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

قطعا قیمت تمام شده هر محصول به میزان کاری که روی آن شده رابطه مستقیم دارد. قیمت مربوط به مدیا های مناسب چاپ جوهر افشان نیز از این قاعده مستثنی نیست. هرچه لایه پوشش داده شده بر روی کاغذ از کیفیت بالاتری برخوردار باشد، قیمت کاغذ افزایش پیدا می کند. با توجه به انواع کاغذ های موجود در بازار، نظرتان را به نمودار زیر جلب می نمایم.
کاغذهایی که از پوششی با ضخامت کم برخوردارند، مانند کاغذ روزنامه، جوهر را به سرعت جذب می کنند و موجب می شوند تا الیاف کاغذ از فرم خود خارج و به نوعی متورم شده که در سطح کاغذ به شکل سطوحی پف کرده به نظر آیند. از طرف دیگر، پوشش ضخیم باعث می شود تا ماده حلال و رنگی در سطح باقی بمانند تا ضمن ایجاد اختلال در عمل خشک شدن، روند گسترش ماده رنگی در جهات X و Y قابل کنترل نباشد.
شاید توضیح این موضوع در اینجا لازم باشد که ماهیت نوع ماده پوشش دهنده در کاغذهای معمولی که برای ماشین های کپی یاچاپگرهای لیزری (کاغذهای با کاربرد اداری) به کار می رود با ماده پوشش دهنده کاغذهای مناسب چاپ جوهرافشان کاملا متفاوت است. البته ممکن است کاغذهای اداری داری پوشش باشند و یا نباشند. نظر به اینکه این سری مقالات مربوط به مدیاهای مناسب چاپ با پرینترهای جوهر افشان است بنابراین در مورد پوشش کاغذهای اداری فقط در موقع لزوم به آن اشاره ای می کنم.
کاغذی که بر اساس آزمایش (HST (Hercules Size Test ، نتیجه ای بیش از عدد ۲۰۰ ثانیه بدهد برای چاپ جوهر افشان مناسب است. در مورد آزمایش HST امیدوارم موقعیتی بدست آورم تا توضیحاتی را خدمتتان عرضه نمایم. در این مورد پیشنهاد می کنم تا به منبع ذیل مراجعه فرمائید:
۱) Rahman, L., "Factors Affecting the Performance of inkjet papers", proceeding from Spring Technical Conference and Trade Fair, Chicago, IL, USA, PP-۱۹ (۲۰۰۳).
۲) Bares, S.J., and Rennels, K.D., "Papers Compability with Next Generation Ink-Jet Printers", TAPPI Journal, ۷۳(۱), ۱۲۳-۱۲۵ (۱۹۹۰).
۳) Bares, S.J., "Printing on Plain Paper with a Thermal Ink-Jet Printer", Hewlett- Packard Journal, (۱۹۸۸).
به هرحال، پوششی که برای کاغذهای معمولی استفاده می شود، معمولا الکل پلی وینیل (PVOH) است ولی باید متذکر شوم که این نوع پوشش برای چاپ با کیفیت بالا مناسب نیست و در واقع باید از یک نوع Coating مناسب استفاده نمود.
● پوشش Coating مناسب چاپ جوهر افشان
در سال ۱۹۹۸، زمانی که تحول در ساخت کاغذهای جوهر افشان در مراحل ابتدایی خود بود، لین و آسپلر[ Lyne, M.B.,and Aspler,J.S., "Paper for ink jet printing", TAPPI Journal, ۶۸(۵), ۱۰۶-۱۱۰ (۱۹۸۵)] عنوان نمودند که: " کاغذی که برای چاپ جوهر افشان مناسب است باید تمایل به پذیرش جوهر با پایه آب را داشته و دارای منافذی باشد تا جوهر در آن نفوذ کرده و از گسترش آن تا اندازه مورد لزوم جلوگیری نماید و همچنین دارای ساختمان میکروسکوپی نباشد، همچنین پوشش توسط اکسید سیلیسیوم به نظر می آید که بهترین نوع پوشش برای چاپ جوهر افشان با جوهرهای با پایه آب است".
امروزه کاغذهایی که برای چاپ جوهر افشان ساخته می شود بر مبنای همان تئوری فوق الذکر بنا گردیده، حتی پوشش هایی از نوع کائولین، کربنات کلسیم و دی اکسید تیتانیوم که عموما برای ساخت کاغذهای مخصوص چاپ جوهر افشان استفاده می شود، داری جمیع شرایط فوق الذکر نیستند و بنابراین با اقبال تولید کنندگان روبرو نشده زیرا اصولا نوع گستردگی منافذ از ترتیبی پراکنده برخوردار و همچنین دارای قطر کمی هستند. در پوشش با مواد مذکور برای ایجاد سطحی گلاسه و صاف می باید قسمت پوشش داده شده یک نوع غلطک کاری شود که این عمل موجب می شود تا معایب ذکر شده در این روش بیشتر شود.
بطور کلی مواد تشکیل دهنده پوشش کاغذ شامل سه ترکیب است:
۱) ترکیب اصلی که متخلخل است.
۲) ماده چسبناک پلیمری
۳) افزودنی فعال کاتیونی.
● ترکیب اصلی.
