Fattori e caratteristiche che possono influenzare la stampa offset e rotooffset delle carte patinate: 3° PARTE

di Nino Ciaglia (9° Corso di Tecnologia per Tecnici Cartari edizione 2001/2002 Scuola Interregionale di Tecnologia per Tecnici Cartari; Via Don G. Minzoni, 50 - 37138 Verona)

PRIMA PARTE:

1 - Introduzione

1.1 - Stampabilità della carta

2 - Macchinabilità

2.1 - Impasto fibroso

2.2 - Caratteristiche meccaniche

2.3 - Resistenza allo strappo, abrasività e spolvero superficiale

2.4 - Planarità

2.5 - Imbarcamento

2.6 - Resistività Elettrica

SECONDA PARTE:

3 - Inchiostrabilità

3.1 - Liscio e voluminosità

3.2 - Speratura

3.3 - Assorbenza

3.4 - Bagnabilità

3.5 - Collatura

3.6 - Alcalinità della patina

3.7 - Doppio viso

3.8 - Marezzatura

3.9 - Righe di patina e sfiammature

3.10 - Marcature di calandra

TERZA PARTE:

4 - Evidenziabilità d’immagine

4.1 - Grado di bianco

4.2 - Opacità e coefficiente di diffusione

4.3 - Lucido

4. Evidenziabilità dell’immagine

4.2 Opacità e coefficiente di diffusione

Altra importante caratteristica ottica della carta è l’opacità che deve essere sufficientemente elevata per impedire che attraverso lo spessore del foglio traspaia l’immagine stampata in recto o sul foglio sottostante.

Un elevato valore di opacità della carta può tuttavia non essere di per sé sufficiente a garantire l’assenza dell’inconveniente di visibilità dell’immagine ora citato. Nelle carte con elevati valori di assorbenza la “visibilità sul retro” può in effetti risultare superiore a quanto sarebbe da aspettarsi in base al valore di opacità rilevato sulle carte stesse.

Ciò si verifica sia perché con tali carte si può avere una penetrazione del pigmento negli strati superficiali del foglio, sia perché il veicolo dell’inchiostro, migrando troppo profondamente nel corpo della carta, va a riempire parte degli spazi interfibra prima occupati dall’aria con un mezzo avente indice di rifrazione prossimo a quello delle fibre, delle cariche minerali e dei pigmenti di patina, provocando quindi una diminuzione dell’opacità.

Sono molteplici i fattori che influiscono sull’opacità: a parità di altre condizioni, quanto più è alta la grammatura, tanto maggiore è l’opacità; a parità di grammatura, sull’opacità influiscono lo spessore, la struttura ed il colore del foglio: ciò vuol dire che una cellulosa greggia è più opaca della corrispondente cellulosa bianchita e che una carta nuanzata è più opaca dell’impasto di partenza.

Per quanto riguarda l’influenza della struttura del foglio sull’opacità, occorre tener presente che questa aumenta al diminuire dei punti di contatto ottico tra le particelle (fibre e carica) che costituiscono la carta; pertanto gli impasti poco raffinati daranno luogo a carte più opache rispetto a quelle ottenibili da impasti molto raffinati: la raffinazione determina infatti un maggior modellamento delle fibre, rendendole più conformabili le une alla altre e quindi suscettibili di sviluppare più estese aree di contatto con formazione di un maggior numero di legami tra le fibre stesse, e di produrre in definitiva un foglio più compatto, meccanicamente più resistente, ma più trasparente.

Anche un aumento delle densità apparente fa diminuire l’opacità in quanto aumentano i punti di contatto ottico mentre un aumento della voluminosità porterà ovviamente ad un aumento dell’opacità.

Un altro fattore che contribuisce ad aumentare l’opacità è la quantità di particelle fini presenti nell’impasto: avendo un’elevata superficie specifica, tali particelle moltiplicano le riflessioni e le rifrazioni della luce che penetra nella carta, determinando un aumento del coefficiente di diffusione.

