Об истории и классификации печатных красок

Николай Дубина info@prodtp.ru

Печатные краски — это один из основных материалов в полиграфическом производстве. Говоря о печатных красках, мы подразумеваем краски для офсета, флексографии, трафарета и т.п. Что в них общего и чем они отличаются — читайте в сегодняшнем обзоре.

Немного истории

По определению, любая краска — это смесь пигмента со связующим веществом. Исходя из этого, конечно если не принимать во внимание наскальную живопись, самыми древними красками можно считать чернила для письма.

Наиболее ранние дошедшие до нас сведения о чернилах относятся примерно к 1300­1400 гг. до н.э. (Китай и Египет), однако подлинные записи тех времен не сохранились. Принято считать, что эти чернила делали из ламповой сажи, которую смешивали с растительным клеем. Писали такими чернилами при помощи кисти или заостренной палочки.

Понятно, что в те времена пигменты для красок изготавливались из натурального растительного или минерального сырья. Так, одной из наиболее ранних применявшихся красок была красная охра, с помощью которой выполнены рисунки в египетской «Книге мертвых» (папирус Ani; ок. 1300 г. до н.э.). Традиционно также использовали зеленую ярь­медянку и синюю ляпис­лазурь.

Рис. 1. Фрагмент папируса Ani

Практически такие же краски применялись для нанесения рисунка на ткани, а впоследствии и для печати на бумаге с деревянных досок высокой печатью — дерево между буквами и другими печатающими элементами удаляли так, чтобы они рельефно выступали. При таком способе печатания книг (ксилографические издания) необходимо было вырезать блоки отдельно для каждой страницы. Вырезанные формы покрывали краской и оттискивали изображение на бумагу.

Следующим шагом в развитии книгопечатания было изобретение наборного шрифта. В 1440 году Иоганн Гуттенберг, золотых дел мастер из Майнца, нашедший политическое убежище в Страсбурге, занялся опытами по книгопечатанию. Около 1450 года он добился определенных успехов, которые уже оправдали коммерческое использование его изобретения. Гуттенберг применил литой металлический шрифт, который и использовал для печатания своей знаменитой Библии, вышедшей в свет в 1456 году.

Достижение Гуттенберга состоит не только в том, что он изобрел книгопечатание подвижными литерами, но и в том, что типографская краска, которую делал Гуттенберг, хорошо приставала к металлическому шрифту и по своему составу отличалась от той, которую применяли при печатании с деревянных досок.

Краски, необходимые для книгопечатания, должны были хорошо смачивать поверхность металлического шрифта и хорошо удерживаться на нем, давать четкий оттиск, не расплываться, не проступать сквозь бумагу и не оставлять пятен. Эти старинные типографские краски сохраняют свой черный цвет вот уже более четырехсот лет. Состав их хранился в тайне. Известно только, что при изготовлении своих красок Гуттенберг использовал ламповую сажу и хлопковое масло.

Ученик Гуттенберга — Петер Шеффер при печатании уже применял цветные краски (синюю и красную). Его Псалтырь, датированная 1457 годом, и есть самый ранний известный нам образец многокрасочной — в три прогона — печати. Правда, формы на первых порах раскрашивались вручную. Со временем книги начали иллюстрировать при помощи многокрасочной ксилографии и других разновидностей гравированных изображений.

Первые записанные сведения, которые дают представление о составе красок, принадлежат Джозефу Моксону из Йоркшира (Англия). Он начал ежемесячно издавать отдельными выпусками брошюры, объединенные общим названием «Упражнения в механике, или Как искусно делать вещи». В 1683 году 24 выпуска были изданы отдельной книгой, которая была переиздана в 1958­м в издательстве «Оксфорд юниверсити пресс». В этой книге Моксон описал процесс изготовления типографских красок «по голландскому способу». Кроме того, он писал о том, как доводят до соответствующей консистенции льняное масло. Его кипятили до тех пор, пока оно не вспыхивало. Пламя гасили металлической крышкой. Затем маслу давали вспыхнуть снова и т.д., пока оно не приобретало нужную консистенцию.

