S¹ to miêdzy innymi normy zajmuj¹ce siê odpornoci¹ opakowañ na oddzia³ywanie pakowanego towaru, poniewa¿ mimo wykluczenia bezporedniego kontaktu, nie mo¿na ca³kowicie wyeliminowaæ ewentualnoci zetkniêcia siê druku zewnêtrznego z pakowanym towarem. Nale¿¹ równie¿ do tego krêgu normy testowania smakowego i zapachowego. Bardzo du¿e znaczenie ma norma EN 71 czêæ 3, która reguluje wymogi odnonie rozpuszczalnych zawartoci metali ciê¿kich w zabawkach dla dzieci (³¹cznie z opakowaniami). Wartoci graniczne wymagane w tym zarz¹dzeniu s¹ zachowane w farbach drukarskich, ale w specjalnych przypadkach zaleca siê skonsultowanie z producentem farb. W wypadku opakowañ nale¿y tak¿e przestrzegaæ tzw. wymogu CONEG. Jest to norma umieszczona w zarz¹dzeniu Unii Europejskiej odnonie opakowañ. Maksymalna zawartoæ czterech toksycznych metali ciê¿kich: o³owiu, kadmu, rtêci i chromu szeciowartociowego mo¿e wynosiæ w materiale opakowaniowym 100 ppm. Farby drukarskie utrzymuj¹ siê ju¿ od dawna w granicach wartoci granicznych. Ca³kowita analiza wszystkich wymogów prawnych jakie winno spelniaæ opakowanie jest bardzo skomplikowana. Dla przejrzystoci nale¿y pos³u¿yæ siê przewodnikiem po przedmiotach u¿ytkowych do ¿ywnoci, opracowanym przez Hofelmanna i Piringera. Echo farb drukarskich 6 Staje siê wtedy jasne ¿e zarz¹dzenie o przedmiotach u¿ytkowych do ¿ywnoci obejmuje tylko opakowania z celulozy ceramiki i czêciowo z tworzyw sztucznych, pomijaj¹c inne materia³y opakowaniowe. W wypadku tych ostatnich trzeba znowu siêgaæ do abstrakcyjnych podstaw ustawy o ¿ywnoci (LMBG) wzglêdnie do zaleceñ Niemieckiego Ministerstwa Zdrowia (BGA). Prawodawstwo Unii Europejskiej Nie jest zaskoczeniem ¿e istotne wymogi ramowych wskazówek 89/109 EWG wzglêdem przechodzenia sk³adników opakowania na ¿ywnoæ pokrywaj¹ siê z wymogami ustawy o ¿ywnoci. Wytyczne do wskazówek zajmuj¹ siê g³ównie tworzywami sztucznymi celuloz¹ i ceramik¹, co oznacza, ¿e przedmioty u¿ytkowe, których podstaw¹ jest papier nie s¹ jeszcze objête szczegó³owymi uregulowaniami prawnymi. W przygotowaniu s¹ jednak wi¹¿¹ce pod wzglêdem prawnym projekty rezolucji dotycz¹ce papierów, tektury i farb drukarskich. Opracowuje je Rada Europejska, podczas gdy wskazówki okreli Komisja Unii Europejskiej. Ró¿ny te¿ jest prawny ciê¿ar gatunkowy obu projektów. Wskazówki s¹ wi¹¿¹ce pod wzglêdem prawnym i s¹ uwzglêdniane w prawach poszczególnych krajów UE, rezolucje natomiast maj¹ tylko charakter zaleceñ. Bardzo przydatnym narzêdziem oceny przedmiotów u¿ytkowych, które stykaj¹ siê bezporednio z ¿ywnoci¹ jest Practical Guide nr 1. Znajduj¹ siê w nim objanienia do pozytywnej listy tworzyw sztucznych i opis metody oceny materia³ów i umieszczania nowych materia³ów na licie w sposób przedstawiony w Synoptic Document Nr 7. Zastosowania praktyczne Ze wzglêdu na skomplikowan¹ sytuacjê prawn¹ abstrakcyjne wymogi prawne i wysoki stopieñ 49 podzia³u pracy, kompleksowa ochrona konsumenta jest mo¿liwa przy wspó³pracy wszystkich bior¹cych udzia³ w produkcji opakowañ. Formalnie za opakowanie odpowiada producent i pakuj¹cy. Jednakie zadowalaj¹ce rozwi¹zanie problemu ochrony konsumenta jest mo¿liwe tylko przy wspó³pracy wszystkich poddostawców, poniewa¿ tylko w taki sposób mo¿na zagwarantowaæ przep³yw informacji i odpowiednio reagowaæ. Dostawca pod³o¿a drukowego jest w takim samym stopniu odpowiedzialny za opakowanie, jak producent farb drukarskich, jednak¿e i oni nie mog¹ przekazywaæ dalej ¿adnych zaleceñ, je¿eli nie znaj¹ przeznaczenia opakowania. Producent farb drukarskich czyni wszystko, aby profilaktycznie zapewniæ maksymaln¹ ochronê producenta. Ze wzglêdu na szeroki wachlarz wymogów stawianych farbom i lakierom, nierealne jest wyprodukowanie uniwersalnej farby zrecepturowanej tak, aby nadawa³a siê do wszystkich opakowañ. Z tego te¿ powodu konieczna jest cis³a wspó³praca producentów opakowañ, farb i lakierów jeszcze przed zaprojektowaniem opakowania, a nie dopiero wtedy, gdy dochodzi do zastosowania standardowo zrecepturowanych farb w opakowaniach do kuchenek mikrofalowych, a w konsekwencji do reklamacji. Jak ju¿ wspomniano, ustawowe ramy prawne s¹ u³atwieniem w projektowaniu wszelkiego rodzaju opakowañ i je¿eli s¹ przestrzegane to korzystanie z danego opakowania nie stanowi ¿adnego niebezpieczeñstwa. W razie w¹tpliwoci lub braku koniecznych danych, mo¿na indywidualnie przetestowaæ opakowanie pod k¹tem nieszkodliwoci w odpowiednim, znanym instytucie. 51 Echo farb drukarskich 6 Ochrona prawna oryginalnoci produktu Mgr in¿. Peter Schiffmann Co to jest ochrona prawna oryginalnoci produktu Od 1 lipca 1990 r. wesz³a w ¿ycie ustawa o wzmocnieniu ochrony w³asnoci intelektualnej i zwalczaniu fa³szerstw produktów. Ustawa ta zawiera istotne zmiany i uzupe³nienia dotycz¹ce ochrony prawnej w³asnoci intelektualnej (ochrona prawna do marki, prawa autorskiego, wzorów smakowych, ochrona patentowa, ochrona pó³przewodników i gatunków). Ca³y ten pakiet prawny ma pomóc w zwalczaniu piractwa gospodarczego. Dotyczy to przypadków fa³szowania marki produktu, podkradania nazwy firmowej przez tworzenie natrêtnych skojarzeñ (np. VIVA, NEDA, NIEVINA zamiast NIVEA), jak równie¿ naladownictwo produktów z fa³szowaniem marki produktu lub bez. W wypadku naladownictw nastêpuje rozró¿nienie miêdzy "niewolniczym" naladownictwem (kopia 1:1) i ³udz¹co podobnym naladownictwem orygina³u. Straty na skutek fa³szowania produktów W informacji fachowego czasopisma "Artyku³y markowe" 3/94, str. 135 ("Markenartikel") zwrócono uwagê, ¿e w niektórych bran¿ach przemys³u produkuj¹cego markowe artyku³y, wartoæ pirackiej produkcji wynosi do 8% produkcji ogó³em. Dotyczy to zw³aszcza: · przemys³u komputerowego (np. pirackich kopii oprogramowania lub inaczej zadeklarowanych mikroprocesorów) · przemys³u elektronicznego · przemys³u kosmetycznego · przemys³u spo¿ywczego · mediów (np. pirackich kopii kaset audio-video) · przemys³u metalowego (np. czêci zamiennych do samochodów i samolotów) · przemys³u naftowego · przemys³u farmaceutycznego · produkcji zegarków rêcznych · przemys³u tytoniowego W wypadku szacowania strat nale¿y tak¿e braæ pod uwagê straty spowodowane naprawami (je¿eli nie mo¿na w prosty sposób odró¿niæ fa³szywego produktu od orygina³u) i utrat¹ zaufania do firmy, wywo³an¹ przez z³¹ jakoæ sfa³szowanego produktu. W jaki sposób mo¿na urzeczywistniæ ochronê prawn¹ oryginalnego produktu Nale¿y najpierw rozwa¿yæ, kto powinien rozpoznawaæ orygina³. Czy · tylko producent · urz¹d celny · handel detaliczny i hurtowy · konsument Istnieje mo¿liwoæ nadawania specyficznych cech opakowaniu lub etykiecie specjalnymi farbami drukarskimi i nie jest to zbyt kosztowne. Nale¿y odró¿niaæ specyficzne znaki rozpoznawalne tylko specjalnymi metodami od znaków rozpoznawalnych "go³ym okiem". Znaki specjalne powinny byæ tajne i poufne. Znaki specjalne "go³ym okiem" rozpoznawalne Farby interferencyjne S¹ to farby sito- i wklês³odrukowe, daj¹ce ró¿ne wra¿enia barwne przy zmianie k¹ta patrzenia. Drukuj¹c tymi farbami oryginalne, "zmylne" motywy mo¿na skutecznie zabezpieczyæ siê przed fa³szerstwem. Echo farb drukarskich 6 Farby termiczne (termochromowe) S¹ to farby wklês³o-, sito- i fleksodrukowe, które zmieniaj¹ kolor pod wp³ywem temperatury cia³a i powracaj¹ do poprzedniego, wyjciowego koloru gdy ustaje dzia³anie temperatury cia³a. Jednak¿e oba te rodzaje farb s¹ dostêpne tak¿e dla zawodowych fa³szerzy. Znaki rozpoznawalne specjalnymi metodami Farby fluorescencyjne Farby te stosowane s¹ do zabezpieczeñ oryginalnych produktów. Jednak¿e zabezpieczenia tego rodzaju budz¹ w¹tpliwoci, poniewa¿ standardowe farby fluorescencyjne lub ich sk³adniki s¹ dostêpne tak¿e dla zawodowych fa³szerzy wspieranych czêciowo lub tolerowanych przez rz¹dy ich krajów. Wysokojakociowe farby fluorescencyjne s¹ stosowane wy³¹cznie do drukowania papierów wartociowych i ze wzglêdów