10 - GRAFI ČAR 10 - GRAFI ČAR Quarkov App Studio s podporo HTML5 Quark je predstavil App Studio, novo obla čno storitev za razvijanje mobilnih aplikacij s podporo spletnega proto- kola HTML5. Z novim programskim orodjem lahko odslej izdelovalci in oblikovalci mobilnih aplikacij in vsebin te razvijajo na podlagi protokola HTML5 za kateri koli tabli čni ra čunalnik ali pametno mobilno napravo. Omenjeno orodje je namenjeno predvsem založnikom in podobnim organizacijam. Z njim delajo v priznanih novi- narskih hišah, kot so BBC, New England Journal of Medi- cine, Time Inc, Amnesty International, Daimler in drugi. App Studio je primeren za ustvarjanje vsebin za napra- ve, kot so iPad, iPhone, Kindle Fire in Android. Podpira podatke, izdelane s QuarkXPress, InDesign, HTML5 in XML. Je popolnoma samodejna pretvorba vsebin v zapis HTML5 in združljiva za objavo na poljubni pametni mo- bilni napravi. Ve č informacij na www.appstudio.net. Nega ti vni publicite ti navkljub je pa- pir še vedno najpogosteje uporabljeni grafi čni material. Papir je namre č izje- mno odporen pro ti okoljskim vplivom in predvsem, v nasprotju s preostalimi »sodobnimi« mediji, tudi biorazgradljiv. Premazi iz naravnih sestavnih delov lah- ko nadomes ti jo ekološko manj prijazne in cenovno dražje, tj. sinte ti čne prema- ze. Posebne lastnos ti lahko zagotovimo s površinsko ak ti vnostjo, tj. kemijsko, ali s spremembo geometrije pigmentnih delcev, ki se jo doseže bodisi z granu- lacijo bodisi z razporeditvijo razli čnih velikos ti pigmentnih delcev oz. njihovo obliko. Naravni kalcijev karbonat (GCC) se vse pogosteje in vse širše uporablja v papirni industriji. Poleg zados ti tve ustreznih op ti čnih lastnos ti je trend v izdelavi lažjih, z uporabo nanomateria- lov, tj. materialov nižjih gramatur oz. t. i. NMP. Zahteva po nižji specifi čni ener- giji in proizvodnih stroških sili proizva- jalce grafi čnih papirjev k ve čji uporabi pigmentov. Tudi v tem primeru je upo- raba pigmentov do neke mere smiselna. Tako so se inženirji domislili prilagoditve delcev pigmenta, ki bi razširila krog upo- rabnos ti in namembnos ti . Preoblikova- ni pigmentni delci GCC, tj. TCC (treated calcium carbonate), zagotavljajo široko uporabnost. V prispevku so predstavlje- ni ustrezni tehnološki postopki obdelave surovega GCC in u činek modifi kacije ge- ometrije pigmentnih delcev, ki obenem izboljšajo funkcionalne lastnos ti , kot sta struktura papirja in njegova površina. RA Rezulta ti raziskave slikovito predstavijo, kako inženirsko zasnovani in preobliko- vani delci GCC pozi ti vno u činkujejo na v osnovi zastavljeno kon čno uporabo tako premazanega papirja, tj. po ti skljivost papirja s kaplji čnim ti skalnikom z barva- mi na vodni osnovi. Klju čne besede: GCC, preoblikovani pigmen ti , premazani papir, kaplji čni ti sk, bleeding, wicking. Uvod Papirna industrija se dobro zaveda ra- s ti trga kaplji čnega ti skanja in obsežno- s ti poslovnih priložnos ti , ki jih ta zanjo ponuja. Za zagotavljanje potreb tako visoko zastavljenih ciljev je vrsta R&D- ak ti vnos ti prav na podro čju novih, tj. preoblikovanih premaznih pigmentov, ki so zasnovani predvsem na GCC. [1, 2, 3] Kaplji čni ti sk je nekontaktna tehnika ti ska. Edini s ti k je, ko kaplja črnila zade- ne na površino papirja. Če želimo zago- tovi ti dobro reprodukcijo od ti sa in tudi njegovo kakovost, smo primorani upo- rabi ti premazne papirje, pri katerih pre- mazni sloj u činkuje kot mikroporozna podlaga (substrat). Barvilo v ti skarskih barvah