ความรู้เรื่อง...ผ้ายางออฟเซท

 สวัสดีครับทุกคน กระผมนายไอไอเคกลับมาพบกับทุกท่านอีกครั้งกับสาระดีๆ ที่ให้ความรู้และความสนุกสนานไปพร้อมๆกัน เพื่อส่งเสริมความรู้แก่บุคลากรในวงการพิมพ์ไทยร่วมกัน ครั้งนี้นายไอไอเคจะนำเสนอเรื่องราวเกี่ยวกับผ้ายาง เริ่มกันเลยนะครับพูดถึงผ้ายาง หลายคนทราบกันอยู่แล้วว่าใช้ทำหน้าที่ถ่ายทอดหมึกลงสู่กระดาษ ทีนี้เราจะรู้ได้อย่างไรถึงการเลือกใช้ผ้ายางให้เหมาะกับลักษณะงานพิมพ์ เครื่องพิมพ์ บทความชิ้นนี้จะให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับผ้ายาง รวมถึงผลงานการทดสอบผ้ายางกับสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ในช่วงท้าย

ลักษณะของผ้ายาง
ผ้ายางหรือแบลงเกต (Blanket) มีลักษณะเป็นชั้นๆ ซ้อนสลับกันระหว่างยาง(Elastomer/rubber) และผ้าทอ (Woven fabric) ชั้นบนสุดเป็นยางสังเคราะห์ที่ออกแบบมาให้มีสมบัติไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำมัน (Oil resistance) และฐานเป็นผ้าสำหรับพันรอบโม (Blanket cylinder) จำนวนชั้นมีให้เลือกตั้งแต่ 2-5 ชั้น ความหนา
อยู่ระหว่าง 1.0 - 2.5 ม.ม. แต่ที่นิยมในบ้านเราคือ 1.95 ม.ม. และลักษณะพิเศษอื่นๆ แล้วแต่การออกแบบให้เหมาะกับสภาพการพิมพ์นั้นๆ ได้แก่

ก. ความหยุ่นตัวของผ้ายาง (Compressible) ชั้นยางภายในจะถูกออกแบบให้มีฟองอากาศแทรกอยู่ เพื่อสามารถรองรับแรงกดและสามารถคืนตัวได้โดยไม่เสียรูปร่างของยาง เรียกผ้ายางชนิดนี้ว่า "ผ้ายางแบบหยุ่นตัวหรือผ้ายางแบบมีฟองอากาศ"

ข. ความแข็งของผิวหน้าผ้ายาง (Hardness) ผ้ายางที่มีความแข็งมากกว่า 80 shore A เรียกว่า "ผ้ายางแบบเข็ง" (Hard type) ในขณะที่ แบบอ่อน (soft type) จะกำหนดค่าต่ำกว่า 80 shore A

ค. ความหยาบของผิวหน้าผ้ายาง (Surface roughness) ลักษณะผิวผ้ายางที่ยังไม่ได้ปรับผิว ลักษณะผิวจะหยาบปานกลาง ในขณะที่ถ้าแบบปรับผิวที่ผ่านการขัดปรับสภาพแล้วมีทั้งเรียบและหยาบมากกว่าเดิม ทั้งนี้ด้วยเหตุผลหลายประการ เช่น ผ้ายางผิวเรียบจะช่วยให้การถ่ายทอดหมึกได้เต็มที่ เม็ดสกรีนคมสวย ส่วนผิวหยาบมักจะช่วยในเรื่องทำความสะอาดง่ายและรวดเร็ว เป็นต้น
ความเป็นจริงในบ้านเรา ช่างพิมพ์ส่วนใหญ่มักจะจำแนกประเภทของผ้ายาง ตามสมบัติความหยุ่นตัวของผ้ายาง เช่นผ้ายางแบบหยุ่นตัว (มีฟองอากาศ) กันแบบไม่หยุ่นตัว (ไม่มีฟองอากาศ) เท่านั้น ซึ่งถือว่ายังไม่เพียงพอในการเลือกใช้งาน ขอแนะนำให้ลองพิจารณาข้อมูลอื่นๆ ประกอบด้วย โดยสอบถามข้อมูลจากบริษัท
ผู้แทนฝ่ายขาย เพื่อให้ได้ผ้ายางที่เหมาะสมกับงานพิมพ์ของเรา

