Graafinen tekniikka
Aino Tuominen
SANOMALEHTIPAINOVÄRIN PAINOJÄLKEEN
VAIKUTTAVAT OMINAISUUDET
Tekijä
Aino Tuominen
Päiväys
5.3.2001
Sivumäärä
101 s.
Työn nimi
Sanomalehtipainovärin painojälkeen vaikuttavat ominaisuudet
Professuuri Koodi
Graafinen tekniikka As-75
Työn valvoja
professori Pirkko Oittinen, TKK
Työn ohjaaja
DI Hannu Linna, VTT
Diplomityössä taustalla ovat sanomalehtien neliväripainatuksen kasvun myötä lisääntyneet tahraavuusongelmat sekä kasvanut läpipainatus. Lisäksi haluttiin selvittää Suomessa toimivien tärkeimpien painovärivalmistajien
sanomalehtipainovärien laadullisten ominaisuuksien vaihtelualueet. Työssä päällekkäispainatusta simuloitiin laboratoriomittakaavassa sanomalehtipainoväreillä kaksinkertaista värimäärää käyttämällä.
Diplomityössä kartoitettiin neljän eri värivalmistajan sanomalehtipainovärien laatuominaisuuksia. Lisäksi laboratoriossa tutkittiin kuutta eri paperia. Näistä tuotantopainatukseen valittiin kaksi sanomalehtiväriä ja neljää paperia. Laboratoriossa tehdyissä kokeissa päällekkäispainatusta pyrittiin jäljittelemään käyttämällä kaksinkertaista värimäärää kosketuskesto-, hankauskesto-ja läpipainatusmittauksissa. Erikseen tutkittiin paperin vaikutusta näihin ominaisuuksiin. Värillisten painovärien CIELab-arvot mitattiin kuitenkin normaalilla värimäärällä painetusta pinnasta.
Sanomalehtipainovärien laatualueita selvitettäessä havaittiin, että erityisesti värillisillä väreillä oli selviä eroja tahmeuden suhteen. Myös värien viskositeeteissa ja juoksurajoissa oli selviä eroja. Eri värien värintarpeessa oli eroja, paperilla sen sijaan ei ollut juurikaan vaikutusta värintarpeeseen. Läpipainatuksessa erot eri värien välillä olivat pieniä, mutta käytetyllä paperilla oli selvä merkitys.
Painetun pinnan kosketuskestoon eroja aiheuttivat sekä käytetty väri että paperi. Erot olivat suurempia alapuolisilla kuin yläpuolisilla väreillä. Eri painovärien hankauskestossa oli myös eroja, mutta suurempi vaikutus painetun pinnan hankauskestoon oli kuitenkin käytetyllä paperilla. Painovärien värillisyyttä tutkittaessa havaittiin, että värillisyysarvot olivat lähellä IFRAn asettamia tavoitearvoja.
Laboratoriomittausmenetelmien vastaavuutta tuotanto-olosuhteisiin tutkittiin vertaamalla laboratoriotuloksia tuotantokoeajosta tehtyihin mittauksiin. Koska tuotantokoeajossa käytetyt painovärit ja paperit olivat peräisin eri tuotantoeristä kuin laboratoriossa tutkitut, tehtiin niistä mittaukset erikseen. Tuotantokoeajonäytteiden
kosketuskestomittaukset tehtiin painossa välittömästi painamisen jälkeen. Hankauskesto-, läpipainatus-ja
värillisyysmittaukset tehtiin tuotantonäytteistä laboratoriossa koeajoa seuraavina päivinä. Tahraavuuden muodostumista tuotantolinjassa tutkittiin keräämällä näytteitä tuotantoketjun eri vaiheista. Näistä näytteistä tehtiin visuaalinen arvostelu.
Verrattaessa tuotantokokeen tuloksia laboratoriotuloksiin todettiin, että kaksinkertaisen värimäärän käyttäminen päällekkäispainatuksen simuloimiseen on mielekästä tutkittaessa läpipainatusta ja kosketuskestoa.
Hankauskestomittauksessa ei kuitenkaan ole syytä käyttää kaksinkertaista värimäärää.
Työssä tuli esiin paperin ominaisuuksien painoväriä suurempi vaikutus painojäljen tahraavuuteen ja läpipainatukseen.
Pelkästään värin ominaisuuksien määrittäminen painetusta pinnasta on vaikeaa paperin ominaisuuksien vaikutuksen vuoksi.
Avainsanat
Sanomalehtipainoväri, tahraavuus, hankauskesto, kosketuskesto, läpipainatus
Kieli
Suomi
Technology
Author Date
Aino Tuominen 5.3.2001
Pages
101 s.
Title of Thesis
The properties of news ink that affect print quality
Chair Chair Code
Printing technology
Supervisor
As-75 Professor Pirkko Oittinen, TKK
Instructor
M.Sc. Hannu Linna, VTT
The thesis was motivated by increased smearing and print through problems caused by the expansion of multicolour newspaper printing. Furthermore, there was a need to define the quality attributes of the news inks of the most important printing ink producers operating in Finland. In the study multicolour printing with newsinks was simulated in a laboratory scale by using double amount of printing ink.
In the thesis, the quality ranges of four different ink producers newsinks were defined. In addition, six different papers was tested in the laboratory. Based on these results, two newsink sets and four papers were chosen to be used in the production trial run. In the laboratory experiments multicolour printing was emulated by using double ink amount in set
off, rub-off and print through tests. The effect of paper to these test results was examined separately. The CIELab values of the coloured printing inks were however measured from a surface printed with normal amount of ink.
When defining the range of the quality attributes of newsinks clear differences in ink tack were discovered especially between coloured inks. There were clear differences in the viscosity and yield values between inks, too. Differences in ink requirement between different inks were considerable where as paper had hardly any effect on ink requirement. The differences in print through between inks were small but paper had clear effect on print through.
The set-off quality of a printed surface was affected by both ink and paper. The differences between inks were larger for under shot type inks then for over shot type inks. Different inks had different rub-off qualities, too, but the paper used had even greater effect on the rub-off quality of printed surface. When the colour quality of the inks was examined it was discovered that the colour values were close to the target values set by IFRA.
The relation between laboratory experiments and production conditions was examined by comparing the laboratory results with the results from production test run carried out in a newspaper printing press. Because the printing inks and papers used in the production test run originated from a different production lot then those used in the laboratory experiments, the materials were examined separately. The set-off measurements from the production test run were carried out immediately after printing. The rub-off, print through and colour measurements from the production samples were carried out during the following days. The developing of smearing in the production line was examined through collecting samples from different positions of the production line. These samples were visually evaluated.
When comparing the results from the production with laboratory results it was found that the use of double amount of ink to simulate multicolour printing was reasonable with print through and set-off tests. However, when testing rub-off there was no reason to use double amount of ink.
The study indicated that paper properties have a more significant effect on smearing and print through property of a printed surface . Determining the properties of printing ink from the printed surface is difficult because of the effect of the paper properties.
Keywords
News ink, smearing, rub-off, set-off, print through
Language
Finnish
Alkusanat
Tämä diplomityö on tehty VTT Tietotekniikan tutkimusyksikössä. Työn valvojana oli professori Pirkko Oittinen ja ohjaajana diplomi-insinööri Hannu Linna. Heille esitän kiitokseni saamistani ohjeista ja neuvoista.
Lisäksi kiitän ohjausryhmän jäseniä Markku Merilahtea Sicpa Oy:stä, Seppo Särelää UPM-Kymmene Oyjrstä, Kristiina Markkulaa Sanomalehtien liitosta ja Jouni Tattaria Helsingin Sanomista työtäni kohtaan osoitetusta mielenkiinnosta ja opastuksesta.
Työn suorittamiseen ja kirjoittamiseen liittyvästä avusta haluan kiittää VTT:n Soile Passojaa, Pertti Moilasta, Liisa Harmaista, Seppo Kuosmasta, Tapio Leppästä ja Juha Sivosta sekä Jouni Iiskola Sicpa Oy:stä.
Poikaystävääni Jyrkiä sekä Anua ja Nannaa kiitän kannustuksesta ja kärsivällisyydestä kotona. Kiitokset myös vanhemmilleni ja siskolleni tuesta opiskeluvuosien aikana.
