Печатная краска - гетерогенная коллоидная система, состоящая из высокодисперсных частиц пигментов (лаковых пигментов), равномерно распределенных и стабилизированных в жидкой фазе связующего вещества.

Какими бы разными ни были краски, все они состоят из следующих составных частей:

• красящих веществ (пигментов или красителей);

• связующих веществ;

• вспомогательных средств и добавок;

• растворителей.  

Красящие вещества подразделяются на пигменты и красители.

В состав пигментов входят молекулы, которые объединяясь друг с другом, образуют кристаллы. Как правило, частицы пигментов имеют размеры от 0, 1 до 2 мкм. и могут состоять из нескольких миллионов молекул.

Красители являются молекулами, окруженными растворителем. Так как почти все молекулы обладают способностью поглощать фотоны, красители отличаются яркостью краски и интенсивностью цвета. Пигменты, в отличие от красителей, нуждаются с связующем веществе при фиксации на запечатываемом материале, в отличие от красителей, которые связываются непосредственно с поверхностью материала. Пигменты имеют преимущество перед красителями в плане светостойкости, а также стабильности цвета.

Пигменты дешевле красителей. Однако, изготовление красок на основе пигментов, требует более высоких затрат, нежели изготовление красок на основе красителей.

В основном, печатные краски изготавливают на основе пигментов, за исключением чернил для струйной печати.  

Самое большое значение в полиграфии имеют органические пигменты (цветные и  черные-сажа).

Неорганическими пигментами, использующимися в полиграфии, являются: белые пигменты, металлизированные пигменты, а также перламутровые глянцевые и флуоресцирующие пигменты ( для красок дневного свечения). 

Связующие вещества. Связующими веществами в красках, применяемых в обычных способах печати, являются смолы, растворенные в минеральном масле. Связующие вещества высыхают (задубливаются) на запечатанном материале и тем самым фиксируют пигменты.

Вспомогательные материалы. Данные вещества добавляются для воздействия на сушку, текучесть и прочность к истиранию красок.

Вещества-носители. К веществам-носителям, использующимся в красках для обычной печати, относятся прежде всего разбавитель (минеральные масла), и иногда растворители. 

Важнейшие свойства красок:

• динамическая вязкость краски. Чем данный показатель выше, тем краска тяжелее и тем равномернее образуемая ею пленка;

• тиксотропия - свойство степени перехода пастообразных красок от состояния высокой вязкости до гораздо более низкой при перемешивании;

• липкость - способность к расслоению красочного слоя (к примеру, между двумя валиками). Высокая липкость способствует выщипыванию волокон из листа, либо полотна бумаги и даже вырыванию частиц с их поверхности. Однако высокая липкость имеет и положительное качество: она улучшает сцепление краски на запечатываемых участках печатной формы или резиновом полотне, благодаря чему повышается резкость изображения;

• длина красочных нитей - свойство текучести краски, проявляющееся при действии на нее усилий сдвига. "короткие" краски характеризуются небольшим пылением, способствуют более четкой печати и меньшему образованию красочного тумана в процессе печати.

• К реологическим показателям относятся: вязкость, липкость и степень перетира. Вязкость – свойство краски, характеризующее сопротивление к течению. Липкость – свойство краски, характеризующее сопротивление к разрыву. Степень перетира характеризует дисперсность пигмента краски. Дополнительный технологический параметр, характеризующий степень вязкостно-липкостных показателей, называется дуктильностью.

• Дуктильность — это способность краски к растеканию и формированию волокнистой структуры. Дуктильность краски как и длина волны может быть длинной и короткой. «Длинные» краски имеют высокие коггезионные свойства, хорошо липнут и переносятся в красочном аппарате, формируя длинные красочные тяжи, но не идеальны, вследствие тенденции к пылению и образованию красочного тумана, а также выщипыванию. «Короткие» краски плохо растекаются и имеют тенденцию к налипанию на валиках, печатных формах и офсетном резинотканевом полотне. Они, так же как и длинные образуют красочный туман в печатной зоне. Идеальные краски находятся посередине между этими двумя типами.

