به‌منظور آشنایی بیشتر با مرکب های چاپ فلکسوگرافی در جستارهای گذشته مطالبی پیرامون مرکب های پایه حلالی و همچنین مقاله ای در مورد مرکب های پایه آب ارائه شد، برای تکمیل این بخش، در این شماره به فناوری درمان یو وی و در شماره دیگر به مرکب های متالیک پرداخته می شود.
به گزارش چاپ و نشر آنلاین؛ بر اساس بررسی ها بیش از ۶۰ درصد از بسته بندی های چاپ شده در اروپا به‌وسیله‌ی فرآیند چاپ فلکسو و کمتر از ۲۰ درصد به وسیله‌ی چاپ گراور انجام می گیرد. خیلی از اوقات هر دو روش چاپ فلکسو و گراور در یکجا (کارخانه و یا سازمان چاپی) انجام می پذیرد. در چنین حالتی یک مرکب چاپ برای هر دو فرآیند به کار می رود حتی اگر این‌چنین هم نباشد، نوع فرمول مرکب چاپ فلکسو و گراور به‌قدری به هم نزدیک و شبیه است که در هر دو روش چاپی مورد استفاده است.
انواع مرکب های چاپ فلکسوگرافی
فناوری درمان یو وی (UV)
در اواسط سال‌های ۱۹۹۰، نگرانی های زیست محیطی برای کاهش مواد فرار آلی در مرکب های چاپ، فناوری درمان یو وی قابل پیش‌بینی بود. روش چاپ با مرکب فلکسو بر پایه درمان یو وی با هدف قانونمند کردن کنترل مواد فرار آلی خروجی از مرکب ها و ورود آن به اتمسفر موجب تأثیر در رشد روش چاپ فلکسوی یو وی شد. بیشتر تولیدکنندگان به این نتیجه رسیدند که هیچ گزینه ای جز کاهش و حذف مواد فرار آلی ندارند.
یکی از خواص بحث برانگیز مرکب، خاصیت پخش رنگ دانه و قابلیت خیس شدن رنگ دانه در وارنیش های تهیه شده بر مبنای روش یو وی نسبت به روش های متداول در مرکب های چاپ فلکسوگرافی پایه حلالی است. یک مرکب با رنگ‌دانه‌ای مناسب و تهیه نامناسب می تواند چاپ خوبی ارائه دهد اما پخش رنگ‌دانه ناکافی موجب کاهش سیالیت می شود (کاهش ۷۵ درصدی در چاپ فلکسوی درمان یو وی و ۲۵ درصدی فلکسوی پایه آب برای چاپ‌های با کیفیت بالا).
پخش رنگ‌دانه ضعیف در یک مرکب می تواند موجب کاهش راندمان داکتر بلید و پر شدن حفره های نورد آنیلوکس و در نتیجه کاهش قدرت پمپ خاصیت خروجی مرکب از حفره های آنیلوکس بشود. این موارد منجر به عدم کیفیت چاپ می شود.
نگرانی دیگر، غلظت بالاتر مرکب حلالی پایه آب نسبت به مرکب های حلالی UV است. اگر غلظت مرکب های حلالی پایه آب در غلظت سنج «زان ۲» برابر با ۲۰ ثانیه باشد در نوع یو وی آن کمترین میزان بین ۴۰ تا ۸۰ ثانیه است.
تغییرات زیادی در طراحی روش مرکب‌دهی ماشین چاپ انجام شده تا بتواند با ویسکوزیته بالا هماهنگی داشته باشد. به هر حال یک مشکل هنوز باقی مانده است و آن سیالیت و روانی در زیر داکتر بلید است. بسیاری از ماشین‌سازان معتقدند که باید مرکب سازان ویسکوزیته را پایین بیاورند که موجبات سیالیت و روانی را فراهم کند، این مسئله موجب خرابی ترام‌ها و انتقال تصویر غیرمشابه از فرم به سطح چاپ خواهد شد.
از طرفی دیگر مرکب سازان استدلال می کنند که غلظت باید بالا باشد و ماشین سازان باید لوازم همزن را در روش مرکب‌دهی ماشین چاپ فراهم و تعبیه کنند، همان طوری که ماشین‌سازان ماشین های چاپ لیتوگرافی این کار را انجام داده‌اند و در نتیجه کیفیت چاپ را حفظ کرده‌اند.
بدین خاطر رشد فلکسو با روش درمان یو وی تقریباً متوقف شده است، فقط چاپ‌های کمی با این روش و به‌صورت محدود باقی‌مانده که در حقیقت بخش خشک‌کن یو وی آن بیشتر مطرح است، بیشترین علاقه در به‌کارگیری روش چاپ فلکسوی درمان یو وی، وجود کیفیت بالای چاپ حاصل از این روش است. ابتدایی‌ترین نفع این روش اشغال فضای کم خشک‌کن یو وی در خط تولید ماشین چاپ است و اشکال بزرگ از حرارت حاصل از وجود لامپ UV و در نتیجه تجمع رنگ در سیلندر چاپ و رفع و برطرف کردن این پدیده است.