,
X-// f. ¿00/
Sisällysluettelo
Johdanto...1
I Kirjallisuusosa 3 2 Painovärit... 3
2.1 Sanomalehtipainatuksen asettamat vaatimukset painovärille... 3
2.2 Sanomalehtipainovärien koostumus...4
2.2.1 Värin rakenne... 4
2.3 Reologia...5
2.3.1 Viskositeetti ja juoksuraja...5
2.3.2 Värin pituus... 7
2.4 Emulgoituvuus...8
2.5 Tahmeus...9
3 Painolaatu... 11
3.1 Painolaatuun vaikuttavia tekijöitä...II 3.2 Optiset ominaisuudet... 12
3.2.1 Densiteetti... 12
3.2.2 Värillisyys...12
3.2.3 CIE-koordinaatisto... 13
3.3 Painovärin siirtyminen ja asettuminen sanomalehtipaperilla... 16
3.3.1 Sanomalehtivärin asettuminen... 17
3.3.2 Paperin ominaisuuksien vaikutus asettumiseen...17
3.4 Neliväripainatus... 18
3.5 Painolaadun virheet... 19
3.5.1 Yleistä... 19
3.5.2 Läpipainatus...19
3.5.3 Tahraavuus (set-off ja rub-off)...21
3.6 Tahraavuusketju... 21
3.6.1 Tahraavuus painokoneella... 22
3.6.2 Tahraavuus jälkikäsittelyssä...24
II Kokeellinen osa 25 4 Kokeiden lähtökohdat...25
4.1 Tavoite...25
4.2 Materiaalit... 26
4.2.1 Painovärit... 26
4.2.2 Paperit. 26
4.3 Matemaattiset tarkastelumenetelmät... 27
5 Painomateriaalien laatuominaisuudet (laboratoriokoe 1)...29
5.1 Koesuunnitelma... 29
5.2 Painoväri... 30
5.2.1 Tahmeus... 30
5.2.2 Viskositeetti ja juoksuraja...32
5.2.3 Emulgoituvuus... 35
5.3 Paperi... 38
5.3.1 Karheus... 40
5.3.2 Öljynabsorptio... 41
5.3.3 Tuhkapitoisuus ja ERIC-arvo... 42
5.3.4 Paperin tiheys... 44
5.4 Laboratoriopainatus...44
5.4.1 Värintarve... 45
5.4.2 Läpipainatus... 47
5.4.3 Kosketuskesto (Set-off)...50
5.4.4 Hankauskesto (Rub-off)...53
5.4.5 Värillisyys... 55
6 Tuotantopainatus...60
6.1 Materiaaleista tehdyt mittaukset tuotantopainatusta varten (laboratoriokoe 2)60 6.1.1 Paperit... 60
6.1.2 Laboratoriopainatus...64
6.2 Koesuunnitelma ja painatuksen kulku... 69
6.3 Läpipainatus...71
6.4 Kosketuskesto...71
6.4.1 VTT: n koelaite... 71
6.4.2 Tulokset... 72
6.4.3 Visuaalinen arvostelu tahraavuusketjun näytteistä... 75
6.5 Hankauskesto...77
6.6 Värillisyys... 78
7 Tutkimustulosten tarkasteluja mittausrutiinin arviointi... 80
7.1 Painovärien tulokset... 80
7.2 Paperin ominaisuuksien vaikutus tuloksiin...81
7.3 Kosketuskeston, hankauskeston ja läpipainatuksen keskinäiset yhteydet...82
7.4 Mittausrutiinin vastaavuus tuotanto-olosuhteisiin...84
7.4.1 Läpipainatus...84
7.4.2 Kosketuskesto... 86
7.4.3 Hankauskesto... 90
7.4.4 Johtopäätökset mittausrutiinista...92
7.4.5 Koesuunnitelman toimivuus... 92
7.5 Jatkotutkimustarpeet... 93
8 Yhteenveto... 94
9 Viiteluettelo... 97
AP YP tuot.
lab.
lab 1 lab. 2 C M Y К
alapuolinen väri (lyhyt väri) yläpuolinen väri (pitkä väri) tuotantopainatus
laboratoriopainatus laboratoriokoe 1 laboratoriokoe 2 syaani
magenta keltainen musta
1 JOHDANTO
Sanomalehtipainatuksessa käytetään yhä enemmän neliväripainatusta. Painettaessa useita värikerroksia päällekkäin on painojäljen tahraavuus noussut uudelleen ongel
maksi. Päällekkäispainatuksessa painetut värikerrokset eivät ehdi asettua paperilla riit
tävän nopeasti painoyksiköiden jälkeen, minkä seurauksena painoväriä tarttuu painoko
neen osiin ja radan taittamisen jälkeen sanomalehden vastakkaisiin sivuihin. Painojäljen tahraantumista tapahtuu myös painotuotteen jälkikäsittelyn aikana. Päällekkäispainatus lisää myös läpipainatusta painotuotteessa. Lisääntynyt värillisyys sanomalehtipainatuk
sessa onkin luonut tarpeen päällekkäispainatusta simuloivien koestusmenetelmien ke
hittämiseksi.
Diplomityön tavoitteena on ensin laboratoriokokein selvittää painovärien ominaisuuk
sien nykyiset laatualueet sekä valita tuotantokokeessa käytettävät painovärit ja sano
malehtipaperit. Päällekkäispainatusta pyritään jäljittelemään laboratoriopainatuksessa käyttämällä normaalia suurempaa värimäärää. Tuotantokoepainatuksen avulla selvite
tään käytetyn mittausmenetelmän vastaavuutta tuotanto-olosuhteisiin. Tavoitteena on luoda pohjaa painovärien laatuominaisuuksien seuraamiseksi tuotannossa ja tähän sopi
valle mittaussuositukselle. Tutkimuksen perustana on teollisuuden omien tutkimusten pohjalta laadittu ehdotus mittausrutiiniksi.
Kirjallisuusosassa perehdytään aluksi sanomalehtipainatuksen painovärille asettamiin vaatimuksiin sekä sanomalehtivärin koostumukseen ja ominaisuuksiin. Lisäksi käsitel
lään painolaatua ja siihen vaikuttavia tekijöitä sanomalehtipainatuksessa.
Kokeellisessa osassa suoritetaan aluksi mittauksia painovärien laadullisten ominaisuuk
sien ja niiden vaihtelualueiden selvittämiseksi reologisten mittausten ja koepainatuksen avulla. Koepainatuksessa käytetään eri värejä ja papereita niiden ominaisuuksien vai
kutusten selvittämiseksi. Erityisesti koeosassa keskityttiin painetunpinnan tahraavuus- ominaisuuksien tutkimiseen.
Tämän jälkeen tutkittiin laboratoriossa käytetyn mittausrutiinin vastaavuutta tuotanto- olosuhteisiin. Tuotantokokeessa käytettiin kahta nelivärisarjaa, joilla molemmilla pai
nettiin neljälle eri paperille. Tuotannossa käytetyt materiaalit tutkittiin erikseen myös laboratoriossa ja tuloksia verrattiin keskenään. Tulosten perusteella tehtiin johtopäätök
set tutkitun mittausrutiinin käyttökelpoisuudesta.
1 KIRJALLISUUSOSA
2 PAINOVÄRIT
2.1 Sanomalehtipainatuksen asettamat vaatimukset painovä
rille
Painettavalta painoväriltä edellytetään riittävää tarttumista painoalastaan, nopeaa aset
tumista painoalustalla, sekä asettumisen jälkeistä hyvää mekaanista lujuutta. Koska sa
nomalehden elinkaari on yleensä suhteellisen lyhyt ja koska kustannuksien pitäminen alhaalla on sanomalehtipainamisessa tärkeää, eroaa värin koostumus korkealaatuisten painotuotteiden väreistä. /23/
Kustannusten pitäminen alhaisina tarkoittaa käytännössä sitä, että sanomalehtipainatuk- sessa käytetään coldset-offset-menetelmää, jolloin painokoneessa ei ole kuivatusosaa.
Tästä syystä sanomalehtipainovärit valmistetaan sellaisiksi, ettei erillistä kuivaajaa tar
vita./18, 27/
Väri laitteen toiminta ja painovärin siirto paperille edellyttävät väriltä riittävää juokse- vuutta. Tämän vuoksi väreissä käytetään juoksevaa väliainetta, johon sideaine on liuo
tettu. Painatuksen jälkeen väliaine on tarpeeton ja se voidaan joko haihduttaa sideai
neesta tai, kuten sanomalehtioffsetväreillä, absorboida paperiin. Kuivuvassa painoväri- pinnassa sideaine, sanomalehtiväreissä hartsi, muodostaa kalvon, joka kiinnittää pig
mentin paperin pintaan ja antaa painovärille kiillon. /26, 31, 37, 39/
Sanomalehtivärin on myös täytettävä painojäljen optiseen laatuun liittyvät vaatimukset.
Painovärin antaman painojäljen sävyn-, värin ja yksityiskohtien toiston on oltava riittä
vän korkealla tasolla. /19/
2.2 Sanomalehtipainovärien koostumus
2.2.1 Värin rakenne
Painovärit yleensä muodostuvat kolmesta osasta: pigmentistä, sideaineesta ja kantofaa- sista. Pigmentti on värissä nestemäiseen kantofaasiin dispergoituneena. Coldset-offset sanomalehtiväreissä kantoaineena käytetään mineraali- tai kasviöljyä. Sideaine on täl
löin painovärissä liuenneena kantoaineeseen. Lisäksi painoväreissä käytetään erilaisia lisäaineita. Sanomalehtiväreissä lisäaineina käytetään pääasiassa täyteaineita. Vaikka sanomalehtipainoväri ei varsinaisesti kuivu, niin se asettuu kuitenkin kosketuksenkestä- väksi suhteellisen nopeasti. /23, 29, 38, 39/
Kantofaasi
Coldset-offset painoperiaate edellyttää painovärin liuottimen säilymistä painokoneella pitkään muuttumattomana. Tämän vuoksi liuottimena käytetään haihtumattomia öljyjä.
Kantofaasina sanomalehtiväreissä on perinteisesti käytetty mineraaliöljyjä. Ympäristön
suojelullisista syistä kantofaasina on nykyisin alettu käyttää myös kasviöljypohjaisia värejä. Kantofaasina käytetty öljy on sekoitus suuriviskoottista ja matalaviskoottista öljyä. Yhdistämällä kahta eri öljyä sopivassa suhteessa saadaan värille halutut ominai
suudet./26, 31, 33, 39/
Kun painoväri on siirtynyt painonipissä paperille, värin kantoaine tulee tarpeettomaksi.
