انواع کاغذ و آشنایی با فرایند چاپ

اجناس و مواد اولیه مورد استفاده در فرآیندهای مختلف چاپ بسیار متنوع و گسترده هستند. در مرحله اصلی چاپ در درون ماشین چاپ، اصلی ترین مواد اولیه مصرفی عبارتند از : کاغذ و مرکب یا جوهر چاپ میشوند. شناخت کافی و درک روابط متقابل این دو ماده اولیه طی فرآیند چاپ، منجر به کسب نتایج بهتر در رابطه با خواص کیفی مختلف چاپ خواهد شد. متاسفانه توجه به وضعیت فعلی صنعت چاپ در ایران نشان میدهد که دانش فنی موجود به طور عمده بر پایه شناخت تجربی از این مواد اولیه بوده و کمتر به دانش فنی علمی و دانشگاهی وابسته است. این در حالی است که برای پیشرفت این صنعت، نیاز به کسب دانش فنی علمی و آکادمیک در زمینههای مختلف، از جمله مواد اولیه که بخش عمدهای از فرآیند تولید (چاپ) را تشکیل میدهند، بسیار مهم است.

عوامل مورد نیاز برای چاپ کردن

برای تشخیص انواع کاغذ مورداستفاده در صنعت چاپ بهتر است اول با چگونگی چاپ آشنا شویم. همانطور که می دانیم در عمل چاپ از نیروی فشار (۱) برای انتقال اطلاعات از روی فرم (۲) توسط مرکب (3) به روی سطح مورد نظر مانند کاغذ (4)استفاده می شود.

بنابراین برای چاپ کردن چهار چیز مورد نیاز است:

1.فشار : نیروی انتقال دهنده ی اطلاعات

2.فرم : حمل کننده اطلاعات

3.مرکب: ماده ای که چاپ را به ظهور می رساند.

4.سطح زیر چاپ( کاغذ یا جنس مشابه ) : سطح دریافت کننده اطلاعات چاپی

فشار (P=F/A)

تعریف فشار: نیروی وارده بر واحد سطح را فشار می گویند.در رابطه فوق P فشار ، F نیرو و A سطح می باشد.بنابراین هر چه قدر سطح مورد نظر برای چاپ بزرگتر باشد نیروی بیشتری برای چاپ مورد نیاز است.استفاده از نیروی فشار در دستگاه های چاپ می تواند شکل های مختلفی داشته باشد برای مثال تکنولوژی جوهرافشان که مورد استفاده در چاپگرهای رومیزی می باشد که یکی از روشهای چاپ است.

فرم (Form)

فرم کلمه ای انگلیسی است که به معنی شکل و حالت می باشد فرم به معنی شکل و اطلاعات نسبت به مشخصات ظاهری اشیا به کار می رود فرم را صرف نظر از نوع مواد مورد استفاده در آن از قبیل جنس، رنگ و … اشیاء به معنی مشخصات ثابت و از پیش تعیین شده در نظر می گیرند.فرم های اداری مانند فرم ثبت نام که شکل اطلاعات را از پیش تعیین می کند همچنین وقتی فرم یک لباس را توصیف می کنیم نسبت به ابعاد ظاهری آن مانند شکل آستین، تعداد دکمه و رنگ ، گشادی و یا تنگی آن و غیره اشاره می کنیم ولی جنس لباس و رنگ آن را در شرح فرم نمی آوریم.

فرم در چاپ وسیله ای است که اطلاعات مورد نظر برای چاپ را به دستگاه چاپ انتقال می دهد فرم های چاپی دو دسته اند:

✔ فرم های نرم افزاری

✔ فرم های سخت افزاری

دستگاه چاپ برای تولید هر نسخه از اطلاعات باید یک بار از فرم استفاده کند تا بتواند اطلاعات را روی فرم به روی کاغذ یا مواد دیگر انتقال دهد. بنابراین فرم چاپی شامل تصاویر و متن ها و نقوشی است که قصد چاپ و یا تکثیر آن ها را داریم . دستگاه چاپ بنا به نوع و روش کارش از یکی از دو نوع فرم گفته شده می بایست استفاده کند.

