Технологические параметры и особенности УФ-лакирования
Перечень вопросов к экзамену по дисциплине «Технология отделочных процессов»
1. Назначение отделки упаковочной продукции.
Отделкой упаковочной продукции -процессы финишной обработки, направленные на улучшение ее потребительских свойств – товарного вида, удобства пользования, улучшения эксплуатационных свойств (износостойкости, водостойкости и т.п.), защитных свойств.
Отделочные процессы выполняются после основного процесса печати. Штанцевание часто рассматривается как финишная операция, не относящаяся к отделке.
Отделка способствует привлечению к товару внимания покупателей, т.е. его коммерческому успеху. Цели отделочных операций:
• улучшение внешнего вида продукции.
• защита этикетки, упаковки от внешних воздействий;
• придание этикетке иди упаковке необходимой геометрической формы;
• придание этикетке иди упаковке специальных технологических свойств;
• защита этикетки или упаковки от подделки.
2. Виды декоративно-оформительской отделки упаковки и способы их получения.
Изменение внешнего вида оттиска при декоративно-оформительской отделке за счет изменения оптических свойств его поверхности. Наибольшее распространение получили следующие виды декоративно-оформительской отделки этикетки и упаковки:
• придание поверхности глянцевого эффекта;
• придание поверхности матового эффекта;
• имитация металлического покрытия;
|
|
|
• создание рельефного изображения;
• придание поверхности специальных оптических свойств (голографического эффекта, люминесценции, перламутрового блеска);
• придание требуемой геометрической формы.
Глянцевый эффект обусловлен высокой гладкостью поверхности оттиска, благодаря которой отраженный световой поток становится более упорядоченным, цвета воспринимаются как более насыщенные, а оттиск кажется более контрастным. Этот эффект сообщается поверхности этикетки и упаковки способами лакирования, экструзионного ламинирования, каширования прозрачной пленкой и каландрирования.
При лакировании повышение гладкости происходит за счет заполнения глянцевым лаком микро- и макронеровностей поверхности оттиска. Наибольший глянец достигается при использовании глянцевых УФ-отверждаемых лаков.
При экструзионном ламинировании на поверхность оттиска наносится расплав полимера. Выравнивание и повышение гладкости поверхности оттиска при экструзионном ламинировании происходит таким же образом, как при лакировании.
Приклейка к поверхности оттиска прозрачной полимерной пленки высокой гладкости при кашировании способствует значительному повышению глянца оттиска. В процессе приклейки неровности на поверхности оттиска заполняются прозрачным клеем.
|
|
|
При каландрировании производится механическое сглаживание поверхности оттиска нагретым каландром. Каландрирование может производиться как перед лакированием или ламинированием для ликвидации макронеровностей оттиска, так и после лакирования. Каландрирование лакированных оттисков позволяет получить очень высокую степень глянца.
Матовый эффект обусловлен высокой рассеивающей способностью поверхности оттиска. Оттиск с матовым покрытием отличается характерным бархатно-шелковистым видом. Для придания поверхности этикетки или упаковки матового эффекта используется лакирование матовым лаком или каширование матовой пленкой.
Эффект металлического покрытия достигается за счет нанесения на поверхность этикетки или упаковки слоя мелкодисперсных частиц металла. Для имитации серебра используются алюминиевые пигменты; золота и бронзы — алюминиевые, подкрашенные прозрачным цветным лаком, или латунные пигменты. Наиболее распространенные способы имитации металлического покрытия — тиснение металлизированной фольгой, бронзи-рование, лакирование металлизированными лаками и печать металлизированными красками.
|
|
|
Тиснение фольгой позволяет получить оттиски с наибольшей степенью металлического блеска благодаря применению при ее производстве технологии вакуумного напыления, позволяющей формировать слой из мельчайших частиц металла. Металлизированная фольга может быть глянцевой или матовой. Повышенная степень глянца достигается включением в состав фольги лакового слоя.
Бронзирование предполагает напыление металлической пудры на предварительно нанесенный на оттиски адгезионный слой. Эффект металлизации при бронзировании несколько ниже, чем при тиснении фольгой, но выше, чем при лакировании металлизированными лаками.
Металлизированные лаки и краски представляют собой дисперсии, содержащие металлические пигменты и отличающиеся высокой кроющей способностью. Применение металлизированных лаков и красок позволяет добиться средней степени металлического блеска.
Придание изображению рельефности — эффектный оформительский прием, создающий иллюзию объемности изображения, особенно сильную при его боковом освещении. Создание рельефного изображения возможно двумя способами: избирательной деформацией материала упаковки или этикетки и избирательным нанесением на его поверхность покрытия большой толщины.
|
|
|
Формирование рельефа в результате избирательной пластической деформации материала характерно для способов печати и отделки, при которых разные участки материала подвергаются воздействию существенно различающихся по величине деформирующих нагрузок. Данный эффект присутствует на оттисках, получаемых способом высокой печати, а также в результате тиснения.
Изобразительная роль рельефа наиболее ярко выражена при конгревном тиснении, а также при гренировании. При рельефном тиснении и гренировании создается углубленное рельефное изображение, при конгревном тиснении — углубленное или выпуклое. Наибольшую высоту или глубину рельефа обеспечивает конгревное тиснение. Применение плоского тиснения целесообразно только при достаточно большой толщине материала, поэтому данный вид отделки не применяется при изготовлении этикеток и гибкой упаковки.
