1. Wstęp
Walory estetyczne nadruku często decydują o wyborze danego produktu przez konsumenta. Opakowanie niejednokrotnie jest „niemym sprzedawcą”, dlatego też dodatkowe efekty wizualne, jakie możemy uzyskać dzięki różnym technikom zdobienia, odgrywają dużą rolę. Uszlachetnianie nadruków polega na pokryciu podłoża drukowego różnymi substancjami lub materiałami w celu zwiększenia jego estetyki, uzyskania nowych, oryginalnych efektów lub poprawienia jego odporności na czynniki mechaniczne i substancje chemiczne. Powszechnie stosowanymi technikami uszlachetniania nadruków są: lakierowanie, laminowanie (foliowanie), foliowanie na zimno (cold stamping), foliowanie na gorąco (hot stamping), tłoczenie [5, 9, 12].
Foliowanie na zimno, tzw. cold stamping jest odmianą techniki drukowania, gdzie w zespole drukującym zamiast farby drukarskiej na podłoże nanosi się warstwę kleju. Następnie podłoże drukowe jest łączone ze specjalną barwną folią. W wyniku docisku warstwa barwiąca z folii łączy się z podłożem w miejscach, gdzie był naniesiony uprzednio klej. Zastosowanie mają dwie techniki drukowania: fleksograficzna i offsetowa [1, 6, 8].
Foliowanie na zimno jest stosowane do uszlachetniania wydruków, znakowania oraz zabezpieczenia produktu (folie holograficzne). Jest głównie używane na etykietach produktów spożywczych, chemicznych, farmaceutycznych i kosmetycznych [10]. Szczegółowo zastosowanie, wady i zalety foliowania na
zimno opisano w publikacjach [2, 4, 10, 11].
Głównymi parametrami decydującymi o jakości nadruku wykonanego w technologii foliowania na zimno są:
n rodzaj stosowanych materiałów:
– podłoża drukowego,
– folii,
– kleju;
n gramatura naniesionej na podłoże warstwy kleju, która przez dostawców materiałów jest zalecana standardowo od 3 do 10 g/m2 w zależności od rodzaju podłoża drukowego;
n sposób utrwalania kleju wynikający ze specyfikacji lamp UV i ich odległości;
n prędkość drukowania, która ze względu na optymalizację procesu jest zalecana w zakresie 45-120 m/min;
n kąt oddzielania folii od wstęgi zadrukowanego podłoża – przyjmuje się, że im jest on mniejszy, tym uzyskuje się wyższą jakość odbitki [7, 11].
2. Metodyka badań
2.1. Materiały użyte w badaniach
Odbitki sporządzono na dwóch rodzajach podłoży drukowych. Ich charakterystykę przedstawiono w tab. 1. Do wydrukowania testów użyto dwóch klejów utrwalanych promieniowaniem UV: NewV Flex (Michael Huber) – klej 1 i UVAFlex (Zeller-Gmelin) – klej 2.
2.2. Wykonanie nadruków
Foliowanie na zimno wykonano na fleksograficznej maszynie drukującej FA-4 Nilpeter. Drukowanie odbywało się przy użyciu formy drukowej Digital Rave 1,14. Przygotowana forma zawierała test składający się z linii pozytywowych i negatywowych o różnych grubościach (od 0,1 do 2,0 mm), punktów pozytywowych i negatywowych o różnych średnicach (od 0,1 do 3,0 mm), tekstów pozytywowych i negatywowych z zastosowaniem kroju pisma szeryfowego i bezszeryfowego o równym stopniu pisma (od 4 do 8 pkt.), gwiazd Simensa, krzywych o różnej szerokości linii (od 0,2 do 1,0 mm). Do drukowania wybrano cztery różne cylindry rastrowe o liniaturach: 120, 160, 180 i 285 l/cm.
2.3. Ocena jakości nadruku
Dla każdego typu wydruków przeprowadzono analizę wizualną pięciu odbitek oraz wykonano pomiary dla jednej losowo wybranej. Analiza wizualna obejmowała:
n ocenę odwzorowania punktów pozytywowych i negatywowych,
n ocenę odwzorowania linii pozytywowych i negatywowych,
n ocenę odwzorowania tekstu pozytywowego i negatywowego z uwzględnieniem kroju pisma szeryfowego (Times) i bezszeryfowego (Arial).
