Εκτυπωτικά Υποστρώματα (Θ) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Εκτυπωτικά Υποστρώματα (Θ) Ενότητα 7: Μέταλλα Δρ. Σταματίνα Θεοχάρη Καθηγήτρια Εφαρμογών Τμήμα Γραφιστικής/Κατεύθυνση Τεχνολογίας Γραφικών Τεχνών Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Τα μέταλλα στις γραφικές τέχνες Τα μεταλλικά υλικά χρησιμοποιούνται στις γραφικές τέχνες κυρίως στον τομέα της συσκευασίας αλλά και στην κατασκευή εκτυπωτικών επιφανειών.

Εισαγωγή στα μέταλλα

Περιοδικός πίνακας στοιχείων “Periodic table large”, από 2012rc διαθέσιμο ως κοινό κτήμα

Ιδιότητες μετάλλων 1/3 Τα μέταλλα αποτελούν το 75% περίπου των χημικών στοιχείων αλλά μόνο ελάχιστα από αυτά χρησιμοποιούνται σε καθαρή μορφή. Η λέξη «μέταλλο» είναι ελληνική και χρησιμοποιείται διεθνώς “metal”. Τα μέταλλα έχουν συνήθως μεταλλική λάμψη, είναι στερεά (εκτός του υδραργύρου) και σκληρά. Είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού. Οι επιθυμητές ιδιότητες συνήθως επιτυγχάνονται με την δημιουργία κραμάτων των μετάλλων.

Ιδιότητες μετάλλων 2/3 Υψηλή πυκνότητα. Μεγάλη ατομική ακτίνα. Χαμηλή ενέργεια ιονισμού. Ηλεκτροθετικότητα. “Electron shell 026 Iron”, από File Upload Bot (Pumbaa80)  διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 2.0 UK

“Metallic bonding”, από Muskid διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 3.0 Ιδιότητες μετάλλων 3/3 «Μεταλλική» λάμψη. Στερεά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (εκτός του υδραργύρου). Υψηλά σημεία τήξεως. Σκληρότητα. Ελατότητα. Ολκιμότητα . Θερμική αγωγιμότητα. Ηλεκτρική αγωγιμότητα. “Metallic bonding”, από Muskid  διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 3.0

Προέλευση των μετάλλων Η παραλαβή ενός μετάλλου από ένα ορυκτό γίνεται με μια διαδικασία που ονομάζεται μεταλλουργία. Τα βασικά στάδια της μεταλλουργίας: Η εξόρυξη και η θραύση του μεταλλεύματος. Ο εμπλουτισμός του μεταλλεύματος. Η χημική κατεργασία. Ο καθαρισμός του μετάλλου.

Μεταλλουργικές διεργασίες “Silhouettes on a burning backdrop”, από Christian Toennesen διαθέσιμο με άδεια CC BY-NC-SA 2.0 world-aluminium.org

Κατεργασία αλουμινίου Σφυρηλάτηση. Έλαση Θερμή έλαση, Ψυχρή έλαση. Διέλαση. Ολκή. Κοίλανση. Χύτευση.

Μεταλλική συσκευασία 1/2 packagingblog.blogspot.gr “2006 sardines can”, από Rainer Zenz διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 3.0

Μεταλλική συσκευασία 2/2 Πλεονεκτήματα μεταλλικών δοχειών: Κλείνουν ερμητικά και παρέχουν στο προϊόν προστασία ενάντια στο ηλιακό φώς, το οξυγόνο, τις επιμολύνσεις από μικροοργανισμούς, τις επιθέσεις εντόμων και τρωκτικών. Αντέχουν σε δυσμενείς συνθήκες μεταφοράς (κτυπήματα, μηχανικές παραμορφώσεις) και τις δύσκολες κλιματολογικές συνθήκες. Αντέχουν στις συνθήκες της αποστείρωσης και της ταχείας ψύξης που επακολουθεί.

Μειονεκτήματα μεταλλικών δοχείων Έχουν σημαντικό βάρος. Αδυναμία επανακλείδωσης. Περιορισμένη δυνατότητα ανακύκλωσης όσον αφορά τα λευκοσιδηρά κουτιά.