Формирование выпуклого рельефного изображения за счет избирательного нанесения на поверхность оттиска покрытий возможно способами трафаретной печати, термографии (термоподъема) и флокирования.
Трафаретная печать — технология, позволяющая наносить на оттиск слой краски большой толщины. Высота рельефа при этом не очень значительна, однако при определенных углах зрения рельеф хорошо заметен.
Термография — нанесение на адгезионный слой специального порошка, формирующего рельеф. Закрепление порошка на оттиске осуществляется термически.
Флокирование — нанесение на адгезионный слой волокнистого материала, придающего поверхности этикетки и упаковки рельефный бархатистый эффект.
Придание поверхности специальных оптических свойств (голографического, люминесцентного эффектов или перламутрового блеска) находит в последнее время все большее распространение.
Голография— метод получения объемного изображения объекта, основанный на интерференции волн. Используемые в этикеточном и упаковочном производстве голограммы можно разделить на три типа: 2D (плоские), 2D/3D (содержащие несколько различных уровней, создающих эффект объема изображения), 3D (трехмерные изображения объектов). Голограммы наносятся на этикетку или на упаковку методом припрессовки. Широкое распространение получило тиснение голографической фольгой.
Люминесценция — возникающее при определенных условиях свечение веществ, избыточное над их тепловым излучением при данной температуре. В производстве этикеточной и упаковочной продукции применяются люминесцентные лаки и краски, содержащие специальные пигменты, обладающие свойством свечения под действием излучения определенной части спектра, чаще всего УФ-света.
Перламутровый эффект обусловлен отражением света от частиц специального пигмента. Подобный перламутровый пигмент чаще всего изготавливается из слюды. При разных углах зрения перламутровое покрытие меняет свой цвет, может темнеть или казаться подсвеченным изнутри. Отражение пластинками слюды света сопровождается образованием интерференционной картины, обусловливающей специфический радужный блеск покрытия. Для придания перламутрового эффекта этикетке или упаковке применяется лакирование перламутровыми лаками.
При таких способах отделки, как лакирование и ламинирование, на поверхность оттиска наносятся покрытия, защищающие его от механических повреждений (например, истирания), улучшающие его механические характеристики (например, прочность на разрыв) и защищающие оттиск от воздействия химических веществ: воды, кислот, щелочей, жиров и т.д.
Защитные покрытия могут наноситься как на внешнюю, так и на внутреннюю сторону упаковки. Во втором случае покрытие не только предохраняет продукт от внешних влияний, но и защищает упаковку от воздействия на нее продукта.
Для придания этикетке и упаковке необходимой геометрической формы служит операция высечки или вырубки, при выполнении которой этикетка или заготовка упаковки отделяется от лишней, идущей в отходы части материала.
Некоторые отделочные операции являются подготовительными или служат для облегчения выполнения последующих технологических операций. Примеры таких операций: биговка и перфорация, обеспечивающие облегчение фальцовки; рицовка, повышающая качество склеивания; нанесение грунтовочных лаков, позволяющих улучшить адгезию между запечатываемым материалом и отделочным лаком; каландрирование, повышающее гладкость поверхности перед лакированием или кашированием.
Большинство способов отделки этикеточной и упаковочной продукции в той или иной мере повышает степень защищенности товаров от подделки. Используя различные отделочные технологии, производители этикеточной и упаковочной продукции стараются затруднить ее подделку или сделать ее экономически нецелесообразной. Наиболее часто в этих целях используются имитация металлических покрытий, припрессовка голограмм, высечка по сложному контуру, то есть виды отделочных операций, характеризующиеся высокой технологической сложностью и значительно повышающие стоимость этикетки и упаковки при малом тираже.
С целью затруднения повторного использования упаковки может применяться нанесение на этикетки или на защитные наклейки просечек.
С технологической точки зрения отделочные операции можно разделить на две группы:
• нанесение на поверхность этиетки или упаковки покрытий со специальными свойствами;
• механическая отделка этикетки или упаковки без нанесения покрытий.
Нанесение на поверхность этикетки или упаковки покрытий является эффективным способом придания ей необходимых оптических и механических характеристик и повышения ее физико-химической стойкости.
По кроющей способности покрытия можно разделить на две группы:
• прозрачные;
• кроющие.
Прозрачные покрытия наносятся способами лакирования, экструзионного ламинирования и каширования (ламинирования) прозрачными пленками.
Кроющие покрытия — методами тиснения фольгой, бронзирования, термографии и каширования непрозрачными материалами.
3. Лакирование оттисков. Его назначение. Разновидности лакирования.
Лакирование – это процесс облагораживания печатной продукции путем нанесения на нее слоя лака.
Лакирование является более дешевым и простым, с технологической точки зрения, способом отделки, чем припрессовка пленки, ламинирование или каширование.
Лакирование как способ отделки печатной продукции существует давно, однако традиционно считалось, что лакированные оттиски уступают оттискам с припрессовкой пленки по таким важнейшим показателям, как глянец, декоративность, механическая прочность и водостойкость. Появление УФ-отверждаемых лаков внесло значительные коррективы в сложившиеся представления.
