konwencjonalne sposoby lakierowania odbitek analogowych i cyfrowych, cyfrowe elektrofotograficzne sposoby uszlachetniania/lakierowania odbitek elektrofotograficznych, cyfrowe natryskowe metody lakierowania odbitek. Natryskowe systemy lakierowania lakierem utrwalanym promieniowaniem UV są przyszłością technologii lakierowania. IN ENGLISH: Varnishing digital prints; ABSTRACT: General trends of the printing market (reduction in length of print runs, an increase in requirements concerning the quality of products and their improvement) and the development of digital printing technology force the appearance of new methods of prints’ improvement. The contemporary methods for digital prints varnishing including packaging prints are analyzed: conventional methods of varnishing analogue and digital copies, digital electrophotography methods of improving/varnishing electrophotographic copies, digital spraying methods for copy varnishing. Spraying systems of varnishing with UV cured varnishes is the future of varnishing technology.
Stale rosnące wymagania klientów dotyczące atrakcyjności wyglądu i funkcjonalności produktów poligraficznych powodują, że większość druków jest następnie uszlachetniana. Najczęściej stosuje się do tego celu metodę lakierowania powierzchni lub laminowanie folią.
Paleta dostępnych na rynku lakierów stale się powiększa, a producenci udoskonalają swoje produkty nie tylko pod względem ich właściwości, ale także atrakcyjności i różnorodności efektów wizualnych, jakie zapewniają.
Z drugiej strony trendy rynkowe – zmniejszające się nakłady, potrzeba ograniczania kosztów produkcji i cen, eliminowanie strat, usprawnianie produkcji i skracanie czasu jej realizacji – generują obecnie duże zmiany, w technologii poligraficznej pojawiają się nowe metody cyfrowe, w tym i w zakresie uszlachetniania druków, także druków opakowaniowych. Cyfrowo są coraz częściej drukowane krótkie serie luksusowych opakowań lub ich wzory (serie próbne) do zatwierdzenia. Podobnie ma się rzecz z etykietami. Zarówno materiały opakowaniowe, jak i etykiety wymagają uszlachetniania, którym między innymi jest lakierowanie.
Obecnie na rynku dostępne są różne metody lakierowania odbitek – konwencjonalne i cyfrowe, w tym dla druków cyfrowych (rys. 1).
Obecność powłoki lakieru na odbitkach spełnia kilka funkcji: zwiększa atrakcyjność druków, zwiększa odporność nadrukowanych kolorów na działanie czynników zewnętrznych, a w przypadku opakowań – zwiększa ich właściwości barierowe.
Lakier można nanosić na całość powierzchni odbitki – wtedy mówimy o lakierowaniu całościowym lub na wybrane miejsca odbitki – i wtedy mamy do czynienia z lakierowaniem wybiórczym. Wśród konwencjonalnych systemów lakierowania można wyróżnić zespoły do lakierowania on-line, które rozmieszcza się w maszynach offsetowych lub fleksograficznych, albo urządzenia do lakierowania off-line. Obydwa rodzaje urządzeń mogą posiadać konstrukcję wałkową (dla lakierowania całościowego) lub posiadać komory raklowe i cylindry rastrowe. W przypadku tych ostatnich lakier można nanosić wybiórczo lub na całość powierzchni. Efekty połysku, tekstury, wybiórczości oraz możliwość zastosowania rożnych rodzajów lakierów można osiągnąć przy nanoszeniu lakieru metodą sitodruku. W tej metodzie można nanosić grubą warstwę lakieru do około 100 g/m2. W przypadku systemów z komorą raklową warstwa naniesionego lakieru będzie zależała od pojemności cylindra rastrowego; średnio wynosi ok. 10 g/m2. W przypadku systemów wałkowych grubość warstwy lakieru na drukach również można regulować i można nanosić lakier średnio warstwą o grubości 4-15 g/m2.
