Struktura

Kvalitativní parametry vlhčícího roztoku

Kvalitativní parametry vlhčicího roztoku

Pro optimální funkci vlhčicího roztoku, který v průběhu tisku smáčí tiskovou formu, musí vlhčící roztok splňovat tyto požadavky:

  • pH v rozsahu 4,8 – 5,3 pro metalické barvy nad 5,5

  • tvrdost vody 8 -12°dH

  • chloridy pod 25mg/l

  • dusičnany pod 20 mg/l

  • sírany pod 50 mg/l

Hodnota pH a její vliv na vlhčicí roztok

V roce 1909 byla hodnota pH definována dánským biochemikem Lauritzem Sӧrensenem (1868 – 1969) jako „záporný dekadický logaritmus koncentrace oxionových kationtů (vodíkových iontů)“. Zkratka pH znamená pondus hydrogenii (potential of Hydrogen), který lze volně přeložit jako potence vodíku. Jde to informace o kyselosti nebo zásaditosti roztoku. Stupnice pH je posloupnost bezrozměrných čísel od 0 do 14. Číslo 7 je v této stupnici vyjádřeno jako neutrální hranice. Od 7 směrem k 0 se koncentrace oxionových kationtů zvyšuje a s tím narůstá i kyselost roztoku. Nejvyšší kyselost je tedy na 0 pH. Naopak zásaditost vzrůstá od 7 pH ke 14 pH. Nejzásaditější je tedy pH 14. Pro ofsetový tisk je obecně považováno za ideální rozpětí pH mezi 4,8 -5,3 pH v případě tisku metalickými barvami se doporučuje na úrovni 5,5pH (snižuje se rychlost oxidace metalických pigmentů v tiskové barvě). Tento mírně kyselý roztok má optimální vlastnosti pro vzájemné mísení s tiskovou barvou (vznik emulze) a minimální negativní reakci s potiskovaným materiálem. Nastavení optimálního pH a jeho udržení pro celou dobu průběhu tisku má za úkol přísada do vlhčícího prostředku. Proti působení rušivých vlivů na stabilitu pH, které mohou toto pH vychýlit, je nutné používat tlumící prostředky – pufry, které eliminují odchylky a jsou schopny do určité míry regulovat negativní vlivy látek, které se dostávají do vlhčícího procesu během tisku a udržovat pH na optimální hodnotě. Případané odchylky pH směrem k nule mají negativní vliv na rychlost zasychání tiskové barvy. Kromě pH vlhčícího roztoku je velmi důležité pH potiskovaného materiálu (papíru), které ovilvňuje rychlosti schnutí tiskové barvy.

pH = -(lg [H3O +])

Obr. 1: Stupnice pH

Metody měření pH vody

Měření pH papírky

Tato metoda je poměrně nepřesná a lze říct, že záleží nejen na stáří měřících indikátorových papírků, ale naměřené hodnoty se liší i v testovacích sadách jednotlivých výrobců. Může docházet k odchylce až 1◦pH oproti jednotlivým sadám. Součástí stabilizace pracovního postupu je i dodržení optimálního rozsahu teplot měřeného roztoku, jejichž rozsah bývá udáván v rozmezí od 15 - 25C. Do měřeného roztoku vložíme na několik vteřin testovací proužek, který se zabarví podle hodnoty pH roztoku. Porovnáním zabarvení s referenční stupnicí určíme pH roztoku. Někteří výrobci vyrábí indikátorové papírky s omezeným rozsahem pro konkrétní měřící účely.

Obr. 2: Lakmusové papírky k  manuálnímu měření pH

Měření pomocí pH metru

V současné době je na trhu mnoho přístrojů pracujících na elektrickém principu. Tato metoda je velmi přesná. Součástí jsou kalibrační roztoky, kterými se přístroj nastavuje do výchozí pozice. Měrná elektroda se musí udržovat v optimální čistotě. Přístroje jsou vybaveny digitálním displejem pro odečítání naměřených hodnot. V interní paměti je možné uchovávat až 1000 údajů naměřených v průběhu používání přístroje.

Obr. 3: Elektronický měřič pH

Elektrická vodivost

 

Elektrická vodivost je důležitý ukazatel schopnosti transportovat elektrické náboje uvnitř roztoku. Transportním prostředkem jsou soli rozpuštěné na ionty. Se zvyšujícím se množstvím soli se zvyšuje i elektrická vodivost. Na základě měření elektrické vodivosti získáme informaci o nutnosti doplnění vlhčícího roztoku o přísady, které transportují informaci.

Vliv znečištění na elektrickou vodivost

Pokud se do vlhčícího roztoku v průběhu tiskového procesu dostanou znečišťující látky (nátěrové hmoty z papíru, rozpustné části pigmentů), může dojít ke zvýšení elektrické vodivosti. Jiná skupina látek (mycí prostředky a pojiva z tiskových barev) mohou naopak elektrickou vodivost snížit.