Per tale motivo la pastalegno, ricca di particelle fini, contribuisce a far aumentare l’opacità così come fanno i materiali di carica, ed in modo particolare se sono costituiti da particelle di piccole dimensioni.

Anche l’indice di rifrazione dei componenti l’impasto influisce sull’opacità: il biossido di titanio, che presenta un indice di rifrazione molto elevato rispetto alla cellulosa ed ai materiali di carica più comunemente impiegati, ha un elevato potere opacizzante.

L’impregnazione della carta con paraffina la rende trasparente poiché il suo indice di rifrazione è vicino a quello della cellulosa e la paraffina va a sostituire l’aria presente negli spazi interfibra della carta. Un fenomeno analogo all’impregnazione con paraffina si verifica con la carta stampata come conseguenza del processo di stabilizzazione dell’inchiostro; in tal caso, come si è già avuto modo di illustrare, è il veicolo dell’inchiostro che, penetrando nello spessore del foglio, prende il posto dell’aria negli spazi interfibra e riduce localmente l’opacità della carta, lasciando trasparire l’immagine stampata più di quanto dipenda dall’opacità stessa della carta.

Nel caso di carte patinate opacità e bianco di una carta dipendono dalle caratteristiche del supporto, ma principalmente dai pigmenti di patina, dalle dimensioni e dalla dispersione dei pigmenti stessi e dal contenuto di legante. In termini più generali si potrà dire che l’opacità e il bianco dipendono fondamentalmente dai coefficienti di assorbimento; un incremento nel coefficiente di diffusione provocherà un aumento sia di opacità che di bianco, mentre a parità di coefficiente di diffusione, un incremento nel coefficiente di assorbimento provocherà un aumento dell’opacità ma una diminuzione del bianco.

Il coefficiente di diffusione di un supporto cartaceo è direttamente proporzionale allo spessore (o alla grammatura), a parità di composizione e di struttura; è tanto più elevato quanto maggiori sono l’indice di rifrazione delle particelle che lo compongono e la superficie specifica di queste, mentre tende a diminuire quando aumentano i punti di contatto ottico fra

le particelle. Nel caso delle materie fibrose, il cui indice di rifrazione è praticante costante, il coefficiente di diffusione dipende dalla struttura morfologica degli elementi fibrosi, che influisce sulla superficie specifica, e dai punti di contatto ottico.

Siccome questi aumentano quando si raffina una cellulosa, il coefficiente di diffusione diminuisce per effetto della raffinazione, anche se contemporaneamente si ha un aumento di superficie specifica. Le materie di carica hanno generalmente un coefficiente di diffusione maggiore di quello delle materie fibrose, perché è maggiore la loro superficie specifica e sono pochi i punti di contatto ottico con le fibre. Il coefficiente di diffusione è indipendente dal colore della carta, mentre il coefficiente di assorbimento dipende essenzialmente dal colore dei componenti dell’impasto, ma non è influenzato né dalle loro caratteristiche morfologiche né dalla struttura del foglio di carta. Quanto più scura è una carta, e quindi quanto più basso è il suo fattore di riflettanza tanto è maggiore il coefficiente di assorbimento.

Oltre alle caratteristiche di opacità impartite alla carta, il coefficiente di diffusione ha anche possibilità di condizionare il contrasto e la resa delle mezze tinte; ciò si verifica in quanto un elevato coefficiente di diffusione impedendo alla luce di penetrare nel corpo della carta, ne impedisce pure la diffusione laterale: nell’immagine retinata, in cui si ha un’alternarsi di piccole zone bianche ed inchiostrate tale fenomeno contribuisce ad incrementare la riflettanza delle zone bianche ed a migliorare quindi il contrasto, la definizione e la resa tonale di una riproduzione grafica.