prodira v mikroporozno podlago vzdolž kapilar, pri čemer se kakovost od- ti sa meri kot globina, do katere barvilo prodre v material. [4, 5] Vrhunski od ti si kaplji čnega ti ska na premaznih papirjih so pogojeni z nizko stopnjo krvavenja (bleeding) in tudi sivenja (wicking), ki se jo doseže z dobrimi neomakalnimi la- GRAFIČAR - 11 ˝RAZISKAVA GRAFIČAR - 11 ˝RAZISKAVA Rezulta ti Na laboratorijski ravni so bile pripra- vljene in izdelane premazne mešanice, ki so vsebovale pigmentne delce preo- blikovanega naravnega GCC z glavnim namenom, da se proizvede takšen pre- oblikovani pigment, ki bo zados ti l pov- praševanju trga po papirjih in kartonih za kaplji čni ti sk. Ka ti onska obdelava pre- oblikovanih pigmentnih delcev ujame anionsko nabite delce ti skarske barve in jim tako prepre či, da bi od ti si siveli in/ali krvaveli. Po posebnih proizvodnih postopkih, s spremembo naboja in obli- ke ter velikostjo pigmentnih delcev, so bili prav tako preoblikovani GCC-delci. Ko smo pove čali specifi čno površino pi- gmentnih delcev, se je zvišal tudi naboj posameznih delcev, in sicer s 17 na 12 mV pri pH 7,85. Ob dodatku šibke in/ali mo čne kisline smo tudi vplivali na spre- membo specifi čne velikos ti površine z 8 na 33 m 2 /g (preglednica 1). Razporeditev pigmentnih delcev in nji- hovo urejenost smo pregledali s SEM. Re- zulta ti SEM so predstavljeni na slikah 1-3. Papirji so bili po premazovanju kalandri- rani in posušeni. Iz posnetkov SEM (slike 1-3) je lepo razvidna struktura urejenos ti in razporejenos ti pigmentnih delcev, še posebno na mikro- in makronivojski ska- li. TCC2 (slika 2) je v dobrem razmerju z referen čnimi pigmen ti . Prav tako se lepo vidi skladje razporeditve velikos ti in oblike por ter kopičenje pigmentnih delcev tako pri TCC2 kot pri referen čnem vzorcu (slika AVNEGA KALCIJEVEGA KARBONATA Klemen MOŽINA, Gregor FRANKEN, Andrej ISKRA, Stanislav PRA ČEK Univerza v Ljubljana, Naravoslovnotehniška fakulteta, Snežniška 5, SI-1000 Ljubljana, Slovenija Vera RUTAR Inš ti tut za celulozo in papir, Bogoši čeva 8, SI-1000 Ljubljana, Slovenija E: klemen.mozina@n tf .uni-lj.si stnostmi, nekaj podobnega kot pri upo- rabi silike. V premazno mešanico se kot utrjevalno sredstvo dodaja poly-DAD- MAC. [6] Pri teko činah, kot je ti skarska barva ali pasta, znatno bolj vpliva na to, kako se bo ta vpijala, kot pa na to, kako bo prehajala skozi strukturo papirja. Pe- netracija teko čine je odvisna od kapilar- nega pretoka v kapilarah med struktur- nimi delci premaznega sloja. Penetracija je izražena z ena čbama Lukas-Washburn in Young-Laplace. [7, 8] Prodor teko čine v/na strukturo papirja je izražen z ena čbo Young-Laplace: med- tem ko je omo čljivost ali penetracija teko- čine izražena z ena čbo Lukas-Washburn: (1) (2) pri čemer je: p - razlika v zunanjih tlakih, γ λ - povr- šinska napetost, Ѳ - kontaktni kot med teko čino in kapilarno steno, r - premer pore, η - viskoznost kapljevine, p - tlak te- ko čine na premaznem stroju, h - pot. Površinska napetost, viskoznost in te- žnostni pospešek so izklju čni dejavniki, ki vplivajo na tok teko čine. Pri ti sku in po- stopkih predelave papirja je tlak ti s ti , ki pogojuje prehod teko čine v podlago. Sis- tem ti ska lahko opišemo s prehodom te- ko čine in omo čljivostjo ti skovnega medija, pri čemer je površinska energija majhna v primerjavi z zunanjim tlakom in je zapisa- na v obliki ena čbe Lucas-Washburn: (3) pri čemer je: p – tlak teko čine v s ti čnem obmo čju (nip) valjev. Konstanta Kozeny k je vklju