چاپ گراور

چاپ گراور از مشهورترین تکنیک های چاپ صنعتی است. نام دیگر چاپ گراور، چاپ فتوگراور (photogravure) است چرا که از آن در چاپ عکس نیز استفاده می شود. چاپ گراور یک فرآیند چاپ فتوشیمیایی است. در این چاپ تصویر یا محتوای چاپی ابتدا بر روی صفحه ی چاپ حک می شود ( بر خلاف چاپ لترپرس (letterpress) و فلکسوگرافی ) و جوهر چاپ مستقیما بر روی کاغذ منتقل می شود (بر خلاف چاپ آفست).

عمدتا از این تکنیک برای چاپ رنگی با کیفیت در مقیاس بزرگ استفاده می شود. با وجود گذشت سال ها از پیدایش این تکنیک، هم چنان مورد استقبال صنعتگران عرصه ی چاپ و بسته بندی است.  علت آن کیفیت بالای چاپ و توانایی انتقال جزئیات گرافیکی طرح است. از تکنیک چاپ گراور در گذشته بیشتر برای چاپ روزنامه، نشریات و مجله استفاده می شده که با کاهش چاپ نشریات کمتر از آن استفاده می شود.

امروزه بیشتر از چاپ گراور برای چاپ روی بسته بندی های انعطاف پذیر، کاتالوگ، تصاویر هنری، کارت پستال، مقواهای موج دار، بسته های هدیه، کاغذ دیواری، کف پوش های وینیلی، بسترهای از جنس پلی استر، پلی پروپیلن، پلی اتیلن، نایلون، ورق ها و بسته های آلومینیومی، کاغذ، بسته های مواد غذایی و خوراکی، برچسب محصولات، عکس، تمبرهای پست، جعبه های شیرینی وقرص ها استفاده می شود. به طور کلی چاپ روتوگراور برای چاپ تصاویر با کیفیت، با سرعت و دقت بالا و در مقیاس و حجم های زیاد مناسب است.

معایب

1- در مقیاس کوچک صرفه اقتصادی ندارد.

۲- بالا بودن قیمت تجهیزات

۳- زمان بر بودن تغییر فرآیند به چاپ طرح جدید

۴- استفاده از حلال های فرار در جوهرهای چاپ گراور

مزایا

۱- چاپ گراور ثبات خوبی داشته و رنگ یکنواختی را در تمام طول فرآیند چاپ با وجود حجم بالای زیراکس، ارائه می دهد.

۲- کار با چاپگر گراور دشوار نبوده و متغیر های زیادی برای کنترل ندارد.

۳- چاپ گراور یک فرآیند چاپ مستقیم است که موجب افت بهتر جوهر و خروجی مطلوب تر می شود.

۴- ساده بودن فرآیند چاپ موجب ثبات کیفیت چاپ شده و امکان خطا را در طول فرآیند کاهش می دهد.

۵- هیچگونه شکافی در چاپ گراور دیده نمی شود، چرا که صفحه چاپ به دور غلطکی پیچیده شده است.

این ویژگی در چاپ کاغذ دیواری بسیار مطلوب است.

۶- سرعت چاپ بالا ( چیزی در حدود ۳۳۰۰-۳۰۰۰ فوت در دقیقه )

۷- سیلندرها بسیار با دوام بوده و قابلیت استفاده مجدد از آن ها برای چاپ ۲-۳ میلیون الگو وجود دارد.

۸- در برخی موارد نسبت به رقبای خود ( چاپ فلکسوگرافی و لترپرس) مقرون به صرفه تر است.

۹- ارزان قیمت بودن جوهر مصرفی

۱۰- امکان استفاده از جوهرهای مختلف

۱۱- امکان چاپ بر روی طیف گسترده ای از بسترها؛ از کاغذ نازک و کاغذ روکش دار تا فیلم های پلاستیکی و مقواهای ضخیم.

