ระบบน้ำในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ต (Dampening system)

Written on Friday, 21 October 2011.

ระบบน้ำในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ต

(Dampening system)

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในระบบการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตนั้น อาศัยหลักการที่น้ำกับน้ำมันไม่สามารถรวมตัวกันได้ หรือรวมตัวกันได้น้อยมาก ในการแยกบริเวณภาพ (Image area) และบริเวณไร้ภาพ (Non-image area) ออกจากกัน ดังนั้นระบบการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตจึงเป็นระบบการพิมพ์ประเภทเดียวที่ต้องใช้น้ำในการพิมพ์

น้ำในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ดังนี้

1. น้ำ (Water) เป็นส่วนประกอบที่มีมากที่สุดประมาณ 80-98%

2. น้ำยาฟาวน์เทน (Fountain Solution) เพิ่มคุณสมบัติของน้ำให้เหมาะสมกับการใช้งานทางการพิมพ์มากขึ้น ใช้ประมาณ 1.5 - 5%

3. ไอโซโพรพานอล (Isopropanol) เป็นสารลดแรงตึงผิวใช้ในระบบน้ำในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตปรมาณ 0-15%

น้ำ (Water)

น้ำเป็นองค์ประกอบที่มีปริมาณมากที่สุดในระบบน้ำของการพิมพ์แบบอ๊อฟเซ็ต ดังนั้นคุณภาพของน้ำจึงเป็นสิ่งที่ต้องให้ความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง น้ำที่มีปริมาณไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่ในปริมาณมาก เราเรียกกันว่าน้ำกระด้าง ซึ่งน้ำที่เหมาะสมสำหรับใช้ในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตควรจะเป็นน้ำอ่อน หรือน้ำที่มีปริมาณไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมปนอยู่น้อย การวัดความกระด้างของน้ำสามารถวัดได้โดยง่าย โดยวัดจากค่าการนำไฟฟ้า (Electrical conductivity) หรือวัดจากค่าปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำทั้งหมด (Total dissolved solid; TDS) โดยที่น้ำอ่อนจะมีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ที่ 0 -225 microSiemens น้ำกระด้างจะมีค่าการนำไฟฟ้ามากกว่า 450 microSiemens โดยหลักการแล้วน้ำที่ใช้ในการพิมพ์ควรจะมีค่าการนำไฟฟ้าไม่เกิน 330 microSiemens การใช้น้ำกระด้างในการพิมพ์เป็นสาเหตุของปัญหาหลายอย่างด้วยกันเช่น การเกิดคราบขาวบนแม่พิมพ์ และผ้ายาง (Calcification) ทำให้หมึกพิมพ์ไม่ถ่ายโอน (Stripping) และแขวนลอยในน้ำมากเกินไป (Tinting) และที่สำคัญคือ ไปรบกวนการทำงานของน้ำยาฟาวน์เทน ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดภาพลดลง เป็นผลให้หมึกพิมพ์ไปเกาะบริเวณไร้ภาพของแม่พิมพ์ (Scumming)

น้ำยาฟาวน์เทน (Fountain Solution)

หน้าที่ของน้ำยาฟาวน์เทนมีหลายประการ ดังนี้

1. ทำหน้าที่ช่วยให้น้ำปกคลุมบริเวณไร้ภาพของแม่พิมพ์ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

2. ทำความสะอาดหมึกบริเวณไร้ภาพของแม่พิมพ์ในระหว่างที่เริ่มพิมพ์

3. รักษาสมดุลในการรวมตัวของน้ำกับหมึกพิมพ์ให้เหมาะสม และคงที่ตลอดการพิมพ์

4. เป็นสารหล่อลื่นลดแรงเสียดทานระหว่างแม่พิมพ์และผ้ายาง

5. ควบคุมการไหลของน้ำให้สม่ำเสมอ

6. คุณสมบัติเพิ่มเติมอื่นๆ เพื่อเพิ่มความสะดวกและสามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น

องค์ประกอบของน้ำยาฟาวน์เทนนอกจากน้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายหลักในน้ำยาฟาวน์เทนแล้วยังมีส่วนประกอบอื่นที่สำคัญ ดังนี้

1. กรด (Acid)