В последнее время процесс лакирования печатной продукции стал относиться к числу повседневных задач во многих типографиях. Это связано, прежде всего, с повышением требований к качеству печатной продукции и ее внешнему виду, а также с развитием рынка упаковки.
Лакированные обложки журналов – уже практически стандарт. Появился даже термин - «глянцевые журналы». Интересно, что в этом случае лакирование выполняет три основные функции: привлекает внимание покупателя к поблескивающему на лотке изданию, защищает обложку от влаги, солнечных лучей и отпечатков пальцев и усиливает эстетическое впечатление от изображения на обложке.
Особую роль лакирование играет для упаковки, которая служит для придания определенной формы и сохранению упакованного в нее изделия.
Основным назначением процесса лакирования является защита печатного издания от истирания и царапин. Это особенно важно при производстве упаковки и этикетки, так как благодаря подобной защите красочного слоя стало возможным транспортировать и хранить упакованную продукцию без потери внешнего вида. Кроме того, лаки способны придавать поверхности эффект глянца или матовости, предотвращают отмарывание при проведении последующей отделки печатной продукции, создают термочувствительный слой и придают поверхности термоустойчивость, что важно при изготовлении блистерной упаковки.
Таким образом лакирование продукции решает несколько задач, а именно:
• улучшает внешний вид и механическую прочность оттиска;
• повышает прочность оттиска и упаковки к истиранию;
• повышает глянец полиграфического оттиска на упаковке. Блестящая упаковка привлекает внимание, что особенно важно при реализации упакованного товара;
• повышает контраст изображения и текста на оттиске и упаковке;
• повышает устойчивость оттиска к влаге и сырости, к химическим агрессивным продуктам и средам, что особенно важно для упаковки некоторых товаров;
• меняет оптические свойства поверхности запечатываемого материала упаковки, повышая ее матовость или глянцевость;
• изолирует красочный слой оттиска упаковки от соприкасающихся с ним упаковочных материалов, что особенно важно при раскрытии или порче упаковки;
• создает защиту от порчи упаковки из-за трения поверхностей упаковок при транспортировке товара;
• изолирует красочный слой оттиска от упакованных продуктов и от прямого соприкосновения с другими поверхностями, устраняя таким образом переход красочного слоя (перетискивание);
• создает шероховатость поверхности упаковки, и, таким образом, предотвращает скольжение упакованного товара относительно друг друга;
Разновидности лакирования
В зависимости от площади оттиска, куда наносят лак, лакирование может быть:
· общим (полное, сплошное), когда слоем лака покрывают всю поверхность оттиска;
· неполным (фрагментарное, выборочное, местное), когда слоем лака покрывают только отдельные фрагменты изображения на оттиске или часть листа оттиска.
В зависимости от технологии нанесения лака на оттиски различают следующие технологии:
· Лак наносят в печатной машине сразу после печати оттисков за один листопрогон, за один непрерывный цикл (inline, в линии).
· Лак наносят на заранее отпечатанные оттиски в специализированных лакировальных машинах (offline, раздельно).
Лаки наносят на оттиски по технологии inline не только в лакировальных секциях печатных машин, но и в печатные секции, используя печатные машины высокого, трафаретного и офсетного способов печати. В офсетных машинах некоторые лаки, например, водорастворимые (дисперсионные), наносят на оттиски, используя увлажняющий аппарат.
4. Масляные лаки.Разновидности лаков
Сегодня в изготовлении и использовании лаков достигнуты большие успехи. Активно создаются новые технологии и устройства для их нанесения.
Фирмы-производители постоянно обновляют и усовершенствуют ассортимент лаков. Рассмотрим основные виды лаков, выпускаемые этими производителями.
По создаваемому внешнему эффекту (оптическим свойствам) лаки делятся на глянцевые и матовые.
По составу они разделяются на масляные (офсетные, печатные), водно-дисперсионные, лаки на летучих растворителях, лаки УФ-отверждаемые. Для получения уникальных эффектов или подготовки оттиска к последующим операциям применяются специальные лаки: ароматизированные, металлизированные, перламутровые, блистерные.
Масляные (печатные) лаки можно рассматривать как бесцветную прозрачную печатную краску. По своему составу очень близки к офсетным краскам. Также как и офсетные краски, они содержат смолы, растительные и минеральные масла, различные вспомогательные вещества (сиккативы и др.), но в отличие от красок не содержат пигмента, т.е. представляют собой связующие печатных красок. Отсюда и второе их название – офсетные, или печатные. В состав маслянного лака входит смoлa, рacтитeльныe мacлa, минepaльныe мacлa, сиккaтив и дoбaвки.
