ساخت مرکب چاپ در انواع مختلف، یک عمل بسیار سخت و پیچیده نیست. اکثر مرکب های چاپ عبارت از خمیر یا مایعی است که از پخش رنگدانه در وارنيش‌ها که معمولا به روش مکانیکی صورت می گیرد، تشکیل شده است.
ساخت مرکب چگونه انجام می‌شود؟
برای ساخت دو مرحله اساسی وجود دارد که عبارت است از :
مخلوط کردن
مخلوط کردن عبارت از هم زدن رنگدانه، وارنیش و مواد افزودنی با هم است. این عمل آن قدر ادامه پیدا می کند که رنگدانه کاملا در وارنیش و یا رزین های مایع نفوذ کند و به طور کامل پخش گردد.
آسیاب کردن
مرکب چاپ بعد از هم زدن کامل و خیس شدن رنگدانه خشک در دستگاه آسیاب، کاملا عمل پخش را تا مرحله استقلال رنگدانه انجام می دهد. تا در داخل مرکب رنگدانه به حد و اندازه ۱ الى ۲ میکرون برسد.
مرکب چاپ افست و چاپ لترپرس از پخش و صلایه ی رنگدانه خشک در وارنیش های اولئورزینی) روغن های گیاهی، معدنی و رزین های مختلف) حاصل می گردد، مرکب های فلکسوگرافی، هلیوگراوور و اسکرین از پخش و صلایه ی رنگدانه خشک در داخل وارنیش آلى حاصل می شود که خود از حلال های زود فرار و رزین های مخصوص می باشد.
ساخت مرکب‌های اولئورزینی (افست و لترپرس)
ساخت این مرکب ها در دو بخش کلی انجام می شود.
ساخت وارنیش
ابتدا رزین های مخصوص در این دسته از مرکب ها را در داخل روغن های گیاهی و حلال های معدنی سنگین دیر فرار، در داخل دیگ های پخت حرارت می دهند تا کاملا حل شود. حرارت لازم برای حل کردن این نوع رزینها معمولا ۱۸۰-۲۳۰ درجه سانتیگراد می باشد. مقدار درجه حرارت کاملا باید با ساختمان رزین و نقطه ذوب آن متناسب باشد. اصولا وارنیش ها باید طوری فرموله و پخت شوند که دارای براقیت خوب، مقاومت سایش بالا، قابلیت انعطاف ثابت، پایداری و نیز چسبندگی مناسب در سطح چاپی باشد. اصولا وارنیش سه نقش اساسی در ساختمان مرکب چاپ بازی می۔ کند:
اول آن که موجب خیسی و خیساندن رنگدانه می شود و بدین وسیله کمک می نماید که رنگدانه در مجموع سیستم مرکب چاپ پخش شود، هر چقدر پخش رنگدانه در ساختمان مرکب بهتر پخش و خیس شود به همان نسبت کیفیت رنگ بهتری خواهد داشت.
دومین نقش وارنیش این است که قابلیت چاپ مرکب را بالا می برد؛ به عبارتی بایستی طوری فرموله و آماده شود که قابلیت چاپ آن در بالاترین حد ممکن باشد.
سومین نقش وارنیش نشاندن و تثبیت قشر متناسب چاپی روی سطح چاپی است تا فیلم خوبی بعد از چاپ در سطح چاپی ارائه دهد.
برای رسیدن به اهداف فوق مرکب ساز باید انواع وارنیش ها را با دقت فراوان از مواد اولیه خوب تهیه و تنظیم نماید تا بتواند با تنظیم و تغییر در فرمول با مقدار وارنیش های متعدد به هدف مورد نظر و ایده آل برسد. عمل پخت وارنیش باید در داخل رآکتور یا دیگی که مجهز به سیستم کندانس (مبرد) باشد انجام گیرد و در کلیه مراحل پخت نیز باید موارد زیر کاملا رعایت و اجرا گردد
۱- حلال ها یا روغن هائی که حین عمل پخت از دیگ یا رآکتور خارج می شود دوباره به دیگ یا رآکتور برگردانده شود.