čena v ena č- bo 4, da odpravi neenakomerne in »za- vite« pore. Ena čba Kozeny-Carman poda kvan ti ta ti vno razmerje med prepustno- stjo in poroznostjo. Model, tj. ena čba 4, predpostavlja, da so pigmentni delci na površini papirja enakomerno razporejeni, pri čemer imajo efek ti vni premer (d e ff ). (4) pri čemer je: - poroznost, d e ff - efek ti vni premer delcev (vpliva na volumen por in njihovo obliko), k - konstanta Kozeny. Ena čbi 3 in 4 izražata prehod teko čine v ti skovno podlago. Ena čba Lukas-Wash- burn, tj. ena čba 3, napoveduje globino prodora teko čine. V postopkih preobli- kovanja, tj. kalandriranja, se površina papirja, predvsem premazana stran, za- radi u činkovanja zunanjih sil s ti sne bolj skupaj in postane kompaktnejša, kar se kaže v zmanjšanju prostornine por in po- sledi čno v zmanjšanju prodora teko čine v ti skovni material. 12 - GRAFI ČAR 12 - GRAFI ČAR Novi zmogljivejši UV-ploski tiskalniki Océ je ponudil štiri nove tiskalnike serije Arizona. Novi UV- ploski tiskalniki velikega formata zagotavljajo ve čjo produktiv- nost in ve čji aplikacijski obseg. Novi štirje modeli so Arizona 460 GT, 460 XT, 440 GT in 440 XT. Družina serije Arizona 400 v bistvu šteje šest raz- li čnih konfi guracij tiskalnikov, ki se med seboj razlikujejo po številu procesnih barv (štiri, šest ali osem). Dodatni barvni kanali so namenjeni uporabi pokrivne bele barve, dodatne cian in magente. Vsi sistemi izpisujejo pri lo čljivosti 1440 dpi. Océ priporo ča novosti uporabnikom, ki imajo na voljo manj prostora, kot ga zahtevajo ve čji bratski sistemi. Modeli GT imajo standardno velikost izpisne mize 1,25 m x 2,5 m, XT pa ve čjo, 2,5 m x 3,05 m. Vsi modeli lahko iz- pisujejo na toge materiale debeline najve č 50,8 mm. Gibke materiale je možno izpisovati iz zvitka v širini najve č 2,2 m. Ve č informacij na www.oce.com ali www.canon.com. Novi tiskalniki Arizona serije 400 upo- rabljajo do osem procesnih barv. 3). GCC-delci so po površini papirja bolj ali manj enakomerno razporejeni, z zelo majhnim številom mikro- in makropor. Poskusi so bili narejeni na osnovnem brezlesnem papirju, s tremi premaznimi mešanicami in ob uporabi standardnega mokromletega GCC standardne kakovo- s ti . Izdelana sta bila še obdelani GCC z oznako TCC2 in referen čni pigment. Glav- ne razlike med uporabljenimi materiali, kot sta specifi čna površina in povpre čna velikost premera pigmentnih delcev, so predstavljene v preglednici 2. Premazani papirji so bili dodatno po ti - skani s kaplji čnim ti skalnikom HP O ffi ce- jet 6000 Printer (termalni, 4800 x 1200 dpi, črnilo na osnovi barve, min. 1,3 pl). V preglednicah 3-5 so predstavljeni re- zulta ti krvavenja (preglednici 3 in 4) in sivenja (preglednica 5), dolo čeni s pomo- čjo slikovne analize. U činek modifi kacije pigmentnih delcev na mikroporoznost in uspešnost zajetja anionskega barvila se izjemno dobro odraža na izdelanih od- ti sih, in sicer je pod 1 %, saj je stopnja krvavenja v primeru TCC2 za primer ru- mene 8 na črni podlagi zgolj 0,07 % in si- venja, kjer je delež prirastka 1 %, skr čena na minimum. Vrednos ti so bile izmerjene s pomo čjo ra čunalniškega programa za slikovno analizo ImageJ. Zaklju čki Naravni kalcijev karbonat (GCC) je glav- na komponenta vseh novodobnih pre- maznih mešanic. Uspešnost inženirskega snovanja pigmentnih delcev, kot so raz- poreditev razli čnih velikos ti pigmentnih delcev, u činkovito enakomerno razpo- rejanje delcev in drugih tehnoloških po- stopkov, ki se neposredno odražajo kot