Kantofaasina käytetty öljy ei haihdu, vaan imeytyy paperiin. Suurin osa värin absorp
tiosta tapahtuu painatusta seuraavina ensimmäisinä minuutteina. Öljyn erottuminen ta
pahtuu hitaammin ja vie enemmän aikaa. /26, 31, 33/
Sideaine
Painovärin sideaineen tarkoitus on kiinnittää pigmentti paperiin, sekä muodostaa pig
mentille suojaava kalvo. Sideaine vaikuttaa painovärin asettumiseen, kiiltoon ja läpipai- natus ominaisuuksiin. Sanomalehtiväreissä sideaineina käytetään kiinteitä hartseja, joita voivat olla asfalttipiki ja hiilivetyhartsit, jotka ovat luonnonhartseja. /7, 39/
Pigmentti
Painovärin asettuessa paperille osa värin pigmentistä tunkeutuu paperin sisään ja osa jää paperin pintakerroksiin. Pigmenttipartikkelien tunkeutumisaste paperiin vaikuttaa pai
nojäljen optisiin ominaisuuksiin. Pienikokoiset pigmenttipartikkelit tunkeutuvat enem
män paperiin. Myös nippipuristuksen kasvu vaikuttaa tunkeutumista lisäävästi. /26, 33/
Pieni pigmenttikoko (halkaisija n. 20 nm) on painojäljen tahraavuuden kannalta edulli
nen. Tämän oletetaan johtuvan siitä, että pienikokoiset pigmenttipartikkelit tunkeutuvat paperin rakenteeseen suurikokoisia paremmin.
Mustan värin pigmenttinä käytetään yleisimmin nokea. Noki voi olla joko hiilimustaa tai kanava- eli polttimonokea. Ensimmäinen on yleensä sävyltään sinistä tai ruskeaa, jälkimmäinen harmaan sävyistä. Värillisten värien pigmentit ovat nykyisin poikkeuk
setta synteettisesti valmistettuja. /4, 29, 33/
Lisäaineet
Sanomalehtioffsetväreissä lisäaineina käytetään täyteaineita sekä joskus vahoja. Täyte
aineen avulla vaikutetaan painovärin optisiin ominaisuuksiin, Teologiaan ja painovärin kiiltoon. Vahaa käytetään parantamaan painovärin hankauskestävyyttä. /39/
2.3 Reologia
Painovärin Teologiaksi kutsutaan niitä värin ominaisuuksia, jotka johtuvat painoväriin kohdistuvien jännitysten ja muodonmuutosten välisistä riippuvuuksista. Sanomalehti- painovärin reologiaa kuvataan viskositeetin, juoksurajan, tiksotropian, värin pituuden ja viskoelastisten ominaisuuksien avulla. /4, 29/
Painovärin reologian avulla voidaan ennustaa värin käyttäytyminen painokoneella.
Reologisilla ominaisuuksilla on merkitystä myös painovärin asettumisessa paperille.
/29/
2.3.1 Viskositeetti ja juoksuraja
Viskositeetti kuvaa nesteen virtauksen sisäistä vastusta. Juoksuraja taas on se voima, joka tarvitaan virtauksen aloittamiseen, eli leikkausjännityksen arvo virtauksen alkuhet-
kellä. Molemmat ominaisuudet voidaan mitata viskosimetrillä. Painovärin viskositee
tilla on merkitystä painojäljen laadun muodostumiselle, sillä viskoottinen väri absor- poituu hitaammin paperiin, painojälki on terävämpi ja läpipainatus pienempi. Mitä suu
rempi sideaineen keskimääräinen molekyylipaino ja suurempi pigmentin määrä (samas
sa liutotinainepitoisuudessa), sitä suurempi viskositeetti. /4/
Ideaaliset kiinteät aineet käyttäytyvät elastisesti eli ajasta riippumattomasti. Kun aineen käyttäytymiseen liittyy sekä viskoottisia että elastisia piirteitä, kutsutaan sitä viskoelas- tiseksi. Painovärien käyttäytyminen on luonteeltaan viskoelastista. /4/
Nesteiden ideaalinen Teologinen käyttäytyminen on viskoottista eli newtoniaalisista.
Newtoniaalisella nesteellä viskositeetti riippuu suoraan muodonmuutosnopeudesta (ku
va 1). Nesteen käyttäytyminen voi poiketa ideaaliviskoottisesta usealla tavalla. Visko
siteetti voi riippua muodon muutoksen nopeudesta. Tällaisesta nesteestä käytetään ni
mitystä ei-newtoniaalinen. Jos taas nesteen viskositeetti riippuu muodonmuutoshisto- riasta, käytetään ilmiöstä nimitystä tiksotropia. /4, 29/
Nesteen virtauksen plastinen ja pseudoplastinen käyttäytyminen ovat eräitä ei-
newtoniaalisen nesteiden käyttäytymistapoja. Plastisen nesteen virtaus käynnistyy vasta, kun tietty leikkausjännityksen taso on ylitetty. Pseudoplastisella nesteellä virtauksen viskositeetti pienenee leikkausnopeuden kasvaessa, mutta käyrä muuttuu suoraksi tiet
tyä leikkausnopeutta suuremmilla nopeuksilla. Pseudoplastisella nesteellä on näennäi
nen juoksuraja (kuva 1). Sanomalehtioffsetvärit ovat yleensä luonteeltaan ei- newtoniaalisia ja leikkausohenevia. /29, 34/
plastinen
pseudoplastinen juoksuraja
newtoniaalinen
näennäinen juoksuraja
Kuva 1. Newtoniaalisen, plastisen ja pseudoplastisen nesteen viskositeetti, T on leik
kausjännitys ja D on leikkausnopeus /29, 34/
2.3.2 Värin pituus
Painovärien Teologiaa voidaan myös kuvailla käyttämällä termejä lyhyt tai pitkä väri.
Tällöin on kyse värin ei-newtoniaalisten ominaisuuksien (koheesion) ja tiksotropian ai
heuttamasta yhteisvaikutuksesta. Pitkä väri on ominaisuuksiltaan lyhyttä väriä lähem
pänä ideaaliviskoottista nestettä. Lyhyt väri taas poikkeaa enemmän ideaaliviskootti- suudesta enemmän. /4/
Värin pituus on empiirinen suure, joka voidaan mitata laboratoriossa joko "sormitestil- lä" tai ilmaistaan viskositeetin ja virtausvastuksen murtamiseen tarvittavan leikkaus- voiman suhteena. Sekä koheesio että tiksotropia aiheutuvat pääasiassa pigmenttipartik- kelien tai sideaineen molekyylien välillä vallitsevista fysikaalisista voimista. Molemmat ominaisuudet vaikuttavat painovärin taipumukseen virrata vasta, kun tietty leikkaus- voima saavutetaan. Tällaista väriä kutsutaan lyhyeksi eli alapuoliseksi (under shot). Vä
riä sanotaan pitkäksi eli yläpuoliseksi (overshot), jos se on lähellä ideaalista eli new- toniaalista nestettä. /4, 18/
Termit alapuolinen ja yläpuolinen seuraavat siitä värilaiteratkaisusta, jossa ko. väriä käytetään (kuva 2). Alapuolisessa ratkaisussa painoväri syötetään telastolle terän avulla.
Yläpuolisessa ratkaisussa painoväri nostetaan kaukalosta. /4, 18/
alapuolinen yläpuolinen
värilaite värilaite
Kuva 2. Yläpuolinen ja alapuolinen värilaitetyyppi /23, 33/
2.4 Emulgoituvuus
Offset-menetelmällä painettaessa painoväriin emulgoituu aina jonkin verran kostutus- vettä. Painoväri ja kostutusvesi joutuvat kosketuksiin painavien ja painamattomien alueiden rajalla painelevyllä ja kumikankaalla sekä nipeissä. Nipeissä vaikuttavat leik- kausvoivat saavat kostutusveden sekoittumaan painoväriin mekaanisesti. Tätä kutsutaan emulgoitumiseksi, vaikka ei ole olemassa todisteita siitä, että sekoittumisen seurauksena veden partikkelikoko vastaisi emulsion määritelmää. Värin kyky sitoa vettä ja muodos
taa emulsio veden kanssa on edellytys offset-menetelmän toiminnalle. /4, 29/
Emulgoituvuutta voidaan mitata kahdella eri tyyppisellä menetelmillä, telamenetelmillä ja sekoitusmenetelmillä. Telamenetelmissä väri ja vesi sekoittuvat pyörivien telojen vä
lissä. Telamenetelmien toistettavuus on kuitenkin heikko. Sekoitusmenetelmissä väriä ja vettä sekoitetaan keskenään määrätty aika, jonka jälkeen määritetään väriin emulgoitu- neen värin määrä. Mittaus tehdään usealla eri aikavälillä, jolloin tuloksena saadaan emulgoitumiskäyrä (kuva 3), josta voidaan lukea emulgointikapasiteetti ja emulgoitu- misnopeus. Nopea emulgoituminen ja kohtuullisen emulgointikapasiteetti ovat painami
sen kannalta edullisia painovärin ominaisuuksia. Emulgoituvuusmittauksella saadaan kuitenkin selville ainoastaan värien väliset erot. /4, 29/
A Vedenmäärä painovärissä, %
Emulgointinopeus
Emulgointi- kapasiteetti
Kuva 3. Painovärin emulgoitumiskäyrä /29/
2.5 Tahmeus
Painovärin tahmeus (tack) on kokeellinen suure, joka kuvaa värin halkeamisvastusta eli sitä maksimi vetolujuutta, jonka väri kestää, ennen kuin se halkeaa kahdeksi kerroksek
si. Tahmeuden laboratoriomittausmenetelmät pyrkivät jäljittelemään painatuksessa val
litsevia olosuhteita. /4, 36/
Tahmeus on värin monitahoinen ominaisuus ja se riippuu useasta nipissä esiintyvästä mekanismista. Ohuen värikerroksen halkeaminen koostuu useasta eri vaiheesta. Aluksi telojen pinnan etääntyessä toisistaan väriä virtaa reunoilta syntyneeseen tilaan. Tämän nk. laminaarinen vaihe päättyy, kun värissä alkaa tapahtua sisäistä murtumista eli kavi- toitumista. Murtumisen seurauksena painoväriin tulee ilmaa. Telojen pintojen edelleen etääntyessä toisistaan kavitaatiokuplat laajenevat ja väri muuttuu erillisiksi langoiksi eli filamentoituu. Lopuksi nämä filamentit katkeavat, jolloin koko värikerros halkeaa. Vä
rin virtauskäyttäytyminen hallitsee tahmeusilmiötä suurilla nopeuksilla, suurella nippi- paineella ja paksulla värikalvolla. Kova tela lisää pintaenergia-ilmiön, koheesion ja ka- vitaation suhteellista merkitystä. /4, 29/
Myös mittalaite vaikuttaa mitatun tahmeuden suuruuteen. Tahmeuteen mittalaitteessa vaikuttavia tekijöitä ovat telojen nippialueen muodonmuutos, värin virtaus laminaari- alueella nipin keskellä, halkeamistapahtuma nipin ulostulopuolella ja laakereiden kitka.
