Печатные краски

Несмотря на то, что применение печатных красок может варьироваться в пределах «технологических инструкций по применению», вклад офсетной краски в общую себестоимость готовой продукции составляет 1—6%. Но если краска изготовлена или выбрана неправильно, это может стать причиной:

• увеличения времени простоя печатной машины;

• снижения скорости печати;

• увеличения отходов;

• проблем качества;

• недовольства клиентов.

Реальная цена печатной краски минимальна по сравнению с тем, к чему может привести ее низкое качество.

Все краски состоят из схожих базовых компонентов: пигментов, связующего и добавок. Пигмент придает краске цвет, определяет стойкость краски к выцветанию, химическую стойкость, устойчивость к температурным воздействиям, кроющую способность, плотность (или удельный вес). Связующее — это вещество на водной, спиртовой, масляной основах или на основе олифы, которая переносит пигмент. Связующее способствует проникновению и закреплению пигмента в запечатываемом материале. Выбор связующего определяется предполагаемым методом сушки, прочности и глянца красочного слоя. Добавки стимулируют или способствуют сушке и помогают контролировать текучесть краски.

Типы красок и методы сушки

Краски, высыхающие за счет впитывания, или проникновения в запечатываемый материал, применяются преимущественно для нанесения на немелованную бумагу. Этот метод сушки наиболее часто используется в газетной печати и печати бесконечных формуляров (рулонная печать без сушки), тиражировании на дуп-ликаторе (ризографе) и струйных принтерах. Состав краски (тонера) для дуплика-тора и струйного принтера отличаются от офсетных красок, но метод сушки похож.

Краски могут также высыхать за счет окисления, когда кислород воздуха способствует полимеризации краски (или образованию химических связей) и ее отверждению. Большинство красок для листовой печати частично используют этот способ сушки. Это краски пастообразные и на масляной основе, которые используются в плоской офсетной и высокой печати.

Краски, которые содержат растворители (спирт, воду и иные химикаты) высыхают за счет испарения. Растворитель испаряется, в результате чего образуется смола, связывающая краску и запечатанный материал. Водно-дисперсионные лаки, флексографские краски (на водной основе либо на основе растворителей), краски для глубокой печати — во всех этих красках применяется испарение растворителя для высыхания (либо применяется технология УФ-отверждения).

Метод сушки, основанный на применении излучения, также может быть использован. Это — УФ-сушка, сушка потоком электронов и инфракрасная сушка. Эти методы требуют не только специальных красок, но и дополнительного базового оборудования или процессов. Для УФ-отверждения требуется источник света с длиной волны ниже видимого спектра. Специальная краска наносится на запечатываемый материал и высыхает за счет единственного светового удара ультрафиолетового луча. Этот процесс используется в плоской офсетной печати, флексографии и глубокой печати. Краски ультрафиолетового отверждения дают великолепный глянец, также как и лаки. Благодаря мгновенному отверждению, этот процесс обеспечивает многокрасочную печать в линию, устойчивость к истиранию и химическую стойкость.

В некоторых способах печати и красках используются комбинации методов сушки. Плоская листовая офсетная печать с быстровысыхающими красками использует способ впитывания и испарения. Это ускоряет высыхание и позволяет запечатывать вторую сторону листа бумаги или быстрее отправлять продукцию на послепечатную обработку. Большинство жидких красок (на водной основе и основе растворителей) также высыхают за счет впитывания и испарения. Они также меньше раскатываются валиками красочного аппарата.

Специальные краски

Флюоресцентные краски производятся с яркими, чистыми цветами. Но у них очень низкая светостойкость и устойчивость к химикатам. Металлизированные краски могут быть пастообразными или жидкими. Пастообразные краски поставляются готовыми к использованию, в то время как жидкие краски поставляются двух-компонентными (паста плюс связующее и растворитель) и должны быть смешаны непосредственно перед печатью. В плоской офсетной печати очень сложно достичь хорошего баланса краска-вода при использовании металлизированных красок из-за большого размера пигмента. Эти краски легко стираются; если же на них наносится лак для предотвращения истирания, снижается металлический блеск. Металлизированными красками можно также печатать глубокой печатью, но изображение может получиться с рваными краями (из-за низкой линиатуры растра, применяемой в этом случае, так как металлический пигмент имеет крупные размеры. — Прим. ред.).

