Офсетний друк

Лаки

Лаки, що використовують, можна поділити на такі основні групи: друкарські; дисперсійні; фотополімеризаційноздатні, або УФ лаки. Друкарські лаки. Ці лаки, які називають ще олійними або офсетними, належать до найстаріших типів лаків. Це безпігментні офсетні фарби, які накладаються з ФА АРМ.

Для виробництва друкарських лаків застосовують тверді смоли, розчинні в рослинних або мінеральних оліях. До розчинів додаються в невеликій кількості кобальтові або марганцеві сикативи, які прискорюють закріплення внаслідок окислення киснем повітря з подальшою поліме­ризацією. Для підвищення стійкості до стирання й поліпшення покриття в розчини додають парафіно-воскові домішки.

Механізм закріплення друкарських лаків складається з різних фізичних і хімічних процесів. Фізичні процеси — це проникнення компо­нентів у пори ЗМ і випаровування, а хімічні — це окислення з полімери­зацією висушуваних лаків. Процес окислення друкарського лаку триває

2.. .6 год. Його можна прискорити додатковим сушінням.

Друкарські лаки виробляються для лакування в системах «мокре по сухому» і «мокре по мокрому», які різняться вмістом зв’язувальної речо­вини. Система «мокре по мокрому» потребує лаку з нижчим умістом зв’язуючого. Лакування «мокре по сухому» означає, що воно відбувається на ЗМ із закріпленою вже фарбою. Цей процес здійснюють на однофар- бових офсетних машинах. Лакування «мокре по мокрому» відбувається на багатофарбових офсетних машинах; лак у цьому разі кладеться на незакріплену мокру фарбу на останніх друкарських секціях.

Друкарські лаки випускають у багатьох варіантах. Найчастіше для оздоблювання пакувальних матеріалів застосовують такі лаки: глянцевий — має високий глянець і стійкість до стирання; матовий — з матовою чи матовошовковою поверхнею, придатний для сортів ЗМ із матовим покриттям;

Захисний — має стійкість до стирання;

Оздоблювально-захисний — еластичний лак для лакування коробок під сири, штампованих і литих упаковок.

Переваги друкарських лаків: хороший глянець, стійкий до стирання та спиртів; технологія лакування така сама, як і в офсетному друці; відсутність спеціальних вимог до стійкості фарб, на які кладеться лак.

Недоліки друкарських лаків: повільне закріплення; відсутність нейтралізаторів запахів.

Найчастіше огріхами й перешкодами є: відмазування в стосі, проблеми із закріпленням лаку при вибірковому лакуванні, жовтіння та проблеми чутливості.

Відмазування в стосі відбувається через те, що під час складання в стоси лакованої продукції шар лаку ще не цілком закріплений і це може призводити до відмазування та склеювання аркушів. Це явище найчастіше зумовлене: надто великою кількістю лаку, що наноситься на ЗМ; надто товстим шаром фарби (як правило, кілька шарів фарби), що сповільнює вбирання лаку; невідповідною кількістю або якістю напилюваного проти-відмарювального порошку.

Вибіркове лакування з офсетної форми з малюнком потребує зволо­ження форми, як при друкуванні. Лакування цілої поверхні виконують без зволоження. Закріплення лаку, що накладається вибірково, залежить від показника pH ЗР. Рівнь pH ЗР має бути не нижчим, ніж 4,8.

Після закріплення друкарського лаку з’являється ефект легкого пожов­тіння, якого, на жаль, неможливо уникнути.

Для виробництва продуктових упаковок використовуються друкар­ські фарби та лаки, які після закріплення мають незначний власний запах. Щоб уникнути речовин, які виникають під час закріплення друкарських лаків і виділяють інтенсивний власний запах, для лакування продуктових упаковок треба застосовувати дисперсійні лаки.

Крім того, для друкування упаковок, що безпосередньо стикаються з продуктовими товарами, слід використовувати спеціальні й атестовані фарби та картон чи папір.

Дисперсійні лаки. Ці лаки утворюються внаслідок дисперсії полі­мерів, гідрозолів, восків, допоміжних засобів створення оболонки, а також ПАР і відпінювачів. Закріплення дисперсійного лаку на поверхні картону або паперу є типово фізичним процесом усмоктування й випаровування води. Процес можна прискорити застосуванням 14 ламп.