اکسید سیلیسیوم یا (SiO۲) ، متشکل از دو ماده ای است که به وفور در طبیعت موجود است. این دو ماده عبارتند از سیلیکون و اکسیژن. اکسید سیلیسیوم به صورت کریستاله ، غیر کریستال یا به شکل سنتتیک موجود است که نوع اخیر آن از دهه۱۹۶۰ به دلیل ایجاد براقی و شفافیت در پروسه تولید وبه دست آوردن محصولی مناسب برای چاپ با کیفیت بالا مورد توجه تولید کنندگان کاغذ قرار گرفته است.
در سالهای بعد، اکسید سیلیسیوم و ترکیبات هم خانواده آن به شرحی که در جدول زیر آمده مورد استفاده کارخانجات تولید کاغذ جوهر افشان قرار گرفت.
ترکیبات اکسید سیلیسیوم / توضیحات
اکسید سیلیسیوم کلوئیدی / در پایان به ذرات نان پروس غیر بلوری اکسید سیلیسیوم به ابعاد ۷-۱۰۰ نانومتر تقسیم می شود.
بخار اکسید سیلیسیوم / درپایان به ذرات نان پروس غیربلوری اکسید سیلیسیوم به ابعاد ۵-۴۰ نانومتر تقسیم می شود.
بلورشیشه اکسید سیلیسیوم / پوشش دارای پایداری شیمیایی، مقاومت در مقابل شوکهای حرارتی و قابلیت انتقال حرارتی (Fused Silica) پائین است.
ژل اکسید سیلیسیوم / لایه ای دارای حفره های زیاد غیربلوری با اکسید سیلیسیوم خالص بر روی کاغذ ایجاد می کند.
اکسیدسیلیسیم خالص آسیاب / از سنگ یا پودر اکسید سیلیسیوم تهیه می شود که به آن اکسید سیلیسیوم غیر بلوری نیز گفته شده می شود
اکسید سیلیسیوم رسوبی / ترکیبی است داری منافذ بسیار و غیر بلوری که شامل بیش از ۹۸درصد اکسید سیلیسیوم است. ذرات آن به اندازه ۵۰-۱۰۰ میکرون است.
با توجه به اینکه پوشش مورد نظر ما دارای چه تعدادی از منافذ ، گسترده گی و همچنین توزیع منافذ در سطح پوشش از چه شکلی برخوردار و قطر منفذ چه اندازه ای باشد، می توان از یکی از روشهای فوق الذکر استفاده نمود. ژل اکسید سیلیسیوم و یا اکسید سیلیسیوم رسوبی برای ایجاد کاغذ های مات (کوتد مات) و بخار یا اکسید سیلیسیوم کلوئیدی برای تولید کاغذهای براق (کوتد گلاسی) به کار می رود.
در زمان پوشش دادن کاغذ یکی از موارد مهم مقدار ذرات جامد در ترکیب ماده تهیه شده برای عمل پوشش می باشد. این موضوع به این دلیل است که وجود ذرات جامد تعیین کننده ویسکوزیته و همچنین مانع جذب آب به ترکیب مناسب برای پوشش است. وجود ذرات جامد و عدم جذب آب مانعی برای کنترل ویسکوزیته می باشد.
اگر مایع مهیا شده برای پوشش دارای مقدار بیش از ۱۵ تا ۲۰ درصد ذرات جامد باشد، آنوقت روندگی و در نتیجه عمل پوشش با اختلال همراه خواهد بود. درنظر داشته باشید که مایع تهیه شده برای پوشش به دلیل وجود منافذ زیاد میل شدیدی به جذب آب دارد و اشباع شدن این منافذ موجب می شود تا ترکیبی خمیری و مناسب برای عمل پوشش داشته باشیم.
Reference: Londo, M., "On- Machine Coating of Inkjet Paper Possible with Modified Kaolin", Pulp & Paper Journal, ۷۴(۵), ۳۷-۴۳ (۲۰۰۰).
اخیرا، بعضی از فروشندگان، به جای اکسید سیلیسیوم نوعی پودر پیگمنت مناسب برای پوشش را عرضه می کنند که ذرات آن دارای شکل، اندازه و خصوصیات سطحی مناسبی است که به طرق مکانیکی، شیمیایی، مکانیکوشیمیایی یا حرارتی ایجاد گردیده. در واقع هدف از ارائه چنین محصولی به بازار به عنوان جایگزین اکسید سیلیسیوم یک یا چند علت از موارد زیر می باشد.
ـ قیمت محصول جدید مناسبتر از اکسید سیلیسیوم است.
ـ محصول جدید نیاز کمتری به ماده چسبناک برای پوشش دارد.
ـ در ترکیب ماده چسبناک احتیاج کمتری به PVOH به عنوان ماده همراه چسب دارد.
ـ وابستگی کمتری به افزاینده های کاتیونی دارد.
ـ دارای ذرات جامد کمتری است.
ـ سرعت کار با استفاده از ماشین برای پوشش دادن بیشتر است.
به عنوان مثال، نوع پودر پیگمنت مورد بحث می تواند از کربنات کلسیم، کربنات کلسیم رسوبی یا زئو لیت باشد که هیچ کدام به شکل تجاری تا کنون مورد تائید قرار نگرفته است.
در بخشهای آتی این سلسله مقالات به انواع مواد دیگر برای پوشش دادن میدیا های جوهر افشان خواهم پرداخت.

نویسنده: کامران بهین آئین