ทำหน้าที่ลด pH และช่วยรักษาบริเวณภาพบนแม่พิมพ์ให้ไวต่อปฏิกิริยากับหมึกพิมพ์ ขณะเดียวกันก็ช่วยรักษาบริเวณไร้ภาพให้รับน้ำได้ดี กรดที่นิยมใช้มักจะเป็นกรดอ่อนๆ ได้แก่ กรดฟอสฟอริก กรดเหล่านี้จะไปทำปฏิกิริยากับกัมแล้วเปลี่ยนสภาพเป็นโมเลกุลของกรดอารบิก (Arabic Acid Molecule) ซึ่งจะไปทำปฏิกิริยาต่อกับออกไซด์ของโลหะบนแม่พิมพ์ ทำให้เกิดพื้นผิวส่วนที่ชอบนํ้า (Hydrophilic) ของบริเวณไร้ภาพ โดยที่ pH ที่เหมาะสมอยู่ระหว่าง 4.5 - 5.5 ซึ่งจะทำให้กัมอารบิกสามารถยึดเกาะกับบริเวณไร้ภาพได้ดี

2. กัม หรือ กัมอารบิก (Plate desensitizers)

กัมอารบิก (Gum Arabic) เป็นสารประกอบธรรมชาติชนิดหนึ่งที่อยู่ในกลุ่มสารไฮโดรคอลลอยด์ (Hydrocolloids) กัมอารบิกมาจากน้ำยางธรรมชาติที่ไหลออกมาจากผิวเปลือกของลำต้นของพืชในกลุ่มอากาเซีย (Acacia) กัมสามารถละลายน้ำและยึดเกาะกับอลูมิเนียมได้ดี ดังนั้นกัมจึงทำหน้าที่ยึดเกาะตรงบริเวณไร้ภาพเพื่อป้องกันการเปื้อนของหมึกพิมพ์ นอกจากนั้นแล้วยังช่วยป้องกันแม่พิมพ์จากความชื้น ป้องกันแม่พิมพ์ทำปฏิกิริยากับอากาศ และสารเคมีต่างๆ ในระหว่างที่หยุดพิมพ์อีกด้วย กัมอารบิกสามารถทำหน้าที่อย่างมีประสิทธิภาพที่ค่า pH ไม่เกิน 5 ดังนั้นควรรักษาค่า pH ของระบบน้ำให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม

3. บัฟเฟอร์ (Buffer)

ทำหน้าที่รักษาค่า pH ให้คงที่และอยู่ในช่วงที่เหมาะสมทางการพิมพ์ เนื่องจากในทางการพิมพ์มีปัจจัยหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นกระดาษ น้ำหรือก๊าซที่สามารถส่งผลทำให้ค่า pH เกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นการรักษาระดับของ pH ให้คงที่จะเป็นการช่วยให้คุณภาพในงานพิมพ์คงที่และส่งผลให้กัมอารบิกทำหน้าที่ได้เต็มประสิทธิภาพอีกด้วย

4. สารลดแรงตึงผิว (Surfactant)

ทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวของน้ำให้สามารถปกคลุมบริเวณไร้ภาพได้ดีขึ้น เช่น Glycerin และ Glycol ชนิดต่างๆ โดยปกติแล้วน้ำจะมีค่าแรงตึงผิวอยู่ที่ 72 Dynes/cm ซึ่งจะไม่สามารถปกคลุมผิวเพลทได้ดีต้องมีการใช้สารลดแรงตึงผิวเพื่อช่วยลดแรงตึงผิวของน้ำจนมีค่าประมาณ 35-45 Dynes ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมที่น้ำจะสามารถสร้างชั้นฟิล์มบางๆเพื่อปกคลุมผิวเพลทได้ดีและรวดเร็ว

5. สารเติมแต่ง (Additive)

สารเติมแต่งเป็นสารที่ใช้เพิ่มคุณสมบัติของน้ำยาฟาวน์เทนในด้านต่างๆ ให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งสารเติมแต่งนี้มีด้วยกันหลายตัว เช่น

- สารหล่อลื่น (Release Agent) เช่น ซิลิโคน (Silicone) ช่วยลดการสึกหรอและยืดอายุแม่พิมพ์โดยป้องกันหมึกพิมพ์และแม่พิมพ์ ไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไป

- สารป้องกันจุลินทรีย์ (Biocide) ช่วยควบคุมปริมาณจุลินทรีย์ เนื่องจากกัมเป็นอาหารที่ดีของจุลินทรีย์ทำให้เกิดการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วส่งผลให้นํ้ายาฟาวน์เทนเสื่อมสภาพโดยเป็นกรดมากขึ้น ซึ่งความเป็นกรดของน้ำจะไปกัดกร่อนแม่พิมพ์และทำให้สูญเสียสมดุลของหมึกพิมพ์และนํ้า นอกจากนี้ยังทำให้เกิดตะกอนในรางนํ้าและส่งกลิ่นเหม็น