Ze względu na subiektywność oceny wizualnej zdecydowano się na jej uzupełnienie analizą ilościową przeprowadzoną przy
użyciu urządzenia Vipflex. Uzyskane przy użyciu tego sprzętu zdjęcia linii negatywowych (rys. 1) i pozytywowych oraz punktów negatywowych i pozytywowych mierzone były przy zastosowaniu oprogramowania dostarczonego przez producenta urządzenia. Szczegółowej ocenie zostały poddane punkty negatywowe i pozytywowe o średnicy od 0,1 do 1,5 mm oraz linie negatywowe i pozytywowe o zróżnicowanej grubości (od 0,1 do 2,0 mm, ze zmianą szerokości co 0,1 mm). Umożliwiło to określenie wpływu zastosowanych zmiennych parametrów na zmianę wielkości elementów względem zdefiniowanych w oryginalnym materiale, jak również określenie wymiarów tych minimalnych możliwych do reprodukcji.
3. Wyniki badań i ich analiza
Każdą odwzorowaną linię zmierzono w trzech miejscach. Analizowane wyniki są średnimi arytmetycznymi wykonanych pomiarów. Na rys. 2 przedstawiono wyniki średnie wartości szerokości linii pozytywowych, na przykładzie linii o szerokości 0,7 mm, odwzorowanych na podłożu papierowym i foliowym przy użyciu obu rodzajów kleju. Analogiczne dane uzyskane dla linii negatywowych zobrazowano na rys. 3.
Minimalna zmiana szerokości linii pozytywowej odwzorowanej na podłożu papierowym względem założonej w pliku wynosiła 0,032 mm (cylinder 180 l/cm, klej 1, linia o szer. 1,7 mm), zaś maksymalna wynosiła 0,258 mm (cylinder 120 l/cm, klej 1, linia o szer. 0,3 mm). Średnia wartość to 0,131 mm. Nieznacznie mniejsze przyrosty linii uzyskano dla odbitek wykonanych przy użyciu kleju 2. Średnia różnica szerokości linii dla kleju 1 wyniosła 0,140 mm, dla kleju 2 była mniejsza i wyniosła 0,117 mm. Dla kleju 2 uzyskano również nieznacznie lepsze odwzorowanie linii, większą ich równomierność, gładkość. Odchylenie standardowe w tym wypadku wyniosło 0,036 mm, zaś dla kleju 1 miało ono wartość 0,060 mm.
Wszystkie linie negatywowe odwzorowane na podłożu papierowym z wyjątkiem linii o szerokości 0,1 mm (cylinder rastrowy 180 l/cm, klej 2) uległy pomniejszeniu podczas odwzorowania na odbitce. Średnia zmiana grubości linii wyniosła 0,049 mm. Największa wyniosła natomiast 0,139 mm (cylinder rastrowy 120 l/cm, klej 1, linia o szer. 1,9 mm), zaś najmniejszą wynoszącą 0 (idealna zgodność z plikiem) zaobserwowano dla 2 linii: 0,4 mm (cylinder rastrowy 160 l/cm, klej 2) i 0,1 mm (cylinder rastrowy 180 l/cm, klej 1). Drukując przy użyciu cylindra rastrowego 120 l/cm uzyskano znacznie gorsze odwzorowanie linii negatywowych niż w przypadku stosowania innych liniatur. W przypadku kleju 1 wystąpiły większe różnice jakości odwzorowania niż przy stosowaniu kleju 2, jednak jakość samych linii, ich gładkość była nieznacznie lepsza dla pierwszego kleju niż drugiego.
Średnia zmiana szerokości linii pozytywowych nadrukowanych na podłożu foliowym wynosiła 0,133 mm. Najmniejszą zmianę wynoszącą 0,048 mm odnotowano dla linii o szerokości 1,0 mm wykonanej przy użyciu cylindra rastrowego 285 l/cm i kleju 2, największą zaś wynoszącą 0,242 mm dla linii 0,3 mm, cylindra rastrowego 180 l/cm, kleju 1. Tak jak w przypadku podłoża papierowego, użycie cylindra rastrowego o wyższej liniaturze gwarantowało uzyskanie lepszych rezultatów. W wyniku nanoszenia kleju przy użyciu cylindra 285 l/cm uzyskano znacznie mniejsze przyrosty szerokości linii niż w przypadku zastosowania niższych liniatur rastra. Analizując uzyskane wyniki stwierdzono, że nieznacznie lepsze rezultaty uzyskano drukując przy użyciu kleju 2. Jego zastosowanie umożliwia uzyskanie mniejszych przyrostów linii, przy jednoczesnym zachowaniu jakości odwzorowania (równomierności linii) takich jak dla kleju 1.