Veden läsnäolo vaikuttaa merkittävästi tahmeuteen, vaikka yleensä värin tahmeutta la
boratoriossa mitattaessa ei käytetä vettä. /23, 34/
Nopeuden kasvaessa painovärien tahmeus yleensä kasvaa. Tahmeuteen vaikuttavat yleensä värin viskositeetti, nopeus sekä viskoelastisuus. Koska painoväri on luonteel
taan viskoottista, värikerroksen paksuuden kasvu pienentää halkeamisvastusta. Käytän
nössä tahmeus korreloi voimakkaasti värin viskositeetin kanssa leikkausnopeuden olles
sa suuri. /4, 34/
Värin elastisuuden ja tahmeuden välinen yhteys ei ole täysin selvä. Kirjallisuudessa esitettyjen tietojen mukaan elastisemmilla väreillä on pienempi tahmeus /24, 34/. Kui
tenkin viitteen /24/ havaintojen mukaan väri muuttui elastiseksi viskositeetin kasvaessa.
Painovärin tahmeus parantaa värin kiinnittymistä paperiin. Se myös lisää painojäljen terävyyttä. Toisaalta tahmeus lisää paperikuitujen ja muiden parikkelien irtoamista pa
perista. /4, 29/
3 PAINOLAATU
3.1 Painolaatuun vaikuttavia tekijöitä
Painojäljen laatuun vaikuttaa sekä fysikaalisia että optisia tekijöitä. Painojäljen synty
miseen vaikuttavat ennen kaikkea paperin ja painovärin fysikaaliset vuorovaikutukset.
/21/ Sanomalehtipainamisessa paperin ominaisuuksista painolaatuun vaikuttavat huo
mattavasti absorptiokyky, opasiteetti, karheus ja vaaleus. /8/
Painojäljen havaittuun optiseen laatuun vaikuttavat painojälkeä tarkasteltaessa vaikutta
vat valaistusolosuhteet. Painojäljen laatua heikentävät tekijät voivat siis olla puutteita fysikaalisessa värinsiirrossa tai visuaalisessa kuvanmuodostuksessa esiintyviä tekijöitä.
/21/
Painolaatuun vaikuttaa objektiivisten tekijöiden lisäksi myös painojäljen katsojasta johtuvat subjektiiviset tekijät. Painonjäljen subjektiivinen laatu perustuu ihmisen ha
vaitsemaan visuaaliseen vaikutelmaan kuvasta. Subjektiivinen vaikutelma on yksilölli
nen, eli havaittuun subjektiiviseen laatuun vaikuttaa katsojan näkökyky ja psykologiset tekijät. Objektiivisen laadun määrittäminen on yksinkertaisempaa, kuin subjektiivisen laadun määrittäminen. Objektiiviseen painolaadun mittoja ovat esimerkiksi densiteetti, kiilto, värien kirkkaus, painojäljen reunojen terävyys ja näiden ominaisuuksien tasai
suus. Näiden ominaisuuksien mittaamiseen on olemassa hyviä yksinkertaisia menetel
miä. Kuitenkin viime kädessä juuri subjektiivinen laatu on tärkeämpää, koska vain sillä on merkitystä loppukäyttäjälle. Subjektiivisen laadun määrittäminen on kuitenkin työ
lästä, eikä sille ole olemassa absoluuttisia mittayksiköitä, vaan subjektiivinen laatu on riippuvainen selvästi katsojasta. Lisäksi subjektiiviseen laatuun vaikuttavat fysikaalisten tekijöiden lisäksi myös psykologiset tekijät. Etenkin laadun valvonnassa painovärejä ja painomateriaaleja valmistettaessa tyydytäänkin yleensä käyttämään objektiivisia mitto
ja. Painatuksen yhteydessä sen sijaan painaja valvoo laatua yleensä myös subjektiivi
sesti. /21,22, 32/
Painolaadun ennustaminen pelkästään väristä mitattavien ominaisuuksien avulla ei ole mahdollista. Lisäksi painovärin ominaisuuksia voidaan mitata vain rajoitetusti. Pelkäs
tään painovärin ominaisuuksia tutkimalla ei siis voida päätellä, millainen värin aikaan saama painolaatu on. Painovärin ominaisuuksien vaihtelun mittauksessa kuten laadun tarkkailussa painovärin ominaisuuksien mittaamisella on kuitenkin merkitystä. /4/
Sanomalehtipainamisessa prosessin ja materiaalien vuorovaikutukset vaikuttavat laa
tuun useilla eri tavoilla. Eri tekijöiden välisten yhteyksien seurauksena yhtä painolaa
tuun vaikuttavaa prosessin tai materiaalin ominaisuutta ei yleensä voida optimoida huo
nontamatta samalla jotakin toista laatuun vaikuttavaa ominaisuutta. /4, 21/
3.2 Optiset ominaisuudet
3.2.1 Densiteetti
Puhuttaessa valoa heijastavan kuvan vaaleudesta tai tummuudesta tarkoitetaan sillä ku
van heijastaman valon määrän osuutta siihen tulleesta valosta eli kuvan intensiteettiä.
Koska ihmisen silmä sopeutuu eri valaistusolosuhteisiin, kuvan tummuus ilmoitetaan logaritmisena suhteellisena intensiteettinä eli densiteettinä. /33/.
Densiteettiä mitattaessa sekä valaisu että mittaus voi olla diffuusia tai suunnattua. Li
säksi mittausgeometria vaikuttaa saatuun tulokseen. Tämän takia densiteetti onkin aina laitekohtainen. Tuloksen yhteydessä on myös ilmoitettava mittaustapa. /33/
Painettaessa vaikuttaa painojäljen densiteetin muodostumiseen täyspeitteisellä pinnalla useita tekijöitä. Näitä ovat värimäärä, puristus voima sekä värin ominaisuuksista värin riittoisuus ja siirtyminen. /4/
Viitteessä /24/ tehtyjen kokeiden perusteella värintarve ei ole merkitsevästi riippuvainen väriin käytettävän pigmentin määrästä pigmenttiprosenttialueella 20-30%. Sen sijaan pigmentin laatu vaikuttaa värintarpeeseen.
3.2.2 Värillisyys
Värihavainnon muodostumista on pyritty kuvaamaan erilaisten sovittujen sääntöjen avulla. Tällä hetkellä tärkeimmät värillisyyteen liittyvät teoriat ovat värien additiivinen
sekoitus sekä Grassmannin lait. Additiivisella värien sekoituksella tarkoitetaan sitä vä- rivaikutelmaa, joka syntyy yhdistettäessä kaksi tai useampia spektriltään erilaista väriä.
/41/
Grasmannin lakeja on kolme. Ensimmäisen lain mukaan silmä voi erottaa vain kol
menlaisia värieroja, joita ovat värisävy-, kylläisyys-ja tummuuserot. Toisen lain mu
kaan kolmen värin additiivisessa sekoituksessa yhden värin muuttaminen muuttaa myös sekoituksen väriä. Kolmannen lain mukaan ihmissilmän samanlaisina näkemät värit käyttäytyvät sekoitettaessa samalla tavalla, värien todellisesta spektraalijakaumasta riippumatta. /41/
3.2.3 ClE-koordinaatisto
Värikoordinaatisto perustuu CIE (Comission Internationale de 1'Eclairage) määrittele
miin standardihavainnoitsijan silmän värivasteisiin. CIE-värikoordinaatiston tarkoituk
sena on tarjota menetelmä, jolla silmän havaitsema väri voidaan määrittää yksikäsittei
sesti. Eli tällöin samanlaisissa tarkasteluolosuhteissa värit, joilla on sama CIE:n määrit
telemä spesifikaatio, myös näyttävät samalta. Toisaalta samalta näyttävillä väreillä on myös sama spesifikaatio. Lisäksi tämä spesifikaatio voidaan myös laskea suoraan värin spektraalisesta säteilyjakaumasta. /2, 41 /
CIELab- ia CIELch-koordinaatistot
CIELab eli CIEL*a*b* on CIE-väriavaruuden muunnos, jota käytetään pääasiassa hei
jastavia pintoja mitattaessa. CIELab:in arvot korreloivat värinominaisuuksien kanssa.
Lisäksi CIELab väriavaruudessa visuaalisesti saman suuruisilla värieroilla on myös yhtä suuri keskinäinen etäisyys toisistaan väriavaruudessa. /9, 13, 14, 16 /
CIELab ottaa huomioon näköjärjestelmän kyvyn sopeutua valaistuksen värin ja määrän muutoksiin, mikä parantaa vastaavuutta näköhavaintoon. Tämän mahdollistamiseksi tarvitaan mittauksen yhteydessä referenssivalkoinen./9, 13, 14, 16/
CIELab avaruudessa L* kuvaa vaaleutta ja a* ja b* muodostavat kromaattisen koordi
naatiston (kuva 4). Mustalle pinnalle L* on nolla ja valkoista pintaa vastaa L*:n arvo sata. Kun väriavaruus usein esitetään kaksiulotteisena tasoleikkauksena, jätetään tällöin L* komponenttia esittämättä. Tällöin L* akseli kulkee värikartan keskipisteen kohdalla.