چاپ نرو وب (Narrow Web)
در حال حاضر کاربرد چاپ فلکسو برای چاپ نوارهای رول باریک به‌تدریج رشد پیدا کرده است و با اصطلاح کیفیت مرکب یو وی این نوع چاپ رقیب سرسختی برای چاپ‌های لیتوگرافی با قیمت تمام شده پایین خواهد شد. قشر مرکب در نوردهای آنیلوکس با کیفیت بالا ذخیره می‌شود. این نوردها از دقت تراکم بالایی برخوردار بوده و کار بسیار تمیزی در اندازه‌های مختلف ارائه می‌دهند.
چاپ نوارهای خود چسب رول باریک با فرایند فلکسوی یو وی رشد کرده و همچنان ادامه دارد تا آنجایی که چاپ رول نوارهای خود چسب لیبل را به خود اختصاص داده است. سرمایه مصرفی در لوازم چاپ فلکسو به مقدار قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر از ماشین‌آلات لترپرس بوده و کیفیت چاپ به مراتب بهتری را ارائه می‌دهد. پیش‌بینی می‌شود که فراوانی چاپ لیبل رول باریک، بر اساس جدول زیر تقسیم شود:
جدول ۱- فراوانی چاپ رول باریک خود چسب در روش‌های چاپی
۷۵ درصد از چاپ فلکسو به چاپ یو وی اختصاص داشته و ۲۵ درصد مربوط به فلکسوی با درمان یو وی پایه آب است. هر جا که بحث قیمت مطرح است برای ارزان بودن و اقتصادی بودن فلکسوی پایه آب یو وی مطرح می‌شود و هر جا صحبت کیفیت چاپ باشد مرکب چاپ یو وی با درمان یو وی بدون پایه آب مطرح است.
حال مصرف چاپ فلکسوی رول کم‌عرض برای مصارف لیبل کارتن رول رو به رشد است. هر جا که رقابت قیمتی مطرح است می‌توان آن را با چاپ افست مقایسه کرد (قیمت فلکسوی رول بر پایه یو وی ارزان‌تر از افست یو وی معمولی است). چاپ رول کم‌عرض به‌وسیله آنیلوکس ظریف‌تر تهیه می‌شود که منجر به کیفیت خوب چاپ شده و این کیفیت می‌تواند منجر به تولید ترام کمتر تغییر شکل یافته (ازنظر سایز و چاقی ترام) شده و در نهایت چاپ بسیار تمیز و خوبی را ارائه دهد. جدول ۲ نوعی فرمول فلکسوی آکریلیک درمان یو وی را نشان می‌دهد.
جدول ۲- نوعی فرمول فلکسوی آکریلیک درمان یو وی
مرکب درمان یو وی برای چاپ مقوا
ویژگی‌های خوب مرکب درمان یو وی (سرعت درمان، چسبندگی خوب، بوی کم و مقاومت‌های شیمیایی خوب) آن ها را برای چاپ کارتن ایده‌آل می سازد. دستگاه های چاپ رول لیبل های خود چسب موجب شدند که ازنظر کیفی این چاپ برای چاپ بسته بندی به کار گرفته شود. کیفیت چاپ فلکسو با این مرکب در مقایسه با سایر چاپ‌های فلکسو با مرکب های دیگر بالاتر است (می توان یک تا دو درصد ترام بیشتر چاپ کرد). چاپ های عریض (تا حد یک متر) برای روش چاپ مقوا استفاده می شود درحالی‌که از دستگاه چاپ رول کم عرض برای چاپ لیبل خود چسب استفاده می شود.
فناوری درمان کاتیونی
بخش عمده درمان اشعه یو وی به‌وسیله کاتالیست های رادیکال آزاد انجام می شود که بر اساس شیمی آکریلات است. وقتی ترکیب مورد نظر تحت تأثیر تابش اشعه یو وی قرار می گیرد، بلافاصله شروع کننده نوری در ساختمان مرکب چاپ به رادیکال‌های ویژه تقسیم می‌شود که موجب شروع واکنش‌های درمان زنجیره‌ای می‌شود. یکی از روش های بسیار ساده این نوع واکنش ها در فناوری جانشین، مربوط به رزین های اپوکسی است که وقتی تحت تأثیر اشعه یو وی قرار می گیرند، شروع‌کننده ها یا یون های اسیدی آزاد تولید می شوند (کاتیون‌ها). جدول ۳ فرمولاسیون درمانی یو وی کاتیونی را ارائه می‌دهد.
