84475

АДГЕЗИЯ В ПОЛИГРАФИИ

Доклад

Журналистика, издательское дело, полиграфия и СМИ

Технолог вместе с печатниками экспериментируют с настройками машины и различными лаками пытаясь добиться необходимой адгезии и спасти тираж. Рисунок 1 Рисунок 2 Плохая адгезия лак Прибор для измерения адгезии К сожалению часто бывает непонятно почему же он не держится Все кто занимается УФлакированием сталкиваются с проблемой адгезии УФлака рис. В процессе лакирования печатник должен контролировать адгезию УФлака тестом на скотч и тестом на ноготь. Недостаточное высыхание лака Если между слоем высохшего лака и подложкой окажется...

Русский

2015-03-19

286.49 KB

2 чел.

АДГЕЗИЯ В ПОЛИГРАФИИ

Лакировальная машина в одной из московских типографий. Технолог вместе с печатниками экспериментируют с настройками машины и различными лаками, пытаясь добиться необходимой адгезии и спасти тираж. В конце концов, технолог вытирает пот со лба, смотрит потерянным взглядом в сторону и произносит: «Ну почему же он не держится?!».

Рисунок 1 Рисунок 2

Плохая адгезия лак Прибор для измерения адгезии

К сожалению, часто бывает непонятно, почему же «он» не держится…

Все, кто занимается УФ-лакированием, сталкиваются с проблемой адгезии УФ-лака (рис. 1). Отличительной особенностью этих проблем является их непредсказуемость и сложность устранения дефекта. Особенно часто низкая адгезия наблюдается у трафаретных лаков, так как их химическая природа и значительная толщина слоя затрудняют получение оптимальной прочности межслойных связей.

В процессе лакирования печатник должен контролировать адгезию УФ-лака тестом на скотч и тестом на ноготь. Проблема всех этих измерений заключается в том, что они плохо поддаются стандартизации, и результаты, в общем, не всегда объективны. Существуют специальные нормированные скотчи и машинки с заданным усилием отрыва, но это оборудование достаточно дорогое и не всегда позволяет получить необходимый результат, так как не исключает всех субъективных факторов (рис.2). По сути решающими являются условия эксплуатации печатной продукции и требования заказчика, и, если ему не нравится результат, то никакими тестами его не убедить.

Другая особенность адгезионных проблем связана с непредсказуемостью их появления и исчезновения. Часто возникают ситуации, когда дефект появляется совершенно неожиданно и также неожиданно пропадает. Определить настоящую причину низкой адгезии очень трудно, а порой и просто невозможно. Кроме того, данный дефект очень сложно воспроизвести в лабораторных условиях. Часто бывает так, что в лаборатории никаких проблем не наблюдается, а на производстве никак не могут понять, в чем причина некачественного лакирования. Нам, как производителю и поставщику лаков, часто приходится сталкиваться с адгезионными проблемами. Основываясь на нашем опыте, мы можем выделить несколько основных причин возникновения проблем с адгезией.

Недостаточное высыхание лака

Если между слоем высохшего лака и подложкой окажется невысохший лак, то, естественно, ни о какой хорошей адгезии не может быть и речи. Основная причина неравномерности высыхания кроется в химической природе материалов, высыхающих под действием УФ-излучения. При разработке лаков химики используют два типа фотоинициаторов — поверхностные и внутренние. Поверхностные фотоинициаторы поглощают УФ-излучение с короткой длиной волны, которое обладает малой проникающей способностью, и освещает только поверхность и верхний слой лака. Излучение с большей длинной волны проникает глубже в слой лака и может инициировать полимеризацию, как на поверхности, так и во внутренних слоях лака (рис 3). Кроме того, интенсивность УФ-света при прохождении через слой лака резко падает из-за поглощения и рассеивания.

Рисунок 3 УФ-излучение с большей длиной волны обладает большей проникающей способностью.

Следовательно, поверхность пленки лака высыхает хорошо, а внутренние области, при недостаточной интенсивности света, могут остаться сырыми. Внутренние инициаторы поглощают УФ-свет с большой длиной волны и поэтому провоцируют полимеризацию не только на поверхности, но и внутри слоя лака, позволяя получить оптимальное высыхание при достаточно большой толщине лакового слоя. К сожалению, цена внутренних инициаторов значительно выше, и для лаков их используют только в случае крайней необходимости или при производстве УФ-красок.

