Časté dotazy

Proč laminovat?

Laminování je technologie umožňující zlepšit jak mechanické, tak i optické vlastnosti tisků tím, že jednostranně či oboustranně aplikujeme pod značným tlakem na vytištěný arch tenkou opticky průhlednou polymerní fólii.

Díky laminaci se dosahuje zlepšení níže uvedených vlastností tiskoviny:

  • zvýšení mechanické pevnosti a houževnatosti,
  • zlepšení vzhledu tiskoviny,
  • zvýšení odolnosti proti oděru a snížení náchylnosti k naleptání lidskou pokožkou,
  • zvýšení odolnosti tisku vůči UV záření,
  • zajištění neprostupnosti pro vlhkost.

Zalaminované archy lze pak snadno zpracovávat technologickými operacemi, jako jsou kašírování, výsek, parciální lakování atd.

Jak kvalitně laminovat?

O výsledku laminování rozhoduje několik hlavních faktorů, které se navíc vzájemně ovlivňují:

  • zvolená technologie laminace,
  • laminovací fólie,
  • lepicí vrstva,
  • laminovací stroj,
  • tiskovina (potiskovaný materiál, použité tiskové barvy, technika tisku),
  • jednostranná nebo oboustranná laminace.

S přihlédnutím k uvedeným faktorům uvádíme obecné zásady pro kvalitní laminaci:

Tisk musí být před laminací dokonale suchý, protože zbytková rozpouštědla mohou reagovat s lepidlem, což způsobí v těchto místech ztrátu lepivosti.

Vysoká vlhkost zpomaluje schnutí. Např. při 70-80% vlhkosti je laminace možná nejdříve 24 hod po tisku.

Lepicí síla lepidla se s časem mění (obvykle zlepšuje), proto by mělo další dokončovací zpracování následovat až po určité době po laminaci (nechat laminovanou tiskovinu „dozrát“) alespoň 1 hod.

Laminovací fólie se obvykle lépe váže na nepotištěný substrát než na barvovou vrstvu. Doporučuje se přesah laminovací fólie do okraje tisku.

Laminovací fólie by neměla být při laminaci napínána. Po aplikaci může mít tendenci relaxovat, což by mohlo způsobit vrásnění, delaminaci nebo další defekty.

Řezání laminovaného tisku může způsobit vznik lokalizovaného napětí na hranách a následnou delaminaci (vliv tupého nože, nevhodná kombinace fólie a substrátu, hrubá manipulace). Při ořezu se doporučuje ponechat laminovaný okrajový proužek na tisku, protože laminovací fólie má větší adhezi k substrátu než k potištěné ploše.

Při jednostranné laminaci může vznikající napětí mezi fólií a substrátem způsobit ztrátu rovinnosti (prohnutí). Oboustranná laminace lépe ochrání tiskovinu před vlivem vnějšího prostředí, zejména před vlhkostí a nečistotami.

Pozor na prašné prostředí! Povrch tiskoviny musí být zbaven částic poprašovacího média nebo prachu. V těchto místech dochází k neúplnému smáčení povrchu, vzniku vzduchových dutin, které způsobí rozptyl světla, a tzv. „stříbření“.

Výběr podmínek laminace závisí na typu tiskoviny a jejím užití, zvolený postup je třeba nejprve pečlivě odzkoušet.

Laminovaný substrát by měl být hladký a lepidlo by mělo pronikat jen do povrchové vrstvy (nepenetrovat strukturou papíru na nelaminovanou stranu).

Tisková barva by měla obsahovat méně vosků a pigmenty, které nemohou reagovat s lepidlem nebo případným UV zářením.

Problematická je laminace metalických tisků, protože tvar a materiál metalických pigmentů způsobuje horší adhezi lepicí vrstvy.

Jak ovlivňuje kvalitu laminace vlastní tiskovina?

Papír

Vlastnosti papíru ovlivňující výsledek laminace:

  • strukturní a povrchové vlastnosti papíru (hladkost či pórovitost),
  • směr vláken,
  • plošná hmotnost archu,
  • vlhkost,
  • formát archu.

