Serdar Özer

İstanbul, Böttcher Türkiye

Modern baskı makinelerinde hız artarken ve IPA (İzopropil alkol) kullanım oranı düşerken, nemlendirme merdanelerinden beklentiler ve özellikler de aynı paralelde artmaktadır. Pazar faktörleri, makine konfigürasyonları, son kullanıcının ihtiyaçları nemlendirme merdanesi seçerken dikkatle üzerinde durulması gereken noktalardır.

1. Giriş

Tabaka ofset baskı sistemlerine sürekli nemlendirme ünitelerinin girişi matbaacıları hazne suyu içerisinde alkol kullanmaya bir anlamda zorunlu hale getirmiştir. Çünkü sürekli beslemeli nemlendirme üniteleri ile birlikte IPA (İzopropil alkol) kullanımı baskı makinesinin üretkenliğini oldukça arttırmıştır. Operatörler makinelerinden artık daha hızlı tepki alabilmeye ve yüksek hızlarda bile su-mürekkep dengesine daha çabuk ulaşabilmeye başlamışlardır.

Fakat zaman içinde insan-çevre sağlığı, iş güvenliği gibi konularda kabul edilen yeni düzenlemeler ve IPA maliyetlerinin artışı basımevlerini basım süreçlerinden alkolü uzaklaştıracak yeni yollar, metodlar aramaya itti.

Baskı makinesi üreticileri ve basım endüstrisinde tedarikçi konumdaki firmalar da düşük alkol veya tümüyle alkolsüz baskı yapabilmek için geniş çaplı araştırmalar içine girdiler ve çok sayıda teorik yayın gerçekleştirdiler. Ne var ki, pratik deneyimler gösterdi ki; alkolün işlevlerini yerine getiren başka bir katkı maddesinin bulunmadığı alkolsüz baskı, çoğu durumda alkolle yapılan baskılar kadar uzun dönem aynı değerde sürdürülebilir bir üretim sağlayamamaktadır. Fakat son yıllarda geliştirilen özel merdaneli nemlendirme sistemleri, arıtma sistemleri ve özel hazne suyu katkıları ile IPA oranındaki standart oran % 2-5 ‘e kadar indirilebilmiştir.

2. Temel Kavramlar

Ofset baskı makinesinin nemlendirme ünitesinde bulunan kalıba değen merdaneler, hazne içi merdane ve dozajlama merdanelerinin her biri farklı fonksiyonları yerine getirir. Modern baskı makinelerinde, düşük alkollü veya alkolsüz baskılarda bu fonksiyonlar ayrımı çok daha belirgin şekilde ortaya çıkmaktadır. Bu sebeple saydığımız pozisyonlarda kullanılacak merdanelerin bu pozisyonlar için özel yeterliliklere sahip olması gerekmektedir.

2.1. Kalıba Değen Nemlendirme Merdanesi

Kalıba değen nemlendirme merdanesinin görevi; dozaj ve transfer merdanesinden nemlendirme solüsyonunu düzgün, eşit ve homojen bir şekilde alarak baskı kalıbına iletmek ve iyi bir su-mürekkep emülsiyonu oluşturmaktır.

Nemlendirme sırasında mürekkep içine karışan nemlendirme solüsyonunun miktarı önemlidir. Kalıpta iş olmayan negatif çok ince çizgi ve dokuların (küçük punto tekstler, saç vb) dolmaması - mürekkeplenmemesi, mürekkep içine karışarak bir emülsiyon oluşturan çok az miktarda nemlendirme sıvısının merdane-kalıp arasında oluşan basınçla birbirinden ayrılması ve o alanları nemlendirmesi sayesinde olur. Nemlendirme merdanesi kauçukları ile mürekkep merdanelerinin kauçuk yapıları birbirlerinden farklıdır ve birbirlerinin yerine kullanılmamalıdırlar. Doğru merdane kauçuğu seçildiğinde temiz baskıya geçişin çok daha kısa sürede gerçekleştiği ve çok daha az ayar gerektirdiği görülmektedir.