Преимущества масляных лаков:
• лакирование тонкой бумаги ее линейные размеры не изменяются так сильно, как при использовании вододисперсионных лаков. Линейные размеры меняются также, как и при традиционной офсетной печати с использованием увлажнения);
• при обслуживании печатной машины можно использовать стандартные смывные растворы, как для офсетных красок;
• при коррекции свойств масляных лаков применяются те же вспомогательные средства, что и в случае офсетных красок;
• хорошая адгезия лака к запечатываемому материалу, высокая механическая прочность и вместе с тем гибкость лаковой пленки, что очень важно при дальнейшей обработке оттиков (разрезке, фальцевании, биговки и т.п.);
• использование масляных лаков дает возможность снизить жесткость требований к совместимости красок с лаком, так как и те и другие близки по составу. Однако перед использованием лака с красками, нестойкими к действию щелочей, необходимо провести пробу для проверки качества нанесения лака и выявления возможных изменений интенсивности и цветового тона краски;
• широкий ассортимент лаков;
• хорошая защита оттиска от влаги;
• просты в применении, потому что при нанесении ведут себя также, как офсетная печатная краска. Если в машине нет лакировальной секции, то лакирование можно проводить через красочный аппарат печатной секции вместе с печатанием основными красками. Расход масляного печатного лака такой же, как и красок, — зависит от покрываемой площади и находится в пределах 60…150 г/м2.
Если коротко, то основными недостатками печатного масляного лака являются следущее:
• длительное закрепление на оттиске (как и любой офсетной краски). Для полного закрепления лака требуется около 2 ч;
• склонность к пожелтению с течением времени как самой лаковой пленки, так и обратной стороны оттиска;
• сравнительно невысокий глянец (по степени глянца так лак уступает дисперсионному и УФ-лаку);
• возможное появление неприятных запахов — из-за образования побочных летучих продуктов полимеризации;
• необходимость использования противоотмарывающих порошков, так как окончательное закрепление лака происходит лишь после нескольких часов;
• возможное слипание оттисков в стапеле большой высоты.
Масляный лак можно использовать как для сплошного, так и для выборочного лакирования. Сплошное лакирование аналогично печати красками плашки в размер оттиска. Оно производится с печатной формы при отключенном увлажняющем аппарате. Следует иметь в виду, и на это уже обращали внимание, что при сплошном лакировании масляный лак ускоряет процесс старения бумаги, приводящий к ее пожелтению, поэтому преимущественно его используют для выборочного лакирования.
Выборочное лакирование с использованием масляных лаков — это то же самое, что и обычная офсетная печать. Его также осуществляют с печатной формы, но уже при включенном увлажняющем аппарате.
Хотя для упаковочной продукции в настоящее время вместо масляных лаков чаще используют водно-дисперсионные, тем не менее окончательно отказаться от их использования в других областях невозможно.
Лакирование масляными лаками особенно рекомендуется для матовых мелованных бумаг, т.к. оно позволяет:
• увеличить сопротивляемость оттисков к истиранию, а это очень существенно из-за шероховатости матовой бумаги;
• увеличить сопротивляемость оттисков к загрязнению, что особенно важно для последующей переплетной обработки;
• получить высокий глянец, либо, наоборот, усилить эффект матовости изображения.
5. Спиртовые лаки.
В отечественной полиграфии до недавнего времени применялись преимущественно лаки на летучих растворителях (спиртовые).
Лаки на основе ЛР представляют собой растворы природных или синтетических смол в спиртах, эфирах или ароматических углеводородах. ). В этом случае механизм сушки лаков на основе летучих растворителей (ЛР), сопровождающийся пленкообразованием, основан на быстром испарении ЛР из лака под воздействием нагретого воздуха в камере сушильного устройства или в условиях естественной сушки в цехе. На первой стадии процесса происходит испарение растворителя из жидкой пленки, а на второй – из сформировавшейся твердой пленки. Адгезионная прочность получаемого покрытия зависит от химического строения пленкообразователя и диффузионных процессов, протекающих в слое.
В качестве растворителей используются различные вещества, обладающие высокой скоростью испарения: изопропиловый спирт, ацетон, толуол, этилацетат, дисциллят метила и др. Летучие растворители обязаны своему названию высокой способностью к растворению. Например, при идентичных условиях сушки, по сравнению со скоростью испарения воды скорость испарения толуола выше в 5…7 раз, изопропилового спирта в 4 раза, ацетона в 15,7 раз, этилацетата в 10,9 раз. В качестве связующего в данном типе лаков применяют акрилы, нитроцеллюлозу, стирол.
Лаки на основе ЛР поставляются в исходном состоянии с малым содержанием растворителя. Для получения требуемых рабочих свойств его разбавляют растворителем непосредственно перед использованием. Обычно требуется добавка растворителя от 40 до 150 % в зависимости от свойств лака, свойств растворителя, условий сушки и т.п.
Оптимальный глянец достигается при расходе лака 4…6 г/м2 (без учета массы растворителя). За один прогон листа обеспечивается глянец 85…90 %. При последующем горячем каландрировании глянец может достигать 95 % и выше, что сравнимо с глянцем, достигаемым при УФ-лакиовании.
Лаки на основе ЛР часто используются для предварительного грунтования перед нанесением УФ-лака на материалы невысокого качества.
Высокая концентрация органических растворителей в лаках с ЛР требует внимательного отношения к проблеме возможного разбухания резиновых покрытий полотен и валов, контактирующих с лаком в лакировальной секции машины. Традиционные синтетические материалы, используемые для изготовления таких покрытий, разной степени подвержены агрессивному воздействию тех или иных растворителей. При работе с лаками на основе УР необходимо уделять внимание проблеме возможного отрицательного воздействия растворителя на резиновые покрытия валов лакировальной машины или устройства.