Μεταλλικές συσκευασίες “butter”, διαθέσιμο με άδεια CC BY-NC-SA 3.0 US “Britvic drinks 2636”, από Gryffindor διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 3.0 “Bottle caps”, από The wub διαθέσιμο με άδεια CC BY 2.0 “Heinz Cans, Museum of Brands, Notting Hill, London”, από Karlinski73διαθέσιμο με άδεια CC BY-NC-ND 2.0

Ιστορικά στοιχεία 1/2 Η συσκευασία τροφίμων σε μεταλλικά κουτιά σε εμπορική κλίμακα ξεκίνησε στις αρχές του 19ου αιώνα. Ο λόγος ήταν η επιτακτική ανάγκη που είχε προκύψει για προμήθεια τροφίμων σε μεγάλες ποσότητες στις στρατιές του Ναπολέοντα Ι κατά τις εκστρατείες του. Το 1810 ο PeterDurand στην Αγγλία κατοχύρωσε μια διεργασία συντήρησης τροφίμων παρόμοια μ' αυτή του Αppert με μόνη διαφορά τη χρήση λευκοσιδηρών κουτιών αντί γυάλινων φιαλών. Στη δεκαετία 1820-1830 τρόφιμα σε κονσέρβες είχαν πλέον καθιερωθεί ως αναγνωρισμένα εμπορικά προϊόντα στην αγορά της Βρετανίας και Γαλλίας.

Ιστορικά στοιχεία 2/2 Για πολλά χρόνια οι κονσέρβες ήταν χειροποίητες. Οι πρώτες κονσέρβες άνοιγαν με καλέμι και σφυρί. Ο μηχανισμός ανοίγματος με το ειδικό κλειδί που περιστρέφεται και απομακρύνει μία λωρίδα μετάλλου επινοήθηκε το 1866. Το πιο συνηθισμένο υλικό κατασκευής των μεταλλικών κονσερβών είναι ο λευκοσίδηρος Χρησιμοποιείται επίσης ο επιχρωμιωμένος ή χάλυβας ελεύθερος κασσιτέρου και το αλουμίνιο.

Είδη μεταλλικής συσκευασίας Κουτιά τριών τεμαχίων. Κουτιά δύο τεμαχίων. Κουτιά γενικής χρήσης. Δοχεία aerosol.

Κουτιά τριών τεμαχίων 1/3 Έχουν σχήμα κυλινδρικό ή παραλληλεπίπεδο και αποτελείται από τρία κομμάτια: το κυλινδρικό (ή παραλληλεπίπεδο) μέρος που λέγεται «κορμός» και τα δύο «άκρα» (καπάκια).

Κουτιά δύο τεμαχίων Κατασκευάζονται από λευκοσίδηρο ή αλουμίνιο ή επιχρωμιωμένο χάλυβα και δεν έχουν πλάγια ραφή, δηλαδή ο κορμός και το κάτω άκρο αποτελούν ένα σώμα (μονοκόμματο).

Κουτιά γενικής χρήσης Έχουν σχήμα κυλινδρικό ή παραλληλεπίπεδο και το κάλυμμά τους είτε φέρει χειρολαβή (μεταλλική ή πλαστική) και στόμιο, στο οποίο προσαρμόζεται ένα βιδωτό πώμα, είτε φέρει στεφάνη μέσα στην οποία κουμπώνει μια κάψουλα.

Δοχεία aerosol Ένα δοχείο aerosol αποτελείται από το κυρίως δοχείο, τη βαλβίδα και το προστατευτικό κάλυμμα. Το δοχείο πρέπει να είναι αεροστεγές και κατασκευάζεται συνήθως από λευκοσίδηρο, αλουμίνιο, γυαλί ή πλαστικό.

Συνήθη μέταλλα συσκευασίας Λευκοσίδηρος. Επιχρωμιωμένος χάλυβας. Αλουμίνιο.

Λευκοσίδηρος 1/3 Τρεις είναι οι τύποι χάλυβα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κουτιών κονσερβών: Ο τύπος L που χρησιμοποιείται για πολύ διαβρωτικά προϊόντα. Ο τύπος MR που χρησιμοποιείται για προϊόντα χαμηλής ή μέτριας διαβρωτικότητας. Ο τύπος MC ο οποίος είναι παραπλήσιος με τον MR, χρησιμοποιείται για λευκοσίδηρο που απαιτεί μεγάλη αντοχή (κουτί μπύρας), και για προϊόντα χαμηλής διαβρωτικότητας.