تاریخچه چاپ گراور

روتوگراور یا گراور از قدیمی ترین تکنیک های چاپ در دنیاست. چاپ گراور برای نخستین بار در قرن ۱۳۰۰ در ایتالیا اختراع شد. حدود ۱۴۰۰ سال است که چاپ گراور از طریق حکاکی با دست انجام می شده است. صفحات اولیه صاف بودند. در قرن ۱۶ روش های حکاکی با مواد شیمیایی پدیدار شدند. در این روش ابتدا تصویر بر روی سطح مقاوم فلز خراش داده می شد. سپس به وسیله ی سولفوریک اسید آن را حکاکی می کردند. این یک گام بزرگ در جهت بهبود کیفیت چاپ گراور محسوب می شد. در سال ۱۸۳۸ از پلت فرم های عکاسی در تهیه ی صفحات گراور استفاده می شد.

ابتدا Karl Klic و Samuel Fawcett با تبدیل سیستم های مکانیکی به سیستم های دوار اصلاحاتی در روند چاپ به وجود آوردند. از آن جایی که آن ها قادر به کسب گواهی ثبت اختراع برای دستگاه خود نبودند، آن را با نام قدیمی هتروگراور به فروش رساندند. درسال ۱۸۶۰ چاپگر دواری که توانایی چاپ هم زمان در دو سمت مختلف کاغذ را داشت توسط Auguste Godchaux ثبت اختراع شد. برای تهیه ی سیلندرهای گراور از یک بافت کربنی استفاده می شد. تخلیه ی سلول ها به وسیله ی اسید صورت می گرفت.

در سال ۱۸۸۰ نخستین چاپگر گراور در کارخانه های بسته بندی مورد استفاده قرار گرفت. سپس به سرعت در سراسر جهان دستگاه چاپ گراور توسعه یافت. در سال ۱۹۰۸ دو صنعتگر آلمانی با نام های Ernst Rolffs و Eduard Mertens تیغه ای برای تنظیم میزان جوهر، به دستگاه افزودند. این تیغه با نام تیغه ی doctor blade شناخته می شود.

توسعه ی دستگاه چاپ گراور

شکل توسعه یافته و مدرن این دستگاه به اواخر قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ باز می گردد. در اواخر دهه ی ۱۹۶۰ بود که حکاکی های الکترونیکی آغاز شد. این روش به روش اصلی برای تولید سیلندر گراور مبدل شد. با آنکه حکاکی الکترونیکی سراسر دنیای غرب را فرا گرفته، هم چنان در آسیا از حکاکی شیمیایی استفاده می شود. از دیگر پیشرفت های این صنعت، حکاکی به وسیله ی لیزر، بدون استفاده از فیلم است. هدایت الماسه های تراش به وسیله ی سیگنال ها صورت می گیرد. بنابراین استفاده از فیلم ضروری نیست. در سال ۱۹۸۱ چاپ مستقیم با استفاده از داده های دیجیتال شروع به کار کرد. مزایای این روش موجب شد تا به عنوان استاندارد ترین روش تولید مبدل شود. تصویر بالا از قدیمی ترین تصاویر چپ شده با چاپگر گراور است.

مکانیسم عملکرد چاپ گراور

حکاکی بر روی استوانه ی فلزی چاپ به صورت دستی و یا با استفاده از اسیدها و روش های شیمیایی دیگر انجام می گرفت که امروزه حکاکی با لیزر و حکاکی الکترومکانیکی، جایگزین روش های مکانیکی شده است. این ابزارهای برش، می توانند با سرعت حداکثر ۱۰۰۰۰ سلول در ثانیه کار کنند. در تصویر روبرو درج متن چاپ به وسیله ی لیزر صورت می گیرد.