Есть общая рекомендация для металлизированных и флюоресцентных красок — печатать на мелованных бумагах, тогда впитывание не уменьшит их блеск. Нанесение краски слоем большим, чем обычно, усилит восприятие краски. Они также могут быть смешаны с обычными офсетными красками для улучшения печатных свойств.

Свойства красок

Цвет

Для того чтобы разглядеть цвет объекта, необходимы три вещи. Это источник света, объект и наблюдатель. Наблюдатель оценивает цвет своими глазами. Глаз человека имеет два вида рецепторов: колбочки и палочки. Колбочки отвечают за цветное зрение, в то время как палочки отвечают за ночное, нецветное видение.

Согласно теории, есть два цветовых канала: от красного до зеленого и от желтого к голубому, а также световой канал. Есть несколько базовых типов источников света. Это от лампы накаливания, лампы дневного освещения, тусклое дневное освещение и разновидности дневного освещения, определяемого в градусах по шкале Кельвина. Свет — это разновидность электромагнитного излучения, называемого видимым спектром. Видимый свет — это энергия, передаваемая волнами, значение длины которых лежит в диапазоне 400—700 нанометров и включает фиолетовый, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный цвета. Они либо отражаются, либо поглощаются объектом. Энергия, которая отражается от объекта — это тот цвет, который воспринимает наблюдатель как цвет объекта. Идеальный белый цвет наблюдается в том случае, если объект отражает все 100% видимого спектра, а идеально черный — если отражается 0% падающего света. Итак, все, что отражается в диапазоне между этими двумя категориями, воспринимается наблюдателем как цвет объекта. Если объект кажется зеленым, это значит, что фиолетовый, оранжевый и красный поглощаются объектом, а голубой, желтый и зеленый отражаются от него.

В вышеприведенной теории есть несколько важных фактов, которые следует принять во внимание. Цвет — это индивидуальное восприятие; многие люди не воспринимают цвет, и большинство из них не отличат красного от зеленого. Человеческий глаз имеет слабую цветовую память, но способен заметить даже малейшее цветовое различие образцов, положенных рядом. Поэтому образец цвета очень важен, когда требуется получить определенный цвет. Такие образцы используются при смешении красок и для проверки характеристик отпечатанного оттиска.

Различия имеют не только персональные восприятия одного и того же цвета, но и сам цвет выглядит по-разному в зависимости от освещения. Метамеризм — это термин, описывающий ситуацию, когда два объекта, рассматриваемые под одним или двумя источниками света, кажутся похожими, но это не так. Такое случается, когда пигментация красок неодинакова, что усложняет передачу цвета. Чтобы продвинуться дальше в понимании этого, рассмотрим теорию смешения цвета.

Аддитивный синтез цветов

Эта теория основана на черном фоне (мониторе или телевизионном экране), поглощающем все цвета. Луч света добавляется для того, чтобы отразиться и создать цвет. Три основных цвета излучения в синтезе цвета — красный, зеленый и синий. Пикселы этих цветов видны на экране монитора компьютера или экрана телевизора. Их комбинация может дать белый цвет только в некотором приближении (более похожий на серый с голубым оттенком).

Субтрактивный синтез цветов

Субтрактивный синтез цвета начинается с суммирования всех отраженных лучей (или белого листа бумаги). Краски добавляются для поглощения лучей бумагой и создания цвета. Голубой, пурпурный и желтый являются основными цветами красок субтрактивного синтеза, и они же — цвета красок, используемых для полноцветной растровой печати (новый термин, понятный полиграфистам и дизайнерам, — CMYK-печати. — Прим. ред.). При печати на белой бумаге голубая краска отражает (пропускает) лучи зеленого и синего цветов, но поглощает красный. Оттиск пурпурного цвета отражает (пропускает) синий и красный лучи, но поглощает зеленый. И наконец, желтый отражает (пропускает) красный и зеленый лучи, но поглощает синие. Каждая из основных красок поглощает лучи одного цвета, но отражает (пропускает) два других. Эти краски используются в полноцветной растровой печати (CMYK-печати) вместе с черной для создания нейтральных и глубоких теней.

Триадные и плашечные краски

Триадные краски являются прозрачными, а это означает, что они могут быть надпечатаны без изменений, поскольку они пропускают лучи в полном соответствии с теорией. Загрязнения краски плохо влияют на это. Для полноцветной печати (CMYK-печати) используются краски: голубая (С), пурпурная (М), желтая (Y) и черная (К).