Wśród stosowanych obecnie lakierów (offsetowy, dyspersyjny, utrwalany promieniowaniem UV) najbardziej rozpowszechniony jest lakier UV. Pozwala on na osiągnięcie wyższego połysku, wysokich parametrów odpornościowych utwardzonej warstwy lakieru w stosunku do innych typów lakierów oraz posiada bardzo krótki czas utrwalania.
Konwencjonalne systemy lakierowania odbitek
Obecnie stosowane są dwa typy konwencjonalnych zespołów lakierujących dla nanoszenia lakierów dyspersyjnych i lakierów utrwalanych promieniowaniem UV, które różnią się metodami dozowania lakieru: wałkowe i z cylindrem rastrowym (aniloks). Wałkowy zespół lakierujący składa się z duktora zanurzonego w kałamarzu z lakierem i wałka do nanoszenia lakieru na formę (rys. 3a). Duktor posiada twardą powierzchnię (zazwyczaj chromowaną), a wałek jest elastyczny. Ilość nanoszonego lakieru jest regulowana przez zmianę prędkości duktora oraz wielkością szczeliny między duktorem 2 a wałkiem 3 (rys. 3a). Taki system pracuje stabilnie i jest tani, oprócz tego pozwala nanosić na odbitkę grubą warstwę lakieru (do 8 g/m2). Przy zastosowaniu lakierów o wysokiej lepkości duktor 2 może być wykonany w postaci cylindra rastrowego i z jego pomocą nanosi się jeszcze grubszą warstwę lakieru – do 10 g/m2. Do wad takiego systemu zalicza się trudność w regulacji ilości nanoszonego lakieru oraz niemożliwość uzyskania cienkich warstw lakieru. Oprócz systemów dwuwałkowych istnieją systemy trzy- i czterowałkowe. W systemie trzywałkowym obok walka nadającego lakier na formę umieszcza się twardy wałek rozcierający, wykonujący ruch posuwisto-zwrotny. Natomiast w systemie czterowałkowym z duktorem kontaktuje się dodatkowy elastyczny wałek dozujący. Istnieją również dwu- i czterowałkowe konstrukcje systemów lakierujących z wtryskiwaniem lakieru pomiędzy wałkami.
Systemy lakierujące z cylindrem rastrowym są pozbawione wad właściwych dla systemów wałkowych (rys. 3b). Cylinder rastrowy pozwala bardzo dokładnie regulować ilość nanoszonego lakieru i, niezależnie od prędkości lakierowania, nanosić równomierną warstwę lakieru pożądanej grubości. Ilość nanoszonego lakieru wyznacza się pojemnością cylindra rastrowego. Najlepsze efekty lakierowania uzyskuje się z zastosowaniem systemu lakierującego z komorą raklową. W odróżnieniu od systemów otwartych (składających się z duktora zanurzonego w kałamarzu i cylindra rastrowego wyposażonego w rakiel) systemy na bazie komory raklowej gwarantują stabilną lepkość lakieru, a co za tym idzie równomierną warstwę lakieru naniesionego na odbitkę. Ogólną wadą systemów lakierujących z cylindrem rastrowym jest brak płynnej regulacji grubości nanoszonej warstwy lakieru. Zmiana grubości wiąże się ze zmianą cylindra rastrowego.