انواع فرم های چاپی:

همان طور که اشاره شد فرم های چاپی دو دسته اند: فرم های نرم افزاری و فرم های سخت افزاری. این تقسیم بندی براین اساس است که دستگاه ها ی چاپ دو نوع اند:

1.دستگاه های چاپ که از فرم های نرم افزاری استفاده می کنند(دستگاه های چاپ غیر تماسی)

2.دستگاه های جاپ که از فرم های سخت افزاری استفادده میکنند(دستگاه های چاپ تماسی)

تهیه و تولید انواع فرم های چاپ از اهمیت خاصی برخوردار است که بطور مفصل در مورد آن توضیحاتی داده می شود.

مرکب یا جوهر :

کیفیت ظاهری یک تولید چاپی در مرحله ی اول توسط نوع مرکب استفاده شده مشخص می گردد. هر کار چاپی نسبت به کاغذ مورد استفاده ، روش چاپ موارد استفاده ی محصول چاپی و غیره به مرکب مناسب خود نیاز دارد. مناسب بودن یا نبودن مرکب براساس خواص مختلف فیزیکی و شیمیایی آن تعیین می شود.معمولاً همه ی مرکب ها شامل چهار جز می باشند.رنگدانه ، چسب ، مواد اضافه کننده ، مواد حامل مرکب (حلال)

بنابراین مرکب یا جوهر ، ترکیبی است از چهار جزء اصلی ، و وقتی مرکب روی سطح مناسب مناسب مانند کاغذ قرار می گیرد بخشی از آن به درون الیاف و بافت کاغذ وارد می شود. در این عمل مواد چسبنده مرکب، باعث چسبندگی رنگدانه ها به یکدیگر شده اند و موجب جذب بهتر مرکب برروی کاغذ نیز می گردد.

سطح زیر چاپ :

یا سطح چاپی، صفحه ای ( یا قسمتی از رولی ) است که اطلاعات مورد نظر، توسط دستگاه چاپ، به روی آن انتقال داده میشودو به صورت محصول چاپی در اختیار مصرف کننده قرار می گیرد.به همین دلیل کیفیت و هزینه تولید آن از اهمیت خاصی برخوردار است.امروزه انواع روشهای مختلف برایچاپ روی مواد مختلف ابداع و اختراع شده است.تا هزینه تولید کاهش یابد. موادی مانند کاغذ، پارچه،شیشه،فلز، پلاستیک، چوب و غیره.

کاغذ به عنوان یک رکن مهم در فرآیند چاپ

امروزه در دنیا بالغ بر 3 هزار نوع محصول کاغذی تولید میشود که هرکدام بسته به متغیرهای مختلف، نقش و اثرات مختلفی بر کاربرد نهایی آنها دارند. در فرآیند چاپ، کاغذ به عنوان یک رکن مهم مطرح بوده و با توجه به ویژگیهای خود، نقش عمده و تعیینکنندهای بر کیفیت چاپ و خواص کیفی محصول چاپ شده در طول عمر مفید خود دارد. لذا شناخت کافی و عملی از آن جهت درک روابط متقابل کاغذ، مرکب و تجهیزات چاپ در مراحل مختلف چاپ ضروری است. همان طور که گفته شد، متاسفانه در حال حاضر در صنعت چاپ کشور دانش فنی موجود در رابطه با کاغذ و خصوصیات آن بیشتر به صورت تجربی است و این امر حتی در رشتههای دانشگاهی مرتبط با صنعت چاپ نیز مورد توجه کافی و لازم قرار نگرفته است. در این مقاله سعی میشود در حد مختصر و مفید به موارد مذکور پرداخته شود.

مواد اولیه تهیه کاغذ

مواد اولیه انواع کاغذ ، بطور کلی ، مواد سلولزی است که از منابع مختلف تهیه می شوند:

✔ ساقه کتان ، شاهدانه ، پنبه که الیاف بلند (در حدود 1.2 تا 6 میلی متر) دارند.

