Характеристика УФ-отверждаемых лаков
Короткое время закрепления УФ-лаков позволяет достичь максимальной производительности процесса лакирования. Высокий глянец придает упаковочной продукции
привлекательный вид. Пленка УФ-лака отличается хорошими механическими свойствами, в частности эластичностью и химической инертностью.
Закрепление УФ-лаков происходит под действием УФ-излучения.
В зависимости от механизма реакции полимеризации УФ-лаки делятся на две
группы: • лаки радикального отверждения; • лаки катионного отверждения.
Связующим в лаках радикального отверждения являются акрилаты. Процесс полимеризации запускается свободными радикалами, генерируемыми в результате воздействия УФ-излучения входящим в состав фотополимера фотоинициатором. Связующим в лаках катионного отверждения являются чаще всего эпоксидные смолы. Полимеризация инициируется сильными кислотами, образующимися за счет выделяющихся при поглощении УФ-излучения катионов. Достоинствами лаков катионного отверждения являются очень хорошая адгезия к широкому спектру материалов, отсутствие остаточного запаха и высокая эластичность лаковой пленки. Однако по сравнению с лаками радикального отверждения они отличаются гораздо более высокой стоимостью и большим временем закрепления, зависящим к тому же от характера запечатываемого материала. В связи с этим лаки катионного отверждения целесообразно использовать только при выполнении ответственных работ на труднозапечатываемых материалах с жесткими требованиями к механическим свойствам лаковой пленки или отсутствию остаточного запаха. На практике применение нашли в основном УФ-лаки радикального отверждения
В состав УФ-лаков входят реактивные акрилаты, разбавители, фотоинициаторы и другие добавки. Используя различные по молекулярному весу акрилаты и разбавители (в качестве разбавителей служат мономеры, которые также полностью полимеризуются, как и олигомеры, но являются жидкой составляющей), можно получать лаки различной вязкости в зависимости от требований лакировального оборудования. Лаковая поверхность обеспечивает хорошую защиту от воздействия воды, от загрязнения, устойчивость к действию химикатов и механического воздействия. Способность к термосвариванию (тиснению фольгой) возможна не всегда: требуются предварительные испытания или специальные УФ-лаки. Скорость закрепления при различных технологических процессах разная: в трафаретной печати лак закрепляется быстро, в флексографской – медленно. Пластичность при больших слоях (трафаретная печать) недостаточная, и при фальцовке и биговке лаковая пленка может ломаться. УФ-лаки дают самый высокий глянец (80-95%) по сравнению с печатным и воднодисперсионным лаками. При этом лучший эффект достигается при лакировании «по сухому» на лакировальной машине по водно-дисперсионному лаку-праймеру. Вязкость лака зависит от способа лакирования: при лакировании через красочный аппарат используют более вязкие лаки. УФ-лаки позволяют передавать продукцию на последующую обработку сразу после лакирования и не требуют использования противоотмарочного порошка. Однако некоторое время сохраняется запах лака. Остаточный запах лакированной поверхности, объясняющийся наличием в порах бумаги остатков не полностью полимеризовавшегося лака, может сохраняться в течение нескольких месяцев. Естественно, что это значительно снижает привлекательность применения УФ-лаков в производстве упаковки для пищевых продуктов и парфюмерии. Тем не менее, специальные УФ-лаки, в состав которых введены капсулы с различными запахами, используют для лакирования подобной упаковки. Проблема адгезии УФ-лаков к масляным печатным краскам при печати «по сырому» решается путем предварительного нанесения на оттиск грунта (лака-праймера).
52. Технологические параметры и особенности УФ-лакирования
Положительные стороны
· сохнет под влиянием излучения. почти вся лаковая масса полимеризируется и становится твердым слоем.
· превосходный глянец.
· жесткий и устойчивый лаковый слой.
· сохнет мгновенно.
· не требует противоотмарочного порошка
· очень большая прочность на истирание
Отрицательные стороны
· высокая стоимость сушильного аппарата
· большие затраты на лак и энергию.
· имеет ощутимый запах.
· трудности при нанесении лакового слоя на свежеотпечатанный оттиск в печатной машине при использовании для печати оттиска традиционных офсетных красок (при работе по технологии on line).
По распространенности УФ лаки пока еще уступают дисперсионным, однако наблюдается явная тенденция роста их использования для отделки печатной продукции. Распространению УФ-отверждаемых лаков способствовало, прежде всего, появление совершенных сушильных устройств УФ излучения, управляемых микропроцессорами, что позволяет значительно сократить расход электроэнергии. Кроме того, эти устройства более компактны и экономичны.
Наносить УФ лаки на поверхность оттиска можно как в лакировальной машине, так и непосредственно в печатной машине, используя для этих целей либо красочный, либо увлажняющий аппараты, 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 печатных машинах и в трафаретных машинах. Особое распространение УФ лаки получили в флексографских рулонных машинах, работающих и с УФ печатными красками.
УФ лаки можно использовать как для лакирования 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.
По важнейшим показателям, таким как глянец, стойкость к истиранию и внешним воздействиям, УФ лаки превосходят лаки других групп. Отмечается также, что лакирование УФ лаком придает оттискам почти такие же свойства, как и припрессовка пленки, но при вдвое меньшей стоимости и вдвое большей скорости отделки продукции.