Kalıba değen nemlendirme merdaneleri sürekli olarak mürekkep veya mürekkep-su emülsiyonu ile temas halindedir. Bu yüzden kullanılan mürekkeplere karşı dayanıklı olmaları gerekmektedir.

Fakat mürekkep dayanıklılığı çok yüksek diye, nemlendirme performansını dikkate almayarak kalıba değen nemlendirme merdanesi olarak mürekkep merdanesi kullanmak doğru bir karar değildir.

2.2. Hazne İçi ve Dozaj Merdaneleri

Nemlendirme sistemlerinde hazne içi ve dozaj merdanelerinden istenen; hazne suyunu transfer merdanelerine eşit ve düzgün şekilde iletmektir. Transfer merdaneleri de aldıkları su filmini kendilerinden daha hızlı dönmekte olan kalıba değen merdanelere iletir.

Nemlendirme suyundaki düzensizlikler baskıların kusurlu çıkmasına sebep olabilmektedir. Örneğin CORDING STRIPES olarak adlandırılan problemler. Hazne içi merdane ile transfer merdanesinin temas şeridinde oluşan bir iz kalıba değen merdaneye, kalıba, blanket üzerinden kağıda kadar ilerleyip basılı görselde şeritler şeklinde problemler ortaya çıkarabilmektedir. Bu şerit izler sürekli olarak bir film tabakası halinde olması gereken hazne suyunun transferi sırasında, dinamik yüklerin nemlendirme filmi tabakasını parçalaması, bölmesi ile ortaya çıkan kusurlardır. Nemlendirme solüsyonu kalıba değen nemlendirme merdanesinin yüzeyine geçtiğinde daha fazla fiziksel gerilme gücüne maruz kalır çünkü kalıba değen merdane dozaj merdanesinden daha hızlı dönmektedir.

Cording problemine sebep olan diğer faktörler; nemlendirme sisteminin dönüş hızı, merdane ayarları, sıcaklık, hazne suyunun viskozitesi ve yüzey gerilimi gibi parametrelerdir. Bu parametrelerdeki herhangi bir değişiklik, çizgilerin oluşmasını tetikler veya engeller. Cording problemi, hazne içi merdanenin özelliklerine ve baskı operasyonunun durumuna bağlı olarak farklı açılarda ortaya çıkabilmektedir.

Orta ve büyük ebat baskılarda, özellikle ambalaj basan makinelerde, hazne suyu transfer performansı yüzey pürüzlülüğü kontrollü olarak arttırılmış hazne içi merdaneler sayesinde iyileştirilebilmektedir. Bu değişiklik sayesinde nemlendirme sisteminin daha yavaş dönmesi sağlanmakta ve cording problemi bu sayede azaltılabilmektedir.

Baskı sırasında problemlere sebep olan diğer bir durum ise nemlendirme sistemindeki hazne içi merdaneye mürekkep yürümesidir. Mürekkep ve hazne suyunun uyumlu olmaması, mürekkep-su dengesindeki sapmalar, nemlendirme merdanelerinin hatalı ayarlanması, yüksek su ayarı, yıpranmış nemlendirme merdaneleri, merdane yüzeyinin parlaması ve su kalitesi mürekkebin hazne içi merdaneye geri yürümesine sebep olabilmektedir. Resim 1’de görüldüğü gibi mürekkep yürümesi çoğu durumda radyal (dairesel) şekildedir.

Baskı sırasında kullanılan mürekkebin tipine, nemlendirme merdanesinin kauçuğuna ve hazne suyuna bağlı olarak, hazne içi merdanede ve sık olmamakla beraber dozaj merdanesinde mürekkebin yürüdüğü noktalarda radyal şişme oluşmaktadır. Kalıba değen merdanelerde radyal şişme görülmemektedir. Radyal şişme, normal merdane şişmesinden farklı olarak, merdanede sadece mürekkebin değdiği hat boyunca oluşan çap artışıdır.

