قابلیت های چاپ و واکنش های پوشش جوهر در چاپ جوهر افشان- بخش یک

در مقالاتی که تا کنون به نظرتان رسید به مباحثی اشاره شد که تقریبا در چاپ جوهرافشان جنبه ابتدایی و پایه ای داشت. در سلسله مقالاتی که به حضورتان تقدیم می شود سعی می کنم با دیدگاه علمی تر و بطور سیستماتیک به موضوع چاپ جوهر افشان بپردازم. این نکته را هم متذکر شوم که مجموعه ای را که در صدد تقدیم آن به علاقمندان چاپ جوهر افشان هستم، در واقع برداشتی از منابع گوناگون می باشد، که امیدوارم با اضافه کردن بخشی در مورد کارتریج های جوهر و چیپ مربوط به آن بتوان آنرا به عنوان اولین منبع فارسی در مورد این صنعت در نظر گرفت.
● خلاصه
چاپ جوهر افشان در واقع پروسه ای دجیتال است که در طی آن جوهر توسط یک سیستم پاشنده جوهر که توسط سیگنالهای الکتریکی تحریک می شود، مستقیما بر روی مدیا پاشیده می شود و ایجاد تصویر می نماید. اغلب جوهرهای چاپ دارای ویسکوزیته و کشش سطحی پائینی هستند. که موجب می شود مقدار پاشش بیشترو همچنین سطح بیشتری برای چاپ و نفوذ در مدیا را در بر بگیرد.
هدف از این مقاله، مطالعه روشهای کنترل جذب و تنظیم رفتار جوهر در برخورد با مدیایی است که توسط مواد مخصوصی جهت مناسب نمودن چاپ جوهر افشان پوشش داده شده است. همچنین توجه بیشتری به مناسب بودن سطح قابل چاپ برای ایجاد تصویر با کیفیت بالا توسط جوهرهای با پایه آب، مبذول شده است.
در مقایسه با کاغذ معمولی، کاغذی که توسط پلی وینیل الکل (PVOH) پوشش داده شده است قابلیت نمایش طیف بیشتری از رنگ و وضوح بهتری دارد، این خواص با توجه به خاصیت رول شدن لایه پوشش داده شده که با روش های ساده میکروسکوپی و ESCA یا Electron Spectroscopy for Chemical Analysis بررسی شده به اثبات رسیده است. با آنالیزی که توسط روش ESEM یا Environment Scanning Electron Microscope صورت گرفته به پیچیدگی های پوشش با پلی وینیل الکل پی می بریم و به این نتیجه می رسیم که میزان سیالیت جوهرها در زمان پوشش به درجه پوشش پلی وینیل و غلظت آن بستگی نیز دارد. اگر برای مناسب نمودن سطح کاغذ برای چاپ جوهر افشان از پلی وینیل خالص استفاده کنیم، سطح کاغذ گلاسه خواهد شد. میزان گلاسه شدن کاغذ در این حالت ۲ تا ۸ برابر نمونه های رایج در بازار هست که این وضعیت موجب طولانی شدن زمان خشک شدن جوهر و ایجاد ترک در چاپ با جوهر پیگمنت می شود.
اگر برای پوشش کاغذ از ژل غیر بلوری سیلیکا به همراه ماده چسبنده ای استفاده نمائیم، در واقع شکل جدیدی از نظر ساختمان پوششی که دارای منافذی بزرگ و سطح زبری (Macro- Roughness) که حاصل ذرات خشک شده سیلیکا است به دست می آید که موجب می شود قطرات جوهر جذب گردد و همچنین زمان گسترش یافتن جوهر در سطح کاهش پیدا کند. این خصوصیت برای به دست آوردن چاپی با وضوح بالا بسیار دارای اهمیت است. سطح زبر اشاره شده موجب می شود که جوهر به شکل تقریبا توده بزرگی در ساختمان خاص بلوری آن گسترش پیدا کند و حاصل آن ضخیم شدن خطوط خواهد بود. در نهایت وقتی عمل جذب و گسترش جوهر پایان گرفت، بخشی از جوهر منفوذ در لایه زبر توسط همان لایه پوشیده می شود و موجب می گردد تا از سطح طیف رنگ کاسته شود.