جدول ۳- نوعی فرمولاسیون درمان یو وی کاتیونی
درمان کاتیونی دارای مزایایی است که اولین آن‌ها شروع ناگهانی واکنش و ادامه واکنش زنجیره‌ای تا تکمیل پلیمر است. این مورد تا زمانی ادامه دارد که منبع نوری یو وی در حال تابیدن است و بلافاصله پس از حذف منبع یو وی واکنش کاملاً قطع می‌شود. روش رادیکال آزاد، کار واکنش زنجیره‌ای را کاملاً تکمیل نمی کند. نگرانی اصلی این است که اگر واکنش کامل نشود فیلم حاصله نرم می‌ماند و مازاد شروع‌کننده‌های یونی به‌عنوان آلوده‌کننده و سم برای بسته‌بندی (به‌ویژه بسته‌بندی غذایی) خواهد شد.
حسن دیگر روش کاتیونی کاهش انعطاف فیلم تشکیل‌شده است که در مقایسه با آکریلات رادیکالی دارای چسبندگی بالایی به نسبت فیلم مصنوعی است. یکی دیگر از امتیازات روش کاتیونی نسبت به روش رادیکالی، غلظت این مرکب‌ها است، درصورتی که مرکب های آکریلات دارای غلظت بالا هستند. در حقیقت ویسکوزیته روش آکریلات چهار برابر روش کاتیونی و دو برابر مرکب‌های متداول در چاپ لیتوگرافی است.
این مقدار ویسکوزیته موجب می شود که این مرکب های چاپ فلکسوگرافی در همان درصد بالای رنگ‌دانه حفظ شده و موجب بالا رفتن غلظت در مرکب شوند. در نتیجه منجر به چاپ با چاقی ترام کمتر در تصویر شده و از طرفی برای کیفیت بالای رنگ غلظت بالا مورد نیاز است.
یکی از عیب‌های روش درمان یو وی کاتیونی که به صورت جدی مطرح است؛ نسبت درمان فیلم در سرعت های بالای چاپ است که ممکن است مشکلاتی را در واحدهای درمان داخلی (رادیکال‌ها) در فرآیند معمولی چاپ به وجود آورد.
در بعضی موارد مشکل مسموم کردن واکنش در سطح چاپ بسیار زیاد و قابل‌ملاحظه است. یون مثبت (H+) می‌تواند به‌وسیله گروه‌های آمینی(-NH2) جذب شود که در اکثر رنگ‌دانه ها به‌صورت معمول وجود دارد، بنابراین واکنش خاتمه پیدا می کند. متأسفانه مشاهده شده است که عمل پایان واکنش به‌وسیله بعضی گروه های «پلی‌تنی» احتمالاً با اسیدهای آمینه (برای لیزر کردن سطوح چاپی در مرکب به کار می‌برند) انجام می‌گیرد.
واکنش می تواند به‌وسیله آب سمی شود، به سبب آنکه معمولاً بخارآب در جو وجود دارد، بخارآب به وسیله‌ی بدنه فیلم چاپی روی فویل جذب می شود. به این دلیل روش درمان یو وی کاتیونی برای کاغذها و مقواهای بدون پوشش مناسب نیست؛ بنابراین نتیجه می‌گیریم که در روش درمان یو وی کاتیونی، زمانی که انعطاف و چسبندگی زیاد مرکب روی فیلم لازم باشد مورداستفاده قرار می‌گیرد و اصولاً این روش نسبت به روش آکریلات‌ها گران‌تر نیز هست.
شروع نگرانی‌ها در مواد بسته بندی که وسیله مرکب چاپ درمان یو وی کاتیونی انجام می‌گرفته به سال ۲۰۰۰ بر می‌گردد. وجود آلودگی بسیار کم «بنزنی» (ماده سرطان‌زای شناخته شده) در قسمت‌های بیرونی سطوح چاپی بود. میزان آلودگی به‌اندازه‌ای ۱ میلی‌گرم در یک مترمربع سطح بیرونی چاپ (نه در سطح تماس ماده چاپی) بود.
خود ماده بسته بندی سدی بین کالاهای بسته‌بندی شده و سطح چاپی است. در اینجا آنچه موجب نگرانی بیشتر می‌شود عبارت است از بازگشت این ماده سمی به درون کالاهای بسته‌بندی شده. اگر این اتفاق ناخواسته صورت گیرد، می‌توان این میزان آلودگی را در حد آلودگی آب آشامیدنی بر اساس قوانین اتحادیه اروپا و آمریکا دانست.