Дисперсійні лаки — це водяні колоїдні суспензії полімерів, негорючі, пом’якшені водою або водою з етиленгліколем. Найчастіше такі лаки накладаються зі ЗА офсетної машини, хоча випускаються вже диспер­сійні лаки для лакування з ФА. Дисперсійні лаки можуть застосовуватися як у системі «мокре по мокрому», так і в системі «мокре по сухому».

Дисперсійні лаки використовують в основному при лакуванні пакун­ків для продуктів харчування, споживчих товарів, тому що закріплений шар лаку не впливає зовсім або впливає мінімально на запах чи смак товару.

Випускають багато типів дисперсійних лаків, які різняться власти­востями та застосуванням. Найважливішими з них є такі лаки:

Захисні — використовуються для захисту друкарської фарби або самого матеріалу (картону) від стирання чи забруднення;

Глянцеві або матові — виконують захисні функції та надають глянцю або матовості поверхні упаковки;

Типу «Blister» — термолаки, сплавлювані з формованої плівки зі ппучних полімерів, що разом із задрукованим і полакованим картоном утворюють упаковку типу «Blister», а також захищають друкарські фарби;

Ковзкі й анти ковзкі — регулюють ковзання друкованої продукції протягом подальшого оброблення, наприклад витинання складних коро­бок у системі автоматичного пакування; лаки цього типу виконують також захисні функції;

Для загрунтовування під УФ лаки — дають можливість лакувати відбитки, виконані фарбами, що ускладнюють або роблять неможливими накладання УФ лаку.

Перешкоди, що виявляються в процесі лакування диспер­сійними лаками. Такими перешкодами є: погане змочування поверхні; тріскання лакового шару, застосування фарб, нестійких до спиртів; проблеми запаху.

Проблеми зі змочуванням. Під час лакування шар лаку має змочувати шар фарб і матеріал так, щоб утворився суцільний шар лаку. На процес змочування впливають такі чинники, як поверхневий натяг лаку, поверх­невий натяг висохлих друкарських фарб і поверхневий натяг лакованого матеріалу (картону). Дисперсійні лаки мають поверхневий натяг менш як 34 мН/м2; шари закріпленої фарби — натяг 36...48 мН/м2, у деяких випадках, залежно від властивості паперу, поверхневий натяг не перевищує 28 мН/м2, тоді виникають проблеми зі зволоженням. Це — «ефект апельсинової шкірки». У такому разі перед лакуванням матеріал треба обробити коронними розрядами або ж лакувати тільки способом «мокре по мокрому». При лакуванні цим способом практично не буває проблем зі змочуванням, оскільки поверхневий натяг свіжого фарбового шару становить майже 36 мН/м2.

Тріскання шару лаку. Воно відбувається тоді, коли дисперсійний лак накладають способом «мокре по мокрому» на відбитки з дуже високим покриттям поверхні фарбою (300%). Під час закріплення шару лаку можуть з’являтися тріщини, схожі до тріщин на античних чашах. Цього роду тріщини з’являються не відразу після лакування або викладання аркуша на стос, а лише за 20 с. Цей недолік закріплення лаку можна усунути добором відповідних допоміжних засобів.

Вимоги до друкарських фарб. Дисперсійні лаки слабколужні. У зв’язку з цим друк, призначений для лакування, має бути оліфостійким. У противному разі може відбутися послаблення чи посилення кольору під час лакування способами «мокре по мокрому» або «мокре по сухому». Саме тому не можна застосовувати оліфонестійкі офсетні фарби, тобто, головним чином, фарби на фенольних пігментах.

До продуктових упаковок ставляться високі вимоги щодо запахів. Упаковка повинна бути без запаху або мати незначний власний запах, який не впливає на смак і запах запакованого товару. Дисперсійні лаки, незважаючи на незначний власний запах, придатні для упаковування продовольчих товарів. Якщо в упаковці виникає запах, то слід перевірити всі її складові, зокрема картон, папір, фарбу, лак і клей.

Лаки УФ твердіння. Лаки, що закріплюються УФ випроміню­ванням, застосовуються для лакування друкованої продукції на паперових, синтетичних та інших матеріалах.

УФ лаки захищають друковану поверхню від пошкоджень, надають їй глянцю або матовості. Затверділі шари лаку мають високу стійкість до витирання і характеризуються дуже високою стійкістю до діяння більшості упакованих товарів та матеріалів.