Ze względu na sposób prowadzenia arkusza w maszynie istnieją dwa typy konstrukcji arkuszowych maszyn lakierujących. W pierwszych arkusz jest prowadzony przez sekcję lakierującą za pomocą cylindra dociskowego z łapkami (podobnie jak w arkuszowej maszynie offsetowej), a w drugim przypadku – przez sekcję lakierującą – za pomocą cylindra dociskowego i wałka nanoszącego lakier, które tworzą parę, a między sekcjami maszyny – za pomocą pasa podciśnieniowego. Pierwszy rodzaj maszyn jest przeznaczony dla lakierowania całościowego i wybiórczego odbitek, a drugi – dla całościowego. Maszyny pierwszego typu są wyposażone w automatyczny samonakładak i wykładak. Producenci maszyn drugiego typu stosują modułową zasadę konstrukcji, co pozwala na ofertę maszyn o różnym stopniu automatyzacji i różnych cenach. Maszyny te ze względu na stopień automatyzacji można podzielić na trzy grupy:
n maszyny z ręcznym podawaniem arkuszy lub automatycznym podawaniem i wyprowadzeniem (dla lakierowania UV i podłoży o gramaturze od 250 g/m2);
n automatyczne lakierowanie, maszyny do nanoszenia lakieru UV z samonakładakiem i wykładakiem;
n automatyczne linie do obróbki druków (w tym druków cyfrowych), które oprócz modułu lakierowania UV posiadają inne moduły, na przykład moduł bigowania, wykrawania.
Większość maszyn drugiego typu (bez cylindra dociskowego z łapkami), dedykowanych dla podłoży o gramaturze poniżej 250 g/m2, jest wyposażanych w specjalny przyrząd pozwalający na odklejenie papierów przyklejonych do wałka nanoszącego lakier. Przyklejanie cienkich papierów może być spowodowane wysoką lepkością lakierów UV. Podłoża o wyższej gramaturze nie przyklejają się i nie wymagają dodatkowego przyrządu zapobiegającego temu zjawisku. Oprócz tego maszyny lakierujące dedykowane do grubych podłoży mają prostszą konstrukcję.
Po naniesieniu lakieru UV następuje jego utrwalanie za pomocą promieniowania UV i wykładanie odbitek.
Cyfrowe sposoby uszlachetniania/lakierowania druków w maszynach elektrofotograficznych
Pierwsze metody cyfrowego uszlachetniania druków cyfrowych pojawiły się w maszynach do drukowania cyfrowego elektrofotograficznego (w postaci opcji on-line). Świadomie używamy terminu „uszlachetnianie”, ponieważ w tych systemach uzyskuje się efekt lakierowania przy zastosowaniu przezroczystego tonera. W starszych modelach maszyn Xerox DC 5000, 8000 zastosowano toner przezroczysty w celu zabezpieczania i uszlachetniania druków. Do tego celu w
maszynie jest przeznaczona piąta sekcja drukująca. W nowszych modelach maszyn, na przykład Xerox DC800/1000 zastosowano przezroczysty toner nowej generacji EA. W maszynach Punch Graphix Xeikon również w ostatnich sekcjach drukujących (w maszynach dwustronnych drukujących według schematu 5+5 – ostatnie dwie sekcje, a w maszynach jednostronnych 5+0 dedykowanych do druku etykiet – ostatnia sekcja) można stosować toner przezroczysty. Można również zastosować przezroczysty toner zwany security-toner i nanosić go w pierwszej kolejności, a następnie na niego nanosić nadruk CMYK – wtedy powstałe barwy uzyskają połysk, a w dodatku da się taki toner zidentyfikować w świetle UV. W zwojowych maszynach HP Indigo, na przykład HP Indigo Press 7600, również można stosować przezroczysty toner; producent nazywa go lakierem cyfrowym (digital varnish). W tym przypadku toner jest stosowany w postaci ciekłej, podobnie jak pozostałe barwne tonery stosowane w drukowaniu. Za pomocą takiego tonera można uzyskać różnego rodzaju efekty tekstury powierzchni, na przykład efekt skórki pomarańczowej czy efekt skóry żmii. Podobne efekty uzyskuje się w maszynach Kodak NexPress SX 2700/3300/3900 przy zastosowaniu również w dodatkowej piątej sekcji drukującej tonera gruboziarnistego, co pozwala osiągać grubość nadrukowanej warstwy tonera – „lakieru” do około 50 µm. Zastosowanie tonera o mniejszych wymiarach pozwala na uzyskanie matowej powierzchni lub tworzenie obrazów tzw. znaków wodnych. Dodatkowy moduł Nexglosser pozwala zwiększyć połysk, a wtedy uzyskany efekt będzie zbliżony do wysokiego połysku lakieru błyszczącego nanoszonego metodą sitodruku. Oczywisty jest fakt, że w przypadku uszlachetniania tonerem przezroczystym w maszynach elektrofotograficznych można wykonywać „lakierowanie” zarówno wybiórcze, jak i całościowe, ponieważ zasada tworzenia obrazu za pomocą tonera przezroczystego jest taka sama, jak dla tonerów CMYK.