Hladkost či pórovitost laminovaného substrátu ovlivňuje kvalitu přilepení fólie na papír (jak snadno penetruje lepidlo do struktury papíru) a možnost výskytu stříbření. Podle strukturních a povrchových vlastností papíru nastavujeme tlak laminovacího procesu (záleží na velikosti pórů papíru). Např. pro hladký a natíraný papír se nastavuje vyšší tlak laminovacího procesu.

Je vhodnější laminovat papíry ve směru, kdy jsou vlákna papíru rovnoběžně s osou laminovacího válce. Toto není podmínkou, ale dle naší zkušenosti tak lépe předcházíme vrásnění.

Plošná hmotnost laminovaného archu má vliv na výskyt vrásnění a případně ztrátu rovinnosti archu (prohnutí). Problematické jsou zejména archy o nízké plošné hmotnosti. Vrásnění lze eliminovat například prohnutím archu před laminovacím válcem pomocí lišty, proti ztrátě rovinnosti archu po jednostranné laminaci je vhodné použít rovnací lištu a polaminovaný pás papíru opět prohnout.

Je-li vlhkost laminovaných archů vysoká, může docházet ke ztrátě adheze vlivem uzavření vodních par tiskoviny pod fólií, což se projeví vznikem optické vady zvané stříbření. Při absolutní vlhkosti laminovaných archů větší než 10 % pak dochází k významnému snížení pevnosti papíru, a tím ke zvlnění archů a výskytu vrásek.

Při laminování různých formátů archů se může lišit rovnoměrnost rozložení teploty na laminovacím válci v závislosti na teplotním profilu konkrétního válce. Pokud bude laminován arch malého formátu, může se stát, že skutečná teplota laminovacího procesu se bude lišit od čidlem snímané hodnoty, protože na středu válce bude teplo odebíráno více než na jeho krajích, kde bývá teplotní čidlo většinou umístěno.

Tisková barva

Vlastnosti tiskové barvy ovlivňující výsledek laminace:

  • typ tiskové barvy (ofsetová tisková barva, toner pro digitální tisk, speciální tiskové barvy se speciálními optickými a jinými efekty atd.) a s tím související složení tiskové barvy (druh pojivového systému a jeho podíl v tiskové barvě, druh pigmentu);
  • tloušťka barvové vrstvy (lepivost tiskové barvy);
  • zasychání barvy, způsob vytvrzování.

Použitá tisková barva a vlastnosti barvové vrstvy jsou klíčové faktory ovlivňující adhezi laminovací fólie, resp. lepidla k potištěné ploše. Špatná adheze lepicí a barvové vrstvy může být způsobena reakcí rozpouštědel či jiných olejů v barvě obsažených spolu s lepidlem (dojde ke ztrátě jeho lepivosti). A to v závislosti na typu tiskové barvy, čili jejího chemického složení, nebo tloušťky barvové vrstvy.

Zejména pro laminaci tiskovin zhotovených na digitálních tiskových strojích má tloušťka barvové vrstvy velký význam. Ta je ve srovnání s konvenčním ofsetovým tiskem silnější a barva neproniká do struktury papíru v takové míře jako u ofsetu. V tomto případě je důležité, aby lepidlo laminovací fólie dokonale smáčelo celý povrch tiskoviny, a to zejména v okolí vystouplých tiskových bodů.

Vlivem nedostatečně zaschlého tisku může docházet k vrásnění. Druh pigmentu použitý při výrobě tiskové barvy má vliv na adhezi lepicí a barvové vrstvy (struktura pigmentu metalických barev komplikuje proces laminace) nebo dokonce na změnu barevnosti tiskoviny (některé pigmenty mohou být citlivé na teplotu a vlivem vysoké teploty laminace může dojít ke změně barevnosti tisku).

Charakter obrazu

Vlastnosti tištěného obrazu ovlivňující výsledek laminace:

  • plošné pokrytí substrátu barvou (podíl plných a nepotištěných ploch na archu),
  • podíl přetiskových ploch (tloušťka barvové vrstvy),
  • velikost nepotištěných okrajů.