سطح استوانه به وسیله ی یک ماده ی حساس به نور پوشانده می شود. پس از آماده شدن صفحه ی چاپ آن را در دستگاه قرار داده و سطح صفحه ی چاپ را به وسیله ی جوهر می پوشاند. هنگام چرخش سیلندر در درون دستگاه، جوهر به وسیله ی یک غلطک، اسپری یا حمام به صفحه منتقل می شود. مقادیر اضافی از جوهر به وسیله ی یک تیغه ی فلزی منعطف با نام ( doctor blade)، گرفته می شود. سطح تمیز شده و جوهر تنها در فرورفتگی ها باقی می ماند. این فرورفتگی ها سلول نام دارند.

سیلندر چاپ یک استوانه ی یک پارچه است که می تواند از جنس پلاستیک، آلومینیوم، استیل و یا ترکیبات کامپوزیتی باشد. به طور معمول سیلندرهای چاپ گراور از جنس کروم و یا مس هستند. پیکره ی اصلی سیلندرها عمدتا از جنس استیل است. سپس با مس و کروم برای درج تصویر پوشانده می شوند. در تصویر زیر سیلندرهای استیل قابل مشاهده هستند.

پس از اتمام چاپ هر طرح، امکان جداسازی لایه ی مس و کروم و استفاده مجدد از استوانه ی استیل وجود دارد. طول این سیلندرها از ۱۶ اینچ تا ۳ متر و قطر آن ها از ۴/۶ سانتی متر تا حدود ۱ متر متغیر است.

غلطک فشار دستگاه چاپ گراور

غلطک فشار، یک سیلندر استیل است که سطح آن به وسیله ی یک روکش لاستیکی پوشانده شده است. هدف اصلی آن اعمال فشار بر بستر در برابر سیلندر چاپ است. در این مرحله کاغذ در میان سیلندر چاپ و سیلندر فشار قرار می گیرد و فرورفتگی ها جوهر را به کاغذ منتقل می کنند.تفاوت در عمق فرورفتگی ها موجب ظهور تونالیته ی رنگی در چاپ شده و به اثر زیبایی هنری می بخشد. هرچه عمق فرورفتگی ها بیشتر باشد، جوهر بیشتری به کاغذ منتقل کرده و پررنگتر است.

پس از چاپ طرح، بستر وارد محفظه ی خشک کن می شود. در این بخش جوهر بر روی کاغذ پیش از ورود آن به واحد چاپ بعدی خشک می شود. ظرفیت خشک کن ها بسته به سرعت چاپ، نوع جوهر(پایه آب یا حلال) و حجم جوهر مصرفی متفاوت است. در واحد چاپ بعدی، رنگ های متفاوت و یا روکش بر روی بستر اعمال می شود. چاپ گراور نیاز به تنظیم و آماده سازی دقیق دارد و تصویری با کیفیت و با رنگ مناسب حتی بر روی کاغذهای ارزان قیمت و نامرغوب ارایه می دهد. امکان انتقال پیوسته ی جوهر بر روی صفحه ی چاپ و امکان استفاده از جوهرهای مختلف، از مزیت های این دستگاه به شمار می رود.

جوهرهای چاپ

در چاپ گراور از جوهرهای با ویسکویته ی اندک مانند جوهرهای بر پایه ی حلال استفاده می شود. امروزه در کشورهای توسعه یافته جوهرهای پایه آب جایگزین جوهرهای بر پایه حلال شده اند. علت آن مخاطرات زیست محیطی جوهرهای پایه حلال، و سازگاری جوهرهای بر پایه آب با محیط زیست است. استفاده از پلیمرهای آکریلیک به جای رزین در تولید جوهرهای گراور مرسوم است. زیرا علاوه بر افزایش براقیت، حلالیت و جریان پذیری، قیمت تمام شده را نیز کاهش می دهد.