Достоинством спиртовых лаков является:
· высокий глянец, сравнимый с глянцем, достигаемым при УФ-лакировании;
· быстрое закрепление за счет испарения ЛР;
· более толстый наносимый слой, чем при работе с масляным или водно-дисперсионным лаком;
· хорошая прочность на истирание;
· хорошая защита от воздействия влаги, масел, грязи, жира;
· более низкая стоимость по сравнению с УФ-лаками и маслянными лаками;
· высокая скорость сушки;
· невысокие энергозатраты;
· не требуется применение противоотмарочного порошка при стапелировании листов.
Основными недостатками спиртовых лаков являются:
• содержат токсичные и экологически вредные летучие органические растворители;
· загрязнение окружающей среды из-за испарения растворителей;
· требуют тщательного соблюдения условий безопасности труда, специальных требований к оборудованию сушильных устройств и цеховой вентиляции.
· Применяемые растворители имеют низкую температуру вспышки. Очень огнеопасны. Требуют строгого соблюдения соответствующих правил пожарной безопасности.
6. Водно-дисперсионные лаки.
Водно-дисперсионные лаки (ВД-лаки) представляют собой смесь полимерных дисперсий и пленкообразующих, увлажняющих и антивспенивающих добавок. В качестве связующего в большинстве ВД-лаков используют акриловые смолы, в качестве растворителей в них в основном используется вода, иногда – небольшое количество спирта. Различают две основные группы ВД-лаков: так называемые термически сохнущие и термически закрепляемые лаки.
Механизм сушки термически сохнущих ВД-лаков представляет совокупность физико-химических процессов, основанных на частичном испарении воды из лаковой пленки с одной стороны, и частичном впитывании воды в поверхность бумаги или картона, с другой. Суммарное время сушки 20…30 с. Сухой остаток составляет 30…40 %.
Термически сохнущие ВД-лаки обычно поставляются в неразбавленном виде с содержанием воды 45…50 % от общей массы (50…55 % твердых частиц) и дополнительно разбавляют водой до нужной вязкости непосредственно перед использованием. В разбавленном лаке содержание воды может достигать 70 %.
Для активации процесса пленкообразования водно-дисперсионных лаков используют методы сушки горячим воздухом и ИК-излучением, причем как раздельно,так и в сочетании друг с другом. При двустороннем лакировании печатных оттисков дисперсионными лаками рекомендуется соблюдать интервал не менее 48 часов между лакированием лицевой и оборотной сторон.
Почти все без исключения термически сохнущие ВД-лаки являются однокомпанентными системами. Уровень глянца составляет 60…70 % при лакировании на линии в печатной машине за один прогон и до 80 % при лакировании в два прогона с полной предварительной сушкой первого слоя лака. При лакировании в автономных лакировальных машинах глянец может достигать 85 % в случае нанесения двух последовательных слоев в два прогона.
Термически закрепляемые ВД-лаки имеют другой механизм сушки, основанный на химической реакции в связующем, инициируемой нагревом поверхности лакируемого материала до определенной температуры (90…135°С). Данный тип лака является двухкомпонентной системой: непосредственно перед использованием в лак добавляется специальный катализатор, необходимый для химической реакции. Термически закрепляемые ВД-лаки поставляются с содержанием твердых частиц 75…85 % и обычно разбавляются водой до 60…70 % для получения необходимой вязкости. Термически закрепляемые лаки имеют несколько больший глянец по сравнению с термически сохнущими лаками при тех же условиях нанесения на материал. При лакировании на линии в печатных машинах глянец достигает 75 % для одного слоя и 80 % для двух последовательных слоев. При лакировании в лакировальных машинах «по сухому» глянец может достигать 90 %.
Широкое применение находят ВД-лаки в качестве грунтовых лаков,перед нанесением УФ-лака на пористых сортах картона и бумаги, что обеспечивает высокий конечный глянец.
На современном рынке расходных полиграфических материалов водно-дисперсионные лаки занимают значительное место. Они получили наибольшее распространение. Их распространенность обусловлена, прежде всего, их универсальностью и отсутствием каких-либо специальных условий при лакировании в типографии. Они наносятся практически на любые печатные основы (бумажные и полимерные) и краски, любым способом (кроме трафаретного). В отличие от лаков УФ-полимеризации не требуется специальных энергоемких устройств для закрепления пленки водных лаков, а по сравнению, например, с материалами на базе органических растворителей производственный процесс не сопровождается выбросом вредных веществ.
ВД- лаки практически не влияют на цветовые характеристики оттисков, так как бесцветны и обладают высокой прозрачностью. Кроме того, они не вызывают, как при работе с масляными лаками, пожелтение оттиска со временем.
Водно-дисперсионные лаки обладают значительной стойкостью к низким температурам. В оригинальной таре лак может переносить трехкратное замораживание без потери своих качеств. Данное обстоятельство существенно упрощает требования по перевозке и хранению лака.
В зависимости от способа нанесения и толщины лаковой пленки глянец лака может достигать 80%, что также расширяет область его применения.
