Краски с ультрафиолетовой полимеризацией

Трафаретные краски УФ-отверждения представляют собой систему на базе предполимеров акрилатов и мономеров акрилатов, к которым добавляется одна или несколько молекул акриловой кислоты и которые под воздействием ультрафиолетовых лучей большой мощности с длиной волны около 270-400 нанометров вступают в реакцию полимеризации с подходящим фотоинициатором, создавая полимеры с замкнутой цепью.

Фотоинициаторы, примешанные к краске, являются очень сложными и специфическими добавками, которые служат катализаторами между ультрафиолетовым светом и жидким раствором. Присутствие фотоинициаторов разного типа и активности позволяет получить желаемую реакцию и влияет на скорость высыхания.

УФ-краски могут наноситься на самоклеющуюся пленку из ПВХ, жесткий ПВХ, полистерол, поликарбонат, бумагу, картон и ряд других материалов.

Преимущества УФ-красок:

• Не содержат растворителей и не высыхают на воздухе, поэтому при их использовании не требуется создание в рабочих помещениях систем вентиляции.

• У них очень большая скорость полимеризации, порядка десятых долей секунды;

• Не имея испарения растворителя, они имеют большой сухой остаток и могут проходить через крайне тонкие ситовые ткани (180-200 нитей/см.), что способствует точности изображения деталей;

• После полимеризации они практически не растворимы в растворителях и бензине и не дают царапин;

• Отличаются повышенной яркостью и блеском.

Недостатки УФ-красок:

• Обладают меньшей кроющей способностью, чем краски на растворителях;

• Не позволяют получать значительную толщину красочного слоя;

• Предполагают приобретение печей, которые, из-за достаточно высокой стоимости доступны далеко не всем типографиям.

• Стоимость более высокая, чем у красок на основе растворителей;

Имеют относительно короткий срок службы. Это связано с тем, что фотоинициатор, входящий в их состав, не является инертным продуктом и "работает" хоть и медленно даже в отсутствии ультрафиолетовых лучей. Поэтому поставщики дают срок хранения не превышающий пол года.