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับผ้ายาง
การใช้ผ้ายางอย่างถูกต้อง ผู้ใช้ต้องมีความรู้พื้นฐานทางด้านพฤติกรรมของผ้ายางภายใต้แรงกดพิมพ์ สมบัติความเค้นของผ้ายาง (Stress - Strain) และการจมตัว (Sinking) ซึ่งสามารถอธิบายในรายละเอียดได้ดังต่อไปนี้

1. ผ้ายางภายใต้แรงกดพิมพ์ การถ่ายโอนหมึกพิมพ์จากผ้ายางไปสู่กระดาษจะเกิด ณ บริเวณภายใต้แรงกดเท่านั้น ซึ่ง ณ ตำแหน่งนี้เรียกกันทั่วไปว่า "นิบ" (nip) พบว่าที่บริเวณนิบนี้ ผ้ายางจะยุบตัวลง และถ้าให้แรงกดพิมพ์มากเกินไป อาจทำให้ส่วนหนึ่งของผ้ายางไหลไปกองที่ข้างๆ นิบ ถ้าผ้ายางนั้นไม่มีสมบัติหยุ่นตัวจะทำให้เกิดปัญหาเม็ดสกรีนบวมตามมา ดังนั้นช่างพิมพ์ต้องระมัดระวังให้มากที่สุดในการให้แรงกดพิมพ์กับผ้ายางแบบไม่มีฟองอากาศ เพราะผ้ายางประเภทนี้ยุบตัวได้น้อยและคืนตัวช้าทำให้การกองของผ้ายางที่ขอบนิบมีโอกาสมาก นับว่าเป็นข้อเสียเปรียบเมื่อเทียบกับผ้ายางแบบมีฟองอากาศ แต่อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบก็มี ถ้าตั้งแรงกดพิมพ์ที่เหมาะสมแล้วคือไม่มากหรือน้อยเกินไป จะให้เม็ดสกรีนที่มีความคมชัดมากกว่า การตั้งค่าแรงกดพิมพ์ที่เหมาะสมควรสอบถามข้อมูลจากผู้ผลิต เพราะผ้ายางแต่ละชนิดทนทานต่อช่วงขอบเขตของแรงกดพิมพ์ไม่เท่ากัน ทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับประเภทของการพิมพ์ด้วย

2. สมบัติความเครียดความเค้นของผ้ายาง (Stress-Strain) เป็นสมบัติแสดงพฤติกรรมการตอบสนองของผ้ายางต่อแรงกดที่ให้แก่ผ้ายางนั้นๆ ในที่นี้ความเครียดจะหมายถึงแรงที่ให้แก่ผ้ายาง และความเค้นหมายถึงผลที่เกิดขึ้นคือการยืดของตัวผ้ายาง สมบัตินี้จะช่วยบอกให้ช่างพิมพ์ทราบถึง ช่วงขอบเขตของแรงกดพิมพ์ที่จะไม่ทำให้ผ้ายางยืดตัวมากเกินไปเพราะการยืดตัวจะมีผลทำให้เกิดการกองของผ้ายางที่ขอบนิบ ดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น และผ้ายางลื่นไถลเกิดปัญหาพิมพ์พร่ามัว (Slur) ได้ เป็นที่สังเกตว่าเมื่อแรงกดเท่ากัน ผ้ายางแบบแข็ง (Hard type) และไม่มีฟองอากาศจะให้ผลหารยืดน้อยกว่าผ้ายางแบบอ่อน (Soft type) และมีฟองอากาศ ตามลำดับ ทั้งนี้ทั้งนั้น ปริมาณจะมากน้อยขนาดไหน จะขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำผ้ายางด้วย พบว่าผ้ายางที่ต้านทานยืดตัวได้ดีจะเหมาะสำหรับงานพิมพ์ความเร็วสูง และใช้ได้ดีกับเครื่องพิมพ์แบบป้อนม้วน ในขณะที่ข้อดีของการยืดตัวของผ้ายางคือ ช่วยให้การพิมพ์พื้นตายมีความเรียบสม่ำเสมอโดยเฉพาะเมื่อพิมพ์บนวัสดุผิวหยาบ เช่น กระดาษไม่เคลือบผิว เป็นต้น

