karakterizacija povrsinske strukture nestampajucih elemenata ctp termalne stamparske forme za ofset...

5/27/2018 Karakterizacija povrsinske strukture nestampajucih elemenata CTP termalne sta...

http:///reader/full/karakterizacija-povrsinske-strukture-nestampajucih-elemenata-ctp-term

UNIVERZITET U NOVOM SADU

FAKULTET TEHNIKIH NAUKA

DEPARTMAN ZA GRAFIKO INENJERSTVO I DIZAJN

- doktorska disertacija -

Mr ivko Pavlovi

Novi Sad, 2012.

KARAKTERIZACIJA POVRINSKE STRUKTURENETAMPAJUIH ELEMENATA CTP TERMALNE

TAMPARSKE FORME ZA OFSET TAMPU



Mr

ivko

Pav

lovi

KARAKTERIZACIJAPOVR

INSKESTRUKTURENE

TAMPAJU

IH

ELEMENATA

CTPTERMALNE

TAMPARSKEFORMEZAOFSET

TAMPU



I

sadraj

sadraj

UVOD ..................................................................................................................................... 2

1. Cilj rada i hipoteza istraivanja............................................................... 2

1.1 Nain reavanja problema ............................................................................................ 4

istraivanje teorijsKih prilaza U reavanjU proBleMa.... 6

2. osnove Ctp tehnoloGije................................................................................... 6

2.1 Konstrukcija CtP sistema za ofset tampu .................................................................... 8

2.1.1 Ravni osvetljivai ............................................................................................... 82.1.2 Osvetljivai sa spoljanjim cilindrom ............................................................... 10

2.1.3 Osvetljivai sa unutranjim cilindrom .............................................................. 10

3. strUKtUra taMparsKih ForMi za Ctp tehnoloGijU...................... 12

3.1 Svojstva metala za izradu ofset tamparskih formi CtP tehnologije .......................... 13

3.1.1. Fiziko - hemijska svojstva metala za izradu ofset ploa ................................ 15

3.1.2 Karakteristike aluminijuma i njegovo dobijanje iz prirode .............................. 18

3.1.2.1 Hemijske osobine aluminijuma ............................................................. 203.1.2.2 Proizvodnja aluminijuma ...................................................................... 21

3.1.3 Osobine oksida i hidroksida aluminijuma ........................................................ 22

3.1.3.1 Aluminijumovi oksidi ........................................................................... 233.1.3.2 Aluminijumovi hidroksidi ..................................................................... 23

3.2 Povrinska obrada aluminijumskog lima ................................................................... 25

3.2.1 Oplemenjivanje povrine aluminijumskog lima ............................................... 27

3.2.1.1 Anodizacija aluminijuma ...................................................................... 27

3.2.1.1.1 Uticaj anodizacije na hidrolnost povrine osnove ploe ..... 30

3.2.2 Oksidna prevlaka i njene zike karakteristike ................................................ 32

4. povrinsKe pojave na taMparsKoj ForMi........................................... 35

4.1 Granina povrina ...................................................................................................... 354.2 Povrinski napon ........................................................................................................ 36

4.2.1 Slobodna povrinska energija ........................................................................... 37

4.2.2 Kontaktni ugao ................................................................................................. 37

4.2.2.1 Odreivanje slobodne povrinske energije ........................................... 404.2.2.2 Selektivno vlaenje ............................................................................... 41

4.3 Karakterizacija povrinskih osobina materijala ......................................................... 42

4.3.1 Instrumentalne metode za karakterizaciju povrina ......................................... 44

4.3.2 Parametri hrapavosti povrine .......................................................................... 47



II

sadraj

eKsperiMentalni deo......................................................................................... 52

5. Ureaji, Metode i Materijali....................................................................... 56

5.1 Karakteristike tamparske forme, ureaja za osvetljavanje i razvijanje .................... 56

5.2 Metoda uzorkovanja i merenja ................................................................................... 575.3 Karakteristike ureaja korienog za proces tampe .................................................. 58

5.3.1 Karakteristike rastvora za vlaenje korienog u procesu tampe ................... 60

5.4 Karakteristike podloge i boje koriene za tampu ................................................... 62

5.5 Ureaj za merenje hrapavosti ..................................................................................... 63

5.6 Mikroskopska analiza netampajuih povrina tamparskih formi ............................ 64

5.6.1 Priprema uzoraka za SEM analizu .................................................................... 66

5.6.2 Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS) ................................................. 67

5.7 Ureaj za merenje kontaktnog ugla ............................................................................ 70

6. rezUltati Merenja............................................................................................. 73

6.1 Rezultati merenja povrinskih karakteristika ............................................................. 73

6.1.1 Amplitudni parametri hrapavosti ...................................................................... 74

6.1.2 Hibridni parametri hrapavosti ........................................................................... 79

6.2 Rezultati merenja kontaktnog ugla i slobodne povrinske energije ........................... 82

6.2.1 Kontaktni ugao ..................................................................................................83

6.2.2 Slobodna povrinska energija ........................................................................... 85

7. Kvalitativna analiza sloBodne povrine taMparsKih ForMi... 88

7.1 Analiza SEM snimaka povrine netampajuih elemenata ........................................ 88

7.2 EDS analiza netampajuih elemenata ....................................................................... 98

7.3 Analiza SEM snimaka preseka netampajuih elemenata ........................................ 101

zaKljUaK................................................................................................................... 105

literatUra.................................................................................................................. 112



III

lista sliKa

spisaK sliKa

Slika 1. Osnovni elementi CtP sistema ....................................................................................... 7

Slika 2. Princip osvetljavanja ravnog CtP osvetljivaa .............................................................. 9

Slika 3. Princip osvetljavanja CtP osvetljivaa sa spoljanjim cilindrom ................................ 10

Slika 4. Princip osvetljavanja CtP osvetljivaa sa unutranjim cilindrom ................................ 11

Slika 5. Povrinska struktura ofset CtP tamparske forme ....................................................... 12

Slika 6. Prikaz veliine i broj kristalnih zrna u metalu a) metal sa malim brojem velikihkristalnih zrna , b) metal sa velikim brojem malih kristalnih zrna .............................. 15

Slika 7. Adsorbcija na razliitim specinim povrinama ........................................................ 17

Slik 8. a) i b) Vljonic luminijum s toplim postupkom AluNorf u Nemkoj;c) fbrikm ofset plo isporuuju se luminijumske folije u rolnm ..................... 18

Slika 9. Idealizovani deo jednog sloja Al2O

3H

2O .................................................................... 24

Slika 10. Povrina ofset tamparske ploe dobijena viestrukim zrnanjem ............................ 26Slika 11. Izgled preseka oksidne prevlake Al

2O

3......................................................................

29

Slika 12. Prikaz oblika elije i pore oksida .............................................................................. 33

Slika 13. ematski prikaz granice dve faze .............................................................................. 35

Slika 14. ematski prikaz meumolekulskih sila tenosti ........................................................ 36

Slika 15. Kontaktni ugao ........................................................................................................... 38

Slika 16. Vlaenje na hidrolnoj povrini pri uglu a) < 90 b) >90 .................................. 38

Slika 17. Mogui model vlaenja uz vazdunu zamku ......................................................... 39

Slika 18. Odreivanje disperznog i polarnog dela povrinske napetosti vrstog tela .............. 41

Slika 19. a) Slobodne povrine u uslovima selektivnog kvaenja so

> sw

b) tampajue povrine u uslovima selektivnog kvaenja so

< sw

...........................42

Slika 20. Osnovni elementi za karakterizaciju povrine ........................................................... 43

Slika 21. Prikaz prola: P - pravac formiranja, W - talasastost i R - hrapavost ........................ 44

Slika 22. Klasikacija metoda za kvalitativnu analizu povrina .............................................. 45

Slika 23. Metod rada kontaktnog prolometra sa mernom iglom ............................................ 45

Slika 24. Prikaz vertikalne i horizontalne rezolucije za merenje povrinske hrapavosti .......... 46

Slika 25. Parametri koji deniu povrinsku hrapavost prolisanog predmeta ........................ 49

Slika 26. Prikaz uzdunog prola hrapavosti ........................................................................... 50

Slika 27. Izgled Abbottove krive prema ISO 13565- 2:1996 ................................................... 51

Slika 28. Prikaz prola povrine i Abbottove krive .................................................................. 51

Slika 29. Plan eksperimentalnog istraivanja ........................................................................... 55

Slika 30. Pozicije uzorkovanih uzoraka sa slobodnih povrina tamparske formea) Prikaz tamparske forme i predela sa kog su izvrena uzorkovanja

b) Tane pozicije sa kojih su uzimani uzorci ............................................................. 58

Slika 31. Maina Komori System 38 D a) u celosti i b) jedan tamparski agregat .................. 59

Slika 32. Konstrukcija SEM-a .................................................................................................. 65

Slika 33. Prikaz principa naparivanja uzoraka u komori .......................................................... 67

Slika 34. Model atoma sa oznaenim orbitalama i mogunostima prelaza elektrona ............. 68

Slika 35. Nastanak X-zraenja .................................................................................................. 69



IV

lista sliKa

Slika 36. Delovi detektora X-zraka .......................................................................................... 69

Slika 37. Prikaz ureaja i momenta odvajanja kapi sa dozirnog prica ................................... 71

Slika 38. SEM snimak netampajuih povrina referentne tamparske forme (2000 x) ......... 89

Slika 39. SEM snimak netampajuih povrina referentne tamparske forme (5000 x) .......... 89Slika 40. SEM snimak netampajuih povrina nakon123.000 otisaka - uzorak 1 (2000 x) .... 90

Slika 41. SEM snimak netampajuih povrina nakon 123.000 otisaka - uzorak 2 (2000 x) ... 90







Slika 48. SEM snimak netampajuih povrina nakon 177.000 otisaka - uzorak 1(10.000 x) .................................................................................................................. 94

Slika 49. SEM snimak netampajuih povrina nakon 177.000 otisaka - uzorak 2(10.000 x) .................................................................................................................. 94





Slika 54. SEM snimak netampajuih povrina nakon 300.000 otisaka - uzorak 1

(10.000 x) .................................................................................................................. 97Slika 55. SEM snimak netampajuih povrina nakon 300.000 otisaka - uzorak 2(10.000 x) .................................................................................................................. 97

Slika 56. SEM snimak preseka netampajuih povrina referentne tamparske forme(5.000 x) ................................................................................................................... 101

Slika 57. SEM snimak preseka netampajuih povrina referentne tamparske forme(10.000 x) ................................................................................................................. 101