۲- رزین های مایع را که باید برای تکمیل فرمول وارنیش وارد دیگ شود حتما قبلا گرم کرده تا به راحتی در دیگ پخت و تخلیه شوند.
٣- وقتی مواد اولیه وارنیش بارگیری شد حتما حرارت را به آرامی بالا برد.
۴- با حفظ حرارت دیگ، رزین های سخت به تدریج و کم کم به دیگ اضافه شوند.
۵- رزین ها به مدت ۳۰ دقیقه تا ۲ ساعت کاملا در درجه حرارت ۱۶۰- ۲۳۰ درجه سانتیگراد پخته شوند تا شرایط حل شدن در روغن های معدنی یا گیاهی را پیدا کنند.
۶- در مرحله ی اضافه کردن مواد افزودنی مانند ژل کننده باید دیگ تا درجه حرارت مورد نیاز سرد شود.
۷- افزایش ماده ژل کننده ممکن است ایجاد بخاراتی که ناشی از واکنش است، بنماید که باید به دیگ برگردانده شود (در صورت بروز چنین پدیدهی حتما باید ژل کننده قبلا در یک حلال روغن معدنی حل و کاملا آماده شده، سپس با پمپ به تدریج اضافه شود).
۸- بعد از افزایش کامل ژل کننده حرارت در شرایط مورد نظر حفظ شود و به مدت زمان معینی که بتواند ژل خوبی را ارائه دهد بایستی محتویات داخل ریگ را به هم زنیم و حرارت را ثابت نگه داریم.
۹- محتویات دیگ به تدریج خشک و کاملا کنترل شود؛ بدین طریق که نمونه برداری های متعددی صورت گیرد تا از تغییر هر گونه پدیده ناشی از خنک شدن جلوگیری شود.
کلیه این مراحل با کنترل بسیار دقیق انجام گیرد و شفافیت، غلظت و پایداری آن آزمایش شود.
ساخت خمیر واکس
واکسها موادی هستند که معمولا برای لیز کردن سطح چاپی در ساختمان مرکب چاپ مصرف دارند و دارای انواع مختلف با نقطه ذوبهای مختلف و به اشکال مختلف تهیه و عرضه می شوند. شکل پودری میکرونیزه ی آنها معمولا وقتی مستقیم در فرمول مرکب مصرف می شود نتیجه ایده آلی را به دنبال ندارد.
برای توجیه این مسئله دلایل زیادی وجود دارد، از جمله این که دانه واکس به اندازه بزرگ نیست که مقاومت سایشی کافی را داشته باشد؛ یا این که ذرات واکس به اندازه کافی در ساختمان مرکب پخش نشده اند، لذا در آن صورت مقاومت سایشی ایده آلی را ارائه نمی دهد.
از طرف دیگر واکسها در حلالهای مرکب محلول نیستند، در عین حال در درجه حرارت بالاتر از نقطه ذوب شان کاملا قابلیت امتزاج با حلال را دارند، لذا ابتدا واکس ها را به نسبت معینی که معمولا بیشتر از ۲۵ درصد نیست با حلال ها و یا روغن های گیاهی مورد استفاده در ساختمان مرکب چاپ حرارت می دهند تا درجه حرارت از نقطه ذوب واکس تجاوز نماید. سپس در حالی که زیر هم زنهای مناسب و در ظروف دو جداره، که آب خنک در جداره جریان دارد، مجموعه را سرد می نمایند تا به شکل خمیر یکنواخت در آید که خمیر نهائی قابلیت امتزاج با مرکب چاپ را دارد. درصدی از این خمیر را در فرمولاسیون مرکب چاپ منظور و بدان اضافه می نمایند تا همراه سایر مواد سازنده فرمول مرکب در زیر همزنهای سرعت بالا به صورت یکنواخت پخش شود.
