Лако-красочные материалы — производство

Рецептура печатной краски определяется условиями ее приме­нения: скоростью работы печатной машины, свойствами бумаги, а также специфическими требованиями, предъявляемыми к гото­вому оттиску (степенью глянца, прочностью к истиранию, стойко­стью к воздействию различных сред и т. д.).

Основными компонентами печатной краски, определяющими ее печатно-технические и эксплуатационные свойства, являются пиг­мент и связующее. Главное назначение пигмента — это придание краске определенных колористических свойств. В ряде случаев вы­бор типа пигмента определяется назначением краски. Так, для печатания плакатов могут быть использованы только светопрочные пигменты, для стерилизуемой продукции — пигменты, стойкие к длительному воздействию тепла и влаги. Краски, обладающие по­вышенным блеском, также требуют использования определенного типа пигментов.

Концентрация пигмента в краске зависит в первую очередь от свойств бумаги: чем выше гладкость бумаги, тем более тонкими слоями осуществляется печатание, тем интенсивнее по цвету долж­на быть применяемая краска. Обычно концентрация пигмента в красках для высокой и офсетной печати составляет при печатании на газетной бумаге до 15%; на мелованной бумаге до 20—25%; на мелованной бумаге повышенной гладкости 25—30%.

При выборе величины концентрации необходимо учитывать так­же, что пигмент является наиболее дорогостоящим компонентом краски и увеличение его содержания приводит к повышению ее стоимости.

Рабочие свойства печатных красок определяются составом свя­зующего и свойствами входящих в него компонентов. Современное связующее представляет собой сложную систему, включающую четыре основных компонента: твердую и алкидную смолы, мине­ральное и растительное масла. Состав и свойства компонентов свя­зующего и их соотношение выбираются в зависимости от назна­чения краски и требуемого характера ее закрепления на бумаге (впитывание, окислительная полимеризация, испарение раствори-

Теля и т. д.). В связи с этим различают следующие типы рецептур красок для высокой и офсетной печати.

Краски для ролевых ротационных машин. Для этих машин ха­рактерны высокие скорости печатания и использование самых де­шевых впитывающих бумаг. Основное требование к краскам такого типа — быстрое первоначальное закрепление, исключающее воз­можность отмарывания. Это достигается путем использования в качестве основного компонента связующего раствора твердой смо­лы в минеральном масле и растворителе.

Так как крупные поры немелованной бумаги фактически не от­фильтровывают связующее, а впитывают краску целиком, скорость впитывания регулируется снижением вязкости краски. Низкая вязкость краски, кроме того, обеспечивает нормальный ее перенос в условиях высоких скоростей.

Основное требование к смолам, используемым в составе такого типа красок, — хорошая растворимость в минеральном масле. Не­достаточная растворимость может вызвать высаждение смолы при хранении краски. Этому требованию полностью отвечают смолы типа эфиров димеризованной канифоли и в некоторых случаях эфиры малеинизированной канифоли. Следует иметь в виду, что хорошая растворимость достигается при определенном соотноше­нии твердой смолы и минерального масла. Чрезмерное разбавле-. ние краски перед печатанием может привести к нарушению ее стабильности.

Частицы пигмента крупного размера могут удерживаться бо­лее крупными порами бумаги и отделяться от основной массы связующего. В этом случае для обеспечения прочного закрепления пигмента в краску вводят до 10% смачивающего агента — высоко­вязкого алкида и высыхающего растительного масла.

Введение алкида способствует также повышению растворимо­сти твердых смол, входящих в рецептуру краски, и повышению ее стабильности. Это свойство алкидов наиболее важно и интересно, оно основывается на так называемом принципе занятого простран­ства, сущность которого заключается в следующем.

Дисперсия смолы в масле сопоставляется с системой из малень­ких намагниченных шариков, помещенных внутри вогнутой вибри­рующей поверхности. При увеличении числа колебаний мембраны энергия свободного движения шариков превышает силу их взаим­ного притяжения и вызывает явление, сходное с образованием дис­персии. При уменьшении числа колебаний мембраны наступает момент, когда магнитные силы притяжения превосходят внешнюю силу вибрации и шарики сцепляются в компактную массу — агло­мерат. Если в эту систему ввести ферритовый цилиндр, шарики не смогут слипнуться между собой из-за препятствия, которое воз­никло между ними.

Аналогичное явление происходит в растворе твердой смолы в минеральном масле. Высокая температура при изготовлении рас­твора увеличивает скорость движения молекул растворителя и при­водит к образованию дисперсии. Снижение температуры ведет к превышению сил притяжения и высаживанию смолы. Введение в систему смола—масло небольшого количества алкидной смолы, молекулы которой занимают большой объем, препятствует обра­зованию агломератов и высаждению смолы из раствора.