Преимущества водно-дисперсионных лаков. К достоинствам ВД-лаков относятся:
• более высокий глянец по сравнению с масляными лаками;
• высокая прозрачность и отсутствие «желтизны» при сплошном лакировании;
• отсутствие запаха у сухой пленки;
· более толстый наносимый слой, чем при работе с масляными лаками;
• высокая эластичность лаковых пленок и прочность на истирание и изгиб;
• отсутствие выщипывания оттиска благодаря малой вязкости лака;
· применяется для защиты печатного изображения от воздействия масел, грязи и жира;
· при изготовлении картонной упаковки не требует применения специальных клеев или фрезерования линий склейки;
· низкая стоимость по сравнению с УФ-лаками и масляными лаками;
· возможность лакирования на линиях в лакировальных секциях офсетных печатных машин при и использовании традиционных печатных красок;
• высокая скорость пленкообразования и высыхания, обуславливающая минимальную потребность в противоотмарывающих порошках при стапелировании, а в некоторых случаях — их полное исключение;
• простота регулирования вязкости лаков путем разбавления их водой или водой с этиловым спиртом в соотношении 1:1. Однако следует помнить, что при добавлении воды к дисперсионному лаку его вязкость меняется быстро;
• хорошая смачиваемость лакируемой поверхности, которая при сплошном лакировании оттисков обеспечивает равномерное нанесение лака;
• экологическая безопасность, не содержит экологически вредных летучих органических растворителей и токсичных компонентов. Лак можно использовать при печати пищевых упаковок;
· лакированная бумага и картон подвергаются беспроблемной вторичной переработке;
• высокая скорость лакирования (до 13000 оттисков в час);
• лаковые пленки устойчивы к воздействию низких температур. Это позволяет применять дисперсионные лаки при изготовлении упаковок пищевых продуктов, которые необходимо хранить в морозильных камерах;
Недостатки дисперсионных лаков. К недостаткам дисперсионных лаков относится:
• деформация тонкой бумаги (60 г/м2 и менее) при лакировании, т.к. эти лаки в основном содержат воду, а для достижения оптимальной степени глянца толщина влажной лаковой пленки должна составлять около 6,2…7,3 г/м2 в зависимости от пористости и гладкости поверхностного слоя бумаги;
• лак очень быстро высыхает, и поэтому могут возникнуть сложности при очистке валиков после печати;
• волно-дисперсионные лаки могут пениться. Существуют специальные добавки – пеногасители, которые снижают образование пены;
· проблематично выборочное лакирование;
· слабые защитные свойства от влаги и растворителей;
· более низкая скорость сушки, чем у УФ-лаков и лаков на основе ЛР;
· высокие затраты на сушку;
· для достижения высокого глянца требуется лакирование в два слоя с предварительной сушкой первого слоя.
При лакировании дисперсионными лаками необходимо использовать краски, устойчивые к действию влаги и щелочи. Если краска содержит пигменты, не соответствующие этим требованиям, ее цвет может измениться. Нельзя смешивать дисперсионные лаки со вспомогательными материалами для красок или масляными лаками.
Некоторые водно-дисперсионные лаки можно использовать как грунт перед нанесением УФ-лака на пористую бумагу или картон. В этом случае значительно улучшается внешний вид поверхности и повышается конечный глянец.
Дисперсионное лакирование можно успешно применять для создания перламутровых эффектов.
7. УФ-отверждаемые лаки.
Лак УФ-отверждения (УФ-лак) представляет собой раствор акриловых смол и жидких полимеров, которые закрепляются только под воздействием УФ-излучения с длиной волны 250…400 нм.
В состав УФ-лака входит акpилoвый пpeпoлимep или олигoмep, акpилoвыe мoнoмepы, фoтoинициaтopы и дoбaвки. Основной частью УФ-отверждаемых лаков является связующее, так называемая фoтoпoлимepизyющaяcя композиция (ФПK), которая и определяет сам факт отверждения краски под действием УФ-излучения.
Сам процесс радикальной фотополимеризации заключается в том, что фoтoинициaтop поглащает квант света и начинает генерировать радикалы, которые вступают в реакцию с ненасыщенными олигамерами и мономерами. Вследствие чего происходит отверждение композиции – переход из жидкого в твердое состояние с пространственно-сетчатой сшитой структурой. Кроме реакции фотополимеризации, возможны реакции с кислородом воздуха и рекомбинации (когда два радикала вступают в реакцию друг с другом), которые приостанавливают процесс фотоиндуцируемой полимеризации и сам процесс отверждения в целом. Заверщающая стадия, длящаяся до 24 часов после сушки, также называемая «реакцией после сушки», способствует улучшению механических свойств лаковой пленки. Большинство инициаторов поглащает световое излучение в ближней ультрафиолетовой и частично в коротковолновой видимой области спектра (250…450 нм).