3. การจมของผ้ายาง (Sinking property) ผ้ายางที่ดีจะต้องไม่จมตัวลง นั่นคือมีการคืนตัวกลับมาสู่สภาพเดิมทั้งๆ ที่ผ่านแรงกดพิมพ์มาแล้วก็ตาม ทำให้คุณภาพงานพิมพ์มีความสม่ำเสมอ (Consistency) และช่างพิมพ์ไม่ต้องปรับตั้งเครื่องพิมพ์บ่อยๆ โดยเฉพาะแรงกดพิมพ์ ปัจจัยที่มีผลต่อการจมของผ้ายาง มีดังนี้ แรงดึงที่โมผ้ายาง, ความหยุ่นตัว, แรงกดพิมพ์ เป็นต้น
ช่างพิมพ์ต้องระวังไม่ให้ผ้ายางตึง และใช้แรงกดพิมพ์มากเกินไป เพราะผ้ายางอาจจมตัวลงได้ ทำให้การถ่ายโอนหมึกไม่เต็มที่ พบว่าการใช้ผ้ายางแบบมีฟองอากาศจะช่วยลดอาการจมตัวของผ้ายางให้ช้าลงได้

ผ้ายางกับสภาพพิมพ์ได้
สภาพพิมพ์ได้ของผ้ายางคือ ภาวะของผ้ายางที่ไม่ก่อให้เกิดปัญหาการพิมพ์ระหว่างหมึกพิมพ์ กระดาษและเครื่องพิมพ์ โดยคุณภาพสิ่งพิมพ์ที่ได้จะอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับ สภาพพิมพ์ได้ของผ้ายางจะพิจารณาจากปัจจัยของคุณภาพสิ่งพิมพ์ดังต่อไปนี้
1. ความเรียบสม่ำเสมอบริเวณพื้นทึบ (Solid coverage) พื้นทึบมีความเรียบสวย
2. เม็ดสกรีนบวม (Dot gain) อยู่ในช่วง 15 - 21% ของโทนภาพ Midtone
3. พิมพ์เหลื่อม
4. รอยแถบพิมพ์ (Horizontal streak)
5. การถอนผิวหน้ากระดาษ (Picking) ต้องมีการหยุ่นตัว คืนตัวได้เร็ว
6. พิมพ์พร่ามัว (Slur & Doubling)
พบว่าสมบัติต่างๆ ของผ้ายาง เช่น ความหยุ่นตัว, ความแข็ง และความหยาบของผิวผ้ายางจะมีผลโดยตรงต่อปัจจัยเหล่านี้ โดยเฉพาะผ้ายางประเภทไม่มีฟองอากาศหรือแบบแข็งช่างพิมพ์ต้องใส่ใจเป็นพิเศษ

การพิจารณาเลือกใช้ผ้ายาง
ทีนี้ถ้าเราจะเลือกผ้ายางให้เหมาะสมกับโรงพิมพ์เราล่ะ เริ่มต้นที่คำแนะนำให้พิจารณาลักษณะเฉพาะและผลของผ้ายางต่อคุณภาพงานพิมพ์บนแท่นพิมพ์จริงดังนี้

ก) เม็ดสกรีนบวม (Dot gain) ผ้ายางต่างชนิดกันจะให้ผลของการเกิดเม็ดสกรีนบวมไม่เท่ากัน ได้มีข้อมูลการทดสอบผ้ายาง 8 ชนิด และจากการวัดสิ่งพิมพ์ที่แถบควบคุม UGRA ที่ 50% พบว่าจะให้ผลของเม็ดสกรีนบวม 15 - 21 % และถ้าเพิ่มแรงกดพิมพ์หรือระยะบีบอัดระหว่างโมแม่พิมพ์กับผ้ายางทุกๆ 0.05 ม.ม. ก็จะมีผลต่อเม็ดสกรีนบวมได้อีกตั้งแต่ 0.5-3% ทั้งนี้ค่าที่ได้แตกต่างกัน เนื่องจากสมบัติของผ้ายางที่ทำการทดสอบนั้นไม่เหมือนกัน

