Podział podłoży drukowych

1. Streszczenie

W artykule przedstawiono podział stosowanych obecnie podłoży drukowych oraz ich klasyfikację, przyjmując że podłoże jest materiałem przeznaczonym do zadrukowywania. Podział ten jest wielopoziomowy. W pierwszej kolejności następuje podział podłoży ze względu ich kształt na podłoża płaskie i kształtki.

Drugim kryterium jest chłonność farby przez podłoże. Z tego punktu widzenia mamy podłoża chłonne i niechłonne (tak płaskie jak i kształtki). Kolejnym kryterium jest dalszy podział podłoży płaskich ze względu na ich sztywność podział ten decyduję czy dane podłoże może być stosowane w formie arkusza czy zwoju.

Kolejnym kryterium podziału jest rodzaj i budowa chemiczna zastosowanego materiału. Scharakteryzowano najczęściej skowane materiały takie jak: produkty papierowe, folie z tworzyw sztucznych, laminaty foliowe (folie kompleksowe), płyty z tworzyw syntetycznych oraz blachy stalowe i aluminiowe. Scharakteryzowano również  materiały stosowane do wytwarzania kształtek takie jak: kształtki z tworzyw syntetycznych, napojowe puszki metalowe oraz pojemniki z masy papierowej.

Artykuł został zilustrowany rysunkami przestawiającymi wybrane zadrukowane podłożą.

2. Podział podłoży drukowych

Podłożami drukowymi nazywamy materiały przeznaczone do zadrukowywania. Podłoże drukowe jest nośnikiem obrazu wytwarzanego za pomocą formy drukowej i farby drukowej lub – w przypadku drukowania cyfrowego – za pomocą odpowiednich tonerów lub atramentów. Podłoża drukowe mogą być wykonane z rożnych materiałów. Różnią się właściwościami i kształtem. Mogą być stosowane w rożnych technikach drukowania [1,2].

Podłoża drukowe można klasyfikować według rożnych kryteriów. Do najczęściej stosowanych należy klasyfikacja oparta na kształcie podłoża, oraz ze względu na chłonności farby (atramentów).

Ze względu na kształt rozróżnia się podłoża płaskie i kształtki. Najczęściej, obecnie zadrukowywane są podłoża płaskie.

Podłoża płaskie mają dwie powierzchnie o szerokości i wysokości znacznie większej niż grubość materiału.

Rys. 1. Podział podłoży drukowych Źródło: własne

Kształtkami nazywa się formy przestrzenne przeznaczone do zadrukowania. Najczęściej są to: butelki z tworzyw sztucznych i szkła, tuby, kubki i pojemniki z tworzyw sztucznych oraz metalowe puszki napojowe. Do kształtek zaliczane są także długopisy, zapalniczki itp. oraz pojemniki wykonane z masy papierowej.
Ze względu na chłonność farby drukowej podłoża można podzielić na:

• chłonne (produkty papierowe, papiery syntetyczne o budowie włóknistej, włókniny, tworzywa porowate itp.);
• niechłonne (folie z tworzyw syntetycznych, (sztucznych)1, folie aluminiowe, płyty z tworzyw syntetycznych, blachy, papiery metalizowane oraz kształtki z tworzyw sztucznych, metalu, szkła itp.).

3. Podłoża płaskie

Podłoża płaskie podlegają dalszemu podziałowi ze względu na ich sztywność na:

• podłoża o malej sztywności (papier, folie z tworzyw syntetycznych, folie kompleksowe, folie aluminiowe itp.).
• podłoża o dużej sztywności (tektury, płyty z tworzyw sztucznych, blachy metalowe itp.).

Rys.2. Zadrukowana biała folia PE Źródło: własne

Podłoża o małej sztywności mogą występować w dwóch postaciach: jako arkusz lub jako zwój (postać ciągła). Podłoża arkuszowe są przeznaczone do drukowania w maszynach arkuszowych lub/i zwojowych.
Podłoża o dużej sztywności przeznaczone są do drukowania w maszynach arkuszowych.

Rys.3. Zadrukowana biała folia PE Źródło: własne

Najczęściej używane podłoża płaskie ze względu na stosowane do ich wyrobu materiały dzieli się na:

• produkty papierowe,
• papiery syntetyczne,
• folie z tworzyw syntetycznych (sztucznych),
• folie aluminiowe,
• folie kompleksowe (laminaty),
• płyty z tworzyw sztucznych,
• blachy.

