Fattori e caratteristiche che possono influenzare la stampa offset e rotooffset delle carte patinate: 1°PARTE

di Nino Ciaglia (9° Corso di Tecnologia per Tecnici Cartari edizione 2001/2002 Scuola Interregionale di Tecnologia per Tecnici Cartari; Via Don G. Minzoni, 50 - 37138 Verona)

PRIMA PARTE:

1 - Introduzione

1.1 - Stampabilità della carta

2 - Macchinabilità

2.1 - Impasto fibroso

2.2 - Caratteristiche meccaniche

2.3 - Resistenza allo strappo, abrasività e spolvero superficiale

2.4 - Planarità

2.5 - Imbarcamento

2.6 - Resistività Elettrica

SECONDA PARTE:

3 - Inchiostrabilità

3.1 - Liscio e voluminosità

3.2 - Speratura

3.3 - Assorbenza

3.4 - Bagnabilità

3.5 - Collatura

3.6 - Alcalinità della patina

3.7 - Doppio viso

3.8 - Marezzatura

3.9 - Righe di patina e sfiammature

3.10 - Marcature di calandra

TERZA PARTE:

4 - Evidenziabilità d’immagine

4.1 - Grado di bianco

4.2 - Opacità e coefficiente di diffusione

4.3 - Lucido

1. Introduzione

1.1 Stampabilità della carta

I fattori che determinano la qualità di uno stampato sono carta, inchiostro, forma stampante e funzionamento della macchina da stampa nel suo complesso.

Analizzare e porre nella giusta prospettiva i quattro parametri sopra citati porterebbe l’efficienza di un processo di stampa ad un livello qualitativo  elevato.

Lasciando allo stampatore il controllo e le valutazioni delle relative caratteristiche degli inchiostri, forme di stampa e macchine da stampa, si vuole in questo elaborato considerare l’insieme delle caratteristiche e fattori elementari della carta che influenzano la sua “potenziale” idoneità ad essere adeguatamente stampata in un determinato processo di stampa.

Con tale impostazione la stampabilità di una carta dovrà essere correlata non ad un particolare risultato di stampa effettivamente conseguito, cioè alla qualità di stampa reale di uno stampato, ma al risultato di stampa potenzialmente conseguibile nelle migliori condizioni pratiche, in base alle caratteristiche intrinseche della carta sperimentalmente determinabili.

La stampabilità è quindi una proprietà potenziale, nel senso che si concretizza, ai fini del conseguimento di una determinata qualità di stampa, soltanto all’atto della stampa.

Le valutazioni della stampabilità della carta ottenute da prove di laboratorio possono quindi essere modificate da adeguate caratteristiche  o regolazioni dei fattori che contribuiscono a determinare insieme alla carta la qualità di stampa di una produzione industriale.

Va comunque precisato che la stampabilità di una carta non potrà mai essere quantificata con un singolo valore numerico univoco ed assoluto, ma attraverso un giudizio ragionato in base alla valutazione ed alle successive interpretazioni dei risultati di misura delle caratteristiche della carta ritenute più significative in relazione al processo di stampa cui essa è destinata.

La valutazione della stampabilità di una carta dovrà essere fatta in relazione ad un particolare processo di stampa alla relativa tiratura ed ai risultati che si vogliono ottenere, mettendo in evidenza tre differenti aspetti che possono caratterizzarla in base alle singole caratteristiche di essa che influenzano le singole fasi del processo e cioè la macchinabilità, l’inchiostrabilità e l’evidenziabilità dell’immagine.

La Macchinabilità non è altro che la capacità fisico-meccanica che il foglio o il nastro di carta deve avere per far si che durante il processo di stampa non dia adito a difetti quali stampe fuori registro, rotture, accartocciamenti, grinze, vescicazioni, strappi superficiali, ecc.

L’Inchiostrabilità è la capacità che la carta deve avere in relazione alla ricettività dell’inchiostro ad essa trasferito dalla forma stampante.

Rappresenta cioè l’idoneità più o meno elevata a stabilizzare sulla sua superficie in un tempo più breve possibile, e nel modo più omogeneo l’inchiostro senza difetti di riproduzione.

Quindi essenzialmente tale capacità è legata a caratteristiche superficiali quali liscio, finitura superficiale come la patinatura e sua composizione chimica, ma anche legato alla sua struttura più o meno porosa, o più o meno assorbente, ecc.

L’Evidenziabilità dell’immagine. I fattori della carta che possano influenzare tale aspetto della stampabilità sono il grado di bianco, l’opacità e il lucido.

Essi anche se non influiscono direttamente sul corretto andamento del processo di stampa caratterizzano il risultato qualitativo finale principalmente dal punto di vista ottico. Infatti con valori alti delle tre caratteristiche si conferisce all’immagine stampata nitidezza e contrasto e si impediscono fenomeni di visibilità della stessa nel retro del foglio.