Моксон пишет: «Чтобы проверить, достаточно ли загустело масло, капни три или четыре капли на стол и дай им остыть. Затем смажь маслом указательный или средний и большой пальцы. Если масло хорошо загустело, оно при разлипании пальцев будет тянуться подобно смоле. В противном случае кипяти масло и поджигай его до тех пор, пока оно не достигнет нужной вязкости».

Революцию в репродуцировании произвел Ж. Леблон, который в 1719 году получил в Лондоне патент на многокрасочную печать с трех форм путем смешивания трех основных красок: «Новый способ размножения картин и рисунков в натуральных красках». Очень скоро к триаде добавили четвертую — черную краску.

Следующей вехой в истории развития печатных красок можно считать издание книги «Практическое руководство по печатному делу», написанную в 1728 году французским печатником Фертелем из Сен­Омера. В ней он упоминает о льняном и ореховом (из грецких орехов) маслах, утверждая, что конопляное и сурепное масла применяют редко. Он описывает способ получения копоти при помощи полотняного или деревянного навеса, под которым сжигают смолу. Как он пишет, «этим способом получают копоть, необходимую в нашем ремесле».

Он предлагал использовать два сорта олифы — грубую и тонкую, причем последнюю — для красных типографских красок. Фертель особенно подчеркивает необходимость строгого соблюдения количественного соотношения компонентов и перечисляет применяемые в печатном деле пигменты, в том числе свинцовые белила, придающие краскам более яркие оттенки.

В другой книге Бретон, придворный печатник короля Франции, в изданной им «Методической энциклопедии» подтверждает, что для получения хорошей олифы пригодны только льняное и ореховое масла. Он добавляет: «Правда, иногда используют конопляное и сурепное масла для печатания дешевых изданий».

Знаменитый французский гравер по дереву Папийон в своем труде «Исторический и практический обзор искусства гравировки по дереву» (Париж, 1776 г.) упоминает, что «ореховое масло лучше льняного».

В 1797 году А. Зенефельдер изобрел литографию, которая быстро превратилась в цветную «хромолитографию». Наконец, в 1818 году на окраине Парижа открылся первый в мире завод печатных красок Н. Лорилье.

В шестом издании «Британской энциклопедии» (1823 г.) появилась важная статья о типографских красках, в которой они были рассмотрены более подробно. В ней кратко сформулированы свойства, которыми должна обладать хорошая печатная краска, — «печатать чисто и легко ...иметь насыщенный черный цвет, легко смываться со шрифта, быстро высыхать, не выцветать со временем». Последнее, наиболее важное свойство, достигают, как написано в статье, «поджиганием масла и последующим гашением огня путем закрывания сосуда».

Для того чтобы краска легко смывалась со шрифта, в нее добавляют мыло. Чистота печати определяется соответствующей консистенцией, достигаемой за счет добавок некоторого количества канифоли.

Вильям Сейведж, проработавший 36 лет печатником в столице Англии, издал в 1832 году книгу под заглавием «О приготовлении черных и цветных типографских красок», в которой он отзывается об упомянутой выше статье в «Британской энциклопедии».

Он утверждает, что ни одна из описанных рецептур печатных красок не имеет практической ценности для печатников. Даже если краски, приготовленные по таким рецептурам, выглядели прилично в момент печатания, все они через год или два проступали на оборотную сторону бумаги и пачкали ее. Из книги Сейведжа видно, что он хорошо знал свое ремесло. Например, он придает особое значение должной консистенции масла.

Сейведж считает, что добавка мыла в краску крайне необходима и без него типографские краски нельзя использовать. «Мыло, — пишет он, — придает краске способность приставать равномерно к шрифту и уменьшает количество краски, необходимое для покрытия шрифта. При получении оттиска оно переходит на влажную бумагу. Мыло предотвращает образование пленки на поверхности краски при ее хранении. На практике применяют желтое, казеиновое или скипидарное (канифольное) мыло. Мыло добавляют в загустевшее масло в конце процесса его обработки».