Laminovací fólie se lépe váže na nepotištěný substrát než na barvovou vrstvu. Čím větší je plošné pokrytí archu barvou a tloušťka barvové vrstvy, tím horší bude adheze laminovací fólie.

Důležitou roli hraje také velikost nepotištěných okrajů na archu. V místě přesahu archů vzniká pod laminovací fólií malá vzduchová kapsa, která způsobuje problémy právě v případě, že se v místě přesahu nachází barvová vrstva a ne nepotištěný substrát (tisk do kraje). Toto je ještě umocněno, jde-li o papír o vysoké plošné hmotnosti a vysokou rychlost laminovacího procesu. Vzduchová kapsa může vlivem tlaku válce způsobit, že se na archu objeví nezalaminovaný pruh.

Technika tisku

Vliv techniky tisku na výsledek laminace:

  • způsob konečné úpravy tiskoviny při výstupu z tiskového stroje (zapékání toneru u digitálních tiskových strojů, poprašování u ofsetového tisku atd.).

Jakákoliv povrchová úprava tiskoviny před jejím laminováním ovlivňuje výslednou kvalitu laminace. Fixační olej na povrchu některých digitálních tiskovin, prášek na ofsetovém tisku nebo dokonce lakování způsobuje horší adhezi lepicí vrstvy k tisku a stříbření.

Jak funguje termální laminace?

Při laminovacím procesu se vytváří vícevrstevný systém polymerních vrstev: potiskovaný materiál – tisková barva – vrstva lepidla – laminovací film. Podmínkou dobré kvality laminace je především dokonalá adheze všech jednotlivých vrstev a dokonalé smáčení povrchu kapalným lepidlem. Z toho vyplývá, že výsledek laminace ovlivňují jednak tyto hlavní faktory, ale také okolnosti vlastního procesu i operace, které se na tiskovině provedly již dříve.

Aplikace termolaminovací fólie na potištěný papír

Co tvoří lepicí vrstvu termolaminovacích fólií?

Pro termolaminaci se používají tavná lepidla (hot melty), která jsou již součástí výrobcem dodávaného filmu. Tavná lepidla jsou termoplastické materiály, které si udržují plasticitu i v lepeném spoji. Za běžné teploty jsou v pevném stavu a neobsahují rozpouštědla ani vodu. V důsledku zahřátí se pak stávají tekutými a lepivými. Ve srovnání s jinými druhy lepidel mají tavná lepidla krátkou otevřenou dobu (časový interval po nanesení tavného lepidla, v němž je ještě možné provedení kvalitního slepení), ale také krátkou uzavírací dobu (minimální doba, která je po přitisknutí lepených materiálů potřebná ke vzniku kvalitního lepeného spoje). Při nanášení lepidla na nosnou fólii je důležité, aby lepidlo smáčelo povrch polymerní fólie, bylo pružné a průzračné, neovlivnilo rovinnost fólie a také aby mělo stejnorodou kvalitu vrstvy.

Existuje široký sortiment tavných lepidel (termoplastické, kaučukovité kopolymery, polyuretany), nicméně v polygrafii patří k nejvíce používaným lepidlům ethylen-vinylacetát (EVA).

Parametry tavných lepidel:

  • zpracovatelská teplota: 150-180 °C;
  • viskozita taveniny při nanášení: 1000-10000 mPas;
  • otevřená doba (doba lepivosti): 2-60 s;
  • uzavírací doba (doba tvrdnutí): 0,5-15 s;
  • bod měknutí: 55-110 °C.

Jaké topné systémy laminovacích strojů jsou nejrozšířenější?

Porovnání jednotlivých systémů topných válců poskytuje pohled na jejich výkonnost a vlastnosti, jež by měly být zvažovány při výběru laminovacího stroje. Prakticky jsou nejrozšířenější dva druhy ohřevu laminovacích válců – elektrické a kapalinové systémy.