Slika 58. SEM snimak preseka netampajuih povrina nakon 300.000 otisaka - uzorak 1(6.000 x) ................................................................................................................... 102

Slika 59. SEM snimak preseka netampajuih povrina nakon 300.000 otisaka - uzorak 1

(10.000 x) ................................................................................................................. 102Slika 60. SEM snimak preseka netampajuih povrina nakon 300.000 otisaka - uzorak 1

(15.000 x) ................................................................................................................. 103



Slika 63. SEM snimak preseka netampajuih povrina nakon 300.000 otisaka - uzorak 2(10.000 x) ................................................................................................................. 104



V

lista GraFiKona

spisaK GraFiKona

Grak 1. Zavisnost kontaktnog ugla od pH vrednosti rastvora sa kojim je anodizovana

povrina Al u kontaktu i koncentracije elektrolita pri anodizaciji Al ........................ 31Grak 2. Zavisnost kontaktnog ugla od pH vrednosti rastvora sa kojim je anodizovanapovrina Al u kontaktu i vremena trajanja anodizacije .............................................. 32

Grak 3. Parametar hrapavosti Raza uzorak 1 (crnu) i uzorak 2 (utu) tamparsku formu ..... 74

Grak 4. Parametar hrapavosti Rpza uzorak 1 (crnu) i uzorak 2 (utu) tamparsku formu ..... 75

Grak 5. Parametar hrapavosti Rvza uzorak 1 (crnu) i uzorak 2 (utu) tamparsku formu .... 76

Grak 6. Parametar hrapavosti Rzza uzorak 1 (crnu) i uzorak 2 (utu) tamparsku formu .....77

Grak 7. Parametar hrapavosti Rsm

za uzorak 1 (crnu) i uzorak 2 (utu) tamparsku formu ... 78

Grak 8. Abbott-Firestone kriva za referentni uzorak, uzorak 1 i uzorak 2(123.000 otisaka) ........................................................................................................ 80

Grak 9. Abbott-Firestone kriva za referentni uzorak, uzorak 1 i uzorak 2(177.000 otisaka) ........................................................................................................ 80

Grak 10. Abbott-Firestone kriva za referentni uzorak, uzorak 1 i uzorak 2(300.000 otisaka) ...................................................................................................... 81

Grak 11. Kontaktni ugao izmeu vode i netampajuih delova tamparske forme ................ 83

Grak 12. Kontaktni ugao izmeu glicerina i netampajuih delova tamparske forme ......... 84

Grak 13. Kontaktni ugao izmeu dijodmetana i netampajuih delova tamparske forme .... 84

Grak 14. Ukupna slobodna povrinska energija ..................................................................... 85

Grak 15. Polarna komponenta slobodne povrinske energije ................................................. 86

Grak 16. Nepolarna komponenta slobodne povrinske energije ............................................ 87

Grak 17. Spektar vrednosti za referentnu tamparsku formu ................................................. 98

Grak 18. Spektar vrednosti za uzorak 1 nakon 300.000 otisaka ............................................. 99

Grak 19. Spektar vrednosti za uzorak 2 nakon 300.000 otisaka ........................................... 100


http:///reader/full/karakterizacija-povrsinske-strukture-nestampajucih-elemenata-ctp-ter

VI

lista taBela

spisaK taBela

Tabela 1. Kvaenje metala uljem .............................................................................................. 16

Tabela 2. Litografski red metala ............................................................................................... 17Tabela 3. Osobine mineralnih vrsta od kojih se dobija aluminijum oksid ................................ 21

Tabela 4. Procesi anodizacije aluminijuma ............................................................................... 28

Tabela 5. Parametri razvijanja tamparske forme ..................................................................... 56

Tabela 6. Osnovne tehnike karakteristike ureaja za tampanje Komori System 38 D .......... 58

Tablela 7. pH vrednost, elektrina provodljivost, temperatura i povrinski napon rastvora zavlaenje u toku procesa tampe ................................................................................ 61

Tabela 8. Prikaz tehnikih karakteristika ureaja TimeSurf TR200 ......................................... 63

Tabela 9. Prikaz tehnikih karakteristika EDS analize ............................................................. 68

Tabela 10. Prikaz tehnikih karakteristika ureaja Data Physics SCA20 ................................. 70Tabela 11. Parametri merenja .................................................................................................... 73

Tabela 12. Slobodna povrinska energija ( Iv

) i njena nepolarna ( dlv) i polarna ( p

lv)

komponenta i viskozitet tenosti ............................................................................. 82

Tabela 13. Radni parametri SEM analize ................................................................................. 88

Tabela 14. Maseni i atomski udeo (%) u analizi referentne tamparske forme dobijenEDS analizom ......................................................................................................... 98

Tabela 15. Maseni i atomski udeo (%) u analizi tamparske forme za uzorak 1dobijen EDS analizom ............................................................................................ 99

Tabela 16. Maseni i atomski udeo (%) u analizi tamparske forme za uzorak 2dobijen EDS analizom ........................................................................................... 100



UVOD

2

UVOD

1. Cilj rada i hipoteza istraivanja

Povrinska struktura tamparske forme se moe posmatrati kroz niz pojmova koji opisuju

njena svojstva, pre svega kroz mikrostrukturu povrine i karakteristike oksidne prevlake

formirane na povrini aluminijuma, metala koji se najee primenjuje za izradu tamparskih

formi za ofset tampu. Sama struktura aluminijuma i oksid kojim je aluminijum oslojen u

velikoj meri utiu na ziko-hemijsku stabilnost kopirnog sloja, tj. tampajuih elemenata, a

samim tim i netampajuih (slobodnih) povrina u toku procesa tampe.

Izdrljivost aluminijuma prema mehanikom troenju, njegova postojanost i dugotrajnost,

kao i zatita od korozije, predmet su istraivanja razliitih naunih podruja. Istraivanja sunaroito znaajna u podruju grake tehnologije, u procesu izrade tamparske forme i njene

eksploatacije u toku procesa tampe. Stabilnost i otpornost tamparskih formi za ofset tampu je

veoma vaan segment, kako u procesu izrade i obrade samih formi, tako i u njihovoj eksploataciji

tj. procesu tampe. Povrina tamparske forme se sastoji od porozne mikrostrukture aluminijum

oksida koja joj istovremeno odreuje funkcionalna svojstva i ograniava mogunost reprodukcije.

Meusobno delovanje razliitih uticaja, pre svega pri procesu osvetljavanja povrine tamparske

forme, a zatim razvijanja i suenja, uzrokuju odstupanja prethodno denisane povrine od njenog

oblika. Meutim, uzronik najveeg broja promena koje nastaju je proces tampe, u kojem sejavlja iteracija vie razliitih komponenti, te se tako stvaraju promene u povrinskoj teksturi,

hrapavosti i usmerenosti tamparske forme u smislu oteenja povrine. Pojam nepravilnost

povrine, denisan kao odstupanje povrine od idealnog oblika, se prvenstveno odnosi na

oteenja slobodne povrine u smislu promene njene hrapavosti u toku procesa tampe.

Oteenja tog tipa u mikrostrukturi povrine mogu negativno delovati na adsorpciju sredstva

za vlaenje na slobodnim povrinama, a samim tim i na optimalan odnos izmeu sredstva za

vlaenje i boje u procesu tampe.

Krkterizcij netmpjuih (slobodnih) povrina tmprske forme z ofset tmpu odnosi se i

n prenje i denisnje mehnikih promen u mikrostrukturi povrin pre i nkon proces tmpe

odreenog tiraa, merenje i nlizu kontktnog ugl koji se stvr izmeu tmprske forme i tenosti

z vlenje u toku proces tmpe. Istrivnje tkoe obuhvt i mikroskopsku nlizu uzork.

Progrm istrivnj obuhvt detljnu nlizu postojeih i ktuelnih svetskih rezultt iz

ove oblsti istrivnj u kojem e biti opisni ktuelni podci i sznnj vezn z istrivne

procese. U teorijskom delu rd bie opisn postupk izrde tmprskih formi, navedena

svojstv tmprskih formi, osobine i dobijnje luminijum, osobine oksid luminijum, opisan

postupak obrde metl z izrdu tmprske, forme ko i nodizcij i priprem luminijum

z izrdu tmprskih formi. Sv nveden podruj podrzumevju povezivnje s trenutnim

rezulttim istrivnj, to omoguv blgovremen i svremeni pristup opisu problem.


http:///reader/full/karakterizacija-povrsinske-strukture-nestampajucih-elemenata-ctp-terma

UVOD

3

Dosadanja istraivanja i postojee kontrolne merne trake i forme omoguavaju praenje i

kontrolu kvaliteta tampajuih elemenata, tj. kopirnog - fotosetljivog sloja tamparskih formi

nakon procesa osvetljavanja, razvijanja i u toku procesa tampe. Meutim, one ne obuhvataju

praenje promena u povrinskim strukturama slobodnih povrina, koje su jednako znaajne za

odravanje stabilnosti i odgovarajuih funkcionalnih svojstava tamparskih formi za vremeprocesa reprodukcije. Iz tog razloga je neophodna karakterizacija upravo tih povrina koje su

sastavljene od prevlake aluminijum oksida.

Kroz eksperimentalna istraivanja povrine aluminijum oksida nakon eksploatacije u

procesu tampe, daje se prilog aktuelnim svetskim istraivanjima u ovoj oblasti. Obradom i

analizom literature, analizom dobijenih rezultata, statistikom obradom rezultata oekuje se

dobijanje parametara za potvrivanje teorijskih pretpostavki i radnih hipoteza. Iz navedenog se

mogu postaviti radne hipoteze:

Karakterizacija povrinske mikrostrukture slobodnih povrina tamparske forme

obavie se u odvojenim istraivanjima pomou razliitih metoda merenja, koje e

omoguiti detaljnu analizu povrinskih mikrostruktura tamparskih formi.

Denisanjem parametara hrapavosti za analizu topograje slobodnih povrina mogu

se odrediti relevantni parametri hrapavosti koji prikazuju detaljnu karakterizaciju

i promene u mikrostrukturi povrina uzrokovane duinom eksploatacije tamparske

forme.

Mehanikim metodama za karakterizaciju povrina mogue je utvrditi koje se promene

dogaaju u povrinskim strukturama tamparskih formi, naroito u sluaju ako se

mikrostruktura povrine menja usled pritiska nastalog u toku procesa tampe.

Kontaktni ugao izmeu sredstva za vlaenje i ispitivanih povrina, netampajuih

elemenata tamparske forme, ukazuje na promene u interakciji sredstva za vlaenje i

povrinskih struktura slobodnih povrina koje nastaju kao posledica due eksploatacije

tamparske forme u procesu tampe.