جوهرهای فرابنفش یا UV از دیگر جوهرهای مورد استفاده در گراور هستند. در جوهرهای بر پایه ی حلال جهت کاهش ویسکوزیته، از حلال های فراری مانند تولوئن، اتیل استات، اتانول، ۱-متوکسی پروپان-۲-ال و دی – پروپیلن گلایکول – متیل اتر استفاده می شود. در برخی از جوهرهای برپایه آب، تنها رقیق کننده جوهر آب است. ولی در برخی دیگر از جوهرهای بر پایه حلال از مقادیر جزئی حلال مانند اتانول و ایزوپزوپیل الکل استفاده می شود. تجهیزات چاپگر نیز پیش از خشک شدن جوهر با آب تمیز می شوند. در صورت خشک شدن جوهر بر روی سطوح از اتانول برای تمیز کردن آن ها استفاده می شود.

جوهرهای برپایه ی پلی اورتان برای چاپ بر روی پلاستیک، سلفون، پلی پروپیلن، نایلون و پلی وینیل استات مناسب هستند. در چاپگر گراور جوهر تا دمای مابین ۸۰-۷۰ درجه سانتی گراد گرم شده و سپس به بستر منتقل می شود. در دماهای بالاتر به علت رقیق شدن بیش از اندازه ی جوهر، میزان چسبندگی آن به بستر کاهش می یابد.

به طور کلی جوهرهای چاپ گراور به دو گروه جوهرهای انتشارات و جوهرهای بسته بندی تقسیم بندی می شوند؛

جوهرهای گراور انتشارات

این جوهرها مخصوص چاپ مجلات، روزنامه، نشریه، کاتالوگ و محصولات مشابهی که روی کاغذ چاپ می شوند، هستند. کاربرد این جوهرها برای چاپ متن و تصویر است. رزین های به کار رفته در این جوهرها دوام کمی داشته و شکننده اند. به علاوه برای بهبود چقرمگی و چسبندگی به فیلم نیاز به اصلاح کننده دارند. این جوهرها در تمام رنگ ها از جمله رنگ های متالیک و فلورسنس وجود دارند. هم چنین برای چاپ در دماهای بالا مناسب نیستند. این مدل از جوهرها خود به دو گروه A و B تقسیم می شوند.

جوهرهای گروه B :

گروه B حاوی حلال تولوئن، یک حلال آروماتیکی اشتعال پذیر و فرار هستند. میزان ترکیبات آروماتیکی در این نوع از جوهر بیشتر است. چاپ بر روی کاغذ از کاربرد این جوهر است.

جوهرهای گروه A :

گروه A جوهرهایی هستند که در فرمولاسیون خود دارای حلال هایی هستند که بخش عمده ی آن ها را هیدروکربن های آلیفاتیک تشکیل می دهد. کاربرد آن ها در چاپ روزنامه و نشریات است.

جوهرهای بسته بندی

این جوهرها بسته به نوع رزین به کار رفته و نوع حلال مصرفی برای چاپ بر روی محصولات و بسته بندی ها استفاده می شوند. از دیگر فاکتورهایی که موجب دسته بندی این نوع از جوهر به گروه های C و E شده است، میزان چسبندگی و انعطاف پذیری آن هاست.

جوهرهای گروه E

جوهرهایی که به وسیله ی الکل ها رقیق می شوند در این گروه جای می گیرند. اتیل الکل یا اتانول، نرمال پروپانول و ایزوپروپیل الکل از رایج ترین الکل های مورد استفاده در جوهرهای گروه E هستند. افزودن مقادیری اتیل استات یا پروپیل استات موجب بهبود خواص این جوهرها می شود. رایج ترین رزین در جوهرهای تایپ E، نیتروسلولز است. از این جوهر عموما برای چاپ کاغذ، مقوا، فویل های نیتروسلولزی، کیسه های نگهداری مواد و کاغذهای روکش دار استفاده می شود.