✔ ساقه گیاهانی مانند گندم ، جو (کاه) ، نی ، کنف و غیره.

✔ درختانی که برگ سوزنی دارند، مانند کاج (با الیاف بلند ) و یا برگ پهن دارند مانند چنار (با الیاف کوتاه در حدود 0.5 تا 1.2 میلی متر).

✔ انواع کاغذهای باطله و یا خردهها و قطعات مقوای کهنه .

✔ الیاف تفاله نیشکر .

مراحل تهیه کاغذ

تبدیل چوب به قطعات ریز با استفاده از ماشین پوست کنی و دستگاه تولید تراشه و عبور تراشهها از الک مخصوص صورت میگیرد و قطعاتی به طول حداقل 4 و عرض 2 سانتیمتر (در مورد چوب) بدست میآید.

پختن چوب و تولید خمیر

این عمل ، ممکن است از طریق مکانیکی یعنی بدون استفاده از مواد شیمیایی و توسط بخار آب جوش ، تحت فشار صورت گیرد که معمولاً برای تهیه کاغذهای ارزان و کاهی ، مانند کاغذ روزنامه متداول است. در روش شیمیایی از هیدروکسید سدیم (در روش قلیایی) ، سولفیت هیدروژن کلسیم ، ، درمحیط اسیدی (PH=2-3 ، روش بیسولفیت) و یا سولفیت سدیم (در روش سولفیت) همراه با کمی کربنات سدیم در دمای بالاتر از . 100 درجه سانتیگراد و تحت فشار ، استفاده میشود. در این مرحله ، خمیر قهوهای رنگی حاصل میشود که از آن در تهیه مقوا ، کارتن و یا کاغذهای کاهی استفاده میشود.

شستشوی خمیر کاغذ

شستشوی قلیایی با استفاده از محلول 3 درصد سود در دمای 45 تا 50 درجه سانتیگراد به مدت یک تا دو ساعت صورت میگیرد. این عمل برای جدا کردن لیگتین و کاهش رنگ خمیر انجام میپذیرد.

اعمال شیمیایی (رنگ زدایی)

در دو مرحله صورت میگیرد.1-کلر زنی ، که در PH=2 تا دمای 25 تا 45 درجه سانتیگراد به مدت تقریبی یک ساعت صورت میگیرد. در این مرحله ، لیگتین باقیمانده در خمیر ، به صورت محلول در میآید که بسته به نوع مواد شیمیایی بکار رفته برای پخت ، بین 3 تا 15 درصد ممکن است تغییرکند.2-رنگ زدایی که توسط هیپوکلریت سدیم (به صورت محلول 3 درصد) ، دیاکسید کلر ، پراکسید هیدروژن ، اوزون و غیره در PH=9-10 صورت میگیرد تا اینکه لیگتین فقط اکسید شود و سلولز تحت تأثیر قرار نگیرد.

خشک کردن خمیر کاغذ

دراین مرحله ، خمیر کاغذ را از دستگاه تمیز کننده و توریهایی که دارای سوراخهای 2 تا 3 میلیمتریاند، عبور میدهند تا قسمت عمده آب خود را از دست بدهد. بعد آن را از پرسهای قوی عبور میدهند تا باقیمانده آب آن نیز خارج شود.

پرس کردن ، برش زدن و بسته بندی

با عبور خمیر خشک شده از میان غلتکهای مخصوص ، آنرا به صورت صفحات کاغذ در آورده ، توسط دستگاه برش آن را در اندازههای مورد سفارش و نیاز بازار مصرف برش میدهند و بستهبندی میکنند.به طور کلی کاغذ یک محصول کمپلکس یا چند سازه شیمیایی- مکانیکی است و از این لحاظ گاهی آن را جزو چند سازهها(composites) در نظر میگیرند. ویژگیهای مختلف انواع کاغذ تحت تاثیر مواد اولیه تشکیل دهنده آن قرار دارند.لذا با توجه به موارد گفته شده کاغذ را باید از 3 نظر مورد توجه قرار داد:

1.آناتومی و مورفولوژی:

کاغذ از الیاف لیگنوسلولزی حاصل از درختان و گیاهان لیگنوسلولزی ساخته میشود. گیاهان لیگنوسلولزی شامل طیف وسیع و گستردهای از انواع گیاهان میباشند که میتوان آنها را به درختان (سوزنی برگ و پهن برگ) و گیاهان غیر چوبی (شامل انواع زیادی از گیاهان علفی و غیر علفی) تقسیم نمود. الیاف لیگنوسلولزی در واقع بخش عمده سلولهای گیاهی تشکیلدهنده گیاهان و درختان مختلف بوده و با توجه به طیف گسترده گیاهان و درختان مختلف، شباهتها و تفاوتهای مورفولوژیک زیادی از نظر طول الیاف و سایر صفات آناتومیک آنها با هم دارند. بدیهی است که این صفات و پارامترها بر خواص فیزیکی- مکانیکی و حتی شیمیایی کاغذهای حاصل تاثیرات تعیین کننده های دارند.

2.شیمیایی :

الیاف لیگنوسلولزی، ترکیبات کمپلکس پلیمرهای آلی طبیعی میباشند که در اثر فرآیندهای پیچیده بیوشیمیایی به هم متصل شده و دیواره سلولی الیاف را تشکیل میدهند. مهمترین این پلیمرهای طبیعی عبارتند از: سلولز، همی سلولزها، لیگنین و ترکیبات استخراجی. هر کدام از این پلیمرها، ویژگیهای شیمیایی خاص خود را دارند که در تعیین ویژگیهای شیمیایی الیاف و کاغذ نقش تعیینکننده دارند. بسته به نوع کاغذ و فرآیند ساخت آن ممکن است بعضی از این پلیمرها در کاغذ نهایی وجود داشته یا نداشته باشند.

این مسالهای است که بر رفتار متقابل کاغذ با سایر پلیمرهای آلی مورد استفاده در صنعت چاپ به ویژه مرکبهای چاپ و رنگها تاثیر مهم و مساله تعیین کننده دارد. زیرا بدیهی است که هر ماده شیمیایی مورد استفاده در فرآیند چاپ باید با این پلیمرهای آلی طبیعی سازگاری و واکنش پذیری مناسب داشته باشد تا بتواند نقش مورد انتظار خود را ایفا نماید. از طرف دیگر باید توجه داشت که تعداد زیادی از مواد افزودنی(additives) وجود دارند که برای ایجاد، حفظ یا بهبود و تقویت ویژگی یا ویژگیهای مختلفی طی فرآیند ساخت کاغذ در کارخانه کاغذسازی به آن افزوده میشوند. عمدهترین این مواد شامل مواد آهارزنی(sizing)، پرکنندهها(fillers) و مواد افزودنی مخصوص (special additives) می باشند. بدیهی است این مواد نیز نقش تعیین کننده خود در فرآیند استفاده و کاربرد انواع کاغذ را ایفا خواهند کرد. لذا در مجموع در فرآیند چاپ باید بین همگی این مواد و سایر مواد شیمیایی مصرفی از قبیل مرکبهای چاپ، غیره سازگاری و واکنشپذیری متقابل وجود داشته باشد تا کیفیت چاپ مناسب به دست آید.

علاوه بر موارد فوق، فرآیند ساخت خمیر کاغذ( pulp) نیز فاکتور مهمی در تعیین صفات کاغذ به شمار میرود. روشهای ساخت خمیر کاغذ شامل انواع شیمیایی، مکانیکی و شیمی - مکانیکی و نیمه شیمیایی میباشند که هر کدام از این روشها خود شامل انواع مختلفی از روشهای زیر گروه میشوند. خمیر کاغذ و به طور معمول کاغذ حاصل از هر یک از این فرآیندها، صفات و کاربردهای خاص خود را دارند که در هنگام استفاده از آنها در فرآیند چاپ بایستی مورد توجه قرار گیرند.

از طرف دیگر سیستم کاغذسازی (اسیدی و قلیایی) نیز فاکتور مهم دیگری به شمار میرود که بر خواص کاغذ و به ویژه دوام و ماندگاری آن تاثیر عمدهای دارد.