Rys. 4. Reklamowe pojemniki na jajka wykonane z masy papierowej przez firmę Van Leer Jipack Źródło: własne

4. Produkty papierowe

Produkty papierowe (wyroby papierowe) – pojęcie to określa łącznie wytwory papierowe i przetwory papierowe (zwane uprzednio papierniczymi). Czasami zamiast pojęcia wyroby papierowe bywa także używane określenie produkty papierowe.

Wytworami papierowymi nazywa się tworzywa włókniste otrzymane w postaci arkuszy lub wstęgi z odpowiednio przygotowanych, uformowanych, odwodnionych i wysuszonych włókien roślinnych (rzadziej z udziałem włókien zwierzęcych, syntetycznych, mineralnych), z ewentualnym dodatkiem wypełniaczy, środków zaklejających, barwników oraz innych chemicznych środków pomocniczych.

Przetworami papierowymi nazywane są produkty otrzymane w wyniku poddania wytworów papierowych procesom obróbki chemicznej (nasycanie, powlekanie) lub mechanicznej (wykrawanie, wytłaczanie, formowanie, sklejanie, zszywanie, zwijanie itp.), albo obu tym procesom łącznie.

Produkty papierowe są obecnie najczęściej stosowanymi podłożami drukowymi. Typowym przedstawicielem wytworów papierowych jest papier niepowlekany, zaś typowym przedstawicielem przetworów papierowych jest papier powlekany, tj. papier, którego powierzchnię pokryto mieszanką pigmentową.

Produkty papierowe dzielone są na: papier i tekturę. Obecnie nie istnieje podział ze względu na wielowarstwowość i gramaturę – w związku z tym:

Papier, jako wyrób papierowy o stosunkowo niskiej sztywności i małej masie przeznaczony: do pisania oraz do drukowania i produkcji: gazet i czasopism, książek i broszur, akcydensów z wyłączeniem opakowań sztywnych o dużej masie, a także przeznaczony do celów higienicznych i technicznych.

Tektura to wyrób papierowy o stosunkowo dużej sztywności i masie, przeznaczony do produkcji opakowań sztywnych o dużej masie oraz do celów introligatorskich z głównym przeznaczeniem do produkcji wszelkiego typu okładek oraz do stosowania do celów technicznych.

W zależności od sztywności (lub gramatury) produkty papierowe produkowane są w postaci arkuszowej lub/i arkuszowej i zwojowej.

5. Papiery syntetyczne

Papiery syntetyczne, a właściwie syntetyczne papiery drukowe to wytwory zawierające co najmniej 20% wagowych substancji syntetycznych, z rozwiniętymi powierzchniami zdolnymi do przyjmowania farby drukowej, ze współczynnikiem maksymalnego przyjmowania farby co najmniej 50% oraz zdolnością utrwalania farby drukowej nawet o niewielkiej adhezji do materiału podłoża, w postaci wstęgi lub arkuszy, o wyglądzie zbliżonym do papieru naturalnego.

Zawartość w papierze co najmniej 20% wagowych substancji syntetycznych zmienia skokowo wskaźniki wytrzymałościowe papieru w stanie mokrym i suchym oraz parametry fizykochemiczne. Wytwór z zawartością 20% substancji syntetycznych zachowuje się odmiennie niż papier wykonany z włókien celulozowych (tj. roślinnych).

Papiery syntetyczne są substytutem papierów naturalnych, stosowane są głównie tam, gdzie papier celulozowy (naturalny) ma zbyt krótką żywotność lub zbyt niską użyteczność. Są znacznie droższe od papierów celulozowych; ich udział w rynku wynosi zaledwie kilka procent.

Po boomie końca lat siedemdziesiątych i początku osiemdziesiątych ubiegłego wieku produkcja syntetycznych papierów drukowych została ograniczona w Europie do kilku, zaś w USA i Japonii do kilkunastu marek handlowych. Na rynku polskim spotyka się w ciągłej sprzedaży kilka marek produkowanych najczęściej w Europie oraz kilkanaście marek spoza Europy (USA, Japonia, Indie).

Papiery syntetyczne dzielone są na dwie podstawowe grupy :

• papiery o budowie włóknistej (podłoże chłonne),
• papiery o budowie foliowej (podłoże niechłonne).

6. Folie

Foliami nazywamy cienkie materiały o grubości od 5 µm (5/1000 mm ) w przypadku tworzyw sztucznych i od około 10 µm w przypadku aluminium, do około 300 µm dla tworzyw syntetycznych i do około 150 µm dla aluminium.