جوهرهای گروه C

عنصر پایه و اصلی در جوهرهای تایپ C نیتروسلولز است. مقادیر زیادی از پلاستیک ساز ها (plasticizers) و رزین ها در فرمولاسیون این جوهر افزوده می شود. حلال به کار رفته از گروه استرها انتخاب می شوند. پرکاربرد ترین حلال ها اتیل استات، ایزوپروپیل استات، پروپیل استات و بوتیل استات هستند. از گروه کتون ها استون و متیل اتیل کتون نیز می توانند استفاده شوند. این جوهرها عموما برای چاپ بر روی فویل، کاغذ، فیلم های پلی پروپیلن، پلی استر، مقوا، کاغذ روکش دار و … کاربرد دارند. مزیت این نوع جوهرها مقاومت بالا در برابر گرما و ساییدگی، چسبندگی و انعطاف پذیری مناسب است.

مقایسه ی چاپ گراور با دیگر روش های چاپ

در چاپ گراور مانند چاپ لیتوگرافی و لترپرس از سیلندرهای دوار طی فرآیند چاپ استفاده می شود. در عین حال پیچیدگی های دو فرآیند قبلی را ندارد. قیمت تمام شده در استفاده از چاپ گراور بیشتر از چاپ فلکسوگرافی نیست. در مقایسه با چاپ لیتوگرافی هزینه ی حکاکی بر روی سیلندر و خرید و حمل و نقل سیلندرهای سنگین چاپ گراور از چاپ لیتوگرافی بیشتر است. چاپ گراور نسبت به چاپ لیتوگرافی آفست در مقیاس بزرگتر کارکرده و بزرگتر، سریعتر و گران قیمت تر هستند.

فشار وارد از جانب سیلندر چاپ برای درج تصویر بر روی کاغذ در چاپگر گراور حدود MPa 5 – ۵/۱ و در چاپگرهای فلکسوگرافی و آفست حدود MPa 2 – ۱/۰ است. فرمولاسیون جوهرهای گراور نسبت به جوهرهای آفست، ساده تر است. در چاپ گراور رنگ ها عمیق تر و پررنگ تر هستند چرا که از میزان جوهر بیشتری استفاده می شود. چاپگر آفست می تواند تا ۴۸ صفحه را به طور هم زمان در ابعاد استاندارد چاپ کند. در حالی که چاپگر گراور با وجود داشتن تعداد رول های کاغذ فراوان ( در برخی دستگاه ها تا ۱۰۸ رول کاغذ وجود دارد) برای چاپ پیوسته، قادر به چاپ هم زمان این تعداد صفحه نیست. با توجه به تکنیک چاپ و برش در چاپگر گراور مصرف کاغذ کمتر است. ثبت رنگ در چاپگر گراور دقیق تر است.

تفاوت های چاپ فلکسوگرافی و چاپ گراور

• طولانی تر بودن زمان چاپ در گراور
• گران قیمت بودن سیلندر های چاپ گراور نسبت به چاپگر فلکسو
• طولانی تر بودن زمان راه اندازی در دستگاه گراور
• چاپ گراور عموما برای بسترهای متخلخل و مواردی که به تصویری با جزئیات بیشتر (مانند تصاویر هنری) نیاز داریم، مناسب تر است
• چاپ فلکسو برای درج بر روی بسه بندی ها گزینه ی مناسب تری است. چرا که هم بر روی بسترهای متخلخل و هم بسترهای غیر متخلخل کیفیت خوبی دارد.
• تنوع جوهرها در چاپ فلکسو بیشتر از گراور است
• حجم جوهر مصرفی در گراور بیشتر از فلکسوگرافی است و مقرون به صرفه نیست.

شباهت های چاپ فلکسوگرافی و چاپ گراور

• در هر دو روش دستگاه شامل سیلندر دوار و صفحات چاپی است.
• هر دو برای چاپ های طولانی مدت و در حجم بالا مناسب هستند که در بازه های زمانی کوتاه تر، فلکسو اقتصادی تر است.
• در هر دو روش خروجی کار کیفیت مطلوبی دارد.