Нині на ринку є два види лаків, що закріплюються УФ випроміню­ванням. Це УФ лаки з радикальним і катіонним закріпленням. За винят­ком лаків, що накладаються офсетним способом із зволоженням (вибіркове лакування), яке виконується тільки засобами радикальної полімеризації, для будь-яких інших застосувань виробляються УФ лаки, що закріплюються як радикально, так і катіонно. УФ лаки, які закріплюються катіонно, можуть використовуватися для лакування продуктової упаковки, оскільки під час закріплення вони повністю полімеризуються і є нейтральними на запах.

Світлочутливі лаки радикальної полімеризації. Основним складовим елементом цих лаків є акрилати зі змінною липучістю і різним хімічним складом на основі оліго - або мономерів. Від співвідношення цих складових їхньої хімічної будови залежать значною мірою такі властивості лаку, як швидкість і ступінь змочування, які, у свою чергу, впливають на твердість та еластичність лаку.

Фотоініціатори — це обов’язкові складові полімеризації УФ лаків. Домішки, що вводять у лак, впливають на його стабільність, змочуваність і надають затверділому шару лаку глянцю, гладкості поверхні й еластич­ності. Віск та силіконові похідні підвищують глянець і поліпшують розті­кання лаку. Додатково додають зм’якшувачі, відпінювачі, стабілізатори

І, якщо це матове лакування, — засоби матування.

Процес полімеризації цих лаків відбувається як ланцюгова реакція. УФ випромінювання приводить до розпаду фотоініціаторів на вільні радикали, які, діючи на зв’язуюче лаку, спричинюють процес полімери­зації. Кінцевим продуктом є твердий шар лаку.

Світлочутливі лаки катіонної полімеризації. Зв’язуючі УФ лаків, які полімеризуються за механізмом катіонної полімеризації, складаються з циклоаліфатичних епоксидних смол. Застосовувані фотоініціатори виділяють під дією УФ випромінювання катіони. Як домішки викори­стовують також засоби для підвищення і поліпшення розтікання лаку.

Під впливом УФ випромінювання фотоініціатори лаків, що закріплю­ються катіонно, утворюють катіони, які ініціюють процес ланцюгової полімеризації. Однак ця реакція відбувається повільніше, ніж ради­кальна, і потребує додаткової теплоти. Після закінчення реакції шари лаку, що затверділи катіонно, не містять низькодисперсних складових, і після повного затвердіння мають нейтральний запах, тобто є придатними до лакування продуктових упаковок.

Лаки, що закріплюються радикально, і ті, що закріплюються катіонно, можна наносити також за допомогою АРМ. Процес лакування можна провадити у ЗА або ФА. Лак, призначений для лакування у ФА, має вищу липучість, ніж лак, призначений для лакування у ЗА.

Нині випускається кілька видів лаків, що закріплюються УФ випромі­нюванням засобами радикальної чи катіонної полімеризації, але найчас­тіше мають справу з матовими або глянцевими лаками.

Глянцеві лаки. Глянець лаків, закріплених УФ випромінюванням, залежить від товщини лакового шару. Оптимальний глянець досягається при нанесенні на поверхню 3.. .4 г/м2 лаку. Звідси — проблеми з глянцем, які виникають при надто тонкому шарі, накладеному у ФА. Нанесений шар має накладатися в кількості, більшій ніж 2,5 г/м2.

Матові лаки. Крім засобів, що містяться в лаку і надають матовості, ефект високої матовості досягається при накладанні тонкого шару лаку. Значних ефектів лакування можна досягти при застосуванні АРМ. Переваги лаків, що закріплюються УФ випромінюванням: максимально високий глянець; найкраща опірність хімічним і механічним діянням; моментальне закріплення; висока опірність склеюванню в стосі; відсутність жовтіння; умовна нейтральність на запах.

Недоліки:

Необхідність захисту від озону; висока собівартість лакування;

Складна технологія лакування відбитків, виконаних звичайними фар­бами;

Можливі зміни кольорів. Причиною цього явища є фотоініціатори, які вступають в реакцію з пігментом. Цього можна запобігти, застосовуючи УФ лаки спеціальної рецептури або фарби з відповідною опірністю.

Лакування «мокре по мокрому» звичайних друкарських фарб. Цей спосіб лакування може спричинити проблеми, оскільки лак і фарба належать до різних систем, які ускладнюють їх взаємне змочування. Іноді дістають необхідне змочування і рівномірне розтікання лаку, але, на жаль, це не є правилом. Звичайні фарби не закріплюються після проходження під УФ променями. У цьому разі мокрі шари фарби знаходяться під шаром закріпленого УФ лаку, в зв’язку з чим відразу після лакування на друк ще можуть впливати механічні пошкодження.