- สารป้องกันการตกตะกอน (Sequestrant) ช่วยป้องกันการตกตะกอนของแคลเซียมและแมกนีเซียมในนํ้าโดยรวมตัวเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่ละลายในนํ้าได้

- นอกจากนี้ยังมีสารลดฟอง (Defoamer) สารเพิ่มความหนืด (Viscosity builders) สารควบคุมการรวมตัวของน้ำกับหมึก (Emulsification control agent) และสารเติมแต่งอื่นๆ อีกมากมาย เพื่อให้น้ำยาฟาวน์เทนมีคุณสมบัติที่ใช้งานได้ง่าย และสะดวกมากยิ่งขึ้น

ไอโซโพรพานอล (Isopropanol; IPA)

ทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวของน้ำให้สามารถปกคลุมบริเวณไร้ภาพได้ดีขึ้น เช่นเดียวกันกับสารลดแรงตึงผิวที่มีในน้ำยาฟาวน์เทน นอกจากลดแรงตึงผิวของน้ำแล้ว ไอโซโพรพานอลยังสามารถเพิ่มความหนืดของน้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลจากลูกกลิ้งสู่ลูกกลิ้ง และด้วยคุณสมบัติที่สามารถระเหยได้เร็ว ไอโซโพรพานอลจึงทำหน้าที่เป็นสารช่วยระบายความร้อน (Coolant) ที่เกิดขึ้นในระหว่างการพิมพ์ได้อีกด้วย

แม้ว่าการใช้ไอโซโพรพานอลจะส่งผลดีต่อคุณภาพการพิมพ์ แต่ปริมาณในการใช้จำเป็นต้องควบคุมให้เหมาะสม หากใช้มากหรือน้อยเกินไปก็จะส่งผลให้เกิดปัญหาต่อคุณภาพงานพิมพ์ได้เช่นกัน นอกจากนี้ยังเป็นสารไวไฟที่มีจุดวาบไฟที่ต่ำเพียง 11.7 องศาเซลเซียส จึงจัดเป็นสารอินทรีย์ที่ระเหยได้ (Volatile Organic Compound, VOC) ซึ่งทำให้เป็นอันตรายต่อมนุษย์และชั้นบรรยากาศของโลก ในปัจจุบันจึงนิยมหันมาใช้สารอื่นทดแทนแอลกอฮอล์กันมากขึ้น เช่น Glycerin และ Glycol ชนิดต่างๆ นอกจากไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และชั้นบรรยากาศแล้ว ยังใช้ในปริมาณที่น้อยซึ่งสามารถช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้อีกด้วย จากบทความข้างต้น คงจะทำให้ทุกท่านรู้จักน้ำยาฟาวน์เทนมากขึ้นไม่มากก็น้อยนะครับ ในฉบับหน้าผมจะมากล่าวถึงการควบคุมระบบน้ำสำหรับการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตนะครับเจอกันฉบับหน้า...สวัสดีครับ

น้ำในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ดังนี้

1. น้ำ (Water) เป็นส่วนประกอบที่มีมากที่สุดประมาณ 80-98%
2. น้ำยาฟาวน์เทน (Fountain Solution) เพิ่มคุณสมบัติของน้ำให้เหมาะสมกับการใช้งานทางการพิมพ์มากขึ้น ใช้ประมาณ 1.5 - 5%
3. ไอโซโพรพานอล (Isopropanol) เป็นสารลดแรงตึงผิวใช้ในระบบน้ำในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตปรมาณ 0-15%