Сейведж утверждает, что он впервые приводит рецептуры красок, которые можно практически использовать при книгопечатании. Для приготовления черной типографской краски Сейведж брал 6 кварт (6,78 л) льняного масла, поджиганием доводил его до требуемой вязкости, добавлял в горячее масло 6 фунтов (2,72 кг) канифоли, а затем  — 1,75 фунта (0,79 кг) сухого коричневого мыла. После остывания масла он размешивал в нем 5 унций (142 г) берлинской лазури или индиго, 4 фунта (1,81 кг) минеральной ламповой сажи и 3,5 фунта (1,58 кг) хорошей растительной черни. Пока состав не остыл, всё это тщательно растиралось.

Из описания Сейведжа понятно, что ему был известен способ отделения пигмента от отвара чернильных орешков при помощи железного купороса и от синего сандала при помощи квасцов. Он не скрывает отрицательного отношения к современным ему печатникам: «Во всей Великобритании не найдется трех печатников, которые могли бы приготовить хорошую типографскую краску».

Он подчеркивает важность контраста при выборе цветных типографских красок и рассматривает особенности применявшихся тогда пигментов.

Даже на фоне достижений науки и практики XX­XXI веков многие высказывания Сейведжа выглядят вполне современно.

Современные материалы и процессы создания печатных красок

Современные печатные краски состоят в основном из следующих компонентов:

• красящие вещества (пигменты или красители);
• связующие вещества;
• вспомогательные средства и добавки;
• растворители.

Красящие вещества

От красящих веществ зависит цветовой тон и интенсивность его окраски. Связующие вещества помогают закреплению красящих веществ на запечатываемом материале, его сушке, а также приведению красителя в нужную форму (увлажнение, растворение). Вспомогательные вещества влияют на свойства краски (высыхание, текучесть, стойкость к истиранию и пр.). Растворители и разбавители, помимо явного применения, также способствуют транспортировке красителя.

В зависимости от способа и вида печати различают краски различной консистенции — от жидких на водной основе, включая пастообразные, до сухих.

Как уже упоминалось, красящие вещества подразделяются на пигменты (органические и неорганические цветные, белые или черные субстанции, нерастворимые в системах носителей) и красители. Говоря о пигментах, мы имеем в виду твердые частицы, которые распределены в жидком носителе (связующем) во взвешенном состоянии. Под красителями подразумеваются органические соединения в молекулярной форме.

Рис. 2. Пигменты

Пигмент (рис. 2) — компонент наполненных композиционных материалов, придающий материалам непрозрачность, цвет, противокоррозийные и другие свойства. Нередко этот термин используется как синоним для неорганического красителя. Различают природные минеральные пигменты (неорганические компоненты красок) и биологические пигменты (биохромы — природные красители в составе живых организмов).

В технологии лакокрасочных материалов пигментами называют высокодисперсные неорганические или органические нерастворимые в дисперсионных средах вещества, способные образовывать с пленкообразователями защитные, декоративные или декоративно­защитные покрытия.

Растворимые вещества, способные окрашивать другие материалы, называют красителями.

Пигменты способны отражать и рассеивать свет, а поэтому светонепроницаемы. Они имеют широкий спектр поглощения, а следовательно, не являются «чистыми», с точки зрения передачи цвета, в отличие от красителей, которые имеют очень узкий спектр поглощения.

Красители — молекулы, окруженные растворителем (жидкость — основа). Поскольку почти каждая молекула, и не только на поверхности, может поглощать фотоны, красители отличаются высокой интенсивностью цвета и яркостью краски. Пигменты в любом случае нуждаются в связующем веществе при фиксации на запечатываемом материале, в то время как красители связываются непосредственно с поверхностью запечатываемого материала. Недостатком красителей является их ограниченная светопрочность (окисление ведет к выцветанию). В отношении светопрочности и стабильности цвета преимущество имеют пигментированные краски.

Пигменты как основной материал для краски более рентабельны по цене, чем красители. Однако изготовление краски на основе пигментов требует более высоких затрат по сравнению с красками на основе красителей. Пигменты должны дополняться диспергаторами для того, чтобы не агломерировать (агломерация — скопление мелких частиц). Красители, напротив, находятся в растворенном состоянии и не осаждаются в жидкости.