Краски для плоской печати

Для офсетной печати необходимы пастообразные печатные краски высокой вязкости. Краска должна быть так составлена, чтобы она не высыхала на раскатных валиках красочного аппарата, а также при переносе с печатной формы на резинотканевое полото. Печатная краска для обычной офсетной печати (с увлажняющим раствором и краской) должна воспринимать определенную долю увлажняющего раствора при контакте с печатной формой или прямо из увлажняющего аппарата. (Напротив, в офсетном способе без увлажнения к краске примешивается силиконовое масло, препятствующее переносу краски на пробельные элементы формы). В офсетной печати на запечатываемую поверхность наносятся очень тонкие слои краски (около 0,5-1,5 мм).

Офсетные краски имеют следующие компоненты:

• фирнис (связующее вещество) состоит в основном из твердых смол с высоким содержанием канифоли, алкидных смол с содержанием растительных масел, таких, как льняное, соевое и тунговое масла, а также минеральных масел и различных сиккативов;

• пигментная часть (красители) зависит от цветового тона и количественно составляет от 10 до 30%;

• вспомогательные вещества (добавки) имеют долю до 10%. К вспомогательным веществам относятся:

катализаторы сушки (соединения кобальта, марганца и других металлов).

- воски для улучшения прочности материалов на истирание и скольжение.

- вещества, предупреждающие преждевременное высыхание и образование пленки в банке с краской или на поверхности красочного ящика.

- силиконовое масло, если речь идет о печатных красках для офсетной печати без увлажнения.

Многообразные требования к готовой печатной продукции и к качеству запечатываемого материала приводят к значительному варьированию процентного соотношения некоторых компонентов краски. При подготовке рецептур для изготовления красок следует принимать во внимание важные печатно-технологические требования к офсетной печати. Особое значение имеют:

• прозрачность (из-за смешения при наложении красок);

• печатно-технические свойства, такие, как консистенция, степень закрепления, блеск, склонность к эмульгированию (взаимодействие краски и увлажняющего вещества), поведение в стапелях и прочность материала на истирание;

• закрепление на запечатываемой поверхности и наложение красок, в особенности при печати "сырое по сырому".

Для решения этих вопросов в офсетной печати используется целый спектр различных классов красок.

Универсальные или стандартные краски. Имеют универсальное применение в однокрасочных и многокрасочных листовых офсетных машинах. Они соответствуют нормальным требованиям к глянцу и прочности материала на истирание и высыхают путем впитывания (физический способ) и окисления (химический способ). Применение на натуральной бумаге и мелованных сортах. Инфракрасное излучение и горячий воздух могут ускорить окисление и впитывание красок.

Глянцевые или высокоглянцевые краски. Печатные краски, которые позволяют получить высокий глянец на мелованной бумаге. Предпосылкой для этого является применение глянцевой и высокоглянцевой мелованной бумаги. Высыхание происходит посредством впитывания или окисления. Инфракрасное излучение и горячий воздух могут ускорить окисление.

Печатные краски с хорошей устойчивостью к истиранию. Серии печатных красок, устойчивых к истиранию, особенно используются для печати на упаковке и на матовых мелованных бумагах. Высыхание происходит благодаря быстрому впитыванию и быстрому окислению. Инфракрасное излучение и горячий воздух могут ускорить окисление и впитывание краски.

Печатные краски для офсетной печати без увлажнения. Печатные краски для офсетной печати без увлажнения, когда выполнены условия посредством поддержания определенной температуры красочного аппарата и использования соответствующих пластин. Использование печатных красок должно производиться без каких-либо печатных вспомогательных средств, так как изменение вязкости краски может привести к тенению. Краски очень похожи по составу на обычные офсетные краски.

Печатные краски без запаха. Серии печатных красок для печати на упаковке для пищевых продуктов. Они имеют специальную структуру связующего вещества, но по своим свойствам сравнимы с обычными печатными красками.

Краски для печати на фольге (пленке). Печатные краски, которые закрепляются только окислением и применяются для невпитывающих запечатываемых материалов (например, металлизированная бумага и полимерные пленки).