Закрепление красок, предназначенных для печатания на роле­вых машинах с сушильным устройством, происходит за счет испа­рения низкокипящих и впитывания высококипящих компонентов связующего. При этом растворитель с низкой температурой кипе­ния хорошо растворяет твердую смолу, а растворитель с высокой температурой кипения — плохо. Для того чтобы можно было регу­лировать скорости испарения и впитывания, необходимо использо­вать растворители с узкими температурными пределами кипения и смолы с избирательной растворимостью в этих растворителях. Появление материалов, соответствующих этим требованиям, по­зволило полностью решить проблему красок, закрепляемых теплом.

Краски для листовых машин. Эти краски предназначены для печатания на мелованных и немелованных бумагах: они относятся к категории так называемых двухфазных красок, закрепление ко­торых происходит как путем впитывания, так и за счет окисли­тельной полимеризации связующего. Связующее должно быть по­добрано таким образом, чтобы удержать пигмент и смолу на по­верхности бумаги и обеспечить удаление из красочной пленки всего минерального масла, вводимого в рецептуру для создания требуемых рабочих свойств краски (вязкости, липкости).

Компоненты связующего должны обладать избирательной спо­собностью впитываться. Минеральное масло должно иметь низ­кую растворяющую и смачивающую способность по отношению к смоле и пигменту. Это облегчает отдачу растворителя, обеспечи­вает полное его впитывание в бумагу и ускоряет высаждение смо­лы на оттиске. Тем самым обеспечивается требуемая скорость пер­воначального закрепления краски на оттиске, уменьшается опас­ность отмарывания и склеивания оттисков в стопе. С другой сто­роны, увеличивается возможность высаждения смолы при хране­нии краски или при ее разбавлении перед печатанием.

При печатании на немелованных бумагах в процессе закреп­ления не наблюдается избирательного впитывания красок. Лучшие результаты дает использование в составе красок масла типа транс­форматорного и специального растворителя для печатных красок РПК-280. Растворитель РПК-280, разработанный институтом УКРГНИПИ нефтехим (г. Львов) совместно с Центральной завод­ской лабораторией Московского завода полиграфических красок № 2, умеет изкие пределы кипения и строго определенное содер­жание ароматики.

В качестве твердых смол в красках такого типа используют модифицированные канифолью фенольные смолы на основе дифе — нилолпропана и паратретичного бутилфенола, а также пентаэри — тритовые эфиры малеинизированной канифоли. Для обеспечения

Большей точности в передаче растровой точки дополнительно ис­пользуют циклокаучук.

В состав связующего краски входят также высоковязкий ал- кид и высыхающее растительное масло. Назначение алкида—улуч­шать смачивание пигмента и сообщать краске необходимые рабо­чие свойства: текучесть, блеск и т. д. Наибольшее применение находят алкид изофталевый, модифицированный подсолнечным маслом (в черных красках), и алкид ортофталевый, модифициро­ванный льняным маслом (в цветных красках). Следует иметь в виду, что избыток алкида в составе краски может привести к значительному увеличению растворимости твердой смолы и, как следствие, к повышению липкости и степени отмарывания краски.

Из растительных масел наиболее широко применяется рафи­нированное отбеленное льняное масло. В некоторых случаях для повышения прочности оттиска к истиранию и царапанию в рецеп­туру краски вводят добавки тунгового масла.

Краски для высокогладких бумаг представляют наибольшую сложность с точки зрения построения их рецептуры. Это вызвано специфической особенностью высокогладких бумаг с синтетиче­ским покрытием: низкой пористостью, недостаточной даже для впи­тывания масел, входящих в состав красок. А это способствует повышенному отмарыванию оттисков и склеиванию их в стопе. Следовательно, при работе с высокогладкими бумагами требуется нанесение краски очень тонким слоем, что в свою очередь вызы­вает необходимость увеличения интенсивности красок, повышения содержания в них пигмента. При этом затрудняется задача обес­печения необходимых рабочих свойств краски — хорошего враще­ния, раската, равномерного нанесения на форму, перехода с фор­мы на бумагу и особенно достаточного блеска.

Краски для высокогладких бумаг по своему составу значитель­но отличаются от красок других типов. Если связующее красок для обычных мелованных бумаг может содержать до 20% алкида, до 10% минерального масла, 25—30% твердой смолы и 40—45% растительного масла, то в красках для мелованных бумаг повы­шенной гладкости содержание этих компонентов составляет соот­ветственно 10, 15, 30 и 30%.

Минеральные масла в этих красках полностью заменены низ­ковязкими растворителями типа РПК-240 и РПК-280. Твердые смолы должны обладать минимальной растворимостью в маслах. В связи с этим краски не рекомендуется разбавлять минеральны­ми маслами во избежание высаждения смолы.

Для повышения прочности высохшей пленки к истиранию в со­став краски вводят специальные добавки на основе низкомолеку­лярного полиэтилена, а также добавки, препятствующие отмары­ванию оттисков в стопе.