روش دیگری نیز برای تهیه خمیرهای واکسی وجود دارد؛ بدین ترتیب که ابتدا به مقداری از حلال ها و مواد رزینی، مرکب را با واکس به نسبت معینی افزوده حرارت میدهند تا مخلوط به درجه حرارت بالای نقطه ذوب رزین واکس برسد، سپس محلول مذاب را از روی آسیاب سه غلطکی که به وسیله ی آب خنک می شود، عبور می دهند. نتیجه ی عمل خمیر واکسی یکنواختی خواهد بود که به آسانی در ساختمان مرکب مصرف دارد.
ساخت مرکب های خمیری یا مرکب های اولئورزینی (روغنی)
تا سال های قبل از سال ۱۹۹۰ مرکب های خمیری به صورت سنتی تهیه می شد، یعنی مواد سازنده مرکب زیر هم زن ها را با رنگدانه مخلوط و خیس می کردند سپس به نحو مناسبی عمل پخش و ساخت مرکب را روی آسیاب های سه غلطکی تکمیل و انجام می دادند. از وقتی که ماشین های مدرن چاپ ساخته شد و سرعت چاپ افزایش یافت لازم شد که عمل پخش رنگدانه و مواد افزودنی مرکب نیز به نحو بهتری، با به حداقل رساندن دانه بندی و قدرت رنگی مؤثرتری انجام گیرد؛ لذا امروزه به کمک آسیاب های ساچمه ی افقی که به نام بیا میل» معروف هستند و از ساختمان خاصی برخوردارند، مرکب را به ایده آل ترین وضعیت پخش می رسانند. و با عبور دادن مجدد آن از آسیاب های سه غلطکی مرکب را با کیفیت مطلوب در بسته بندی مناسبی به بازار عرضه می کنند.
باید توجه داشت برای تهیه یک مرکب خوب با پخش ایده آل لازم است مواد اولیه محصول، اعم از رنگدانه، وارنیش ها یا رزین ها و مواد افزودنی با آگاهی، تحقیق و شناسائی کافی انتخاب شوند. برای رسیدن به این هدف امروزه در اکثر مرکب سازی های معروف گروه تحقیق بزرگ ترین نقش را در عرضه ی یک مرکب خوب بازی می کنند.
انتخاب رنگدانه
انتخاب رنگدانه یکی از حساس ترین مواردی است که باید مورد توجه قرار گیرد، از این رو خواص رنگدانه به ویژه خواص شیمیائی و فیزیکی آن و نیز میزان قدرت پخش شوندگی آن را کاملا مورد نظر قرار می دهند. انتخاب رزین های جامد و مایع نیز کاملا بر اساس آگاهی های لازم از ماشین چاپ صورت می گیرد تا که چاپ خوبی ارائه دهد. بعد از انتخاب مواد اولیه، روش خیساندن رنگدانه و تبدیل آن به مرکب کاملا یکنواخت با دانه بندی مناسب ۱-۲ میکرون نیز از اهمیتی به سزا برخوردار است.
فرمول فوق یک مول از مرکب های خمیری روغنی افست است. البته مواد افزودنی دیگری نیز ممکن است براساس نیاز، به فرمول اضافه شود که از آن جمله بوگیرها، ضد كف ها، خیس کننده ها، مواد ضد پشت زدن و غیره می باشند که یک مرکب ساز با تجربه براساس نیاز و شناخت ماشین چاپ و شرایط اقلیمی، هر مورد را انتخاب می کند و به کار می برد.
مرکب های افشان (InkJct)
این مرکب ها جدیدترین نوع مرکب چاپ هستند و از تکنولوژی پیشرفته ی برخوردارند. اساس و پایه این نوع مركبها بر مبنای سطوح چاپی مورد نظر، معمولا بر حل رزین های خاص در حلالهای اکسیژنه است که در وارنیش حاصله رنگدانه و سایر افزودنی ها را پخش می کنند و می خیسانند.
تکنیک مرکب چاپ افشان نسبتا جوان است و کاربرد آن در کلیه سطوح اعم از صنعتی، اداری و تجاری می باشد و در سالهای اخیر به طور خیلی سریع رشد کرده است.