Краски Heatset, закрепляющиеся при нагревании, для рулонной офсетной печати. Печатные краски для рулонной офсетной печати с преимущественной сушкой горячим воздухом. Содержащиеся в связующих веществах минеральные масла специальных типов, которые испаряются и улетучиваются под влиянием горячего воздуха сушильного устройства. высыхание происходит в первую очередь физически. Для различных видов бумаги предлагаются соответствующие типы красок.

Краски Nonheatset, закрепляющиеся без нагревания, для рулонной офсетной печати. Обычно используются при печати на сильно впитывающих, немелованных сортах бумаги. Печатание такими красками на мелованной бумаге обычно не удается из-за осыпания пигмента. Эти краски для рулонной офсетной печати в книжно-журнальном и газетном производстве содержат пигмент, связующее и минеральное масло. Черные краски включают сажу и подцветку. Введение последней диктуется тем, что сажа сама по себе имеет коричневатый оттенок, для нейтрализации которого обычно используется основной лак (голубой или фиолетовый).

Краски Coldset, отверждающиеся при охлаждении, для рулонной офсетной газетной печати. Специальные печатные краски для печати на газетной бумаге. Они состоят из комбинации различных минеральных масел и /или растительных масел, пигмента (особенно сажи) и различных вспомогательных веществ, таких, как воски, смачивающие вещества, минеральные наполнители, совместимые с маслами гелеобразующие вещества. Эти вспомогательные вещества должны обеспечивать выполнение специальных требований к качеству (например, хорошая текучесть) и предотвращать отмарывание и пробивание краски на оборотную сторону бумаги. Рулонные офсетные печатные краски для газетной печати высыхают только физически путем впитывания в бумагу.

УФ-краски. Частое применение в упаковочной и этикеточной печати. Материал красочных валиков должен быть подобран так, чтобы избежать отрицательного влияния на них при использовании специальных компонентов УФ-красок, особенно при смене режима работы. Кроме того, следует использовать только соответствующие смывочные растворы. На печатные формы ограничений практически нет. Для офсета без увлажнения также применяются УФ-краски.

Гибридные краски. Слово "гибрид" латинского происхождения и означает смесь из двух различных компонентов. Упрощенно это означает, что эти краски базируются на печатных красках на основе минеральных масел (традиционные краски) с незначительной (не более 20-25%) УФ-частью. Они высыхают как окисляясь, так и под воздействием УФ-света. Сама технология процесса использования гибридных красок достаточно проста и легко объяснима. Гибридные краски наносятся так же, как и обыкновенные краски, на запечатываемый материал. После того как все краски нанесены, вслед за последней печатной секцией располагается сушильное устройство (промежуточная сушка), после чего наносится УФ-лак и производится окончательная сушка готовой продукции в сушильном устройстве, оснащенном УФ-излучателем.

Металлические краски. "Золотые" и "серебряные" краски изготавливаются из порошков бронзы и алюминия, благодаря которым красочный слой приобретает металлический блеск. Однако при печати металлизированными красками офсетным способом необходимо знать и учитывать целый ряд особенностей, связанных со свойствами красок, с взаимодействием краски с увлажняющим раствором и бумагой, с влиянием окружающей среды (температура и влажность в помещении) и с некоторыми другими факторами.

Общие требования: температура 20-22°С, влажность - не выше 50-60 %. Независимо от вида выполняемой работы, необходимо строго выдерживать данные показатели.

Используется только качественные мелованные сорта бумаги и картона.

Краски для печати по металлу. Продукция из металлов запечатывается способами плоской офсетной печати и высокой офсетной печати. Офсет в данном случае необходим потому, что жесткая и несжимаемая жесть исключает возможность печатания непосредственно с металлических форм. Резиновое офсетное полотно идеально подходит для передачи изображения с печатной формы на поверхность металла. Металлический лист подается в печатную машину, запечатывается и проходит через длинное высокотемпературное сушильное устройство. Таким образом обрабатывается материал для большинства металлических контейнеров.

Краски для печати на пластмассе. Краски для печати на пластиках или покрытой слоем пластмассы бумаге иногда называют коллодийными красками, потому что они используются для запечатывания нитроцеллюлозных покрытий. Полимерные пленки легче запечатывать, применяя способы глубокой и флексопечати, а не офсетной. Тем не менее, полимерные пленки или, что более распространено, покрытая слоем полимера бумага, иногда запечатываются способом плоской офсетной печати. Обычно используются краски с большим содержанием твердых частиц. УФ-краски также применяются для печати на пленках и фольгах.

