Материалы печатных и отделочных производств Лекция 6

ПЕЧАТНЫЕ КРАСКИ Печатная краска – дисперсная система, в которой твердое порошкообразное красящее вещество (1) равномерно распределено и стабилизировано в жидкой фазе – связующем (3). (2) – сольватные слои

Классификация красящих веществ Красители – красящие вещества растворимые в воде и обычных органических растворителях; Пигменты – красящие вещества нерастворимые в воде и обычных органических растворителях; Лаковые пигменты (красочные лаки) – красящие вещества полученные путем перевода растворимого красителя в нерастворимое состояние.

Принципиальный состав печатных красок Краска Пигмент Связующее Добавки Цвет Термо- и хим. стойкость Реологические свойства (вязкость, липкость) Закрепление на оттиске Глянец Прочность к истиранию Светостойкость Регулировка Эластичности, прочности к истиранию Скорости высыхания и т.д.

Основные свойства пигментов Цветовые свойства Дисперсность Маслоёмкость Коэффициент преломления Жесткость Плотность Устойчивость к свету, температуре, хим. реагентам

Основные свойства пигментов Дисперсность – величина обратная размеру частиц пигмента Интенсивность Тиксотропные свойства Глянец Прозрачность/ Кроющая способность Оптимальный размер частиц в краске – 0,2 – 0.4 мкм

Основные свойства пигментов Маслоемкость-характеризует способность пигмента смачиваться маслом, зависит от химической природы пигмента. Интенсивность Вязкость Количественно маслоемкость оценивается как минимальное количество масла, которое требуется для перевода 100 г пигмента из порошкообразного в пастообразное состояние.

Основные свойства пигментов Маслоемкость ( %)

Основные свойства пигментов Природа пигмента Коэффициент преломления Прозрачность/ Кроющая способность Условие получения прозрачной краски

Основные свойства пигментов Природа пигмента Плотность Стабильность краски

Классификация пигментов По природе Неорганические Органические Высокая светостойкость Малая маслоемкость Высокая жесткость Мягкость Невысокая светостойкость Разнообразная гамма цветов Относительно высокая маслоемкость

Классификация пигментов По способу получения Природные Синтетические

Ассортимент пигментов Органические Неорганические Белые TiO 2, Al(OH) 3, BaSO 4 Черный Сажа Железоокисные (для печати на декоративных бумагах) Фталоцианиновые Азопигменты Трифенилметановые

Декоративные пигменты Пигменты Флуоресцентные МеталлизированныеПерламутровые

Связующие Обеспечивают печатно- технические свойства; Обеспечивают закрепление краски на оттисках

Связующие Компоненты связующих Смолы-пленкообразователи Растворители Высокая температура размягчения Хорошая растворимость Хорошая адгезия к субстратам Глянец Совместимость с другими смолами Растворяющая способность Летучесть Вязкость Малая токсичность Низкая горючесть

Ассортимент смол Сложные эфиры канифоли (ПЭМАК) Фенолоформальдегидные смолы, модифицированные канифолью Канифольно-малеиновые смолы Соли канифоли (резинаты) Нитроцеллюлоза Этилцеллюлоза Полиамиды Алкидно-акриловые ПВХ Полиуретаны

Ассортимент растворителей Растительные масла (льняное) Минеральные масла (масла печатные – МП) Толуол; - этилацетат; - бутилацетат; - изопропиловый спирт (метоксипропанол); - углеводородные растворители; - этиловый спирт (этанол); - вода; - этилцеллозольв; Уайт-спирит; РПК (керосиновые фракции)-240,280,320

Классификация связующих По способу закрепления (высыхания) Химически пленкообразующие Впитывающиеся Испаряющиеся Комбинированные Оксиполемиризующиеся Фотополимеризующиеся (УФ)

Химически пленкообразующие связующие Высокая прочность к истиранию; Высокий глянец; Высокая эластичность; Отличные печатно-технические свойства; Экологическая безопасность; Относительно медленное высыхание.

Химически пленкообразующие связующие. Состав. Оксиполимеризующиеся связующие Растительные масла (льняное) Натуральные олифы Алкидные олифы Алкидные смолы Сиккативы (для ускорения высыхания)

Механизм высыхания оксиполемиризующихся связующих 1 ) окисление с образованием гидроперекисей и перекисей HCCHCH2 + О2 HCCНCH | ОOH (образование гидроперекиси) 2) инициирование (образование первичных радикалов) ROOH RO· + HO· (фрагментация) 2ROOH ROO· + RO· + Н2О HO· + RH R· + Н 2 О (дегидратационное диспропорционирование гидроперекиси) 3) рост цепи (образование трёхмерного полимера) RH + R· ·R 2 H.... RO· + RH ·RORH... 3) обрыв цепи 2R· R2 2RO· ROOR R· + RO· ROR R· + ·OH ROH.