چاپ افشان
این روش چاپ، چاپ بدون تماس است؛ یعنی فرم چاپی بدون این که با سطح چاپی تماس داشته باشد در هر ثانیه می تواند دو هزار و صد سوژه را روی سطوح مختلف اعم از جذبی و غیر جذبی چاپ کند. چاپ مرکب افشان دو نوع است:
نوع اول: چاپ مرکب افشان پیوسته (CIJ)
نوع دوم: چاپ قطرهی براساس تقاضا (DOD)
روش پیوسته دارای بالاترین سرعت و معمول ترین نوع روش چاپ بوده و بیشترین کاربرد را در صنعت و سایر موارد دیگر دارد.
چاپ مرکب افشان پیوسته
در روش مرکب «Jet» یک جت به طور عمدی ناپایدار شده و به قطرات باردار به وسیله ی یک روش کنترل شده با به کار بردن یک نوسان کننده القائی، نوعا «کریستال پیزو» تبدیل می شود. منظور از «Jet» یک شعاع ظریف پران از مرکب افشان است. در این روش خواص فیزیکی و شیمیائی مرکب برای ایجاد قطره و باردار شدن آن بسیار اهمیت دارد. یعنی مرکب ساز باید از ترکیبی استفاده نماید که بتواند کلیه خواص فیزیکی و شیمیائی لازم را در جهت ایجاد قطرهی باردار فراهم نماید. برای فهم مطلب بهتر است به صورت شماتیک ساختمان یک واحد چاپ کننده مرکب های افشان را مورد بررسی و تحقیق قرار دهیم.
در ابتداء یک شعاع ظریف افشره‌ی رنگ به خارج از سوزن مرکب پاش به محفظه الكترود باردار کننده هدایت می شود. ستون خطی مرکب «Jet» باردار شده سپس وارد میدان الکتریکی خازن می شود که در این میدان ذرات مرکب باردار شده (ذرات مرکب، بار منفی پیدا کرده اند) به طرف قطب مثبت خازن کشیده می شوند (نسبت به شدت تحریک الکتریکی در الکترود ایجاد کننده بار الکتریکی) این میزان باردار شدن بستگی به شدت نور دریافت شده از فرم چاپی مورد نظر توسط چشم الکترونیکی دارد. در نتیجه بر اساس شدت نوسانات و انحرافات حاصله توسط قطرات رنگ بدون تماس فرم چاپی در سطح مورد نظر انعکاس پیدا کرده و ثبت می گردد.
اشعه حاصل از مرکب، باریک تر از اندازه قطر موی یک انسان می باشد. سرعت این اشعه ۶۰ متر در ساعت است که قطرات در میدان الکتریکی تا حد یک میلی متر شکسته می شوند. در بسیاری از چاپگرهای تجاری، کریستال پیزوی کاربردی در ۶۴ کیلوهرتز تعداد ۶۴۰۰۰ قطره در هر ثانیه تولید می کند، در بعضی از این چاپگرها حتى تا حد یک میلیون قطره نیز تولید می شود.
این شکستن اشعه مرکب توسط تغییر ولتاژ به کار رفته در کریستال «پیزو» کنترل می شود. در نتیجه شدت نوسان تغییر می کند. نیروهای متقابل درونی مکانیکی مرکب در نتیجه ی هدایت مرکب به سوزن نازل (افشانه) موجب تشدید این نیروها تا حد /sec10 می‌شود.
این نوع مرکب ها از حل کردن جوهر رنگ در حلال K. M . E (متیل تیل کتون) و متانول، اضافه کردن مقداری رزین نیترو سلولز مخصوص حاصل می شود. یعنی اگر مقدار ۵ درصد رنگ جوهری را در مخلوط حلال K. M . E و متانول حل کرده و بدان بین ۱۵-۲۵ درصد نیترو سلولز با ویسکوزیته ی پائین اضافه کنیم یک مرکب «Jet» ساخته ایم.