3. مکانیکی :

کاغذ ساخت ماشین یک چندسازه و فرآورده مکانیکی دارای ساختار سه بعدی با تقارن الاستیسیته ارتوتروپیک است.دارا بودن چنین ساختاری مستقیما بر ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی کاغذ در هنگام مصرف، به ویژه در فرآیند چاپ، تاثیر تعیینکنندهای دارد. آنچه که تحت عنوان مشکلات ناشی از کاغذ در فرآیند چاپ از قبیل کنده شدن الیاف، چین خوردگی و غیره مطرح میشود، به طور عمده ناشی از ویژگیهای مکانیکی آن است. باید توجه کرد که در هنگام ساخت کاغذ در ماشین کاغذسازی، بخش عمده الیاف سلولزی به موازات جهت حرکت توری ماشین قرار میگیرند. این جهت به نام جهت ساخت یا جهت ماشین(MD) و جهت عمود بر آن، جهت عمود بر ساخت یا عمود بر ماشین(CD) نامیده میشود. ویژگیهای مکانیکی کاغذ در این دو جهت و همینطور در جهت ضخامت کاغذ(جهت(Z با هم متفاوت است. فشارهای مختلف وارده بر کاغذ (به صورت رول یا ورق) از جانب نوردهای مختلف ماشین چاپ یا هنگام حرکت کاغذ در فضای مابین نوردها، ایجاب مینماید که کاغذ دارای ویژگیهای مکانیکی مناسبی باشد تا دچار مشکلات مختلف نشود.

ویژگیهای مختلف انواع کاغذ و مقوا :

به طور کلی ویژگیهای مختلف را میتوان به 4 دسته کلی تقسیم کرد:1- ویژگیهای فیزیکی شامل ضخامت، تراکم ، بالک و وزن پایه.2.ویژگیهای مکانیکی شامل مقاومت کششی، مقاومت در برابر پاره شدن، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به تا خوردن و غیره.3.ویژگیهای شیمیایی شاملPH کاغذ(سیستم ساخت کاغذ)، واکنش پذیری کاغذ و مواد افزودنی موجود در آن با سایر مواد شیمیایی صنعت چاپ از قبیل مرکب چاپ، رنگها و مرور زمان و ...4. ویژگیهای نوری شامل مات و براق بودن، سفیدی، زردی ، درخشش و غیره بدیهی است که با توجه به نوع کاغذ و روش ساخت آن، ویژگیهای فوق و روابط متقابل بین آنها در انواع مختلف کاغذ بسیار متغیر بوده و به طور طبیعی بر ویژگیهای کاربردی آنها، اثرات تعیینکنندهای خواهد داشت.

انواع کاغذ :

امروزه بیش از ۳۰۰۰ نوع کاغذ مختلف، برای مصارف گوناگون، در بازار وجود دارد. ولی در صنعت کاغذسازی انواع کاغذ را به پنج گروه تقسیم می کنند:

• کاغذ و مقوای گرافیکی

• انواع مقوای بسته بندی

• کاغذهای بهداشتی

• کاغذهای صنعتی برای مصارف الکترونیکی

• کاغذ غیر قابل کپی برداری

مصرف کننده کاغذ نیز معمولاً انواع کاغذ را نسبت به مورد استفاده آن به انواع مختلف تقسیم ونام گذاری می کند : کاغذ تحریر، کاغذ روزنامه ، کاغذ بایپل ، مقوای جلد، کاغذ کتاب و کاغذ پاکت، بعضی از انواع کاغذهای معمولی می باشند. بطور کلی انواع کاغذهای مورد استفاده در صنعت چاپ به شرح زیر می باشند:

انواع کاغذ و مقوای مصرفی در چاپ:

کاغذ روزنامه ( Paper News Print):کاغذی ارزان قیمت که به شکل رول و ورق یافت می شود . قدرت جذب بالا داشته و معمولا برای چاپ روزنامه با ماشین افست و لترپرس استفاده می شود.گرماژ معمول : 50 گرم