Kartankeskikohta on siten harmaa, a* ja b* arvoille ei ole olemassa absoluuttisia rajoja, vaikka kuvaajassa käytetään yleensä ympyrän muotoista rajaa. /13/
Kuva 4. CIELab-koordinaatiston a* b*-tasoleikkaus /2/
L*, a* ja b* arvot lasketaan X, Y ja Z arvojen ja referenssivalkoisen arvojen avulla seu
raavasti:
L* = 116f Y V -i6
kun — > 0,008856 Y.
(1)
L* = 903,3'y'' VY-J
kun — < 0,008856 Y.
a* = 500
Vх-. У
( v \ V " УY„
b* = 200
3 ' z x
Y
z
V " / V ” У
(2)
(3)
(4)
joissa,
Xn, Yn, Zn ovat X, Y, Z arvot valitulle referenssivalkoiselle CIELch-koordinaatistossa koordinaatit a* ja b* muunnetaan vielä siten, että saadaan värillisyyttä kuvaavat koordinaatit sävykulma h* ja kromaattisuus c*. Tämä tapahtuu kaavojen 5 ja 6 avulla. Tällöin siis L* on sama kuin CIELab koordinaatistossa. /12, 13,
14/
h*= arctanf b*\
a ■ (5)
c* = ^(a
*2
+b*2) (6)jossa,
h* on sävykulma
a* ja b* ovat CIELab arvoja ja c* on kromaattisuus
CIELch-koordinaatisto vastaa siis ulkoasultaan CIELab-koordinaatistoa, mutta siinä missä värillisyys esitetään CIELab:ssa x ja у-koordinaatiston tavoin paikkana tasossa, CIELch:ssa paikan määrittämiseen tason suunnassa käytetään kulmaa ja etäisyyttä kes
kipisteestä. CIELab:in ja CIELch:n välinen yhteys on havainnollistettu kuvassa 5. /16 /
Kuva 5. CIELab-koordinaatiston yhteys sävykulmaan ja kromaattisuuteen. /2/
Kahden eri värin välistä eroa eli niiden keskinäistä etäisyyttä CIELab-koordinaatistossa kuvataan AE avulla. AE:n ollessa suurempi kuin yksi, pidetään värieroa visuaalisesti merkittävänä. Väriero lasketaan kaavan 7 mukaan. /9, 13, 14/
AE = ^I(L, -L2)2+ (а, -а2)г + (b, - b2 f (7)
jossa,
AE on väriero
alaindeksi 2 tarkoittaa alkuperäistä arvoa ja alaindeksi 2 tarkoittaa mitattuarvoa
3.3 Painovärin siirtyminen ja asettuminen sanomalehtipape
rilla
Painoväri siirtyy värilaitteesta telojen kautta painonippiin (kuva 6). Satelliittirakentei- sissa sanomalehtioffsetkoneissa painonipissä ovat vastakkain kumipäällysteinen ja te
räksinen tela, kun taas 4-high koneissa molemmat vastakkaiset telat ovat kumipintaisia.
Värinsiirto paperille tapahtuu ensisijaisesti paineiskun avulla. Muita vaikuttavia meka
nismeja ovat kastuminen, adheesio, filmin halkeaminen sekä adsorptio. /20/
sisääntulo
vyöhyke
keskivyöhyke ulostulovyöhyke
-kontakti -tunkeutuminen -halkeaminen -adheesio -leviäminen
Kuva 6. Painovärin siirtyminen paperille painonopissä /33, 34/
3.3.1 Sanomalehtivärin asettuminen
Sanomalehtipainamisessa käytetään öljypohjaisia sanomalehtivärejä, jolloin väri ei var
sinaisesti kuivu paperin pinnalla. Sanomalehtiväreillä ei ole mitään sisäistä kuivumis- mekanismia, eikä cold-set offset menetelmässä käytetä energiaa painovärin kuivaami
seen. Värin asettuminen perustuukin kuivumisen sijaan värin tunkeutumiseen paperin sisään. Tällöin väri absorboituu paperin rakenteeseen ja sen matalaviskoottiset kompo
nentit erottuvat suodattumalla. Juoksevat komponentit tunkeutuvat syvemmälle pape
riin. /4, 20, 34/
Suurin osa absorptiosta tapahtuu hyvin nopeasti heti painamisen jälkeen, minkä jälkeen öljyn erottuminen tapahtuu hidastuvalla vauhdilla. Koska varsinaista kuivumista ei ta
pahdu, painojälki tahraa helposti. /4, 20, 34/
3.3.2 Paperin ominaisuuksien vaikutus asettumiseen
Myös paperin ominaisuuksilla on merkittävä vaikutus värin asettumiseen. Offset- painatuksessa paperille siirretään värin lisäksi vettä. Oleellista onkin paperin kyky ottaa vastaan väriä ja vettä. Paperin kykyä ottaa vastaan öljyä voidaan laboratoriossa mitata öljynabsorptiomittausn avulla /18/
Paperin absorptiokyvyn merkitys korostuu painettaessa useita värikerroksia päällekkäin.
Ensimmäiseksi painetun värin on tunkeuduttava riittävästi paperin sisään ennen seuraa- van värikerroksen painamista. Tällöin ensimmäisen värikerroksen tahmeus ehtii kasvaa
riittävästi, jotta seuraava kerros tarttuisi ongelmitta. Jos paperin absorptiokyky on huo
no, väri ei ehdi asettua riittävästi, mistä seuraa seuraavien värien tarttumisen huonontu
minen ja heikko kosketuskesto. Toisaalta liian voimakas öljynabsorptio saa värin side
aineen tunkeutumaan liian syvälle paperin sisään. Tällöin paperin pintaosiin retentoitu- neen pigmentin sitoutuminen jää puutteelliseksi ja tahraavuus kasvaa. /4, 18/
Kierrätyskuidun käyttö paperinvalmistuksessa vaikuttaa muun muassa paperin absorp
tio-ominaisuuksiin. Kierrätyskuidusta valmistetut paperit eroavat toisistaan absorptio- ominaisuuksien suhteen sen perusteella, onko käytetty koitumassa siistattu pesu- vai flotaatiomenetelmällä. Kierrätyskuitua sisältävän paperin läpipainatus ja painojäljen tahraavuus ovat yleensä pienempiä, kuin neitseellisestä kuidusta valmistetulla. /4, 11/
Valmistettaessa kierrätyskuitumassaa flotaatiomenetelmä jättää massaan myös pienet kuidut ja täyteaineen, kun taas pesumenetelmä poistaa osan niistä. Koska hienoaines täyttää pitkien kuitujen välit, on flotaatiomenetelmällä valmistetusta massasta tehty pa
peri tämän seurauksena tiivistä ja sileää. Flotaatiomenetelmällä valmistetun paperin vä
rin absorptiokyky on yleensä pienempi, jonka seurauksena värintarve on pienempi, mutta usein kuitenkin huonompi kosketus-ja hankauskesto. Pesumenetelmällä valmis
tetulla paperilla on suhteellisen suuri värin absorptiokyky. /4/
3.4 Neliväripainatus
Neliväripainatuksessa painetaan lyhyen ajan sisällä useita värejä päällekkäin. Tällöin tulee painettavien värikerrosten tarttua toisiinsa edellisen värikerroksen ollessa vielä märkä. Painettaessa toinen värikerros edellisen päälle on adheesion eli tarttuvuuden en
simmäisen ja toisen värin välillä oltava suurempi kuin toisen värin ja offset-telan välillä.
Tämä on mahdollista vain, kun päälle painettavien värien tahmeus pienentyy painojär- jestyksessä. /19, 23, 34/
Kun päällepainatuksessa alemman värikerroksen tahmeus on päälle painettavaa väriä suurempi, väri halkeaa päälle painettavassa värikerroksessa. Päälle painettavien värien hyvä tarttuvuus edellyttää lisäksi ohuita värikerroksia, paperin kykyä erottaa pienivis- koottiset komponentit väristä sekä veden nopeaa haihtumista emulsiosta. Kaksi ensim
mäiseksi painettavaa väriä voivat olla tahmeudeltaan samanlaisia, koska ensimmäinen
väri painetaan puhtaalle paperille, jolloin sen tahmeus kasvaa nopeasti ja saavutetaan hyvä tarttuvuus. /19, 34/
Riittävän tarttuvuuden saavuttaminen on kriittistä nimenomaan sanomalehtipainamises- sa, kun painetaan useita värikerroksia päällekkäin niiden ollessa vielä märkiä. Tarttu
vuuteen liittyvät ongelmat johtuvat värikerrosten paksuudesta ja suuresta painatusno- peudesta. Ongelma on korostunut painokoneiden nopeuden kasvaessa ja paperin neliö- massan ollessa alhainen. /19/
3.5 Painolaadun virheet
3.5.1 Yleistä
Painolaadun virheinä sanomalehtipainamisessa voidaan pitää seuraavia mekanismeja:
läpipainatus, huono kosketuskesto (set-off), huono hankauskesto (rub-off), toonaus, ve
si markkeerau s, negatiivinen tarttuminen (trapping), dupleeraus, vierintävirhe, nukkaus ja pölyäminen. Tässä keskitytään tarkastelemaan painojäljen läpipainatus-, kosketus- kesto- ja hankauskesto-ominaisuuksia /18/
3.5.2 Läpipainatus
Läpipainatuksella (print-through) tarkoitetaan painojäljen densiteettiä paperin tausta- puolelta mitattuna. Kyseessä on siis painamattoman paperin taustapuolen valonheijas- tusluvun ja paperin painetun taustapuolen valonheijastusluvun suhteen kymmenlogarit- mi. /4/
Läpipainatus on seurausta kahdesta tekijästä: värin tunkeutumisesta paperiin ja paperin opasiteetin puutteesta. Painettaessa väri pakotetaan paperin sisään ja painamisen jälkeen väri tunkeutuu paperin rakenteeseen absorption ja kantoaineen erottumisen seurauksena.
