30 - GRAFIČAR Dosedanje izkušnje so pokazale, da odči- tane vrednosti refl eksij pri konstantnih va- lovnih dolžinah (490 in 570 nm) ne veljajo za vse papirje enako, zato so lahko izračunane vrednosti napačne, če ob vrednotenju MC- odti sa ne izmerimo celotnega spektra (od 360 do 740 nm). Do največjih odstopanj pride predvsem pri premazanem papirju, ker ne moremo natančno določiti , pri kate- rih valovnih dolžinah vzorec papirja dosega refl eksijski minimum in maksimum. Na kakovost odti sa, poti skanega v ofse- tni tehniki ti ska, vpliva več različnih dejav- nikov, vendar sta med njimi najpomemb- nejši absorpcija ti skarske barve in vlažilne raztopine ter soodvisna mikro-makroporo- znost papirja. Ta učinkuje že med ti skom, še bolj pa po njem (stabilizacija ti skarske barve, sušenje odti sa in odmazovanje). Pri izdelavi papirja določimo površinske lastnosti papirja z različnimi premazi in dodatki, kot so klejiva, smole, opti čna be- lila itn. Pri tem je pomembna tudi gladkost površine papirja, ki je pri nepremazanih papirjih dosežena s sati niranjem (strojnim glajenjem), pri premazanih papirjih pa z dodatnim glajenjem na kalandrih. Pomembna je tudi hidrofi lnost (absorp- cija vode) površine papirja, saj pride papir v ofsetnem ti sku najprej v sti k z vlažilno raztopino in šele nato s ti skarsko barvo. Pri šti ribarvnem ofsetnem ti sku je torej zelo pomembno, da papir sprejme vlažilno raztopino s ti skovne forme in se do nasle- dnjega odti sa ti skarske barve čim hitreje posuši. Zato mora imeti določeno hidro- fi lnost, ki pa ne sme biti prevelika ali pre- majhna. Papir mora biti za klasični ofsetni ti sk (vlažilna raztopina) polno klejen. Za ofsetni ti sk naj bi se vsaj 30 odstot- kov ti skarske barve absorbiralo v struktu- ro papirja. Intenzivnost barve je odvisna od od- prtosti oz. zaprtosti površine papirja, kar najbolje vidimo s prečnim prerezom papirja. Strukturo pri tem sestavljajo mi- kro- in makropore. Zadnje so samo na površini ali neposredno pod zaprto glad- ko površino, mikropore pa sestavljajo od 80 do 90 odstotkov preostale debeline papirja. V idealnih razmerah makro- in mikropore ločuje ravna in gladka meja. Če je deformirana, potem lahko pride do težav pri ti sku, saj je neenakomeren (ti - skovna neenakomernost – motling). Pregled poroznosti glajenega papirja na podlagi prečnega prereza Pri opazovanju prečnega prereza gla- jenega (sati niranega) naravnega in po- ti skanega papirja skozi mikroskop lahko ugotovimo, da presek papirja sestavljajo tri plasti : zunanje pore ↗ notranje pore ↗ razdeljene zunanje pore ↗ Plasti izkazujejo neenakomerno obli- kovano razdelitev por med eno in drugo površino. Zunanje pore so v mikroobmo- čju večje v primerjavi z notranjimi pora- mi. Tudi drugi testi potrjujejo, da so na MODIFICIRANA graf. inž. Leopold SCHEICHER Inšti tut za celulozo in papir Ljubljana tel.: +386 (0)1 200 28 62 faks: +386 (0)1 426 56 39 e-pošta: leopold.scheicher@icp-lj.si www.icp-lj.si MODIFICIRANA METODA MIKRO-MAKROPOROZNOSTI površini ali neposredno pod zaprto glad- Mikro-makroporoznost skupaj s ti skarsko absorpcijo je ena bistvenih lastnosti papirja, ki vpliva na kakovost ti ska. Pove, kako so mikro- in makropore razdeljene skozi vso strukturo debeline papirnega medija. Omenjena razdeljenost por je odvisna od vrste papirja in pogojuje tehniko ti ska. METODOLOGIJA Slika 2: Hrapava površina naravnega papirja z gladko mejo med zunanjimi in notranjimi porami. Slika 1: Gladka in ravna površina papirja z gladko mejo med zunanjimi in notranjimi porami. GRAFIČAR - 31 površini zunanje pore večje kot v njihovi notranjosti ne le pri neglajenih papirjih, temveč tudi pri glajenih. Zunanje, makropore (x) so torej samo na površini ali neposredno pod njo, no- tranje, mikropore (y) pa sestavljajo od 80 do 90 odstotkov debeline papirja. V slikah 1, 2 in 3 so grafi čno prikazane