Radyal şişmenin arkasındaki asıl sebep halen tam olarak anlaşılamamıştır. Fakat mürekkep ve hazne suyunun merdane kauçuğuna karşı gösterdiği bir reaksiyonun sonucu olduğu açıktır. Bu üç unsurun uyumluluk ve etkileşimi radyal şişme miktarını belirleyen faktördür.

3. Çözüm

Modifiye edilen nemlendirme üniteleriyle radyal şişme önemli ölçüde azaltılabilmektedir. Bunun için merdane kauçuklarının şişme potansiyelleri belirlenmekte ve ek olarak hazne suları ve diğer kimyasalların hazne içi merdane üzerine etkileri hesaplanmaktadır. Bu sonuçlar ışığında geleneksel hazne içi merdaneler kimyasal yapıları geliştirilerek modifiye edilebilmektedir. Kimyasal dirençleri arttırılan merdaneler sayesinde radyal şişmenin önüne geçilebilmektedir.

Agresif hazne sularının kullanıldığı şartlara çok iyi dayanıklılık gösterip yapısında hiç şişme olmayan kauçuk malzeme maalesef çok azdır. Bir süredir bazı agresif maddelere karşı en dirençli kauçuğun florlu kauçuk olduğu bilinmektedir. Zira kimya sektöründe kullanılan kauçuk contalar ya florlu kauçuktan yapılmaktadır veya florlu kauçukla kaplanmaktadır. Florlu kauçukların yüksek kimyasal direnç avantajını basım endüstrisine de taşımak isteyen merdane üretici firmalar bazı çalışmalar yaptılar. Florlu kauçuktan yapılmış veya çift katmandan oluşup üst katmanı florlu kauçuk olan merdaneler geliştirildi. Yapılan testlerde, beklendiği gibi radyal şişme oranlarında iyileşmeler hemen görüldü. Fakat zaman içerisinde merdane ayarlarının daha zor yapıldığı ve ayarların uzun süre stabil kalmadığı fark edildi. Ayar problemine ek olarak, florlu kauçuklar polar çözücülere ve kimyasallara karşı dirençsizdirler. Bünyelerinde polar madde (akrilat) bulunan UV baskı mürekkepleri – solventleri ile florlu kauçukları kullanmak mümkün değildir. Florlu kauçuklar, diğer endüstri alanlarında iyi bir seçim olmasına karşı basım esndüstrisinde etkili bir çözüm olamamıştır.

1725 senesinden beri teknolojik merdaneler geliştiren Böttcher tarafından çok daha basit ve etkili bir metotla nemlendirme sistemi kaynaklı cording ve radyal şişme problemlerinin her ikisine de çözüm getirecek ProAqualis ticari isimli yeni bir merdane geliştirilmiştir. Radyal şişmeyi tetikleyen bir test sistemi kullanarak, Ar-Ge çalışmaları sonucu florlu kauçuklar kadar dirençli ve aynı zamanda uniform şekilde hazne suyu transfer edebilecek bir merdane sonlandırma sistemine ulaşılmıştır.

Yeni yöntemde merdane kauçuğunun fiziksel karakteristikleri ile kimyasal özelliklerini bir araya getiren özel bir sonlandırma teknolojisi kullanılarak merdane yüzeyleri oluşturuluyor. Bu teknoloji ile standart hazne içi merdaneler yüksek teknolojili nemlendirme merdanelerine dönüşebiliyor. Merdanenin yüzeyine uygulanan sonlandırma prosesi ile yüzeyde rastgele, düzensiz (random) mikro yapılar oluşturuluyor. Random yapılar sayesinde nemlendirme filminin dinamik kuvvetlerden ve merdanenin dönme momentinden etkilenmemesi sağlanabiliyor.