Mikroskopskom analizom povrinske struktura slobodnih elemenata tamparske forme

moe se utvrditi korelacija izmeu rezultata dobijenih pojedinim metodama merenja

radi dalje karakterizacije povrina.

Ispitivanje povrine netampajuih delova tamparske forme, odnosno aluminijum oksida

i meuzavisnosti promena tih veliina u odnosu parametara sredstva za tampu, mogu dati

vane podatke za praenje procesa reprodukcije i tanog odreivanja mogunosti eksploatacije

tamparske forme. Sa zike strane, denisanjem i ostalih karakteristika materijala za tampu i

boje, koja se koristi kroz denisanje zikih veliina koje utiu na promenu hrapavosti, moe se

dodatno ukazati na promene u mikrostrukturi povrina koje nastaju na povrini tamparske forme.



UVOD

4

1.1 n bm

Na osnovu teorijskih istraivanja i rezultata, denisan je pristup karakterizaciji najvanijih

veliina koje su oznaene kao varijabilni faktori u procesu reprodukcije, a koji direktno utiu namikrostrukturne promene slobodnih povrina tamparske forme.

Prikazom aktuelnih rezultata istraivanja drugih autora, prikazae se osnovne smernice za

teorijsko razmatranje karakteristika za eksperimentalno istraivanje osobina aluminijum oksida,

te njegovo ponaanje kao prevlake na termalnoj CtP tamparskoj formi za ofset tampu. Time

e se lake denisati uticaj duine eksploatacije tamparske forme na dugotrajnost slobodnih

povrina, te iteracija istih sa sredstvom za vlaenje i ostalim materijalima koji imaju uticaj

na proces tampe. Najvanije eksperimentalne metode su date kroz kratak opis potrebe za

kvantikacijom odreenih procesnih parametara koji utiu na krajnje rezultate.

Povrinske karakteristike tamparske forme pre i posle procesa tampe

U toku procesa tampe, usled delovanja sredstva za vlaenje i pritiska gumenog omotaa,

te neistoa od papira i boje, dolazi do promene mikrostrukture i topograje netampajuih

povrina. Izravnavanje ili stvaranje drugih povrinskih efekata ima direktan uticaj na mogunost

reprodukcije, a time i na dugotrajnost netampajuih elemenata. Merenjem specinih veliina

parametara hrapavosti povrina dolazi se do kvantikacije uticaja materijala, koji uestvuju u

procesu tampe, na povrinsku mikrostrukturu aluminijum oksida. Analiza promena povrinskestrukture je uraena kroz metode kvantikacije ispitivanih povrina uz pomo digitalnog ureaja

za merenje hrapavosti radi dobijanja to potpunije slike potrebne za kvalitet opisa netampajuih

povrina.

Merenje karakteristika sredstva za vlaenje

Merenjem pH vrednosti, temperature i provodljivosti dobijaju se podaci pomou kojih se moe

izraziti uticaj koliine sredstva za vlaenje na netampajue povrine u toku procesa tampe, toje vaan parametar za kontrolu kvaliteta reprodukcije otiska. Takoe, svaka promena pomenutih

parametara direktno utie na sloj aluminijum oksida koji se nalazi na povrini tamparske forme,

a samim tim i na povrinske karakteristike pomenute prevlake.

Merenje kontaktnog ugla

Formiranje kontaktnog ugla izmeu vrste materije, u ovom sluaju netampajuih povrina

tamparske forme sainjenih od prevlake aluminijum oksida, i tene materije, sredstva za

vlaenje, je veoma znaajno za pravilan tok procesa tampe. Naime, odnos izmeu boje isredstva za vlaenje, te kvalitetna reprodukcija slike sa tamparske forme na podlogu za tampu,



osnove Ctp tehnoloGije

5

u velikoj meri zavisi od kontaktnog ugla koji se stvara na povrini netampajuih elemenata

tamparske forme.

Nakon prikupljenih odgovarajuih numerikih podataka za odreivanje promena povrinske

hrapavosti, vrste povrine, informacija o karakteristikama sredstva za vlaenje, te merenjakontaktnog ugla izmeu sredstva za vlaenje i slobodnih povrina tamparske forme, izvrie

se analiza i potvrivanje postavljenih radnih hipoteza. Rezultati ispitivanja e, kroz obradu

analiziranih veliina, dovesti do zakljuka i doprinosa dosadanjim istraivanjima u kojoj

meri proces tampe utie na mikrostrukturne, a time i zike promene netampajuih povrina

tamparske forme za ofset tampu. Te promene na netampajuim povrinama mogu dati

znaajna saznanja u pogledu upotrebne vrednosti samih materijala, kao i osnovu za denisanje

korelacija koje se mogu koristiti pri proizvodnji tamparskih formi kao i u softverskim reenjima

za simulaciju procesa tampe, te time i budueg izgleda grakih proizvoda.




6

istraivanje teorijsKih prilaza U reavanjUproBleMa

2. osnove Ctp tehnoloGije

Tehnika revolucija, koja je primetna u svim podrujima industrije, usled automatizacije

i brzine rada, pretvara tradicionalne procese reprodukcije u procese prolosti. Kada je re o

grakoj industriji, moe se rei da je poslednju deceniju obeleio niz znaajnih promena koje

su prouzrokovane napretkom tehnologije. Simultani razvoj ureaja, raunarskih sistema kao i

programskih aplikacija, u velikoj meri je uticao na razvoj mnogobrojnih noviteta u razliitim

procesima grake industrije. Podruje grake pripreme je doivelo znaajne promene upravo

zahvaljujui tehnikoj revoluciji. Graki lm, koji je korien kao prenosni medij u grakojtehnologiji, gde je postupak izrade tamparskih formi sastavljen od tri segmenata: raunar-

lm-tamparska forma (Computer to Film to Plate), skoro u potpunosti je zamenjen novom

tehnologijom direktnog osvetljavanja tamparske forme iz raunara koja se naziva tehnologijom

od raunara do ploe (Computer to Plate - CtP ). Computer to Plate, je do nedavno bio nov

pojam u svetu grake tehnologije, meutim, danas je sve vie tamparija koje su stare metode

zamenile novom i koje ve neko vreme koriste novu tehnologiju.

CtP tehnologija predstavlja postupak direktnog, kompjuterski kontrolisanog osvetljavanja

tamparske forme koja ujedno eliminie deo procesa povezanih sa osvetljavanjem i razvijanjemlma i njegovim kopiranjem na ofset plou. Ova tehnologija, takoe omoguava izradu

tamparskih formi mnogo bre, redukuje trokove, izostavljajui tradicionalne korake u procesu

grake pripreme (Adams i Romano, 1996). Kao i veina tehnolokih otkria, CtP postupak

izrade tamparskih formi proizvod je i rezultat istraivanja na nekoliko razliitih podruja.

Proirenje upotrebe tamparskih formi, laserske tehnologije, fotopolimerne hemije i stonog

izdavatva uticalo je na stvaranje postojeih CtP sistema (Kipphan, 2001), (Holland, 2002),

(Gemeinhardt, 2001).

Istraivanja su pokazala da operacije u proizvodnji primenom CtP tehnologije smanjuju

trokove za 50%, u poreenju sa CtF tehnologijom, i da je primenom CtP tehnologije za povratak

investicija pri ulaganju u ovaj sistem potrebno manje od godinu dana (Baker, 1997).

CtP tehnologija olakava proces tampe jer daje bolji kvalitet tonskih vrednosti na tamparskim

formama. U ovom domenu je prisutan i visok nivo automatizacije izrade tampajuih elemenata,

pozicioniranja ploe, uklanjanja zatitnih slojeva ploe, osvetljavanja, pranja, termike obrade

i odlaganja u zavrnoj fazi. Trenutne tendencije na ovom polju su usmerene ka razvijanju

tehnologija koje otvaraju mogunost uklanjanja preostalih varijabli i procesnih koraka u CtP

postupku osvetljavanja i obrade ploa.

Kada je re o poecima CtP tehnologije, oni su vezani za rmu EOCOM i prezentaciju Laserite

sistema, poetkom 1975. god. Ovaj sistem je bio prilagoen osvetljavanju Wipe ofset ploa, a




7

proba je obavljena u tampariji dnevnih novina Star Gazette u Elmiri, NY, USA. Narednih

dvadeset godina odlikuje period razliitih pokuaja i naalost, skoro nijedno ponueno reenje

nije dovelo do znaajnijeg uspeha. U leto 1993. god. u austrijskom gradu Bregenz kod izdavaa

Voralberger Nachrishten instaliran je sistem Gerber LE 55 APT/Autologic. Geografski poloaj

Bregenza omoguio je da na ovoj instalaciji IFRA, NATS, EMPA i UGRA urade seriju testovaekonominosti i kvaliteta. Dobijeni rezultati su pokazali da je kvalitet isti, pa ak i znatno vii

u odnosu na konvencionalnu negativ plou, a da su ukupni trokovi (investicija, prostor, radna

snaga i trokovi materijala) po jednoj strani/ploi nii (Peterac, 2004). Ova analiza stvorila je

tehnologiji Computer to Plate slobodan prostor na svetskom tritu.

Danas CtP predstavlja industrijski standard u razvijenim zemljama sveta, pre svega

dominantno u podruju ofset tampe, gde zahtevi za kvalitetom i brzinom ve izvesno vreme

ne ostavljaju mnogo mesta za druge opcije. Iako je u meuvremenu razvijena tehnologija koja

je otila jedan korak dalje, Computer to Press, gde je CtP sistem praktino integrisan u visokoautomatizovanu tamparsku mainu, te se osvetljavanje tamparskih formi odvija direktno u

maini za tampu. Meutim, ovi sistemi nisu toliko dominanti jer su trokovi eksploatacije

veoma visoki, optimalno su prilagoeni vrednostima tzv. srednjih tiraa, to na kraju cenu

konanog otiska ini nekonkurentnom na tritu.