Печатные краски в основном изготавливаются на основе пигментов. Важнейшее исключение составляют, например, чернила для струйной печати. Однако и в этой области существует тенденция перехода к пигментам, характеризующимся лучшей светопрочностью, закреплением на бумаге. Доля пигмента в краске, в зависимости от цветового тона, составляет от 5 до 30%.

Связующие вещества

Это материалы, входящие в состав краски и определяющие все ее специальные свойства, за исключением цветового тона, обусловленного пигментом. Главное назначение связующего вещества — скрепляя при высыхании частицы пигмента между собой и с поверхностью, создать устойчивый красочный слой, обеспечивающий сохранность красок. Связующее вещество является основным компонентом красочного состава, определяющим консистенцию краски, прочность, твердость, атмосферостойкость и долговечность покрытия. Связующее вещество целиком определяет способы наложения красок и закрепления их на основе, а следовательно, можно считать, что технологически способы печати зависят от связующего вещества.

Связующие вещества при смешении с пигментами образуют красочную пасту. Частицы пигмента являются нерастворимыми и просто образуют суспензию в связующем веществе. Связующее вещество должно обладать необходимыми физическими свойствами для обеспечения применения по назначению. В обычных способах печати применяют краски, связующими веществами которых являются смолы, растворенные в минеральном масле. Оболочка из связующего вещества, окружающая частицы пигмента, защищает их от контактов, приводящих к объединению в агломераты и их осаждению.

Связующие вещества высыхают (задубливаются) на печатном материале и таким образом фиксируют пигменты.

Вспомогательные материалы

Вид вспомогательных материалов (добавок) в красках зависит от соответствующего способа печати, для которого они предназначены. Вспомогательные вещества добавляются для воздействия на сушку, текучесть и прочность к истиранию красок.

Вещества-носители

При обычных способах печати к веществам­носителям для красящих средств относятся разбавитель печатной краски (например, минеральные масла), а также, если это необходимо, растворители (например, толуол в глубокой печати).

Требования к печатным краскам

На запечатываемом материале краски должны высыхать или задубливаться. Принципиально различают физические (впитывание и испарение) и химические (окислительную полимеризацию, лучевое задубливание) способы закрепления. Часто применяются комбинации этих способов сушки, общей особенностью которых является отверждение краски при переходе из жидкого состояния в твердое.

Краска должна хорошо схватываться с запечатываемым материалом. Обычными являются следующие варианты (или их комбинации):

• краска закрепляется, например, механически на поверхности запечатываемого материала (проникает в поры, поглощается волокнами бумаги). Этому способствует соответствующее давление, создаваемое при печати (например, офсетной);
• благодаря капиллярному действию краска проникает в поверхностные поры запечатываемого материала (например, струйная печать);
• краска закрепляется благодаря полярным взаимодействиям (химические/физические эффекты) между нею и запечатываемым материалом, особенно на очень гладких поверхностях.

Перенос краски реализуется благодаря:

• разделению краски на пути ее нанесения на оттиск (офсетная, глубокая, высокая печать). Красочные валики, печатная форма и резиновое полотно (в офсетном способе) переносят, то есть транспортируют красочный слой;
• непосредственному переносу красочного слоя носителя на запечатываемый материал (горячее тиснение, термоперенос);
• продавливанию краски через отверстия в сетке (трафаретная печать);
• «набрызгиванию» краски на запечатываемый материал (струйная печать).

Реологические свойства красок

Реология (рис. 3) — способность вещества к деформации и текучести. В связи с этим нелишним будет упомянуть еще такое понятие, как «консистенция» — совокупность реологических свойств вязкой жидкости, вязкопластичного или вязкоэластичного тела. Консистенция печатной краски оказывает решающее влияние на производительность и качество выполнения печатного заказа. Консистенция как общий показатель может варьироваться с учетом применения красок для определенных печатных машин, запечатываемых материалов, скорости печати и т.д. (табл. 1).