Folie z tworzyw syntetycznych i z aluminium nazywane są bardzo często foliami zwykłymi (monofoliami) w odróżnieniu od laminatów foliowych zwanych często także foliami kompleksowymi.

Stosowane jest także określenie folie jednorodne dla folii wielowarstwowych z tego samego lub zbliżonego polimeru otrzymywanych przez współwytłaczania.

Laminaty natomiast są kompozycjami składającymi się z różnych polimerów.

Folie z tworzyw syntetycznych

Folie z tworzyw syntetycznych i laminaty dzielone są ze względu na ich sztywność na:

• folie giętkie (ang. flexible) – zazwyczaj o grubości poniżej 250 µ
• folie półsztywne zwane twardymi, tzw. płyty (ang. sheets) – zazwyczaj o grubości powyżej 1,5 mm.

Folie giętkie zadrukowywane są głównie w maszynach zwojowych pozostałe w maszynach arkuszowych.

Maszyny zwojowe to głównie maszyny fleksograficzne, wklęsłodrukowe lub kombinowane maszyny wąskowstęgowe lub/i cyfrowe, maszyny arkuszowe to maszyny offsetowe, sitodrukowe lub cyfrowe.

Zadrukowywanych i stosowanych do celów opakowaniowych różnych folii wraz z ich odmianami jest około 20. Najczęściej stosowane folie to: polietylenowe (PE), polipropylenowe (BOPP) poliestrowe (PET), poliwęglanowe (PC), z polichlorku winylu (PVC), kopolimeru chlorku winylu i chlorku winylidenu (VC/VD, polistyrenu (PS) i jego kopolimerów oraz folie biodegradowalne (z poli(kwas mlekowego) PLA, skrobi termoplastycznej (TPS), z estrów celulozy, z celulozy regenerowanej).

7. Folie aluminiowe

Folię aluminiową produkuje się przez walcowanie czystego glinu lub jego stopów. Zawiera ona zwykle nie mniej niż 97% czystego glinu. Większość folii aluminiowych stosowanych do produkcji opakowań na grubość od 4 do 200 µm. Folia aluminiowa o grubości mniejszej do 15 µm ma zwykle jedną stronę z połyskiem, a drugą matową. Dzieje się tak, ponieważ jednocześnie walcuje się dwie jej taśmy.

Folia aluminiowa może być produkowana w arkuszach lub zwojach. Najczęściej techniką wklęsłodrukową lub fleksograficzną zadrukowuje się folię w zwojach o grubości od 5 µm do 150 µm.

Ze względu na jakość powierzchni i końcową obróbkę folie aluminiowe można podzielić na:

• folię gładką stosowaną przede wszystkim do pakowania produktów cukierniczych i mlecznych,
• folię lakierowaną, pokrytą barwnymi lakierami, stosowaną do pakowania produktów cukierniczych,
• folię tłoczoną stosowaną do pakowania wyrobów cukierniczych i tytoniowych. 

8. Laminaty foliowe (folie kompleksowe)

Laminaty foliowe (folie kompleksowe) powstają przez połączenie ze sobą folii wykonanych z rożnych materiałów, a niekiedy dodatkowo z papierem, którego mogą być rożne rodzaje. Przez dobór warstw składowych laminatu otrzymuje się materiały o ściśle określonych właściwościach. Laminaty służą do produkcji opakowań i to najczęściej opakowań drukowanych. Laminatami są również materiały samoprzylepne.

Folie kompleksowe są wytwarzane przez sklejenie warstw składowych lub też bezklejowo, metodą współwytłaczania lub/i metodą ekstruzyjną.

9. Płyty z tworzyw syntetycznych

Płyty z tworzyw syntetycznych są produkowane jako pełne lub kanalikowe, tworzywo może także być spienione. Do ich produkcji stosowane są polimery: PE, PP PC, PVC, PS i PMMA – poli(metakrylan metylu). Poliolefin (PE i PP) muszą zostać przed drukowaniem poddane aktywacji powierzchniowe metodą wyładowań koronowych. Do zadrukowywania płyt przeznaczonych do szeroko pojętej reklamy stosowany jest druk natryskowy(ink jet) oraz sitodruk. W przypadku zastosowań specjalnych, np. PC, z którego wytwarza się płyty CD i CD-ROM, stosowne są specjalne maszyny do druku na tych przedmiotach, działające na zasadzie offsetu (UV), typooffsetu czy sitodruku.