Läpipainatus voidaan jakaa kahteen osaan sen syntymekanismin perusteella: läpinäky- miseen, joka johtuu paperin opasiteetin puutteesta, sekä läpilyöntiin, joka on seurausta värintunkeutumisesta ja kantoaineen erottumisesta väristä. Läpilyöntiin vaikuttavat pa
perin ja värin ominaisuuksien lisäksi painamisen ja tarkastelun välinen aika sekä läm
pötila painamisen ja varastoinnin aikana. /4/
Mitä syvemmälle paperiin väri tunkeutuu, sitä pienempi osa paperin materiaalista vai
kuttaa opasiteettiin. Lisäksi erottuneen öljyisen kantoaineen migraatio vähentää opasi
teettia etupäässä alentamalla valonsirontaa. Joidenkin tutkimusten mukaan värin mää
rällä suhteessa paperin neliömassaan on merkittävä vaikutus läpilyöntiin. /4/
Sanomalehtipainoväri tunkeutuu paperiin sitä enemmän, mitä alhaisempi on värin vis
kositeetti ja mitä newtoniaalisempi on värin virtaus. Värin tunkeutumiseen vaikuttaa myös osittain pigmentin dispergoitumisaste ja kantoaineen määrä värissä. Pelkästään värin viskoottisuutta ja virtauksen lyhyyttä kasvattamalla sekä nestemäisten kompo
nenttien määrää pienentämällä ei läpilyönnin määrää voida pienentää rajattomasti, sillä näiden ominaisuuksien muuttaminen heikentää värin tunkeutuminen ja asettuminen se
kä vaikuttaa värin käsittelyyn ja värilaitteiston toimintaan. /4, 10/
Erään tutkimuksen mukaan /10/ värin ominaisuuksien optimointi mustalla värillä voi vähentää läpipainatusta 30 %. Paperin ja värin ominaisuuksien optimointi yhdessä voisi tutkimuksen mukaan vähentää läpipainatusta jopa 70 %.
Paperin ominaisuuksista läpipainatuksen kannalta eniten merkitystä on opasiteetilla.
Saman opasiteetin omaavien paperien erot painojäljen läpinäkyvyyden suhteen johtuvat pääosin siitä, että painoväri pienentää niiden opasiteettia eri tavoin. Myös paperin sävy vaikuttaa läpinäkymiseen. Paperin sininen sävy lisää opasiteettia ja vähentää havaittua mustan värin läpinäkymistä. Toisaalta se lisää punaisen värin havaittua läpinäkymistä.
/4, 10/
Lisäksi värin tunkeutuminen ja erottuminen riippuvat paperin absorptio-
ominaisuuksista. Nämä paperin ominaisuudet määräytyvät kuitukoostumuksen, kuidun käsittelyn, täyteaineen laadun ja määrän sekä fyysisen rakenteen perusteella. /4, 10/
Avoimesta rakenteesta, joka sallii suuren värin absorption alkuvaiheessa, voi seurata myös värin suuri tunkeutumissyvyys. Jos paperilla on suuri absorptiokapasiteetti, se voi jossain määrin vähentää kantoaineen erottumisen opasiteettia alentavaa vaikutusta. /4/
Paperin hyvä formaatio eli neliömassajakauman tasaisuus on läpipainatuksen kannalta edullinen, koska sen seurauksena paperille muodostuu tasainen värikerros ja siten läpi
painatuksen vaihtelu pysyy pienenä. Sanomalehtipaperin alhainen värintarve on myös tärkeää, koska värin määrä vaikuttaa läpilyöntiin. /4/
3.5.3 Tahraavuus (set-off ja rub-off)
Värin asettuessa paperilla värin ja paperin vuorovaikutuksen seurauksena painetun pin
nan tahraavuus muuttuu ajan kuluessa. Aluksi absorptiovaiheen aikana tahraavan värin osuus laskee nopeasti. Myöhemmän erottumisvaiheen aikana painetun pinnan tahraa
vuus laskee hitaammin ja painojälki pysyy aina jossain määrin tahraavana. /4/
Värin tahraavuutta, jolla kuvataan värin asettumista, voidaan mitata kahdella tapaa, kosketuskestona (set-off) ja hankauskestona (rub-off). Jos tutkitaan värin asettumista lyhyellä aikavälillä, mitataan yleensä kosketuskestoa eli värin kitkatonta tarttumista painojäljestä toiseen pintaan. Paperilla, jolla on avoin rakenne ja suuri huokostilavuus kuten sanomalehtipaperilla, on yleensä suhteellisen hyvä kosketuskesto heti painamisen jälkeen. Pidemmällä aikavälillä painojäljen kosketuskesto paranee siinä määrin, että on
tarkoituksenmukaisempaa mitata tahraavuutta hankauskestona. Hankauksen kestoa mi
tattaessa käytetään pinnan hankausta eli kitkaa. Kosketuskeston määritykseen laborato
rio-olosuhteissa on olemassa useita erilaisia laitteita, kuten Prüfbau- ja IGT- koepainolaiteet. /4, 18/
Ajan lisäksi tahraavuus riippuu siitä materiaalista, joka joutuu kosketuksiin painetun pinnan kanssa sekä kosketuksen tavasta. Käytetty värimäärä vaikuttaa huomattavasti värin asettumiseen ja siten painetun pinnan tahraavuuteen. Myös värin reologiset omi
naisuudet ja värin koostumus vaikuttavat kosketus- ja hankauskestoon. Värin alhainen viskositeetti nopeuttaa värin asettumista ja siten pienentää tahraavuutta. Erään tutki
muksen mukaan vähemmän tahraavilla papereilla pigmentti tunkeutuu paperiin parem
min. Pitkällä aikavälillä hankauskesto riippuu sen värikomponentin rakenteesta, joka jää paperin pintaan kantoaineen erottumisen jälkeen. Tällöin sideaineen määrä ja tyyppi ovat hyvin tärkeitä. /4, 11, 18, 27/
3.6 Tahraavuusketju
Tahraavuusketjulla tarkoitetaan tässä niitä painamiseen ja jälkikäsittelyyn liittyviä ope
raatioita, joiden seurauksena tapahtuu painetun, mutta vielä tahraavan värin irtoamista painetusta pinnasta. Välittömästi painamisen jälkeen painoväri tahraa helposti jo pel
kästä kosketuksesta. Mitä pidemmän aikaa väri ehtii asettua paperilla, sitä paremmin se
kestää kosketusta. Väriä irtoaa painetusta pinnasta kuitenkin myös jälkikäsittelyssä, kun painettuun pintaan kohdistuu painetta tai hankausta jälkikäsittelyn laitteista.
Kosketuskestolla on suuri merkitys painokoneella, koska huono kosketuskesto aiheuttaa ongelmia painovärin tarttuessa painokoneen johtoteloihin, kääntötankoihin ja muihin osiin, joihin painettu paperirata on kontaktissa, ja siitä edelleen painamattomille pin
noille. Sanomalehtipainatuksessa jälkikäsittelyoperaatiot, kuten mahdollinen puhtaak- sileikkaus ja niputus, suoritetaan välittömästi painamisen jälkeen. Tästä syystä paino
jäljen kosketuskestolla on suuri merkitys. Joissakin tapauksissa, kuten sisäänpiston yh
teydessä, painotuotteita saatetaan myös varastoida ennen jälkikäsittelyä. /18, 30/
3.6.1 Tahraavuus painokoneella
Paperiradan kulku painokoneella on esitetty kuvassa 7. Kuvaan on numeroilla merkitty laitteet, joissa vastapainetun painojäljen heikko kosketuskesto saattaa aiheuttaa tah
raantumista.
Kuva 7. Radan kulku painokoneella /5/
Kuvassa 7 esitetyt laitteet:
1. Painoyksiköt tornirakenteisessa koneessa. Satelliittikoneessa on painoyksiköiden välillä paperin johtoteloja.
2. Paperiradan ohjausteloja.
3. Paperiradan halkaisu.
4. Paperiradan kääntö. Kääntötangot ovat painokoneen teloja, joilla paperirata voidaan kääntää tai sijoittaa alkuperäisestä asemastaan poikkeavasti taittolaitteen auralle ohjattavaan rainanippuun.