Если слой лака достаточно толстый, то в процессе печати следует контролировать, чтобы он высыхал не только снаружи, но и внутри. Тонкие элементы высыхают лучше, чем сплошной слой лака, так как излучение проникает вглубь слоя лака не только сверху, но и с краев (рис 4). Кроме того, неполное отверждение лака часто приводит к отмарыванию и слипанию в стопе. Проблему с высыханием легко определить, так как адгезия улучшается, если пропустить залакированный лист под сушкой два раза или уменьшить скорость печати. Для большей уверенности можно сделать простой тест. Закрыть половину отлакированного листа и пропустить его через сушку. Затем взять ватный тампон, смоченный ацетоном, и потереть оттиск на границе. Если в той части, которая проходила под УФ-сушкой только один раз, пленка лака разрушается значительно быстрее, то лак был недостаточно высушен.

Чаще всего причиной неполного отверждения лака является недостаточная интенсивность света, связанная со старением УФ-ламп или рефлекторов, так что обязательно следуйте рекомендациям производителя УФ-сушки по уходу и эксплуатации оборудования.

При производстве полимерных пленок в них вводят специальные вещества, предотвращающие деструкцию материала под действием света и кислорода воздуха. Эти вещества улавливают свободные радикалы, которые способствуют разрушению полимерных молекул. Так как многие УФ-лаки и краски отверждаются по радикальному механизму, ловушки радикалов в подложке могут ингибировать полимеризацию нижнего слоя, и, как следствие, препятствовать адгезии. В этом случае рекомендуется заменить запечатываемый материал или использовать грунт.

Рисунок 4 Тонкие элементы высыхают лучше, чем сплошной слой лака

Недостаточная пластичность или излишняя усадка пленки лака.

Если пленка лака очень хрупкая или в процессе полимеризации происходит ее сильная усадка, то, даже при полном высыхании, лак будет легко соскабливаться с основы (рис 5). Есть два пути решения этой проблемы.

Во время производства лака в него добавляют специальные пластичные смолы или мономеры, уменьшающие хрупкость и усадку. Во многих трафаретных лаках для пластиков содержатся подобные компоненты, иначе лак не будет держаться на подложке. Чем толще пленка лака, тем более пластичной она должна быть, чтобы не возникало проблем при послепечатной обработке (резка, высечка, биговка и др.) В случае необходимости, пластичность можно повысить за счет введения в лак специальных пластификаторов или разбавления лака изопропиловым спиртом или другими растворителями. К сожалению, введение такого рода добавок снижает реактивность, химстойкость и другие характеристики и преимущества УФ-лака, поэтому лучше использовать лак, разработанный с учетом требований к усадке и пластичности. Лаки и краски катионной полимеризации обладают большей пластичностью и меньшей усадкой, чем радикальные, поэтому их используют для сложных субстратов.

Второй способ повышения пластичности связан с кинетикой полимеризации лака. Чем меньше центров полимеризации образуется, тем больше длина молекул полимера, а чем длиннее молекулы, тем выше пластичность и прочность пленки полученного полимера. Соответственно, если сначала лак пропустить под лампой с малой интенсивностью излучения и инициировать образование больших молекул, то пленка лака будет более пластичной. Существуют специальные системы сушек, где первая лампа обладает малоинтенсивным излучением в длинноволновой части УФ спектра. Эта первая лампа способствует полимеризации с образованием длинных молекул по всему объему. Последняя лампа, наоборот, излучает более коротковолновое высокоинтенсивное УФ-излучение, чтобы гарантировать полное и окончательное высыхание лака. Такие сушки стоят дороже стандартных, но позволяют добиться более высокого качества продукции и стабильности при работе.

  

Рисунок 5. Плохая адгезия из-за недостаточной пластичности лака

Рисунок 6. Если поверхностное натяжение жидкости (sж) больше, чем поверхностное натяжение подложки (sп), то жидкость не смачивает подложку, а если sж < sп, то смачивает.