bezpieczeñstwa nie mog¹ byæ wykorzystywane do konwencjonalnego zabezpieczenia oryginalnych produktów. Zabezpieczanie znanymi farbami fluorescencyjnymi mo¿e byæ bardziej skuteczne, je¿eli dobierze siê dwie farby fluorescencyjne o jednakowym bia³ym kolorze podstawowym, ale zró¿nicowanym kolorze emisji. Najwa¿niejszy jest w takim wypadku dobór odpowiedniego drukowanego motywu, utrudniaj¹cego manualn¹ reprodukcjê. Badanie mo¿na wykonywaæ rêcznie lamp¹ UV. Aktywowane farby specjalne Tego rodzaju farby specjalne zawieraj¹ odczynnik, reaguj¹cy jedynie ze specjalnym wywo³ywaczem, dostarczanym w postaci mazaka. Jest to nieskomplikowany i tani 52 sposób badania oryginalnoci produktu. System ten jest szczególnie przydatny do badania opakowañ zbiorczych, np. opakowañ papierosów w reimporcie. Farby z cechami specjalnymi, wymagaj¹ce do badania specjalnego urz¹dzenia, dostêpnego tylko upowa¿nionym Farby tego rodzaju mog¹ byæ badane tylko specjalnym urz¹dzeniem dekoduj¹cym. Zarówno farby specjalne, jak i urz¹dzenie kontrolne s¹ dostêpne tylko upowa¿nionym (na podstawie zawartej umowy). W tym wypadku mo¿liwy jest bardzo wysoki stopieñ zabezpieczenia osi¹gany dziêki cis³ej wspó³pracy producenta markowych produktów, drukarñ, producenta urz¹dzenia kontrolnego i fabryki farb drukarskich, przez umiejêtne zgranie w³aciwoci farby o cechach specjalnych z drukowanym motywem i odpowiednio skalibrowanym urz¹dzeniem kontrolnym. Taki system zabezpieczenia oryginalnoci wyrobów mo¿e byæ z powodzeniem obs³ugiwany przez personel bez ¿adnego specjalnego przeszkolenia, daj¹c ca³kowit¹ pewnoæ. Naszym zdaniem system ten, sk³adaj¹cy siê z kilku elementów jest optymalny, jeli chodzi o zabezpieczanie oryginalnych wyrobów. Skuteczne zabezpieczenie oryginalnych wyrobów zale¿y zawsze od zg³oszenia przez producenta odpowiedniej ochrony prawnej, i czy takie zabezpieczanie le¿y w interesie pañstwa. Przyk³adowo w niektórych pañstwach azjatyckich brakuje pewnych podstaw prawnych takiego zabezpieczania, a urzêdy takich pañstw, np. celne nie s¹ zainteresowane ciganiem tych wykroczeñ. Zale¿y to równie¿ od zaanga¿owania handlu i konsumentów. 53 Echo farb drukarskich 6 Metody badañ Podstawy sensoryki Monika Nießne i mgr in¿. Gerolf Nießner Komunikowanie siê z otoczeniem przebiega za porednictwem naszych zmys³ów. Dziêki nim mo¿emy funkcjonowaæ w wiecie zewnêtrznym, zbieraæ informacje i wra¿enia. Wra¿enia s¹ przenoszone przez nasz system nerwowy i np. dziêki zmys³owi widzenia odbieramy promieniowanie elektromagnetyczne o d³ugoci fali 400 nm jako kolor niebieski a o d³ugoci fali 600 nm jako kolor czerwony. Sensoryczna (³ac. sensus - zmys³) jakoæ ¿ywnoci obejmuje smak, zapach, wygl¹d oraz konsystencjê i chocia¿ przy ocenie wra¿eñ zapachowych i smakowych nie mo¿na pomijaæ wp³ywu innych zmys³ów, to w³anie zmys³ smaku i zapachu odgrywa decyduj¹c¹ rolê. Jak to wiêc jest z charakterystyk¹ sensoryczn¹ materia³u opakowaniowego? Materia³y opakowaniowe maj¹, w zale¿noci od sk³adu, mniej lub bardziej intensywny zapach w³asny. Najwa¿niejszy jest jednak wplyw materia³u opakowaniowego na smak zapakowanego towaru. Od opakowañ kartonowych oczekuje siê maksymalnej neutralnoci sensorycznej tzn. mo¿liwie ma³ego wp³ywu na smak i zapach towaru. Smak i wêch nale¿¹ do zmys³ów chemicznych, poniewa¿ bodce wyzwala reakcja biomolekularna. Organy smakowe s¹ umieszczone w ró¿nych miejscach jêzyka i w niewielkich ilociach na podniebieniu, w gardle i na wewnêtrznej stronie policzków. S¹ to kubki smakowe, którymi odbieramy s³odkie, s³one, kwane i gorzkie wra¿enia smakowe. Powierzchnia jêzyka ma ró¿n¹ czu³oæ, i np. koniuszek jêzyka jest wyczulony na s³odki smak, s³ony jest najintensywniej odbierany na przednich krawêdziach, kwany na tylnych krawêdziach jêzyka a gorzki u podstawy. Kubki smakowe dla gorzkiego smaku znajduj¹ siê g³êbiej, u podstawy jêzyka i dlatego ten smak odczuwa siê najpóniej. Cz³owiek ma bardzo czu³y zmys³ wêchu, odró¿nia on wiele woni i zapachów. W¹chaæ mo¿na tylko b³on¹ luzow¹, znajduj¹c¹ siê w górnej czêci nosa. Nerwy wêchowe szybko nasycaj¹ siê zapachem i nie reaguj¹, nawet je¿eli zapach staje siê intensywniejszy. Dlatego te¿ cz³owiek szybko mêczy siê, kontroluj¹c zapachy (z tego powodu np. w perfumerii zaleca siê sprawdzanie maksymalnie trzech zapachów kolejno). Wartoæ progowa zapachu jest ró¿na w rozmaitych substancjach, co demonstruje poni¿ szy przyk³ad: Próg zapachowy mg/m3 1 10 10-6 Zwi¹zek izopropanol wanilina Badania sensoryczne Do oceny charakterystyki sensorycznej opakowañ kartonowych stosuje siê ró¿ne metody badañ. Najbardziej znany jest test Robinson wg normy DIN 10955. Celem badania jest stwierdzenie, czy materia³ opakowaniowy lub pakowany posiada zapach w³asny lub zawiera substancje, które w okrelonych warunkach testowych przechodz¹ na substancjê kontroln¹ wp³ywaj¹c na jej smak porednio, przez powietrze lub w bezporednim kontakcie. Chromatografia gazowa jest stosowana najczêciej do opakowañ zadrukowanych we wklês³odruku, w celu ustalenia resztkowych zawartoci rozpuszczalnika lub innych substancji o intensywnym zapachu w³asnym (jakociowo i ilociowo). Inn¹, mniej przydatn¹ metod¹ jest test Rostagno, polegaj¹cy na poddaniu materia³u opakowaniowego destylacji pary wodnej. 54 Echo farb drukarskich 6 Tabela 3. Test smakowy. Metoda Iloæ próbki Substancja Czas Warunki Skala inten- cm2 kontrolna sk³adowania klimatyczne sywnoci*** (h) w naczyniu 22+/-2 23°C normalne kontrolnym DIN 10 955 Zmodyfiko- 1000 papier maks. 30 g 600 karton (np. czekolada warunki mleczna) pokojowe 160* 5 g wiórków czekolady wany test MHM 24+/-2 23°C normalne warunki mlecznej Wg DIN10 955 pokojowe 2 Przy 75% wilg. 600250 g/m wzglêdnej 300 250 g/m2 15 g wiórków czekolady 44-48 75% wilg. mlecznej wzglêdnej** Wg DIN10 955 * Pod³o¿e drukowe zadrukowane pe³n¹ p³aszczyzn¹ farb¹ 1,5 g/m2 ** Warunki klimatyczne uzyskane nasyconym roztworem NaCI *** Ocena intensywnoci jest dokonywana wg poni¿szej skali: 0 = brak wyczuwalnej zmiany smaku 1 = ledwo wyczuwalna zmiana smaku (jeszcze trudna do zdefiniowania) 2 = s³aba zmiana smaku 3 = wyrana zmiana smaku 4 = mocna zmiana smaku Test Robinson Za pomoc¹ testu Robinson wg normy DIN 10955 sprawdza siê zapach materia³u opakowaniowego i ewentualne zmiany zapachowe substancji testowej np. czekolady mlecznej. Materia³em opakowaniowym mo¿e byæ przyk³adowo zadrukowane pude³ko sk³adane. Dla producentów farb zadaniem najwa¿niejszym by³o opracowanie zmodyfikowanego testu do kontroli farby drukarskiej. Podstaw¹ pomys³u by³o testowanie laboratoryjnie za- drukowanego druku próbnego, wykonanego odpowiedni¹ farb¹. W tabelkach 2+3 zestawione s¹ testy wykonane zgodnie z norm¹ DIN 10955 ze zmodyfikowanymi testami Robinson. W praktyce stosuje siê tak¿e inne zmodyfikowane warianty testu Robinson. T¹ metod¹ sprawdzane s¹ np. opakowania przy podwy¿szonej wilgotnoci wzglêdnej np. 75%, przechowywane przez okrelony czas wspólnie z substancj¹ testow¹. Mog¹ wyst¹piæ tu znaczne odchy³ki w stosunku do wyników, uzyskanych metod¹ z normy DIN. Tabela 3. Test zapachowy. Metoda Iloæ próbki cm2 Substancja kontrolna Czas sk³adowania (h) Warunki klimatyczne w naczyniu kontrolnym Skala intensywnoci** DIN 10955 1000 Butla z szerok¹ szyjk¹ ze szlifem sto¿kowym, 500 m I 22+/-2 23°C normalne warunki pokojowe Wg DIN 10 955 zmodyfikowany test MHM 80* Butla z szerok¹ szyjk¹ ze szlifem sto¿kowym, 500 m I 24+/-2 23°C normalne warunki pokojowe Wg DIN 10 955 * Pod³o¿e drukowe zadrukowane pe³n¹ p³aszczyzn¹, 1 ,5 g/m2 ** Ocena intensywnoci jest dokonywana wg poni¿szej skali: 0 = brak wyczuwalnej zmiany w zapachu 1 = ledwo wyczuwalna zmiana zapachu (jeszcze trudna do zdefiniowania) 2 = s³aba zmiana zapachu 3 = wyrana zmiana zapachu 4 = mocna zmiana zapachu Wyniki poszczególnych badañ nie mog¹ siê ró¿niæ od siebie wiêcej ni¿ o jeden stopieñ, w przeciwnym razie test trzeba powtórzyæ. Przy ocenie nale¿y uzyskaæ redni wynik kilku kolejnych testów i je¿eli wynik nie jest ca³kowity, nale¿y zaokr¹gliæ do 0,5 jednostki intensywnoci; poczynaj¹c od stopnia intensywnoci 2 nale¿y podaæ w kilku s³owach opis zmiany zapachu. 