Основные правила и понятия шелкографии Система методов трафаретной печати обладает некоторыми особенностями, которые ускользают при поверхностном анализе. Обычно думают о шелкографии как о процессе с незначительными характерными особенностями, простом, в котором достаточно использовать ситовую ткань и пропустить через нее краску. Если бы был только вопрос прохождения через ситовую ткань краски, как через фильтр, шелкографией можно было бы считать также и прохождение чая через ситечко, фильтрование песка или же фильтрацию нечистот. В действительности же в шелкографическом процессе есть специфика, которая делает его уникальным. Принцип, по которому ракель выдавливает краску через ситовую ткань, достигая однородного и контролируемого прохождения, базируется на основном законе шелкографии: "Прохождение краски через отверстие ячейки ситовой ткани происходит контролируемым образом только тогда, когда возможно добиться тиксотропного эффекта посредством подходящего ракеля при корректном надавливании". Это означает, что только при наличии фактора изменчивости вязкости мы сможем осуществить шелкографический процесс. Достаточно просто проверить прохождение через трафаретную форму других материалов, которые не являются шелкографическими. Сразу обратит на себя внимание, что прохождение не происходит правильным образом, что наблюдается тенденция к забиванию ячеек и материал не намазывается после прохождения. Отдельный специфический разговор касается печати по текстилю, при которой не всегда достигается изменяемость тиксотропии, а только в отдельных случаях, поскольку не требуется выполнять печать с высокой степенью четкости изображения. Ткань ведет себя как промокательная бумага, поэтому шелкографический процесс получается частичным, без варьирования вязкости. Трафаретная печать остается привязанной к относительно простым правилам, однако это всегда правила. И ошибочно думать, что шелкография - это искусство. Шелкография - это совершенно не искусство, а только и попросту, как и любая технология печати, это метод, или, лучше сказать, совокупность методов, определенных и точных, которые нужно знать и выполнять. Итак, что же такое тиксотропия? "Тиксотропией называется способность жидкости менять свою вязкость при перемешивании или нагревании и возвращаться к первоначальной вязкости в состоянии покоя, когда заканчивается перемешивание, и к температуре, предшествущей перемешиванию". Тиксотропия - это тот процесс вынужденного изменения шелкографической краски, который позволяет ей проходить корректным образом с одной стороны ситовой ткани на другую в печатном клише и точно воспроизводить печатаемое изображение. Давайте посмотрим, что же такое вязкость: "Вязкость - это количество внутреннего трения или сопротивления, которое встречают соседние слои жидкости при скольжении относительно друг друга". Также вязкость неправильно называют плотностью жидкости или же противоположностью текучести. Вязкость находится под непосредственным воздействием температуры, которая в шелкографическом процессе приобретает большое значение. Вязкость измеряется с помощью вискозиметров, среди которых упомянем вискозиметр Энглера, называемый некоторыми "бокалом форда", и вискозиметр Брукфильда, наиболее используемый в области красок. Контролируемая изменяемость вязкости, которую мы определим как тиксотропию, позволяет краске легче проходить через ячейки ситовой ткани трафаретной формы, или клише, а также действует таким образом, что краска не склеивает вместе подложку и трафаретную форму и они отлично отделяются друг от друга со значительной скоростью. Когда процесс протекает некорректно, наблюдается явление, когда подложка не отделяется от трафаретной формы и остается приклеенной к ней краской. "Явление, из-за которого краска при прохождении через ячейки ситовой ткани не может полностью отделиться от трафаретной формы и выступает в роли клеящего вещества между трафаретной формой и подложкой, склеивая их вместе, называется эффектом залипания". "Эффект залипания" обнаруживается довольно часто и зависит от многих факторов. Эффект залипания может проявиться, когда: - краска слишком вязкая или некорректно разбавлена; - изображение расплывчатое и краска выходит за края желатина, из-за чего, оставаясь на нем, не удаляется полностью и склеивает трафаретную форму и подложку; - краска слишком холодная, и тиксотропного эффекта не происходит; - скорость печатания некорректна, возможно, слишком высокая, в зависимости от случая; - разбавитель краски неподходящий и делает ее слишком липкой; - подложка плохо сцеплена с плоскостью печати или разряжение вытяжной системы для листов имеет слабый напор; - ситовая ткань плохо натянута, слишком мало ньютонов и очень маленькая возвратная сила; - ракель слишком закруглен, из-за чего теоретическая линия смыкания слишком широкая; - факторы среды, такие как статическое электричество, усиливают дефект. Другое важное понятие присутствует каждый день в жаргоне шелкографов и представляет собой покрываемость краски: "Покрываемость краски - это ее способность препятствовать видимости на свету тона цвета, по которому произведена печать этой краской". Если, например, печатается белым по черному, то отличная покрываемость будет препятствовать видимости черного и будет виден только белый цвет. Если черный цвет останется частично видимым, то краска не будет плотно покрывающей. Понятие покрываемости, связанное с шелкографическими красками, в действительности напрямую связано с понятием матовости: "Матовость краски - это ее свойство не пропускать через себя световые лучи, и оно противоположно прозрачности". Очевидно, что понятия "матовость" и "покрываемость" по сущности одно и то же понятие. Они различаются только непосредственной ссылкой, которая в случае покрываемости относится к краске, тогда как матовость - понятие более общее. Очень важно знать те немногие законы, которые управляют методом шелкографической печати. В любой ситуации может быть очень полезным мысленно вернуться к основополагающим понятиям этого процесса, чтобы суметь вмешаться даже в те ситуации, которые могут показаться необъяснимыми.

