Раздел. Свойства печтаных красок

Тема 1. Реологические свойства краски

Реология – это учение о течении каллоидно дисперсных систем, происходящих под действием механического напряжения. Под каллоидно-дисперсными системами мы понимаем такие системы, которые состоят из двух фаз: жидкой и твердой. При чем размеры частиц твердой фазы составляют микроны или доли микрона.

На рисунке представлена схема течения жидкости. Установлено, что скорость слоев жидкости отличается друг от друга в зависимости от того, где эти слои расположены. F – сила действующая на жидкость, А – поверхность соприкосновения слоев, Р – напряжение сдвига, В – скорость деформации жидкости.

Для большинства жидкостей Ньютон установил, что скорость их движения подчиняется следующему уравнению: p=ηB, где η – вязкость.

Графически закон Ньютона выглядит следующим образом:

Из графика следует, что любое сколько угодно малое изменение напряжения сдвига приведет к изменению скорости деформации. Жидкости, течение которых подчиняется этому закону, называются Ньютоновскими. Для НЕньютоновских жидкостей график зависимости В от Р выглядит так:

Рк

Из графика видно, что при величине Р меньше, чем Рк жидкость не потечет. Величина Рк называется пределом текучести.

При увеличении концентрации твердой фазы в жидкости, начиная с некоторого момента частицы твердой фазы образуют сплошной пространственный каркас (сетку). Такая система уже не способна течь, как обычная жидкость. Физический смысл величины Рк характеризует прочность этой сетки. Величина Рк зависит, в свою очередь, от природы твердых частиц, от их размера и формы.

Если разрушение сетки прекратить, то она начинает вновь образовываться. Такое обратимое изменение структуры носит название ТИКСОТРОПИЯ. НА практике тиксотропия находит свое выражение в том, что краски, находящиеся в состоянии покоя, самопроизвольно загустевают, а при перемешивании разжижаются.

Явление тиксотропии состоит из двух стадий: быстрой и медленной. Быстрая стадия заключается в том, что немедленно после окончания перемешивания (механического воздействия) появляется предел текучести. Медленная стадия заключается в том, что сетка продолжает свое образование в течение нескольких суток.

Реологические свойства красок (и других неньютоновских жидкостей) исследуют на ротационных вискозиметрах:

Ротационный вискозиметр – два цилиндра, между которыми помещают испытуемый материал. Внешний цилиндр приводят во вращение. В зависимости от прочности сетки испытуемого материала внутренний цилиндр отклоняется от исходного положения.

На практике характер течение неньютоновской жидкости еще более сложный. До нагрузки Рк неньютоновская жидкость медленно течет (ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО) и такое явление называется ПОЛЗУЧЕСТЬЮ. После разрушения всей сетки неньютоновская жидкость превращается в ньютоновскую. На участках ползучести, разрушения сетки и перехода неньютоновской жидкости в ньютоновскую вязкость краски непрерывно меняется (уменьшается).

Тема. Характеристика вязкостных свойств краски.

На практике для характеристики свойств краски используют: растекаемость, вязкость по ВЗ, вязкость по падающему шарику, вязкость по стержневому вискозиметру, липкость.

Все эти показатели условны, так как каждый из них в той или иной степени характеризует реологические свойства.

РАСТЕКАЕМОСТЬ. Это условный показатель, который характеризуется диаметром пятна краски, помещенной между двумя стеклянными пластинами. Кроме того, для определения растекаемости используется следующая методика:

По этому способу определяют диаметр пятна краски, которая растеклась под действием собственной массы.

ВЯЗКОСТЬ ПО ВЗ. Определяют время, за которое определенное количество краски вытечет из воронки с калиброванным отверстием.

ВЯЗКОСТЬ ПО ПАДАЮЩЕМУ ШАРИКУ – определяют время, за которое калиброванный шарик пройдет через слой краски определенной высоты.

ВЯЗКОСТЬ ПО СТЕРЖНЕВОМУ ВИСКОЗИМЕТРУ. По этому методу определяют время, за которое стержень под опредленной нагрузкой пройдет расстояние между двумя метками вискозиметра. Па*с

ЛК

27.11.12

Липкость – способность краски сцепляться с наносимой поверхностью и сопротивляться расслоению красочного слоя. Для измерения используют прибор, который называется ЛИПКОМЕТР. Состоит из двух валиков со слоем краски между ними. Нижний валик вращается вокруг неподвижной оси. Верхний (измерительный) валик устроен таким образом, что может свободно перемещаться по поверхности верхнего валика. В общем смещение измерительного валика и принимают за меру липкости. Липкость измеряют в единицах липкости.