55 Echo farb drukarskich 6 Chromatografia gazowa W chromatografii gazowej substancje lotne s¹ przepuszczane przy pomocy gazu nonego przez kolumnê rektyfikacyjn¹. Je¿eli testowane mieszanki nie wystêpuj¹ w postaci gazowej w temperaturze pokojowej to nale¿y je odparowaæ. Po przejciu przez kolumnê rektyfikacyjn¹ gazy przechodz¹ przez tzw. detektory, rozpoznaj¹ce bardzo ma³e iloci substancji. Jednym z najlepszych rodzajów detektorów jest promieniowo-jonizacyjny ("FID"). Detektor jest po³¹czony z komputerem, rejestruj¹cym iloæ i moment opuszczania kolumny rektyfikacyjnej przez gazy, a nastêpnie wykonuj¹cym tzw. chromatogram gazowy. Identyfikacja poszczególnych substancji nastêpuje przez porównanie z gazowym chromatografem wzorcowym znanych substancji p³ynnych. Mo¿liwa jest zarówno analiza jakociowa, jak i ilociowa. Powierzchnia pod zapisanymi wierzcho³kami, pozwala na ustalanie ilociowe substancji przez porównanie zdefiniowanej iloci. Do badania nieznanych substancji, wystêpuj¹cych np. w opakowaniach kartono- mV wych, mo¿na po³¹czyæ chromatograf gazowy ze spektrometrem masy (MS), s³u¿¹cym do identyfikacji nieznanych substancji. Oprócz tego mo¿na jeszcze w¹chaæ gaz nony, uchodz¹cy z kolumny rektyfikacyjnej, uzyskuj¹c jednoczenie rozdzia³ i identyfikacjê substancji zapachowych przy pomocy detektorów fizycznych i sensorycznych. W gazowo-chromatograficznych badaniach opakowañ stosuje siê równie¿ analizê pary. W tym wypadku badane próbki zamkniête s¹ w buteleczkach testowych, analizowane substancje wyparowuj¹ w wyniku podgrzania i s¹ badane w sposób opisany powy¿ej. Test Rostagno (indeks zapachów) Podczas testu Rostagno materia³ opakowaniowy jest poddawany destylacji w parze wodnej a uzyskany destylat bada siê spektrofotometrycznie promieniowaniem UV. Do naczynia destylatorki wk³ada siê 50 g rozdrobnionego materia³u opakowaniowego, zalewa 50 ml destylowanej wody i destyluje. mV 100 0 etoksypropan 50 etoksypropan 50 etanol alkohol izopropylowy octan etylu etanol alkohol izopropylowy octan etylu 100 0 0 2 4 6 min 0 2 4 6 min Rys. 23. Chromatogram ró¿nych rozpuszczalników - próbki z nisk¹ i wysok¹ zawartoci¹ resztkow¹ rozpuszczalników. 56 Echo farb drukarskich 6 FID* Hel Nos Butelka z próbk¹ * Detektor jonizacyjno - p³omieniowy ** Spektrometr masowy MS* Rys. 24. Analiza head-space (atmosfery pary). 100 ml koncentratu zbiera siê do kolby pomiarowej i filtruje. Gêstoæ optyczna filtratu jest mierzona spektrofotometrem w zakresie d³ugoci fal 200-300 nm i zapisywana w postaci krzywej. Na podstawie wartoci absorbcji E przy d³ugociach fali 280, 265 i 255 nm wziêtych z krzywej tworzy siê redni¹ wartoæ E. Indeks zapachowy (AI) = E 100 Ocena: Smak neutralny AI = do 10 S³aby smak AI = 10 do 30 Mocny, wyrany smak AI = powy¿ej 30 Okaza³o siê, ¿e indeks zapachowy nie musi byæ zgodny z wynikami testowania druków metod¹ Robinson. Dlatego te¿ test Rostagno mo¿na stosowaæ tylko w ograniczonym zakresie, w kontroli produkcji, do stwierdzania odchyleñ w poszczególnych partiach. Test ten by³ opracowany z myl¹ o wykonywaniu charakterystyki kakao, gdzie okaza³ siê najbardziej przydatny. Rozpuszczalniki resztkowe w opakowaniach kartonowych Dr Wolfgang Schaer W zwi¹zku z optymalizowaniem naszej serii farb wklês³odrukowych 10 KZA do produkcji opakowañ kartonowych na papierosy, wykonano miêdzy innymi badania retencji rozpuszczalników w warstewce suchej farby i w pod³o¿u drukowym. Poni¿ej podano najwa¿niejsze wyniki badañ. Badania wykonano dla ustalenia charakterystyki retencyjnej lakierów ze zmiêkczaczami monomerowymi lub polimerowymi. Wartoci¹ zmienn¹ by³a zawartoæ cia³ sta³ych w modelowym spoiwie a zmieniano j¹ przez stosowanie ró¿nych typów nitrocelulozy o ró¿nych ciê¿arach cz¹steczkowych i w zwi¹zku z tym o ró¿nej lepkoci roztworu. Zawartoæ cia³ sta³ych waha³a siê od 7% do 15% zawartoci celulozy w lakierach, przy sta³ej lepkoci lakieru podawanego na pod³o¿e drukowe. Obserwowano wp³yw dwóch stê¿eñ zmiêkczaczy w stosunku do zawartoci ¿ywic miêkkich, odpowiadaj¹cej praktycznym warunkom 57 Echo farb drukarskich 6 Tabela 5: Badania na spoiwach modelowych ladowe iloci rozpuszczalników - przegl¹d danych Dane w mg/m2 Lakier Spoiwo Mieszanka rozpuszczalników Koekstrudowana folia OPP Karton I Karton II Karton III Karton IV Karton V TH 1287 A 15% NC, 1,5% WM TH 1287 B 7% NC, 1,5% WM S/EE 27 56 66 224 238 348 S/EE 4 43 48 220 301 305 TH 1288 A TH 1 288 B 15% NC, 1,5% WM S/EE/IPAC 61 80 97 224 238 349 7% NC, 1,5% WM S/EE/IPAC 4 44 52 187 266 252 TH 1299 A 15% NC, 3,0% WM S/EE 8 36 46 221 175 423 TH 1 299 B 7% NC, 3,0% WM S/EE 4 28 30 197 327 285 TH 1300 A 15% NC, 3,0% WM S/EE/IPAC 19 47 67 279 199 377 TH 1300 B 7% NC, 3,0% WM S/EE/IPAC 4 28 34 216 300 289 TH 1301 A 15% NC, 2,5% WH S/EE 43 57 90 195 247 288 TH 1301 B 7% NC, 2,5% WH S/EE 4 43 59 252 241 327 TH 1 302 A 15% NC, 2,5% WH S/EE/IPAC 90 101 125 358 374 389 TH 1 302 B 7% NC, 2,5% WH S/EE/IPAC 17 65 58 230 263 282 nieokrelone 47 38 106 92 146 TH 1287 A p. pow., lakierowanie lakierem pod³o¿owym wodorozcieñcz. N C = nitroceluloza, WM = zmiêkczacze monomerowe (DE HP), WH = miêkka ¿ywica, S = etanol, EE = octan etylu, IPAC = octan izopropylu produkcyjnym. W drugiej serii badañ testowa³o oddzia³ywanie dwóch ró¿nych rozpuszczalników bez zawartoci opóniaczy na retencjê rozpuszczalnika. Nak³adanie modelowego spoiwa odbywa³o siê raklowo a gruboæ mokrej warstwy wynosi³a 6 pm. Po okrelonym czasie odprowadzania odparowanego powietrza, w temperaturze 50°C w suszarce z wentylacj¹ przygotowywano odbitki do chromatografii gazowej pod k¹tem analizy resztek rozpuszczalników. Ustalanie zawartoci rozpuszczalnika odbywa³o siê metod¹ badania pary przy jednorazowej ekstrakcji. Oceniano rednie wartoci wielokrotnych pomiarów. Praca w takich warunkach, dalekich od praktycznych warunków produkcyjnych, dawa³a wyniki wiadcz¹ce o bardzo wysokiej zawartoci resztek rozpuszczalników, które doskonale ilustrowa³y charakterystykê surowców i zale¿noci miêdzy farb¹ i pod³o¿em drukowym. Suszenie wstêgi pod³o¿a drukowego, zadrukowywanej na nowoczesnych maszynach wklês³odrukowych, daje znacznie ni¿sze wartoci resztek rozpuszczalników. Przegl¹d wyników Ustalone ladowe zawartoci rozpuszczalników s¹ przedstawione w tabeli 5. Dobór danych dotyczy piêciu gatunków kartonu i niech³onnego materia³u porównawczego koekstrudowanej folii polipropylenowej. Tabela 6. Receptury lakierów. Spoiwo 1: Spoiwo 2: 15% nitrocelulozy znormalizowanego typu 30 A 7% nitrocelulozy znormalizowanego typu 15 A Zmiêkczacz 1: Zmiêkczacz 2: Zmiêkczacz 3: 1,5% zmiêkczacza monomerowego (DE HP) 3,0% zmiêkczacza monomerowego (DE HP) 2,5% ¿ywicy miêkkiej Rozpuszczalnik 1: Rozpuszczalnik 2: Etanol i octan etylu w stosunku 1 : 1 Etanol, octan etylu i octan propylu w stosunku 4 : 1 : 3 58 Echo farb drukarskich 6 Tabela 7. Sk³ad ladowych resztek rozpuszczalników w suchej warstewce farby na koekstrudowanej folii polipropylenowej. ladowe zawartoci rozpuszczalników Lakier Zmiêkczacz Octan etylu mg/m 2 Octan izopropylu Etanol Suma % mg/m2 % mg/m2 % mg/m2 TH1287A 1,5%DE HP 18 67 - - 9 33 27 TH1299A 3,0% DE HP 3 38 - - 5 62 8 TH 1301 A 2,5% WH 29 67 - - 14 33 43 TH 1288 A 1,5% DE HP - - 56 92 5 8 61 TH 1300 A 3,0% DE HP - - 15 79 4 21 19 TH 1302 A 2,5% WH - - 83 92 7 8 90 Wp³yw sk³adu lakieru Do prób zastosowano 12 lakierów sporz¹dzonych wed³ug receptur modelowych, ró¿ni¹cych siê parametrami. Zawartoæ cia³ sta³ych, stê¿enia zmiêkczaczy i ¿ywic miêkkich oraz sk³ad rozpuszczalników zmieniano w taki sposób, aby na podstawie wyników pomiarów ladowych resztek rozpuszczalników okreliæ ich wp³yw. Zawartoæ cia³ sta³ych Przy