کاغذ تحریر ( Writing Paper): کاغذهایی که معمولا برای چاپ به روش افست و برای تهیه سربرگ از آنها استفاده می شود و برای نوشتن با خودکار مناسب است.گرماژ معمول : از 70 تا 100 گرم

کاغذ گلاسه مات و براق ( Coated Paper & Board - Matt & Glossy): کاغذهای با پوشش براق یا مات که در چاپ های رنگی کیفیت خوبی می دهند. پوشش صاف و یکنواخت ای نوع کاغذ باعث شده تا گاهی به آن Surface Paper نیز اطلاق شود.گرماژ معمول: از 90 تا 300 گرمی

کاغذ خود کپی ( Carbonless Paper):

کاغذی با پوشش شیمیایی که شبیه به کاربن کار می کند و یک کپی از نوشته های رویش را روی صفحه بعدی انتقال می دهد. این نوع کاغذ به نام NCR نیز معروف است. گرماژ معمول: از 40 تا 240 گرمی

کاغذ انجیلی Bible Paper:

کاغذی بسیار نازک که معمولا برای چاپ کتاب های قطور و ارزشمند استفاده می شود. این نوع کاغد به دلیل استفاده در چاپ انجیل به کاغذ انجیلی و همچنین کاغذ هندی India Paper نیز معروف است.

مقوای کارتی ( Index Board )

مقوایی در رنگهای متنوع . از این نوع مقوا برای جدا سازی بخش های مطالب در زونکن و از نوع مرغوب آن نیز گاهی برای چاپ کارت ویزیت استفاده می شود.

مقوای پشت طوسی ( Gray Back Board)

نوعی مقوا با گرم های متنوع که یک طرف آن سفید است. از این نوع مقوا در چاپ جعبه و بسته بندی های مختلف استفاده می گردد.

گرماژ معمول: از 200 تا 300 گرمی

مقوای پشت کرم یا زرد

این نوع مقوا که کیفیتی بالا تر از مقوای پشت طوسی دارد معمولا در ساخت جعبه های دارویی و بهداشتی بکار می رود. گرماژ معمول: از 200 تا 300 گرمی

کاغذ و مقوای فانتزی

آنچه در بازار ایران به نام مقوای فانتزی نامیده می شود طیف وسیعی دارد که شامل مقواهایی با بافت های مختلف و تنوع رنگی بسیار است. گرماژ معمول: از 120 تا 250 گرمی

کاغذ پلاستیکی

نوعی کاغذ از ترکیبات پلاستیک که چاپ افست به خوبی روی آن انجام می شود. بسیار مقاوم بوده به طوری که با فشار دست پاره نمی شود. از نوع چسبدار در لیبل محصولات و تبلیغات استفاده می کنند.گرماژ معمول : از 250 تا 300 گرم

کاغذ پشت چسبدار

این نوع کاغذ که در نوع مات و براق وجود دارد در ابعاد 70*50 در بازار یافت می شود و چاپ افست به خوبی روی آن صورت می گیرد.

اختصارات روی جعبه ها :

• MG Machine Glazed کاغذ یک روی براق

• MC Machine Coated کاغذ اندود شده

• MF Machine Finish کاغذ پرداخت شده

• ES Engine Sized کاغذ آهار خورده

• SC Super Calendered کاغذ بسیار صاف

کاغذ کرافت یا کاهی (Kraft Paper)

این نوع کاغذ که از خمیر چوب سولفاته تهیه شده به رنگ کرم است و نسبتا مقاوم. از کاغذ کرافت برای بسته بندی و گاهی در کارهای فانتزی و تزئیناتی متفاوت مثل پوستر و کارت و ... استفاده می شود.

کاغذ غیر قابل کپی برداری

این نوع کاغذ تمام نور دستگاه های کپی را جذب کرده و نوری منعکس نمی کند. معمولا این کاغذ ها به رنگ قرمز هستند. و باعث می گردند کپی برداری از آنها غیر ممکن شود . البته از طریق اسکن و پرینت کردن امروزه این کاغذ ها قابل کپی می باشند .