در مطالبی که در ادامه می آید، سعی خواهم کرد تا مطالب فوق را به صورت واضح و مستند خدمتتان ارائه دهم. ضمنا با توجه به اینکه متاسفانه منابع محدودی در این مبحث در اختیار دارم، از علاقمندان و متخصصین این رشته درخواست می کنم تا با ارائه نظرات ، انتقادات و پیشنهاد های خود بنده را بی بهره نگذارند و موجب ارائه مجموعه ای قابل قبول در سطح علمی بین المللی شوند.
مدیا های جوهر افشان
به جرات می توان گفت که تکنولوژی چاپ جوهر افشان ، رشته ای از صنعت چاپ است که در آن تخصص های گوناگون مهندسی و علوم کاملا در این زمینه فعالیت و دخالت دارند.
اکثر سطوح قابل چاپ هستند. ولی در این بین، چاپ بر روی کاغد از آماری به مراتب بیشتر از دیگر سطوح برخوردار است. از طرف دیگر ماهیت جوهرهای مورد استفاده در این صنعت به گونه ای است که بر روی سطح کاغذ فعال و نفوذ پذیرند.
کیفیت چاپ عمیقا به گسترش قطرات جوهر در موقع برخورد با سطح قابل چاپ دارد که این گسترش به خصوصیات جوهر( کشش سطحی و ویسکوزیته) و چگونگی جذب جوهر توسط میدیا ( قابلیت جذب ، زبری و تخلخل ) وابسته است.
تمامی جوهرهای مربوط به چاپ جوهر افشان مانند سطوح کاغذهای معمولی آنیونی هستند. بنابراین جذب جوهر به کاغذ موجب بروز مشکلاتی از جمله پیچیدگی کاغذ، ورم کردن محل برخورد جوهر و زمان طولانی خشک شدن می شود.
ماده رنگینه موجود در جوهر باید در زمان چاپ به سرعت از محلول جداشده و با سرعت کم در بافت کاغذ نفوذ نماید. اما اگر حرکت ماده رنگی در بافت به سرعت صورت گیرد موجب می شود تا نتیجه چاپ کیفیت پائینی داشته باشد که اصطلاحا به آن Poor Optical Density می گوئیم.
از طرف دیگر نفوذ کند ماده رنگی در بافت کاغذ موجب مشکلات دیگری از جمله قرار گرفتن رنگهای دیگر بر روی رنگ تزریق شده قبلی، افزایش امکان گسترش ماده رنگی در سطح، ناهمواری سطح چاپ به دلیل تزریق های پی در پی بر روی پاشش های قبلی و نهایتا افزایش عرض خطوط می گردد. بنابراین، ساخت و تولید کاغذ چاپ در واقع پروسه ای مهم و قابل توجه ای است که کنترل سرعت نفوذ جوهر و گسترش آن اهمیت فوق العاده ای دارد که کنترل این عوامل به خواص لایه پوشش داده شده بر روی کاغذ مرتبط است.
کاغذ مناسب برای چاپ جوهر افشان می باید دارای خصوصیات زیر باشد.
ـ ایجاد تاخیر مناسب برای جلوگیری از نفوذ سریع جوهر در بافت کاغذ.
ـ تامین شرایطی که ماده حلال رنگ برای تسریع درعمل خشک شدن به سرعت وارد بافت کاغذ شود.
ـ ممانعت از ایجاد شرایطی که جوهر وارد جوهر پاشش شده مجاور خود گردد.
ـ مقاومت در مقابل عوامل محیطی مضر برای چاپ مانند رطوبت و رنگ پریدگی.
بر خلاف روش های دیگر چاپ، در روش چاپ جوهرافشان صاف بودن سطح کاغذ دارای آنچنان اهمیتی نیست. بطور قطع تمایل کاغذ چاپ جوهر افشان در جذب جوهر با خصوصیاتی که قبلا عرض کردم از اهمیت بیشتری نسبت به صیقل بودن سطح کاغذ برخوردار است.
کاغذها در چاپ جوهر افشان به چهار گروه تقسیم بندی می شود. این چهار گروه عبارتند از: کاغذ معمولی، کاغذ چاپ جوهر افشان، کاغذ های طرح دار(Fine Art) و کاغذهای پوشش دار یا Coated Paper.