10. Blachy

Blacha jest wyrobem hutniczym, którego grubość jest znacznie mniejsza od długości i szerokości. Grubości blach leżą w granicach od dziesiątych części milimetra do kilkudziesięciu milimetrów. Blachy mogą być gładkie lub mieć fakturę powierzchniową. Dostarczane są w postaci płaskich arkuszy lub taśm zwiniętych w kręgi. Zadrukowywane są w postaci arkuszy. Najczęściej do ich zadrukowywania stosowana jest technika offsetowa stosująca farby wypalane (piecowe) lub  UV, sitodruk UV oraz techniki cyfrowe (głównie technika natryskowa ink – jet). Zadrukowane blachy służą głownie do produkcji opakowań (opakowania mogą być także wykonywane z blach niedrukowanych).

Blachy służą najczęściej do produkcji opakowań blaszanych w postaci puszek, pudełek, tub i różnego rodzaju zamknięć w tym i zamknięć koronowych oraz wszelkiego rodzaju tabliczek i tablic. Do produkcji opakowań drukowanych stosowane są tzw. blachy cienkie mające najczęściej grubość od 0,16 mm do 0,35 mm. Blachy są podłożami drukowymi płaskimi, sztywnymi i niechłonnymi.

Najczęściej stosowanymi blachami w charakterze podłoży drukowych są:

• blacha stalowa czarna,
• blacha stalowa biała,
• blacha aluminiowa.

Kształtki są formami przestrzennymi przeznaczonymi do drukowania. Najczęściej są to: butelki z tworzyw syntetycznych szkła, kubki i pojemnik i z tworzyw syntetycznych oraz metalowe stalowe lun aluminiowe puszki napojowe. Do kształtek zaliczane są, także przedmioty użytkowe takie jak długopisy, zapalniczki itp. Oraz pojemniki wykonane z masy papierowej do pakowania owoców i jajek.

Rys.5. Kubek z tworzywa sztucznego Źródło: własne

Rys.6. Opakowanie jogurtu Źródło: własne

11. Kształtki z tworzyw syntetycznych

Kształtki z tworzyw syntetycznych, a więc np. butelki i pojemniki, są wykonywane z HDPE, PP, PET, PC PVC, PS oraz tworzyw biodegradowalnych. Nie wszystkie kształtki są zadrukowywane – część jest etykietowana etykietami samoprzylepnymi (No-Label-Look) lub klejonymi etykietami papierowymi i z tworzyw sztucznych.

Rys. 7. Różne kształtki metalowe Źródło: własne

Rys. 8. Drukowane zamknięcia metalowe Źródło: własne

12. Butelki i kubki

Butelki i kubki są zadrukowywane na maszynach specjalnie do tego celu skonstruowanych. Zastosowanie ma tutaj ma przede wszystkim typooffset, sitodruk i tampondruk. Kształtki z poliolefin (PE i PP) muszą przed procesem drukowania być poddane procesowi aktywacji powierzchni. Proces ten wykonywany jest przez tzw. opłomienienie, które polega na utlenieniu powierzchni pod wpływem płomienia spalanego gazu.

13. Metalowe puszki napojowe

Metalowe puszki napojowe korpusy metalowe tzw. cylinderki metalowe z których zostają wykonywane puszki napojowe lub metalowe pojemniki aerozolowe zadrukowywane są po wytłoczeniu techniką typooffsetową w specjalnie do tego celu skonstruowanej maszynie. Proces drukowania i lakierowania puszek wykonywany jest na końcu procesu produkcyjnego. Cylinderki metalowe są wytłaczane metodą wytłaczania z przetłaczaniem (ang. drawing and redrawing – DRD) oraz wytłaczaniem z wyciąganiem (ang. drawing and wall ironing – DWI). Do wytłaczania cylinderków stosowane są krążki z blachy stalowej ocynowanej dwukrotnie walcowanej lub z blachy aluminiowej lub ze stopów aluminium.

Rys. 9. Drukowane puszki napojowe Źródło: własne

Rysunek drukowany jest na pobocznicy cylinderka w jednym przejściu przez zespoły wielogłowicowej maszyny drukującej. Najczęściej drukowane są cztery kolory plus farba podkładowa. Po zadrukowaniu cylinderek jest wypalany, bywa także lakierowany warstwą lakieru powłokowego, która to warstwa wymaga ponownego wypalenia.

14. Drukowanie sitodrukiem

Rys. 10. Drukowane sitodrukiem butelki do pakowania wódki 
Źródło: własne