5. Paperiradan taiton kohdistustelat.
6. Paperiratojen kokoaminen.
7. Taittolaitteen aura. Taittolaitteen auralla suoritetaan paperiradan pituustaitto.
8. Taittolaite. Taittolaitteella tapahtuu radan poikkitaitto ja leikkaus. /5. 18, 30/
Taittolaitteessa rata taitetaan pituustaittona keskeltä pituussuunnassa, jolloin radan reu
nat tulevat vastakkain. Pituussuuntainen taitto rainapainokoneessa tapahtuu joko auran
tai formen n avulla. Poikkitaitto tehdään katkaistulle radalle, jolloin taitto tapahtuu ra
dan kulkusuuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa. /18, 30/
3.6.2 Tahraavuus jälkikäsittelyssä
Taittolaitteen jälkeen painotuotteet kuljetetaan eteenpäin kuljetinlaitteistolla. Limivir- rassa lehdet kulkevat kuljetinnauhan mukana, eikä niihin kohdistu painetta. Sen sijaan naukkarikuljettimessa naukkari tarttuu yksittäiseen lehteen taitteen kohdalta, jolloin taitteeseen kohdistuu puristus, joka saattaa aiheuttaa painojäljen tahraantumista. /18/
Jos painotuotteen valmistuksen yhteydessä käytetään sisäänpistoa tai painotuote halu
taan välivarastoida jostakin muusta syystä, saatetaan painotuote ajaa taittolaitteen jäl
keen rummulle välivarastointia varten. Tällöin rummulla painotuotteita koossapitävän nauhan aiheuttama puristus saattaa aiheuttaa tahraantumista. /18/
Painokoneen jälkeisessä painotuotteen jälkikäsittelyssä painokoneelta tulevat lehdet lei
kataan puhtaaksi, varustetaan tarvittaessa osoitteilla ja liitteillä sekä niputetaan ja paka
taan kuljetusta varten. Kuvassa 8 on esitetty esimerkki jälkikäsittelyratkaisusta. /18/
Kuva 8. Painotuotteiden jälkikäsittely /6/
Kuvassa 8 esitetyn jälkikäsittelyn vaiheet:
1. Kuljetinlaitteisto (keltainen linja) 2. Sisäänpistorumpu (punainen)
3. Sisäänpistettävien liitteiden liitteistys
4. Painotuotteiden ajo rummulle välivarastointia varten 5. Sisäänpistoliitteiden käsisyöttö
6. Stakkerit. Stakkeri on postituksen laite, jonka avulla painotuotevirrasta erotetaan etukäteen ohjattu lukumäärä lehtiä. Näistä painotuotteista stakkeri muodostaa nipun ja kääntää joka toisen nipun 180°.
7. Tunnistetiedon liittäminen nippuun 8. Nippujen pakkaus ja sidonta./6, 18/
Kuvan 8 laiteratkaisussa ei ole painotuotteen puhtaaksileikkausta suorittavaa trimmeriä.
Puhtaaksileikkauksessa leikataan kapea osa painotuotteen reunoista, jotta saadaan ai
kaan siisti reuna painotuotteelle. Leikattaessa reunoihin kohdistuu paine, josta saattaa seurata painotuotteen tahraantumista. Myös stakkerilla paperinippuun kohdistuu jonkin verran painetta nipun muodostuksen yhteydessä./15, 18/
Il KOKEELLINEN OSA
4 KOKEIDEN LÄHTÖKOHDAT
4.1 Tavoite
Kokeellisen osan tavoitteena on ensin määrittää yleisesti käytettyjen sanomalehtipaino- värien laatualueet sekä selvittää paperin osuuden merkitystä painolaatua mitattaessa.
Tarkoituksena on myös selvittää, missä määrin laboratoriomittaukset ennustavat tulosta todellisissa paino-olosuhteissa. Erityisen tarkastelun kohteena on sanomalehtipainatuk- sessa värillisyydestä seurannut tahraavuuden lisääntyminen.
Kokeellinen osa jakautuu kahteen osaan: painomateriaalien laatualueiden selvittäminen (laboratoriokoe 1) ja tuotantopainatus, johon sisältyy tuotannossa käytettyjen materiaa-
lien mittaus laboratoriossa (laboratoriokoe 2). Luvussa 5 (laboratoriokoe 1) selvitetään painovärien katualueet laboratoriomittausen avulla. Tulosten perusteella valitaan pai
novärit ja -paperit tuotantopainatukseen. Koska tuotantopainatuksessa käytettävät mate
riaalit ovat eri valmistuseriä kuin painomateriaalien katualueiden selvityksessä tutkitut, on tuotantopainatuksen materiaalit tutkitaan erikseen. Tuotantopainatuksessa käytetty
jen materiaalien tarkastelu tehdään luvussa 6.1. Verrattaessa laboratorio ja tuotanto- olosuhteita keskenään voidaan siis käyttää ainoastaan luvussa 6 esitettyjä tuloksia.
4.2 Materiaalit
4.2.1 Painovärit
Laboratoriomittauksiin valittiin nelivärisarjat neljältä Euroopassa merkittävältä paino- värivalmistajalta. Yhdeltä valmistajalta on mittauksissa mukana kaksi värisarjaa, joista toinen on valmistettu Skandinavian markkinoille (nelivärisarja C) ja toinen Keski- Euroopan markkinoille (nelivärisarja D). Muilla valmistajilla on vain yksi väri sarja markkinoilla koko Euroopan alueella (nelivärisarjat А, В ja E). Jokaiselta painoväri- valmistajalta mukaan tulivat sekä alapuolinen väri että yläpuolinen väri. Kaikki labora
toriossa mitatut värit on lueteltu liitteessä 1.
4.2.2 Paperit
Laboratoriossa tutkittiin myös neljää erilaista sanomalehtipaperia, jotta voidaan arvioida myös paperin vaikutuksen osuutta saatuihin koetuloksiin. Tutkitut sanomalehtipaperit ovat:
1 Standardi sanomalehtipaperi 45 g/m2
2 100% kierrätyskuidusta valmistettu sanomalehtipaperi 45 g/m2 3 Vaalea erikoissanomalehtipaperi 52 g/m2
4 Norjalainen sanomalehtipaperi 45 g/m2 5 Erikoissanomalehtipaperi 55 g/m2 6 Standardi sanomalehtipaperi 42,5 g/m2
Paperi 1 valittiin standardipaperiksi, jota käytettiin vertailupaperina. Paperi 2 valittiin, koska se on yleisesti Euroopassa käytetty uusiopaperi. Paperi 2 on valmistettu 100 % kierrätyskuidusta, jolloin sillä on kirjallisuuden mukaan erilaiset tahraavuusominaisuu- det kuin neitseellisestä kuidusta valmistetulla paperilla. Mukaan valittiin myös tahraa- vuusominaisuuksien suhteen hyvämaineinen norjalainen paperi (paperi 4), vaalea eri- koissanomalehtipaperi (paperi 3), sekä neliömassaltaan normaalia suurempi erikoissa- nomalehtipaperi (paperi 5). Lisäksi myöhemmässä vaiheessa tuotantopainatuksen yh
teydessä mukaan tuli vielä paperi 6, joka on neliömassaltaan muita papereita alhaisem
pi.
4.3 Matemaattiset tarkastelumenetelmät
Kokeellisessa osassa on tulosten tarkasteluun ja niiden luotettavuuden arvioinnissa käytetty seuraavia menetelmiä: mittausten standardikeskihajonta ja pienimmän neliö
summan menetelmällä sovitettu logaritmikäyrä.
Standardikeskihajonta
Standardikeskihajonta kuvaa sitä, miten laajalle alueelle keskiarvosta näytteen arvot ovat hajaantuneet (harhaton eli n-1 menetelmä.). Laskennassa käytetään seuraavaa kaa
vaa 8:
jossa,
n on näytekokoja x¡ on mitta-arvo
(8)
Logaritmikäyrä
Mittaustuloksia esitettäessä päädyttiin kokeilemalla erilaisia käyriä käyttämään piste
joukkoon sovitettua logaritmikäyrää. Logaritmikäyrä soveltuu tähän tarkoitukseen riit
tävällä tarkkuudella. Käyrät on laskettu excel-taulukkolaskentaohjelman avulla seuraa
vasti:
Lasketaan pienimmän neliösumman menetelmää käyttäen yhtälön 9 avulla:
y=c In x + b (9)
Yhtälössä c ja b ovat vakioita. Värintarvekäyriä laskettaessa x on painamiseen käytetty värimäärä ja y on painopinnasta mitattu densiteetti.
5 PAINOMATERIAALIEN LAATUOMINAISUUDET (LABORATORIOKOE 1)
5.1 Koesuunnitelma
Laboratoriokoe l:ssä selvitetään painovärien tämänhetkisiä laatualueita kirjallisuus- osassa esitettyjen ominaisuuksien suhteen sekä hankitaan pohjatietoa tuotantopainatusta varten. Mittauksissa on pyritty simuloimaan päällekkäispainatuksen vaikutusta käyttä
mällä tavallista suurempaa värimäärää. Varsinaista päällekkäispainatusta ei käytetä, koska trapping-ilmiön ei haluta vaikuttavan tuloksiin. Tutkimuksen pohjana on TYE.n (sanomalehtipaperitehtaiden ja -painojen tekninen yhteistyöelin) kehittämä mittausru- tiiniehdotus, joka perustuu IFRAn ja TYE:n alustaviin kokeisiin.
Painovärien laatualueita selvitettäessä laboratoriokokeessa tutkitaan kaikki värit A-E (liite 1). Papereista mukana ovat paperit 1-5. Laboratoriossa painetaan puhtailla eli emulgoimattomilla väreillä.
Painovärien laatualueita selvitettäessä mitataan kaikista väreistä tahmeus, viskositeetti, juoksuraja ja emulgoituvuus. Näiden ominaisuuksien perusteella ei voida päätellä tut
kitun värin aikaan saamaa painolaatua, mutta ne ovat kuitenkin tärkeitä painovärin omi
naisuuksia ja niillä on merkitystä painatustapahtumassa prosessiteknisessä mielessä.
Painovärien painolaatu paperilla selvitetään laboratoriokoepainatusten avulla. Tällöin kaikilla liitteessä 1 esitetyillä väreillä painetaan vertailupaperiksi valitulle paperille 1.
Koska myös paperin ominaisuuksilla on suuri vaikutus kaikkiin edellä mainittuihin pai
nopinnan ominaisuuksiin, on paperin vaikutuksen osuus selvitettävä erikseen. Tämän vuoksi tutkituista väreistä valitaan kaksi väriä, joilla painetaan myös papereille 2-5.
Toteutunut koejärjestys on esitetty liitteessä 2.
Koepainatusten avulla määritetään värien ja papereiden värintarve, kosketus-ja han- kauskesto, läpipainatusominaisuudet sekä värillisyysarvot. Mittauksissa käytetyt tavoi- tedensiteetit ja mittausajat, jolloin densiteetti on mitattu, on esitetty taulukossa 1. Lisäk-
si papereista mitataan useita paperin laatua määrittäviä tekijöitä, jotka esitetään luvussa 6.3.