Факторы,влияющие на скорость высыхания оксиполимеризующихся связующих Температура Освещенность Циркуляция воздуха Влажность Введение сиккативов

Сиккативы Сиккативы – соли жирных кислот поливалентных металлов: Co, Mn, Zn, Ca активность убывает

Влияние концентрации сиккатива на время высыхания t C,% C опт

Фотополимеризующиеся связующие (УФ) Высокая скорость высыхания Высокая прочность к истиранию Высокая атмосферостойкость Хорошие печатно-технические свойства Высокая эластичность Высокий глянец Экологическая безопасность Высокая стоимость

Состав УФ-связующих Реакционноспособный олигомер (ненасыщенные полиэфиры, эпоксиакрелаты, уретанакрилаты); Реакционноспособные мономеры (монофункциональные, бифункциональные, полифункциональные) Фотоинициаторы (Н-отрыва, фотофрагментационные, катионные) Ингибиторы Соинициаторы

Механизм высыхания УФ-связующих (свободно- радикальная полимеризация) 1) образование первичных радикалов ( I-молекула фото инициатора) 2) инициирование (М – молекула мономера или олигомера 3) рост цепи (образование трёхмерного полимера) 4) обрыв цепи (рекомбинация) (диспропорционирование)

Факторы, влияющие на скорость высыхания УФ- связующих Состав связующего Интенсивность излучения

Впитывающиеся связующие Состав Твердая смола (битум) Минеральное масло (МП-12) Или Маловязкое растительное масло

Впитывающиеся связующие Используются в красках, предназначенных для рыхлых пористых бумаг; Дешевые; Простые в изготовлении; Невысокая прочность к истиранию; Скорость высыхания зависит от вязкости краски, пористости бумаги.

Испаряющиеся связующие Состав Твердая смола (резинат цинка/кальция) Летучий растворитель (толуол)

Испаряющиеся связующие Высокая скорость высыхания; Относительно дешевые; Хорошая адгезия к различным субстратам; Горючие, токсичные; Требуют использования вентиляции; Требуют регулировки состава при печати.

Комбинированные связующие Быстрое высыхание; Хорошие печатно-технические свойства; Хорошие эксплуатационные характеристики красочной пленки;

Комбинированные связующие Состав Твердая смола Льняное масло Минеральное масло, РПК, уайт-спирит, скипидар Алкид Сиккатив

Область применения Иллюстрационные краски высокой печати; Краски для офсетной печати.

Оборудование для перетира красок Трехвалковые краскотерочные машины

Задачи процесса производства печатных красок В процессе производства печатных красок происходит измельчение пигмента и стабилизация его в связующем.

Основные этапы производства печатных красок Составление замеса (смешение пигмента со связующим); Вызревание замеса; Перетир Доведение до нужной вязкости, корректировка свойств

Оборудование для перетира красок Бисерные мельницы

Оборудование для перетира красок Шаровые мельницы

Оптические свойства красок Цветовые свойства; Прозрачность/ кроющая способность; Глянец; Светостойкость; Устойчивость цвета к действию химических реагентов. Интенсивность

Цветовые свойства Цветовой тон характеризуется длиной волны монохроматического излучения, создающего эквивалентное зрительное ощущение; Яркость (светлота) – способность краски отражать падающий свет; Чистота цвета (насыщенность) – показывает насколько данный цвет загрязнен ахроматическим излучением (мера выраженности цветового тона.

Свойства красок Маслоемкость пигмента Дисперсность пигмента Интенсивность краски Контрастность Расход краски Растискивание Градационные и цветовые искажения оттисков

Оптические свойства красок Прозрачность – способность краски пропускать падающий свет без изменения направления Кроющая способность – способность краски рассеивать падающий свет

Оптические свойства красок Глянец – способность краски часть лучей отражать зеркально. зеркальная матовая Глянцевая

Оптические свойства красок Светостойкость – способность краски сохранять цвет под действием интенсивного излучения; Устойчивость цвета к действию химических реагентов – способность краски сохранять цвет под действием химических реагентов;

Реологические свойства красок Особенность реологических свойств краски заключается в сочетании текучести и твердо образности. Печатные краски относятся к высоконаполненным дисперсным системам.

Типы реологических структур V F Ньютоновская Пластическая V F V F V F Псевдопластические Дилатантные

Реологические свойства красок Тиксотропия – самопроизвольный изотермический процесс образования структуры после ее механического перемешивания Рк t

Реологические свойства красок Предел текучести – минимальное напряжение, при котором краска начинает течь. Характеризует прочность коагуляционной структуры.

Реологические свойства красок έ Р η Р Полная реологическая кривая Зависимость вязкости от напряжения

Липкость красок – определяет, с одной стороны, способность краски к прилипанию (адгезии), с другой, сопротивление краски разделению красочного слоя Реологические свойства красок

Физико-технические свойства красок Степень перетира; Время первоначального закрепления; Время окончательного закрепления; Стойкость к истиранию; Степень эмульгирования; Адгезия краски к запечатываемым материалам; Абразивность краски.