Quanto esposto si può riunire nel seguente schema:

2. Macchinabilità

Passeremo ora ad elencare le diverse caratteristiche della carta con i possibili difetti che influenzano l’uno o l’altro aspetto della stampabilità sottolineando l’importanza che riveste l’uniformità e la continuità che il foglio o il nastro di carta deve avere su tutto la sua estensione.

La macchinabilità non è altro che la capacità fisico-meccanica che il foglio o il nastro di carta deve avere per far si che durante un processo di stampa non dia adito a difetti quali stampe fuori registro, rotture, accartocciamenti, grinze, vescicazioni, strappi superficiali, ecc.

2.1 Impasto fibroso

La natura dell’impasto fibroso, cioè i tipi e le relative percentuali dei materiali utilizzati nella fabbricazione della carta è uno degli elementi fondamentali che influisce direttamente ed indirettamente sui tre fattori che determinano la stampabilità di una carta.

Le materie prime sono: le cellulose di conifere o di latifoglie, la pasta legno, cariche (carbonati, caolini, ecc.) e/o materiali di macero (scarti di lavorazione).

L’uso più o meno elevato nell’impasto di uno di questi elementi da seguito a risultati differenti del supporto cartaceo.

Per esempio: la presenza di pasta legno non sarebbe da ritenere particolarmente vantaggiosa, in quanto essa ha una resistenza meccanica piuttosto bassa e non può essere sviluppata per mezzo di un processo di raffinazione.

In compenso tuttavia essa, possiede un volume specifico molto alto e, quindi elevata compressibilità e lisciabilità, una buona opacità, ed una moderata igroespansività. Per tali caratteristiche che nel loro complesso conferiscono alla pasta legno buoni requisiti di stampabilità legati al fatto che essa ha anche un costo non elevato rispetto alle altre materie fibrose, trova impiego tra le altre carte anche nella patinate, offset e rotoffset che non sono destinate a durare a lungo. Le fibre cellulosiche sono invece dell’impasto fibroso l’elemento portante e indispensabile. Esse in seguito al processo di raffinazione, conferiscono al supporto cartaceo una elevata resistenza meccanica e grazie al processo con cui sono state ottenute si ottengono elevati gradi di bianco stabili nel tempo.

D’altro canto però non hanno una grande opacità, e la loro igroespansività è più elevata; di tale caratteristica bisogna tenere conto in produzione per far si che il nastro di carta prodotto non abbia difetti di planarità e di stabilità dimensionale. Carte offset e rotoffset costituite da sole fibre di cellulosa sono ritenute più pregiate rispetto a quelle che contengono anche la pasta legno.

2.2 Caratteristiche meccaniche

La caratteristica meccanica è forse uno dei più importanti requisiti che si richiede al nastro di carta da stampare in rotoffset.

Infatti in tale processo di stampa è necessario che il nastro di carta sopporti le sollecitazioni a trazione del processo senza incorrere in rotture.

La carta quindi dovrà presentare buone caratteristiche di resistenza a trazione longitudinalmente al senso di stampa, per essere in grado di assorbire le brusche sollecitazioni, unitamente ad una elevata resistenza alla lacerazione, in modo da minimizzare gli effetti dovuti a qualche imperfezione ai bordi del nastro.

Nel sistema di stampa offset, in cui la presenza dell’acqua di bagnatura rappresenta già di per se un fattore che indebolisce i legami tra le fibre, è richiesta una buona resistenza meccanica.

Il processo di fabbricazione della carta su macchina continua conferisce un preferenziale orientamento delle fibre nella direzione di fabbricazione:

questo determina pertanto l’anisotropia della carta cioè il differente comportamento fisico-meccanico nella direzione di fabbricazione o longitudinale rispetto alla direzione trasversale. In particolare la resistenza a trazione e la rigidità sono sempre maggiori nella direzione longitudinale, mentre la resistenza allo sgualcimento (o resistenza alle doppie pieghe) lo è quasi sempre; l’allungamento, la resistenza alla lacerazione e l’igroesponsività sono invece sempre più elevati nella direzione trasversale. A conferire il differente comportamento della carta nelle due direzioni, oltre che il preferenziale orientamento delle fibre nella direzione di fabbricazione, contribuiscono anche fattori importanti quali il tiro cui è sottoposto il foglio lungo la macchina continua e il restringimento che esso subisce in seccheria nella direzione trasversale.

Tali fattori introducono infatti nel foglio tensioni fra i legami interfibra che risultano diversamente distribuite nelle due direzioni.

