Лаки на основе водной дисперсии
Водные лаки на основе акриловых сополимеров используются в полиграфии сравнительно недавно. Тем не менее сейчас уже сложно представить офсетную листовую печать без лакирования водно-дисперсионным лаком. Причина этого в том, что при низкой цене лака обеспечивается высокое качество получаемого покрытия. В листовой офсетной печати лак позволяет добиться декоративного эффекта, повысить стойкость к истиранию, снизить риск отмарывания при печати, повысить адгезию последующего УФ-лака и т.п.
Рисунок 6.3 Лакировочное календари
Кроме офсетной печати, водные материалы используются в флексографской и глубокой печати. В флексографии обычно применяются офсетные лаки с высокой скоростью высыхания. Для глубокой печати изготавливаются специальные жидкие лаки, однако их применение крайне ограничено, так как они уступают по качеству отделки и скорости высыхания лакам на основе растворителей. Кроме того, водные материалы значительно уступают лакам и краскам на основе растворителей по адгезии к невпитывающим подложкам.
Рисунок 6.4 Устройство подачи лака Speedmaster SM 52
Использование водных лаков в трафаретной печати невозможно по двум причинам:
водные лаки склонны к высыханию на сетке при печати, причем это высыхание необратимо и сетка быстро забивается. Если при работе с лаками на основе растворителя достаточно лишь долить свежего лака или растворителя, чтобы убрать подсохший лак, то с водными материалами на основе акриловых сополимеров это невозможно;
у водных лаков довольно ограниченный диапазон возможной вязкости, так как при повышении вязкости резко увеличивается скорость высыхания лака из-за меньшего содержания воды в рецептуре.
Растворы стирол-акриловых полимеров и дисперсии акриловых сополимеров обладают уникальным набором свойств, подходящих для использования в полиграфии. В отличие от строительной индустрии, в полиграфии требуется высокая скорость высыхания в сочетании с тонким слоем нанесения, высоким сухим остатком и низкой стоимостью. Основными компонентами лака являются раствор полимера и дисперсия полимера. Они отличаются друг от друга в основном размерами молекул полимеров. Раствор полимера обеспечивает лаку высокий блеск и быстроту высыхания, а также низкую стоимость. Дисперсия способствует повышению стойкости к истиранию, улучшению печатных свойств и качества лакового покрытия. Кроме того, в лаках содержится большое количество воска, который повышает стойкость к истиранию и увеличивает глянец. Матовые лаки изготавливаются на основе специальных матовых дисперсий [14].
Воднодисперсионные печатные лаки представляют собой смесь полимерных дисперсий, щелочерастворимых смол, восковых дисперсий, пленкообразующих добавок, увлажняющих и антивспенивающих компонентов. Основным растворителем в данных лаках является вода, но иногда, в целях регулирования определенных параметров лаков, например скорости высыхания, в воду может добавляться незначительное количество спирта.
В настоящее время водные дисперсии являются наиболее универсальным видом лаков. Их основные достоинства:
высокий глянец;
высокая физикохимическая стойкость лаковой пленки;
отсутствие остаточного запаха;
экологическая чистота (при отсутствии спиртовых добавок).
Благодаря высокому глянцу лаковой пленки воднодисперсионные лаки широко используются для декоративного оформления печатной продукции. Высокая физикохимическая стойкость лаковой пленки способствует защите красочного слоя от повреждений. Отсутствие запаха и экологическая чистота, а также стойкость к низким температурам позволяют успешно применять лаки на водной основе в производстве упаковки для пищевых продуктов, в том числе подлежащих глубокой заморозке.
Недостатки воднодисперсионных лаков:
коробление тонких бумаг;
плохая адгезия к некоторым невпитывающим материалам.
Воднодисперсионные лаки наносятся в печатных секциях офсетной, флексографской, глубокой и трафаретной печати, а также с использованием специализированного лакировального оборудования.
Применение лаков на водной основе в сочетании с водоразбавляемыми красками в флексографской и глубокой печати обусловливает хорошую совместимость красок и лаков, а также сходство технологических режимов при печати и лакировании.
Наибольший ассортимент воднодисперсионных 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 стиролакриловой смолы отличаются наиболее высокими глянцем и стойкостью к истиранию, а также малой скоростью высыхания. Лакирование может производиться как по сухому, так и по сырому.
Воднодисперсионные лаки закрепляются испарением и впитыванием. Для увеличения скорости высыхания лаков может использоваться обдув горячим воздухом, а также сушка инфракрасным излучением.
Сухой остаток у различных марок воднодисперсионных лаков может составлять от 30 до 70% [15].
УФ-лаки
Природа света изучалась учеными очень давно. Еще в 13-м веке в трудах индийского философа встречается упоминание об ультрафиолетовых лучах.
В 19 веке учеными было доказано, что свет состоит из трех основных составляющих, одним из которых является ультрафиолетовое излучение.