ข) ความสามารถต้านแรงอัด (Smash resistance) แรงดังกล่าวนี้หมายถึงแรงที่มากเกินปกติที่เกิดขึ้นระหว่างพิมพ์อันมีสาเหตุมาจากหลายกรณี เช่น กระดาษซ้อนติดกันหลายแผ่นหรือกระดาษขาดติดกันเป็นก้อน หรือมีเศษชิ้นส่วนแปลกปลอมผ่านเข้าไปในโมผ้ายาง เป็นต้น ทำให้ผ้ายางอาจจะเกิดรอยถาวรหรือฉีกขาดได้ และทำให้น้ำยาฟาวเทนหรือสารละลายต่างๆ ซึมผ่านเข้าไปในชั้นยางและผ้าทอ เกิดอาการพองตัวทำความเสียหายต่อผ้ายางทั้งผืน ซึ่งผ้ายางที่ดีจะต้องสามารถต้านแรงอัดเหล่านี้และคืนตัวกลับสภาพเดิมได้อย่างรวดเร็ว

ค) สมบัติการปล่อยกระดาษ (release-ability) สภาพการพิมพ์ที่เหมาะสม นอกจากจะต้องมีแรงกดพิมพ์เกิดขึ้นที่นิบระหว่างโมทั้งสาม เพื่อให้เกิดการถ่ายโอนหมึกพิมพ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพแล้ว ยังต้องมีแรงที่ใช้ในการแยกแผ่นกระดาษออกจากโมผ้ายาง (separation force) อีกด้วย หลังจากที่ผ่านการถ่ายโอนหมึกพิมพ์แล้ว ซึ่งแรง ดังกล่าวนี้จะต้องทำให้น้อยที่สุด เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการถอนผิวหน้ากระดาษ (Picking) ปลายกระดาษโค้งติดที่ผิวผ้ายางถูกกระชากออกจากโม ทำให้ผิวกระดาษบริเวณนั้นเกิดอาการแตกคล้ายร่างแหได้ และปัญหาขุยกระดาษ หรือเศษหมึกกองที่ผิวผ้ายาง (Piling) เป็นต้น พบว่าการที่ผ้ายางมีสมบัติการปล่อยกระดาษได้ง่าย จึงเป็นอีกวิธีหนึ่งที่จะช่วยลดแรงแยกดังกล่าวนี้ได้ ผ้ายางประเภทนี้ควรมีผิวหยาบและมีสมบัติต้านการดูดซึมที่ผิวผ้ายางนั้นด้วย อนึ่งการจ่ายหมึกพิมพ์ก็อาจจะมีผลต่อสมบัติการปล่อยกระดาษของผ้ายางได้เช่นกัน

ง) ความสม่ำเสมอของความหนา เมื่อผ่านการใช้ผ้ายางไประยะหนึ่ง ถ้าผ้ายางนั้นไม่มีคุณภาพ จะพบปัญหาผ้ายางบางส่วนยุบตัวหรือจม (Sinking) ต่ำกว่าบริเวณอื่นและโดยเฉพาะบริเวณใกล้ๆ กับที่ยึดผ้ายางด้านขอบหัวและท้ายโม พบว่าจะยุบตัวต่ำกว่าปกติขนานไปตามขวางของโมเพราะบริเวณนั้นมีแรงดึงมากกว่าปกติ (Fall-off-at the gap) ทำให้บริเวณดังกล่าวมีแรงกดพิมพ์น้อย การถ่ายโอนหมึกจึงมีไม่เต็มที่

จ) ผ้ายางพองตัว (Swelling) การพิมพ์ที่ใช้หมึกผิดประเภท เช่น หมึกชนิดพิเศษบางชนิด สารละลายที่ใช้ผสมในหมึกพิมพ์กับผิวผ้ายางอาจเข้ากันไม่ได้ เกิดปฏิกิริยากันทำให้ผ้ายางพองตัวได้ ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่พิมพ์แล้วไม่เรียบ ตัวอย่างเช่น ใช้หมึกพิมพ์ UV ควรเปลี่ยนใช้ผ้ายางที่เหมาะสมสามารถต้านปฏิกิริยาจาก
หมึก UV นี้ได้

