Влияние технологических добавок для офсетных красок на параметры отпечатка

В технических описаниях практически любой современной серии печатных красок для листового офсета указывается, что "краски поставляются готовыми к применению". И в то же время практически каждый изготовитель печатных красок производит и поставляет более или менее широкий ассортимент вспомогательных материалов, ряд которых предназначен для корректирования печатно-технических свойств красок в процессе печатания, а некоторые требуются для обеспечения нормальных условий печатного процесса. При этом указываются пределы введения корректирующих добавок (табл. 1). Содержание корректирующих добавок в массе краски зависит от множества показателей (технологические режимы проведения печатного процесса, климатические условия в цехе, повышенные требования к параметрам отпечатка и т.д.) и зачастую превышает значения, приведенные в таблице 1.

В данной работе ставилась задача установить на количественном уровне закономерности влияния вспомогательных материалов на основные характеристики оттисков с учетом технологических факторов печатного процесса, что на сегодняшний день представляет значительный теоретический и практический интерес.

Существует группа вспомогательных материалов, предназначенных специально для корректировки скорости закрепления красок и повышения прочности красочных пленок оттиска на истирание. Из информационно-технических материалов изготовителей известно, в каких количествах рекомендуется вводить эти добавки и то, что они увеличивают скорость закрепления красок и соответственно прочность их пленок на оттиске. Об их влиянии на остальные характеристики красок и параметры оттиска, которого, по логике, они не могут не оказывать, ничего не известно. Исследовалось влияние основных технологических добавок на важнейшие печатно-технические характеристики красок и параметры оттиска: изменение оптической плотности оттисков после высыхания; отмарывание; прочность оттиска к истиранию; глянец оттисков.

Ставилась также цель проследить динамику изменения перечисленных характеристик при введении в краску технологических добавок свыше значений, указанных в таблице 1.

Были созданы идентичные условия проведения экспериментов и измерений, максимально приближенных к производственным условиям.

Все современные краски для офсетной листовой печати на бумагах и картоне закрепляются на подложке в естественных условиях при скорости печати до 15 тыс. отт./час, поэтому свойства оттисков изучали при естественном закреплении.

В качестве объектов исследования выбрана пурпурная краска серии Multilith и семь технологических добавок: паста "Принтафит", паста "Антифоб", льняное масло, минеральное масло, паста "Колорфит", паста "Глейтфикс", паста "Принтагель".

Было определено влияние данных добавок на оптическую плотность оттиска; глянец оттиска; отмарывание; прочность оттиска к истиранию; изменение оптической плотности оттиска после высыхания.

Перечисленные параметры отпечатка во многом зависят от типа подложки, поэтому исследования проводились на двух типах бумаги: мелованной глянцевой (ГалериАрт, 115 г/м) и офсетной (Госзнак, 100 г/м).

Во все образцы красок с добавками вводилось 20% увлажняющего раствора для обеспечения условий печатания, приближенных к реальным.

Общим для всех экспериментов является то, что были нормированы:

1) толщина красочного слоя на оттиске, равная 1,5 мкм;

2) скорость печати, равная 8000 отт./час;

3) давление печати 600 Н/м.

Корректирующие добавки вводились в краску в интервале от 0% до 10% с шагом 2%.

В данной статье вниманию читателей предлагаем рассмотреть закономерности влияния корректирующих добавок на два параметра отпечатка (исследованию подвергались четыре параметра) - это отмарывание и оптическая плотность оттиска. Влияние корректирующих добавок на прочность оттиска к истиранию и изменение глянца оттиска будут рассмотрены в следующем номере.

Оптическая плотность оттиска

Увеличение влияния корректирующих добавок на изменение оптической плотности оттиска после высыхания условно можно расположить в следующем ряду: "Глейтфикс" - "Принтафит" Льняное масло - "Колорфит" - "Антифоб" - "Принтагель" - Минеральное масло.

При печати на мелованной глянцевой бумаге введение корректирующих добавок в количестве 2-4% приводит к увеличению оптической плотности оттиска (табл. 2).

При дальнейшем введении корректирующих добавок наблюдается резкое уменьшение оптической плотности оттиска, отпечатанного на глянцевой бумаге.