Druki elektrofotograficzne mogą być lakierowane także metodą konwencjonalną. Często w procesie lakierowania druków elektrofotograficznych stosuje się lakier UV. Przykład takiego lakierowania daje konfiguracja maszyny Epic Products CTi-635 on-line z Xerox iGen 4. Możliwe jest wybiórcze lub całościowe lakierowanie. Jeszcze inne przykłady: podczas targów drupa 2012 na stoisku firmy ABG International zwój papieru zadrukowany na cyfrowej elektrofotograficznej maszynie HP Indigo był lakierowany off-line na maszynie Digicon (rys. 4), a na maszynie Xei-kon 3300 proces lakierowania lakierem UV odbywał się on-line.
Natryskowe metody lakierowania odbitek
Zupełnie nowa jest technologia lakierowania metodą druku natryskowego. Sam pomysł zastosowania przezroczystego atramentu utrwalanego promieniowaniem UV do celów lakierowania na pewno powstał już wtedy, kiedy zaczęto drukować atramentami UV, ale rozwiązania przemysłowe pojawiły się dopiero w 2008 roku. Wiąże się to z faktem, że profesjonalne metody lakierowania powinny sprostać wielu wymaganiom, między innymi pozwalać na uzyskiwanie równomiernej warstwy lakieru i osiąganie wymaganego efektu połysku. Przykładem natryskowych urządzeń do lakierowania mogą być: maszyny MGI Jet Varnish (prezentacje maszyny na drupa 2008, a w 2012 wersja Jet Varnish 3D), szereg urządzeń firmy Scodix (prezentacja na drupa 2012) i firma Komfi z maszyną Spotmatic (prezentacja na drupa 2008).
W maszynie MGI Jet Varnish lakier nanosi się za pomocą głowic piezoelektrycznych (technologia „drop-on-demand”). Osiem modułów głowic piezoelektrycznych drukujących ze zmienną objętością kropli zamocowanych nieruchomo wzdłuż szerokości zadruku tworzy nieruchomą głowicę drukującą typu SinglePass (360 dpi, szerokość zadruku 515 mm). Przed utrwaleniem naniesioną warstwę lakieru podgrzewa się w celu uzyskania równomiernej grubości, a następnie utrwala się promieniowaniem UV. Lakierowanie może być wybiórcze bądź całościowe, z różnymi efektami połysku (satyna, gloss i ultra gloss) bądź z różnymi fakturami. Jet Varnish jest wyposażony w podajnik stosu o wysokości do 60 cm (ok. 4000 arkuszy o gramaturze 135 g/m2) oraz wykładak stosu o tej samej pojemności. Na targach drupa 2012 firma prezentowała nową wersję Jet Varnish 3D, dzięki której można uzyskać efekty różnej tekstury powierzchni.
Czeska firma Komfi, producent analogowych maszyn lakierujących Fullmatic, zaprojektowała nową maszynę do cyfrowego lakierowania wybiórczego Spotmatic 54, na bazie druku natryskowego z lakierem utrwalanym promieniowaniem UV. Mikrokropelki lakieru są nanoszone przez zestaw głowic piezoelektrycznych. Utrwalanie naniesionej powłoki lakieru odbywa się w module UV za pomocą specjalnej lampy. W trakcie procesu utrwalania nie wydziela się ozon ani inne gazy, które by wymagały zastosowania specjalnych wyciągów. Spotmatic 54 jest maszyną w pełni automatyczną. Arkusze są podawane za pomocą automatycznej głowicy, a następnie prowadzone pasem podciśnieniowym przez sekcję lakierowania i suszenia aż do wykładania. Na uwagę zasługują kompaktowość konstrukcji (wymiary maszyny to 320x127x146 cm) oraz przyjazny system kontroli i sterowania maszyny.