ฉ) เกิดรอยขอบกระดาษที่ผ้ายาง (Edge cutting) ปัญหานี้มักจะพบได้จากการพิมพ์บนกระดาษเคลือบผิวซึ่งเมื่อพิมพ์ไปจำนวนหนึ่งแล้ว จะเห็นรอยขาวบนผ้ายางขนานไปกับเส้นรอบวงของโมตรงกับตำแหน่งเดียวกับขอบกระดาษที่ใช้พิมพ์ ส่วนขาวนี้มาจากสารต่างๆ ที่ผสมอยู่ในสารเคลือบผิว เช่นผลสีขาว เป็นต้น เส้นใยกระดาษหรือเศษขยะที่ขอบกระดาษเองที่ผ่านการตัดกระดาษไม่ดี รอยขอบนี้ถ้าทิ้งไว้นานอาจทำลายผิวผ้ายางได้ ดังนั้นผ้ายางที่ดีจะต้องมีสมบัติต้านการเกาะของสารเหล่านี้ มิฉะนั้นจะต้องหยุดเดินเครื่องพิมพ์เพื่อทำความสะอาดอยู่เรื่อยๆ

ข้อสังเกต ผ้ายางที่ดีควรมีชั้น Stabilizing layer กั้นระหว่างผิวหน้าของยางกับชั้นฟองอากาศที่มีความหยุ่นตัวชั้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันการบิดเบี้ยว (Distortion) ขอบยางในระหว่างที่โมกำลังเคลื่อนที่และมีแรงกดพิมพ์พบว่าปรากฏการณ์นี้มักจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้โดยสังเกตได้ที่บริเวณนิบ Stabilizing layer อนึ่งการขยายตัว (Spread out) อันเนื่องมาจากผ้ายางถูกบีบอัด นอกจากจะมีผลทำให้ขนาดภาพพิมพ์ที่ได้ขยายตัวแล้ว ยังทำให้ลักษณะภาพที่ได้บิดเบี้ยวตามไปด้วย ดังนั้นการมีชั้นบางๆ stabilizing layer ซึ่งทำด้วยแผ่นวัตถุแข็ง จะช่วยให้การขยายตัวของชั้นฟองอากาศไม่ให้บิดเบี้ยวได้

การนำไปใช้งาน ช่างพิมพ์จะต้องพิจารณาความเร็วในการพิมพ์ ประเภทของเครื่องพิมพ์ประเภทของงานสิ่งพิมพ์และหมึกพิมพ์ เป็นต้น ขอยกตัวอย่างบางกรณีต่อไปนี้
1. พิมพ์บนโลหะ ใช้ผ้ายางไม่หยุ่นตัว แบบแข็ง
2. พิมพ์บนกระดาษ/ป้อนทีละแผ่น ใช้ผ้ายางไม่หยุ่นตัวแบบมาตรฐาน
3. พิมพ์ด้วยความเร็วสูง ใช้ผ้ายางหยุ่นตัว แบบแข็ง
4. พิมพ์บนกระดาษแข็ง ใช้ผ้ายางหยุ่นตัว แบบอ่อน
5. พิมพ์แบบฟอร์มธุรกิจ ใช้ผ้ายางหยุ่นตัว + ชั้นฟองอากาศพิเศษ

ช่วงท้ายนี้เราลองมาดูข้อมูลการทดลองผ้ายางกับหมึกพิมพ์และสารเคมีต่างๆ เช่น Varnish, Mineral oil, Soybean oil, Tung oil, Linseed Oil, Process Soyink เป็นต้น ว่ามีผลต่อผิวหน้ายางหรือทำให้ค่าความแข็งเปลี่ยนแปลงหรือไม่ ซึ่งได้ทำการทดสอบจริงกับผ้ายาง Meji 9600A และ 9700A
ผลทดลองจะเห็นได้ว่า หมึกพิมพ์ Process และสารเคมีในหมึกไม่ส่งผลทำให้คุณภาพผ้ายางลดลงแต่อย่างใด ทั้งในสภาพอุณหภูมิปกติ และสูงถึง 50 OC

เป็นอย่างไรบ้างครับ กับความรู้เรื่องผ้ายาง และข้อมูลการทดสอบสมบัติผ้ายางกับหมึกพิมพ์และสารเคมีในตัวหมึกพิมพ์ กระผมนายไอไอเคหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะเป็นประโยชน์ต่อบุคลากรในอุตสาหกรรมการพิมพ์ของเรา เพื่อให้ทุกคนเข้าใจและสามารถเลือกใช้ผ้ายางให้เหมาะสมกับสภาพการพิมพ์ ครั้งหน้าผมจะนำเสนอข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับหมึกพิมพ์ในด้านอื่นๆ นะครับ

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

E-mail: pra.mgr@inter-ink.com

E-mail: center@inter-ink.com