Il comportamento elastico a trazione, conseguito ad un idoneo valore di rigidità, è importante per evitare deformazioni della carta al distacco della forma stampante, particolarmente nella stampa offset da foglio a causa della elevata peciosità degli inchiostri utilizzati e per il fatto che in offset, siccome la direzione di stampa coincide generalmente con la direzione trasversale della fabbricazione della carta, il foglio viene ad essere sollecitato a trazione nella direzione in cui la resistenza meccanica risulta minore; se la deformazione è irreversibile si possono verificare difetti di registro nella stampa dei successivi colori.

La valutazione dei risultati delle prove di laboratorio per i relativi e differenti tipi di resistenza meccanica della carta e cioè resistenza alla trazione, alla lacerazione, allo scoppio, alla flessione allo sgualcimento dovranno essere effettuati tenendo conto del particolare impiego che la carta in esame avrà sul processo di stampa.

2.3 Resistenza allo strappo, abrasività e spolvero superficiale

Se le fibre del supporto cartaceo non hanno resistenza lungo l’asse Z del nastro o peggio la patina non è ancorata adeguatamente ad esso, durante la stampa nel momento che il cilindro gommato si distacca dal foglio, dà origine al rilascio di particelle di pigmento sotto forma di polvere o scagliette; è l’inchiostro l’elemento che esercita una trazione sulla superficie della carta tanto più grande quanto più elevato risultano la peciosità di esso e la velocità di stampa: se l’inchiostro è troppo pecioso e la velocità di stampa è elevata la forza necessaria per suddividere l’inchiostro in due strati, cioè quello che resterà sulla carta e quello che resterà sul cilindro gommato, potrà risultare più elevata delle forze con cui risultano legate le fibre e gli strati superficiali della carta, e nel caso la carta patinata è più elevata delle forze di coesione della patina e del suo ancoraggio al supporto ciò da origine a distacco di particelle, formazione di vesciche fino alla delaminazione del foglio nel caso di carta stampata in rotoffset dove tale fenomeno è accentuato dall’alta velocità della macchina da stampa.

Il distacco di queste fibre e particelle di cariche minerali si possono manifestare anche durante la trasformazione e lavorazione nel processo

cartario per esempio durante il taglio della carta in formato.

Nel processo di stampa la presenza di spolvero di particelle che vanno a depositarsi sulle varie parti della macchina e maggiormente sul telo gommato provoca oltre a difetti di stampa, che si manifestano con la comparsa di piccole zone non inchiostrate particolarmente evidenti in corrispondenza delle zone a fondo pieno dello stampato, anche frequenti fermi di macchine finalizzati al contenimento di tali fenomeni o peggio danneggiamenti delle forme stampanti se lo spolvero è di natura abrasiva.

Tali particelle possono essere costituite da granuli grossolani, sfuggiti all’epurazione dell’impasto, che in genere sono presenti in numero piuttosto contenuto, oppure risultano costituiti da granuli fini distribuiti uniformemente nel corpo della carta, come è il caso di particelle di silicati contenuti nel caolino come impurezze. Per far si che il supporto cartaceo non dia origine a tali difetti bisogna che nell’impasto ci siano leganti come amido o carbossimetilcellulosa oppure si dovrà collare superficialmente la carta. Per quanto riguarda la patina: è dalla sua composizione, concentrazione e quantità di legante che potranno scaturire o saranno eliminati tali inconvenienti.

Nella stampa offset tale difetto viene particolarmente evidenziato in quanto la presenza dell’acqua di bagnatura rappresenta già un fattore che indebolendo i legami tra le fibre degli strati superficiali della carta favorisce il manifestarsi di tali inconvenienti, quindi l’uso di collature che rallentano la penetrazione dell’acqua nel supporto impartiscono una maggior tenacità e riducono la possibilità che l’inconveniente si manifesti.

2.4 Planarità

La mancanza di uniformità nella direzione di orientamento delle fibre, e di conseguenza delle proprietà elastiche locali del foglio lungo la direzione trasversale del nastro di carta è una delle cause principali dei difetti di planarità della carta.

Tale difetto può vie accentuato ed evidenziato dalla differenza che c’è tra l’umidità relativa dell’ambiente e quella relativa di equilibrio della carta. Esso determina la deformazione dei fogli che impediscono loro di rimanere ben distesi e la comparsa di ondulazioni dovuta al diverso comportamento della fibra lungo le sue direzioni longitudinali e trasversali.