Izraelska firma Scodix w 2010 r. na targach Ipex prezentowała urządzenie natryskowe do nanoszenia lakieru Scodix 1200. Na targach drupa 2012 pokazała dwa nowe modele maszyn do lakierowania natryskowego Scodix S52 i S74 (o szerokości zadruku 52 i 74 cm). W maszynach zastosowano technologię Scodix SENSE oraz lakier Scodix PolySENSE. Osobliwość opracowanej przez firmę technologii polega na tym, że proces lakierowania opiera się na zastosowaniu stałoatramentowego lakieru utrwalanego promieniowaniem UV. Atrament w postaci stałej (na bazie wosku) stapia się przy podwyższonej temperaturze. Po stopnieniu za pomocą głowicy piezoelektrycznej nanosi się go na podłoże. Cechy charakterystyczne uzyskanego nadruku: powierzchnia powłoki lakieru po zadruku nie rozpływa się, a tworzy reliefowy nadruk, co w połączeniu z technologią Grayscale pozwala uzyskiwać niesamowite efekty strukturalno-objętościowe, podobne do tych uzyskiwanych w tłoczeniu. Jeszcze inny efekt wizualny osiąga się dzięki opcji Rainbow – daje ona możliwość naniesienia lakieru z cząsteczkami brokatu. Na technologię Scodix Digital-Glittering – naniesienie warstwy lakieru z brokatem – firma uzyskała patent. Podobny efekt można uzyskać tylko przy lakierowaniu metodą sitodruku.
Na maszynach natryskowych ilość lakieru na odbitkach będzie zależała od objętości kropel w druku. W maszynach Spot-matic firmy Komfi zmienia się ona dyskretnie: 8,5/17/34 g/m2. Na maszynie MGI Jet Varnish warstwa lakieru może osiągać do 30 g/m2. Przy lakierowaniu na maszynach Scodix S52 i S74 na odbitkach uzyskuje się warstwę lakieru do 70 µm.
Wśród zalet metody lakierowania cyfrowego natryskowego należy wymienić:
n brak kontaktu podłoża z elementami zespołu nanoszącego lakier;
n dostosowanie się do krótkich nakładów;
n uzyskanie różnorodnych efektów połysku w jednym cyklu. Efekty te uzyskuje się nie przez zastosowanie różnych lakierów, ale dzięki możliwościom technologii druku natryskowego: zmianie objętości kropli, algorytmu jej naniesienia, procesu utrwalenia;
n uzyskanie dodatkowych efektów (tekstura, brokat).
Tych kilka maszyn przeznaczonych do lakierowania natryskowego lakierem utrwalanym promieniowaniem UV, które obecnie istnieją na rynku, to tylko początek cyfrowych rewolucji w technologii lakierowania. Tak jak technologie druku natryskowego są uważane za technologie przyszłościowe, podobnie i technologiom lakierowania natryskowego rokuje się wielką przyszłość. n
Literatura
1. Alternatiwnaja ekonomika: „cifrowoje” lakirowanije. Kursiw nr 3, 2011. Artykuł w postaci PDF na stronie: http://www.nissa-centre.ru/articles/postprint/2011/07/22/postprint_144.html
2. Khadzhynova S:. Cyfrowy druk natryskowy na Drupa 2012. Przegląd Papierniczy nr 6, 2012, s. 365-367
3. Khadzhynova S., Stępień K.
: Systemy lakierowania druków cyfrowych. I międzynarodowa naukowo-praktyczna konferencja „Przemysł opakowaniowy: współczesne tendencje rozwoju”, Lwów 2012, materiały konferencji, s. 147-150