Печатные краски, используемые для плашечных (не растровых) работ, являются кроющими. Будучи нанесенной вторым слоем, кроющая краска покрывает краску, нанесенную прежде. Непрозрачность определяется нанесением поверх черного или контрастного цвета. Это позволит быстро определить, что краска непрозрачна, если контрастный цвет не просвечивает сквозь кроющую краску. В то же время, если контрастная краска «выглядывает», просвечивает через тестовую краску, то эта краска прозрачная. Даже если триадные, или растровые краски обладают свойством непрозрачности в очень малой степени, это окажет очень сильное влияние на воспроизведение цвета в полноцветной печати.

Независимо от того, используется триадная растровая или плашечная краски, очень важно правильно обозначить ее цвет. Для описания цвета, полученного триадными красками — голубой, пурпурной, желтой и черной — используется понятие процента. Например, цвет клюквы может быть описан как 30 С (30% cyan, голубого) + 100 М (100% magenta, пурпурного) + 50 Y (50% yellow, желтого). Образец для проверки может быть распечатан, например на принтере, причем на бумаге. Сложно оценить цвет на ткани или металле. Попытки оценить образец цвета, полученный трафаретной печатью, могут не удаться, поскольку в трафаретной печати краска ложится толстым слоем с минимальной пропускающей способностью. Если же образец отпечатан на тонированной бумаге, это может добавить проблем в оценке цвета. Другой альтернативой может быть использование запатентованной системы смешения красок Pantone Matching system.

Система смешения Pantone Matching system

Система смешения красок наиболее широко используется в Pantone Matching system. Эта система была разработана для обеспечения средства передачи информации о цвете для его выбора, показа и воспроизведения. Система была разработана в 1963 году и сейчас включает в себя более 1000 цветов (а именно 1166), которые могут быть идентифицированы по названию или номеру. Pantone не производит и не продает краски, а только системы идентификации их. Pantone включает компании, которые имеют лицензии на производство и распространение продуктов и технических средств Pantone. Речь идет о цветовом справочнике, в котором одни и те же образцы представлены на мелованной (обозначается буквой С возле соответствующего номера) и немелованной (U) бумагах. Каждая страница справочника демонстрирует 7 цветов краски, обозначенных наименованием, номером и рецептурой смешения. Образец краски в центре — чистый оттенок. Три образца выше составлены с разным количеством прозрачной белой составляющей, а три образца ниже имеют разное количество непрозрачной черной компоненты.

При подборе цвета по системе Panto-ne Matching system должна быть ссылка на название или номер краски в этой системе. Но краски от справочника к справочнику могут слегка меняться, а сами образцы со временем выцветают. Рекомендуется заказывать обновленный справочник каждый год. С использованием системы смешения Pantone Matching system для передачи цвета краски печатнику можно оторвать специально предназначенный для этого фрагмент образца из цветового справочника и отправить на производство для смешения краски требуемого цвета.

Другие свойства печатных красок Вязкость, или основное свойство, — это способность краски сопротивляться растеканию. Этот показатель может быть измерен несколькими инструментами, один из которых вискозиметр-чашка. Тестирование вязкости краски проводится только для жидких красок, поскольку они поставляются типографиям с высоким показателем вязкости. Это предотвращает оседание пигмента, и после разведения растворителем, дает возможность печатнику применить эту краску по назначению. Пастообразные краски поставляются типографиям «готовыми к употреблению», и поэтому в тестировании вязкости нет необходимости. На вязкость краски влияет температура. Чем выше температура, тем ниже вязкость краски. Очень важно проверять температуру хранения краски и ее температуру в печатной машине, для получения максимальной отдачи. Охлаждение увлажняющего раствора в офсетной печатной машине плоской печати поддерживает постоянные свойства увлажняющего раствора и охлаждает краску на всем пути.

Длина краски — это способность краски создавать нити при расщеплении красочной пленки. Производители красок говорят о «длинных» и «коротких» красках. Ни одна из крайностей нежелательна. Если расщепление красочного слоя в печатной машине происходит не единожды, вокруг красочной секции возможно образование красочного тумана.

Липкость измеряется только у пастообразных красок. Это измерение говорит о том, насколько тягучей является краска, и этот показатель очень важен, особенно в многокрасочной печати. Чтобы надлежащим образом оценить липкость краски, следует учесть скорость вращения валиков красочного аппарата, время и температуру. Также, как и в случае с вязкостью, липкость краски изменяется под действием температуры.

