Краски для рулонной печати

Дурсун Валадов, эксперт

Состав красок

О пигментах

Связующее

Рулонная офсетная печать — один из видов офсетной печати, отличительной особенностью которой является то, что запечатываемый материал подается в печатную машину в виде длинного полотна прямо с ролей (рулонов). Скорость печати в этом случае выше, чем в листовом офсете, а качество полиграфической продукции, отпечатанной данными способами, не различается, к тому же при рулонной офсетной печати изображение можно одновременно наносить с двух сторон запечатываемой поверхности, что тоже ускоряет процесс полиграфического производства.
Технология рулонной офсетной печати позволяет, помимо собственно печати, производить дополнительные операции (перфорирование, лакирование), разрезание и складывание листов, а также их фальцовку.
Благодаря высокой скорости печати, функциональности и более низкой стоимости бумаги в ролях, себестоимость полиграфической продукции в этом случае ниже, чем при других видах печати, что делает ее особенно востребованной при многотиражном производстве газет и журналов.
А теперь от теории перейдем к краскам…

Состав красок

Печатные краски состоят из красящего вещества (пигмента) и связующего. В широком смысле этот термин означает жидкую дисперсионную среду краски. Низкомолекулярные компоненты связующего называют растворителем. Связующее в узком значении слова — это высокомолекулярные компоненты жидкой дисперсионной среды краски. Последняя (жидкая фаза краски), кроме растворителя и собственно связующего (в узком смысле слова), включает ряд дополнительных веществ: сиккативы (катализаторы пленкообразования), антиоксиданты и др.

Жидкая фаза краски является дисперсионной средой для частиц пигмента, определяет текучесть краски и обеспечивает ее закрепление на материале, а также свойства сухой красочной пленки, такие как глянец, устойчивость к истиранию и действию различных веществ, эластичность.

Жидкая фаза красок для офсетной печати обычно содержит смолы (от низкомолекулярных до среднемолекулярных) и быстровысыхающие масла и неполярные углеводородные растворители. Соответствующие краски имеют высокую вязкость и называются пастообразными.

По скорости печати краска для рулонной офсетной печати отличается от краски для листового офсета. В частности, она содержит повышенное количество низкомолекулярных смол (растворителя) и имеет низкий уровень пигментации.

Различают термозакрепляющиеся краски для рулонной офсетной печати (Heatset) и краски, закрепляющиеся без нагревания (Coldset).

Краски Heatset

Краски Heatset содержат пигмент, связующее (закрепляющееся при нагревании), воск и растворитель.

Первой стадией процесса высыхания этих красок является испарение под действием интенсивного обдува горячим воздухом, но важную роль играют также поглощение и абсорбция. Для завершения процесса закрепления краски необходимы охлаждающие цилиндры, которые располагаются после сушильного устройства.

Окислительная полимеризация не успевает происходить при высоких скоростях рулонных печатных машин, поэтому соответствующие компоненты связующего должны быть заменены на твердые смолы. Эти смолы, находящиеся в растворителе, остывают на бумаге после его испарения и отверждаются, когда бумажное полотно проходит над охлаждающими цилиндрами. Высушенная смола всё еще содержит достаточное количество растворителя (который служит в качестве пластификатора), но красочная пленка уже лишена липкости на выходе после охлаждающих цилиндров.

На заднем плане — «длинная» термосушка рулонной офсетной машины

Краски Heatset содержат 40­50% специально рафинированных нефтяных фракций. Решающее значение имеет выбор растворителя. Если скорость его испарения слишком велика (испаряется при очень низкой температуре), то краска в печатной машине будет нестабильной. Если же она слишком низка (испаряется при очень высокой температуре), то высыхание краски будет затруднено.

Иногда смолы, растворенные в углеводородах, сохраняют способность к растворению в высушенной красочной пленке и могут смазываться пальцами, взаимодействуя с жировыми выделениями кожи рук. Это явление учитывают при печатании обложек журналов, вводя в краску компоненты, ускоряющие высыхание.

Краски для рулонной офсетной печати содержат большое количество растворителя. При меньшей насыщенности цвета толщина их красочной пленки больше, чем толщина красок для листовой печати. Кроме того, они менее вязкие и липкие, чем краски для листовой печати. Применение красок с липкостью, характерной для листовой печати, для печатания на рулонных машинах может привести к выщипыванию поверхностного слоя бумаги или даже к разрыву бумажного полотна.

Краски Coldset

Краски Coldset, закрепляющиеся без нагревания, для рулонной офсетной печати обычно используются при печати на сильно впитывающих, немелованных сортах бумаги, изготовленных с применением помола волокнистого материала (древесной целлюлозы). Печатание такими красками на мелованной бумаге обычно не удается из­за осыпания пигмента.