Потребительские свойства красок.

Кроме перечисленных выше свойств (вязкость, липкость, растекаемость) краски характеризуют по следующим показателям:

1) скорость (время) первоначального закрепления краски – определяется как способность краски не перетискиваться на оборотную сторону листа при приложении определенного давления через определенный промежуток времени;

2) скорость (время) окончательного закрепления краски. Сущность метода заключается в наблюдении следа, образующегося на красочном слое при прокатывании через него металлического шарика. Скорость окончательного закрепления измеряют в единицах времени, как время, за которое шарик не будет образовывать след на запечатанной поверхности.

3) устойчивость краски к воздействию химических элементов – определяется при помещении на 10 кружков фильтровальной бумаги испытуемого оттиска под определенным давлением (гиря массой 1 кг), затем измеряют количество окрашенных кружков. Единицы измерения – баллы. 8-10 кружков – 1 балл (плохая устойчивость); до 3-х кружков – отличная устойчивость.

4) прочность красочного слоя к истиранию. Измеряют на абразиметрах.

Принцип действия прибора состоит в создании трения между торцевой поверхностью поддерживающего круга и прижатого к нему абразивного круга. После истирания определяют изменения оптической плотности.

5) степень пыления краски. При раскатывании краски на валиках образуются длинные и тонкие красочные нити («тяжи»). Если они длинные, то при работе машины они рвутся и образуют красочный туман возле валиков.

Чем краска более структурирована, тем короче нити и меньше пыление. Если возле валиков установить белый лист бумаги и измерить его оптическую плотность, то она будет выше более пылящих красок.

6) устойчивость красок к эмульгированию. Измеряется для офсетных красок.

Прибор состоит из трех валиков, нижний из которых соприкасается с водой. Испытуемую краску прогоняют многократно через валики, а затем путем взвешивания определяют количество краски, которое перешло в воду.

7) флокуляция красок для глубокой печати – при разбавлении красок для глубокой печати наблюдается выпадение пигмента в виде флоккул. Метод анализа основан на определении количества растворителя, которое можно добавить в испытуемую краску, и наблюдать при этом флокуляцию. Наблюдение за флокуляцией осуществляют при помощи микроскопа. Количество растворителя, которое вызывает флокуляцию, отнесенное к общему количеству краски называют ЧИСЛОМ ФЛОКУЛЯЦИИ.

8) стабильность свойств краски на печатной форме определяется устойчивостью к подсыханию при остановке печатной машины. Желательно, чтобы краска быстро не высыхала. Для определения этого показателя получают два оттиска: первый контрольный оттиск. Второй оттиск получают после того, как печатную форму выдерживают 6 часов при температуре 25 градусов в термостате. Затем сравнивают оптическую плотность двух оттисков. Если оптическая плотность уменьшилась не более чем на 10 %, то такая краска считается стабильной.

Оптические свойства печатных красок

К ним относят яркость, цветовой тон, насыщенность, глянец, прозрачность, кроющая способность, красящая сила и т. д.

1) яркость краски характеризуется коэффициентом отражения – отношение количества отраженного света к количеству падающего.

2) Цвет краски характеризуется двумя показателями: цветовым тоном и насыщенностью. Любому цвету всегда можно подобрать простое монохроматическое излучение, которое имеет тот же цвет, что и исследуемый образец. Длина волны такого монохроматического излучения называется ЦВЕТОВЫМ ТОНОМ.

3) Любое монохроматическое излучение может быть смешана с белым цветом. При этом цветовой тон остается неизменным, однако изменяется степень НАСЫЩЕННОСТИ. Для характеристики степени насыщенности используется величина ЧИСТОТА ЦВЕТА – показывает, насколько данный монохроматический цвет близок к белому.

4) Понятие «глянец» связано со способностью отпечатка рассеивать свет. Если отпечаток сильно рассеивает свет, то он становится матовым. На практике глянец проявляется в виде белых бликов от падающего света. Принято считать, что отраженный свет не входит в контакт с пигментом. Поэтому, независимо от цвета тела, при обычном освещении все блики кажутся белыми.

5) в большинстве случаев для передачи цвета требуется, чтобы красочные слои были прозрачными. Напротив, при печатании по цветному фону или на переплетах краски должны обладать значительной кроющей способностью. Для определения прозрачности красочного слоя (краски) на черную поверхность наносят испытуемый красочный слой, все время увеличивая его толщину. Затем измеряют оптическую плотность черной краски в зависимости от толщины испытуемой краски и по специальным формулам определяют ее прозрачность.