przegl¹daniu danych tabeli 5 od razu mo¿na zauwa¿yæ, ¿e lakiery o du¿ej zawartoci spoiwa, z 15% nitrocelulozy zatrzymuj¹ wiêcej ladowych iloci rozpuszczalnika ni¿ lakiery o niskiej zawartoci cia³ sta³ych. Taki stan rzeczy dotyczy wszystkich badanych sk³adników zmiêkczaj¹cych i obu kombinacji rozpuszczalnikowych. Ró¿nica jest szczególnie wyrana, gdy stosuje siê ma³o ch³onne, wzglêdnie niech³onne pod³o¿a drukowe (karton I i II lub folia polipropylenowa). Wartoci ustalone przy folii polipropylenowej reprezentuj¹ na pierwszy rzut oka jedynie retencjê rozpuszczalnika warstewki lakieru. Mo¿na w tym wypadku pomin¹æ wch³anianie rozpuszczalnika przez foliê. W serii prób z kartonem I i II mo¿na natomiast zauwa¿yæ wyrany wp³yw zawartoci cia³ sta³ych w lakierze. Dopiero mocne wch³anianie rozpuszczalnika przez kartony III do V utrudnia jednoznaczn¹ ocenê wp³ywu iloci spoiwa w lakierze. W kartonie IV czêciowo zmienia siê kolejnoæ oceny. Wp³yw zmiêkczacza Rodzaj i iloæ zmiêkczacza w lakierze odgrywa niebagateln¹ rolê w emisji rozpuszczalnika z wyschniêtej warstewki lakieru. Efekt ten jest najwyraniejszy w nak³adaniu lakieru na foliê polipropylenow¹ (OPP). W tym wypadku oddawanie rozpuszczalnika z warstewki lakieru nie jest zak³ócane przez pobieranie rozpuszczalnika przez pod³o¿e drukowe. Przy analizowaniu liczb dotycz¹cych lakierów o wysokiej zawartoci cia³ sta³ych okazuje siê, ¿e zwiêkszenie stê¿enia niskocz¹steczkowego zmiêkczacza powoduje lepsze schniêcie warstewki lakieru. Zwiêkszenie stê¿enia zmiêkczacza z 1,5% na 3% DEHP redukuje ladowe iloci rozpuszczalnika o sk³adzie 1 z 27 mg/m2 do 8 mg/m2 a w wypadku sk³adu 2 nawet z 61 mg/m2 do 19 mg/m2. Zmiana zmiêkczacza na ¿ywicê miêkk¹ (na zmiêkczacz polimerowy) znacznie podwy¿sza retencjê rozpuszczalnika do wartoci 43 mg/m2 wzglêdnie do 90 mg/m2. Efekt ten mo¿na wyjaniæ jako pogorszone oddawanie rozpuszczalnika na skutek mocnej solwatacji zmiêkczacza polimerowego. Zmiêkczacz monomerowy nie wi¹¿e rozpuszczalnika w warstewce lakieru, lecz d³u¿ej utrzymuje otwart¹ powierzchniê lakieru i w ten sposób polepsza jego schniêcie. Identyczne zjawiska mo¿na stwierdziæ podczas pomiarów kartonu I i I1. W wypadku kartonów III, IV i V obraz wp³ywu zmiêkczacza jest przys³oniêty przez mocn¹ ch³onnoæ pod³o¿a drukowego. Je¿eli analizuje siê sk³ad rozpuszczalnika pozostaj¹cego w warstewce farby (na koekstrudowanej folii polipropylenowej OPP jako pod³o¿u drukowym), to mo¿na zauwa¿yæ, ¿e dobór rodzaju zmiêkczacza i jego iloæ oddzia³ywuje szczególnie mocno na retencjê estrów - octanu etylu i octanu izopropylu (tabela 7). Zjawisko to zachodzi w taki sam sposób podczas nak³adania lakieru na kartony ró¿nych gatunków. 59 Echo farb drukarskich 6 Tabela 8. Sk³ad rozpuszczalników ladowych w suchej warstewce farby i w pod³o¿u drukowym; karton I ladowe zawartoci rozpuszczalników Lakier Zmiêkczacz Octan etylu Octan izopropylu Etanol Suma mg/m2 % mg/m2 % mg/m2 % mg/m2 TH 1287 A 1,5% DE HP 23 41 - - 33 59 56 TH 1299 A 3,0% DE HP 12 33 - - 24 67 36 TH 1301 A 2,5% WH 34 60 - - 23 40 57 TH 1288 A 1,5% DE HP 1 1 45 56 34 43 80 TH 1300 A 3,0% DE HP 3 6 25 53 19 40 47 TH 1302 A 2,5% WH 1 1 72 71 28 28 101 Wp³yw rozpuszczalnika retencj¹ estrów - octanu etylu i octanu izopropylu. Etanol jest lepiej oddawany przez warstewkê suchego lakieru. Próby z mieszank¹ rozpuszczalników 2 (patrz tabela 5) wykaza³y, z powodu ni¿szej lotnoci octanu izopropylu, wy¿sze iloci resztkowe ni¿ w przypadku octanu etylu. Farby wklês³odrukowe serii 10 KZA do drukowania kartonowych opakowañ papierosów nie zawieraj¹ z regu³y ¿adnych opóniaczy w rodzaju metoksypropanolu i etoksypropanolu, Powodem jest ewentualny negatywny wp³yw sensoryczny ladowych resztek tych rozpuszczalników w warstewce suchej farby i w pod³o¿u drukowym na pakowany towar. Seria testów obejmuje wiêc tylko warianty z etanolem, octanem etylu i octanem izopropylu, identyczne do praktycznych warunków produkcji. Zawartoci rozpuszczalnika w suchej warstewce lakieru, ustalone na niech³onnym pod³o¿u drukowym (tabela 7) s¹ zgodne z oczekiwaniami. Dowiadczenia praktyczne potwierdzaj¹, ¿e rozpuszczalniki o dobrej charakterystyce rozpuszczalnika spoiwa s¹ przez nie mocniej zatrzymywane podczas schniêcia ni¿ rozpuszczalniki o mniejszej zdolnoci rozpuszczania. Farby do druku opakowañ przygotowane na bazie nitroceluIozy charakteryzuj¹ siê wiêksz¹ Wp³yw pod³o¿a drukowego Do badañ wziêto kartony 5 ró¿nych gatunków. W wypadku kartonu I i II chodzi o celulozowy karton powlekany (GZ). Kartony od III do V nale¿¹ do grupy powlekanych kartonów chromowych (GC2). Gramatura wszystkich kartonów wynosi³a od 210 do 230 g/m2. Do szczegó³owych rozwa¿añ wybrano jedynie próby z lakierami o wysokiej zawartoci cia³ sta³ych w spoiwie. Iloæ rozpuszczalnika ladowego W porównaniu do polipropylenowej folii OPP, poziom ladowych iloci rozpuszczalnika w kartonie jest znacznie wy¿szy i nic w tym dziwnego, poniewa¿ ch³onne pod³o¿e drukowe to dodatkowa mo¿liwoæ wch³oniêcia rozpuszczalnika. Tabela 9. Sk³ad rozpuszczalników ladowych w suchej warstewce farby i w pod³o¿u drukowym; karton V ladowe zawartoci rozpuszczalników Lakier Zmiêkczacz Octan etylu Octan izopropylu Etanol Suma mg/m2 % mg/m2 % mg/m2 % mg/m2 TH 1287 A 1,5% DE HP 44 13 - - 304 87 348 TH 1299 A 3,0% DE HP 48 11 - - 375 89 423 TH 1301 A 2,5% WH 67 23 - - 221 77 288 TH 1288 A 1,5% DE HP 24 7 61 17 264 76 349 TH 1300 A 3,0% DE HP 23 6 49 13 305 81 377 TH 1302 A 2,5% WH 39 10 109 28 241 62 389 60 Echo farb drukarskich 6 W tabelach 7 i 8 zawarto dane odnosz¹ce siê do kartonów I i V. Oba te gatunki kartonów s¹ reprezentatywne dla grupy kartonów GZ i GC2 wiêc zajmiemy siê nimi bardziej szczegó³owo. Nale¿y stwierdziæ, ¿e kartony chromowe wch³aniaj¹ znacznie wiêcej ladowych iloci rozpuszczalników ni¿ oba kartony celulozowe. Zale¿nie od warunków badañ zmierzono od 3 do 10 razy wiêksze stê¿enia. Równie¿ w grupie kartonów GC2 istniej¹ znaczne ró¿nice charakterystyk retencyjnych, których nie mo¿na przyporz¹dkowaæ poszczególnym czynnikom na podstawie posiadanych danych. Ewentualne zale¿noci mog¹ byæ spowodowane sk³adem, ciê¿arem w³aciwym, gramatur¹, sk³adem i gramatur¹ warstwy powlekaj¹cej. Sk³ad rozpuszczalników ladowych Podczas prób z mieszank¹ 1 rozpuszczalników uzyskuje siê na badanych kartonach wynik od 30% do 60% octanu etylu jako rozpuszczalnika ladowego w zale¿noci od zawartoci zmiêkczacza lub ¿ywicy miêkkiej. Podwy¿szenie stê¿enia zmiêkczacza DEHP w lakierze powoduje obni¿enie ogólnej iloci rozpuszczalnika ladowego w kartonach I i II oraz wzglêdne zmniejszenie zawartoci octanu etylu w rozpuszczalniku ladowym o oko³o 10% (patrz tabela 8). Bardziej elastyczna warstewka lakieru pozwala na lepsze przeschniêcie na³o¿onej warstewki. Przejcie na recepturê z zawartoci¹ miêkkich ¿ywic oddzia³uje niekorzystnie na oddawanie octanu etylu. W wypadku kartonu I, próby z lakierem TH 1287A (1,5% DEHP) i z lakierem TH 1301A (2,5% miêkkiej ¿ywicy) doprowadzi³y do jednakowego poziomu rozpuszczalnika ladowego, ale proporcja zawartoci etanolu i octanu etylu odwróci³a siê. Takie same zale¿noci i powi¹zania miêdzy zawartoci¹ rozpuszczalników ladowych a receptur¹ lakierów dotycz¹ równie¿ sk³adu rozpuszczalnika 2. Przesuniêcie w kierunku wy¿szej zawartoci estrów jest wyraniejsze dla mniej lotnego octanu izopropylu ni¿ dla octanu etylu w mieszance rozpuszczalników 1. Seria prób z trzema kartonami z grupy GC2 doprowadzi³a do podobnych wniosków. Receptury lakierów maj¹ wp³yw na sk³ad ladowych iloci rozpuszczalników w taki sam sposób, jak w wypadku kartonów z grupy GZ. Zawartoæ etanolu w ogólnej iloci rozpuszczalnika ladowego jest jednak znacznie wy¿sza i wynosi od 60% do 90%. Kartony z grupy GC2 maj¹ widocznie znacznie wy¿szy potencja³ wch³aniania cz¹stek alkoholi z rozpuszczalnika lakieru. Podsumowanie Zaprezentowane wyniki badañ i zale¿noci od ró¿nych