کاغذ معمولی، کاغذی است که در چاپ با پرینترهای لیزری و یا دستگاههای کپی استفاده می شوند. ماده اصلی برای ساخت این قبیل کاغذها خمیر چوب است که معمولا با یک نوع رزین یا صمغ پوشش داده شده اند. کاغذ چاپ جوهر افشان نسبت به کاغذ معمولی برای اینگونه چاپ مناسبتر است و سطح آن از موادی پلیمری یا رنگی پوشیده شده که این پوشش سطح مناسبتری را برای جذب جوهر ایجاد می نماید.
در مورد کاغذهای Fine Art این موضوع را متذکر شوم که این اسم قبلا فقط به نوعی از کاغذ اطلاق می شد که سطح آن شباهت به بوم نقاشی داشت ولی امروزه کاغذهای دیگری که بر روی آن طرحهایی مانند طرح شطرنجی، ماسه ای و یا چرم قرار دارد وارد این شاخه از کاغذهای Fine Art شده است. به کاغذهایی که شبیه بوم نقاشی و یا پارچه است Canvas گفته می شود که ساختار آن از کتان (Alpha- Cellulose) است. میزان بافت های این نوع کاغذ بسیار متنوع می باشد و بیشتر برای چاپ آثار نقاشی و هنری کاربرد دارد و چاپ بر روی این قبیل کاغذها توسط جوهرهای Dye صورت می گیرد. هر چند بر اساس آخرین تماس با یکی از تولید کنندگان جوهر مطلع شدم که نوعی جوهر پیگمنت مناسب برای چاپ بر روی کاغذهای Fine Art اخیرا ساخته شده است.
کاغذهای پوشش دار Coated Inkjet Paper کاغذهایی است که برروی سطح قابل چاپ آن پوششی مناسب برای جذب و کنترل جوهر کشیده شده است. پوشش مزبور باعث می شود که رنگهای بکار رفته کاملا مشهود و همچنین وضوح رنگ و چاپ از کیفیت مطلوبی برخوردار باشد. پایه این قبیل پوشش می تواند سیلیکا (اکسید سیلیسیوم)، آلومین (اکسید آلومینیوم)، دی اکسید تیتانیوم، کربنات کلسیم و یا پلیمرهای متنوع باشد.
در اینجا با دو نوع تکنولوژی پوشش کاغذ روبرو می شویم. نوع اول، پوششی است که در سطح آن منافذ ریز یا وجود ندارد ویا شمار آن کم است. به این نوع پوشش Nonporous می گویند که پایه این نوع پوشش پلیمرهای آلی است. جوهر در برخورد با این نوع پوشش به صورت برآمدگی هایی بر روی کاغذ باقی می ماند. با توجه به اینکه این نوع پوشش از گسترده شدن جوهر در سطح جلوگیری می نماید، موجب می شود که رنگهای چاپ شده درخشندگی داشته باشند و با توجه به حجم جوهر موجود در سطح، عوامل آلاینده محیطی کمتر بر روی آن اثر بگذارند. از طرف دیگر جوهر موجود در سطح در مقابل سایش مقامت بسیار کمی خواهند داشت. Nonporous برای چاپ توسط جوهرهای Dye مناسب است.
در مقابل روش پوشش دادن به سبک مایکروپروس Micro porous ، با توجه به اینکه در سطح آن دارای منافذ بسیاری است، تمایل بیشتری به جذب سریع جوهر دارد، بنابراین عمل خشک شدن با سرعت بیشتری نسبت به روش قبلی انجام می شود. از جمله مزایای دیگر پوشش مایکروپروس در مقابل نان پروس آن است که حالت گلاسی کاغذ حفظ می شود و همچنین سطح کاغذ به دلیل نفوذ سریع جوهر دچار چروک نمی گردد.
در پوشش مایکروپروس، به دلیل حضور ذرات پراکنده در ماده چسبناک مخلوط با آن، مانند استات پلی وینیل یا پلی وینیل الکل منافذی ایجاد می شود که این منافذ در واقع راههای نفوذ جوهر را فراهم می سازد که نتیجه آن خشک شدن سریع و ایجاد شرایطی است که رنگهای مختلف از همدیگر متمایز شوند. چاپ به دست آمده بر روی چنین پوششی ، منتج به ایجاد تصویری با کیفیت بالا و همچنین تصویری دلخواه با ماهیتی گلاسه و یا مات خواهد شد. ضمنا این نوع پوشش چه در چاپ با جوهرهای دای و چه با جوهر های پیگمنت نتیجه مناسبی می دهد.

کامران بهین آئین