Λευκοσίδηρος 2/3 Πλεονεκτήματα Μεγάλη μηχανική αντοχή. Αντοχή στη διάβρωση και στις θερμικές επεξεργασίες. Χαμηλό κόστος. Μεγάλη θερμική αγωγιμότητα. Είναι ελατός. Έχει μεγάλη ελαστικότητα. Έχει αντοχή σε εξωτερικές και εσωτερικές πιέσεις. Είναι αδιαπέραστος από αέρια, υδρατμούς και φως. Δεν είναι τοξικός.

Λευκοσίδηρος 3/3 Μειονεκτήματα Έχει μεγάλο ειδικό βάρος. Δεν ενδείκνυται για κάποιες κατηγορίες τροφίμων. Παρουσιάζει δυσκολία στο άνοιγμα.

Χρήσεις λευκοσιδήρου Ο λευκοσίδηρος αρχικά χρησιμοποιήθηκε για συσκευασία τροφίμων, αλλά επίσης για συσκευασία ελαίων, χρωμάτων, υλικών σε σκόνη, βερνικιών, κεριών, χημικών και πολλών άλλων υλικών. Δοχεία aerosol, καπάκια και πώματα δοχείων κατασκευάζονται από λευκοσίδηρο.

Επιχρωμιωμένος χάλυβας 1/2 Ο επιχρωμιωμένος χάλυβας (ECCS) ή χάλυβας χωρίς επικασσιτέρωση (TFS) είναι φύλλο χάλυβα παρόμοιο με εκείνο που χρησιμοποιείται για το λευκοσίδηρο, το οποίο όμως έχει επικαλυφθεί με ηλεκτρολυτική εναπόθεση, με ένα λεπτότατο στρώμα οξειδίου του χρωμίου (CrO3 ) και μεταλλικού χρωμίου.

Επιχρωμιωμένος χάλυβας 2/2 Πλεονεκτήματα Η επιφάνεια του επιχρωμιωμένου χάλυβα είναι σκουρότερη και λιγότερο αντανακλαστική, σε σχέση με εκείνη του λευκοσιδήρου. Ο επιχρωμιωμένος χάλυβας είναι πιο φτηνός από το λευκοσίδηρο. Χρησιμοποιείται για πώματα κουτιών τροφίμων και γενικής χρήσεως πώματα. Αντέχει σε υψηλότερες θερμοκρασίες κατεργασίας. Μειονεκτήματα Δεν μπορεί να συγκολληθεί στη ραφή του κουτιού με τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται συνήθως (κασσιτεροκόλληση ή ηλεκτροσυγκόλληση).

Χρήσεις Επιχρωμιωμένου χάλυβα Κατασκευή κουτιών για προϊόντα κρέατος, λαχανικά, κτλ. Επίσης, κατασκευή λακαρισμένων κουτιών για κομπόστες φρούτων (αχλάδια, ροδάκινα, βερίκοκα, κτλ). “TinCans-Three”, από Fito hg διαθέσιμο ως κοινό κτήμα

Αλουμίνιο 1/3 Το αργίλιο ή αλουμίνιο δεν το συναντάμε ελεύθερο στη φύση, αλλά ενωμένο με άλλα χημικά στοιχεία, ενώ είναι το πιο διαδομένο από όλα τα μέταλλα. Το αλουμίνιο έχει κάποιες ιδιότητες πολύτιμες, που το καθιστούν ιδανικό υλικό για πολλές εφαρμογές.

Αλουμίνιο 2/3 Πλεονεκτήματα Έχει χαμηλό ειδικό βάρος. Διαμορφώνεται, ελάσσεται, εξελάσσεται, διελάσσεται. Το αλουμίνιο και τα περισσότερα κράματά του είναι ανθεκτικά σε πολλές μορφές διάβρωσης. Το αλουμίνιο είναι πολύ καλός αγωγός της θερμότητας και  του ηλεκτρισμού . Δε μαγνητίζεται και δεν καίγεται. Δεν είναι τοξικό σε επαφή με τρόφιμα. Παρουσιάζει υψηλή διάχυτη ανακλαστικότητα.