Области применения и технологические возможности Трафаретный способ печати относят к числу так называемых специальных. По принятой в нашей стране классификации все способы печати делят на две группы: основные - к ним относят классические высокий, плоский офсетный и глубокий, и специальные - все остальные весьма разнообразные способы. Анализ признаков, определяющих различные способы печати с точки зрения технологии, позволяет сделать вывод об условности этой классификации, так как некоторые из специальных способов являются частным случаем какого-либо из основных. Так, например, флексографская печать по сути является высокой, а тампонная - глубокой офсетной. Нельзя также утверждать, что основными названы наиболее старые способы, так как трафаретная печать использовалась задолго до изобретения, например, плоской офсетной. По всей вероятности, наиболее характерным признаком, определяющим группу того или иного способа печати, является вид выпускаемой продукции и общие ее объемы. Попытаемся использовать этот признак для характеристики и классификации способов печати. Три основных способа используются в настоящее время для выпуска высоко- и среднетиражной текстовой или изобразительной продукции, то есть газет, журналов, книг, брошюр, различных видов листовой и картографической продукции. Все остальное многообразие видов полиграфических работ выполняется с использованием так называемых специальных способов печати. В этом смысле офсетную плоскую печать в некоторых случаях (например, в производстве этикеток и упаковки) также можно классифицировать как специальный способ, что говорит об условности и этого признака классификации. Специальные способы печати, в свою очередь, можно разделить на несколько групп: - для выпуска малотиражной издательской продукции - книг небольшого объема, брошюр, буклетов, бланков, различной рекламной продукции, используются электрографический, струйный и трафаретный способы; - для выпуска этикеток и упаковки используются флексографский, трафаретный, офсетный и глубокий (как отмечалось выше, здесь они выходят за рамки основных) способы печати; - для выпуска различных видов сувенирной продукции используются тампонная и трафаретная печать; - в производстве изделий различных отраслей промышленности для нанесения изображений, иногда не имеющих целью визуальное восприятие, а выполняющих другие задачи, используется трафаретная печать. Итак, трафаретный способ печати, и только он, используется при изготовлении всех перечисленных видов продукции. Более того, он используется как дополнительный в производстве издательской продукции, то есть выходит за рамки специальных способов по приведенной здесь классификации, как офсетный выходит за рамки основных. Эта многогранность- одна из сторон уникальности способа. Отделка издательской продукции Принятая классификация способов печати весьма условна: например, флексографская печать по сути является высокой, а тампонная -глубокой офсетной. Об оформлении переплетных крышек трафаретным способом печати известно давно. Он дает возможность, благодаря получению более толстых, чем в основных способах печати, красочных слоев, наносить изображения на шероховатые невпитывающие переплетные материалы, и даже, благодаря простейшей конструкции печатных станков, запечатывать крышки с уже вставленными блоками, то есть готовые книги. Еще один способ использования трафаретной печати как процесса отделки продукции - лакирование. Оно выполняется и с целью защиты изображения от агрессивных воздействий. В силу своих технологических особенностей, а именно отсутствия необходимости подбирать лак по физико-химическим свойствам в соответствии со свойствами формного материала, трафаретная печать позволяет наносить пленку лака на отдельные участки или элементы изображения (так называемое местное лакирование). Причем ее толщина в 10 и более раз превышает толщину лаковой пленки, наносимой, например, офсетным способом печати. Как правило, с этой целью применяется лак УФ-отверждения. Выборочную Уф-лакировку все чаще используют для достижения особого изобразительного эффекта. Технология лаки-рования достаточно проста. Для фотомеханического изготовления трафаретной печатной формы подготавливаются диапозитивы в виде плашек в местах нанесения лака с оптической плотностью не ниже 3D. Выбор сетки для формы определяет толщину будущей лаковой пленки. Однако сетка не должна быть слишком грубой (низколиниатурной), так как применяются, как правило, низковязкие лаки, которые могут самопроизвольно протекать сквозь ячейки. Печатные формы можно изготавливать также с использованием капиллярных вырезных пленок, не требующих процессов изготовления диапозитива, экспонирования и вымывания. Фирмами-изготовителями трафаретного оборудования налажен выпуск высокопроизводительных полуавтоматических и автоматических линий, включающих печатную секцию и секцию Уф-сушки, а также самонаклад и приемку листов. Такое оборудование за последние 2-3 года было установлено на многих российских полиграфических предприятиях, выпускающих высококачественную художественную и рекламную продукцию Малотиражная листовая продукция Трафаретная печать незаменима для выпуска некоторых видов рекламной полиграфической продукции, особенно используемой вне помещений. Толщина красочных слоев, достигаемая этим способом, в десятки раз превышает получаемые офсетным способом. Это обеспечивает изображению значительно более высокую стойкость к воздействию окружающей среды, особенно прямого солнечного света- главного "врага" полиграфических изображений, а также придает особую яркость и насыщенность краскам. Но это лишь одно из достоинств способа. Другое немаловажное его преимущество - экономическая целесообразность. Листовая продукция, используемая в наружной рекламе, выпускается, как правило, очень малыми тиражами (от 1 до 300- 500 экз.) и большими форматами. Трафаретная печать становится рентабельной при выпуске крупноформатной продукции тиражами от 100 до 1000-1500 экз. Способ используется и при выпуске тиражей меньше 100 экз., но здесь ему составил серьезную конкуренцию еще один специальный способ печати - струйный. Развитие этого сравнительно нового способа идет очень быстрыми темпами. Однако он, видимо, еще долгое время останется целесообразным лишь при выпуске очень малых тиражей (до 100-200 экз.) При увеличении