czynników pokazuj¹, ¿e jest to interesuj¹ca dziedzina dla dalszych badañ. Naszym celem jest ustalenie takich receptur farb, które na wybranych pod³o¿ach drukowych umo¿liwi¹ drukowanie z mo¿liwie minimalnymi zawartociami rozpuszczalników ladowych i wyklucz¹ negatywny wp³yw sensoryczny na pakowany towar. Wyniki ilustruj¹ jednak fakt, ¿e pod³o¿e drukowe ma decyduj¹ce znaczenie dla ladowych zawartoci rozpuszczalników w opakowaniach kartonowych oraz, ¿e poziom rozpuszczalnika ladowego jest wyznaczony przez wybór gatunku kartonu. Istnieje mo¿liwoæ zmniejszenia ch³onnoci pod³o¿a drukowego przez lakierowanie wstêpne kartonu lakierem wodorozcieñczal-nym (patrz tabela 5). Realizacja takiej opcji zale¿y jednak od projektu i przeznaczenia opakowania kartonowego. Nie zawsze istnieje mo¿liwoæ zarezerwowania jednego zespo³u farbowego na lakierowanie wstêpne. Wachlarz wymagañ stawianych farbom wklês³odrukowym do drukowania opakowañ kartonowych jest szeroki. Nie mo¿na ograniczaæ go tylko do zagadnienia korzystnego oddawania rozpuszczalnika (patrz rozdzia³ "Farby wklês³odrukowe do arkuszowego druku wklês³odrukowego i kartonowych pude³ek do papierosów"). Wiele z tych wymagañ powoduje ograniczenia w doborze surowców i bezkompromisowe ukierunkowanie receptur na minimaln¹ retencjê rozpuszczalników. Zdobyte dotychczas dowiadczenia i wyci¹gniête z nich wnioski bêd¹ konsekwentnie wykorzystywane do opracowywania coraz lepszych receptur farb, przeznaczonych do drukowania opakowañ ¿ywnoci i u¿ywek. 61 Echo farb drukarskich 6 Opakowania kartonowe w aspekcie ekologii Mgr in¿. Klaus Hanke Opakowania kartonowe w ekologicznej konkurencji opakowañ Opakowanie jest odbierane pozytywnie, dopóki nie spe³ni swego zadania. Potem jest traktowane jako z³o konieczne i to zarówno z ekonomicznego punktu widzenia, jak i z punktu widzenia ekologii. Bardzo czêsto opakowanie jest kojarzone ze mieciami. St¹d te¿ mo¿na pokusiæ siê o stwierdzenie, ¿e im mniej opakowanie obci¹¿a rodowisko, tym bardziej jest atrakcyjne, stanowi dodatkow¹ kartê przetargow¹ dla znajduj¹cego siê w nim towaru. Przysz³oæ nale¿y do tych opakowañ, które s¹ produkowane z materia³ów wielokrotnego u¿ytku i surowców rolinnych, a do tej kategorii z ca³¹ pewnoci¹ nale¿¹ kartonowe pude³ka. Pozytywny image opakowañ kartonowych jest coraz powszechniejszy w takim stopniu, w jakim udaje siê po³¹czyæ postulaty ekonomiczne z ekologicznymi. Ochrona rodowiska jest traktowana przez przemys³ opakowañ i farb drukarskich nie jako hamulec postêpu, lecz przeciwnie, jako warunek dalszego rozwoju. U¿ytkownicy z sympati¹ odnosz¹ siê do opakowañ kartonowych, co ilustruj¹ przedstawione poni¿ej wyniki ankiety. Pude³ko kartonowe jest z natury produktem do powtórnego przerobu, w niewielkim stopniu obci¹¿aj¹cym rodowisko naturalne. Recycling opakowañ kartonowych Uwagi ogólne Zu¿ycie papieru, kartonu i tektury wynios³o w roku 1992 w Niemczech oko³o 15,6 milionów ton, co daje roczne zu¿ycie 230 kg na jednego mieszkañca RFN. Produkcja na u¿ytek wewnêtrzny wynios³a 12,9 milionów ton. Oko³o 7,5 milionów ton to papiery do drukowania, papiery gazetowe, na potrzeby administracji i papiery pimienne. Papiery graficzne to oko³o 48% zu¿ycia ogó³em. W papierach tego rodzaju stosuje siê tylko 18% makulatury. Na jednego mieszkañca RFN przypada rocznie oko³o 350-450 odpadów i mieci, z tego 20% to papier i karton. Prawie 3 miliony ton papieru co roku l¹duj¹ na wysypiskach. Œmieci na œmietnisko Bardzo sympatyczne Niesympatyczne Papier / tektura 20% Szk³o Papier Karton Folia al. Metal 1 2 4 3 5 6 20% 1,8 10% 1,9 2,3 Szk³o 7% Tekstylia 3,1 3,5 Tworzywa szt. 3,7 Pojemniki z tworzyw sztucznych 3,8 Rys. 25. Skala popularnoci materia³ów opakowaniowych. 34% Odpadki oryginalne do kompostowania 6% 3% Tworzywa sztuczne Metal Rys. 26. Podzia³ wagowy odpadków z gospodarstw domowych Produkcja papieru w 1990 r. 11,9 mln. ton Wk³ad makulatury w 1990 r. 5,5 mln. ton Papiery opakowaniowe i karton Papiery graficzne Papiery opakowaniowe i karton 67% 35% 49% 7% 9% 7% 8% Papiery higieniczne Papiery techniczne i specjalne Papiery higieniczne Papiery techniczne i specjalne 18% Papiery graficzne Rys. 27. Produkcja papieru i wsad makulaturowy. Wiêcej ni¿ jedna czwarta makulatury z zebranych rocznie 8 milionów ton jest poddawana w Niemczech procesowi odfarbiania i stosowana potem prawie wy³¹cznie do produkcji papierów gazetowych, drukowych papierów makulaturowych, kartonu na opakowania, tektury falistej i papierów higienicznych. Wsad makulaturowy w niemieckim przemyle papierniczym wzrós³ w roku 1994 do 56%. Uwzglêdniaj¹c nowe instalacje odfarbiaj¹ce, potencja³ przerobu makulatury wynosi 3 miliony ton. W specjalnych papierach drukowych stosuje siê dotychczas tylko 7% wsadu makulaturowego i dotyczy to prawie wy³¹cznie papierów drukowych z powtórnego przerobu. Postulowany i po¿¹dany wzrost wsadu makulaturowego powy¿ej 55% jest mo¿liwy do zrealizowania tylko wtedy gdy w papierach drukowych bêdzie go oko³o 30%. Mimo to powstaje nadwy¿ka makulatury, której nie mo¿na przetworzyæ. Roczny eksport makulatury wynosi 2,2 miliony ton. 80% materia³ów opakowaniowych nale¿y obj¹æ programem odzysku, a z tego z kolei 80% powinno byæ poddane procesowi recyclingu. Ju¿ dzisiaj wsad makulaturowy w produkcji opakowañ kartonowych wynosi do 80%. W najbli¿szej przysz³oci nale¿y oczekiwaæ takiego przygotowania opakowañ kartonowych, które uwzglêdni ich ponowne wykorzystanie przy maksymalnym udziale materia³u z powtórnego przerobu. Du¿e znaczenie ma zminimalizowanie substancji technologicznych i uszlachetniaj¹cych, utrudniaj¹cych recycling. Do substancji niepo¿¹danych w makulaturze przeznaczonej do przetworzenia na karton nale¿¹ miêdzy innymi: · zwi¹zki bitumiczne lub wosk · rodki podwy¿szaj¹ce wytrzyma³oæ na wilgoæ · obustronne kaszerowanie foli¹ · redyspergowalne tamy i etykiety samoprzylepne · wodorozpuszczalne, organiczne rodki pomocnicze · cienkie warstwy klejów na gor¹co typu hot-melt Odpadki powstaj¹ce podczas produkcji opakowañ kartonowych powinny byæ zbierane z podzia³em na: · karton celulozowy · karton ze cierem drzewnym · karton makulaturowy · karton powlekany Wsad makulaturowy w kartonie na opakowania typu GD o gramaturze 300 g/m2 demonstruje rys. 28. Warstwa pow³oki = 8% Wierzch = 10% Warstwa poœred. = 10% Wk³ad = 60% Podk³ad = 12% Celuloza ze œcierem drzewnym + bezdrzewna makulatura Odpady z zawartoœci¹ œcieru drzewnego + bezdrzewna makulatura i karton celulozowy Papier z gospodarstw domowych, sortowana makulatura, makulatura ze zbiorów z domów towarowych, zu¿yta tektura falista Rys. 25. Skala popularnoci materia³ów opakowaniowych. 63 Echo farb drukarskich 6 Tylko po zoptymalizowaniu wszystkich etapów produkcji, które mog¹ mieæ póniej znaczenie dla recyclingu mo¿na zadowalaj¹co rozwi¹zywaæ problematykê makulatury pod wzglêdem ekologicznym i ekonomicznym. Karton na opakowania, farby drukarskie, rodzaje uszlachetnieñ i metoda odbarwiania - wszystkie te elementy musz¹ byæ ze sob¹ zsynchronizowane. Zbiórka surowców wtórnych Przed powtórnym przerobem odpadków w postaci zu¿ytych opakowañ kartonowych nale¿y je najpierw zebraæ. W praktyce zda³y egzamin sposoby dostarczania lub odbierania makulatury. Niestety, wiêkszoæ kartonowych opakowañ sk³adanych l¹duje w gospodarstwach domowych w kub³ach na mieci. Opakowania kartonowe to zbyt cenny surowiec wtórny, by niszcza³ na wysypisku mieci, nawet je¿eli nie powoduje tam ¿adnych szkód ekologicznych. Powinno siê je traktowaæ jako surowiec wtórny a je¿eli z jakich powodów jest to niemo¿liwe, powinno siê wykorzystywaæ termicznie jako paliwo. istnieje system podwójny stwarzaj¹cy mo¿liwoæ powtórnego wykorzystania zbieranych surowców wtórnych poprzez ich sortowanie. Przed wejciem na urz¹dzenia przerabiaj¹ce surowce przechodz¹ przez specjaln¹ tamê, na której odbywa siê odsortowanie materia³ów, mog¹cych