Принципы классификации печатных красок Способ печати Тип печатного оборудования Назначение Тип бумаги Цвет Принадлежность к триаде

Цифровая индексация І ІІ ІІІ IV VVIVII І- способ печати ІІ- тип печатного оборудования ІІІ – назначение краски ІV – тип бумаги V,VI – цвет VII – принадлежность к триаде

Краски для высокой печати Определенная вязкость; Определенная липкость;

Схема плоской офсетной печати

Краски для офсетной печати Водостойкость; Высокая вязкость; Высокая липкость; Высокая интенсивность; Не должны образовывать с увлажняющим раствором эмульсию прямого типа «м/в»; Должны образовывать с увлажняющим раствором эмульсию обратного типа «в/м», но содержание воды в краске не должно превышать 15%.

Схема глубокой печати

Малая вязкость; Отсутствие абразивности; Склонны к вспениванию; Требуется корректировка вязкости в процессе печатания тиража; Краски для глубокой печати

Краски для флексографской печати Малая вязкость; Склонны к вспениванию; Требуется корректировка по вязкости в процессе печатания тиража; Требуется контроль рН водоразбавляемых красок.

Классификация красок Краски глубокой и флексографской печати По типу растворителя По назначению (виду запечатываемого материала) на основе углеводородных растворителей на основе спиртов; водоразбавляемые; на основе смеси растворителей. для бумаги и картона; для полиэтилена; для алюминиевой фольги; для целлофана;

Принцип трафаретной печати

Краски для трафаретной печати Должны иметь определенную вязкость; Должны быть тиксотропными.

Классификация красок по назначению Печатные краски Иллюстрационные Газетные По типу продукции По декоративным свойствам Книжно-журнальные Фоновые Металлизированные Перламутровые Термохромные Меняющие цвет Флуоресцентные

Особенности красок для многокрасочной печати Краски триадной печати: Голубая Пурпурная Желтая Черная

Триадный синтез цвета Источник света Голубая + Пурпурная + Желтая Черный

Требования к спектральным характеристика триадных красок голубая желтая пурпурная

Требования к триадным краскам Определенные цветовые свойства; Высокая прозрачность Хорошее смачивания последующих красок предыдущей; Высокая интенсивность; Быстрое высыхание;

Лаки для отделки печатной продукции. Назначение Улучшить внешний вид оттисков; Повысить прочность к истиранию;

Классификация лаков Лаки По составу Масляные Спиртовые Водно- дисперсионные УФ-отверждаемые По декоративным свойствам Глянцевые Матовые Перламутровые Металлизированные Блистерные Ароматизированные

Свойства лаков Свойства МасляныйДисперсионн ый УФ- отвержде- ния Механизм закрпеле-ния Комбиниро- ванное: впитывание + окси- полимеризац ия Испарение и впитывание УФ-поли- меризация Время закрепления >2 ч с<1 с Сухой остаток 50-60%30-40%

Масляные лаки Представляют собой композиции аналогичные связующим красок офсетной и высокой печати.

Масляные лаки. Достоинства. Хорошая адгезия к запечатываемому материалу; Высокая механическая прочность и эластичность лакового слоя; Не меняет линейных размеров бумаги; Легкость выборочного лакирования.

Масляные лаки. Недостатки Медленное высыхание; Малая толщина; Склонность к пожелтению.

Спиртовые лаки. Представляют собой растворы спиртовые растворы синтетических смол.

Спиртовые лаки. Достоинства. Быстрое высыхание; Относительная дешевизна; Неплохие прочностные характеристики.

Спиртовые лаки. Недостатки Загрязнение окружающей среды; Могут иметь остаточную липкость;

Водно-дисперсионные лаки. Представляют собой водные дисперсии акриловых полимеров.

Достоинства дисперсионных лаков Более высокая степень глянца; Высокая скорость высыхания; Хорошая смачиваемость и адгезия к запечатанному оттиску и бумаге; Экологическая безопасность; Отсутствие запаха у высохшей пленки; Высокая прозрачность и отсутствие «желтизны».

Недостатки дисперсионных лаков Вероятность деформации бумаги при лакировании; Склонность к пенообразованию; Могут возникать сложности при очитке валиков после печати; Трудность выборочного лакирования;

УФ-отверждаемые лаки Представляют собой композиции аналогичные УФ-отверждаемым связующим печатных красок.

Достоинства УФ-лаков Прекрасные декоративные свойства; Мгновенное высыхание; Высокая прочность на истирание и к воздействию температуры в широком диапазоне; Возможность быстрой дальнейшей обработки; Бесцветность; Легкость выборочного лакирования; Экологическая безопасность.

Недостатки УФ-лаков Высокая стоимость; Имеет ощутимый запах; Трудности при нанесении на оттиск запечатанный традиционными красками по технологии «in line».