Elektrické systémy

Téměř všechny elektrické topné válce používané pro laminování jsou vyhřívány interně, což vede k vyšším vnitřním teplotám vůči povrchu válce. Protože elektrické topné válce jsou většinou řízeny prostřednictvím měření teploty jeho pláště poblíž povrchu, jejich řízení je snazší a rychlejší než u kapalinových systémů. Tepelné ztráty jsou omezeny hlavně na ztráty prouděním z povrchu válce.

Elektrické topné systémy v porovnání s kapalinovými systémy používají jednodušší komponenty. Prostoje jsou vzhledem k výpadkům komponentů minimální a protože zde nejsou potenciálně nebezpečné horké kapaliny nebo netěsnosti, i bezpečnostní rizika jsou nižší.

Většina elektrických topných systémů používá odporové čidlo (nebo termočlánek zabudovaný do pláště válce), aby bylo co nejblíže povrchu válce. Signál z čidla přichází do jednotky řízení teploty, která reguluje množství energie přiváděné do topného elementu. Teplotní regulace je vzhledem k těsnější teplotní vazbě rychlejší než u kapalinových systémů, což redukuje proces nastavování teploty pouze na nastavení požadované teploty.

Kapalinové systémy

Většina kapalinových systémů používá zásobník a topný element ohřívající kapalinu (olej nebo vodu), řídicí systém a teplotně citlivý snímač (většinou umístěný u zásobníku k nastavení teploty a ovládání systému), dále pak pumpu, rotační konektor a topenářské prvky k dopravení kapaliny do válce.

Každý z komponentů představuje bod údržby vyžadující pravidelnou inspekci, opravu a záložní sklad k minimalizaci prostojů a bezpečnostních problémů z důvodu selhání daného komponentu. U topných systémů, které používají k ohřevu válce olej, přibývá navíc další problém v podobě likvidace toxického karbonizovaného oleje, jenž vzniká při permanentním tepelném cyklování za vysokých teplot.

Topný válec u kapalinových systémů je jednoduchého jednoplášťového designu nebo častěji v dvouplášťovém provedení se spirálovitým přepažením pro zajištění větší konzistence tepelného přenosu napříč a kolem válce. Teplota je většinou snímána v kapalinové jímce, a nikoliv ve válci, což z nastavování teploty učiní obtížnější proces „pokus-omyl“. Má se za to, že u kapalinového systému dochází ke ztrátám na teple ve výši 10-15 % na cestě od zásobníku kapaliny k válci.

I když je u většiny válců specifikována rovnoměrnost rozdělení teploty bez zátěže, teplotní rozdělení na topném válci se může značně měnit s rychlostí (tepelná zátěž) nebo šířkou fólie. Teplota povrchu válce se bude blížit k vnitřní teplotě válce v místech mimo zatížení (styk s fólií), kde je malá tepelná zátěž. Bez dalšího opatření nemůže být dosaženo rovnoměrného rozdělení teploty.

Jaké technologické problémy mohou být spojené s ohřevem laminovacího válce?

Častým problémem společným pro všechny druhy válců, kde se energie přivádí zevnitř, je přetopení válce při zapnutí a zastavení stroje. Tato nepříjemnost se dá celkem snadno řešit při zapnutí stroje vhodným nastavením adaptivního režimu PI regulátoru. Hůře řešitelné je přetopení stroje zastaveného z plného provozu. Zde žádné jednoduché řešení neexistuje. Příčinou je tepelný odpor soustavy topení válec-film pro daný tepelný tok. Tento odpor je dán konstrukcí válce a jeho důsledkem je tepelný spád mezi vnitřkem a vnějškem topného válce, jenž je přímo úměrný tepelnému toku. Potřebná velikost tepelného toku závisí na nastavené teplotě válce, rychlosti laminování, tepelné vodivosti papíru a na tloušťce a parametrech filmu. Pokud se blížíme maximálnímu tepelnému toku, který je zdroj energie schopný dodat, dosahuje rozdíl teplot mezi vnitřkem a vnějškem válce až 30 °C. Energie úměrná tomuto tepelnému spádu se akumuluje ve stěně válce a po zastavení stroje se projeví zvýšením teploty povrchu válce téměř o polovinu tohoto spádu. Cílem každého výrobce je minimalizovat tento odpor. Existuje několik sofistikovaných řešení; společnost Komfi se vydala cestou minimalizace tloušťky stěny válce na základě pevnostního výpočtu pro složité tlakové zatížení, které na válec působí, a minimalizací přechodového odporu soustavy topný element - válec použitím rozpínacích klínů, zaručujících dokonalý dotyk mezi uvedenými komponenty.