Osnovni elementi svakog CtP sistema (slika 1) su: raunar, ureaj za osvetljavanje i

tamparska forma. Sve tri komponente su u poslednjoj deceniji dostigle visok tehnoloki nivo

za irok spektar praktine upotrebe (Kipphan, 2001).

laserska jedinica

TAMPARSKA FORMAcilindar ureaja za osvetljavanje

Slika 1. Osnovni elementi CtP sistema

Raunar zauzima prvo mesto, jer od njega polaze informacije u digitalnom obliku potrebne

za osvetljavanje ploe. Praktino sve operacije koje su prethodile dobijanju latentne slike na

pozitiv ili negativ ofset ploi pri nekadanjem nainu dobijanja tamparske forme se sada

obavljaju softverski, unutar raunara (slaganje teksta i fotograja tj. prelom, poloaj stranicana tabaku) ili uz eventualnu pomo eksternih ureaja (skeniranje ili fotograsanje digitalnim

fotoaparatom). Korienje Raster Image Processor softvera za dobijanje rastriranih separacija




8

i skladitenje velikih koliina podataka, bilo ono privremeno ili trajno, takoe se obavlja

pomou raunara. Posledica toga je skraeno vreme potrebno za dobijanje digitalnog predloka

i apsolutna preciznost. Meutim, i pored izuzetnih kapaciteta i performansi modernih raunara,

pravilo je da se ovi zadaci obavljaju na odvojenim konguracijama, a raspored i organizacija se

esto razlikuju od jednog radnog toka do drugog. Primera radi, preporuka je da funkcije RIP-ovanja i impozicije budu na odvojenim raunarima, ali u primeru radnog toka koji funkcionie

kao PostRIP (stranice se rasterizuju odvojeno, a tek onda sklapaju u celinu), mogue je ove dve

funkcije obavljati na istom sistemu bez bitnih promena po pitanju optereenja resursa.

Pored ovih funkcija, raunar se koristi i da direktno kontrolie sam osvetljiva, ali ovde je

izuzetno vano da je jednom raunaru dodeljena iskljuivo ta funkcija. Zavisno od proizvoaa,

za ovu namenu se isporuuje standardna ali programski optimizovana konguracija (dakle, bez

bilo kakvih suvinih funkcija koje bi usporavale manipulaciju i transfer podataka) ili je raunar

ve ugraen u upravljaku konzolu osvetljivaa.Sistem za osvetljavanje informacije o tamparskim elementima koji e biti oslikani na ploi

se iz raunara prosleuju do osvetljivaa, koji najee laserskim putem prenosi svetlosnu ili

toplotnu energiju (zavisno od vrste lasera, tj. tehnologije osvetljavanja) na osetljivu povrinu

ploe. Ovo je svakako centralni element CTP sistema sa svim svojim specinostima i faktorima

koji utiu na izradu tamparske forme. Postoji vie razliitih konstrukcionih reenja, ali i u

okviru istog tipa konstrukcije funkcionisanje u izvesnim detaljima varira od proizvoaa do

proizvoaa.

tamparska forma trenutno postoji irok spektar ofset ploa dostupnih na tritu koje serazlikuju po materijalu od kojih je izraen osnovni sloj, po vrsti materijala i osetljivosti kopirnog

sloja, kao i po ziko-hemijskom tretmanu koji zahtevaju nakon osvetljavanja (Kipphan, 2001).

2.1 Kukc Cp m f mu

Tehnologija osvetljavanja ploa je direktno preuzeta i prilagoena novom materijalu na

osnovu postojeih osvetljivaa lmova (CtF Computer To Film). Prema konstrukcijskojizvedbi, razlikuju se tri tipa ureaja za osvetljavanje ploe: ravni tzv. at-bed osvetljivai,

osvetljivai sa spoljanjim cilindrom i sa unutranjim cilindrom (Peterac, 2002).

2.1.1 r

Kod ravnih osvetljivaa tamparska forma se postavlja horizontalno na ravnu podlogu tokom

osvetljavanja, a najea izvedba se sastoji iz optikog sistema sa ogledalom i korekturnim

soivima koji prenosi laserski zrak liniju po liniju po povrini ploe. Uprkos ovako kompleksnom

optikom sistemu javljaju se deformacije u obliku rasterske take koje postaju izraenije kako




9

zrak ide prema ivicama ploe (Slika 2). Ovakvi problemi se takoe pojaavaju sa poveanjem

formata. Reenja za ovaj nepoeljni efekat postoje, ali se njihova implementacija pokazala

skupom.

Zbog distorzije rasterske take, ovakvi ureaji za osvetljavanje tamparskih formi se

uglavnom koriste za manje formate (maksimalno 50 x 70 cm), te su svoju idealnu primenu naliu novinskoj produkciji, gde je brzina veoma bitna. Kako se u novinskoj produkciji najee

upotrebljava jedna tamparska forma za jednu stranicu novina, te forme su relativno male

tako da distorzija rasterskih taaka i nije toliko izraena. Jednostavno rukovanje tamparskim

formama i veoma kratko vreme za osvetljavanje, u kombinaciji sa tehnologijom CtP ploa koje

koriste vidljivi ili UV deo svetlosnog spektra, dovele su do masovnog korienja ovih ureaja u

novinskoj tampi (Kipphan, 2001).

Slika 2. Princip osvetljavanja ravnog CtP osvetljivaa

Jedini postojei CtP sistemi koji koriste UV lampe umesto lasera (proizvoaa BasysPrint),

takoe su ravne konstrukcije, ali ne sadre optiki sistem koji izaziva pomenuti problem, ve

glavu za osvetljavanje koja se kree na bliskom rastojanju od ploe i direktno je osvetljava.

Slina reenja su iskoriena i kod modela drugih proizvoaa koji koriste laserski izvor svetlosti

kod ravnih osvetljivaa (Basysprint, 2010).

Najvea prednost ovakvih sistema lei u lakom i jednostavnom rukovanju ploom, to ih

opet ini primamljivim u sektoru novinske tampe, zbog skraenja ukupnog vremena koje je

potrebno za dobijanje osvetljene ploe, tj. tamparske forme (Basysprint, 2010).




10

2.1.2 o m cm

Kod ovakvih ureaja, ploa se pozicionira po spoljanjoj strani cilindra na slian nain kao

to je to sluaj na standardnoj ofset maini. Glava za osvetljavanje je postavljena iznad cilindrai fokusira jedan ili vie laserskih zraka na povrinu ploe i ispisuje sliku pomerajui se du

ose cilindra (Slika 3), koji se pritom okree denisanom brzinom, zavisno od modela izmeu

150 i 1400 obrtaja u minuti, obezbeujui na taj nain idealno pozicioniranje svake take na

ploi (Peterac, 2002). Brzina rotiranja nije ograniena mehanizmom za uvrivanje ploe

ili balansom cilindra, ve snagom laseram tj. vremenom potrebnim da se izvri osvetljavanje

(Kiphann H., 2001).

Cilindar

tamparskaforma

Sistemza osvetljavanje(laserske glave)

Slika 3. Princip osvetljavanja CtP osvetljivaa sa spoljanjim cilindrom

Prednost ovakve konstrukcije je jednostavnost (mehanika i optika), koja omoguava lako

fokusiranje vie lasera istovremeno, to skrauje vreme potrebno da se ploa osvetli. Sa druge

strane, ovakav nain montiranja ploe na cilindar skoro onemoguava integraciju ureaja za

buenje (registar sistem), te je neophodno posedovati ovaj ureaj van osvetljivaa.

2.1.3 o uum cm

Kod osvetljivaa sa unutranjim cilindrom, ploa se pozicionira po unutranjem obodu

cilindra (obino pod uglom veim od 180o). Na geometrijskoj osi takvog cilindra se nalazi

optiki sistem na ijem je kraju ogledalo koje rotira velikom brzinom (vie od 40 000 obrtaja u

minuti) i usmerava zrake ka povrini ploe, dok se ceo sistem polako pomera aksijalno. Da bi

osigurali stabilnost sistema i vibracije sveli na minimum, neki proizvoai ovakvih osvetljivaa

ugrauju granitnu osnovu. Sama ploa je po pravilu ksirana u jednom poloaju. Kod ovih

ureaja tamparska forma se privruje pomou podpritiska, tako da je kopirni sloj okrenutprema unutranjosti cilindra (ploa se pozicionira po unutranjem obodu cilindra). Glava za




11

osvetljavanje se nalazi u centru cilindra (ili izvan nje) i snop svetlosti se usmerava prema

tamparskoj formi, tj. prema kopirnom sloju (slika 4).

laserska glava

ogledalo

ploa

Slika 4. Princip osvetljavanja CtP osvetljivaa sa unutranjim cilindrom

Postoje dva naina osvetljavanja tamparske forme: rotiranje svetlosnog izvora oko ose

ili rotiranje optikog sklopa. Pri prvom nainu rotira se svetlosni izvor i pomera se po duini

tamparske forme i tako je osvetljava. Prednosti ovakvog sistema se ogledaju u blizini svetlosnog

izvora prema tamparskoj formi, te je mogue koristiti izvore manjih snaga zbog manjeg

rasipanja svetlosnog intenziteta. Takoe, ovakva konstrukcija omoguava i izuzetnu tanost pri

oslikavanju, jer se rotacijom svetlosnog izvora mnogo lake manipulie nego rotacijom optikog

sklopa (ogledala) (Kipphan, 2001).

Drugo reenje je kada je svetlosni izvor ksiran, a rotira se optiki sklop, tj. ogledalo, uzistovremeno pomeranje du ose cilindra. Ta rotacija je izuzetno brza, preko 40.000 obrtaja u

minuti, i pomou nje ogledalo usmerava zrake ka povrini ploe, a svetlosni izvor (zajedno sa

optikim sklopom) se pomera du ose cilindra. Negativne pojave u vidu vibracija su dovele do

problema da je bilo izuzetno teko usmeriti vie zraka precizno prema tamparskoj formi.

Kako je teko precizno usmeriti vie zraka na ovaj nain, neki proizvoai su odbacili sistem

sa ogledalima u korist rotirajue glave sa laserskom grupom (npr. Lscher XPose!). Ovako

postavljen, izvor svetlosti je blizu povrine ploe, te se poveava preciznost i smanjuje rasipanje

laserske energije. esto se ovakve konstrukcije postavljaju na anti-vibracione podloge, to

dodatno poveava izdatke kao i samu teinu ureaja, i ponekad moe da predstavlja odreeni

problem (ureaji za osvetljavanje se esto nalaze na spratovima u tamparijama).

Prednosti svih ovih ureaja ogledaju se u jednostavnosti promene formata tamparskih

formi jer nema potrebe da se izvri rebalansiranje ureaja, kao to je to sluaj sa sistemom sa

spoljanjim cilindrom. Takoe, mogua je ugradnja ureaja za buenje tamparskih formi, te se

tako eliminie potreba za dodatnim ureajem koji bi izvrio naknadno buenje.

Negativne osobine ovakvih sistema predstavljaju komplikovanost pozicioniranja tamparskih

formi prema unutranjem delu cilindra (zapravo polucilindra), i nemogunost korienja vie

izvora svetlosti istovremeno. To naravno omoguuje i pristupaniju cenu ovih ureaja, ali ujednoi manje brzine osvetljavanja.



