на главную
о журнале
содержание
архив номеров
старый архив
подписка
поиск по сайту
наш адрес

Флексо плюс №3
июнь, 2004

Некоторые статьи из журнала Флексо Плюс №3-2004
Джон Килбо Флексографская печать на термоусадочной
пленке радикальными УФ-красками
Основные типы красок для флексографской и глубокой печати
Антон Коваль Малые тиражи этикеток и цифровая печать
Дмитрий Белкин Типоофсет:
специфика технологии и приемы допечатной подготовки
авторам реклама перепечатка
начинающему флексографу

Основные типы красок для флексографской и глубокой печати и их использование в производстве упаковочных материалов

Разнообразие ассортимента современных жидких красок для флексографии и глубокой печати ставит перед технологом на упаковочном предприятии нелегкую задачу: какие краски выбрать - спирто -, водоразбавляемые или УФ-отверждаемые. У каждого типа красок, безусловно, есть свои преимущества и недостатки. О них, а также о новых разработках в этой области читайте в статье.

В. Каплин,
руководитель департамента флексоматериалов ООО «Зифлекс»

В последние годы значение флексографской печати в производстве упаковки заметно выросло. Применение новейших технологий и ноу-хау способствует повышению качества печати, а работа по стандартизации в области упаковки сокращает время, затрачиваемое на изготовление тиражей, и повышает рентабельность производства.

Фирма Siegwerk Druckfarben - производитель высококачественных печатных красок - регулярно проводит научно-исследовательские работы, что позволило предприятию создавать продукцию, отвечающую самым современным требованиям. Пристальное внимание, особенно в последние годы, в компании уделяют экологическому аспекту - широко используется модифицированное растительное сырье, а отдельные традиционные ингредиенты постепенно выходят из употребления, а также вопросам по охране труда и безопасности продукции. Компания строит деятельность таким образом, что это влияет на развитие и прогресс отрасли в целом. При возникновении вопроса о снижении эмиссии растворителей неизбежно приходится решать, насколько возможен с технической и целесообразен с экологической точек зрения переход от красок на основе растворителей к краскам, содержание растворителей в которых весьма незначительно, поэтому в качестве альтернативы часто рассматриваются водоразбавляемые краски и краски УФ-отверждения.

Структура красок для флексографской и глубокой печати

Краски на основе растворителей и водоразбавляемые краски на 40–60% состоят из соответствующих органических растворителей или воды. К прочим составляющим относятся связующие (15–25%), красящие вещества (10–15%) и добавки (5%). Краска УФ-отверждения не содержит растворителей и состоит из четырех компонентов: связующее (55–80%), красящее вещество (10–20%), фотоинициаторы (5–15%) и добавки (5–10%).



Состав спирто- и
водорастворимых красок


Состав УФ-красок
.

Рис. 1. Структура общеизвестных красок

Наиболее распространенными растворителями являются спирты (этанол, изопропанол), производные гликолей (этоксипропанол, метоксипропилацетат), кетоны (ацетон, метилэтилкетон), углеводороды (бензин, циклогексан) и эфиры (этилацетат, изопропилацетат). Водоразбавляемые краски наряду с водой часто содержат незначительное количество (0–5%) спирта (этанол или изопропанол).

Краски на основе растворителей содержат наибольшее количество разнообразных типов связующего: природные смолы (шеллак), модифицированные природные смолы (нитроцеллюлоза, канифоли, алкидные смолы) и искусственные смолы (полиамиды, сополимеры винила, полиэфиры, полиуретан, кетоновые смолы).

В качестве связующего для водоразбавляемых красок применяют главным образом кислые смолы (акрилаты, полиакрилаты, в редких случаях малеинаты либо уретан) или водные дисперсии кислых смол. Кислые смолы не растворимы в воде, поэтому их необходимо переводить в водоразбавляемую форму с помощью омыления в аммиаке или аминах. Водные дисперсии после нанесения краски высыхают значительно быстрее смол, однако растворенные в воде смолы лучше работают в процессе печати, поскольку вновь размягчаются свежей краской.

Среди УФ-красок чаще остальных используют краски с радикальным механизмом отверждения. В них в качестве связующего компонента добавляют акриловые эфиры, которые в зависимости от молекулярного веса подразделяются на высоковязкостные олигомеры и низковязкостные мономеры. Важнейший компонент УФ-красок - фотоинициаторы. Это низкомолекулярные соединения, которые при воздействии УФ-излучения распадаются на реактивные свободные радикалы и способствуют началу реакции сшивки связующего - радикальной полимеризации.