Если при обычной сушке лак «пересушивается», то его плёнка становится излишне хрупкой и легко соскабливается с лакируемого материала. В таком случае лучше выключить одну из ламп или увеличить скорость лакирования, чтобы снизить отрицательное влияние излишней полимеризации. Порою непосредственно после лакирования лак легко соскабливается с основы, но уже через сутки его адгезия приходит в норму благодаря полному завершению полимеризации. Несмотря на то, что с теоретической точки зрения УФ-лак высыхает моментально, на практике иногда заметно влияние эффекта «дозревания».

Резкие перепады температуры и влажности также могут отрицательно сказаться на качестве УФ-лакирования. Геометрические размеры подложки могут меняться при изменении климатических условий, поэтому, если пластичности лака не хватает, чтобы компенсировать эти изменения, то могут возникнуть проблемы с адгезией.

Поверхностные свойства субстрата

Для обеспечения оптимального смачивания субстрата и хорошей адгезии, необходимо, чтобы поверхностное натяжение субстрата превышало поверхностное натяжение лака (рис 6). Многие УФ-лаки разрабатываются с расчетом на активированную полимерную пленку с поверхностным натяжением не менее 38 дин/см. Некоторые лаки позволяют получать хорошие результаты и с меньшим поверхностным натяжением, однако никакой гарантии, что результат будет соответствовать требованиям, не дается. Для того, чтобы улучшить адгезию, можно обработать подложку коронным разрядом или специальным пламенем, либо нанести грунт. Любой типографии, работающей с синтетическими материалами, не обходимо контролировать поверхностное натяжение запечатываемых материалов с помощью специальных фломастеров или чернилами с заданным поверхностным натяжением.

В случае, если мелованный слой бумаги или картона слишком рыхлый и непрочный, то пленка лака будет отслаиваться вместе с верхним слоем бумаги. Если вы собираетесь сменить бумагу или картон, то обязательно попробуйте залакировать незапечатанный лист, чтобы убедиться в том, что с приходом нового материала не появятся новые проблемы. Аналогичные трудности возникают, если применяется большое количество противоотмарывающего порошка или если влажность бумаги не соответствует стандартам. Всегда следуйте рекомендациям производителя запечатываемого материала по акклиматизации. Противоотмарывающий порошок также загрязняет лампы и рефлекторы, что резко сокращает срок их службы, поэтому обязательно удаляйте порошок перед лакированием или не используйте его вовсе.

Отдельного внимания заслуживают металлизированные краски. При производстве металлизированных офсетных красок используется пигмент с низким поверхностным натяжением, который всплывает на поверхность красочного слоя при печати. В связи с этим часто возникают проблемы с адгезией УФ-лака на участках, запечатанных металлизированными красками, в особенности серебреной. Ситуация значительно ухудшается, если связующее краски проваливается в поры подложки. Чтобы предотвратить проблемы с адгезией УФ-лака рекомендуется использовать специально разработанные для последующего лакирования металлизированные краски с пониженной усадкой и не всплывающим пигментом.

Кроме того, металлические пигменты, сами по себе, не обладают сродством к лакокрасочным материалам и окисляются со временем кислородом воздуха, а оксидная пленка отнюдь не способствует хорошей адгезии. Кроме того, существуют различные технологии производства металлизированных подложек и далеко не всегда учитывается последующая печать или лакирование. Лучше всего, когда используется специальный грунт по металлизированному слою. Существуют как водные грунты (например Аквалак 655), так и грунты на основе органических растворителей (Полилак С-89) и ультрафиолетового отверждения (Графилак 303).

Как это ни прискорбно, бумага и пластик выдвигают различные требования к лакам, поэтому тот лак, который позволяет добиться непревзойденного качества лакирования по бумаге, может оказаться совершенно непригодным для синтетической подложки, и наоборот. Конечно же, существуют и универсальные лаки, но они не сравнятся по качеству полученного результата со специализированными.

Краска на лакируемом оттиске не высохла.