12

strUKtUra taMparsKih ForMi za Ctp tehnoloGijU

3. strUKtUra taMparsKih ForMi za Ctp tehnoloGijU

tamparska forma je nosilac grakog zapisa, koji se uz pomo boje za tampu i odgovarajueg

pritiska prenosi na podlogu za tampu. U osnovi, svk ofset plo sstoji se od podloge ilinos, njee luminijuma s nhrpvljenom i nodizirnom povrinom, koji je presvuen

slojem luminijum oksid (Al2O

3), preko kojeg je nnet fotoosetljivi kopirni sloj (Slika 5.). U

procesu ofset tampe, prenos slike sa tamparske forme je omoguen uz karakteristian odnos

netampajuih i tampajuih povrina koje se nalaze u prividno istoj ravni. Meutim, razlika u

visini, koja se iz tehnolokih razloga ne moe izbei, je oko 2 do 3 m i nema znaajnijeg uticaja

na sam proces reprodukcije (Magdy Ezzat Abd El Kader, 2004).

U funkcionalnom smislu, slobodne i tampajue povrine imaju razliita ziko-hemijska

svojstva, pri emu su slobodne povrine hidrolne - oleofobne i sastoje se od polarnogaluminijum oksida, dok su tampajue povrine sainjene od nepolarnog fotoosetljivog sloja

te se ponaaju kao hidrofobne - oleolne. Ova karakteristika tampajuih i netampajuih

elemenata omoguava sredstvu za vlaenje da se adsorbuje za slobodne - hidrolne povrine,

dok se boja vezuje za tampajue - oleolne povrine (Lovreek i Gojo, 2003).

Imajui u vidu da nijedna metalna povrina nije istovremeno hidrolna i hidrofobna, za izradu

ofset tamparske forme posebno se obrauju slobodne povrine koje su sainjene od aluminijum

oksida, a posebno tampajue povrine koje su sainjene od fotoosetljivog - kopirnog sloja. Iako

aluminijum ima sposobnost da spontano oksidira sa kiseonikom iz vazduha, elektrohemijskimprocesom anodne oksidacije se na povrini aluminijuma stvara oksidni sloj odreene debljine i

osobina. Zbog svoje porozne strukture, aluminijum oksid e u procesu nanoenja fotoaktivnog

sloja omoguiti njegovu bolju adheziju na povrinu, te e tako uticati na bolju adsorpciju sredstva

za vlaenje na slobodne povrine u toku procesa tampe (Mahovi, 2007).

aluminijumskaosnova

elektrohemijski

nahrapavljen sloj

sloj Al2O

3

fotoosetljvi

(kopirni) sloj tampajui

element

netampajua

povrinaosvetljeni element

na povrini kopirnog sloja

Slika 5. Povrinska struktura ofset CtP tamparske forme



13


Osvetljavanjem se, u postupku izrade tamparskih formi, na povrini fotoosetljivog sloja

stvara budui tampajui element - slika, koja e se u procesu tampe preneti na podlogu za

tampu. Prilikom procesa osvetljavanja dolazi do fotohemijske promene u kopirnom sloju, pri

emu eksponirane povrine sloja postaju hemijski rastvorljive u odreenom rastvoru i nazivamo

ih pozitiv tamparske forme. One tamparske forme ija povrina nakon osvetljavanja postajehemijski postojana u odreenom rastvoru nazivamo negativ tamparske forme (Urano, Kohori,

Okamoto 2004).

U toku procesa tampe, sredstvo za vlaenje e se usled pojave tzv. selektivne adsorpcije

zadrati samo na slobodnim - hidrolnim povrinama. Boja za tampu, koja se nanosi preko cele

povrine tamparske forme e se prihvatiti samo za tampajue elemente, odnosno hidrofobne

povrine. U toku procesa tampe, na podlogu se prenosi boja sa tampajuih povrina i sredstvo

za vlaenje sa slobodnih povrina. Rezultat procesa je reprodukcija sa informacijom prenesenom

sa tamparske forme na podlogu za tampu, dok sredstvo za vlaenje, koje se u procesu tampeu tankom sloju prenosi na povrinu tamparske podloge, ubrzo nakon reprodukcijskog procesa

isparava (Aurenty, Lemery i Gandini, 1997).

Na proces tampe i na prenos slikovnih elemenata sa povrine tamparske forme na podlogu

za tampu utie niz parametara, koji u osnovi obuhvataju uslove u kojima se odvija izrada

tamparskih formi (Mahovi, 2007), kao i uslove u kojima se odvija proces tampe i tira za koji

se tamparska forma upotrebljava (Pavlovi, Novakovi, Gojo, 2010). Zbog toga je mehanizam

formiranja tampajuih i netampajuih elemenata i izrada tamparskih formi, a posebno

karakterizacija tampajuih i netampajuih povrina, kao i njihova interakcija sa supstancamai materijalima koji uestvuju u procesu reprodukcije, od posebnog interesa za odreivanje

povrinskih svojstava i stabilnosti tamparskih formi.

3.1 s m u f mk fm Cp g

Od ukupno oko 80 metala koji se nalaze u prirodu, samo su neki pogodni za izradu tamparskih

formi. Upotrebljavaju se uglavnom metali u valjanom obliku, to znai limovi i folije, kao iice za izradu sita. Limom se smatra valjani metal debljine od 0,5 mm dok se tanji metali

obino zovu folije. Osim ovih, tamparske forme mogu predstavljati i metalne prevlake, koje se

izrauju hemijskim ili elektrohemijskim postupcima.

Prikladnost metala za izradu tamparskih formi zavisi od njegovih mehanikih i hemijskih

svojstava. Mehanika svojstva metala koja su znaajna za izradu ofset tamparskih formi su:

tvrdoa, elastinost, dimenzionalna stabilnost, zatezna jaina, mogunost valjanja u limove i

folije, otpornost na habanje itd.

Pre poetka procesa tampe, tamparska forma je izloena zatezanju pri postavljanju na

cilindar i zakrivljenju po krivini cilindra. Ovako napregnuta ploa treba da izdri i naprezanja

tokom tampe. Ako ziko-mehanika svojstva ploe ne odgovaraju predvienim naprezanjima,



14


u toku tampe moe doi do plastinih deformacija ploe, pa i loma, najee u vidu pucanja na

sastavima.

Za ispitivanje mehanikih svojstava materijala od kojih su nainjene ofsetne ploe, koriste

se metode ispitivanja zatezne jaine i relativnog izduenja ofset ploe, ispitivanje tvrdoe,

ispitivanje dvostrukim previjanjem i ispitivanje na duboko izvlaenje.tje svojstvo vrste materije da se odupire mehanikim silama koje nastoje da razbiju

njenu povrinu. Tvrdoa metala i legura za izradu tamparske forme mora da bude to vea, da

bi se postigao veliki tira.

dm b je svojstvo vrste materije da ne menja svoje dimenzije pod

uticajem promena temperature i relativne vlanosti vazduha i najvie zavisi od take topljenja

metala ili legura - metali sa niskom takom topljenja imaju slabiju dimenzionu stabilnost.

eje svojstvo metala da svoj oblik prilagodi delovanju spoljanjih mehanikih sila

i da ga zadri sve dok te sile deluju. Po prestanku delovanja ovih sila metal se vraa u prvobitnioblik. Elastinost je ograniena granicom elastinosti, zbog ega tampar mora paljivo da

napinje tamparsku formu na tamparski cilindar. Usled prekoraenja granice elastinosti, dolazi

do plastine deformacije ili kidanja tamparske forme, to je poseban problem kod rotacione

tampe, jer se pri napinjanju na tamparski cilindar ofsetna ploa jako zakrivljuje.

r g (izduenje) ukazuje koliko se metal rastegne prilikom loma u

poreenju sa poetnom duinom:

Ro=

Ii- I

o

Io

x100

(1)

Gde je:

Io- poetne duina metalnog uzorka

Ii- duina nakon loma

Ro- relativna rastegljivost

je svojstvo vrstog tela da se odupire mehanikom i termikom naprezanju

prouzrokovanom spoljanjim silama. tamparska forma, koja je naneta na tamparski valjak

ofsetne maine, napregnuta je uglavnom na istezanje i pritisak.

Na tvrdou i vrstou metala i legura utie atomska graa elementarnih kristalnih reetki i

veliina kristalnih zrna. Pri normalnoj temperaturi i pritisku metali su kristalne vrste materije.

Metali i legure, pravilne kristalne reetke, su meki i neotporni na mehanika naprezanja, dok

su metali i legure deformisane kristalne reetke, u kojima se nalaze i razliite veliine atoma

dodatih komponenata, mnogo tvri i otporniji na razne vrste mehanikih naprezanja. Na primer,

legura sa deformisanom kristalnom reetkom se u tamparskoj maini tee kida, elastinija je i

ima bolju dimenzionalnu stabilnost, jer se prekid vri du neravnih povrina.

Kristalna struktura metala za izradu tamparskih formi mora biti sastavljena od to manjihkristala, jer su takvi metali tvri i vri, to daje povoljne rezultate u procesu jetkanja ili



15


graviranja tamparskih formi. to je vei broj kristalnih zrna, vie je neravnina i defekata na

graninim povrinama, pa je takav metal tvri i vri od metala sa malim brojem velikih

kristalnih zrna. Veliina i broj kristalnih zrna u metalu prikazani su na slici 6.

a) b)

Slika 6. Prikaz veliine i broj kristalnih zrna u metalu a) metal sa malim brojem velikihkristalnih zrna , b) metal sa velikim brojem malih kristalnih zrna

Vea tvrdoa i istoa legura je razlog to se za izradu ofset ploa ne koriste isti metali, ve

metali sa malim neistoama ili razliite legure (Kiurski, 2004).

Za izradu tamparskih formi koriste se sledei metali: cink (Zn), aluminijum (Al), magnezijum

(Mg), bakar (Cu), hrom (Cr), nikal (Ni), elik (Fe). Od navedenih, Zn, Al, Mg, Cu i Fe se koriste

u valjanom obliku a Ni, Cr i Cu kao galvanske prevlake. Cink (Zn) se upotrebljavao u visokoj

tampi za izradu tamparskih formi za reprodukciju vietonskih originala.

Bakar (Cu) se upotrebljava za izradu tamparskih formi za duboku tampu. Bakar se u tehnici

duboke tampe upotrebljava u obliku galvanskih prevlaka. Izuzetno je bitna njegova istoa koja

nosi oznaku 9999. Postupak izrade tamparskih formi za duboku tampu izvodi se hemijskim i

elektrogravirnim postupkom.