Αλουμίνιο 3/3 Μειονεκτήματα Το κόστος του ήταν υψηλότερο απ' όλα τα άλλα μέταλλα που χρησιμοποιούνται για κατασκευή κονσερβών παλαιότερα. Δεν μπορεί να συγκολληθεί ώστε να σχηματιστούν ραφές. Προκαλεί αποχρωματισμό μερικών προϊόντων. Έχει μικρότερη μηχανική αντοχή από το λευκοσίδηρο.

Χρήσεις αλουμινίου Αναψυκτικά. Μπύρες. Συσκευασίες για ατομικές μερίδες φαγητού. Κατασκευή φύλλου περιτυλίγματος.

Τα είδη της μεταλλικής συσκευασίας Κουτιά αναψυκτικών. Κονσέρβες και μεταλλικά άκρα. Πώματα και καπάκια. Κουτιά γενικής χρήσης και aerosol.

Κουτιά τριών τεμαχίων 2/3 Το παραδοσιακό κουτί των τριών - τεμαχίων έχει σχήμα κυλινδρικό ή παραλληλεπίπεδο και αποτελείται από τρία κομμάτια: το κυλινδρικό (ή παραλληλεπίπεδο) μέρος που λέγεται "κορμός" (ή σώμα) και τα δύο "άκρα" (καπάκια). Στάδια παραγωγής κουτιών τριών τεμαχίων Κοπή των φύλλων. Διαμόρφωση και συγκόλληση των σωμάτων. Ξεχείλωμα. Νευρώσεις (κορδόνια). Κλείσιμο.

Κουτιά τριών τεμαχίων 3/3 “TinCans-Three”, από Fito hg διαθέσιμο ως κοινό κτήμα

Κουτιά δυο τεμαχίων (Two – piece cans) Ο κορμός και ο πάτος αποτελούν το ένα τεμάχιο, και το καπάκι είναι το δεύτερο ανεξάρτητο τεμάχιο που ενώνεται με το πρώτο με τη μέθοδο της διπλής ραφής. Υπάρχουν δυο μέθοδοι κατασκευής κουτιών δύο τεμαχίων, η μέθοδος εξώθησης και σιδερώματος DWI (Draw and Wall Iron) ή D&I (Draw and Iron) και ημέθοδος εξώθησης και επανεξώθησης DRD (Draw and Redraw). toyo-seikan.co.jp

“Prosecco in cans”, από Sandstein διαθέσιμο με άδεια CC BY 3.0 Κουτιά δυο τεμαχίων “Prosecco in cans”, από Sandstein διαθέσιμο με άδεια CC BY 3.0

“Nescafé tin Sensationell”, από Albertyanks διαθέσιμο ως κοινό κτήμα Κουτιά γενικής χρήσης Τα κουτιά γενικής χρήσεως εκτυπώνονται και κατασκευάζονται, όπως ακριβώς και τα κουτιά τριών τεμαχίων. Η διαφορά τους έγκειται στο πάνω άκρο (κάλυμμα) του κουτιού. “Nescafé tin Sensationell”, από Albertyanks διαθέσιμο ως κοινό κτήμα

“Canned-air”, από HelenOnline διαθέσιμο ως κοινό κτήμα Κουτιά aerosol “Canned-air”, από HelenOnline διαθέσιμο ως κοινό κτήμα

Δοκιμασία και ποιοτικός έλεγχος Δοκιμασία και συσκευασία μεταλλικών κουτιών Τα μεταλλικά κουτιά μετά την κατασκευή τους δοκιμάζονται όλα για τυχόν διαρροές. Αυτό επιτυγχάνεται με ένα αυτόματο δοκιμαστικό μηχάνημα, το οποίο υπάρχει στο τέλος της γραμμής παραγωγής. Ποιοτικός έλεγχος Τα ελαττώματα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: Κρίσιμα ελαττώματα: (Critical defects). Σημαντικά ελαττώματα ( Major defects). Δευτερεύοντα ελαττώματα: (Minor defects).

Διακόσμηση και εκτύπωση μεταλλικών συσκευασιών Διακόσμηση και εκτύπωση μεταλλικών συσκευασιών Τα είδη που εκτυπώνονται είναι: Κουτιά αναψυκτικών Κονσέρβες και μεταλλικά άκρα Πώματα και καπάκια Γενικής χρήσης και aerosol Μέθοδοι εκτύπωσης μεταλλικών επιφανειών Η εκτύπωση σε ένα μεταλλικό φύλλο μπορεί να επιτευχθεί με όλες τις εκτυπωτικές διαδικασίες, δηλαδή βαθυτυπία, φλεξογραφία, λιθογραφία, letter press, μεταξοτυπία και τις ψηφιακές τεχνολογίες, ανάλογα με το είδος, την μορφή και τα χαρακτηριστικά του μεταλλικού υλικού.