Neméně významným problémem u laminovacího stroje je rovnoměrnost povrchové teploty po celé šíři válce při laminování různých šíří fólií (archu). Tento problém se projevuje u všech strojů bez ohledu na to, zda tepelné energie na povrch válce přichází zevnitř nebo zvenku. Není problém dosáhnout rovnoměrného rozložení teploty na povrchu válce bez zatížení. Zatížení způsobí potřebu zvýšení tepelného toku tak, aby v místě zátěže byla dosažena požadovaná teplota. Pokud fólie pokrývá pouze část z celé šíře topného válce, bude teplota nepokryté části vlivem tepelného toku stoupat, i když teplota pokryté části zůstane konstantní. Vlivem tepelné vodivosti válce tato vyšší teplota exponuje kraje fólie a způsobí lokální přehřátí. Tento jev nelze bez nějakého dalšího opatření odstranit u žádného druhu topení.

Firma Komfi řeší výše uvedený problém rozdělením topení do několika zón, z nichž každá má své teplotní čidlo umístěné ve stěně válce uprostřed příslušné topné zóny, a má tedy i vlastní regulaci teploty. Stroje pro formát B2 mají tři zóny, stroje pro formát B1 a B0 mají pět topných zón.

Dalším možným řešením je použití válce s vysokou tepelnou vodivostí stěn, např. hot pipes zabudované ve stěnách válce.

Jaké jsou hlavní výhody termální laminace?

Ekonomické výhody

  • Výsledek laminace je možno okamžitě kontrolovat, a tím i minimalizovat zmetkovitost.
  • Stroje využívající tuto technologii jsou levnější než stroje pro mokrou laminaci.
  • Obsluhu stroje snadno zvládne i méně kvalifikovaný operátor.
  • Časové prostoje z důvodu čištění a údržby jsou minimální.
  • Trvale klesá cena spotřebního materiálu (termálních filmů).

Technologické výhody

  • Zkracuje se čas mezi vytisknutím a laminací.
  • Dosahuje se opakovaně vysoká kvalita produkce bez přímého vlivu operátora.
  • Tisky není nutné před laminací čistit od tiskařského prášku.
  • Tiskovinu lze oboustranně laminovat okamžitě bez nutnosti čekat na vyschnutí lepidla.
  • Technologie termolaminace je vhodná pro laminaci digitálně zhotovených tiskovin.

Flexibilita

  • Tisky je možné téměř ihned po termální laminaci dále zpracovávat.
  • Minimalizují se časy potřebné pro přechod z jedné výrobní dávky na další.
  • Při obecném trendu snižování nákladů polygrafických zakázek je možno dosáhnout vysoké flexibility výroby.

Jaké faktory ovlivňují kvalitu laminace digitálního tisku?

Ačkoliv pro laminaci tiskovin zhotovených na digitálních tiskových strojích platí obecné zásady kvalitní laminace, největší roli v tomto systému sehraje použitá tisková barva a laminovací film.

Interakce mezi tiskovou barvou a lepidlem může mít na proces laminace a výsledný vzhled produktu jak pozitivní, tak i negativní vliv. K pochopení interakce mezi barvami a lepidly používanými při laminaci je třeba tato lepidla nejprve rozdělit podle typu chemické struktury a reakcí. Každý typ lepidla se vytvrzuje jiným typem reakcí a jejich použití závisí na charakteru slepovaných materiálů a na požadovaných vlastnostech spoje. I díky velkému počtu výrobců jeví formulace tiskových barev větší diverzitu než lepidla v závislosti na tiskové technice, požadovaných vlastnostech tisku, mechanismu vytvrzování/vysoušení barvové vrstvy. Přes složitost a velkou rozmanitost obou systémů lze možné interakce mezi lepidlem a tiskovou barvou obecně charakterizovat takto:

  • Zbytková rozpouštědla, buď v tiskové barvě nebo lepidle, mohou nepříznivě ovlivnit kvalitu laminace. Např. rozpouštědlo v nedostatečně vytvrzené vrstvě barvy na tisku může způsobit, že má lepidlo nízkou adhezi k substrátu anebo nízkou soudržnou sílu ve spoji. Důsledkem je pak nižší tepelná a chemická odolnost laminovaného produktu. Kromě toho některé laminovací fólie mohou absorbovat rozpouštědla, což se projeví defekty v laminovaných plochách.
  • Vzájemná rozpustnost složek přítomných v tiskové barvě a lepidle může také zabránit kvalitní laminaci. Je možné, že pryskyřice a další složky v lepidle mohou být rozpustné v určitých chemických látkách, které jsou přítomny v barvě. Přímý kontakt barvy a lepidla pak může vést k rozmazání barvy na tisku.
  • Interakce mezi barvou a lepidlem může být důsledkem značného mechanického namáhání při laminování. V systémech, kde je počáteční pevnost spoje nízká, může být tato mechanická síla příčinou defektní laminace. Vzájemné posunutí slepovaných ploch způsobí, že barva a lepidlo mechanicky reagují nebo se z původního místa odsunou. Mechanické namáhání tak může v některých případech zesílit interakce v systémech již působící.

Pro digitální tisk se nejčastěji používají suché tonery, inkousty či tekuté tonery. U digitálních tiskových technologií, jak již bylo zmíněno, nedochází k přenosu barvy na papír pomocí tlaku válce. Případný tlak se např. u elektrofotografie využívá až v okamžiku fixace toneru na potiskovaný substrát. Tloušťka barvové vrstvy je tedy ve srovnání s konvenčním ofsetovým tiskem silnější a barva neproniká v takové míře do struktury papíru. Z tohoto důvodu je důležité, aby lepidlo laminovací fólie dokonale smáčelo celý povrch tiskoviny, a to zejména v okolí vystouplých tiskových míst. Kromě tloušťky barvové vrstvy je významným faktorem pro laminaci také složení tiskové barvy, a to z hlediska obsahu rozpouštědel či závěrečné olejové fixace barvy na potiskovaném substrátu. Adheze vrstvy tiskové barvy a lepidla je právě z tohoto důvodu asi nejproblematičtější oblastí laminace digitálních tiskovin.

Při laminaci je nutné zvolit vhodnou laminovací fólii s ohledem na použitou tiskovou barvu a techniku tisku. Důležitý je také vlastní laminovací stroj a parametry laminovacího procesu, jako kupř. tlak vyvozený laminovacím strojem a nastavená teplota laminování. Výběr laminovacího stroje by měl v případě laminování digitálních tiskovin směřovat k menším strojům (s ohledem na běžně používané formáty tiskovin zhotovených digitálními tiskovými stroji i na množství výtisků, které mají být laminovány). Seřízení laminovacího stroje na počátku zpracování zakázky musí být zejména při laminaci digitálních tiskovin provedeno tak, aby došlo k znehodnocení minimálního počtu archů. Většina tiskovin zhotovených na digitálních tiskových strojích se proto laminuje na menších strojích s ručním nakládáním archů. Archy zhotovené na ofsetových tiskových strojích se vzhledem k jejich počtu laminují zpravidla na plně automatických laminovacích strojích. Seřízení takového laminátoru je snazší díky dostatečnému množství startovacích archů, které jsou v případě ofsetového tisku dodávány.



© 2017, KOMFI spol. s r. o. – všechna práva vyhrazena

Prohlášení o přístupnosti | Podmínky užití | Ochrana osobních údajů | Mapa stránek

Webové stránky vytvořila eBRÁNA s.r.o. | Vytvořeno na CMS WebArchitect | SEO a internetový marketing