Infatti esaminando il comportamento di una fibra messa a contatto con un ambiente più umido rispetto alla sua umidità relativa essa si deforma in percentuale molto di più lungo la sua direzione trasversale che non in quella longitudinale, di conseguenza se la formazione ha generato una fascia nel nastro di carta con le fibre disposte maggiormente in modo trasversale che non in quello longitudinale rispetto al suo senso di fabbricazione, esso, a differenza della restante parte del nastro, si allungherà percentualmente in più generando una fascia molle. Altri possibili cause generatrici di difetti di planarità possono derivare dal cattivo stato dei vestimenti della macchina continua o da un difettoso controllo della lisciatura. La non perfetta planarità della carta può causare inconvenienti più o meno gravi durante la stampa. Infatti la mancanza di planarità porta alla formazione di pieghe o di grinze durante il passaggio del foglio tra il telo gommato ed il cilindro di pressione, e riproduzioni di immagini distorte o fuori registro, alla rottura del nastro nel caso di stampa in rotoffset. Per evitare o contenere per quanto è possibile l’insorgere dei difetti dovuti a mancanza di planarità, è necessario pertanto lasciare trascorrere del tempo sufficiente per consentire alla carta di mettersi in equilibrio con la temperatura ambiente prima di togliere l’imballo e far in modo che l’umidità di equilibrio della carta e l’umidità relativa dell’ambiente in cui avviene la sua utilizzazione risultino uguali o molto vicini.

2.5 Imbarcamento

L’imbarcamento è prevalentemente un difetto della carta che limita la macchinabilità di essa sulla stampa offset e come la planarità si evidenzia maggiormente quando l’umidità relativa dell’ambiente cambia mutando le condizioni igrometriche della carta.

Esso si manifesta con un diverso comportamento dei due strati di cui si ritiene sia formato il foglio di carta e cioè quello a contatto con la tela e quello a contatto con il feltro.

Infatti quando il foglio di carta non è più in equilibrio igrometrico con l’ambiente uno dei due lati (assorbe o cede) più umidità dell’altro allora si ha una diversa dilatazione ed il foglio si incurva verso il lato che subisce la minor dilatazione.

Queste diversità di comportamento dei due lati del foglio può essere originata da diverse cause, tra cui l’orientamento delle fibre: quanto maggiore è l’anisotropia di orientamento delle fibre tra un lato e l’altro tanto più pronunciato è l’imbarcamento.

Il fattore che influisce però maggiormente deriva dall’andamento della seccheria della macchina continua: se l’essiccamento avviene in modo disuniforme sui due lati del foglio ed ad esempio uno di essi diventa secco all’aria prima dell’altro, si manifestano delle tensioni interne nello spessore del foglio che lo rendono suscettibile di imbarcamento. Il difetto è comunque più accentuato nelle carte dense che in quelle voluminose, come pure nelle carte in cui la distribuzione del materiale di carica è fortemente sbilanciato tra i due lati del foglio. L’imbarcamento può essere dovuto a cause meccaniche, e precisamente se i fogli rimangono incurvati per qualsiasi motivo per molto tempo i due strati di esso si deformano in modo permanente. Normalmente per le variazioni di umidità relativa il foglio di carta subisce l’imbarcamento con l’asse di esso coincidente o rettilineo con la direzione longitudinale di fabbricazione dello stesso, infatti e in questo senso che le fibre sono maggiormente orientate offrendo più rigidità e flessibilità.

Per avvalorare tale tesi si prendano in considerazione dei foglietti prodotti in laboratorio, la loro struttura è isotropa nel piano, imbarcandosi assume una forma concava, perché la loro deformazione è uguale in tutte le direzioni. Si deve inoltre tenere presente che le differenti variazioni dimensionali che determinano il fenomeno d’imbarcamento avvengono nell’ambito dell’igroespansività reversibile Se l’umidità relativa del foglio non supera di molto il 65%, tornando al valore iniziale l’imbarcamento scompare; se invece si porta il foglio di carta ad umidità relativa dell’80% e nel foglio esistono deformazioni differenti l’imbarcamento assume carattere permanente anche se il foglio verrà riportato ai valori di umidità relativa iniziale.

2.6 Resistività elettrica

Altro fattore che limita la macchinabilità di una carta allestita in offset è la resistività elettrica. Essa è causata dalla elettricità statica e si manifesta maggiormente quando la carta è secca, perché lo sfregamento della superficie di essa con gli elementi della macchina da stampa o con altri fogli di carta causa la formazione di cariche elettriche ed il loro accumulo sui due lati del foglio a basso contenuto di umidità presentano infatti una elevata resistività elettrica ed è quindi scarsamente conduttiva. L’accumulo di elettricità statica provoca alcuni inconvenienti fra cui difficoltà in fase di alimentazione della carta in formato, distacco dalla forma da stampa e macchinabilità in genere.

Per evitare o limitare tale inconveniente bisogna mantenere la sala stampa ad umidità relativa intorno al 50%; in questo modo si impedisce la formazione di carche elettriche e si disperdono con facilità quelle eventualmente accumulatisi sulla superficie del foglio. Altra precauzione per attenuare il fenomeno si può prevedere in fase di formazione della patina che verrà applicata in superficie; infatti sembra che aggiungendo cloruro di sodio in soluzione il difetto venga ridotto.