Κατεργασίες πριν και μετά την εκτύπωση των μεταλλικών επιφανειών Κατεργασίες πριν και μετά την εκτύπωση των μεταλλικών επιφανειών Επίστρωση. Ξήρανση. Βερνίκωμα.

Ιδιότητες των μεταλλικών υποστρωμάτων και των μελανιών εκτύπωσης Ιδιαιτερότητες μεταλλικού υποστρώματος. Αντοχή των μελανιών στη θερμότητα. Ευκαμψία και πρόσφυση των μελανιών.

Ανακύκλωση Η ανακύκλωση της μεταλλικής συσκευασίας είναι η διαδικασία της συστηματικής συλλογής, διαλογής και επαναφοράς των χρήσιμων υλικών από τα απορρίμματα στον κοινωνικό και οικονομικό κύκλο ζωής. “Steel recycling bales”, από Blahedo διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 2.5

Ανακύκλωση λευκοσιδήρου Ο λευκοσίδηρος, είναι από τα πρώτα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για συσκευασία , είναι υλικό που μπορεί εύκολα να ανακτηθεί από το ρεύμα των αποβλήτων. Αρχικά, ο λευκοσίδηρος συλλέγεται και στην συνέχεια οδηγείται στην βιομηχανία όπου και ανακυκλώνεται. Το μεγαλύτερο ποσοστό λευκοσιδήρου στα αστικά απόβλητα προέρχεται από τις συσκευασίες τροφίμων. Αυτά τα υλικά μπορούν να συλλεχθούν με δύο τρόπους: Μέσω προγραμμάτων διαχωρισμού υλικών από τους καταναλωτές πριν την απόθεση τους στους ειδικούς χώρους. Μέσω μαγνητικού διαχωρισμού από τα μικτά απορρίμματα.

Οφέλη από την ανακύκλωση λευκοσιδήρου Η ανακύκλωση του λευκοσιδήρου αποτελεί μια υποσχόμενη λύση στην αντιμετώπιση του προβλήματος που προκύπτει από την συνεχή μείωση του διαθέσιμου χώρου ταφής των απορριμμάτων και της αύξησης του κόστους της υγειονομικής ταφής. Η ανακύκλωση του λευκοσιδήρου δεν περιορίζει μόνο τον όγκο των απορριμμάτων στις χωματερές, αλλά συντελεί στην διατήρηση πολύτιμων φυσικών πρώτων υλών. Ελαττώνονται σημαντικά οι ολικές εκλύσεις τοξικών ουσιών στο περιβάλλον.

Ανακύκλωση αλουμινίου Το αλουμίνιο δικαίως χαρακτηρίζεται σαν "πράσινο" μέταλλο, καθώς μπορεί να ικανοποιεί ταυτόχρονα τις τεχνολογικές αλλά και οικολογικές απαιτήσεις, αν χρησιμοποιηθεί σωστά. Οφέλη από την ανακύκλωση αλουμινίου Για κάθε τόνο αλουμινίου που ανακτάται από τα διάφορα προγράμματα ανακύκλωσης, εξοικονομείται το κόστος για την ταφή αυτών των απορριμμάτων στους χώρους απόθεσης. Η ανακύκλωση του αλουμινίου συμβάλλει στην εξοικονόμηση κατά 95% της ενέργειας που απαιτείται για την παραγωγή πρωτογενούς αλουμινίου από βωξίτη. Η ανάκτηση της πρώτης ύλης έχει τεράστια οικονομική σημασία για τους παραγωγούς αλουμινίου εφόσον μειώνεται το λειτουργικό κόστος, λόγω της μειωμένης απαιτούμενης ενέργειας, κι επίσης συμβάλλει στην διατήρηση των πηγών ενέργειας.