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 глянца и к деформации лакового слоя, 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. Кроме того, для смывки УФ лаков в лакировальных секциях и модулях применяются специальные составы, что предрасполагает к возникновению экологических проблем.
К недостаткам УФ лаков следует отнести и более высокую стоимость по сравнению с другими типами.
Водо-дисперсионные лаки
Наиболее перспективным в настоящее время является использование водно-дисперсионных лаков, которые, в зависимости от типа, позволяют выполнять различные задачи. Это и защита красочного слоя от истирания и царапанья, придание печатному изображению глянца или матовости, каких-либо специальных свойств. Это значительное сокращение времени сушки оттисков, грунтовка перед последующим лакированием лаков ультрафиолетового отверждения, создание на поверхности оттиска
термочувствительного или термоустойчивого покрытия. Лаки используют для создания декоративных эффектов: металлизированного, перламутрового, интерферентного и т.д. Водно-дисперсионные лаки позволяют получить более высокий глянец, чем масляные: 60-75%. Лакирование в основном происходит без противоотмарывающего порошка, и продукцию можно передавать на последующую обработку достаточно быстро. Эти лаки образуют прозрачную пленку, которая не имеет запаха, что особенно важно при изготовлении упаковки пищевых продуктов и парфюмерии.
Расширение возможностей оформления печатной продукции с помощью водно-дисперсионных лаков, применение необычных впечатляющих изобразительных эффектов или придание специальных свойств печатной продукции возможно при использовании специально разработанных лаков, в которые введены соответствующие компоненты. Такие лаки иногда изготавливаются по индивидуальной рецептуре.
Водно-дисперсионный лак – жидкая эмульсия белого цвета с характерным запахом, который безвреден для окружающей среды и человека. Высохшая пленка не имеет запаха, и поэтому водно-дисперсионные лаки применяются для лакирования упаковки продуктов питания, лекарств, парфюмерии. Наибольший ассортимент водно-дисперсионных лаков предлагается для офсетной печати. В зависимости от вязкости лака, он может наноситься через красочный аппарат офсетной машины, в специальной секции или через увлажняющий аппарат. Лаки для офсетной печати на основе водной дисперсии акриловой или стирол-акриловой смолы отличаются наиболее высоким глянцем и стойкостью к истиранию, а также малой скоростью высыхания. Лакирование может производиться как «по-сухому», так и «по-сырому». Недостатком водно-дисперсионных лаков является коробление тонких бумаг и плохая адгезия к некоторым невпитывающим материалам. Водно-дисперсионные печатные лаки представляют собой смесь полимерных дисперсий, щелочерастворимых смол, восковых дисперсий, пленкообразующих добавок, увлажняющих и антивспенивающих компонентов. Основным разбавителем
данных лаков является вода, иногда, в целях регулирования определенных параметров, например скорости высыхания, в воду добавляют незначительное количество
спирта. Закрепление водно-дисперсионного лака, в отличие от масляного, происходит путем испарения и впитывания, причем 20_30% влаги остается в лаковой пленке. Остаточная влага не способствует растеканию лаковой пленки и не снижает стойкость
к истиранию. При лакировании «в линию» на офсетных печатных машинах.
Чтобы добиться хорошего высыхания и избежать слипания оттисков, рекомендуется использовать машины, оснащенные удлиненным сушильным устройством.
Для производства качественной продукции необходимо иметь в наличии соответствующее сушильное устройство. Исключительно надежная сушка при лакировании –
сушка обдувом воздуха. За красочными секциями перед лакировальной рекомендуется применять ИК-сушку. Следует использовать охлаждающее устройство для отпечатанных листов, а также и охлаждающий обдув отлакированных оттисков воздухом
комнатной температуры.
Сушильные устройства нужно использовать с осторожностью, чтобы не произошло осаждение конденсата на листы.Чтобы предотвратить слипание листов, средняя температура в стапеле должнабыть около 30°C. Для хорошей сушки лучше всего установить отвод воздуха. Еслиего нет, возникает опасность образования над приемным столом так называемого эффекта «густого тумана». Этот эффект возникает в процессе работы машины, когдапродуваемый через сушку воздух насыщается влагой. Влажный воздух опускаетсяна печатный лист. В связи с этим возникают проблемы: замедление высыхания ислипание листов в стапеле.
Сложно лакировать ВД-лаком тонкие бумаги плотностью до 90 г/м2, т. к. они могут деформироваться. Во избежание этого нужно использовать специальные «этикеточные» лаки. Есть ограничения по двустороннему лакированию водно-дисперсионным лаком бумаги плотностью до 130 г/м2. При лакировании «в линию» необходимо
обращать внимание на свойства красок, которые должны быть устойчивы к влаге,
щелочи и спирту. Чтобы избежать изменения цветового тона после лакирования, используют стойкие к смеси растворителей и щелочам краски. Если это невозможно, то необходимо предупреждать заказчика или предъявлять ему пробные образцы для утверждения. В краску перед лакированием нельзя добавлять антисиккативы, добавки, повышающие стойкость к истиранию, которые затрудняют процесс лакирования.