Hrom (Cr) se upotrebljava u ravnoj i dubokoj tampi u obliku galvanskih prevlaka.

3.1.1. Fk - mk m u f

Karakteristike povrinske mikrostrukture osnove ofsetne tamparske forme, tanije ziko-

hemijska svojstva i stvarni reljef povrine, su vani faktori koji utiu na krajnja svojstva

dobijenog tamparskog otiska. Od ziko - hemijskih svojstava metala koji se koriste za izradu

tamparskih formi vana su: otpornost prema koroziji, sposobnost za jetkanje, mogunost izradegalvanske prevlake, hidrolnost i oleolnost.



16


Pri izradi tamparske forme za ravnu tampu potrebno je ostvariti takvu adsorpciju sloja na

tampajuim elementima da kosinus ugla bude priblino -1 ( = 180o) i na slobodnim povrinama

1 ( = 0o). Ova svojstva moraju biti ouvana i u toku procesa tampe, kada na tamparsku formu

naizmenino deluju rastvor za vlaenje i tamparska boja.

Sposobnost tampajuih i slobodnih povrina da tokom tampanja zadre svoja hidrofobnai hidrolna svojstva naziva se ziko-hemijska stabilnost. Na ziko-hemijsku stabilnost utiu

povrinska svojstva i specina povrina ofsetnih ploa.

Obzirom da su metali aktivne materije, njihova povrina moe da adsorbuje molekule drugih

materija sa kojima su u kontaktu. U vazduhu se adsorbuje sloj molekula kiseonika koji menja

povrinska svojstva metala, jer sa nekim metalima kiseonik reaguje hemijski i na povrinama se

stvara metalni oksid (hemisorpcija). iste povrine metala, bez oksidne prevlake su hidrofobne

ili oleolne, odnosno ne adsorbuju vodu (orevi i Drai,1989).

Oksidna prevlaka bitno utie na povrinska svojstva metala. Obzirom da je prevlaka polarna,vie ili manje privlai molekule vode, te je oksidovana povrina metala hidrolna. Aluminijum

sa oksidnom prevlakom pokazuje jak hidrolan karakter (tabela 1).

Tabela 1. Kvaenje metala uljem

MetalKontaktni ugao na metalu

Sa oksidnom prevlakom Bez oksidne prevlake

Cink 33o 30o

Bakar 77o 60o

Bronza 86o 83o

Nikl 100o 83o

Nerajui elik 120o 86o

aumum 140o 50o

Hrom 150o 107o

Pojava oleolnosti pored postojanja oksidne prevlake, objanjava se dobrom adsorpcijom

sredstva za oleolizaciju na povrini prevlake, usled ega se metalne prevlake ponaaju oleolno.

Na osnovu laboratorijskih merenja je utvren litografski red metala (tabela 2), koji ukazuje

na ponaanje metala sa oksidnom prevlakom i na ponaanje bez nje.

Postojanost tampajuih elemenata na metalima pri vrhu tabele je velika, dok su na metalima

pri dnu tabele postojanije slobodne povrine. Tabela ukazuje na injenicu da je aluminijum, uz

pogodnu obradu, prikladan i za formiranje slobodnih i za formiranje tampajuih povrina.



17


Tabela 2. Litografski red metala

Mkmfb

M kmkm

M b kk

Mkm

Cink Cink

Zlato aumum

Bakar Zlato

Bronza Bakar

Nikal Bronza

Nerajui elik Nikal

aumum Nerajui elik

Hrom Hrom

Mkm

Mkmfb

Povrina tamparske forme za ravnu tampu treba da je uvek dovoljno nahrapavljena, jer se

time postie specina povrina ofsetne ploe, to omoguava adsorpciju veih koliina materija

za hidrolizaciju i hidrofobizaciju i bolju adsorpciju kopirnih slojeva.

Hrapave povrine adsorbuju mnogo vie molekula nego glatke povrine. Na istaknutim

takama hrapave povrine (vrhovima, iljcima) adsorpciona sposobnost je mnogo vea nego

na drugim mestima, jer one imaju vie kristalnih centara i takva mesta nazivaju se aktivnim

centrima. Nasuprot tome, udubljenja imaju manju adsorpcionu mo. Ako je koncentracija

adsorbata mala, molekuli se adsorbuju samo na vrhovima. Ali, ako je koncentracija dovoljnaili ako se vreme delovanja produi, molekuli se adsorbuju i na manje aktivnim povrinama

(Mortimer, 2008). Uz dovoljno dugo delovanje adsorbata molekuli potpuno prekrivaju povrinu

adsorbensa. Na slici 7 je prikazana adsorbcija na razliitim specinim povrinama.

Slika 7. Adsorbcija na razliitim specinim povrinama



18


Zbog neznatne debljine adsorpcionog sloja, adsorbens moe da sakupi veliku koliinu neke

materije samo ako ima veliku specinu povrinu.

Zato se u ofset tampi za izradu tamparskih formi koriste hrapave, ozrnane metalne

ploe. Na hrapavim slobodnim povrinama manja je deformacija otiska i rastvor za vlaenje se

ravnomernije rasporeuje, to zahteva manju koliinu vode pri kvaenju (Kiurski, 2004).

3.1.2 Kkk umum g b

Aluminijum (Al) je metal koji se najee koristi za izradu osnova za ofset tamparske forme

na koje se kasnije nanosi fotoosetljivi sloj. Aluminijum je metl (redni br. 13 u PSE) iz III

grupe periodnog sistem element (PSE) s tomskom teinom 26,98. U prirodi se ne jvlj

u tomskom stnju, ve smo u obliku jedinjenj. Po rsprostrnjenosti element u prirodi

zuzim tree mesto, posle kiseonik i silicijum. Osim to je jedan od najrasprostranjenijih

elemenata, aluminijum je zbog svojih svojstava i jedan od najvanijih tehnikih metala. Mala

gustina, visoka termika i elektrina provodljivost daju mu veoma irok spektar primene.

Aluminijum je plvisto-beo metl ij je povrin obino presvuen nim slojem oksid.

Osnovne ziko-hemijske krkteristike luminijum su: gustin (na 20C) 2,7 kg/m3; tk

topljenj 659,7C i tk kljunj 1800C. Kovn je i tegljiv i moe se izvliti u listie,

icu, folije (luminijumski lim). Otpornost n kidnje luminijum je reltivno ml, li kd

se dodju mle koliine drugih metl, otpornost se viestruko uvev. ist aluminijum je

najee suvie mekan, te se u industriji koristi kao legura, sastavljena od 99,5% Al uz 0,5%

dodataka koji mu obezbeuju veu tvrdou, elastinost, relativnu rastegljivost i bolju vrstou

(Filipovi, Lipanovi, 1991), to mu u grakoj reprodukciji omoguava bolja funkcionalna

svojstva u procesu ofset tampe (Kumar, 1978).

Ko supstrt z ofset ploe, ist luminijum (99,5% - serij 1S) se postupkom toplog

i hldnog vljnj oblikuje u folije debljine od 0,1 do 0,5 mm (Slika 8), kod visokih tir

(posle osvetljvnj i rzvijnj podvrgvju se termikoj obrdi peenju) koriste se legure

luminijum serije 3S, sstv: 98,5% Al, 1% Mn ili 5S, sstv: 98% Al, 1% Mg (Doyle, 1995).

a) b) c)Slik 8. a) i b) Vljonic luminijum s toplim postupkom AluNorf u Nemkoj;

c) fbrikm ofset plo isporuuju se luminijumske folije u rolnm



19


Prema svom poloaju na negativnom kraju reda potencijala ne moe se oekivati da e

aluminijum biti vrlo otporan prema koroziji. Meutim, aluminijum pokazuje postojanost veu od

oekivane u atmosferi, vodi, a delimino i u kiselim i baznim sredinama. injenica da je relativno

postojan na vazduhu ili u neutralnim vodama objanjava se stvaranjem vrstog nevidljivog lma

aluminijum oksida na povrini metala. Ako se taj lm oteti, sam se obnavlja, meutim, onuzrokuje relativne tekoe u elektroplatiranju na aluminijumu i lemljenju aluminijuma. Film

je topljiv u jakim kiselinama i bazama, pa se aluminijum izloen takvim sredstvima otapa uz

razvijanje vodonika.

U neutralnim rastvorima aluminijum korodira, tzv. pitting korozijom, koja se pospeuje

prisutnou hlorovih jona. U prirodnim vodama pitting aluminijuma se najbolje objanjava

mehanizmom kombinovanog delovanja kalcijum bikarbonata (prolazna tvrdoa), otopljenog

kiseonika (kao katodnog depolarizatora), hlorovih jona i jona plemenitih metala (koji stvaraju

galvanski lanak razliitih metala). Zbog toga, prisutnost malih koliina otopljenog bakra(otprilike 0,01 ppm) izaziva u znatnoj meri pitting aluminijuma u vodovodnim vodama.

Produkti korozije sastoje se uglavnom od vodonika i porozne mase aluminijum oksida stvorenog

verovatno hidrolizom aluminijumovih soli, koje su primarni produkti reakcije.

Koroziona stabilnost nastalog oksidnog sloja, koji se radi zatite, ali i drugih tehnikih

razloga, moe naneti na aluminijum hemijskim ili elektrohemijskim postupcima daje povoljna

svojstva aluminijumu i proiruje njegovu primenu, naroito u podruju grake tehnologije za

izradu tamparskih formi za ofset tampu (Lovreek, 1990).

