краски

УФ-краски: радикальные или катионные?

Сегодня к упаковке и этикетке предъявляется все больше требований по дизайну, оформлению, а также качеству печати - яркости, насыщенности и глянцу. Известно, что качество печатной продукции определяется многими факторами, но в первую очередь печатными красками. И именно благодаря краскам можно достичь необходимой яркости, проработки тонов и насыщенности цветов. Высокие качественные характеристики упаковки и этикетки обеспечиваются применением красок, отверждаемых под действием УФ-излучения. В данной статье подробно рассмотрена сама технология УФ-отверждения, типы и характеристики УФ-отверждаемых красок, а также их компоненты.

Дмитрий Токманцев,
технический специалист
компании «ЯМ Интернешнл»


Рис. 1. Подавляющее большинство производителей машин
для печати УФ-красками выпускает только узкорулонные
машины. Итальянская фирма Carint-Cargraf - одна из
немногих, кто выпускает широкорулонные УФ -
флексографские машины. На фото - модель Dracoflex

Прежде чем начать разговор об УФ-красках, выделим основные их особенности:

  • короткое время высыхания;

  • постоянная вязкость в процессе печати вследствие отсутствия растворителя;

  • наилучшая адгезия к различным трудно запечатываемым пленочным материалам;

  • максимальная устойчивость оттисков к световому, химическому и физическому воздействиям;

  • отсутствие засыхания краски в печатной секции без воздействия УФ-лучей.

Оттиску, запечатанному УФ-красками, можно придать великолепный блеск с помощью отделки УФ-лаками. Они обеспечивают наиболее высокий глянец среди всех применяемых в полиграфии лаков, кроме того, имеют самое короткое время высыхания.

С ламинацией или без?

УФ-краски применяются в основном в узкорулонной (до 600 мм) флексографии для выпуска этикеточной и упаковочной продукции, что обусловлено прежде всего экономическими факторами. На широкорулонных машинах (свыше 600 мм) используются водные и спиртовые краски (они дешевле более чем в два раза). Оттиски, запечатанные красами на основе растворителей, имеют не самые высокие показатели химической и механической стойкости, и для придания конечному продукту более высоких потребительских свойств их часто подвергают ламинированию (припрессовке другого пленочного материала).


Рис. 2. Спектр УФ-лампы

Только УФ-краски придают оттискам на пленке высокую стойкость к влиянию света, влаги, различным химическим растворителям, механическому воздействию и т. д. Только УФ-краски могут позволить отказаться от ламинирования при изготовлении различной упаковочной продукции. Отсутствие операции ламинирования и применения специальных ламинаторов позволяет значительно упростить процесс и снизить затраты на выпускаемую продукцию, так как суммарные затраты на использование УФ-красок в итоге оказываются ниже, чем при печати водными или спиртовыми красками с последующим ламинированием.

Закрепление УФ-красок на оттиске происходит практически мгновенно за счет реакции фотополимеризации. УФ-краски не содержат растворителя и состоят в основном из связующего (65–70%), пигмента (20–25%) и различных добавок, регулирующих печатно-технические и потребительские свойства (5–10%).


Рис. 3. Образцы флексографской печати красками MIRAGE
Quartz, изготовленные на зарубежных и российских
предприятиях. Британская компания MIRAGE -
единственный в мире производитель катионных
УФ-красок для высокой печати

К недостаткам этих красок стоит отнести их относительно высокую стоимость (что связано прежде всего с пока относительно небольшой долей их использования в общем объеме потребляемых красок), а также образующийся при работе УФ-ламп озон. Для его удаления печатная машина должна иметь фильтры и вытяжную систему. Некоторые типы ламп благодаря водяному охлаждению и определенному составу излучения образуют минимальное количество озона (например, лампы фирмы Ushio, устанавливаемые в узкорулонных флексографских машинах и машинах высокой печати Ko-Pack, образуют минимальное количество озона - в пределах ПДК).

В модулях УФ-сушки печатных машин применяются либо ртутные, либо специальные галогенные лампы. Пример спектра УФ-ламп - на рис. 2. Мощность этих ламп должна составлять порядка 100–200 Вт/см2. Точное значение зависит от характера печатаемого изображения, скорости машины и свойств используемых красок и запечатываемых материалов. Отверждение красок происходит менее чем за 1 с, что позволяет без проблем достигать скорости печати 200 м/мин и выше.

Распределение эмиссии в спектре показывает, на какую длину волны приходится наибольшее по мощности излучение УФ-лампы. Как видно, максимум мощности падает на диапазон 340–360 нм.

Два типа полимеризации

Существуют два принципиально различающихся вида реакции фотополимеризации - радикальный и катионный, и два типа УФ-отверждаемых лакокрасочных материалов - с радикальным и катионным механизмами отверждения.

При радикальном механизме отверждения фотоинициатор поглощает свет и генерирует свободные радикалы; при катионном образуются катион и анион, которые выполняют функции свободных радикалов. В качестве связующего (ФПК) в радикальных лакокрасочных материалах применяются акрилаты (олигоэфир- или олигоуретанакрилаты), а в катионных - в основном эпоксидные смолы.

Наиболее широкое распространение получили радикальные материалы. Это связано с их меньшей стоимостью по сравнению с катионными. Однако у радикальных материалов имеется и ряд существенных недостатков:

  • недостаточная адгезия и стойкость на истирание, особенно при запечатывании различных пленочных материалов для изготовления колбасной оболочки (например, полиамида);

  • наличие остаточного запаха - существенное препятствие к их использованию для печати пищевой упаковки;

  • деформация пленочных материалов типа термоусадочного ПВХ при УФ-сушке.

Эти недостатки полностью отсутствуют у катионных УФ-материалов.

Более детальное сравнение радикальной и катионной систем на примере флексографских красок УФ-отверждения приводится в таблице. Как видно из нее, радикальные краски обеспечивают качественную печать при невысокой стоимости. Однако для достижения оптимальных печатно-технических и потребительских свойств целесообразно использовать УФ-краски катионного типа.

Комментарий редакции

Состав УФ-лаков и красок

Основной частью УФ-материалов является связующее (так называемая фотополимеризующаяся композиция - ФПК), которое и определяет сам факт отверждения краски под действием УФ-излучения и связанные с этим преимущества. Пигмент, как правило, идентичен используемым в других типах красочных систем (органические пигменты, а также сажа и диоксид титана для черной и белой красок).

Основными компонентами ФПК, оказывающими значительное влияние на печатно-технические характеристики и качество как красок, так и оттисков в целом, являются следующие вещества:

  • Мономер - органическое вещество, как правило, небольшой молекулярной массы и малой вязкости, которое зачастую используется в качестве растворителя или разбавителя в данных композициях.

  • Олигомер - органическое соединение с молекулярной массой, намного превышающей массу мономера. Представляет собой твердое вещество либо жидкость с большой вязкостью. Олигомер способен к полимеризации и сополимеризации с мономером. В основном именно природой олигомера определяются многие печатно-технические и потребительские свойства УФ-отверждаемых покрытий.

  • Фотоинициатор (ФИ) - органическое вещество, инициирующее реакцию полимеризации мономера и олигомера и обеспечивающее таким образом переход композиции из жидкого состояния в твердое, с пространственно-сетчатой сшитой структурой.



Дружественные типографии:
Издательство «Курсив»
129226, Москва, ул. Сельскохозяйственная, д. 17, к. 6
Тел/факс: (495) 617 6652 Site: www.flexoplus.ru
E-mail:
© 1997-2019 Издательство «Курсив»