น้ำ (Water)
น้ำเป็นองค์ประกอบที่มีปริมาณมากที่สุดในระบบน้ำของการพิมพ์แบบอ๊อฟเซ็ต ดังนั้นคุณภาพของน้ำจึงเป็นสิ่งที่ต้องให้ความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง น้ำที่มีปริมาณไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่ในปริมาณมาก เราเรียกกันว่าน้ำกระด้าง ซึ่งน้ำที่เหมาะสมสำหรับใช้ในการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตควรจะเป็นน้ำอ่อน หรือน้ำที่มีปริมาณไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมปนอยู่น้อย การวัดความกระด้างของน้ำสามารถวัดได้โดยง่าย โดยวัดจากค่าการนำไฟฟ้า (Electrical conductivity) หรือวัดจากค่าปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำทั้งหมด (Total dissolved solid; TDS) โดยที่น้ำอ่อนจะมีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ที่ 0 -225 microSiemens น้ำกระด้างจะมีค่าการนำไฟฟ้ามากกว่า 450 microSiemens โดยหลักการแล้วน้ำที่ใช้ในการพิมพ์ควรจะมีค่าการนำไฟฟ้าไม่เกิน 330 microSiemens การใช้น้ำกระด้างในการพิมพ์เป็นสาเหตุของปัญหาหลายอย่างด้วยกันเช่น การเกิดคราบขาวบนแม่พิมพ์ และผ้ายาง (Calcification) ทำให้หมึกพิมพ์ไม่ถ่ายโอน (Stripping) และแขวนลอยในน้ำมากเกินไป (Tinting) และที่สำคัญคือ ไปรบกวนการทำงานของน้ำยาฟาวน์เทน ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดภาพลดลง เป็นผลให้หมึกพิมพ์ไปเกาะบริเวณไร้ภาพของแม่พิมพ์ (Scumming)

น้ำยาฟาวน์เทน (Fountain Solution)
หน้าที่ของน้ำยาฟาวน์เทนมีหลายประการ ดังนี้
1. ทำหน้าที่ช่วยให้น้ำปกคลุมบริเวณไร้ภาพของแม่พิมพ์ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
2. ทำความสะอาดหมึกบริเวณไร้ภาพของแม่พิมพ์ในระหว่างที่เริ่มพิมพ์
3. รักษาสมดุลในการรวมตัวของน้ำกับหมึกพิมพ์ให้เหมาะสม และคงที่ตลอดการพิมพ์
4. เป็นสารหล่อลื่นลดแรงเสียดทานระหว่างแม่พิมพ์และผ้ายาง
5. ควบคุมการไหลของน้ำให้สม่ำเสมอ
6. คุณสมบัติเพิ่มเติมอื่นๆ เพื่อเพิ่มความสะดวกและสามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น

1. กรด (Acid)
ทำหน้าที่ลด pH และช่วยรักษาบริเวณภาพบนแม่พิมพ์ให้ไวต่อปฏิกิริยากับหมึกพิมพ์ ขณะเดียวกันก็ช่วยรักษาบริเวณไร้ภาพให้รับน้ำได้ดี กรดที่นิยมใช้มักจะเป็นกรดอ่อนๆ ได้แก่ กรดฟอสฟอริก กรดเหล่านี้จะไปทำปฏิกิริยากับกัมแล้วเปลี่ยนสภาพเป็นโมเลกุลของกรดอารบิก (Arabic Acid Molecule) ซึ่งจะไปทำปฏิกิริยาต่อกับออกไซด์ของโลหะบนแม่พิมพ์ ทำให้เกิดพื้นผิวส่วนที่ชอบนํ้า (Hydrophilic) ของบริเวณไร้ภาพ โดยที่ pH ที่เหมาะสมอยู่ระหว่าง 4.5 - 5.5 ซึ่งจะทำให้กัมอารบิกสามารถยึดเกาะกับบริเวณไร้ภาพได้ดี

2. กัม หรือ กัมอารบิก (Plate desensitizers)
กัมอารบิก (Gum Arabic) เป็นสารประกอบธรรมชาติชนิดหนึ่งที่อยู่ในกลุ่มสารไฮโดรคอลลอยด์ (Hydrocolloids) กัมอารบิกมาจากน้ำยางธรรมชาติที่ไหลออกมาจากผิวเปลือกของลำต้นของพืชในกลุ่มอากาเซีย (Acacia) กัมสามารถละลายน้ำและยึดเกาะกับอลูมิเนียมได้ดี ดังนั้นกัมจึงทำหน้าที่ยึดเกาะตรงบริเวณไร้ภาพเพื่อป้องกันการเปื้อนของหมึกพิมพ์ นอกจากนั้นแล้วยังช่วยป้องกันแม่พิมพ์จากความชื้น ป้องกันแม่พิมพ์ทำปฏิกิริยากับอากาศ และสารเคมีต่างๆ ในระหว่างที่หยุดพิมพ์อีกด้วย กัมอารบิกสามารถทำหน้าที่อย่างมีประสิทธิภาพที่ค่า pH ไม่เกิน 5 ดังนั้นควรรักษาค่า pH ของระบบน้ำให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม

3. บัฟเฟอร์ (Buffer)
ทำหน้าที่รักษาค่า pH ให้คงที่และอยู่ในช่วงที่เหมาะสมทางการพิมพ์ เนื่องจากในทางการพิมพ์มีปัจจัยหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นกระดาษ น้ำหรือก๊าซที่สามารถส่งผลทำให้ค่า pH เกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นการรักษาระดับของ pH ให้คงที่จะเป็นการช่วยให้คุณภาพในงานพิมพ์คงที่และส่งผลให้กัมอารบิกทำหน้าที่ได้เต็มประสิทธิภาพอีกด้วย

4. สารลดแรงตึงผิว (Surfactant)
ทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวของน้ำให้สามารถปกคลุมบริเวณไร้ภาพได้ดีขึ้น เช่น Glycerin และ Glycol ชนิดต่างๆ โดยปกติแล้วน้ำจะมีค่าแรงตึงผิวอยู่ที่ 72 Dynes/cm ซึ่งจะไม่สามารถปกคลุมผิวเพลทได้ดีต้องมีการใช้สารลดแรงตึงผิวเพื่อช่วยลดแรงตึงผิวของน้ำจนมีค่าประมาณ 35-45 Dynes ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมที่น้ำจะสามารถสร้างชั้นฟิล์มบางๆเพื่อปกคลุมผิวเพลทได้ดีและรวดเร็ว

5. สารเติมแต่ง (Additive)
สารเติมแต่งเป็นสารที่ใช้เพิ่มคุณสมบัติของน้ำยาฟาวน์เทนในด้านต่างๆ ให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งสารเติมแต่งนี้มีด้วยกันหลายตัว เช่น
- สารหล่อลื่น (Release Agent) เช่น ซิลิโคน (Silicone) ช่วยลดการสึกหรอและยืดอายุแม่พิมพ์โดยป้องกันหมึกพิมพ์และแม่พิมพ์ ไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไป
- สารป้องกันจุลินทรีย์ (Biocide) ช่วยควบคุมปริมาณจุลินทรีย์ เนื่องจากกัมเป็นอาหารที่ดีของจุลินทรีย์ทำให้เกิดการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วส่งผลให้นํ้ายาฟาวน์เทนเสื่อมสภาพโดยเป็นกรดมากขึ้น ซึ่งความเป็นกรดของน้ำจะไปกัดกร่อนแม่พิมพ์และทำให้สูญเสียสมดุลของหมึกพิมพ์และนํ้า นอกจากนี้ยังทำให้เกิดตะกอนในรางนํ้าและส่งกลิ่นเหม็น
- สารป้องกันการตกตะกอน (Sequestrant) ช่วยป้องกันการตกตะกอนของแคลเซียมและแมกนีเซียมในนํ้าโดยรวมตัวเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่ละลายในนํ้าได้
- นอกจากนี้ยังมีสารลดฟอง (Defoamer) สารเพิ่มความหนืด (Viscosity builders) สารควบคุมการรวมตัวของน้ำกับหมึก (Emulsification control agent) และสารเติมแต่งอื่นๆ อีกมากมาย เพื่อให้น้ำยาฟาวน์เทนมีคุณสมบัติที่ใช้งานได้ง่าย และสะดวกมากยิ่งขึ้น

ไอโซโพรพานอล (Isopropanol; IPA)
ทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวของน้ำให้สามารถปกคลุมบริเวณไร้ภาพได้ดีขึ้น เช่นเดียวกันกับสารลดแรงตึงผิวที่มีในน้ำยาฟาวน์เทน นอกจากลดแรงตึงผิวของน้ำแล้ว ไอโซโพรพานอลยังสามารถเพิ่มความหนืดของน้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลจากลูกกลิ้งสู่ลูกกลิ้ง และด้วยคุณสมบัติที่สามารถระเหยได้เร็ว ไอโซโพรพานอลจึงทำหน้าที่เป็นสารช่วยระบายความร้อน (Coolant) ที่เกิดขึ้นในระหว่างการพิมพ์ได้อีกด้วย

จากบทความข้างต้น คงจะทำให้ทุกท่านรู้จักน้ำยาฟาวน์เทนมากขึ้นไม่มากก็น้อยนะครับ ในฉบับหน้าผมจะมากล่าวถึงการควบคุมระบบน้ำสำหรับการพิมพ์อ๊อฟเซ็ตนะครับเจอกันฉบับหน้า...สวัสดีครับ