4.3 Lucido

Anche il lucido della carta contribuisce a modificare, insieme al lucido delle zone inchiostrate, l’aspetto ed il contrasto dell’immagine stampate.

Il lucido, come il colore, non è una proprietà fisica delle superfici ma è la sensazione che un osservatore prova quando il suo occhio è colpito dalla luce riflessa direzionalmente da una superficie.

La superficie lucida per eccellenza è quella di uno specchio che riflette tutta la luce che incide su di esso: la superficie matt per eccellenza è quella del diffusore perfetto che invece diffonde tutta la luce incidente in tutte le direzioni. Le superfici reali hanno un comportamento intermedio tra i due ora considerati: basti pensare alle carte assorbenti da un lato e alle castcoated dall’altro.

Quando un fascio di raggi paralleli colpisce la superficie di un corpo costituito da particelle separate le une dalle altre da un mezzo avente un indice di rifrazione differente, la luce inviata da tali particelle si suddivide in una componente speculare, riflessa secondo un angolo uguale a quello di incidenza, ed una componente diffusa riemessa in tutte le direzioni compresa quella incidenza e di riflessione.

Sulla riflessione speculare, che è quella che determina il lucido influisce la sola superficie della carta, e la composizione spettrale della luce riflessa è uguale a quella della luce incidente, per cui il lucido di un corpo sarà indipendente dal colore della superficie. Invece la riflessione diffusa è prodotta dalle particelle che si trovano sugli strati al di sotto della superficie della carta e che, riflettendo ed assorbendo la luce in modo selettivo, producono la sensazione di colore.

La sensazione di lucido dipende da vari fattori: natura della sorgente luminosa, angolo di incidenza della luce, angolo di osservazione, ecc., ma il fattore più importante è rappresentato dalla microstruttura della superficie riflettente. Nel caso della carta, le particelle di fibra, cariche minerali e pigmento che si trovano sulla superficie del foglio, possono essere assimilate a specchietti elementari. Nelle carte patinate un eccesso di legante, riempiendo i vuoti tra le particelle di pigmento ed ostacolando così l’azione della calandratura, attenua il risultato. Quanto più le particelle superficiali sono orientate in tutte le direzioni, tanto maggiore è la quantità di luce diffusa e quindi l’apparenza matt: la lisciatura e la calandratura migliorano il lucido della carta poiché fanno diminuire l’inclinazione delle particelle rispetto al piano del foglio. Le carte patinate si lucidano più facilmente delle altre poiché le particelle di pigmento annegate nell’adesivo si orientano facilmente per effetto della calandratura. Particelle piccole e laminari, come è possibile ottenere dai caolini, sono particolarmente idonee all’ottenimento di lucidi elevati sotto l’azione della calandratura.

Un lucido elevato è normalmente associato ad un alto grado di liscio; non è sempre vero il contrario, e cioè che una carta molto liscia debba necessariamente essere lucida, in quanto è possibile produrre carte matte notevolmente lisce, spesso preferite perché la mancanza di riflessi luminosi consente una visione ed una lettura più riposante.

Bibliografia:

• Appunti vari - (Scuola Interregionale di tecnologia per tecnici Cartari);
• Ing. Fabbri - “Liscio e compressibilità in rotocalcio” (13° CONVEGNO ATICELCA - TORINO 1980 INDICATORE GRAFICO - V.21, N° 11/12, 1980 - SUPPL. N°38)
• Ing. Grandis - “Prove sulle materie prime fibrose sulla carta e sul cartone” (ATICELCA - 1989);
• Calabrò - Laurenzi - “Significato e valutazione della stampabilità” (INDICATORE GRAFICO - V.12, N° 7/8 - SUPPL. N°20);
• Schlapfer K.
• “Wettability phenomena and their significance in the lithographic printing process”(“ADVANCES IN PRINTING SCIENCE AND TECNOLOGY” (BANKS W. H. ED.) - 1997).