4.Sonuçlar: Proaqualis’in Baskı Makinesindeki Avantajları

Bu yeni yöntemle üretilen halihazırda 2000 den fazla ProAqualis merdane; Goss, Heidelberg, KBA, manroland, Mitsubishi ve diğer baskı makinelerinde %0-8 arası IPA oranlarında konvansiyonel ve UV mürekkeplerle test edilmiş ve pozitif sonuçlar alınmıştır. 25 ShoreA sertlikteki elastik yapısı sayesinde merdaneye etkiyen fiziksel kuvvetlerin merdane içerisinde ısıya dönüşmesini engelleyerek modern baskı teknolojilerinin yüksek hızdaki gereksinimlerini çok iyi karşılamaktadır.

ProAqualis’in pratikte denenmiş ve onaylanmış avantajları şunlardır;

- Daha kolay alkolsüz baskı yapılır,

- Cording stripes-şerit iz problemini ortadan kaldırmaktadır,

- Agresif hazne suları ve mürekkeplerin neden olduğu radyal şişmeyi engeller,

- Temizlik süresini azaltır.

4.1. Daha Kolay Alkolsüz Baskı Yapılır

Alkolsüz veya düşük alkollü baskı prosesi, nemlendirme ve su-mürekkep dengesi açısından alkollü baskıya göre çok daha hassastır. Optimum üretim sürekliliği ve alkolsüz baskıya özel gereksinimleri karşılamak için makine konfigürasyonuna, mürekkebe, operasyonel parameterelere göre en iyi bileşenlerin seçilmesi gerekmektedir.

ProAqualis’in yenilikçi yüzeyi ve hidrofilik kimyasal yapısı nemlendirme solüsyonu transferinin daha eşit, düzgün ve devamlı olmasını mümkün kılmaktadır. Merdane ayarlarının daha kolay yapılması ve daha uzun süre stabil kalması da alkolsüz baskıyı kolaylaştıran diğer bir özelliğidir.

4.2. Cording Stripes-Şerit İz Problemini Ortadan Kaldırmaktadır

ProAqualis’e özgü yüzey teknolojisi baskı operatörünün cording problemi yaşamadan pürüzsüz nemlendirme filmi transferi yapabilmesini mümkün kılmaktadır. Merdanenin yüzeyinde oluşturulan random yapılar su filmindeki kırılma, parçalanma ve bozuklukları engelleyerek iki merdane temas şeridinde izlerin oluşmasını engellemektedir.

4.3. Agresif Hazne Suları ve Mürekkeplerin Neden Olduğu Radyal Şişmeyi Engeller

Radyal şişme, mürekkep tipine, nemlendirme merdanesinin kauçuğuna ve hazne suyuna bağlı olarak hazne içi merdanede mürekkebin nemlendirme sistemine yürüdüğü noktalarda görülmektedir.

ProAqualis’in hidrofilik kimyasal yapısı ve random yüzey yapıları mürekkebin merdane yüzeyine tutunmasını önemli derecede engelleyerek nemlendirme sistemine mürekkep yürümesini azaltmaktadır. Kauçuğun kimyasal yapısı agresif kimyasallara karşı güçlendirilmiştir. Kutupsal olmayan konvansiyonel mürekkep ve solventlere, kutupsal UV mürekkep ve solventlere, agresif hazne sularına karşı kimyasal yapı geliştirilerek şişme direnci arttırılmıştır.

4.4. Temizlik Süresini Azaltır

ProAqualis’in yüzey yapısı mürekkebin nemlendirme merdanesine tutunmasını ve yapışmasını engelleyerek nemlendirme sisteminin kirlenmesini azaltmaktadır. Böttcherin IPA veya Böttcherin FR1000 gibi temizleyicilerle ıslatılmış bezle nemlendirme sisteminin temizliği kolaylıkla yapılabilmektedir.