Рис. 3. Реология  — способность вещества к деформации и текучести

Таблица 1. Свойства красок в зависимости от способа печати

Самыми важными свойствами красок являются:

• динамическая вязкость (?) — может рассматриваться как «сопротивление течению» краски. Чем выше вязкость, тем краска тяжелее, а следовательно, образует более равномерную пленку. Единицей вязкости является Па·с или Pa·s (паскаль·секунда) или СП (сантипойс) = 1мПа·с (миллипаскаль·секунда);
• тиксотропия (тиксотропность) — способность субстанции уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (cгущаться) в состоянии покоя;
• липкость — характеризует способность к расслоению красочного слоя, например между двумя красочными валиками. Чем выше липкость, тем больше в печатном узле нарастает тенденция к выщипыванию волокон из листа или полотна бумаги и вырыванию частиц с их поверхности. В то же время более высокая липкость улучшает сцепление краски на запечатываемых участках печатной формы или резиновом полотне (печатное изображение становится более резким);
• длина красочных нитей — свойство текучести краски, проявляющееся при действии на нее усилий сдвига. При достаточно высокой скорости разделения поверхностей цилиндров происходит быстрое расширение воздушных пузырьков и их слипание, приводящее к образованию тонких нитей, соединяющих оба цилиндра. Чем выше вязкость, тем ниже скорость, при которой начинается кавитация, состоящая из двух стадий: образования и роста полости. Воздушные пузырьки, уменьшая площадь поперечного сечения красочного слоя, одновременно создают условия для концентрации внутренних напряжений, ускоряющей деление слоя.

УФ-печатные краски

УФ­краски отверждаются под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны примерно 100­380 нм. Печатные УФ­краски имеют совершенно другой состав, чем стандартные печатные краски. Они используются преимущественно при печати на невпитывающих материалах, таких как пластмасса и жесть, а также на высококачественных картонажных изделиях и этикетках. УФ­краски разработаны для всех стандартных видов печати, а также для струйной печати.

УФ­краски состоят из:

• мономеров;
• полимеров или олигомеров;
• пигментов;
• добавок;
• фотоинициаторов или синергетиков.

Основные преимущества этих красок:

• «мгновенное» (1­100 мс) высыхание или отверждение, а следовательно, возможность немедленной послепечатной обработки;
• отсутствие растворителя;
• не содержат летучих субстанций;
• отсутствие высыхания на валиках красочного аппарата (небольшие затраты на чистку красочных аппаратов);
• отсутствие или только небольшое нагревание запечатываемого материала в процессе печати;
• высокая механическая стабильность и химическая устойчивость.

Недостатки:

• дороже, чем стандартные печатные краски;
• потребность в технически очень сложных сушильных устройствах;
• необходимость осторожного обращения с красками при их использовании (по гигиеническим причинам).

Мономеры. Это низкомолекулярное вещество, образующее полимер в реакции полимеризации. Мономерами также называют повторяющиеся звенья (структурные единицы) в составе полимерных молекул.

Низкомолекулярные полимеры, образованные из небольшого количества мономеров и способные, в свою очередь, к полимеризации, принято называть олигомерами.

Полимеры могут содержать теоретически неограниченное количество мономеров.

Способность к полимеризации в основном обусловлена наличием двойных связей в их молекулах.

Мономеры служат для регулирования вязкости и вместе с олигомерами составляют систему связующих веществ. Полимеры или олигомеры взаимодействуют во время действия УФ­излучения с мономерами, способствуя образованию трехмерносшитых макромолекул полимеров.

Фотоинициаторы — функциональные добавки в лакокрасочные материалы радиационного отверждения (простые эфиры бензиона, смесь бензофенона с третичным амином, меркаптаны и др.).

Эти химические соединения поглощают световое УФ­излучение и начинают генерировать свободные радикалы (неспаренные электроны), которые вступают в реакцию с пленкообразователем. В результате красочный слой из жидкого состояния переходит в твердое, образуя при этом пространственно­сетчатую структуру.

Каждый фотоинициатор способен к образованию радикалов только при характерных длинах волн УФ­света. То, на какую длину волны особенно реагирует инициатор, зависит от его химической структуры.