posame- zne plasti por, in sicer večji krogi pomeni- jo zunanje pore, manjši pa notranje. Tiskarska barva pronica skozi pore in ve- čje ko so zunanje pore, bolj se bo ti skar- ska barva lahko navzela. Pri naravnem pa- pirju ustrezajo zunanje pore po velikosti ti skovnim namenom, vendar je ustrezna namembnost dosežena z večjo hrapavo- stjo površine papirja, kot kaže slika 2. Kot smo že omenili, le v idealnih razme- rah zunanje in notranje pore ločuje ravna in gladka meja. Ravno površino najdemo po pravilu le v manj kot deseti ni debeli- ne papirja in v manjšem območju velikih por, da se pri postopku ti skanja ti skarska barva lahko dobro navzame. Notranje pore sprejemajo tekočo fazo ti skarske barve, torej veziva. Te pore lah- ko izboljšajo stabilizacijo ti skarske barve, zmanjšujejo njeno navzemanje in pre- prečujejo njeno prebijanje in fi ltracijo. Notranje pore zmanjšujejo tudi sti sljivost papirja in tako vplivajo na enakomernost odti sa. Velikost zunanjih por je 2 µm in več. Te sprejemajo trdno fazo v ti skarski barvi, torej barvne pigmente. Makropore pri tem opredeljujejo sti sljivost papirja, ki je boljša, če je makropor več. Prav zato proizvodnja papirja teži k temu, da je na površini ali neposredno pod njo čim več makropor. Kljub temu pa jih ne sme biti preveč, ker lahko prihaja do fi ltracije pi- gmenta, slabe stabilizacije in prevelike- ga navzemanja in celo prebijanja ti skar- ske barve. Tudi druge oblike in še posebno dru- gačne zgradbe mej med velikimi in mali- mi porami so lahko pri naravnih papirjih zanimive. Površina, kot je razvidna na sli- ki 2, izkazuje hrapavo površino z gladko mejo med porami. Pri visokem ti sku se izkazuje zunanja površina hrapave pla- sti (plast velikih por) kot sti sljiva. Zato in predvsem zaradi gladke notranje meje lahko pri ustrezni linijaturi rastra pričaku- jemo dobro kakovost odti sa. Kot naslednji ekstremni primer razde- litve por kaže slika 3. Papir se izkazuje z gladko površino na zunanji strani, toda meja med velikimi in malimi porami je neenakomerna, kar je lahko vzrok za ne- enakomeren odti s. Oblika por pri naravnem papirju ni kro- žna ali polkrožna. Pri papirju, ki vsebuje le dobro ohranjena vlakna, vemo, da prevladujejo z ekstremno podolgovati mi raznovrstnimi porami v obliki črke V in s spreminjajočimi prosti mi prerezi, tako da se lahko razširijo ali pa hitro usmerijo k robu papirnega. Prav zato imajo ta vlakna nekaj prednosti , ker že ležijo v smeri teka vlaken. To pa omogoča večjo absorpcijo vpojne plasti , hkrati pa tudi večji dotok zraka. Pravokotno na normalno ravno površino lista je absorpcija za vodo, črni- la, barve, pa seveda tudi za zrak v veli- ko primerih majhna. Na podlagi tega je razvidno, da v lesovinski osnovi naravne- ga papirja za ti skarske namene ni veliko fi nih snovi. Velike pore lahko sprejmejo pigmentne delce v ti skarski barvi, kot to pri naravnem papirju delajo zunanje pore. To pomeni, da jih lahko najdemo pri naravnem papirju, ki je izdelan brez napak, nadalje tudi pri mat premaza- nem papirju in npr. pri papirju s soro- dnimi površinami. Velikost zunanjih por je 2 µm in več. Velike so kot majh- ne papirne pore, ki niso nikoli zaprte, in se lahko pri dodatni površinski obdelavi zmanjšujejo. Majhne pore, ki po ti sku kot premične komponente penetrirajo v ti skarsko barvo, tvorijo pri naravnem papirju večje delce, kot so papirni delci v papirju. Od tu naprej so torej notra- nje pore. Struktura papirja z majhnimi porami – predpostavimo, da je zgradba materiala enaka – izkazuje majhno sti slji- vost, skupaj z velikimi porami pa dobro poti skljivost. Microcontour (MC) – mikrokonturni test Med akti vnostjo malih in velikih por obstaja razlika, na podlagi katere delu- je MC-test. Francoska beseda contour pomeni obris (kontura). Za omenjeni test uporabljamo laboratorijsko testno barvo oznake Blau-violet Micro Contour