zak³óciæ proces produkcyjny. Metody recyclingu Makulaturê, której nie mo¿na zastosowaæ bezporednio do produkcji kartonu, tektury falistej i tektury nale¿y dla poprawienia jej jakoci jeszcze poddaæ procesowi odbarwiania (deinking). Tylko w taki sposób mo¿na sensownie wykorzystaæ makulaturê w papierach drukowych i kartonach na opakowania. Najszerzej stosowan¹ w Europie metod¹ jest odbarwianie flotacyjne, które mo¿na podzieliæ na dwa etapy: · wodna zawiesina makulatury z jednoczesnym oddzielaniem cz¹stek farby drukarskiej od w³ókien papieru · oddzielanie cz¹stek farby drukarskiej o wielkoci od 25 do 50 mm od wodnej zawiesiny w³óknistej masy papierowej kombinowan¹ metod¹ flotacyjno-dyspersyjn¹. Powy¿sz¹ metod¹ mo¿na uzyskaæ w instalacjach wielkoprzemys³owych znaczne podwy¿szenie stopnia bia³oci masy papierniczej. SYSTEMY ZBIERANIA SUROWCÓW WTÓRNYCH pozosta³a objêtoœæ œmieci 90 - 75% Bezpoœrednio do utylizacji 10 - 25% System "odwieŸ" Metoda kontenerowa recycling makulatura szk³o <- Do utylizacji <- przez urz¹dzenia sortuj¹ce do 45% System "zabierz" Metoda "zielone kub³y" pozosta³a objêtoœæ œmieci do 50% szk³o,papier metal,tworz. sztuczne <- Do utylizacji <- przez urz¹dzenia sortuj¹ce do 45% System "zabierz" Metoda wielu kub³ów Rys. 29. Metody zbierania wartociowych surowców wtórnych. szk³o,papier metal,tworz. sztuczne pozosta³a objêtoœæ œmieci do 55% Echo farb drukarskich 6 Ocena podatnoci na odbarwianie Do ilociowej oceny podatnoci na odbarwianie stosuje siê nastêpuj¹ce metody: · ustalanie odzyskanego stopnia bia³oci uzyskanego w procesie odbarwiania (USB). T¹ porównawcz¹ metod¹ optyczn¹ przez pomiar stopnia remisji ocenia siê jednoczenie skutecznoæ wybielania i usuwania cz¹stek farby drukarskiej. W tym wypadku nie ma odniesienia do pierwotnie naniesionej lub usuniêtej iloci farby drukarskiej. · okrelanie parametru odbarwiania (PD). Parametr PD podaje wagow¹ zale¿noæ miêdzy iloci¹ farby drukarskiej w masie papierowej przed lub po odbarwieniu a stopniem remisji. PD to stosunek stopnia bia³oci uzyskanego przez odbarwianie do maksymalnie osi¹galnego uzysku stopnia bia³oci. Ze stopnia bia³oci niezadrukowanego pod³o¿a drukowego StB(NP), stopnia bieli materia³u po odbarwianiu StB(MD) i stopnia bia³oci zadrukowanego materia³u StB (ZM) oblicza siê PD wg nastêpuj¹cego wzoru: PD(%) = StB(MD) - StB(ZM) x100 StB(NP) - StB(ZM) Zgodnie z t¹ definicj¹ parametr odbarwiania wynosi od 0 do 100%. 100% oznacza ca³kowite usuniêcie cz¹stek farby drukarskiej z masy makulaturowej. Dochodzi do tego ocena wizualna jednorodnoci optycznej wzglêdnie obecnoæ "czarnych punkcików" i czarnych w³ókien w wykonanych arkuszach próbnych. Obiektywne porównanie wartoci PD druków jest mo¿liwe tylko wtedy, je¿eli istniej¹ porównywalne warunki, jak: · identyczne papiery (ta sama jakoæ, gatunek, gramatura) · identyczne farby drukarskie · identyczne iloci farb nak³adanych na pod³o¿e (g/m2) · identyczna historia druków przed odbarwianiem Znormalizowane metody laboratoryjne deinkingu zatytu³owane "Wyznaczanie podatnoci makulatury na odbarwianie metod¹ flotacji" (Metoda badañ PTS, PTS-RH: 010/87) stanowi¹ istotn¹ pomoc w badaniu i ocenie czynników, wp³ywaj¹cych w istotny sposób na ten proces. 64 Fundacja Technologii Papiernictwa w Monachium (PTS) stosuje trzy kryteria podatnoci druków na recycling: · pe³ny recycling. Druki tylko po flotacji i bez dyspergowania nadaj¹ siê jako sk³adnik odbarwianego towaru. · warunkowy recycling. Druki tego rodzaju s¹ "zasadniczo podatne na recycling" jako sk³adnik mieszanek makulaturowych, które nie s¹ stosowane do produkcji papierów drukowych. Mo¿na by³oby je zaakceptowaæ jako sk³adnik mieszanki po odbarwianiu pod warunkiem, ¿e instalacja odbarwiaj¹ca obejmuje tak¿e dyspergowanie. Podczas dyspergowania istnieje du¿e prawdopodobieñstwo rozdrobnienia czarnych punktowych zanieczyszczeñ poni¿ej granicy widocznoci, które w przeciwnym razie mog³yby obni¿aæ jakoæ. · nie nadaj¹ce siê do recyclingu. Stosowanie tego rodzaju wyrobów do produkcji papieru i kartonu mo¿e spowodowaæ awariê instalacji uzdatniaj¹cej pó³produkt lub maszyny papierniczo-kartoniarskiej zanieczyszczeniami klej¹cymi. Równie¿ flotacja nie jest dostatecznie skuteczna. Zjednoczenie Producentów Kartonu w Zwi¹zku Niemieckich Fabryk Papieru stworzy³o nastêpuj¹ce kategorie ocen: A z dzisiejszego punktu widzenia (i przy aktualnych zawartociach) egzystencja tych materia³ów nie stanowi ¿adnego zagro¿enia dla produkcji kartonu B negatywny wp³yw tych materia³ów powstaje tylko w wypadku ich wiêkszej iloci (czynnik ilociowy) C wp³yw obejmuje jakoæ wytwarzanego kartonu i z regu³y oznacza obni¿enie jego jakoci D wp³yw powoduje z regu³y awarie produkcyjne X materia³ nie powinien znajdowaæ siê w makulaturze Podatnoæ opakowañ kartonowych na recycling Zarz¹dzenie odnonie opakowañ mówi w rozdziale I, paragraf 1 "Celowe zagospodarowywanie odpadów": "Opakowania nale¿y wytwarzaæ z materia³ów proekologicznych, nie obci¹¿aj¹cych procesów utylizacyjnych." Po spe³nieniu swojego zadania kartonowe opakownie mo¿e byæ z³o¿one p³asko lub podarte 65 Echo farb drukarskich 6 Uk³ady farbowo lakierowe Arkuszowe farby offsetowe - farby skalowe i specjalne - farby z pigmentami metalicznymi - farby do suchego offsetu - farby o niewielkim zapachu - farby nie marszcz¹ce folii - farby do kartonów powlekanych Farby fleksograficzne - wodorozcieñczalne - rozpuszczalnikowe Farby wklês³odrukowe - farby wodorozcieñczalne - farby rozpuszczalnikowe - farby do wklês³odruku Farby utrwalane promieniowaniem Lakiery - lakiery dyspersyjne - ACRYLAC z³oty i srebrny - lakier kalandrowy wodorozcieñcz. - lakier drukowy I offset arkuszowy - utrwalane promieniowaniem UV rodnikowo kationowo - lakiery fleksodrukowe wodorozcieñczalne - lakiery wklês³odrukowe wodorozcieñczalne rozpuszczalnikowe A Kryteria oceny B C D X O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O Tabela 10. Ocena podatnoci na recycling. na kawa³ki i przekazane do utylizacji lub recyclingu. Zwi¹zek Producentów Kartonowych Opakowañ Sk³adanych (FFI) opracowa³ wspólnie ze stowarzyszonymi zak³adami i ich dostawcami koncepcje w³asne maksymalnie proekologicznych opakowañ kartonowych. Zrezygnowano w tym opracowaniu z tych materia³ów, które utrudniaj¹ proces recyclingu w sposób podany powy¿ej. Pude³ko kartonowe mo¿na tym wy¿ej sklasyfikowaæ jako proekologiczne, im lepsze jest rozdzielanie poszczególnych sk³adników masy papierowej (materia³u podstawowego) oraz kleju i innych substancji. Aktualna technologia przerobu i uzdatniania masy makulaturowej wymaga pilnie oddzielania materia³ów zbêdnych od materia³u podstawowego przez przesiewanie lub za pomoc¹ innych metod. Z materia³u podstawowego nie mo¿na ju¿ wydzieliæ substancji rozpuszczonych lub redyspergowanych. Rodzaj zadrukowanego pod³o¿a drukowego ma wyrany wp³yw na wynik odbarwiania. Pod³o¿a powlekane uzyskuj¹ znacznie lepsze wyniki w odbarwianiu ni¿ niepowlekane. Farby drukarskie i lakiery wzglêdnie ³atwo oddzielaj¹ siê od w³ókien papieru razem z mas¹ pow³oki i pigmentami powlekaj¹cymi. W wypadku papierów niepowlekanyh rozdzielenie w³óknistej masy papieru i farby jest znacznie trudniejsze. Równie¿ w obrêbie porównywalnych grup wyrobów papierowych i kartonowych mo¿na osi¹gaæ bardzo ró¿ne uzyski stopnia bia³oci i parametry odbarwiania. Zasadniczo ocenia siê kompletny wyrób drukowany a nie kartonowy materia³, farbê czy sposób uszlachetniania jako osobne sk³adniki opakowania. Tabela 10 pokazuje ocenê podatnoci na recycling z uwzglêdnieniem kryteriów opracowanych przez Zjednoczenie Producentów Kartonu Maszynowego, o których by³a mowa wczeniej. Podsumowanie Wymienione produkty stosowane w produkcji kartonowych opakowañ sk³adanych spe³niaj¹ wymagania, jakie stawia siê surowcom i produktom wtórnym. Utylizacja farb drukarskich Dr Peter Reißmann Uwagi ogólne Wczeniej centralnym