Лако-красочные материалы — производство

Під час вибору ЗР до нього слід поставити низку вимог:

• добре змочувати ПЕф;

• забезпечити потрібну гідрофільність поверхні протягом усьо­го процесу друкування тиражу;

• зменшити депресування ДЕф;

• обмежити взаємодію з друкарською фарбою;

• хімічний склад розчину не повинен негативно впливати на папір, властивості фарб, ДФ та деталі друкарських машин;

• розчин має бути екологічно прийнятним.

Найважливішими показниками, які характеризують властивості

ЗР і тому активно впливають на ефективність зволоження та якість відбитків, є поверхневий натяг і кислотність (рН). Ці показники, у свою чергу, залежить від складових ЗР.

Основою розчину є вода. У принципі можна досягти добрих ре­зультатів, якщо для приготування ЗР використати, навіть без будь — яких інших складових, воду з водогону. Однак через високий по­верхневий натяг (72. .75 10-3 Н/м) кількість чистої води, потрібної для зволоження форм, буде значно більшою, ніж треба, щоб забез­печити гідрофільність ПЕф.

Значний вплив на властивості ЗР і, головне, на його буферність, а отже, на поведінку під час друкування має природа води, зокре­ма, її жорсткість. При концентрації гідрокарбонатів понад 250 мг/л різко зменшується буферна ємність ЗР. Жорсткість води понад 15 % (</ =0,178 мілімолів СаО на 1 л) зумовлює такі дефекти, як локаль­не несприйняття фарби поверхнею фарбових валиків та закочуван­ня фарбою валиків ЗА. За умови великої кількості кальцієвих або магнієвих сульфатів чи хлоридів у розчині можуть утворюватися не­розчинні жирні кальцієві або магнієві мила. Мило, що утворилося, осідає на формі, офсетному ГП, поверхні валиків. Щоб запобігти цьому, до розчину додають домішки, які нейтралізують мило.

Отже, спершу треба визначити хімічний склад вживаної води, а вже потім сферу її використання.

Ефективність ЗР пов’язана з наявністю в них різноманітних складових, причому їх уміст іноді досягає 20 % і більше. Спиртові та інші домішки до води створюють ПАР у ЗР. Основне їх призна­чення — знизити поверхневий натяг на межі контактних поверхонь ДЕф та ПЕф, валиків, циліндрів, ЗР і фарби. Під час зниження по­верхневого натягу завдяки кращому змочуванню збільшується по­дача ЗР до ДА, зменшується можливість затінювання форми, швид­ше виникає стабільна емульсія «ЗР — фарба».

Близькими є значення поверхневого натягу, які дають такі водяні розчини: 5%-й ізопропанолу: 2%-й бутадіолу-2; 1%-й бутадіолу-1; 0,5%-й метилбутанолу-4; 0,15%-й гексанолу-1. Рекомендується за­мість ізопропанолу вводити до ЗР етиленгліколь, силиконгліколь — ний співполімер і піногасник.

Виділяють три різновиди ПАР — аніоно-, катіоно — та неіоноак — тивні.

У молекулах аніоноактивних ПАР є гідрофобні частини та одна або кілька полярних груп, що дисоціюють у водяному розчині та створюють негативно заряджені довголанцюгові органічні іони, які зумовлюють їхню поверхневу активність. Проте використовувати у складі ЗР аніоноактивні ПАР не варто, оскільки ці речовини не­стійкі до кислотного середовища. До них зараховують похідні кар­бонових кислот, алкіл — та алкіларілсульфонати, сульфоетоксилати спиртів, алкідосульфонати.

Катіоноактивні ПАР — це речовини, які у водяному розчині дисоціюють, утворюючи поверхневоактивний катіон з гідрофобним ланцюгом. Аніонами, як правило, бувають галогени, однак існують аніони сірчаної та фосфатної кислот. До катіоноактивних ПАР за­раховують речовини, що містять азот, сполуки сульфонію та суль- фоксонію. їх наявність у розчині збільшує чутливість ДФ та швид­кість емульгування води у фарбі.

Найбільше зацікавлення для регулювання властивостей ЗР ста­новлять неіоноактивні (неіоногенні) ПАР. Поширеними різновида­ми ПАР є оксидоегиловані спирти, оксиетиловані алкілфеноли, алкі — ламіни, алкіланіди. Останнім часом поширилося використання ЗР, шо містять ізопропіловий спирт. Наявність спирту в розчині допо­магає помітно зменшити поверхневий натяг, при цьому не емуль­гується фарба та не затінюються форми. Зменшення поверхневого натягу’ ЗР дає змогу краще змочувати формну поверхню і наносити розчин трохи тоншою і більш рівномірною плівкою. Ізопропанол додають до розчину в кількості ЗО…50 %. Велика швидкість випа­ровування ізопропанолу сприяє зменшенню кількості ЗР, який пе­реносять на офсетне ГП, а потім на папір. Усе це стабілізує процес друкування і дає змогу обминути труднощі, зумовлені підвищенням вологості паперу. Швцоке випаровування ізопропанолу у ЗР дає як змащувач — зменшує тертя між зволожувальними валиками а також валиками, що наносять фарбу, та ДФ.

При невисокій швидкості друку (до 4 тис. відбитків/год) ефек­тивність таких домішок майже однакова. При збільшенні швид­кості змочуваність погіршується. Проте домішки на основі ізопро­панолу та неіоногенних ПАР і тут забезпечують високу стабільність.