Vliv kvality vody na elektrickou vodivost

Výkyvy ve kvalitě vody mají přímý vliv na změny elektrické vodivosti.

Vliv teploty vody na elektrickou vodivost

Změna teploty vody – vlhčícího prostředku – má za následek změnu elektrické vodivosti. Z tohoto důvodu je vhodné používanou vodu temperovat na vhodnou teplotu a šetřit tak množství stabilizujících látek, které přidáváme do vody, jako přísadu ke změně stávajících vlastností.

Povrchové napětí a smáčení

K dosažení rovnoměrného smáčení tiskové ofsetové formy a vznik tenkého, stejnoměrného vodního filmu na jejím povrchu je důležitou vlastností smáčení vody, které určuje fyzikální parametr označovaný jako povrchové napětí. K vysvětlení pojmu povrchové napětí je třeba objasnit silové poměry mezi částicemi uvnitř a na povrchu kapaliny. Každá kapalina se snaží zaujmout prostor s co nejmenším povrchem. Ideálním tvarem v tomto případě je koule. Čím silnější je kohezní síla částic v tekutině, tím vyšší je povrchové napětí a tím podobnější tvar kouli kapalina zaujímá. Povrchové napětí vody bez ohledu na její tvrdost a složení je 72mN/m – milinewtonů na metr. Pro ofsetový tisk je toto povrchové napětí poměrně vysoké, protože vlhčící prostředek těchto parametrů není schopen smáčet povrch tiskové desky v dostatečné kvalitě. Aby se zlepšila smáčivost vlhčícího roztoku a současně eliminovala energie molekul vody, používají se substance, které ruší kohezní síly a snižují tak povrchové napětí.

Obr. 4: Růžná míra soudržnosti (koheze) kapaliny na základě povrchového napětí

 

Tab. 1:  Vliv množství alkoholu ve vodě a změna povrchového napětí kapaliny

Kapaliny/ koncentrace Povrchové napětí (mN/m)
voda 72 mN/m
Vodal/alkohol 20% 38 mN/m
Vodal/alkohol 15% 40 mN/m
Vodal/alkohol 10% 44 mN/m
Vodal/alkohol 5% 52 mN/m
Tisková barva 35 mN/m

 

Kapalina, která má větší povrchové napětí a hustotu, vytváří kapku s větším objemem. Bez přídavných látek, které snižují povrchové napětí – tenzidů, by tiskovou desku pokrýval vysoký film vlhčicího roztoku, který by komplikoval průběh tisku. Na obrázku vidíme vlhčící roztok bez přidaných tenzidů a vedle vlhčicí roztok s přidanými tenzidy.

Obr. 5: Ukázky povrchového napětí jednotlivých kapalin a jeho vlivu na smáčivost

Negativní vliv přemíry vlhčicího roztoku (vlivem vysokého povrchového napětí) na průběh tisku:

  • vysoká spotřeba vlhčicího roztoku

  • vysoká rovnováha barva – voda ve válcích barevníku a na tiskové desce podporující emulgaci a zpomalující schnutí tiskové barvy (riziko obtahování)

  • špatné zasychání tiskové barvy

  • emulgace tiskové barvy – špatné pokrytí ploch

  • tvorba nosů v tiskovém obraze

  • vysoká spotřeba tiskové barvy

  • kolísání barevnosti v průběhu tisku

  • příčné pruhování

  • vyplavování pigmentu do vlhčicího roztoku

Vliv povrchového napětí na smáčivost jednotlivých kapalin

Kontrolní otázky

  • Uveďte, co je pH a jakým způsobem je vyjádřené na stupnici pH?

  • Na co má vliv pH při ofsetovém tisku?

  • Jakým způsobem lze měřit pH?

  • Jaký vliv má isopropylalkohol na vlastnosti vlhčicího roztoku?

  • Jaké negativní důsledky nese používání Izopropylalkoholu ve vlhčicím roztoku?

  • Co je to elektrická vodivost v roztoku a k čemu slouží?

  • Které faktory ovlivňují elektrickou vodivost?

  • Jak se projevuje rozdílné povrchové napětí na tvaru kapky různých kapalin? A jak se chová vlhčicí roztok, jež  má vysoké povrchové napětí?

Zdroje

  • KAPLANOVÁ, Marie. Moderní polygrafie. Praha: Svaz polygrafických podnikatelů, 2010, 391 s. ISBN 978-80-254-4230-2.
  • Walther, K.: Vše o vlhčení v ofsetovém tisku, München 2000: Hostmann – Steinberg GmbH D-29233 Celle

Obrázky

  • Obr. 1: Archiv autora.
  • Obr. 4,5: Archiv autora.
Logolink