Таким образом, пленка образуется в результате химического процесса полимеризации, который занимает доли секунд. Процесс полимеризации УФ-лака под действие УФ-излучения протекает в несколько стадий. На первой стадии происходит активация УФ-излучением специального ингредиента, находящегося в составе УФ-лака – фотоинициатора. В качестве фотоинициатора используется специальное вещество, требующее для его активации гораздо меньшей энергии УФ-излучения, чем основное вещество, составляющее связующее лака. Под воздействием УФ-излучения молекулы фотоинициатора способны мгновенно образовывать чрезвычайно химически активные молекулы, называемые свободными радикалами. В качестве фотоинициатора в УФ-лаках используют активные химические вещества, например бензоино-метиловый эфир, способный образовывать две молекулы свободных радикалов при воздействии УФ-излучения. На второй стадии образовавшиеся свободные радикалы инициируют химическую реакцию полимеризации в связующем лака. Наиболее часто исходным материалом для связующего УФ-лака являются акриловые полимеры. Третьей стадией является непосредственно реакция лавинообразного образования поперечных связей между молекулами связующего лака, при этом происходит быстрая полимеризация лакового слоя. Последней стадией является затухание и остановка реакции полимеризации. Скорость полимеризации лакового слоя зависит от свойств связующего. Например, лаки, содержащие в составе связующего низкомолекулярные акриловые полимеры (олигомеры) имеют низкую скорость полимеризации, чем лаки со связующим на основе высокомолекулярных акриловых полимеров.
Лак, содержащий светочувствительное связующее (состоящее из мономеров, преполимеров и фотоинициаторов) может полимеризоваться (отвердеть) за доли секунд после воздействия УФ-излучения. Сразу после нанесения лака оттиски можно подвергать любому виду послепечатной обработки: резке, биговке, фальцовке. В то же время максимальную стойкость лаковый слой достигает через 24 часа после печати, в чем можно убедиться, проделав тест на стойкость при помощи скотча.
Кроме фотоинициатора и основного связующего в состав УФ-лака могут вводится различные специальные добавки для придания лаку различных необходимых свойств: текучести, адгезии и др. При этом обеспечиваются хороший глянец или матовый эффект лаковой пленки, высокая прочность красочного слоя на истирание и хорошая гладкость поверхности. Наиболее эффективный глянец 95…97 % достигается при нанесении УФ-лакового слоя толщиной 4…6 г/м2. Скорость сушки большинства УФ-лаков составляет 70…80 м/мин при использовании в сушильном устройстве трех источников УФ-излучения с удельной мощностью излучения 80 Вт/см каждый.
Полярные вещества, присутствующие в составе связующих и фотоинициаторов УФ-лаков, могут вызвать разбухание и вспучивание синтетических резиновых покрытий валов и офсетных полотен, даже если они обладают устойчивостью к агрессивному воздействию различных смывочных растворов на основе хлоруглеводородов, кетонов и т.п., могут быть неустойчивы к воздействию УФ-лаков. Например, резиновые покрытия на основе синтетических каучуков тиокола (продукта конденсации дихрорэтана с полисульфидом натрия) и буна-каучука, неопрена, винила или их комбинаций сильно подвержены агрессивному воздействию УФ-лаков и УФ-красок. Покрытия на основе бутила (сополимера изобутилена и бутадиена), мономера диена этилпропилена (EPDM), применяемые для валов флексографских машин, обладают достаточной устойчивостью к большинству УФ-лаков. Все резиновые покрытия, контактирующие с УФ-лакми, должны быть разработаны с учетом возможного агрессивного воздействия его компонентов. Обычно, наносящие валы аппаратов для подачи лака в УФ-лакировальных машинах имеют специальное покрытие из смеси синтетических эластомеров, не подверженных набуханию под воздействием УФ-лаков.
Сухой остаток при УФ-лакировании составляет 100%, это означает, что объемы жидкого и затвердевшего лака практически равны, при этом расходуется меньше энергии, чем при воздушной или термической сушке, и в воздух не переходят компоненты растворителя.
Лаковая пленка обеспечивает хорошую защиту от воздействия воды и грязи, устойчивость к действию химикатов и термосвариванию.
По распространению УФ-лаки пока еще уступают дисперсионным, однако наблюдается явная тенденция роста их использования для отделки издательской и рекламной печатной продукции, упаковок и этикеток. Технология УФ-лакирования в полиграфическом производстве является достаточно молодой, но она уже серьезно закрепилась среди традиционных способов отделки отпечатанных оттисков, более того, ее доля стремительно растет. Это обусловлено уникальными свойствами, которые придает УФ-лак оттиску по сравнению с традиционными способами лакирования (масляные, водные, органические лаки).
Распространению УФ-лаков способствовало прежде всего появление сушильных устройств УФ-излучения, управляемых микропроцессорами, что позволило значительно сократить расход электроэнергии. Кроме того, эти сушильные устройства более компактны и экономичны.
Достоинствами УФ-лаков являются:
• превосходный глянец;
• ярко выраженный декоративный эффект;
• мгновенное высыхание, не требуется применение противоотмарывающего порошка при стапелировании;
· возможно выборочное лакирование;
• большая прочность на истирание и устойчивость к воздействию низких и высоких температур;
• возможность быстрой дальнейшей обработки: тиснения, биговки и фальцовки;
• сохранение оптических свойств изображения в течение длительного времени (УФ-лак не желтеет);
• не токсичен и безвреден для окружающей среды и человека, так как не содержит экологически вредных летучих органических растворителей и токсичных компонентов;
· не огнеопасен;
• можно использовать в производстве детских игрушек;
• можно подвергать вторичной переработке;
· цена, сравнима с ценой масляных лаков.
УФ-лаки можно использовать для лакирования как всей поверхности печатного листа, так и отдельных его участков. Особенно отмечается возможность лакирования этими лаками тонких бумаг массой 70…80 г/м2, которые широко используются для печатания этикеток.