Зменшення поверхневого натягу на межі «ЗР — фарба» може посилити емульгування фарби і зумовити затінення форми.

Визначаючи склад ЗР, насамперед виходять із потреби створи­ти буферну систему, яка б могла забезпечити стійкість розчину під час друкування.

Одним з основних компонентів ЗР є неорганічні електроліти (фосфорна кислота та її солі, біхромати, фероціанід калію тощо). Вони підвищують стійкість гідрофільних плівок на поверхні мета­лу. В разі застосування фосфорної кислоти та її солей гідрофілі — зацію поверхні пояснюють тим, що на поверхні металу утворюється міцна гідрофільна плівка з мінеральних солей. Ця плівка виникає внаслідок взаємодії металу з кислотою. Для процесу зволоження важ­ливою є концентрація кислоти у ЗР. Виявлено, що за недостатньої концентрації кислоти розчин для зволоження втрачає здатність охороняти ПЕф від забруднення фарбою. Якщо ж у розчині кон­центрація кислоти завелика, то це може призвести до корозії фор­ми та деталей обладнання. Це також негативно позначиться на ДЕф, які перестануть приймати фарбу, і тоді сповільнюється про­цес висихання фарб на відбитках.

Під час друкування руйнується гідрофільний шар. Щоб підтри­мати і відновити гідрофільні особливості та поверхні ПЕф, до скла­ду ЗР включають гідрофільні колоїди: №-КМЦ, гуміарабік тощо. Задля цього використовують ті колоїди, що застосовуються як ком­поненти для гідрофілізації поверхні форм (під час їх виготовлення). Проте, якщо до складу ЗР ввести гуміарабік, то це може оголити валики ФА (через адсорбцію гуміарабіка поверхнею стальних ва­ликів).

Вивчення стійкості гідрофільних плівок, утворених на поверхні гладенького алюмінію, показало, що найбільшу стійкість мають про­шарки, створені гідрооксидними та фосфатними плівками. Розчи­ни фосфорної, ортофосфорної кислот та їхніх солей створюють, як правило, основу гідрофілізуючих розчинів. Останнім часом для цього використовують також хлороксид фосфору, солі триметафос — форної та поліфосфорної кислот. Як гідрофілізуючі компоненти за­стосовують також одну або кілька оксикарбонових кислот чи їхніх солей (лимонну кислоту, лимонно-оксидний натрій, винну кисло­ту, малеїнову кислоту тощо).

Щоб поліпшити гідрофільні властивості, до складу гідрофілізу — ючих розчинів уводять високомолекулярні гідрофільні сполуки, такі як целюлоза, модифікований крохмаль, полівініловій спирт, оксид поліетилену, полівінілпіролідон, співполімер полімстилвінілового ефі­ру малеїнової кислоти тощо.

До композиції можуть входити різноманітні домішки, поклика­ні регулювати ті чи інші властивості (наприклад, диспергатори, консервуючі складові тощо). Як диспергатор використовують гліце­рин, водорозчинні поліетилгліколі.

Спиртові розчини широко застосовують у зволожувальних при­строях типу «ОаІ£геп». Використання розчинів з ізопропанолом у звичайних ЗА призводить до збільшення витрат розчину порівно з водою, а в системах з неперервною подачею розчину відмінності будуть незначними. Економічну ефективність використання спир­ту зменшує його висока вартість. Іноді задля стабільної роботи слід застосовувати ЗА спеціальної конструкції, які можуть забезпечити незмінну концентрацію спирту в розчині. Можливі відхилення від усталеної концентрації ізопропанолу, коли забезпечується стабіль­на якість друку, становлять 2…4 %. Відхилення залежать від таких факторів, як довжина та місце розташування трубопроводів, рівень стабілізації температури ЗР, швидкість роботи машини. Зниження концентрації спирту на 10 % зумовлює серйозні порушення проце­су друкування через погіршення змочування ДФ.

Ще однією вадою ЗР, що містять ізопропанол, є несумісність з деякими різновидами друкарських фарб. Наприклад, спиртові роз­чини можуть вимивати окремі складові друкарської фарби. Підви­щена кількість ЗР іноді зумовлює різке зростання емульгування фарби, зменшує глянець та стійкість фарбового шару, а також збільшує вищипування паперу. Спиртові ЗР можна використовува­ти не для всіх копіювальних шарів, оскільки в деяких з них відбу­вається пщтравлення ДЕ^, а це зменшує тиражостійкість ДФ, спри­чинює зміну градаційної передачі під час друкування, порушує ко — льоровідтворення на репродукції.

Однією з основних причин, що обмежують використання роз­чинів, до складу яких входить ізопропанол, є забруднення довкілля. Через велику швидкість випаровування у приміщеннях, які не провітрюються, нагромаджуються токсичні вибухонебезпечні випа­ри ізопропанолу. Дані про гранично допустимі концентрації ви­парів спирту в повітря для різних країн відчутно різняться. Так, для Японії це 980 мг/м3, для Італії та Чехії — 500 мг/м3, для Німеччини

—від 200 до 600 мг/м3. А доза, небезпечна для людини,— 250 мг/м3.

Нині намагаються розробити рецептуру ЗР, яка б дала змогу поєднати всі позитивні властивості спиртових розчинів і виключи­ти токсичність та займистість.

Отже, вибираючи оптимальний вміст ЗР, варто зважати на особливості технологічного процесу, на конструкцію ЗА, тип ДФ, властивості фарби та паперу.