Применение ЭЛ­красок (ESH — Elektronen­Strahl­Härtung), отверждаемых под воздействием электронного излучения, позволяет отказаться от фотоинициаторов, так как излучение действует прямо на связующее вещество. Большая толщина красочных слоев способствует образованию полимерной сетки, так как электронное излучение проникает глубоко в них, а влияние пигментов на высыхание невелико.

Краски с металлическим
или перламутровым блеском

Специальные печатные краски позволяют получить металлический или перламутровый блеск. Имеются также печатные краски, которые называются «золотыми» и «серебряными» либо позволяют получить подобные эффекты. Пигмент золотой бронзы получают смешением порошкообразного сплава латуни с разным содержанием меди и цинка. Чем выше содержание меди в сплаве, тем краснее «золотой» цвет краски.

Технология изготовления бронзы дает возможность обеспечить необходимый размер зерна металлического пигмента для обеспечения требуемых условий печати. Для офсетной печати их размер должен быть до 3,5 мкм, для глубокой и флексографской печати — 8­9 мкм (слои краски при этом гораздо толще, чем в случае офсетных красок).

Для изготовления серебряного пигмента используют алюминий со степенью чистоты 99,5%. После плавления в индукционной печи жидкий сплав обрабатывается струей сжатого воздуха. Конечный продукт — металлические гранулы с блестящей металлической поверхностью.

Эти краски закрепляются как обычные офсетные печатные краски путем впитывания и окислительной полимеризации.

Новейшие разработки «золотых» и «серебряных» печатных красок основаны на использовании разбавляемых водой дисперсных лаков и наносятся посредством лакировальных устройств с системой камерного ракеля. Эти краски закрепляются при впитывании в запечатываемый материал и испарении содержащейся в краске части воды. Они имеют гораздо больший блеск, чем обычные «золотые» и «серебряные» печатные краски на основе олифы.

Краски с перламутровыми блестящими пигментами придают оттиску характерный блеск, который сравним с блеском жемчуга.

У этих пигментов ядром является частичка слюды, которая обволакивается либо одним, либо несколькими слоями оксида металла (рис. 4).

Рис. 4. Пигмент порошковый перламутровый

Печатные краски с металлическими пигментами, которые используются в глубокой и флексографской печати, изготавливаются аналогично краскам с органическими или неорганическими пигментами. В качестве краски с «атласной» поверхностью применяют «серебряную» краску, которая смешивается в любом соотношении с цветной краской. Так образуются цветные блестящие краски.

Таблица 2. Классы красок в офсетной печати (их свойства, сферы применения и виды сушки)

Печатные офсетные краски

Для офсетной печати необходимы пастообразные печатные краски высокой вязкости (динамическая вязкость η = 40…100 Па·с), которые не должны высыхать на раскатных валиках красочного аппарата, а также при переносе с печатной формы на резинотканевое полото. Печатная краска для обычной офсетной печати (с увлажняющим раствором и краской) должна воспринимать определенную долю увлажняющего раствора при контакте с печатной формой или прямо из увлажняющего аппарата (в офсетном способе без увлажнения к краске примешивается силиконовое масло, препятствующее переносу краски на пробельные элементы формы). В офсетной печати на запечатываемую поверхность наносятся очень тонкие слои краски.

Офсетные краски включают следующие компоненты:

• связующее вещество  — в основном из твердых смол (20­50%) с высоким содержанием канифоли, алкидных смол (до 20%) с содержанием растительных масел (до 30%), таких как льняное, соевое и тунговое масла, а также минеральных масел (20­40%) и различных сиккативов (<2%);
• пигментная часть (красители) зависит от цветового тона и количественно составляет от 10 до 30%;
• вспомогательные вещества (добавки) имеют долю до 10%. К ним относятся:

­ катализаторы сушки (соединения кобальта, марганца и других металлов);

­ воски для улучшения прочности материалов на истирание и скольжение;

­ вещества, предупреждающие преждевременное высыхание и образование пленки в банке с краской или на поверхности красочного ящика;

­ силиконовое масло, если речь идет о печатных красках для офсетной печати без увлажнения.