Во всех трех типах красок обычно применяют идентичные красящие вещества (органические и неорганические, а также металлические, перламутровые, люминесцентные пигменты) и добавки. Что касается добавок, то они упрощают производство, повышают технологичность жидких красок в печатной машине и придают необходимые свойства высохшей красочной пленке.

Применение

Краски на основе растворителей в отличие от УФ- и водоразбавляемых красок практически универсальны. Материалы с самыми различными свойствами и химической структурой, такие как бумага, картон (впитывающие подложки), алюминиевая фольга и большой спектр пленок (невпитывающие подложки) могут запечатываться ими как фронтальной, так и межслойной печатью. Применение красок на основе растворителей обеспечивает все необходимые стойкостные характеристики оттиска.

Водоразбавляемые краски по сравнению со спирторазбавляемыми обладают узким спектром исходного сырья, а также низкой скоростью высыхания оттиска, поэтому их область применения довольно ограничена. Кроме того, теплота испарения воды гораздо выше, чем у органических растворителей, поэтому водные краски сохнут медленнее спирторазбавляемых.

Использование водоразбавляемых красок при печати по бумаге и картону не сказывается на скорости работы машины, так как в процессе высыхания вода не только испаряется, но и впитывается самим материалом. Именно поэтому водоразбавляемые краски применяют преимущественно для печати по гофрокартону, а также в производстве бумаги для упаковки подарков, обоев, салфеток, упаковки соков, моющих средств и сигарет.

При печати по невпитывающим подложкам важно помнить, что водоразбавляемые краски используют главным образом для маркировки колбасных оболочек из полиамида, гидрата целлюлозы и печати по напыленным поливилиденхлоридом (PVdC) пленкам, а также по полиэтилену в производстве пакетов и мешков для тяжелых грузов.

Водные краски практически не применяют для печати по алюминию и металлизированным пленкам из-за низких адгезионных свойств этих материалов. Кроме того, при печати к красочной системе предъявляются специальные требования - высокая степень адгезии при кашировании, устойчивость к термосвариванию и стерилизации, глубокой вытяжке или к воздействию воды либо перекиси водорода, - которые в большинстве случаев водные краски обеспечить не могут.

Краски УФ-отверждения используют для печати по впитывающим и невпитывающим подложкам. Их отличает отличное качество печати, высокий глянец, высокая механическая и химическая устойчивость. Как правило, применяют УФ-краски при печати этикеток из бумаги и полиолефиновых пленок, печати на тубах, картоне, бумажных и полиэтиленовых пакетах, изготовлении этикеток из ОПП, печати на технических пленках, а также на алюминиевых платинках для молочных продуктов и кормов для животных.

Для печати по материалам, подлежащим ламинированию, ни УФ-, ни водоразбавляемые краски не применяют из-за отсутствия необходимых стойкостных характеристик. Исходя из сказанного, использование этих красок для печати в секторе упаковки практически невозможно. Хорошей альтернативой металлическим емкостям по экономии, цене, весу и экологическим показателям служат напольные емкости из ламината, состоящего из ПЭТФ/алюминия/ПП (бочки для сухих и жидких продуктов). Это новейшая разработка, гибкий материал, подходит для запечатки флексографским способом и применяется для упаковки больших объемов сыпучих и жидких продуктов. Таким образом, бережное отношение к природным ресурсам не противоречит использованию красок на основе растворителей, без которых трудно представить многие инновационные разработки.

Другой, пока еще не решенной, является проблема возникновения запахов, что в значительной степени ограничивает применение УФ-красок, особенно в производстве упаковочных материалов с повышенными органолептическими характеристиками. Запахи вызваны наличием продуктов расщепления фотоинициаторов, а также летучих, то есть не связанных в красочной пленке, остатков красок.


Комментарий автора

УФ-краски для пищевой и гигиенической упаковки

Примером решения проблемы возникновения запахов при использовании УФ-красок является разработанная фирмой Siegwerk новая серия Z-UV 42 SR. Краски этой серии не только обладают минимальным собственным запахом, но и объединяют в себе преимущества красок с радикальным механизмом затвердевания и технологические свойства.

Серия нашла применение в таких важных и постоянно расширяющихся секторах рынка, как продукты питания, фармакология и гигиена. При печати по соответственно обработанной алюминиевой фольге краски серии Z-UV 42 SR демонстрируют чрезвычайно высокую устойчивость к перекиси водорода. Это свойство особенно важно в тех случаях, когда запечатанная фольга перед дальнейшей обработкой, например, перед холодной сваркой упаковок с пищевыми продуктами, дезинфицируется перекисью водорода. Данная технология широко используется, в частности, в производстве упаковки для молочных продуктов, и здесь наиболее оптимальным решением как раз и являются краски серии Z-UV 42 SR.