Истирание красочного слоя возможно при транспортировке продукции либо уже в процессе ее использования, в зависимости от назначения. Стойкость краски на истирание может быть протестирована несколькими различными методами для того, чтобы предсказать ее поведение. Если стойкость краски к истиранию вызывает сомнения, компании-производителю следует сделать тесты этого показателя для краски конкретной серии.

Показатель адгезии говорит о том, насколько хорошо краска прилипает к запечатываемому материалу и это становится особенно важным, если продукция должна быть подрезана и/или сфальцована.

Оптическая плотность краски не обязательно говорит о толщине красочного слоя; это, скорее, количество поглощенного света, либо непрозрачность краски. Для контроля и измерения этого показателя на запечатанном материале в течение всего процесса печати используется денситометр.

Глянец, краски зависит от смол в ее составе. Некоторые смолы добавляются в краску для придания ей глянца; но более важна поверхность материала. Одна и та же краска, нанесенная на глянцевый и на матовый материалы, будет выглядеть совершенно по-разному. На глянцевом запечатанном материале краска выглядит более интенсивной и темной, чем на матовом. Здесь также имеет место понятие угла падения света на глянцевую поверхность, которая кажется белой. Благодаря глянцу, белый свет отражается под одним определенным углом, без рассеивания. Если же говорить о матовой поверхности, то она рассеивает свет, поэтому цвет оттиска с любого угла падения света будет казаться более бледным, чем образец на глянцевой бумаге. Для измерения спектрального отражения материала используется глянцемер.

Если поверхностное натяжение запечатываемого материала выше, чем поверхностное натяжение краски, происходит «смачивание» (краска хорошо переходит на материал). Если же поверхностное натяжение краски больше, чем запечатываемого материала, краска не переходит на материал. Эта проблема обычно сопутствует синтетическим материалам, а не бумагам.

Известны два способа увеличения поверхностного натяжения бумаги. Оба способа обработки поверхности — коронным разрядом или газоплазменной горелкой — увеличивают поверхностное натяжение запечатываемого материала и улучшают его смачиваемость. Коронный разряд добавляет высокий электрический потенциал поверхности материала, который приводит к поляризации частиц краски на поверхности.

Напротив, если поверхностное натяжение краски больше, чем запечатываемого материала, в краску следует добавить ПАВ, изменяющее ее поверхностное натяжение. Делается это с той же целью — повысить смачиваемость материала краской.

Треппингом называют процесс, при котором либо очень точно управляется перекрывание цветов, чтобы избежать белых промежутков, либо края печатного элемента «стягиваются» для того, чтобы избежать смешения краски. Понятия «сжатие» и «растяжение» лучше всего описывают этот процесс. Треппинг также описывает, насколько хорошо последующая краска закрепляется на предыдущей. («Треппинг краски» в русской терминологии называется «красковосприятие»: красковосприятие — свойство полиграфической краски закрепляться на оттиске в зависимости от вязкости, высыхание краски, нанесенной ранее за тот же листопрогон и т. д. При печати «по сырому» вторая и последующие краски ложатся на запечатанную поверхность в меньшем количестве, чем на бумагу или на сухую краску. Красковосприятие обычно контролируют по бинарным элементам шкалы оперативного контроля печатного процесса, образуемым наложением двух красок в процессе печатания; красковосприятие бумаги — свойство бумаги воспринимать определенное количество печатной краски в процессе печатания и сохранять ее в дальнейшем на оттиске. — Прим. ред.) Трудно достичь хорошего треппинга с жидкими красками, пока они не затвердеют (дольше из-за испарения, чем впитывания).

Последовательность наложения красок очень важна для осуществления синтеза цвета на оттиске в процессе печати. Оптические плотности красок и растискивание растровой точки нужно очень аккуратно измерять. Последовательность наложения красок очень важна для обеспечения эффективного треппинга, а именно закрепления последующей краски поверх предыдущей. При использовании пастообразных красок (в плоской офсетной и высокой печати) требуется, чтобы каждая последующая краска имела меньшую липкость для получения качественного треппинга. Первая нанесенная краска (жидкая или пастообразная) должна высохнуть быстрее, чем последующие. Это легко регулируется при использовании жидких красок, поскольку они поставляются в типографии неготовыми к использованию, и печатник или колорист должен применить соответствующее количество растворителя для достижения требуемой скорости высыхания