Разнообразные требования к готовой печатной продукции и к качеству запечатываемого материала приводят к значительному варьированию процентного соотношения некоторых компонентов краски. При подготовке рецептур для изготовления красок надо принимать во внимание следующие требования:

• прозрачность (из­за субтрактивного смешения при наложении красок);
• печатно­технические свойства, такие как консистенция, степень закрепления, блеск, склонность к эмульгированию, прочность материала на истирание;
• закрепление на запечатываемой поверхности и наложение красок, в особенности при печати «сырое по сырому».

Для решения этих вопросов в офсетной печати используется целый спектр различных классов красок (табл. 2).

Печатные краски для глубокой печати

Существенные различия между красками глубокой и офсетной печати заключаются в вязкости. В глубокой печати требуется жидкая краска
(η = 0,05…0,2 Па·с, а в иллюстрационной глубокой печати даже 0,01 Па·с), которая при высокой скорости печати может заполнять ячейки форм.

Красочный аппарат глубокой печати — самый «короткий» (кратчайший путь краски от красочного ящика до бумаги) из всех применяемых традиционных видов печати. Он включает красочный ящик, из которого краска поступает прямо на печатную форму, и ракель. Закрытая система аппарата позволяет использовать краски с низкой вязкостью.

По технологическому способу составление и изготовление печатных красок глубокой печати проще, чем офсетных. Ассортимент очень большой: например, есть краски, с помощью которых наносится красочный слой более 2 мкм, а также краски со специальными металлическими пигментами и др. Химическая рецептура красок в связи с прямым переносом на запечатываемый материал допускает принципиально большие возможности варьирования состава.

При составлении красок для глубокой печати особенное значение имеют растворители. Они обеспечивают низкую вязкость, с их помощью можно изменять концентрацию пигментов или оптическую плотность краски. При выборе растворителя важны следующие параметры:

• температура кипения;
• температура испарения;
• температура возгорания;
• порог взрыва;
• наличие запаха;
• экологическая совместимость.

Для печати иллюстраций и упаковки применяют совершенно разные растворители в соответствии с различными требованиями к современной упаковке. К важнейшим типам растворителей для печати иллюстраций относятся следующие:

• толуол (чистый толуол с содержанием бензола <0,3 %);
• ксилол;
• бензины (из­за опасности возгорания во многих государствах запрещены к использованию).

Толуол — это продукт нефтехимии, бесцветная горючая жидкость. Являясь идеальным растворителем для используемых компонентов связующего (которые обволакивают пигменты), он высыхает при сравнительно невысоких затратах энергии. Отработанный толуол может регенерироваться с очень высоким процентом выхода в устройствах для его извлечения. Толуол может производиться в больших количествах.

Ксилол химически близок к толуолу. Но вследствие более медленного испарения в глубокой печати он применяется сегодня относительно редко.

Важнейшие растворители для глубокой печати на упаковках:

• этиловый спирт;
• этилацетат (уксусный эфир);
• вода (также совместно с органическими растворителями, например, спиртами).

Разбавляемые водой печатные краски в глубокой печати при производстве иллюстраций играют второстепенную роль.

Для выполнения особых, причем дифференцированных требований к упаковке (например, никакой реакции с упакованным продуктом или никакого впитывания запаха) применяют печатные краски, содержащие различные органические растворители. Однако используются они гораздо меньше, чем неорганические растворители.

Печатные краски для флексографской печати

Во флексографии краски по вязкости близки к краскам глубокой печати (0,05­0,5 Па·с), а толщина слоя достигает 1 мкм. Флексографские печатные краски (при высоких требованиях к качеству печати) переносятся на эластичную печатную форму через красочный аппарат, состоящий из камерной ракельной системы с растровым валиком. Регулировка вязкости краски особенно важна для достижения высокого качества печати. При этом не должно быть выдавливания краски за края участков изображения. Краски должны иметь высокую плотность и хорошее расщепление наносимого слоя, а также обеспечивать заполнение ячеек на анилоксовом (растровом) валике. Ассортимент различных пигментов при изготовлении краски для флексографского способа печати очень разнообразен (рис. 5).