Aluminijum, u reakciji sa drugim vezama aluminijuma uestvuje kao elektron-donor , a svojeveze stvara iskljuivo u oksidacijskom stepenu (+3). Prema tome, jednoznano je odreen kao

trovalentan, pa u reakcije ulazi u jonskom obliku A13+prema izrazu (Pourbaix, 1966):

Al0 Al3++ 3e- (2)

Aluminijum reaguje sa rastvorima kiselog i baznog karaktera, to ukazuje na njegov

amfoteran karakter. Meutim, reakcije sa kiselinama su selektivne, jer oksidativne kiseline, bez

obzira na koncentraciju, spontano stvaraju na povrini aluminijuma zatitni oksidni sloj koji

spreava dalju reakciju, odnosno rastvaranje. Sa druge strane, neoksidirajue kiseline razaraju

oksidni sloj nakon ega sledi rastvaranje metalnog aluminijuma. Kao produkt te reakcije nastaje

hidratizovani Al3+jon prema izrazu:

Al0+ 3H++ 6H2O Al(H

2O)

63++ 1,5 H

2(3)

Rastvaranjem u baznim rastvorima nastaju odgovarajui aluminati, takoe uz razvijanje

vodonika:

Al0+ OH-+ 3H2O Al(OH)4-+ 1,5 H

2 (4)



20


3.1.2.1 hmk b umum

Na specina svojstva aluminijuma i svojstva njegovih veza utie upravo njegov poloaj

u periodnom sistemu, kao i njegova elektronska konguracija: 1s22s2 2p63s23p1. Prema njojaluminijum, kao i ostali elementi iz grupe, ima samo jedan nespareni elektron u poslednjoj

orbitali, to je razlog relativno velikog aniteta aluminijuma prema stvaranju spojeva. Mali

koecijent elektronegativnosti, koji iznosi 1,5 ukazuje na nepostojanje spojeva sa negativnim

nivoom oksidacije. Meutim, aluminijum vrlo lako prelazi u vii stepen oskidacije (+3), u kojem

stvara veinu svojih veza. Dokaz tome je poloaj u redu potencijala, gde se aluminijum nalazi

u gornjem delu negativnog reda potencijala tablice sa redoks potencijalom E0= -1,66 V, prema

reverzibilnoj vodonikovoj elektrodi pri 25C (Filipovi, Lipanovi, 1991).

Iako je aluminijum neplemenit metal, vrlo je otporan prema atmosferi i mnogim hemijskimsredstvima. Uzrok postojanosti je lm oksida koji se stvara odmah na sveoj povrini istog

aluminijuma i tako ga titi od uticaja atmosfere. Iako je debljina tog lma minimalna, on praktino

hermetiki pokriva metal i titi ga od dalje oksidacije. Na povrini se takoe, pri postupku

topljenja aluminijuma, stvara oksidna korica, koja ga titi od jake oksidacije. Zatitni oksidni

lm stvara se i na aluminijumskim legurama i na drugim legurama koje sadre aluminijum

(tehnika enciklopedija, 1963).

Vodonikse dobro rastvara u tekuem aluminijumu, a delimino i u vrstom (rastvorljivost

drugih gasova: azota, kiseonika, ugljen dioksida i sumpor dioksida je minimalna). Aluminijummoe primiti vodonik i iz vlage sadrane u gasovima loenja. Vlaga se raspada u tenom

aluminijumu po reakciji :

2 Al + 3H2O Al

2O

3+ 3H

2 (5)

Iako je kompaktni aluminijum na vazduhu postojan, aluminijumska praina oksidie ve na

sobnoj temperaturi i vlanom vazduhu. Pri tome se oslobaa velika koliina toplote i metalna

praina se moe upaliti, a zbog vodonika koji nastaje dolazi i do eksplozija.

Hlor i ostali halogeni elementi reaguju direktno sa aluminijumom. Stvara se hlorid AlCl3

i mnogo toplote. Prisutnost vlage ubrzava ovu reakciju. Uvoenjem hlora u teni aluminijum

stvara se hlorid, koji isparava. Slian uticaj kao hlor ima i gas HCl, naroito uz prisustvo vlage

i na povienoj temperaturi.

Ugljen-monoksidi ugljen-dioksid reaguju sa aluminijumom tek na visokim temperaturama:

stvaraju se aluminijum-oksid i aluminijum-karbid Al4C

3i ugljenik.

Amonijakdejstvuje tako da oksidni lm odeblja i time se pojaava otpornost metala prema

koroziji.

Sumpori njegovi spojevi SO2, SO3i H2S sa aluminijumom do temperature oko 800o C uoptene reaguju, a na viim temperaturama stvara se manja koliina Al

2S

3.



21


Ugljenikje u tenom aluminijumu vrlo malo rastvorljiv. Na visokim temperaturama moe se

stvoriti karbid Al4C

3.

Rastvorljivost aluminijuma je velika u natrijumovoj ili kalijumovoj bazi, kao i u sonoj i

uorovodoninoj kiselini. Aluminijum i neke njegove legure su vrlo postojani prema mnogim

organskim kiselinama i drugim spojevima, zbog ega se upotrebljavaju u prehrambenoj industrijiza ambalau i sudove(Mortimer, 2008).

3.1.2.2 p umum

Aluminijum se u prirodi ne pojavljuje u elementarnom stanju. Najvee koliine aluminijuma

se nalaze u raznim alumosilikatima. Dobij se uglvnom iz rud bogtih luminijumom: kriolit

i boksit. Za industrijsko dobijanje aluminijuma upotrebljava se iskljuivo ruda boksit.

Boksit je sastavljen od aluminijumovog hidroksida, kao to su hidrargilit, bemit i dijaspor, te

je obino zaprljan razliitim koliinama hidratizovanih oksida gvoa(III) i silicijuma. Oni se

po svojim osobinama dosta razlikuju to je prikazano u tabeli 3.

Kako se aluminijum dobija elektrolizom rastvora istog aluminijum(III)-hidroksida u

rastopljenom kriolitu, postupak za njegovo dobijanje se deli na dobijanje istog Al2O

3 i na

elektrolizu Al2O

3(Filipovi, Lipanovi, 1991).

Tabela 3. Osobine mineralnih vrsta od kojih se dobija aluminijum oksid

hg Bm d

Sastav Al2O

33H

2O Al

2O

3H

2O Al

2O

3H

2O

Kristalni sistem monoklinski rompski rompski

Relativna gustina 2,42 3,01 3,44

Temperaturadehidratacije 150o 350o 450o

Dehidratacija nastaje - Al2O

3 - Al

2O

3 - Al

2O

3

Topljivost u bazi konc.

100g/l Na2O na 125o,

Al2O

3g/l

128 54 netopljivo

Sadraj Al2O

3% 65,4 85 85



22


Kako zbog ziko-hemijskih razloga nije mogua direktna redukcija aluminijum-oksida u

dovoljno ist aluminijum, danas se tehniko dobijanje komercijalnog aluminijuma izvodi u dve

faze i to (tehnika enciklopedija, 1963):

a) Odvajanje dovoljno istog aluminijum-oksida (glinice) iz prirodnih sirovina podesnim

postupcima pri emu se danas preteno primenjujeBayerov postupak.b) Elektroliza dobijenog aluminijum-oksida u rastopljenom kriolitu po postupkuHerulta i

Halla.

Za proizvodnju aluminijuma po spomenutim postupcima potrebne su sirovine, pomoni

materijal i energija.

Kao sirovina za proizvodnju iste glinice, u principu se moe upotrebiti svaka stena koja

sadri aluminijum-oksid, ali budui da u svetu ima dovoljno lako pristupane rude bogate

aluminijum-oksidom, boksita, ekonominost i rentabilnost prerade u sadanjim odnosima svodeizbor sirovina za dobijanje glinice gotovo iskljuivo na tu rudu, sa strogim ogranienjem u

sastavu, naroito u pogledu odnosa Al2O

3i SiO

2. Pomoni materijali za proizvodnju glinice su

uglavnom kaustina soda (kalcijumova soda i kre), a za elektrolizu ugljene elektrode (sirovine

od kojih se proizvode ugljeni materijali i smola) i uorni spojevi (kriolit i aluminijum-uorid).

Osim toga, za obe faze proizvodnje, potrebna je znatna koliina vode, tehnoloke i za hlaenje.

Energija se troi kao toplotna, u obliku pregrejane pare dobijene sagorevanjem jeftinog goriva u

obliku generatorskog gasa ili mazuta, te elektrina za pogon maina u prvoj fazi proizvodnje, a

za elektrolizu u drugoj (tehnika enciklopedija, 1963).Iz navedenog su vidljive odreene potekoe pri postupku dobijanja aluminijuma. Mnogo

jednostavniji postupak, elektroliza vodenog rastvora neke aluminijumove soli, nije mogue

provesti zbog izuzetno negativnog redukcijskog potencijala aluminijuma (-1,66V). Ipak,

metalni aluminijum ne pokazuje svojstva koja bi bila u skladu sa ovako niskim redukcijskim

potencijalom, jer se njegova oksidacija vrlo brzo zaustavlja. Na povrini aluminijuma se, naime,

stvara zatitni sloj, verovatno oksidnog karaktera, zbog kojeg aluminijum poprima znatno

plemenitiji karakter (Filipovi, Lipanovi, 1991).

3.1.3 ob k k umum

Za karakterizaciju povrinskih struktura ofset tamparskih formi od niza spojeva aluminijuma

svakako je najinteresantniji aluminijum oksid. Spojevi aluminijum oksidnog i oksihidratnog

karaktera, bez obzira jesu li nastali spontano ili su hemijski ili elektrohemijski formirani, predmet

su istraivanja mnogih autora, jer je evidentno njihovo znaenje u interakciji aluminijuma sa

raznim medijima.



23


3.1.3.1 aumum k

U literaturi se navodi vie modikacija aluminijum oksida, oznaenih sa , , , , ali svi

autori ne smatraju postajanje tih modifikacija dokazanim. Praktino, zanimljive su samo dvemodifikacije aluminijum oksida i to (tehnika enciklopedija, 1963):

a) heksagonalni - Al2O

3, koji se u prirodi nalazi kao korund, nastaje pri zagrevanju svih

hidroksida i ostalih modikacija aluminijum oksida na temperaturama iznad 1000oC i

b) teseralni - Al2O

3,koji nastaje kad se iz aluminijum hidroksida izbaci voda na temperaturi

ispod 950oi naziva sa glinica.

Prirodni korund, kad je bezbojan, naziva se takoe hijalin i leukosar, a obojen malim

koliinama drugih metalnih oksida zove se rubin (crven), sar (tamno plav), orijentalni topaz

(ut), orijentalni ametist (ljubiast), orijentalni smaragd (zelen). U smei sa magnetitom,hematitom, kremenom i silikatima stvara smirak (mirgl).

Vetaki korund se proizvodi od boksita topljenjem u elektrinoj pei sa dodatkom koksa

ili antracita i strugotina gvoa i sl. Prirodni i vetaki korund se upotrebljavaju kao abraziv -

sredstvo za bruenje ili poliranje i kao kiseli vatrostalni materijali. Granulirani korund dodaje se

i materijalu od kojeg se prave podovi, kako bi im se poveala otpornost na habanje i smanjila

klizavost (tehnika enciklopedija, 1963).

Glinica se dobija kalciniranjem aluminijumovog oksida u okretnim peima na temperaturi

od 1200

o

C. Najvee koliine glinice se upotrebljavaju za proizvodnju aluminijuma. Osim toga,upotrebljava se kao abraziv, za proizvodnju specijalnog stakla sa malim koecijentom rastezanja,

za specijalne glazure na porculanu, kao sirovina za proizvodnju zubarskih porculana...