Если офсетная краска на лакируемом материале не закрепилась полностью, то, независимо от условий лакирования, лак будет соскабливаться вместе с краской, особенно на участках с высокой плотностью запечатки. В этом случае на пробельных элементах лак не соскабливается. Во избежание таких проблем следует внимательно следить за балансом краска-вода, так как излишняя подача увлажняющего раствора неминуемо приведет к проблемам при лакировании. Начинать печать лучше с тенения, чтобы установить минимальную подачу увлажняющего раствора. Желательно дождаться полного высыхания офсетной краски, прежде чем лакировать. Обычно через 48 часов оксидативное высыхание краски заканчивается полностью. Технология печати без изопропилового спирта способствует быстрому высыханию красок. Затягивать с лакированием также не рекомендуется, так как высохшие связующее краски со временем из аморфного становится кристаллическим, что повышает хрупкость краски и, соответственно, затрудняет адгезию лака. Применение водного лака, подходящего в качестве грунта, снижает вероятность возникновения дефекта, но не гарантирует полного отсутствия проблем.

Использование ИК-сушек при офсетной печати красками или лаками, содержащими воск.

Восковые добавки используются в масляных красках и водных лаках для повышения глянца, стойкости к истиранию и придания других свойств. Если для сушки воднодисперсионного лака или масляной краски используется прямое облучение ИК-светом, то воск всплывает на поверхность. Если запечатываемый материал обладает высокой впитывающей способностью, то связующие краски или лак проваливаются в подложку, оставляя на поверхности твердые компоненты, в первую очередь пигмент и воск. В результате на поверхности оттиска образуется слой с повышенным содержанием восковых добавок. Воск обладает низким поверхностным натяжением, что приводит к проблемам со смачиванием УФ-лаком, кроме того, воск отрицательно влияет на адгезию УФ-лака к подложке (рис 7, 8).

Так как УФ-лак обеспечивает высокую стойкость к истиранию и глянец, то нет никакой необходимости использовать краски и водные с такими же свойствами (с высоким содержанием воска). Во избежание проблем печатайте красками с пониженным содержанием воска и минимизируйте облучение ИК-светом при печати. Если используется водный лак, то следует подобрать такой, который обеспечивает необходимую адгезию. Прямое облучение ИК-светом для сушки водного лака нецелесообразно, так как для водных материалов намного эффективней обдув горячим воздухом.

Рисунок 7. Лак не держится на водном грунте, облученным ИК-светом

Рисунок 8 . После облучения ИК-излучением из краски или грунта всплывают восковые добавки и адгезия ухудшается

 

Дополнительные рекомендации

Кроме вышеназванных рекомендаций, можно посоветовать специальные добавки и пластификаторы для улучшения адгезии, однако, они стоят дорого и не всегда помогают. Чтобы содержащиеся в лаке добавки обеспечили необходимые свойства, лак следует тщательно перемешать перед использованием.

В случае использования УФ-красок, вероятность возникновения дефектов намного меньше, однако, и тут далеко не всегда получается идеальный результат.

Лучше использовать комбинацию проверенных качественных материалов, чем сэкономить немного на расходниках и выкинуть бракованный тираж на помойку.

Чистота и стабильность микроклимата в печатном цехе также способствует получению качественных результатов.

Если есть возможность, проводите предварительные испытания.

Надеемся, что в будущем у вас не возникнет проблем с межслойной адгезией. А технологи нашей компании всегда готовы помочь выявить причины и решить проблему.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64015. Оценка качества образцов кожаной обуви, реализуемых ИП «Щербакова» 6.4 MB
  В этом наиболее важна экспертиза качества и конкурентоспособности обуви. Цель такой экспертизы – на основе тщательного анализа качества обуви определить ее потребительскую ценность, то есть эффективность, полезность, удобство пользования и эстетическое совершенство.
64016. Дoгoвopныe oтнoшeния в cфepe peклaмнoй дeятeльнocти 454.28 KB
  Цeлью дaннoгo иccлeдoвaния являeтcя изyчeниe oбщeпpaвoвoй xapaктepиcтики peклaмнoй дeятeльнocти, дoгoвopныx oтнoшeний в peклaмнoй дeятeльнocти, a тaкжe выявлeниe ocoбeннocтeй пpaвoвoгo peгyлиpoвaния peклaмнoй дeятeльнocти в PФ.