. Печатные краски для глубокой печати

Существенные различия между красками глубокой и офсетной печати заключаются в вязкости. В глубокой печати требуется жидкая краска, которая при высокой скорости печати может заполнять ячейки форм.

По технологическому способу составление и изготовление печатных красок глубокой печати проще, чем офсетных. Ассортимент очень большой: например, есть краски, с помощью которых наносится красочный слой более 2 мкм, а также краски со специальными металлическими пигментами и др. Химическая рецептура красок в связи с прямым переносом на запечатываемый материал допускает принципиально большие возможности варьирования состава.

Толуольные краски для глубокой печати (с регенерацией растворителя) будут продолжать доминировать в производстве издательской продукции до тех пор, пока регулирующие законы охраны окружающей среды, будут разрешать широкое использование толуола. Если же это будет неприемлемо, то можно будет использовать краски на водной основе, они сохнут медленнее, взаимодействуют с бумагой и дороже толуольных красок.

Краски для глубокой печати содержат летучие (низкокипящие) растворители, которые легко испаряются при сушке оттисков. Они не должны содержать грубых частиц, обладающих абразивным действием.

Содержание пигмента в красках для глубокой печати меньше, чем в красках для высокой, офсетной или флексопечати, т.к. толщина красочного слоя в глубокой печати больше. Эта более толстая красочная пленка в тенях изображения способствует тому особому глянцу, который характеризует "гравюрное качество".

Краски для глубокой печати обычно классифицируют в соответствии с их назначением и составом. Например, краски типов А, В, Р, W используются в издательской печати, а от С до Х в производстве упаковки. Любая из этих красок может включать в свой состав воск или синтетическую смолу для достижения устойчивости к стиранию или другие добавки для обеспечения особых свойств.

Краски для глубокой печати на водной основе. Краски на водной основе широко используются в упаковочном производстве, почти все подарочные упаковки печатаются этими красками. Вода не требует вложений и не создает проблем для окружающей среды.

Типичные составы красок для глубокой печати

• краска общего назначения.

• Краска для упаковки.

• Краска для изданий (каталоги и пр.)

• Краска на водной основе для изданий.

Растворители имеют особенно большое значение при составлении красок для глубокой печати. Они обеспечивают низкую вязкость, с их помощью можно изменять также концентрацию пигментов или оптическую плотность краски. При выборе растворителя важны следующие параметры:

• температура кипения;

• температура испарения;

• температура возгорания;

• порог взрыва;

• наличие запаха;

• мероприятия по охране труда;

• экологическая совместимость.

Для печати иллюстраций и упаковки применяют совершенно различные растворители в связи с различными требованиями к современной упаковке. Важнейшие типы растворителей для печати иллюстраций следующие:

• толуол (чистый толуол с содержанием бензола <0,3 %);

• ксилол;

• бензины (из-за опасности возгорания во многих государствах запрещены к использованию).

Толуол - это продукт нефтехимии, бесцветная горючая жидкость. Являясь идеальным растворителем для используемых компонентов связующего (которые обволакивают пигменты), высыхает при сравнительно невысоких затратах энергии. Отработанный толуол может регенерироваться с очень высоким выходом в устройствах для его извлечения. Толуол может производиться в больших количествах.

Ксилол химически близок толуолу. Но так как он медленнее испаряется, то находит сегодня незначительное применение в иллюстрационной глубокой печати.

Важнейшие растворители для глубокой печати на упаковках:

• этиловый спирт;

• этилацетат (уксусный эфир);

• вода (также совместно с органическими растворителями, такими, как, например, спирты).

Разбавляемые водой печатные краски в глубокой печати при производстве иллюстраций играют второстепенную роль.

Для выполнения особых, причем дифференцированных требований к упаковке (например, никакой реакции с упакованным продуктом или впитывания запаха), применяют печатные краски, содержащие различные органические растворители. Однако их использование значительно меньше, чем неорганических растворителей.