В ХХ веке было доказано благоприятное воздействие на человека УФ-излучения в определенных дозах. С этого момента ультрафиолетовое излучение стали использовать в разных сферах деятельности человека: для стерилизации воздуха, дезинфекции воды, ловли насекомых и т.д. В полиграфии УФ-излучение тоже нашло применение в послепечатных ( отделочных) работах.
Основной целью УФ-лакирования в полиграфии является улучшение внешнего вида печатного изделия путем придания ему глянца. Глянец изделию придает специальный ультрафиолетовый лак, который наносится на изделие. Сушка лака происходит под воздействием УФ-лучей, после чего изделие приобретает роскошный глянцевый вид.
Рисунок 6.5 Лакировочная продукция
Достоинства УФ-лакирования состоят в ярко выраженном декоративном эффекте, приданию изделию повышенной стойкости к истиранию, моментальное высыхание лака, возможность добавления в лак различных перламутровых или металлизированных вкраплений, что дает возможность дополнительных интересных визуальных эффектов.
УФ-лакирование может быть сплошным и выборочным. Можно отлакировать отдельные элементы изделия, к которым по замыслу дизайнера необходимо привлечь особое внимание.
Внешний эффект УФ-лакирования практически соответствует ламинированию, а стоимость печатной продукции, покрытой УФ-лаком, значительно ниже ламинированной.
Применяют УФ-лакирование при печати различных видов полиграфической продукции: упаковки, этикеток, журналов и каталогов, календарей, открыток, POS-материалов и т.д.
Область применения УФ-лакирования постоянно расширяется, это один из наиболее любимых и популярных методов послепечатной обработки [16].
УФлак представляет собой жидкую композицию, содержащую фотополимеры — вещества, способные полимеризоваться под действием УФизлучения. Закрепление УФлаков происходит в результате светохимической реакции фотополимеризации.
В зависимости от механизма реакции фотополимеризации, УФлаки делятся на две группы:
лаки с радикальным отверждением;
лаки с катионным отверждением.
Связующим в лаках радикального отверждения являются акрилаты. Процесс полимеризации запускается свободными радикалами, генерируемыми в результате воздействия УФизлучения на входящий в состав фотополимера фотоинициатор.
В лаках катионного отверждения связующим чаще всего служат эпоксидные смолы. Полимеризация инициируется сильными кислотами, которые образуются под действием выделяющихся при поглощении УФизлучения катионов.
Достоинствами лаков катионного отверждения являются очень хорошая адгезия к широкому спектру материалов, отсутствие остаточного запаха и высокая эластичность красочной 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 трудно запечатываемых материалах с высокими требованиями к механическим свойствам красочной пленки или к отсутствию остаточного запаха.
УФлаки радикального отверждения пока нашли гораздо более широкое применение при отделке печатной продукции, чем катионные лаки. Основные достоинства лаков радикального отверждения (далее по тексту — УФлаков):
очень малое время закрепления;
очень высокая степень глянца;
высокая физическая и химическая стойкость лаковой пленки;
высокая экономичность;
широкие технологические возможности.
Очень малое время закрепления УФлаков (менее секунды) позволяет достичь максимальной производительности процесса лакирования, ограничиваемой только возможностями оборудования и параметрами запечатываемого материала. Высокий глянец придает оттискам привлекательный вид. Пленка УФлака отличается хорошими механическими свойствами, в частности эластичностью и химической инертностью. Высокая экономичность печати обусловлена отсутствием в составе лака испаряющихся составляющих — сухой остаток УФлака равен 100%.
Недостатки УФлаков:
наличие остаточного запаха;
плохая адгезия к масляным краскам;
выделение в процессе сушки озона;
аллергическое действие в случае попадания на кожу;
относительно высокая стоимость.
Остаточный запах лакированной поверхности объясняется наличием в порах бумаги остатков неполимеризовавшегося лака и может сохраняться в течение нескольких месяцев. Это снижает привлекательность применения УФлаков в производстве упаковки для пищевых продуктов. Проблема адгезии УФлаков к масляным печатным краскам решается путем нанесения на оттиск воднодисперсионного грунта (лакапраймера).
Несмотря на то что сами УФлаки считаются экологически чистыми, в процессе их сушки в сушильном устройстве происходит выделение вредного для здоровья озона. При попадании на кожу УФлак может вызвать аллергическую реакцию, поэтому при работе с ним следует соблюдать соответствующие меры предосторожности.
УФлаки отличаются чрезвычайно широким ассортиментом. Сегодня выпускаются лаки для всех основных способов печати: офсетного, флексографского, высокого, глубокого, трафаретного, а также для нанесения в специализированных лакировальных машинах. В офсетных печатных машинах различные УФлаки могут наноситься как через красочный, так и через увлажняющий аппарат.
Главным фактором, сдерживающим распространение УФлаков, является их более высокая, по сравнению с лаками других типов, стоимость, а также необходимость дополнительных инвестиций в дооснащение печатного оборудования УФсушилками [15].