Εκτυπωτικές επιφάνειες

Εκτυπωτικές επιφάνειες Εκτός από τον τομέα της συσκευασίας, τα μεταλλικά υλικά χρησιμοποιούνται στις γραφικές τέχνες για την κατασκευή εκτυπωτικών επιφανειών εκτυπωτών (μήτρες). Οι μεταλλικές αυτές επιφάνειες διαμορφώνονται κυρίως: Με διάβρωση των ανεπιθύμητων τμημάτων της μεταλλικής πλάκας (με χημικό – ηλεκτρολυτικό ή μηχανικό τρόπο ή ηλεκτρομηχανική τρόπο). Με χύτευση του τήγματος του μετάλλου σε ειδικές μήτρες (καλούπια). Με επιμετάλλωση (με ή χωρίς ηλεκτρόλυση, με ψεκασμό, κτλ).

Τα μέταλλα στις εκτυπωτικές επιφάνειες Τα μέταλλα στις εκτυπωτικές επιφάνειες Από το σύνολο των μετάλλων που υπάρχουν στη φύση, μόνο ορισμένα βρέθηκαν να συνδυάζουν τις απαιτούμενες ιδιότητες για την κατασκευή εκτυπωτικών επιφανειών, όπως ο χαλκός (Cu), ο ψευδάργυρος (Zn), το αλουμίνιο (Al), το μαγνήσιο (Mg), το χρώμιο (Cr) και το νικέλιο (Ni).

Τυπογραφία Για παράδειγμα στην περίπτωση της κατασκευής τυπογραφικών στοιχείων με χύτευση απαιτούνταν μέταλλα με σχετικά χαμηλό τήξεως, που να αναπαράγουν με ακρίβεια τα τυπογραφικά στοιχεία και τις εικόνες και να συμπεριφέρονται καλά στην εκτυπωτική μηχανή. Επειδή κανένα καθαρό μέταλλο δε συνδύαζε σε ικανοποιητικό βαθμό τις προηγούμενες ιδιότητες, κατασκευάστηκαν ειδικά κράματα, όπως αυτά των τυπογραφικών στοιχείων που περιέχουν μόλυβδο (Pb), κασσίτερο (Sn) και αντιμόνιο (Sb).

Κατασκευή πλακών offset

Ιδιότητες μετάλλων για τις εφαρμογές στις γραφικές τέχνες Σημαντικές ιδιότητες μετάλλων για τις εφαρμογές στις γραφικές τέχνες: Ειδικό βάρος. Σκληρότητα. Σημείο τήξεως.

Ειδικό βάρος διαφόρων μετάλλων Μέταλλο Ειδικό βάρος (g/cm3) Μαγνήσιο Αλουμίνιο Ψευδάργυρος Σίδηρος Χαλκός Μόλυβδος Χρυσός 1,7 2,6 7,1 7,8 8,6 11,4 19,3

Σκληρότητα μετάλλων Η σκληρότητα των μετάλλων σχετίζεται με την αντίσταση των εκτυπωτικών επιφανειών στη φθορά. Κατά συνέπεια είναι πολύ σημαντική ιδιότητα για τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τυπογραφικών στοιχείων, και γενικά των εκτυπωτικών επιφανειών εκτυπωτών.

Σκληρότητα διαφόρων μετάλλων Μέταλλο Σκληρότητα (Brinell) Ψευδάργυρος Αλουμίνιο Μαγνήσιο Χαλκός Νικέλιο Χρώμιο 10 16 35 60 100

Σημείο τήξεως διαφόρων μετάλλων Μέταλλο Ψευδάργυρος Μαγνήσιο Αλουμίνιο Χαλκός Σημείο τήξεως 419°C 651°C 657°C 1.062°C

Παραδείγματα εφαρμογών μετάλλων στις γραφικές τέχνες Παραδείγματα εφαρμογών μετάλλων στις γραφικές τέχνες

Χαλκός 1/4 Ιδιότητες Έχει ειδικό βάρος 8,6 g/cm3. Σκληρότητα 35 της κλίμακας Brinell . Σημείο τήξεως 1.062°C. Οι πιο χαρακτηριστικές ιδιότητες του χαλκού είναι η θερμική του αγωγιμότητα και η ηλεκτρική του αγωγιμότητα που είναι υψηλότερες από τις αντίστοιχες αγωγιμότητες των άλλων μετάλλων εκτός από του αργύρου. Έχει λεπτή κρυσταλλική δομή και σε μεγάλο βαθμό είναι ελατός και όλκιμος.