problemem ochrony rodowiska by³a czystoæ wody i zmniejszanie zanieczyszczeñ powietrza. W tej chwili najwa¿niejsza jest sprawa utylizacji mieci i odpadów. "Wyzwalaczem aktywnoci" w tej dziedzinie jest z jednej strony ograniczona zdolnoæ sk³adowania mieci i odpadów oraz niedostateczna iloæ instalacji utylizacyjnych a z drugiej - d¹¿enie do oszczêdzania zasobów naturalnych. Taki stan rzeczy poci¹ga za sob¹ konsekwencje w postaci stale rosn¹cych kosztów utylizacji we wszystkich krajach zwi¹zkowych RFN. Zarówno brak utylizacyjnych zdolnoci przerobowych jak i wysokie koszty utylizacji doprowadzi³y do tendencji minimalizowania odpadów i mieci wszêdzie tam, gdzie to jest mo¿liwe oraz do opracowywania nowych, tañszych sposobów utylizacji. Równolegle do zachodz¹cych zmian strukturalnych rynku nast¹pi³y ze strony pracodawcy uregulowania prawne utylizacji. Zaliczyæ do nich mo¿na ustawê o odpadach z roku 1986 i wiele zarz¹dzeñ wykonawczych. Ca³kowicie nowy wymiar ma uchwalona ustawa o zagospodarowywaniu 66 Echo farb drukarskich 6 mieci i odpadów, która wchodzi w ¿ycie w roku 1996. Zagospodarowywanie odpadów w zak³adach przemys³owych, to nie tylko wa¿ny czynnik kosztowy. Wi¹¿e siê ono tak¿e ze wspó³prac¹ z lokalnymi w³adzami, które nie tylko kontroluj¹ przestrzeganie przepisów o utylizacji odpadów w zak³adzie, lecz s¹ mocno zainteresowane sposobami minimalizowania mieci i odpadów w miejscu ich powstawania. W³aciwe zorganizowanie tej dzia³alnoci firmy przyczynia siê do powstawania pozytywnego wizerunku firmy wród klientów. Wprowadzenie nowoczesnych sposobów zagospodarowywania odpadów to wyraz wiadomej polityki proekologicznej i tak to jest postrzegane przez odbiorców wród których tym samym ronie zaufanie do pozosta³ej dzia³alnoci proekologicznej firmy. Podstawy prawne W starej ustawie o unikaniu i utylizacji odpadów ju¿ w tytule wyranie zaznaczono i podkrelono koniecznoæ minimalizowania odpadów. Wystarczy przeczytaæ § 1 a. W tym miejscu tak¿e stwierdza siê, ¿e unikanie odpadów w instalacjach podlegaj¹cych obowi¹zkowi uzyskania pozwolenia na u¿ytkowanie jest uregulowane ustaw¹ o bezpiecznej emisji do atmosfery. W paragrafie 5 tej ustawy mówi siê, ¿e instalacje podlegaj¹ce obowi¹zkowi uzyskania zezwolenia na u¿ytkowanie musz¹ byæ zbudowane i zainstalowane tak, by unikaæ substancji odpadowych. Chyba ¿e s¹ zgodnie z ustaw¹ utylizowane albo neutralizowane a je¿eli jest to niemo¿liwe ze wzglêdów technologicznych, to musz¹ byæ traktowane jako odpady utylizowane bez szkody dla spo³eczeñstwa. Hierarchia wa¿noci w takich wypadkach jest nastêpuj¹ca; najpierw nale¿y · unikaæ odpadów · minimalizowaæ je wszêdzie tam, gdzie to mo¿liwe · przetwarzaæ do ponownego u¿ytku i dopiero gdy powy¿sze sposoby s¹ ju¿ niemo¿liwe, utylizowaæ. Przetwarzanie do ponownego u¿ytku podlega jednoznacznym kryteriom. Nie mo¿e byæ tak, ¿e na podstawie abstrakcyjnych ¿yczeñ odnonie przetwarzania podejmuje siê dzia³ania nieodpowiedzialne z ekologicznego i ekonomicznego punktu widzenia, jak np. w wypadku recyclingu tworzyw sztucznych. Przetwarzanie do ponownego u¿ytku za wszelk¹ cenê nie jest celem tej ustawy. Kryteria przetwarzania s¹ podane w § 3 tej ustawy i zawieraj¹ mo¿liwoci techniczne, istnienie odpowiedniego rynku zbytu lub przes³anek ¿e taki rynek mo¿e zaistnieæ. Resztki farb drukarskich nie spe³niaj¹ warunków powy¿szych kryteriów. Nawet je¿eli ze wzglêdów formalnych nie jest konieczne zatrudnienie pe³nomocnika d/s odpadów w drukarniach, to ze wzglêdów pedagogicznych i ekonomicznych wskazane jest zlecenie tej funkcji osobie, która w przedsiêbiorstwie zajmie siê rozwi¹zywaniem problemów zwi¹zanych z odpadami. Umo¿liwia to efektywne zagospodarowywanie odpadów. Pe³nomocnik d/s odpadów ma nastêpuj¹ce uprawnienia i obowi¹zki: 1. ledzenie drogi odpadów 2. kontrola przestrzegania przepisów 3. szkolenie 4. wprowadzanie rodków minimalizowania iloci odpadów. Wprowadzanie w ¿ycie ustawy o odpadkach odbywa siê przez ca³y szereg zarz¹dzeñ. Poni¿ej najwa¿niejsze, dotycz¹ce drukarni: Instrukcja techniczna odnonie odpadów ma za zadanie ujednoliciæ standard utylizacji i stworzyæ ogólnie obowi¹zuj¹c¹ klasyfikacjê. Zapobiega mieszaniu odpadków i podaje przyk³adowe ich zaszeregowanie do metod utylizacji. Oprócz tego podaje wymogi jakie musz¹ spe³niaæ odpadki specjalne, przeznaczone na wysypisko mieci. Zarz¹dzenie o kontroli odpadków i resztek zawiera procedurê uzyskania zezwoleñ na zbieranie i transport oraz wzór dokumentowania utylizacji z wi¹¿¹c¹ deklaracj¹ producenta odpadków, deklaracj¹ przyjêcia przez u¿ytkownika instalacji utylizacyjnej, potwierdzeniem odpowiedniego urzêdu i wzorami druków analizy deklaracji. Dokumentacja utylizacji jest wa¿na przez 5 lat. (...) Zastosowania praktyczne W realizacji efektywnego zagospodarowywania odpadów w firmie istotnym czynnikiem jest motywacja wspó³pracowników. Tylko wtedy, gdy wszyscy s¹ zainteresowani problematyk¹ unikania, minimalizowania i segregacj¹ zbieranych odpadów mo¿na osi¹gn¹æ zadowalaj¹ce wyniki. Zaanga¿owanie dotyczy wszystkich pracowników firmy od szefa do sprz¹taczki. Ochrona rodowiska jest nie tylko spraw¹ dyrektora czy w³aciciela. Motywacja powinna wychodziæ od kierownictwa firmy, które powinno równie¿ kontrolowaæ sprawy ochrony rodowiska. Mo¿e siê zdarzyæ, ¿e zaniedbanie szeregowego pracownika mo¿e spowodowaæ znaczne straty na skutek zanieczyszczenia wody. Echo farb drukarskich 6 Motywowanie wspó³pracowników mo¿e byæ ró¿norakie np. przez odpowiednie apele podczas narad, przy pomocy plakatów i hase³, ale g³ównie przez zainstalowanie odpowiednich urz¹dzeñ wymuszaj¹cych sortowanie mieci i odpadów. Du¿e mo¿liwoci tkwi¹ równie¿ w zak³adowym ruchu racjonalizatorskim, poniewa¿ w ten sposób uzyskuje siê interesuj¹ce i efektywne wnioski pracowników. W tym miejscu nale¿y zdefiniowaæ pojêcia "farby resztkowe" i "resztki farb". Farby resztkowe to takie, które mo¿na jeszcze zastosowaæ do drukowania, ale w konkretnym momencie nie ma mo¿liwoci ich wykorzystania. Resztki farb to rzeczywiste odpadki, których nie mo¿na zu¿yæ do drukowania i nadaj¹ siê tylko do utylizacji. Najlepszym sposobem unikania odpadów w postaci resztek farb to precyzyjna kalkulacja zapotrzebowania farby i ograniczenie palety kolorów przez stosowanie kolorów standardowych. Mo¿na wykorzystywaæ w tym celu ró¿ne wzorniki kolorów jak przyk³adowo wzorniki HKS i systemy oparte na kolorach podstawowych. Nie mo¿na oczywicie w ten sposób wyeliminowaæ wszystkich odpadków, ale przynajmniej je ograniczyæ. Poniewa¿ mimo standaryzacji nie sposób unikn¹æ stosowania kolorów specjalnych, to w utylizacji farb szczególnie wa¿ne jest staranne zbieranie i w³aciwe przechowywanie, wspomagane komputerowo. Oba rodzaje dzia³alnoci s¹ warunkiem zagospodarowywania koñcówek farb i dodawania ich do innych farb lub stosowania do kolorów mieszanych. Tego typu zadania musz¹ byæ traktowane w zak³adzie powa¿nie i nale¿y w tym celu mieæ odpowiednio przeszkolonego pracownika. To wprawdzie kosztuje, ale te¿ i w bardzo krótkim czasie przynosi korzyci w postaci znacznej oszczêdnoci kosztów materia³owych i wyeliminowania wydatków na utylizacjê. Od pewnej wielkoci drukarni poczynaj¹c, mo¿na powy¿sze cele realizowaæ przy pomocy komputerowego systemu mieszania kolorów (patrz strona 12). Optymalizuje siê w ten sposób u¿ycie farby w drukarni, a koñcówki farb nadaj¹cych siê do druku mo¿na zagospodarowaæ jako sk³adniki recepturowe farb mieszanych. Warunkiem takiej gospodarki farbami i ich koñcówkami jest wzorowa gospodarka magazynowa. Konsekwencj¹ wprowadzenia komputerowego systemu mieszania farb jest zorganizowanie stanowiska mieszania farb w drukarni, które realizuje propozycje recepturowe z komputera. Drukarnia ma wtedy mo¿liwoæ wspó³pracy z producentem farb. W GRUPIE HUBERA istnieje mo¿liwoæ opracowania propozycji recepturowych wed³ug próbki koloru klienta i wys³ania ich drog¹ faksow¹. 