Друкарсько-технічні властивості фарб

Друкарсько-технічні властивості фарб характеризують в’язкість, липкість, структурно-механічні (деформаційні) властивості фарб, еластичність фарбового ша- ру на відбитку, ступінь перетирання фарби.

В’язкість фарби – це внутрішнє тертя, що виникає між шарами фарби при їх переміщенні в результаті дії механічного напруження. В’язкість можна розглядати як відношення напруження (сили) зсуву, яке зазнає рідка система до градієнта швид- кості зсуву.

При довгому зберіганні в’язкість фарби приймає максимальне значення, сис- тема є твердоподібна. А при прикладанні певного напруження шари зсуваються один відносно одного, структура руйнується і в’язкість зменшується. Настає момент повного руйнування структури, коли в’язкість стає мінімальною і постійною і не за- лежить від напруження зсуву. Таким чином, в’язкість друкарської фарби не є сталою величиною і змінюється від максимального значення до мінімального в певному інтервалі напружень зсуву. Цей інтервал називають границею текучості друкарської фарби.

Важливою реологічною характеристикою фарби є також аномалія в’язкості, що характеризує ступінь структурування і міцність структури фарби. Вона має вели- ке значення для характеристики технологічних властивостей фарби для офсетного та високого друку. Аномалія в’язкості фарби оцінюється відношенням величини максимальної в’язкості (без руйнування структури фарби) до величини мінімальної в’язкості (при граничному руйнуванні структури фарби).

За величиною градієнта швидкості чи напруження зсуву, при яких досягнута мінімальна в’язкість фарби, можна оцінювати міцність структури фарби порівняно з еталоном чи іншою фарбою.

Реологічні властивості фарб досліджують на віскозиметрах, які дозволяють вимірювати швидкість їх руху залежно від прикладеного напруження. Для цього найзручніше використовувати віскозиметри ротаційного типу.

Фарби різних видів мають різну в’язкість, що утруднює їх оперативний конт- роль на виробництві. Тому для умовної характеристики в’язкості на практиці для фарб високого та офсетного друку використовують метод розтікання фарби (0,1 см³) між двома скельцями піддією тягаря масою 250 г (ОСТ 29.97-84). В’язкість фарб глибокого друку і інших малов'язких фарб характеризується часом витікання певної кількості фарби через отвір стандартної воронки ВЗ-2,5 чи ВЗ-4 (ГОСТ 8420-74). В’язкість текучих газетних фарб визначається за часом проходження металевої кульки діаметром 3 мм крізь шар фарби висотою 20 см при температурі 20 °С.

Для кожного типу фарби технічні умови містять певні значення усіх умовних показників.

Тиксотропія – це властивість фарб самочинно густішати з часом у стані спо- кою в умовах постійної температури (структуроутворення) та розріджуватися при перемішуванні (руйнування структури). Проявляється ця властивість у зміні границі текучості. Величина тиксотропіїрізних фарб є неоднакова і залежать від кількості структурних зв’язків в одиниці об’єму, міцності одиничного зв’язку, об’ємної кон- центрації пігменту, ступеня структуроутворення, форми частинок пігменту, а також від виду в’яжучої речовини.

Підвищена тиксотропність фарби негативно впливає на друкарський процес. Так, у високому способі друку при використанні тиксотропних фарб на відбитках можуть з’явитися чорниші. Це пояснюється тим, що фарба витискується за межі друкувальних елементів і в стані спокою густішає. Збираючись на проміжних еле- ментах форми фарба, у вигляді згустків, прилипає до відбитків і утворює на них чорниші.

Тиксотропія може мати і позитивний вплив на якість друку. Наприклад, при друкуванні фарбами, що швидко гуснуть, на крейдяному чи добре проклеєному па- пері отримують штрихи з чіткими краями, що не виходять за межі друкувальних елементів, і підвищують якість відбитків, особливо растрових в офсетному друці.

Тиксотропність фарб оцінюється за допомогою ротаційних віскозиметрів типу

"Реотест", "Ферранті-Шерлі", "Брукфільд".

Пластичність – це здатність зберігати набуту внаслідок дії навантаження форму після припинення цієї дії. Ця властивість характерна для фарб з великим вмістом пігменту та слабо еластичної в’яжучої речовини. Пластичність збільшується при насиченні фарби водою в процесі друкування на офсетних друкарських машинах. Висока пластичність фарб погіршує їх друкарські властивості. Фарба втрачає рухливість, погано накочується на друкарську форму, налипає на офсетному циліндрі, відзначається підвищеною тиксотропністю.

Еластичність – здатність фарбової плівки під дією навантаження змінювати свою форму й повністю відновлювати її після припинення дії навантаження. Елас- тичність сухої фарбової плівки суттєво впливає на якість друкарського відбитка: більш еластична плівка менше розпливається та обсипається.

Вміст у фарбі високомолекулярних складників – твердих смол і високов’язких алкідів – збільшує її еластичність, а відповідно липкість.

Липкість фарб визначається як показник, який характеризує, з однієї сторони, здатність фарб прилипати (адгезія) до тієї поверхні до якої вона дотикається, і, з ін- шої сторони, опір фарбового шару до розділення між двома поверхнями. Липкість – важлива характеристика фарби, що визначає поведінку її в процесі друку (розкаті, передачі на друковану поверхню). Для нормального проходження процесу друку- вання адгезія фарби повинна бути більшою, ніж опір фарбового шару до розділення.

Опір фарбового шару до розділення прямо залежить від в’язкості. Якщо опір до розділення шару фарби більший від міцності поверхневого шару паперу, то в процесі друкування спостерігається висмикування, яке підсилюється швидкістю друкування. Підвищена липкість фарби може призвести до скручування хвостового краю відбитка при виводі його на прийомний пристрій. Для усунення розривів по- верхні задрукованого матеріалу (висмикування) або скручування кінця відбитка тре- ба знизити липкість фарби шляхом введення в неї відповідної добавки.

3 липкістю пов’язане і пилоутворення фарб, тобто утворення фарбового тума- ну з дрібних частинок фарби (рис. 8). Однією з причин виникнення фарбового пи- лоутворення довгих і тонких фарбових тяжів, що розриваються в декількох місцях.

Рис. 8. Схема утворення і розподілення частинок фарбового пилу в розкатній групі фарбового апарату

Фарби, що мають понижену липкість, не обертаються у фарбовому апараті друкарської машини і ведуть себе на поверхні валиків як мастило.

Тому фарби доброї якості повинні мати високу липкість, наскільки це дозво- ляє поверхня паперу, на якій виконується друкування.

Показник липкості фарби визначається за допомогою спеціальних пристроїв, що моделюють розкат фарби на друкарській машині липкомірів, наприклад, "Тек-о- скоп", "Патра". Оцінка липкості друкарської фарби проводиться згідно ОСТ 29.123- 90.

Ступінь перетирання фарби надзвичайно важливий показник для характерис- тики будь-якої фарби, оскільки він впливає на її оптичні властивості (перш за все на інтенсивність), реологічні властивості, стабільність друкарської фарби. Ступінь пе- ретирання (дисперсність) фарби характеризується розмірами частинок пігменту (0,5

– 0,1 мкм і менше). Вони не перевищують товщину фарбового шару на відбитку. Чим вища ступінь дисперсності (менший розмір частинок), тим стабільніша фарба.

Пігменти за своєю природою полідисперсні, тобто містять частинки різного розміру. Кількісною (усередненою) характеристикою дисперсності є показник пере- тирання, визначений на приладі "Клин" в мкм (ГОСТ 6589-74).