test št. 3811, ki jo pusti mo učinkovati na površini papirja dve minuti . V tem času testna barva prodira skozi fi ne pore, nato presežek barve odmažemo s pomočjo aparata GFL za odmazovanje in s tem je test končan. Če test izvajamo za ti skovni papir, vemo, da se testne površine lahko zelo različno obarvajo. V normalnem pri- meru, torej pri dobrem papirju, je povr- šina enakomerno nanesena pa tudi ena- komerno obarvana. Odti s merimo takoj po izdelavi, tako da je vrstni red merjenja enak vrstnemu redu izdelave. Vrednotenje MC­odti sa na osnovi barvnih krivulj v diagramu Pri navajanju merskih števil za velike in male pore moramo biti popolnoma pre- pričani, pri katerih valovnih dolžinah je barvni odtenek v maksimumu in minimu- METODOLOGIJA Slika 4: Aparat za odmazovanje odtisov GFL K&N tester, LetW Code 249. Slika 3: Gladka p. papirja z neenakomerno mejo med zunanjimi in notranjimi porami. mu. Če uporabljamo za merjenje spektro- fotometer, ki ima vgrajene ustrezne fi ltre (fi ltre za nastavitev komplementarnih barv), potem merimo samo pri 490 nm za mikropore in 570 nm za makropore in pri tem uporabljamo komplementarni rumen fi lter (komplementarna vijoličasti je rumena barva). Novorazvita metoda za vrednotenje mikro­ in makroporoznosti papirja Dosedanje izkušnje so pokazale, da so lahko izračunane vrednosti za mikro- in makropore pri različnih vrstah papir- jev napačne, če ne izmerimo celotnega spektra pri barvnometričnem vrednote- nju odti sa. Do največjih odstopanj pride predvsem pri premazanih papirjih, ker ne moremo natančno določiti , pri katerih valovnih dolžinah vzorec papirja dosega minimum in maksimum refl eksije. S premazom dosežemo zaprtost površi- ne papirja, kar pomeni, da papir vsebuje manj makropor in veliko več mikropor. Zaradi tega pride bolj do izraza osnova papirja, ki pri merjenju vpliva na premike maksimuma in minimuma valovnih dol- žin refl ekti rane svetlobe MC-odti sa, to pa posledično na spremembo izračunanega razmerja mikro-makroporoznosti . Izračun mikro­makroporoznosti za premazani papir (primer) Iz diagramov 2, 3, 4 in 5 je razvidno, da se barvne krivulje papirjev kot MC-od- ti sov zelo spreminjajo glede na različno vrsto papirja in soodvisnosti njihove po- vršinske obdelave. Prav tako se barvno spreminjajo pripadajoči MC-odti si. Bolj ko je papir površinsko obdelan (glajen) in premazan, tem manjše so razlike med krivuljami (min. in maks.), pri tem pa MC-odti s postaja svetlejši. Najprej moramo določiti valovno dolžino λ oziroma pri kateri dosega vzorec minimume in maksimume refl eksije tako za papir kot odti s (Excel). Iz navedenega primera je raz- vidno, da glajen naravni papir dosega mini- mum pri 490 nm in maksimum pri 570 nm. Za izračun uporabimo naslednjo enačbo: ΔR ↗ 570 -ΔR 490 kot mersko število za zunanje makropore (x) in ΔR ↗ 490 kot mersko število za notra- nje mikropore (y) Za druge vrste papirja moramo najprej iz- meriti refl eksijo (R) nepoti skanega papirja in nato še refl eksijo MC-odti sa v barvnem spektru od 360 do 740 nm ter ga okarakte- rizirati z barvnima krivuljama v diagramu MC-testa. Za merjenje lahko uporabimo vsak spektrofotometer, ki omogoča mer- jenje refl eksije (R) po navedenih valovnih dolžinah v koraku po 10 nm. IZRAČUN (meritve iz tabele 1.) Odti s1 = 58.75 Papir1 = 79.29 Odti s2 = 13.58 Papir2 = 74.01 Notranje mikropore y delta R1 450 = papir 1 - odti s 1 20,54 delta R2 600 delta R2 600 = papir 2 - odti s 2 60,43 Zunanje makropore x delta R2 - delta R1(notranje pore y) 39,89 METODOLOGIJA Slika 5: Barvne krivulje rotopapirja v MC-diagramu s pripadajočim odtisom. Slika 6: Barvne krivulje običajnega pisarniškega papirja v MC-diagramu s pripadajočim odtisom. Slika 7: Barvne krivulje nepremazanega glajenega papirja v MC-diagramu s pripadajočim odtisom. Roto MC Rotopapir Pisarniški papir MC Pisarniški papir Nepremazan glajen