67 Inn¹ mo¿liwoci¹ minimalizowania resztek i odpadów farb oraz ma³ych opakowañ jednostkowych jest zastosowanie pomp do pompowania farby z beczek. Beczki maj¹ 200 I pojemnoci i stanowi¹ ekwiwalent wielu opakowañ jednostkowych, zw³aszcza tych minimalnych. Innym wa¿nym punktem jest utylizacja pustych opakowañ. Stworzenie systemu GEBR to mo¿liwoæ szybkiego zwrotu pustych opakowañ, zarówno metalowych, jak i z tworzyw sztucznych, Warunkiem funkcjonowania tego systemu, opracowanego przez producentów farb, jest dok³adne opró¿nianie opakowañ z resztek farb. (...) Osobny temat zwi¹zany z utylizacj¹, to problem pozbycia siê wody pozostaj¹cej po umyciu maszyny lakieruj¹cej lakierami dyspersyjnymi oraz maszyny fleksograficznej drukuj¹cej farbami wodorozcieñczalnymi (nie mo¿e byæ ona spuszczana do kanalizacji). Trzeba j¹ utylizowaæ jako odpady specjalne. Alternatyw¹ mo¿e byæ neutralizowanie we w³asnym zakresie metodami opisanymi w materia³ach z sympozjum GRUPY HUBERA z roku 1991 , powiêconego zagadnieniom utylizacji i neutralizacji cieków w drukarniach. Istniej¹ ró¿ne mo¿liwoci utylizacji, których realizacja zale¿y od iloci cieków. Z regu³y s¹ to niewielkie iloci i od drukarni zale¿y decyzja, czy zleci neutralizacjê na zewn¹trz, czy zainstaluje stosunkowo proste metody filtrowania, czy te¿ wykorzysta specjalistyczn¹ instalacjê uzdatniaj¹c¹. W wyj¹tkowych wypadkach mo¿liwe jest wyeliminowanie cieków przez mycie wy³¹cznie rozpuszczalnikami i ich redestylowanie. Przeprowadzanie utylizacji mo¿na uprociæ, stosuj¹c komputery, do których istnieje ca³y szereg programów, umo¿liwiaj¹cych szybki przegl¹d procesów utylizacyjnych i neutralizacyjnych, zarówno pod wzglêdem materia³owym, jak i ekonomicznym. Komputerowa obróbka danych umo¿liwia precyzyjne okrelenie zakresów odpowiedzialnoci i kompetencji oraz rozpoznanie kierunków tendencji rozwojowych. Jest to skuteczny instrument minimalizowania odpadów i obni¿ki kosztów. Zarz¹dzanie tymi programami mo¿e siê przyk³adowo odbywaæ tak¿e w ksiêgowoci, obejmuj¹c statystykê i kontrolê finansow¹. Komputerowe dane mog¹ byæ tak¿e wykorzystywane do analiz problematyki ekologicznej a stosowanie komercyjnego oprogramowania jest niekonieczne. Mo¿na przyk³adowo wykorzystywaæ zbiór danych, budowany wg indywidualnych potrzeb. Echo farb drukarskich 6 Koszty Koszty utylizacji s¹ ró¿ne w ró¿nych regionach Niemiec. W Bawarii utylizacja 1 tony odpadków kosztuje oko³o 800 DM a w Hesji oko³o 2000 DM. Analizuj¹c te kwoty trzeba braæ pod uwagê zarówno czyste koszty utylizacji jak i koszty transportu oraz koszty inwestycyjne kupna lub wypo¿yczenia kontenerów zbiorczych. Ze wzglêdu na wysokie koszty sortowania odpadów i mieci nie nale¿y ich w ¿adnym wypadku mieszaæ. Poniewa¿ nie mo¿na ca³kowicie unikn¹æ ani zmniejszyæ kosztów utylizacji (ze wzglêdu 68 na brak konkurencji na tym polu) to jedynym, najskuteczniejszym sposobem ich ograniczania jest po prostu unikanie mieci i odpadów. Koszty rosn¹ równie¿ ze wzglêdu na tzw. podatek od odpadów i mieci specjalnych wynosz¹cy w zale¿noci od kategorii od 100 do 300 DM za tonê. Resztki farb drukarskich nale¿¹ do kategorii drugiej i podatek wynosi 200 DM/t. Podatek ten jest przeznaczony na badawcze prace proekologiczne oraz likwidacjê starych mieci i odpadów. Ta ostatnia pozycja jest w Bawarii finansowana z dobrowolnego funduszu producentów. 69 Echo farb drukarskich 6 Literatura Do opracowania Klausa Hanke i Ursuli Borgmann 1. Opakowania kartonowe przoduj¹, daj¹c dobry przyk³ad Copaco informiert nr 6, 10, 11 2. Motto to dialog Czwarta saksoñska konferencja na temat opakowañ Neue Verpackung 1/95 3. Druk opakowañ w XXI wieku: flekso, wklês³odruk czy offset rolowy? Flexo + Tiefdruck 1/95 4. Opakowanie na rozdro¿u? Detlef Friderici Verpackungs-Berater 12/1991 5. Przemys³ opakowañ Niemieckiej Republiki Federalnej w liczbach Fachverband Faltschachtel-lndustrie e. V. (FFI), Offenbach 6. Przysz³oæ opakowania - prognoza na rok 2000 Dr Joachim Scharioth Verpackungs-Berater 2/1992 7. Pouczenie do zarz¹dzenia o opakowaniach - wskazówki odnonie rozró¿niania miêdzy opakowaniami transportowymi, zbiorczymi i jednostkowymi Verpackungs-Berater 10/1991 8. Produkcja opakowañ w Niemczech Verpackungs-Rundschau 5/1992 9. Dominacja drukowania offsetowego Dieter Ullmann Druckprint 12/94 10. Uzdatnianie makulatury do produkcji lepszych gatunkowo papierów drukowych Chr. Ackermann, H.-J. Putz, L. Góttsching Wochenblatt for Papierfabrikation 11/12 1992 11. Baza surowcowa przemys³u papierniczego, stosuj¹cego odbarwianie - rynek makulatury i odnone przepisy prawne, G. Holzhey Wochenblatt fOr Papierfabrikation 11/12 12. Obróbka powierzchni papierów drukowych z du¿¹ zawartoci¹ makulatury Wyzwanie na drodze do uzyskiwania nowych gatunków papieru R. BeiBwanger Wochenblatt fOr Papierfabrikation 2/1993 13. Zbieranie i uzdatnianie wymieszanych odpadków z tworzyw sztucznych ze mieci gospodarstw domowych Gerhard Hórber Chem.-Ing.- Tech. 63, 1991, nr 8, str. 847-849 Do opracowania Josefa Suttera 14. Komputerowe mieszanie farb - podstawowe wiadomoci dla drukarñ - Techn. Inf. 1.03 15. Komputerowe mieszanie farb - zastosowanie w drukarni - Techn. Inf. 1.04 16. Komputerowe mieszanie farb - zastosowanie w drukarniach wklês³odrukowych i fleksograficznych - Techn. Inf. 20.01 17. M. R. Pointer: The Gamut of Real Surface Colours; Colors Research and Application Vol. 5, nr 3/1980, str. 145-155 18. Mgr Andreas Paul: Podwy¿szenie jakoci druku przez zmianê przestrzeni barwnej farb offsetowych; Raport Instytutu FOGRA - nr 50.026, 1994 Do opracowania Gerolfa NieBnera 19. Broszura "Druk z t³oczeniem foli¹' Arbeitskreis Pragefoliendruck e. V ., Góppingen . 20. Kartonowe opakowania sk³adane - wzory, przyk³ady druku, informacje Fachverband Faltschachtelindustrie e. V. Stadthof 1 , 63065 Offenbach 21. DruckfarbenEcho nr 5, 1993 Informator GRUPY HUBERA 22. Seminarium P TS "Wprowadzenie w powlekanie kartonów" S. Pensold, I. Pollex "Kontrola kartonów powlekanych" 70 Echo farb drukarskich 6 23. "Przykre zapachy wyrobów przemys³u papierniczego i kartoniarskiego" Wochenblatt fur Papierfabrikation nr 22, 1994 M. Lustenberger, dr G. Ziegleder, G. Betz 24. Zadrukowywanie opakowañ ¿ywnoci Dr Otto-Gotz Piringer, dr Monika Ruter Fraunhofer Institut fur Lebensmitteltechnologie und Verpackung, Monachium Sympozjum prasy fachowej, 29.11.1990 w Fabrykach Farb Graficznych Michael Huber Munchen 25. Opakowania ¿ywnoci Dr Otto-Gotz Piringer V CH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim Do opracowania dr Petera ReBmanna 26. Instrukcja Zwi¹zku Producentów Farb graficznych: Farby drukarskie do opakowañ ¿ywnoci , Frankfurt n. Menem, marzec 1995 27. Otto G. Piringer, Opakowania ¿ywnoci, Weinheim 1993, str. 328 28. Tworzywa sztuczne w obrocie¿ywnoci¹ Carl Meymann's Verlag, Koln u.a. (Zbiór lunych arkuszy), strona 3 29. Tworzywa sztuczne w obrocie ¿ywnoci¹ strona 117 30. M. Hofelmann i O. Piringer: Oddzia³ywania prawa Unii Europejskiej odnonie ¿ywnoci na badania opakowañ ¿ywnoci Verpackungs-Rundschau 9/1993, str. 59 31. Comission of the European Communities, practical Guide No 1, Bruksela, 2 kwietnia 1993 32. Comission of the European Communities, Synoptic Documents No 7, Bruksela, 2 kwietnia 1993 33. Instrukcja Federalnego Zwi¹zku Drukarzy "Odpadki w przemyle poligraficznym", Wiesbaden 1994 34. Sympozjum dla u¿ytkowników wodorozcieñczalnych farb drukarskich odnonie cieków Michael Huber Munchen GmbH, Monachium 1991 Wydawca: za zgod¹ MICHAEL HUBER MÜNCHEN - MICHAEL HUBER POLSKA sp. z o. o. T³umaczenie: ALEKSANDER SZULC Zespó³ redakcyjny: STANIS£AW BOROWSKI, JANUSZ CYMANEK, CHRISTO CHRISTOW Konsultacje: dr in¿. STEFAN JAKUCEWICZ, mgr in¿. EWA RAJNSZ Wszelkie prawa zastrze¿one. Adres do korespondencji: Michael Huber Polska sp. z o. o., 53-608 Wroc³aw, ul. Robotnicza 72, tel. 071 354 81 10