Лакування «мокре по мокрому» фарб, закріплених УФ випро­мінюванням. Тут застосовуються однакові системи зв’язучих і немає проблем із закріпленням фарби та лаку. Проте під час лакування «мокре по мокрому» темних фарб може відбутися не повна полімеризація фарб і лаку, внаслідок чого не буде зчіплюваності з матеріалом. Щоб запобігти цьому, треба закріпити фарбу, тобто замінити систему лакувавання з «мокре по мокрому» на «мокре по сухому».

Лакування висушених класичних фарб. Фарби цього типу закріплюються всотуванням і окисленням з паралельною полімери­зацією. При закріпленні цих фарб виникають продукти розпаду, які змінюють адгезію лаку і призводять до відштовхування лаку, внаслідок чого поверхня закріпленого лаку нагадує шкірку апельсина. З метою збільшення зчіплюваності необхідним є попереднє оброблення ЗМ

Коронними розрядами або нанесенням попереднього шару дисперсійного водяного лаку.

Для забезпечення правильного перебігу процесу лакування продукції, виконаної звичайними фарбами, треба:

Застосовувати спеціальні офсетні фарби, призначені для УФ лакування; не вводити домішки до фарб, сикативи, віск тощо; друкувати з мінімальною кількістю ЗР; підтримувати вміст ізопропанолу в межах 5...8%; обдувати відбитки, виконані звичайними фарбами, з метою приско­рення закріплення фарби;

Перевіряти придатність продукції для лакування УФ лаками за допомогою проб на аркушах із середини стосу.

Ускладнення, що виникають під час лакування УФ лаками. До основних ускладнень належать: погана зчіплюваність лаку, його тріскан­ня, погана витривалість на згинання та ламання, жовтіння, злипання в стосі.

Погана зчіплюваність обумовлюється скручуваніспо лаку під час полімеризації. Катіонні лаки мають нижчу властивість скручування.

Тріскання шару лаку після закріплення може виникати внаслідок зменшення об’єму або механічного чи термічного навантаження.

Погана витривалість на згинання та ламання спричинюється поганою адгезією лаку або прониканням рідкого лаку на значну глибину.

Пожовтіння і знебарвлювання. Зниження білості паперу, який містить оптичні вибілювачі, відбувається внаслідок того, що починається їх розпад. При лакуванні матеріалів типу «хромолюке» УФ випроміню­вання може призвести до пожовтіння їх. При лакуванні УФ лаками відбитків, покритих грунтувальним лаком, може виникнути бляклість фарб. У зв’язку з цим необхідно виготовити відповідні проби.

Посіріння з 'являється досить часто при лакуванні картонів з покриттям або крейдованих картонів. Лаки проникають в глибину верхнього шару; проявляючи темні внутрішні шари картону. Цього явища можна уникнути виготовленням відповідних проб перед друкуванням або здобуттям відповідних даних від виробників картону.

Злипання в стосі виникає внаслідок тиску та під дією температури. Щоб запобігти цьому явищу, треба відбитки складати в невеликі стоси й обдувати їх, наприклад засобами вентиляції.

Для друкування продуктових упаковок не можна застосовувати звичайні офсетні фарби на зв’язуючих із сохнучими оліями, оскільки вони мають інтенсивний власний запах і впливають на смак продуктів. Нині офсетні фарби зі зниженим запахом призначені для друкування упаковок продуктових товарів і випускаються в двох різних видах. Перша група — це фарби на смолах, розчинених в мінеральних оліях з низьким рівнем запаху. Закріплюються вони фізично внаслідок всмоктування, мають низьку стійкість до старання і потребують лакування. Друга група фарб виробляється з беззапахових оліфових смол, які закріплюються окисленням без виникнення продуктів реакції і запаху. Ці фарби мають стійкість до стирання.

Слід зазначити, що при вибірковому лакуванні лаками, які фіксуються УФ променями, не виникає проблем, якщо не лакувати місць склеювань.

Окремі лакувальні машини дають змогу наносити відносно товсті шари лаку (до 25 г/м2). Наприклад, при використанні нітроцелюлозного лаку його сухий шар може бути від 3 до 15 г/м2, а шар дисперсійних лаків може досягати 10 г/м2.