Wszystkie linie negatywowe nadrukowane na podłożu foliowym uległy pomniejszeniu podczas odwzorowania. Średnia zmiana grubości linii była większa niż dla etykiet papierowych i wyniosła 0,099 mm. Największa wyniosła natomiast 0,172 mm (cylinder rastrowy 180 l/cm, klej 2, linia o szer. 0,2 mm), zaś najmniejszą o wartości 0,026 mm zaobserwowano dla linii 0,6 mm (cylinder rastrowy 160 l/cm, klej 1). Drukując przy użyciu cylindra rastrowego 285 l/cm uzyskano znacznie gorsze odwzorowanie linii negatywowych niż w przypadku stosowania innych liniatur. W przypadku kleju 2 wystąpiły w
iększe różnice jakości odwzorowania niż przy stosowaniu kleju 1, co jest odmienne niż w przypadku podłoża papierowego.
Każdy odwzorowany punkt o średnicy od 0,1 do 1,5 mm zmierzono jednokrotnie w trzech zreprodukowanych rzędach. Analizę przeprowadzono w oparciu o wyniki będące średnimi arytmetycznymi wykonanych pomiarów. Przykładowe średnie wartości średnicy punktów pozytywowych i negatywowych odwzorowanych na podłożu papierowym i foliowym przy użyciu cylindra rastrowego 160 l/cm i kleju 2 przedstawiono na rys. 4-5.
Minimalna zmiana średnicy punktów pozytywowych odwzorowanych na podłożu papierowym względem założonej w pliku wynosiła 0,084 mm (cylinder 180 l/cm, klej 2, punkt o średnicy
0,1 mm), zaś maksymalna wynosiła 0,342 mm (cylinder 120 l/cm, klej 1, punkt o średnicy 0,8 mm). Średnia wartość to 0,207 mm. Nieznacznie mniejszą zmianę wartości średnicy punktu stwierdzono dla odbitek sporządzonych przy użyciu kleju 1 niż 2. Porównując wpływ liniatury, lepsze rezultaty na podłożu papierowym uzyskano stosując wyższą liniaturę rastra.
Minimalna zmiana średnicy punktów negatywowych odwzorowanych na podłożu papierowym względem założonej w pliku wynosiła 0,003 mm (cylinder 160 l/cm, klej 2, punkt o średnicy 0,4 mm), zaś maksymalna wynosiła 0,104 mm (cylinder 120 l/cm, klej 1, punkt o średnicy 0,2 mm). Średnia wartość to 0,028 mm. Lepsze rezultaty uzyskano stosując klej 2. Jego zastosowanie umożliwiło odwzorowanie wszystkich punktów. W przypadku użycia kleju 1 punkty o średnicy 0,1 mm nie zostały odwzorowane.
Minimalna zmiana średnicy punktów pozytywowych odwzorowanych na podłożu foliowym względem założonej w pliku wynosiła 0,054 mm (cylinder 285 l/cm, klej 2, punkt o średnicy 0,1 mm), zaś maksymalna wynosiła 0,3024 mm (cylinder 180 l/cm, klej 1, punkt o średnicy 0,8 mm). Średnia wartość to 0,152 mm. Zgodność odwzorowania na podłożu foliowym jest większa niż dla podłoża papierowego. Odwrotnie niż dla podłoży papierowych, mniejszą zmianę wartości średnicy punktu stwierdzono dla odbitek sporządzonych przy użyciu kleju 2 niż 1. Porównując wpływ liniatury, najlepsze rezultaty na podłożu foliowym uzyskano stosując najwyższą liniaturę rastra, czyli 285 l/cm.
Minimalna zmiana średnicy punktów negatywowych odwzorowanych na podłożu foliowym względem założonej w pliku wynosiła 0,062 mm (cylinder 285 l/cm, klej 2, punkt o średnicy
0,6 mm), zaś maksymalna wynosiła 0,165 mm (cylinder 180 l/cm, klej 2, punkt o średnicy 1,5 mm). Średnia wartość to 0,103 mm. Żadne punkty o średnicy 0,1 mm bez względu na rodzaj kleju i użytego cylindra rastrowego nie zostały zreprodukowane na odbitkach. W odróżnieniu od podłoży papierowych wszystkie punkty negatywowe uległy pomniejszeniu w wyniku reprodukcji. Nie stwierdzono istotnego wpływu kleju na jakość odwzorowanych punktów na podłożu foliowym. Porównując wpływ liniatury, najlepsze rezultaty na podłożu foliowym uzyskano stosując najwyższą liniaturę rastra, czyli 285 l/cm.
W tab. 2 zestawiono wyniki analizy jakości odwzorowania pisma pozytywowego i negatywowego w zależności od rodzaju kroju oraz parametrów sporządzenia odbitki.