Введение корректирующих добавок в краску при печати на офсетной бумаге (табл. 3) характеризуется снижением оптической плотности оттиска. Офсетная бумага обладает высокой впитывающей способностью. Большой объем поверхностных и внутрикапиллярных пустот не препятствует проникновению пигмента в бумагу. Вместе с тем понижается относительная доля пигмента в массе краски вследствие увеличения содержания в ней корректирующих добавок. Влияние этих двух факторов приводит к уменьшению концентрации пигмента на поверхности красочного слоя и, как следствие, к уменьшению оптической плотности оттиска. Исключение составляет паста "Принтагель", введение которой в краску до 2% приводит к увеличению оптической плотности оттиска при печати как на мелованной глянцевой бумаге, так и на офсетной. Это связано с содержанием в пасте "Принтагель" диспергированного крупнодисперсного наполнителя с размером частиц 8-12 мкм. Частицы наполнителя осаждаются на поверхности бумаги, заполняя ее микро- и макро-неровности, препятствуя проникновению пигмента в бумагу. При дальнейшем увеличении содержания пасты "Принтагель" в краске данное явление так же присутствует, но вместе с тем уменьшается относительная доля пигмента в массе краски, вследствие этого оптическая плотность оттиска снижается.

При введении корректирующих добавок в краску необходимо учитывать, что снижение оптической плотности оттиска более чем на 0,05 ед. приведет к превышению минимально различимого порога цветовых различий.

Отмарывание

Увеличение влияния корректирующих добавок на отмарывание оттиска условно можно расположить в следующем ряду: "Принтагель" - "Антифоб" - "Принтафит" - "Глейтфикс" - "Колорфит" - Льняное масло - Минеральное масло.

Производилось измерение мгновенного отмарывания и отмарывания по времени (через 1, 5 и 10 мин. после получения оттиска).

На графиках представлены мгновенное отмарывание и отмарывание через 1 мин. после получения оттиска, т.к. изменение отмарывания через 5 и 10 мин. после получения оттиска незначительно и в большинстве случаев отсутствует.

Паста "Принтафит" предназначена для снижения отмарывания. Данные лабораторных исследования обосновывают введение пасты "Принтафит" в количестве 1-2%. Превышение содержания пасты "Принтафит" в краске свыше 2% влечет за собой противоположный эффект - увеличение отмарывания, что особенно характерно для мелованной глянцевой бумаги (табл. 4).

Действие пасты "Антифоб" во многом аналогично действию пасты "Принтафит" (табл. 4 и 5). При введении пасты "Антифоб" в краску наиболее ощутимый эффект уменьшения мгновенного отмарывания достигается при 2-4%. Действие пасты "Антифоб" объясняется содержанием в ней микронизированного полиэтиленового воска, который уменьшает контакт между красочным слоем и следующим оттиском, тем самым снижая мгновенное отмарывание.

При введении пасты "Антифоб" в краску свыше 5% мгновенное отмарывание становится больше, чем мгновенное отмарывание эталонной краски без добавок.

Введение льняного масла в краску резко увеличивает степень отмарывания. Увеличение отмарывания наблюдается как на мелованной глянцевой, так и на офсетной бумаге (табл. 5). Льняное масло требует время для полимеризации и замедляет окислительные процессы пленкообразования в массе краски на оттиске.

Введение минерального масла в краску приводит к увеличению отмарывания на мелованной глянцевой бумаге и уменьшению отмарывания на офсетной бумаге. С целью снижения отмарывания минеральное масло целесообразно добавлять в количестве 2-6% при печати на офсетной бумаге. Снижение отмарывания объясняется быстрым впитыванием минерального масла и связующего краски в офсетную бумагу. Дальнейшее увеличение содержания минерального масла в краске при печати на офсетной мелованной бумаге приводит к дальнейшему снижению отмарывания, но вместе с тем влечет за собой избыточное впитывание связующего краски в бумагу, которое приводит к осыпанию краски с оттиска - мелению.

Увеличение мгновенного отмарывания при печати на мелованной глянцевой бумаге объясняется низкой скоростью впитывания минерального масла и связующего краски в глянцевую бумагу, а также тем, что минеральное масло не полимеризуется и не участвует в процессе пленкообразования. Однако уже через 1 мин. после получения оттиска минеральное масло полностью впитывается в глянцевую бумагу и не влияет на отмарывание.

Добавление пасты "Колорфит" уменьшает отмарывание при печати на офсетной бумаге и увеличивает отмарывание при печати на мелованной глянцевой бумаге.

При введении пасты "Глейтфикс" отмарывание на глянцевой бумаге резко возрастает вследствие увеличения в массе краски доли связующего, которое не участвует в процессе пленкообразования.

Хотя паста "Принтагель" предназначена для снижения липкости красок, ее применение очень эффективно для снижения отмарывания. Отмарывание уменьшается при печати как на глянцевой, так и на офсетной бумаге благодаря увеличению содержания связующего в массе краски и повышению скорости впитывания связующего краски в бумагу.

В данной работе впервые было исследовано влияние корректирующих добавок в офсетные краски на параметры оттиска на колличественном уровне. Результат колличественной оценки этого влияния читатель данной статьи может увидеть на приведенных графиках.