Рис. 5. Разнообразие печатных красок

Как в глубокой, так и во флексографской печати решающую роль играет тип растворителя. Он испаряется после нанесения на запечатываемую поверхность благодаря подводу тепла. В результате на оттиске остается сухая красочная пленка. В многокрасочной печати применяют промежуточную сушку, так как печать «сырое по сырому» ведет к переносу предыдущей нанесенной краски в следующий красочный аппарат. В флексографии используют преимущественно следующие растворители:

• этилацетат;
• спирты;
• воду (для лучшей адгезии с запечатываемым материалом чаще всего добавляют спирт).

В качестве красящих веществ служат в основном пигменты. Водорастворимые краски используются преимущественно в упаковочной печати, УФ­краски преобладают при печати этикеток.

Печатные краски для трафаретной печати

Трафаретная печать в сравнении с другими видами печати имеет широкую область применения на самых разнообразных запечатываемых поверхностях. Она делится на четыре производственные области:

• коммерческая трафаретная печать для различной рекламной продукции;
• шелкотрафаретная печать (сериграфия);
• промышленная трафаретная печать (например, на бутылках, тюбиках и бокалах);
• специальная печать, на текстильных материалах или платах для электронных схем и пр.

Запечатываемыми материалами наряду с бумагой и картоном являются также пластмассы, стекло, металлы, текстиль и т.д. Различные физические и химические свойства используемых материалов являются причиной того, что для трафаретной печати изготовители предлагают широкий ассортимент красок. По рецептуре краски для трафарета аналогичны краскам для глубокой и флексографской печати, если они предназначены для нанесения изображений на пластмассе. Вязкость подбирается сообразно желаемой толщине слоя краски и линиатуры сетки. Высыхание происходит путем испарения летучих растворителей и ускоряется при действии теплого воздуха. Для печати по бумаге и картону, напротив, используются матовые и глянцевые печатные краски на основе масел и олиф, закрепляющиеся преимущественно путем окислительной полимеризации. Частично в трафаретной печати используются УФ­краски.

Характерной для трафаретной печати является возможность переноса толстого слоя печатной краски — от 12 мкм.

С подробным обзором красок для трафаретной печати можно ознакомиться в предыдущих номерах журнала.

Печатные краски для тампонной печати

Тампонная печать, называемая еще непрямым способом глубокой печати, служит, в частности, для печати на неровных, сложных поверхностях. Формы глубокой печати переносят изображение на эластичный тампон, который затем прижимается к запечатываемому предмету. Печатные краски очень похожи на краски, используемые в трафаретной печати, но имеют более низкую вязкость.

Краски обладают очень высоким пигментированием (около 30%). Они являются преимущественно быстросохнущими благодаря испарению растворителя. В зависимости от вида запечатываемого материала используются также краски с химическим закреплением. Подобно трафаретной печати тампонной печатью покрывают широкий ассортимент материалов: дерево, резину, пластмассы, кожу, кожзаменители, стекло и фарфор, а также лакированные поверхности. В этом случае для применяемого материала используются соответствующие краски. В большинстве случаев печатнику необходимо проверять их адгезию.

Не меняйте без необходимости

В своей оригинальной формуле краски в основном уже содержат все необходимые добавки. Исключение составляет разбавитель, и то только тогда, когда в особых случаях он необходим для модификации красок с помощью вспомогательных материалов и добавок.

Существует множество способов, с помощью которых краска может быть модифицирована для достижения специфических условий печати, но при этом возможно ухудшение свойств краски. Поскольку вспомогательные материалы могут значительно изменить характеристики красок, перед началом серийной печати обязательно требуется проведение тестовых испытаний. 

Литература:

1.  Энциклопедия по печатным средствам информации.  — Гельмут Киппхан Heidelberger Druckmaschinen AG; 2000 г.

2.  Компания «Танзор Франц». Малая полиграфическая энциклопедия. Сборник специальных статей для технологов. Часть 1.

3.  Марогулова Н., Стефанов С. Расходные материалы для офсетной печати. М.: Русский университет, 2002.

КомпьюАрт 5'2013