Χαλκός 2/4 Σήμερα στον τομέα των γραφικών τεχνών ο χαλκός χρησιμοποιείται για την κατασκευή κυλίνδρων βαθυτυπίας και παλαιότερα για την κατασκευή πλακών υψιτυπίας με λεπτές γραμμές ή κουκίδες ράστερ, καθώς και για την κατασκευή διμεταλλικών ή τριμεταλλικών πλακών όφφσετ και τέλος, για την επιχάλκωση των κυλίνδρων μελάνωσης. Το βασικό του χαρακτηριστικό είναι ότι είναι «υδρόφοβο» και «μελανόφιλο» μέταλλο, οπότε είναι κατάλληλος για την κατασκευή της «εικόνας» και την μεταφορά του μελανιού.

Χαλκός 3/4 icr-ioannou.gr

Χαλκός 4/4 Οι κύλινδροι της βαθυτυπίας κατασκευάζονται από χαλύβδινο πυρήνα, πάνω στον οποίο αποτίθεται ηλεκτρολυτικά ένα λεπτό στρώμα χαλκού. Η διάρκεια χρήσης του χαλκού ως εκτυπωτική επιφάνεια εξαρτάται από τις συνθήκες λειτουργίας του πιεστηρίου. Η αντοχή του μπορεί να βελτιωθεί αφού καλύπτεται με χρώμιο (επιχρωμίωση), καθώς το χρώμιο είναι πιο σκληρό μέταλλο από τον χαλκό.

Ψευδάργυρος 1/4 Ιδιότητες Ειδικό βάρος 7,1 g/cm3. Σκληρότητα 10 σε κλίμακα Brinell. Σημείο τήξεως 419°C. Στη θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κρυσταλλικός και εύθραυστος. Όταν θερμανθεί από τους 120 °C έως τους 150 °C γίνεται ελατός και μπορεί με έλαση να μετατραπεί σε φύλλα. Αν όμως θερμανθεί πάνω από 200°C ξαναγίνεται εύθραυστος και μάλιστα περισσότερο απ’ όταν είναι ψυχρός.

Ψευδάργυρος 2/4 Η κύρια χρήση του ψευδαργύρου ήταν για την κατασκευή των εκτυπωτικών πλακών λιθογραφίας όφσετ. Στην επιφάνεια των πλακών του ψευδαργύρου, με ειδική κατεργασία (κοκκίδωση) σχηματίζεται «γράνα», οπότε αυξάνεται η ικανότητα της να συγκρατεί νερό (υδρόφιλη) και να απωθεί το μελάνι (λιπόφοβη - μελανόφοβη).

Ψευδάργυρος 3/4 Στις Γραφικές Τέχνες: Η έλλειψη ελαστικότητας είχε δυσμενή επίδραση, όταν τυπώνονταν μεγάλα τιράζ με πλάκες ψευδαργύρου, διότι με τις επανειλημμένες συμπιέσεις οι πλάκες παραμορφώνονταν. Το χαμηλό σημείο τήξεως και η ευθραυστότητά του τον έκαναν δύσχρηστο.

Ψευδάργυρος 4/4 Στις Γραφικές Τέχνες: Επίσης, οι πλάκες ψευδαργύρου έπρεπε να διατηρούνται στεγνές και να αποθηκεύονται σε κλιματιζόμενους χώρους με χαμηλή σχετική υγρασία ή να συσκευάζονται σε στεγανή συσκευασία, διαφορετικά οξειδώνονταν από το οξυγόνο της ατμόσφαιρας.

Αλουμίνιο 1/2 Έχει ειδικό βάρος 2,6g/cm3. Σκληρότητα 16 σε κλίμακα Brinell. Σημείο τήξεως 657 °C. Είναι πολύ ελαφρύ μέταλλο και δίνει κράματα με μεγάλη αντοχή, ενώ σε καθαρή κατάσταση δεν είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό. Ελατό. Όλκιμο. Έχει ικανοποιητική ελαστικότητα.

Αλουμίνιο 2/2 Όπως ο ψευδάργυρος, έτσι και το αλουμίνιο, αποδείχτηκε ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εκτυπωτικών πλακών, μόνο που το αλουμίνιο μπορεί να δεχθεί ακόμα πιο λεπτή «γράνα» για να αποδώσει καλύτερα τις λεπτομέρειες της εικόνας. Είναι πιο ελαφρύ και εύχρηστο μέταλλο, ενώ, μεγάλη είναι, επίσης, η ικανότητα του αλουμινίου να αυτοπροστατεύεται από την οξείδωση στην ατμόσφαιρα. Σήμερα χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά για την κατασκευή λιθογραφικών πλακών offset.