این مرکب را باید از فیلتر های بسیار ظریف ۵۵ میکرون عبور داد تا هیچ گونه کلوئید یا آشغالی نداشته باشد، حلال های K. M . E و متانول هر دو حلال اکسیژنه هستند که در ساختمان مولکولی آنها حتما اتم اکسیژن وجود دارد. همین امر موجب باردار شدن مرکب در میدان مغناطیسی می گردد.
مركب فوق فقط استفاده صنعتی داشته و بیشتر برای بارکد، تاریخ مصرف، تاریخ تولید و یا چاپ مشخصات کالا روی بسته بندی کالا کاربرد دارد. اما بیشتر مرکب های مورد استفاده در رایانه ها پایه آب دارد. بنابراین از جوهرهای قابل حل در آب، همراه حلالهای اکسیژنه قابل مخلوط شدن در آب، برای کنترل زمان خشک شدن، حفظ براقیت، انتقال خوب و عدم رسوب رنگ استفاده می شود. مواد رزین در این نوع مرکب ها بیشتر آکریلیک بوده و مواد افزودنی به آن معمولا نمکهای لیتیوم و ضد اکسیداسیون می باشد.
مرکب چاپ «قطره افشان به تقاضا»
از این مرکب چاپ در ماشین های چاپ «Jet» که دارای نازل های موازی هم و به تعداد زیاد در کنار هم قرار گرفته است، استفاده می شود که همگی در قسمت «نوک چاپ» یا کله گی دستگاه چاپ قرار گرفته اند و مرکب به صورت موازی در آنها تزریق می شود و هماهنگ در یک لحظه ذرات مرکب را تولید می نماید و سوژه ها در نتیجه ی تجمع و ترکیب ذرات ساخته می شوند.
این روش در مقایسه با روش «CIJ» (جوهر افشان مدام یا پیوسته) که سوژه از مجموعه ی یک سری ذرات در آن واحد ساخته می شود با روش قطرهی، قطرات یکی یکی نقطه را به وجود می آورند متفاوت با «CIJ» در مکانیسم نازل «سر چاپ» جهت تولید قطره می باشد. مکانیسم به کار گرفته تجاری شوک بلور پیزو جهش حرارتی شیر افشان، ذوب حرارتی در مجموع توجیه کار جوهر افشان قطره به تقاضا» می باشد.
در این نوع چاپ سرعت، پرتاب فاصله و نمایش مرکب بسیار اهمیت دارد. در روش (تولید قطره به تقاضا) در مقایسه با (چاپ افشان پیوسته) سرعت چاپ روش (تولید قطره به تقاضا) کمتر از روش «مدام» و فاصله ی پرتاب کمتر، و مانند میلیمتر در مقایسه با سانتی متر می باشد.
تحریک یا شوک دادن به کریستال پیزو یکی از ساده ترین شکل های (DOD) است که شامل نوک چاپ با نازل باز و کانال می باشد. در نهایت قطرهی مرکب از طریق کانال های موئین به وسیله ی عمل تحریک، شوک و نوسان کریستال پیزو تزریق می شود.
در صورت مرکب حرارتی یا افشان حبابی که به صورت عموم شناخته شده است کریستال پیزو با یک واحد گرم کن در دیواره‌ی کانال موئین قرار داده می شود.
واحد گرم کن که به وسیله ی یک سیگنال برقی تحریک می شود موجب انتقال انرژی به مایع شده در نتیجه حبابی را به وجود می آورد که به سرعت رشد پیدا می کند و موجب پیدایش یک قطره از مرکب می گردد که از نوک صادر می شود.
در روش چاپ (قطره به تقاضا) به صورت شیر بسته، یک شیر در نازل قرار داده می شود که مرکب را در داخل کانال های موئین تحت فشار نگهداری می کند. به محض این که شیر از طریق یک سلونوئید الکتریکی تحریک شود باز می گردد و در نتیجه تعداد زیادی از قطرات مرکب تزریق و آزاد می شود.