Tekst pozytywowy wydrukowany przy użyciu czcionki bezszeryfowej (Arial) jest czytelny przy stopniu pisma 4-5 punktów bez względu na rodzaj podłoża drukowego. Dla tekstu pisanego przy użyciu czcionki szeryfowej (Times) czytelność jest znacznie niższa. Dobrze reprodukowane są teksty pisane czcionką o stopniu pisma 5-7 punktów. Przy reprodukcji negatywowej w celu uzyskania dobrej czytelności tekstu zazwyczaj wymagane jest stosowanie stopnia pisma o 2-3 pkt większego niż dla tekstu pozytywowego, choć w tym wypadku duży wpływ ma dobór rodzaju podłoża, kleju i cylindra rastrowego.
4. Wnioski
Zmiana szerokości linii względem założonych w pliku nie zależy w znacznym stopniu od rodzaju podłoża, ale równomierność, gładkość linii jest znacznie większa dla linii odwzorowanych na podłożu foliowym niż papierowym. Minimalne szerokości linii możliwych do drukowania w technologii laminowania na zimno wynoszą odpowiednio dla linii pozytywowych 0,1 mm, zaś dla negatywowych w zależności od parametrów procesu 0,1 lub 0,2 mm. Zmiana szerokości linii negatywowych na odbitce względem wartości założonych w pliku jest znacznie mniejsza niż w przypadku linii pozytywowych.
Jakość punktów i linii na podłożu papierowym jest niższa niż na podłożu foliowym, jednak zdolność odwzorowania najmniejszych elementów jest większa. Wielkość minimalnych punktów pozytywowych możliwych do drukowania wynosi 0,1; zaś negatywowych 0,2 mm. Odwzorowanie punktów 0,1 mm na podłożu foliowym – zarówno pozytywowych, jak i negatywowych – jest bardzo utrudnione. Najlepsze rezultaty daje zastosowanie kleju 2 i cylindra rastrowego 180 l/cm.
Podczas drukowania tekstu na podłożu papierowym wpływ kleju i liniatury cylindra rastrowego jest znacznie mniejszy niż w przypadku podłoża foliowego. Przy drukowaniu tekstu na folii wpływ kleju jest istotny i lepsze rezultaty uzyskano stosując klej 2.
Podziękowania
Autorki serdecznie dziękują firmie Dekor Media Sp. z o.o. za możliwość wykonania badań.
Literatura
1. Augsber Gerhard, Kaiser Jens i Meinhardt Dirk. 2009. Manufacturing method for packaging and advertising means. Patent US 20090301649 A1. Dec 10th
2. Babkin O. Edward, Zhdanova V. Anastacia. 2016 The effect of oligomers and monomers on the properties of UV-curable adhesive for cold embossing of foil. Polymer Science Series D. 9 (3): 260-266
3. Conis Kym. 2006. Cold Foil Technology: Opening New Markets. http://archive.fsea.com/article.asp?ID=89#.V5t8wDVPI0U (20.07.2016).
4. Emblem Anne i Emblem Henry (red.). 2014. Technika Opakowań. Podstawy, materiały, procesy wytwarzania. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
5. Jakucewicz Stefan. 2010. Nowe technologie stosowane do drukowania opakowań i materiałów opakowaniowych. Opakowanie 7: 28-32
6. Kirwan J. Mark (red.). 2012. Handbook of Paper and Paperboard Packaging Technology. Wiley-Blackwell
7. Kurz. 2016. Cold Stamping Process. For self-adhesive labels http://www.kurz.de/kurzweb/en/home.nsf/?Open&DirectURL=554C06CE152251A8C12570810032EFF0 (20.07.2016)
8. Markowski Leszek (red.). 2010. Angielsko-polski słownik terminów poligraficznych. Warszawa: COBRPP
9. Mika-Mętel Małgorzata. 2011. Walory promocyjne opakowań. Opakowanie 2: 64-68
10. Print & Publishing. 2014. Hot or cold? Porównanie druku hot- i cold-stampingowego. http://www.printernet.pl/pg/pl/content/druk_opakowan/hot_or_cold_porownanie.html (30.01.2014)
11. Rivera J. Michael. 2016. Koldfoil. Providing You Total Solution of COLD FOIL Printing. http://www.klasergroup.com/db/0b14ea63-c380-4a54-901e-cb86546eabee.pdf (20.07.2016)
12. Rokicki Tomasz. 2005. Uszlachetnianie przede wszystkim. Packaging Polska. Magazyn dla Przemysłu Opakowaniowego, Transportu i Logistyki 04: 34-35