Μαγνήσιο 1/2 Ιδιότητες Χαμηλό ειδικό βάρος 1,7g/cm3. Σκληρότητα 35 σε κλίμακα Brinell. Σημείο τήξεως 651°C. Η αντοχή του μπορεί να διπλασιαστεί ή και να τριπλασιαστεί όταν αναμειχθεί με μικρά ποσά άλλων μετάλλων προς σχηματισμό κραμάτων του μαγνησίου.

Μαγνήσιο 2/2 Είναι εύθραυστο μέταλλο, πιο δραστικό από τον ψευδάργυρο και γι’ αυτό διαβρώνεται πιο γρήγορα απ’ αυτόν, αλλά και οξειδώνεται πιο εύκολα στην ατμόσφαιρα. Προσβάλλεται από αραιά διαλύματα οξέων και διάφορα διαλύματα αλάτων, ενώ σε αντίθεση με το αλουμίνιο και τον ψευδάργυρο είναι αρκετά σταθερό σε αλκαλικά διαλύματα. Το μαγνήσιο καίγεται όταν λιώσει και έρθει σε επαφή με μεγάλες ποσότητες αέρα με λαμπρή λευκή φλόγα, γι’ αυτό τα ρινίσματα του μαγνησίου είναι επικίνδυνα για ανάφλεξη.

Το χρώμιο και το νικέλιο Το χρώμιο και το νικέλιο χρησιμοποιούνται είτε υπό μορφή κραμάτων, είτε ως επιφανειακές επιστρώσεις επάνω σε άλλα μέταλλα. Οι χαρακτηριστικές τους ιδιότητες είναι η μεγάλη αντοχή στην ατμοσφαιρική οξείδωση και η μεγάλη σκληρότητα. Το νικέλιο έχει σκληρότητα 60 και το χρώμιο 100 της κλίμακας Brinell. Στις γραφικές τέχνες χρησιμοποιούνται για ηλεκτρολυτική απόθεση πάνω σε άλλα μέταλλα για να αυξήσουν την αντοχή των εκτυπωτικών πλακών. Χρησιμοποιούνται τόσο για την κατασκευή κλισέ υψιτυπίας, όσο και για επιμετάλλωση σε κυλίνδρους βαθυτυπίας.

Κράματα τυπογραφικών στοιχείων 1/3 Ο μόλυβδος (Pb) είναι μέταλλο μαλακό και ελατό. Έχει ειδικό βάρος 11,37 g/cm3 και σημείο τήξεως 327 οC. Επειδή είναι μαλακό μέταλλο, δεν μπορεί από μόνος του να αποδώσει μεγάλη ακρίβεια στα τυπογραφικά στοιχεία με χύτευση.

Κράματα τυπογραφικών στοιχείων 2/3 Ο κασσίτερος (Sn) είναι μέταλλο μαλακό και ελατό. Έχει ειδικό βάρος 7,29 g/cm3 και σημείο τήξεως 232 οC. Βελτιώνει την συμπεριφορά του κράματος μολύβδου στη χύτευση.

Κράματα τυπογραφικών στοιχείων 3/3 Το αντιμόνιο (Sb) είναι μέταλλο κρυσταλλικό και σκληρό. Έχει ειδικό βάρος 6,71 g/cm3 και σημείο τήξεως 630 οC. Αυξάνει την ευχητότητα του μολύβδου και βελτιώνει την σκληρότητα του κράματος των τυπογραφικών στοιχείων, την αντοχή τους σε κρούσεις, καθώς και την ακρίβεια του σχήματος των στοιχείων.

Τέλος Ενότητας

Σημειώματα

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας, Σταματίνα Θεοχάρη 2013. Σταματίνα Θεοχάρη. «Εκτυπωτικά Υποστρώματα (Θ). Ενότητα 7: Μέταλλα». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: ocp.teiath.gr.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. © διαθέσιμο με άδεια CC-BY Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. διαθέσιμο ως κοινό κτήμα χωρίς σήμανση Συνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.