Защита окружающей среды и охрана труда

Краски на основе растворителей содержат легколетучие органические соединения, эмиссия которых не должна превышать установленные нормы. Это вполне достижимо с помощью герметизации красочных аппаратов и установки систем очистки отводимого воздуха.

Использование водоразбавляемых красок с незначительным содержанием спирта установки таких систем не требует. Но поскольку в процессе печати происходит выделение аммиака, необходимо наличие приточно-вытяжной вентиляции.

Если же содержание спирта в воздушных выбросах превышает определенное пороговое значение, то оборудование должно быть оснащено соответствующей системой очистки.

При использовании красок УФ-отверждения проблема эмиссии растворителей, разумеется, не возникает. Это позволяет экономить средства на установку систем очистки отводимого воздуха и систем взрывозащиты самих печатных машин. Кроме того, снижается потребность в производственных площадях по сравнению с традиционными печатными машинами. Проблема содержания остаточного растворителя в готовой печатной продукции - также как и при использовании водных красок - перестает быть актуальной.

Комментарий автора

Качество - залог оптимизации печатного процесса

Фирмой Siegwerk разработана новая серия красок ZWPT 76, предназначенная для печати по бумаге и тисью. Они обладают высокими технологическими свойствами, интенсивностью и устойчивостью к истиранию. Запах красок сведен к минимуму, что позволяет производить продукцию, обладающую не только высокими оптическими свойствами, но и удовлетворяющую самым взыскательным требованиям потребителей. При этом товары, предназначенные для устранения всевозможных загрязнений (салфетки, носовые платки, кухонные полотенца и др.), запечатанные красками серии ZWPT 76, обладают высокой стойкостью к воздействию различного рода сред: воде, жирам, пищевым маслам, а также к слабокислым или щелочным продуктам. Кроме того, краски серии имеют весьма незначительную склонность к осаждению, что сокращает время, необходимое на очистку оборудования, способствует оптимизации процесса печати и помогает заказчикам сэкономить затраты на производство.

Эмиссия растворителей при очистке оборудования характерна для всех красочных систем. Ее можно минимизировать, например, за счет использования герметично закрытых емкостей для хранения остатков красок.

Утилизация непригодных к дальнейшему использованию остатков растворителей и смывок может осуществляться с помощью установок регенерации, если уровень содержания растворителей достаточен для процесса дистилляции. В иных случаях остатки красок и дистиллятов утилизируются как специальные отходы.

Непригодные к дальнейшему использованию УФ-краски уничтожаются термическим способом в специальных установках сжигания.

Утилизация водоразбавляемых красок и смывок в этом отношении гораздо сложнее и связана с более высокими затратами. Широко распространенная физико-химическая технология утилизации основана на том, что сначала растворенные остатки красок осаждаются путем введения солей металлов при определенном значении рН и отфильтровываются. Затем осажденный продукт утилизируют как специальные отходы, а фильтрат и соответствующим образом проверенная вода отводятся в канализацию.

Энергозатраты на сушку водоразбавляемых красок в процессе печати из-за низкой летучести воды неизмеримо выше, чем у спирторазбавляемых или УФ-красок.

В производстве красок на основе растворителей и водоразбавляемых красок нередко используется натуральное или модифицированное растительное сырье, что значительно повышает их экологичность, в то время как с УФ-красками это практически невозможно.

В табл. 2 собраны критерии, необходимые для оценки трех красочных систем.

Перспективы

В последние годы отмечают увеличение доли водоразбавляемых и УФ-красок в производстве упаковочных материалов. Однако если говорить об изготовлении устойчивых к воздействию различных факторов ламинатов, то альтернативы краскам на основе растворителей с технической точки зрения пока не существует.

Все типы красок для флексографской и глубокой печати имеют свои преимущества и недостатки. Тем не менее, современный уровень техники позволяет соблюдать все требования законодательства при их использовании.

В частности, деятельность фирмы Siegwerk Druckfarben направлена в первую очередь на разработку новых и оптимизацию уже существующих рецептур, а также расширение выбора красочных систем с учетом очень многих, иногда взаимоисключающих факторов, необходимых для производства качественных упаковочных материалов. Создание новейших технологий, ноу-хау, творчество и инновационное мышление стоят на первом плане в решении этих задач, что позволит и в будущем ожидать новых мощных импульсов в развитии полиграфии.



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»