3.1.3.2 aumum k

Dodatkom baze rastvoru koja sadri Al3+jone, taloi se voluminozni aluminijum hidroksid

Al(OH)3 sa promenljivim sadrajem vode. Daljim stajanjem polako, a zagrevanjem bre,

amorfni aluminijum hidroksid prelazi u kristalizirani Al(OH)3. Postoje dva denisana oblikaovog hidroksida:

-hidroksid (bajerit) i

-hidroksid (hidrargilit i gibsit).

Osim hidroksida poznat je i oksi-hidroksid, Al2O

3H

2O. Oksihidroksid se takoe javlja u dva

denisana oblika: -oksi-hidroksid (dijaspor) i -oksihidroksid (bemit). - i -hidroksidi i oksi-

hidroksidi imaju isti sastav, ali se razlikuju u strukturi. Nai boksiti sadre najvie dijaspor,

premda se ponegde u njihovom sastavu nae i hidrargilit. Inae se u boksitu mogu nai svi

navedeni oblici hidroksida i oksihidroksida aluminijuma, osim bajerita.Struktura hidrargilita je slojevita, a idealizovani deo jednog sloja Al

2O

33H

2O prikazan je na

slici 9.



24


OH-grupe iznad ravni crtea

OH-grupe ispod ravni crtea

atomi Al

Slika 9. Idealizovani deo jednog sloja Al2O

3H

2O

Dijaspor, -Al2O

3H

2O ima analognu strukturu, tj. svaki atom aluminijuma je okruen sa est

atoma kiseonika. Meutim, kod dijaspora su sve oktaedarske rupe zauzete atomima aluminijuma.

Struktura bemita, -Al2O

3H

2O, razlikuje se od strukture dijaspora po tome to atomi kiseonika

nisu tako gusto sloeni i stvaraju nepravilan oktaedar oko atoma aluminijuma. Na taj nain se u

neposrednoj blizini atoma Al nalaze etiri atoma kiseonika (tehnika enciklopedija, 1963).

Svi navedeni oblici hidroksida i oksi-hidroksida dehidratacijom daju odgovarajue oblike

Al2O

3. Dehidratacijom dijaspora, -Al

2O

3H

2O, nastaje -Al

2O

3 (korund) jer su i u korundu

atomi kiseonika rasporeeni na isti nain. Dehidratacijom -hidroksida nastaje prvo -oksi-hidroksid (bemit), ali dehidratacijom bemita se ne dobija -Al2O

3sa strukturom tipa spinela,

nego dehidratacija prolazi nekoliko meufaza. Broj i strukture meufaza su jo uvijek predmet

mnogih istraivanja, ali je uobiajeno da se sve meufaze zajedniki nazivaju -Al2O

3. Meutim,

veim zagrevanjem sve strukture -Al2O

3prelaze u -Al

2O

3.

Kao posledica razlika u strukturi, -Al2O

3 je gust, tvrd, nije hidrolan i ne otapa se u

kiselinama. Meutim, -Al2O

3je hidrolan, nije tvrd i otapa se u kiselinama. Osim toga, -Al

2O

3

ima veliku povrinu pa se moe upotrebiti kao odlian adsorbent.

Na formiranje, rast i konaan oblik i svojstva oksida utie itav niz faktora. Koji e od ovih

oblika nastati na povrini aluminijuma, zavisi pre svega od medija kojem je aluminijum izloen,

pH rastvora, temperature rastvora i pritiska. Transformacija iz jednog oblika u drugi posledica

je procesa rekristalizacije i dehidratacije (Filipovi, Lipanovi, 1991).

Barii i Bolana (1989) su vrili istraivanja vezana za hidrolnost bemitiziranog aluminijuma,

da bi kasnije (1991, 1992) ispitivali hidrolnost aluminijuma oksida sa razliitim pristupom,

te njegovo ponaanje u zavisnosti od temperaturnih promena i uslova oksidacije. Novija

istraivanja (Aerts i drugi 2007) su pokazala da temperatura pri formiranju sloja aluminijum

oksida ima znaajan uticaj na mehanike osobine poroznog anodiziranog oksida aluminijuma,

to direktno moe imati uticaja na dugotrajnost tamparske forme, tj. netampajuih elemenatau procesu tampe.



25


3.2 pk b umumkg m

Povrin luminijum dsorbuje molekule kiseonik iz vzduh to dovodi do promene

njegovih povrinskih svojstv i stvrnj ztitne oksidne prevlke. ist povrin bezoksidnih prevlk je hidrofobn, odnosno oleoln. Povrin luminijum je nepolrn i ne

moe d dsorbuje vodu. Meutim, oksidn prevlk (Al2O

3) je polrn i hidroln, te se kod

proizvodnje ofset plo koristi povrinski oksidirn luminijumski lim.

D bi se luminijum koristio ko podlog ofset ploe, njegov povrin mor biti nhrpvljen

(ozrnn) jer se time obezbeuje (Peterac, 2005):

povenje specine povrine, to omoguv bolju dsorpciju sredstv z hidrolizciju

i bolje prinjnje kopirnog sloj;

rvnomernije rsporeivnje rstvor z vlenje, ime se smnjuje njegov potronj(dolzi do smnjenj meufznog npon vrsto-vod i povevnj meufznog

npon vrsto-vzduh);

smnjenje mogunosti kliznj tmprske boje vn tmpjuih povrin.

Ako se ne izvri odgovarajue hrapavljenje povrine, ona moe imati sledee negativne efekte,

koji mogu uticati na proces tmpe:

kd je zrno prekrupno, n ploi se zdrv previe rstvor z vlenje, to dovodi

do rsteznj ppir, ispirnj boje s tmpjuih povrin, emulgovnj i tonirnj; krupn zrn dovode do nzubljivnj grnic izmeu tmpjuih i slobodnih povrin,

to pri tmpi tonske vrednosti (TV) moe d dovede do gubitk mlih rsterskih

tk;

presitno nhrpvljen povrin dovodi do loe dsorpcije kopirnih slojev, loeg

vlenj i kliznj tmprske boje vn tmpjuih povrin.

Postoji vie nin hrpvljenj (zrnnj) povrine luminijumskog lim koji se koriste z

izrdu ofset plo:

mokro ili suvo peskrenje,

vzduno peskrenje,

etknje,

hemijsko i elektrohemijsko zrnnje.

Mokro ili suvo peskrenje je mehniko hrpvljenje povrine brzivnim sredstvom,

ko to je silicijum krbid u obliku kuglic, prenik do 15 mm, koje vibrirju po povrini

luminijumskog lim. Ako se procesu dod vod, rdi se o mokrom peskrenju. Tnim

dozirnjem koliine brziv i vode direktno se utie n nou i strukturu formirnih mikrozrnn povrini luminijumskog lim (Hoshino i drugi 2005).



26


Vzduno peskrenje je postupk u kome pesk (brzivn zrnc) pod visokim vzdunim

pritiskom udr po povrini luminijumskog lim i hrpvi povrinu.

etknje je postupk hrpvljenj kod kojeg se luminijumsk folij provodi izmeu vljk

s gustim elinim etkm. Veom no zrno postie se upotrebom njlonskih etki i korund

(luminijum oksid u prhu), koji se nnosi n povrinu luminijum neposredno pre etknj. Akose z vreme etknj koristi i rstvor z ztitu od prirodnih oksid, govori se o mokrom etknju.

Hemijsko zrnnje je hrpvljenje povrin luminijum delovnjem hlorovodonine

kiseline. Postupk hemijskog zrnnj je nlogn hemijskom ngriznju metl, pri emu sm

proces ngriznj trje smo nekoliko minut i zvisi od vrste metl, vrste i koncentrcije

elektrolit i temperture.

Rzliit hrpvost ili veliine zrn, koji nstju n povrini ofsetne ploe nkon nekog od

postupak ozrnvnj, moemo klsikovti prem obliku. Zhteve ofset tehnike njbolje

zdovoljvju nejednko trouglst i nejednko iljt zrn (Peterac, 2005).Najzastupljeniji postupak u dananje vreme je svakako elektrohemijski postupak, koji

ukljuuje proces elektrohemijskog otapanja povrine aluminijuma da bi se dobila sitnozrnasta

nahrapavljena povrina i proces hemijskog oplemenjivanja povrine, kojim se na povrini

aluminijuma stvara sloj aluminijum oksida (Mahovi, 2007).

N slici 10. prikzn je povrin ofset ploe dobijene viestrukim zrnnjem. Osnovno

zrnnje im njkrupnije zrno i obezbeuje hidrolizciju. N osnovnom zrnu izveden su

dodtn zrnnj: no zrnnje koje obezbeuje izdrljivost povrine n tir, i mikro zrnnje

koje omoguv dobr blns izmeu boje i sredstv z vlenje.

Fotoosetljivi sloj

Mikropore

Osnovno

zrnanje

Osnovno

zrnanje

Fino

zrnanje

Mikro

zrnanje

Aluminijumska

osnova

2050m

15m 0.35m

2.520m 0.012.5m

0.51.5m

Slika 10. Povrina ofset tamparske ploe dobijena viestrukim zrnanjem



27


3.2.1 om umumkg m

D bi se izbegl dezoksidcij i obezbedili to stbilniji hidrolni slojevi, oplemenjuje

se prethodno ozrnn povrin luminijumskog lim. Hemijskim ili elektrohemijskimoplemenjivnjem povrine luminijum pojv se hidrolnost luminijum oksid.

Hemijsko oplemenjivnje je postupk kojim se n povrinu ozrnnog luminijum nnose

hidrolni teko rstvorljivi slojevi, ko to su fosfti, hromti ili uoridi. Ovi slojevi formirju

n povrini luminijum tnke, tvrde i porozne prevlke koje odlino dsorbuju sredstv z

hidrolizciju.

Elektrohemijsko oplemenjivnje povrine luminijumskog lim nziv se nodizcij

luminijum. U ovom sluju stvr se n povrini luminijum prevlk luminijum oksid

(Al2O

3). Debljin oksidne prevlke iznosi od 2 do 4 m. On je porozn i obezbeuje velikuspecinu povrinu z dsorpciju sredstv z hidrolizciju. Oksidne prevlke su nekoliko

put tvre od luminijum, p su n elektrohemijski formirnim oksid

karakterizacija povrsinske strukture nestampajucih elemenata ctp termalne stamparske forme za ofset...

Documents