Краски Coldset содержат пигмент, связующее и минеральное масло. Черные краски включают сажу и подцветку. Введение последней диктуется тем, что сажа сама по себе имеет коричневый оттенок, для нейтрализации которого обычно используется основный лак — голубой или фиолетовый.

Связующее обычно представляет собой смесь смол (включая минеральные), причем их соотношение подбирается с учетом необходимой кроющей способности.

О пигментах

Пигменты — это тонко измельченные твердые материалы, которые придают краске цвет. Природа пигмента и его количество в краске, наряду с типом связующего, определяют консистенцию и рабочие свойства краски. До 1900 года большинство пигментов представляли собой окрашенные неорганические вещества, размолотые до тонких порошков. Они обладали чрезвычайно высокой устойчивостью к действию света, воды и органических растворителей, но были непрозрачными, слабонасыщенными по цвету и очень матовыми. Даже при высокой степени перетира они обладали абразивными свойствами, приводящими к быстрому износу печатных форм. Основным черным пигментом была ламповая сажа, получавшаяся из природного газа. Другие пигменты изготавливались из растительных красителей, таких как индиго, крапп (краситель из корня марены) и экстракт кампешевого дерева, или из карминового красителя, извлекавшегося из кошенильных насекомых. В то время было доступно лишь несколько синтетических пигментов. С развитием технологии улучшались их текстура и смачиваемость связующими.

Производство синтетических красителей началось во второй половине XIX века, благодаря развитию органической химии. Органические пигменты, обычно более прозрачные, обладают более ярким, чистым и насыщенным цветом, чем их неорганические аналоги. Развитие химии также привело к производству более качественных неорганических пигментов, таких как двуокись титана.

Пигмент может иметь ряд достоинств, но всё же не давать хорошей краски. Например, флоксин является довольно недорогим пурпурным пигментом с прекрасным тонким тоном, но он содержит токсичный свинец, не светостоек и растворяется в спирте. Характеристики пигмента, имеющие важное значение при выборе рецептуры краски, включают насыщенность цвета, тон, непрозрачность, глянец, стойкость, размер частиц, плотность, коэффициент преломления, твердость, смачиваемость, диспергируемость, свето­ и теплостойкость, химическую инертность (см. таблицу).

Характеристики и выбор пигментов

Связующее

Связующее для красок офсетной рулонной печати, как правило, содержит фенольную и углеводородную смолу, куда в качестве растворителя добавляют минеральное масло ТКИП (240­270 °С), в роли пластификатора выступает PTFE­воск.

Фенольную смолу получают из формальдегида и алкилфенолов. Фенолформальдегидные смолы в сочетании с маслами и продуктами их модификации дают связующие для офсетных красок, образующие прочную глянцевую пленку с хорошей адгезией и щелочестойкостью.

Углеводородные смолы — производные углеводородов — высоко ценятся при составлении рецептур для офсетных красок (как для рулонной, так и для листовой печати). Углеводородные смолы, побочные продукты химической переработки нефти, используются для частичной или полной замены производных канифоли в офсетных красках для рулонной офсетной печати. Они легко растворяются в растворителях красок и совместимы со смолами на основе натуральных масел, а также сильно различаются по температуре плавления. Низкоплавкие марки, применяемые в качестве разбавителей в связующих красок для офсетной печати, усиливают глянец, но образуют прочные сольваты с растворителями. Более высокоплавкие смолы также дают глянец, но ускоряют закрепление.

Черные краски для газетного производства имеют в своем составе смоляные остатки продуктов переработки нефти (асфальтены) или угля. Из­за своего черного цвета остатки продуктов переработки нефти и угля (битумы) используются для приготовления только черных красок. Они улучшают диспергирование пигмента (сажи).

Минеральные масла, получаемые при перегонке нефти, относятся к классу невысыхающих масел, так как не высыхают под действием механизма окислительной полимеризации. Тем не менее они высыхают за счет абсорбции или испарения и применяются в красках для рулонной офсетной печати.

PTFE­воск добавляют в краску для улучшения сопротивляемости к истиранию и царапанию, он также повышает термостойкость и скольжение запечатанной поверхности. Существуют разнообразные марки этих восков, различающиеся молекулярной массой и температурой плавления. Воски представляют собой тонкие дисперсии смесей восков (парафинов) в подходящем масле либо тонкие сухие порошки. Введенные в краску частицы воска удерживаются на поверхности запечатанного материала силами поверхностного натяжения. Если воск слишком хорошо растворяется в краске, то при ее отверждении он образует восковую пленку, препятствующую захвату следующей краски в многокрасочной печати (кристаллизация краски).

Избытка воска в краске следует избегать, так как при этом могут возникать проблемы с нарушением вязкости краски и размягчением красочной пленки. Кроме того, избыток воска вызывает увеличение времени сушки, проблемы захвата других красок и, особенно, снижение глянца.

КомпьюАрт 4'2011