Taulukko 1. Koepainatusten mittausajat ja tavoitedensiteetit Mitattava Mittaus aika T avoitedensiteettitaso
ominaisuus painamisesta C M Y K
Värintarve 24 h 0.85 0.85 0.85 1.15
Hankauskesto 4 h - - - 1.5
Kosketuskesto 24 h 1.2 1.2 1.2 1.5
Läpipainatus 24 h 1.2 - - 1.5
Värillisyys 24 h 0.85 0.85 0.85 1.15
5.2 Painoväri
5.2.1 Tahmeus
Painovärin tahmeus mitataan Tack-o-scope-laitteella. Laitteessa tutkittava väri levite
tään laitteessa olevalle telastolle. Telastossa on telanippi, jossa painovärin halkeamis- vastus vetää metallitelan päällä vapaasti pyörivää kumipintaista ratsastajatelaa (kuva 9).
Laitteisto mittaa värin halkeamisvastuksen aiheuttaman telojen pyörimistä vastustavan voiman.
ratsastajatela voiman mittaus
hierrintela
Kuva 9. Tack-o-scope-laitteen toimintaperiaate
Mittausta suoritettaessa telastolle annostellaan ensin väriä pipetillä 0,37 cm . Nopeus nostetaan 50 m/min:ssa ja värin annetaan tasoittua 45 sekuntia. Tällöin värikerroksen paksuudeksi muodostuu 5 pm. Painovärin tahmeutta seurataan nopeuden funktiona.
Tahmeuden muutoksessa käytetyt laitteen nopeudet ovat 50, 60, 90, 120, 150, 180 ja 240 m/min. Nopeutta muutettaessa odotetaan 5 sekuntia ennen lukeman ottoa, jotta
muutos telastolla ehtii tasaantua ennen tahmeuslukeman kirjaamista. Nopeuden nosta
miseen kuluva aika on alle 30 sekuntia.
Värisarjoja valmistettaessa on värien tahmeudet säädetty painojärjestyksessä laskevaksi.
Tahmeuden on laskettava värien painojärjestyksessä jotta värikerrosten tarttuminen toi
siinsa päällekkäispainatuksessa olisi mahdollista. Kuvassa 10 on esitetty esimerkkinä värisarjan C YP värien tahmeuskäyrät. Kuvasta nähdään, että värit on tarkoitettu pai
nettavaksi järjestyksessä syaani, magenta, keltainen ja musta.
Tahmeus, värisarja C YP
ж sya
■ mag kelt x must
Aika (min)
Kuva 10. Värisarjan C YP tahmeuskäyrät
Liitteessä 3 on esitetty mitattujen nelivärisarjojen tahmeudet. Esimerkkinä on kuvassa 11 esitetty keltaisten alapuolisten värien tahmeudet kaikilla värivalmistajilla. Tahmeu
den suhteen tutkitut värilliset värit (syaani, magenta, keltainen) eroavat toisistaan sel
västi. Värivalmistajan A värillisillä väreillä on, väriä syaani AP lukuun ottamatta, kaik
kein korkeimmat tahmeudet. Valmistajan E värillisillä väreillä taas on värijoukon alhai
simmat tahmeusarvot. Kaikkien värien tahmeudet ovat alueella 70-150. Suurimmalla osalla väreistä tahmeus on alle 100:n.
Tahmeus, Kelt AP
150 ^
Aika (min)
Kuva 11. Esimerkkikuva tahmeuskäyristä
Mustilla painoväreillä erot tahmeuksissa ovat suhteellisen pieniä. Ainoastaan valmista
jan D mustat värit ovat tahmeudeltaan jonkin verran muita suurempia.
5.2.2 Viskositeetti ja juoksuraja
Viskositeetin ja juoksurajan mittaamiseen käytetään tässä ns. teleskooppigeometriaan perustuvaa tankoviskosimetria, joka on yleinen painovärin viskositeetin mittaukseen käytettävä mittauslaite. Tankoviskosimetri koostuu sylinterinmuotoisesta aukosta ja sen läpi kulkevasta tangosta (kuva 12). Aukon ja tangon välinen tila täytetään mitattavalla nesteellä. Mittausta suoritettaessa tangon annetaan vapaasti pudota aukon läpi, jolloin siihen kohdistuu nesteen viskositeetista riippuva putoamista vastustava voima. Eri leik
kausnopeuksien aikaansaamiseksi tangon päähän asetetaan eri suuruisia painoja. /29/
paino
neste //
! I
tanko
Kuva 12. Tankoviskosimetrin toimintaperiaate
Mittaus suoritetaan siten, että mittalaite ja mitattava väri on termostoitu 25 °C:n lämpö
tilaan. Mittaussauva nostetaan yläasentoon ja väriä sivellään mittaussauvan pinnalle.
Sauvan yläpäähän asetetaan painoja sauva päästetään laskeutumaan alas. Mitattaessa käytetään painoina 100 g, 200 g, 300 g ja 400 g punnuksia. Leikkausnopeus muuttuu tällöin käytetyn painon mukaan. Laite mittaa ajan, joka sauvalta kestää laskeutua kah
den mittapisteen välisen matkan. Viskositeetit ja juoksuraja lasketaan tässä laitteessa tietokoneohjelmalla käyttäen Cassonin yhtälöä (kaava 10). Yhtälöstä ohjelma määrittää (K|)2 eli plastisen viskositeetin ja (K0)2 eli juoksurajan.
yfr — K{) + K^yfo (10)
jossa,
r = leikkausjännitys D = leikkausnopeus
Ko = juoksurajan neliöjuuri
Ki = plastisen viskositeetin neliöjuuri
Erilaisilla laitteilla mitattuja viskositeetti ja juoksuraja-arvoja ei yleensä voida verrata keskenään, eikä näin ollen ole olemassa myöskään mitään tavoite arvoja viskositeetille tai juoksurajalle. Korkea viskositeetti alhaisessa lämpötilassa saattaa kuitenkin aiheuttaa ongelmia värin pumppauksessa tuotannossa. Toisaalta alhainen viskositeetti suuressa lämpötilassa saattaa aiheuttaa värin liian suuren tunkeutumisen paperiin tuotantopaina- tuksessa. /4/
Värin viskositeetti on voimakkaasti riippuvainen värin lämpötilasta /4/. Tässä kokeessa tankoviskosimetrin vaippa on termostoitu 25 °C:een. Tuotantopainatuksessa värin läm
pötila on kuitenkin selvästi tätä lämpötilaa suurempi. Myös leikkausnopeus on tuotan
nossa suurempi.
Alapuolisten värien viskositeettimittausten tulokset on esitetty kuvassa 13. Viskositeet- timittausten toistettavuus tarkkuus on valmistajan ilmoituksen mukaan ±0.5 Pa s. Ala
puolisten värien viskositeettiarvoissa voidaan havaita yläpuolisten värien viskositeetti- arvoja enemmän eroja. Erot eri osavärien viskositeeteissa ovat pienimmät värisarjan В väreillä.
Viskositeetti, AP
ABODE värisarja
□ syaani
■ magenta
□ keltainen
■ musta
Kuva 13. Alapuolisten värien viskositeetit
Kuvassa 14 on esitetty yläpuolisten värisarjojen värien viskositeetit. Yläpuolisista vä
reistä värisarjojen C, D ja E värien viskositeetit ovat samalla tasolla. Värisarjojen Aja В yläpuolisten värien syaanin osavärin viskositeetti on poikkeavan suuri. Lisäksi väri- sarjan A yläpuolisen mustan värin viskositeetti on muihin verrattuna matala.
Viskositeetti, YP
□ syaani
■ magenta
□ keltainen
■ musta
ABODE värisarja
Kuva 14. Yläpuolisten värien viskositeetit
Kuvissa 15 ja 16 on esitetty alapuolisten ja yläpuolisten värien juoksuraja-arvot. Juok- surajamittausten tarkkuus on ±500 N. Juoksurajoissa on eri osavärien välillä huomatta
vasti eroja lukuun ottamatta A ja В alapuolisia värisarjoja. Sekä viskositeetti- että juok- surajamittausten tulokset on esitetty numeroina liitteessä 18. Lisäksi liitteessä 19 on esitetty viskositeetti juoksurajan sekä tahmeuden funktiona. Näistä kuvista ei kuiten-
kaan voida havaita mitään selvää korrelaatiota. Tahmeuden kohdalla tämä kertoo siitä, että värit ovat luonteeltaan ei-newtoniaalisia /28/.
7000 6000
„ 5000 .5. 4000
2
M 3000
O
•2. 2000 1000
0
Juoksuraja, AP värit
А В C D E
D syaani
■ magenta
□ keltainen
■ musta
vä risar ja
Kuva 15. Alapuolisten värien juoksurajat
яST o3
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0
Juoksuraja, YP värit
ABODE
väri sarja
□ syaani
■ magenta
□ keltainen
■ musta
Kuva 16. Yläpuolisten värien juoksurajat 5.2.3 Emulgoituvuus
Värin emulgoituvuus mitattiin Duke-emulgointilaitteella. Mittaus tehtiin kaikille liit
teessä 1 esitetyille väreille. Laitteessa emulgoituminen tapahtuu sekoitusmenetelmällä.
Aluksi väriä (50 g) sekoitetaan noin minuutin ajan 90 kierrosta nopeudella 100 rpm. Vä
riin lisätään 15 g erissä vettä, jonka jälkeen sekoitetaan jälleen 90 kierrosta. Tämän jäl
keen kaadetaan emulgoimaton vesi pois ja punnitaan väri-vesi-seoksen paino, josta las-