же тиражей трафаретная печать становится более производительной и экономически выгодной. Тем более, что на Западе активно разрабатываются технологии цифровой трафаретной печати по принципу "computer-to-screen", сориентированные на крупноформатную многокрасочную рекламную продукцию. В нашей стране этих систем еще нет. Принцип работы напоминает струйную печать, но при этом на трафаретную сетку набрызгивается копировальный слой. Для выпуска крупноформатной малотиражной продукции часто используется проекционная фотомеханическая технология изготовления печатных форм: диапозитив небольшого формата (например, 12х20 см) устанавливают в специальный проекционный аппарат и проецируют с увеличением в 8-10 раз на подготовленную и натянутую на раму трафаретную сетку. При этом используется специальный копировальный раствор для проекционного копирования - с высокой светочувствительностью. После промывания его незаполимеризовавшихся участков получается печатная форма для формата 100 х 150 см и более. Активно разрабатываются технологии цифровой трафаретной печати по принципу "computer-to-screen", сориентированные на крупноформатную многокрасочную рекламную продукцию. В нашей стране таких систем еще нет. Принцип работы напоминает струйную печаль, но при этом на трафаретную сетку набрызгивается копировальный слой Этикеточно-упаковочная продукция В производстве упаковки трафаретная печать занимает особое место. Только этим способом возможно нанесение изображения на стеклянные и полимерные сосуды. Чаще всего печать производится красками УФ-отверждения на специальных автоматических и полуавтоматических машинах. При печати на полиэтиленовых бутылках и банках перед печатной секцией устанавливается устройство предварительной обработки запечатываемой поверхности. Обработка заключается в активации (поляризации) поверхностного слоя полиэтилена газовым пламенем или коронным разрядом. Эта обработка необходима, так как адгезия краски к необработанному полиэтилену крайне мала. Такие машины работают на многих российских предприятиях пищевой и химической промышленности, изготавливающих стеклянные и полимерные сосуды для упаковки самых разнообразных видов продукции. Трафаретная печать используется также для нанесения изображения на полиэтиленовые пакеты малыми тиражами. При тиражах от 3-5 тыс. экз. используется флексографский способ. То же можно сказать и о производстве самоклеящихся этикеток, упаковки из гофрокартона и другой аналогичной продукции. Сувенирная продукция Трафаретный способ используется наряду с тампонным для нанесения изображения на такие предметы, как ручки, зажигалки, брелоки и т. п. Для этих целей также разработаны и выпускаются специальные печатные машины - ручные и автоматические. В производстве сувенирного фарфора также не обойтись без этого способа печати Однако в производстве особого вида этикеток - так называемых "объемных" или "смоляных" - трафаретная печать незаменима. Эти этикетки все чаще можно увидеть на бытовой технике, автомобилях, различной сувенирной продукции. При изготовлении объемных этикеток изображение трафаретным способом наносится на самоклеящуюся пленку, затем производится высечка, снимается облой и этикетка заливается полиуретановой смолой. Смола подается строго дозированно с учетом площади заливки. Для достижения необходимого эффекта под толстым объемным слоем смолы изображение должно выглядеть особенно ярко и красочно Изделия различных отраслей промышленности Даже трудно представить себе все многообразие видов продукции, требующих при изготовлении нанесения какого-либо изображения. В большинстве случаев на готовые изделия или полуфабрикаты такие изображения наносятся трафаретным способом. Причем не всегда, как уже было отмечено, изображение имеет целью визуальное восприятие. Так, например, в электронной промышленности при изготовлении печатных плат изображение наносят кислотоупорными пастами для последующего травления металла, либо рисунок проводников сразу печатают токопроводя-щими пастами. Очень широко трафаретная печать используется в текстильной и легкой промышленности для нанесения рисунка на ткани в рулонах, на крой одежды и готовые изделия, в кожевенной и обувной промышленности- для декори-рования кожи, замши и меха. И даже производство автомобилей не обходится без этого способа печати. Например в Италии есть небольшая фирма "Эмме 2", выполняющая заказы нескольких европейских автомобильных концернов. Фирма специализируется на выпуске автомобильных панелей управления, используя оригинальную технологию: специальными красками на прозрачных листах поликарбоната трафаретным способом печатается изображение (наносится 8-14 красочных слоев), затем производится разрезка и вырубка, изделию придается требуемая форма, после чего оно закрепляется на пластмассовой детали. На предприятии работают две печатные линии - автоматическая и полуавтоматическая. Во многих случаях используются различные виды переводной (трансферной) печати, когда изображение первоначально трафаретным способом печатается на бумаге (или другом материале), а затем переносится на поверхность изделия. Существует несколько видов переводной печати- декалькомания (холодная и горячая, прямая и обратная), термопереводная печать, сублимационная печать. Способом горячей декалькомании изображение наносится на фарфор. Способом холодной декалькомании, когда перенесенное изображение не обжигается, а закрепляется на изделии при помощи лака или клея, декорируется различный спортивный инвентарь. Термопереводная печать используется для нанесения изображения на ткани и кожу. Перенос красочного слоя со специальной бумаги на другую поверхность происходит под воздействием температуры (160-180"С) и давления. Способом сублимационной печати окрашивают синтетические ткани, а также наносят изображение на металл, пластик, дерево и другие поверхности. Для того, чтобы сублимационная краска закрепилась, их предварительно покрывают (трафаретным способом) специальным лаком. Под воздействием температуры происходит сублимация (переход из твердого состояния в газообразное) особого красителя, нанесенного на бумагу, и закрепление его на ткани. Трафаретная печать широко используется в производстве полуфабрикатов для различных способов переводной (трансферной) печати: термопереводной и сублимационной, горячей и холодной декалькомании