Отмечается также, что лакирование УФ-лаком придает оттискам практически такие же свойства, как и припрессовка пленки, но при вдвое меньшей стоимости и вдвое большей скорости отделки продукции.
По важнейшим показателям, таким как глянец, стойкость к истиранию и внешним воздействиям, УФ-лаки превосходят лаки всех других групп.
УФ-лаки не относятся к категории воспламеняющихся и взрывоопасных веществ, что также служит аргументом в их пользу.
Недостатки Уф-лаков. УФ-лаки имеют следующие недостатки:
· невозможность лакирования «по сырому» на линии в офсетных печатных машинах при печатании традиционными красками;
· для качественного лакирования пористых сортов бумаги и картона требуется предварительное грунтование (сплошная запечатка или лакирование водно-дисперсионным лаком или лаками на основе ЛР);
· некоторые УФ-лаки имеют характерный запах, устранимый при грамотном подборе химического состава лака, лакируемого материала и режима сушки;
• высокие энергозатраты на сушку и эксплуатацию УФ-сушильных устройств, высокая стоимость сушильного устройства;
· при изготовлении картонной упаковки требуется фрезерование линий склейки или применение специальных клеев;
· затруднена вторичная переработка лакированной продукции;
· продолжительность УФ-лаков ограничена от 6 до 8 месяцев;
• имеет ощутимый запах;
• трудности при нанесении лакового слоя при работе по технологии online.
· Имеет более высокую стоимость по сравнению с другими лаками.
Обсуждая экологические проблемы пользования УФ-лаков, нельзя обойти вниманием такую проблему, как образование озона при сушке и необходимость его удаления из рабочей зоны и производственного цеха.
Технологические параметры и особенности УФ-лакирования
Следует признать, что при работе с УФ-лаками можно столкнуться и с определенными трудностями. Например, при лакировании оттиска «по сырому» в сочетании с традиционными офсетными красками могут наблюдаться затруднения с высыханием красок из-за ограничения доступа кислорода к красочному слою. Это усложняет полимеризацию красочного слоя, т.е. оттиск плохо и долго сохнет. Но это еще не все. Лаковая пленка не пропускает и продуктов окисления при полимеризации краски. Это приводит к мутности лакового слоя, к снижению его глянца и к деформации, т. е. к неприятным эффектам так называемого дефекта «апельсиновой корки» («каракуля»). Чтобы избежать этого, рекомендуется лакировать уже высохшую продукцию либо использовать в сочетании с этими лаками специальные краски УФ-отверждения или созданные в последнее время гибридные краски. Кроме того, для смывки УФ-лаков в лакировальных секциях применяются специальные составы, что предрасполагает к возникновению экологических проблем.
Наносить УФ-лаки на поверхность оттисков можно как в лакировальной машине, так и непосредственно в печатной машине, используя для этой цели либо красочный, либо увлажняющий аппарат, либо специальную лакировальную секцию (или несколько секций), работающую в линии с печатной машиной и входящей в нее вместе с сушильным устройством как отдельная секция.
Выпускаются лаки для нанесения покрытий в офсетных, трафаретных и флексографских печатных машинах. Особое распространение УФ-лаки получили в флексографских рулонных машинах. Как правило, все лакировальные секции в печатных машинах и лакировальные аппараты в лакировальных машинах – это печатные аппараты флексографского способа печати с гладкими или анилоксовыми валиками подачи лака на форму.
Слeдyeт yчитывaть, чтo УФ-лaк нaнocитcя нe нa зaпeчaтывaeмый мaтepиaл, a пoвepx oфceтныx кpacoк (тpaдициoнныx или УФ-красок). Taкaя тexнoлoгия пpeдпoлaгaeт пpимeнeниe пpaймepoв пo двyм пpичинaм: ycилить aдгeзию УФ-лaкa и кpacoчнoгo cлoя, a тaкжe cглaдить нepoвнocть пoвepxнocти бyмaги и oбecпeчить бeзyпpeчнyю глaдкocть и aбcoлютный блecк лaкoвoй плeнки.
УФ-лaк мoжeт быть нaнeceн нa oтпeчaтaннyю пpoдyкцию двyмя мeтoдaми: в линию
(on-line) и aвтoнoмнo пocлe пeчaти кpacкaми и/или нaнeceния пpaймepa (off-line).
Heзaвиcимo oт выбpaннoгo мeтoдa нaнeceния УФ-лaкa («cыpoe-пo-cыpoмy» или «cыpoe-пo-cyxoмy»), ecть pяд пapaмeтpoв пeчaтнoгo пpoцecca, кoтopыe cлeдyeт coблюдaть
для пoлyчeния кaчecтвeннoй пpoдyкции.
Texнoлoгичecкиe peжимы в пeчaтнoм цexe и тpeбoвaния к ocвeщeнию пpи УФ-лaкиpoвaнии
тaкиe жe, кaк и пpи пeчaти УФ-кpacкaми. B тo жe вpeмя для лyчшeгo pacтeкaния УФ-лaкa eгo peкoмeндyют пoдoгpeвaть пocлe нaнeceния нa зaпeчaтывaeмый мaтepиaл, нo пepeд УФ-cyшкoй.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 922; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!