MC Nepremazan glajen papir Vzorec: nepremazan glajen papir Vzorec: pisarniški papir Vzorec: rotopapir 32 - GRAFIČAR Sklep Makropore so samo na površini ali ne- posredno pod zaprto gladko površino, pri čemer pa mikropore sestavljajo od 80 do 90 odstotkov preostale debeline papir- ja. V idealnih razmerah ločuje makro- in mikropore ravna in gladka meja. Če je ta deformirana, potem lahko pride do težav pri ti sku, saj je neenakomeren (ti skarska neenakomernost – motling). Velikost makropor (x) je 2 µm in več. Ma- kropore sprejemajo trdno fazo v ti skarski barvi, torej barvne pigmente, opredelju- jejo tudi sti sljivost papirja, ki je boljša, če je makropor več. Glede na to želimo, da je na površini ali neposredno pod njo čim več makropor. Če jih je preveč, tudi ni do- bro, ker prihaja do fi ltracije pigmenta, sla- be stabilizacije in prevelikega navzemanja in celo prebijanja ti skarske barve. Mikropore (y) sprejemajo tekočo fazo ti skarske barve, torej veziva. Mikropo- re lahko izboljšajo stabilizacijo ti skarske barve, zmanjšujejo njeno navzemanje in preprečujejo njeno prebijanje in fi ltracijo. Mikropore zmanjšujejo sti sljivost papirja in tako vplivajo na enakomernost odti sa. Nova, modifi cirana metoda za določa- nje mikro- in makroporoznosti je zagoto- vo bolj natančna kot dosedanja, ko smo minimume in maksimume refl eksij merili pri vsem papirju in isti h valovnih dolžinah. Mikro-makroporoznosti ne moremo izra- čunati pri vsem papirju enako. To velja še zlasti za premazane, glajene papirje, pri katerih je odstopanje največje. Za vsako vrsto papirja moramo najprej izmeriti barvno refl eksijo (R) papirja in MC-odti - sa, in sicer od 360 do 740 nm. Na podlagi tega določimo, pri kateri valovni dolžini vzorec papirja dosega svoj maksimum in minimum refl eksije papirja in MC-odti sa. Dobljene številčne vrednosti vnesemo v enačbo in izračunamo mikro- (y) in ma- kro- (x) poroznost. Mikro-makroporoznost je torej razmer- je med mikro- in makroporami v papir- ju, ki morajo biti v ustreznem ravnotežju glede na tehniko ti ska. Kolikšno je to raz- merje, pa je odvisno tudi od vrste papirja in tehnike ti ska. Literatura: Marjeta Černič, Leopold Scheicher: Micro- 1. macro porosity of printi ng paper - Mikro- makro poroznost papira za ti sak, Zbornik radova/9. međunarodno savjetovanje ti - skarstva, dizajna i grafi čkih komunikacija, Blaž Baromić, Lovran, Hrvatska/Croati a, 15.–16. rujna 2005. - Zagreb: Grafi čki fa- kultet, Sveučilišta; Senj: Ogranak Mati ce hrvatske; Ljubljana: Inšti tut za celulozo in papir, 2005. - ISBN 953-96020-4-1., str. 285–288. Dr. George Vamos*, Klara Helyes**, Dr. 2. Hannah Matt yus***: Investi gati ons on the pore structure of coated papers, Conf. Coa- ti ng for the 80S held19-20, November 1980 Dr. Erhard Liebert: Bedruckbarkeits - Teste 3. gestern, heute, morgen, Wochenblatt fuer Papierfabrikati on 20-1976 METODOLOGIJA Val. dolžina Meritev papirja MC-odtis 360 33,54 17,02 370 29,11 13,84 380 25,96 11,50 390 28,59 12,83 400 36,23 18,22 410 52,46 31,37 420 68,70 45,22 430 76,00 53,12 440 79,10 57,62 450 79,29 58,75 odtis1 460 78,01 57,36 470 77,28 54,02 480 76,67 49,52 490 76,53 45,06 500 76,49 39,96 510 76,30 33,32 520 75,97 26,98 530 75,32 22,86 540 74,63 19,82 550 74,12 17,28 560 73,74 15,44 570 73,50 14,44 580 73,45 13,94 590 73,68 13,62 600 74,01 13,58 odtis2 610 74,23 13,84 620 74,53 14,40 630 75,03 15,24 640 75,75 16,51 650 77,02 18,36 660 78,01 20,72 670 77,66 23,48 680 77,01 26,85 690 76,85 31,13 700 76,84 35,90 710 76,86 41,00 720 77,00 45,96 730 77,41 50,57 740 77,79 53,92 Slika 8: Barvne krivulje premazanega glajenega papirja s pripadajočim odtisom. Premazan glajen MC Premazan glajen papir Vzorec: premazan glajen papir Vzorec 1 Zgoraj (A) Meritev papirja MC odtis R (%) nm Slika 9: Grafi čni prikaz meritev tabele 1. Tabela 1: Meritve primera izračuna. GRAFIČAR - 33