6) красящая сила – абсолютно все полиграфические краски характеризуются красящей силой. Для определения красящей силы используют уже готовый эталон. Сравнивают оптические свойства испытуемой краски и эталона. Если оптические свойства эталона выше, чем у краски, то красящая сила меньше 100 %. В противном случае красящая сила больше 100 %.

7) интенсивность краски – используется как сравнительная величина. Из двух красок интенсивнее будет та, которой потребуется меньше для создания одинаковой оптической плотности.

ЛК

Полиграфические лаки

Лакирование печатной продукции проводится с целью:

1) улучшить внешний вид продукции;

2) повысить прочность упаковки к истиранию;

3) повысить глянец изображения и контраст;

4) создать шероховатость поверхности упаковки и таким образом предотвратить скольжение упаковочного товара;

5) предотвратить контакт пищевой или парфюмерной продукции с красочным слоем.

В зависимости от площади оттиска, куда наносят лак, лакирование может быть:

1) сплошным;

2) неполным.

В зависимости от технологии нанесения лака различают следующие виды нанесения:

1) лак наносят сразу после печати оттисков за один листопрогон;

2) лак наносят на ранее отпечатанные оттиски в специальных лакировальных машинах.

Различают следующие разновидности полиграфических лаков:

1) масляные лаки (печатный, офсетный лак);

2) дисперсионные лаки на водной основе;

3) ультрафиолетовые лаки (лаки ультрафиолетового отверждения);

4) лаки на основе летучих растворителей (лак для ногтей);

5) специальные виды лаков.

Масляные лаки – можно рассматривать как бесцветную прозрачную полиграфическую краску. Лакирование масляными лаками можно выполнять непосредственно в офсетной печатной машине через красочный аппарат. Все технологические особенности работы с красками пригодны для работы с масляными лаками.

Преимущества масляных лаков:

1) широкий ассортимент;

2) хорошая защита оттиска от влаги;

3) высыхание масляного лака протекает через химическое окисление кислородом воздуха.

Недостатки:

1) оттиски склонны к пожелтению с течением времени;

2) оттиски склонны к отмарыванию и поэтому требуют применения противоотмарывающих порошков и паст;

3) сохнет медленно;

4) имеет самый невысокий глянец.

Дисперсионные лаки

В химическом отношении представляют собой водные дисперсии полимеров. В зависимости от типа дисперсионного лака их можно наносить как на офсетных машинах, так и на лакировальных секциях.

Преимущества:

1) оттиск обладает более высоким глянцем, чем при использовании масляного лака;

2) оттиск сохнет быстрее, чем при использовании масляного лака;

3) оттиски не желтеют со временем;

4) не имеют запаха;

5) обладает умеренным отмарыванием;

6) лаковые пленки устойчивы к действию низких температур.

Недостатки:

1) возможна деформация бумаги;

2) бумага, которая содержит дисперсионный лак, очень тяжело перерабатывается при изготовлении макулатуры;

3) так как лак очень быстро высыхает, то при остановке печатной машины возникают сложности при очистке валиков;

4) склонность к вспениванию.

Ультрафиолетовые лаки

В химическом отношении представляют собой растворы акриловых смол в органическом растворителе. Отверждение происходит практически мгновенно только под действием ультрафиолетового излучения.

Преимущества:

1) почти вся лаковая масса полимеризуется;

2) ультрафиолетовые лаки обладают самым высоким глянцем;

3) по стойкости к истиранию лаковая пленка превосходит все прочие лаки;

4) лак не отмарывается.

Недостатки:

1) при ультрафиолетовом облучении оттиска образуется озон, который надо удалить из зоны печатной машины;

2) требует применения специальной лакировальной секции;

3) имеет ощутимый запах.

Лаки на летучих растворителях

В качестве растворителей используют этиловый или изопропиловый спирт.

Так как эти спирты пожаро- / взрывоопасны, токсичны, то в настоящее время используют только водные растворы этих спиртов. Такие лаки по своим свойствам близки к водно-дисперсионным.

Специальные лаки

К ним относятся ароматизированные лаки (запах парфюмерии, кофе и так далее) – используют специальные капсулы, которые могут быть разрушены при механическом воздействии.

Блистерный лак – лак (прозрачный), который используют для приклеивания прозрачных полимерных пленок к бумаге и фольге.

Перламутровый лак – предназначен для получения перламутрового эффекта в рекламной и упаковочной продукции.