posledica modifi kacije specifi čne povr- šine, naboja ipd., nam poda dovolj kori- stnih informacij o površinskih lastnos ti h premazanih papirjev, ki se uporabljajo za razli čne namene in tehnike ti ska v gra- fi čni industriji. Rezulta ti raziskovalnega dela, predstavljeni v pri čujo čem delu, pokažejo, kako lahko s pomo čjo modifi - kacije pigmentnih delcev GCC vplivamo na mikro- in makroporoznost prema- zne površine papirja in tako posledi čno u činkujemo na višjo stopnjo omreženja anionskega barvila kaplji čnega ti skalni- ka. Visoka stopnja čitljivos ti , na katero lahko sklepamo iz nizke stopnje sivenja in krvavenja od ti sov, nam omogo ča po ti - skljivost tovrstno premazanih papirjev z majhnimi črkami (ne zgolj 12 oz. 10 pt.), razli čnimi pisavami (linearna in serifna) in visokimi linijskimi kontras ti (nizka sto- pnja krvavenja in sivenja). Uporabnost se tako razširi na vse opcije zapisa (tekst, slika in kombinacije) informacij, ki jih ka- plji čni ti skalniki zahtevajo. Slika 1: Standardni proizvod. GRAFIČAR - 13 ˝RAZISKAVA GRAFIČAR - 13 ˝RAZISKAVA Zahvala Avtorji prispevka se zahvaljujejo Roku Rutarju in Janji Juhant Grkman iz podje- tja Calcit, d. o. o., za pripravo preobliko- vanih pigmentnih delcev in sodelovanje pri poskusih. Literatura: The future of specialty papers to 2013, 1. Leatherhead, UK: Intertech Pira, str. 124, 2008. Frisk, R., Kukamo, V., Varney, D.: ”Keeping 2. up with the printer”, PPI, 2010, str. 39–42. Rutar, R., Rutar, V., Možina, K.: ”Finer pi- 3. gment for be tt er print”, 14th Interna ti onal conference on prin ti ng, design and graphic communica ti on Blaž Baromi ć, Senj, 6.–9. oktober 2010, Hrvaška, str. 36–45. Gane, P. A. C.: ”Viewing paper coa ti ng for- 4. mula ti ons as nano composites open the door to a new materials technology”, Prze- gl. Papier, 66 (8), 2010, abstract. Patrick, K.: ”A tailored approach to kaolin 5. products”, Paper 3600, nov./dec. 2010, str. 40–42. Mori, Y, Toshiharu, E, Akira, I.: ”Applica ti on 6. of Vaterite-Type Calcium Carbonate Prepa- red by Ultrasound for Ink Jet Paper”, Jour- nal of Imaging Science and Technology, 54 (2), abstract, 2010. Niskanen, K.: ”Paper Physics”, Paperma- 7. king Science and Technology, Book 16, str. 287–294, 1998. Holik, H.: ”Handbook of Paper and Board”, 8. Wiley-VCH, 2006. Vzorec Slika krvavenja Površina [%] Prirastek [%] Delež prirastka [%] standard 8 38,95 − 5,72 − 12,81 TCC2 8 55,56 10,89 24,38 referen čni 8 44,68 0,01 0,02 idealni 8 44,67 Vzorec Slika krvavenja Površina [%] Prirastek [%] Delež prirastka [%] standard 8 38,16 1,86 5,12 TCC2 8 36,37 0,07 0,19 referen čni 8 36,29 − 0,01 − 0,03 idealni 8 36,30 Vzorec Slika sivenja Površina [mm 2] Obseg [mm] Prirastek obsega [mm] Delež prirastka [%] standard E 21,82 60,50 − 2,80 − 4,42 TCC2 E 24,68 63,93 0,63 1,00 referen čni E 24,13 63,86 0,56 0,88 idealni E 23,30 63,30 Poskus št. Postopek modifi kacije Dodatek BET [m 2 /g] / surov material - suh 8,10 5 material z 10 % s.c. + šibka k. Ca(OH) 2 CO 2 29,10 8 – TCC2 material z 10 % s.c. + šibka k. Ca(OH) 2 CO 2 32,93 Vzorec D50 [%] BET [m 2 /g] standardna kakovost 0,686 μm 12,24 TCC 2 1,241 μm 32,93 referen čni 1,353 μm 60,74 Slika 2: Preoblikovani proizvod - TCC2. Slika 3: Referen čni proizvod. Preglednica 3: Krvavenje (bleeding) črne 8 na rumeni podlagi. Preglednica 1: Priprava preoblikovanih pigmentnih delcev. Preglednica 2: Zna čilnos ti pigmentnih delcev. Preglednica 4. Krvavenje (bleeding) rumene 8 na črni podlagi. Preglednica 5. Sivenje (wicking).