این گزارش به دلیل نداشتن آگاهی در آن زمان محکوم شد و همین موجب شد که کالاهای بسته‌بندی شده بدین روش از بازار جمع آوری شده و مسئله تا تحقیقات کامل به‌صورت معلق باقی ماند. تا اینکه «سازمان کنترل اشعه اروپایی» (Rad Tech) اعلام کرد دلایل کافی برای جلوگیری از چاپ به روش درمان یو وی کاتیونی وجود ندارد. تحقیقات تا به امروز آن را سالم تشخیص داده و خاطرنشان شد که در معرض قرار گرفتن ماده غذایی در مقابل «بنزن» دو هزار برابر کمتر از آلودگی بنزین به هنگام پر کردن باک سوخت اتومبیل‌ها است.
علیرغم این نگرانی مقدار قابل‌توجهی از مرکب‌های کاتیونی هنوز به‌وسیله دو کمپانی تولید و به فروش می‌رسد، اگرچه مصرف این مرکب‌ها مقداری کاهش پیدا کرده، هنوز در بعضی از موارد مصرف دارد.
سایر تولیدکنندگان مرکب به مقدار کم، آن هم به‌صورت ورنی روکار آن را برای پوشش سطوح چاپی چهار رنگ تولید می‌کنند. فقط شرکت BASF است که خود و سایر کارخانه‌های تابعه‌اش را وادار کرده که از تولید این مرکب‌ها خودداری کند.
بیشتر بخوانید: مرکب های چاپ فلکسوگرافی/ مرکب های پایه آب
مرکب های یو وی پایه آب
مرکب های پایه آب یو وی در چاپ سیلک اسکرین کاربرد پیدا کرده است. امروزه بررسی برای کاربرد آن در چاپ فلکسو نیز انجام می گیرد. برای کاربرد این مرکب ها در چاپ فلکسو، رسیدن به یک غلظت کم کافی است. انجام این عمل (با افزودن مونومرها) می‌تواند سرعت درمان به‌وسیله اشعه یو وی را کم و در نتیجه منجر به تولید بو در کار نهایی شود.
به هر حال آب یک کاهش دهنده غلظت بسیار عالی است و در مرکب های پایه آکریلیکی مانع درمان فیلم (قشر مرکب) نمی شود. همان‌طوری که با مرکب های متداول پایه آب هم سیستم‌های امولسیونی و هم حلالی کاملاً آزمایش شده اند. هر دو سیستم قابلیت خوبی برای درمان اشعه یو وی نشان داده‌اند.
چاپ یو وی سرد
مسئله غیرقابل‌کنترل در لامپ های UV با فشار متوسط جیوه، تولید محدوده وسیعی از اشعه یو وی و بخشی از اشعه مرئی و اشعه IR است. تولید IR به‌وسیله این لامپ‌ها برای سطوح چاپی که نسبت به حرارت بسیار حساس است، موجب ناپایداری آن‌ها می‌شود و بسیار مضر است.
امروزه در مقابل لامپ های معروف به یو وی سرد که از خود اشعه تک‌رنگ در محدوده ۳۰۸ نانومتر آزاد می‌سازند، لامپ‌های فشار متوسط جیوه‌ای با اتلاف انرژی بالایی (به دلیل تولید انواع اشعه‌ها) تولید می‌شوند.
بزرگ‌ترین نقش این لامپ‌ها جایگزینی آن‌ها با لامپ‌های ۲۰۰ واتی سرد(eximer) است. اندازه کوچکی لامپ‌ها و عدم تولید اشعه IR موجب کاربرد این لامپ‌ها در روش چاپ فلکسو در مواد چاپی حساس به حرارت است.
«تولید اشعه تک‌رنگ» برای مرکب‌ها مشکلی را به وجود آورده که باید برای انجام کامل فرایند درمان یو وی از شروع‌کننده‌های اشعه‌ای متنوع و بیشتر استفاده کرد تا بتواند عمل درمان را به نحو احسن انجام دهد، زیرا تولید اشعه‌ی متنوع به‌ویژه اشعه حرارتی IR در لامپ‌های فشار متوسط جیوه‌ای، به سبب شروع سریع واکنش درمان یو وی با شروع‌کننده‌های سرد کم شده است.
مرکب های پرتو الکترونی (Electron Beam)
مرکب‌های درمان پرتو الکترونی مشابه مرکب‌های درمان یو وی هستند. تنها تفاوت در فرمول مرکب است که در آن‌ها شروع کننده های نوری وجود ندارد و انرژی الکترونی که مستقیماً به فیلم مرکب تابانده می‌شود، باعث پیوندهای غیراشباع موجود در مولکول پلیمر می‌شود و رادیکال‌های آغازگر واکنش‌های متعدد پلیمری می‌سازد. علیرغم برتری‌هایی که این روش چاپ دارد ولی رشد چندانی نکرده است، زیرا واحد تولید این نوع اشعه بسیار بزرگ و امکان نصب آن در چاپ فلکسو بسیار مشکل است.
