27. Определение состава печатных красок
Печатные краски — основной полиграфический материал, предназначенный для создания изображений на запечатываемой поверхности. Они должны обладать определенными оптическими и печатно-техническими свойствами, необходимыми для проведения технологического процесса печатания и прочного закрепления на оттисках. Краска состоит из: красящего вещества (пигмента) — твердой дисперсной фазы; связующего — жидкой дисперсионной среды; краски могут содержать различные добавки, которые регулируют ее липкость, вязкость, скорость закрепления и некоторые другие свойства.
Пигмент — мелкодисперсные черные, белые или цветные порошки, нерастворимые в воде, масле и некоторых других растворителях, используемых для изготовления красок. Они придают печатным краскам главным образом оптические и некоторые физико-химические свойства.
Связующие —жидкая фаза краски, состоящая из смол, различных растворителей и добавок. Связующие придают краскам печатные свойства, т. е. способность раскатываться в тонкий равномерный слой, наноситься на печатную форму, переходить с формы на запечатываемую поверхность и закрепляться на ней.
Поэтому общим и обязательным условием для всех печатных красок является также хорошее смачивание ими печатной формы, запечатываемого материала и прилипания к нему, а для этого краска должна обладать текучестью, т. е. иметь жидкую консистенцию.
28. Основные свойства пигментов
1. Структурное свойство. Зависит от размера частиц. Высокая дисперсность пигмента обеспечивает стабильность красящей системы. Краситель равномерно распределяется связующим, что повышает печатные свойства краски, влияет на интенсивность краски и гладкость красочного слоя. Пигменты измельчаются в водной среде. Чем больше измельчается пигмент, тем больше образуется поверхность энергии. При фильтровании и высушивании происходит агрегация частиц, образуются второстепенные структуры, так как частица стремится уменьшить и освободить энергию. Пигмент содержит первичные частицы и вторичные структуры. Не все пигменты способны к уменьшению. На способность частицы измельчаться влияет прочность структуры. Для повышения однородности частиц применяют обработку ПАВами(активными веществами). Способ измельчения влияет на интенсивность краски, на прозрачность, Чем мельче пигмент, тем более гладкий слой, чем больше – тем более матовый.
2. Маслоемкость - условный показатель физико-химической взаимосвязи пигмента со связующим. Проявляется в способности пигмента смачиваться связующим поглощать его и переходить в пастообразное состояние. Для определения маслоемкости в качестве связующего используют льняное масло. Единица – н-нонан. Маслоемкость - минимальное количество связующего, необходимое для перевода пигмента в пастообразное состояние без механического воздействия. Значение маслоемкости – соотношение связующего к красящему веществу. Маслоемкость зависит от химической природы пигмента, от степени его дисперсности, от абсорбирующей способности, от характера поверхности частиц пигмента. Масленое число – количество нелетучей маловязкой жидкости поглощенной одним граммом пигмента при растирании.
3. Светостойкость – изменение оптической характеристики пигмента под воздействием различных факторов: УФ лучи, влажность, химический состав атмосферы. Оптические изменения протекают в виде выцветания, потемнения, изменения цветового оттенка. Светостойкость определяется при дневном освещении. Имитацию дневного освещения осуществляют ртутно-кварцевыми или УФ лампами. Светостойкость определяется по 8-мибальной шкале. Высокая светостойкость – баллов.
4. Плотность зависит от расхода краски и стабильности красящей системы.
для органических пигментов 1,4 – 2,5 г/см3
для неорганических пигментов 2 – 5,7 г/см3
для меллических пигментов – 2,7 – 7,8 г/см3
для связующего примерно 1 г/см3
Дисперсность. Определение дисперсности пигментов и как она влияет на свойства печатной краски Дисперсность – обеспечивает стабильность красочной системы. От дисперсности в значительной степени зависит укрывистось пигментов и пигментированных материалов, красящая способность цветных пигментов. Цвет пигментов при неизменном химическом составе и кристаллической структуре в довольно широких пределах может изменятся при изменении дисперсности. Дисперсность – физическая величина, характеризующая размер взвешенных частиц в дисперсных системах. Чем меньше частицы, тем выше красящая способность и укрывистость. Степень дисперсности пигментов влияет
на цветовые свойства,
интенсивность,
прозрачность краски,
на ее качество и, следовательно, на качество печатной продукции
повышается интенсивность цвета. Однако интенсивность краски достигает своего максимального значения при уменьшении частиц до определенного размера.
повышается значение поверхностной энергии, адсорбции, смачивания и других явлений, которые влияют на образование агрегатов и агломератов в процессе фильтрации и его хранения, на взаимодействие частиц пигмента и связующего в краске
от степени дисперсности пигмента зависят ровность и блеск
красочной пленки. При небольшой толщине красочного слоя (1—2 мкм) размер частиц пигмента не должен превышать эту толщину, так как пигмент не сможет погрузиться в тонкий слой краски, будет выступать и создавать неровную поверхность на оттиске.
30. Из каких красителей получают цветные печатные краски.
Основной цветовой ряд для красок из красящих веществ:
Практическое значение для печатных красок имеют красящие вещества следующих классов: азокрасящие, арилметановые, ксантеновые, фталоцианиновые и другие.
Азокрасящие вещества составляют самый многочисленный класс. В результате получают красящие вещества от желтого до сине-фиолетового цвета.
Арилметановые красящие вещества. Наиболее многочисленны из арилметановых красящих веществ — основные красители. Цвета: желтый, синий. Основные лаки имеют высокую красящую способность, чистый тон, обладают прочностью к свету, удовлетворительной устойчивостью к действию растворителей, связующих и химических реагентов, но низкой прочностью к спирту (1—2 балла по пятибалльной системе), что исключает возможность дальнейшего лакирования полиграфической продукции спиртовыми лаками.
Ксантеновые красящие вещества. Они имеют высокую интенсивность, насыщенность цвета, хорошую светостойкость, но мало устойчивы к действию спирта, толуола и некоторых других растворителей. Цвета: оттенки красного.
Фталоцианиновые красящие вещества. В полиграфии для изготовления красок используют фталоцианиновые пигменты, представляющие собой комплексные соединения, в центре которых находится атом металла (чаще меди), связанный ковалентной связью с атомами азота. Поскольку в образовании комплекса участвуют два атома азота своими не поделенными парами электронов, комплексообразование сопровождается изменением цвета в зависимости от содержания металла (никель, медь, алюминий и др.): от красновато-голубоватого до зеленого. Фталоцианиновые пигменты имеют исключительно высокую интенсивность. Они выдерживают нагревание до 500 °С без разложения, обладают высокой светостойкостью, устойчивостью к действию щелочей, кислот, спирта и большинства органических растворителей.
31. Какие процессы происходят в период закрепления красочного слоя.
Процесс закрепления красочного слоя является сложным комплексным процессом, в основе которого лежит первоначальное частичное впитывание краски(при условии, что материал пористый) и частичного испарения. Основные стадии закрепления краски: 1. Схватывание – подсыхание верхнего слоя краски для предотвращения перетискивания краски на последнем оттиске(от доли секунды до 1 сек); 2. Затвердевание по всей толщине красочного слоя(5-10 дней); 3. Разрушение красочного слоя(примерно 10 лет).
32. Определение реологических свойств печатной краски и что влияет на их изменение.
Реологические свойства — это важнейшие характеристики печатных красок, позволяющие объективно судить об их поведении на некоторых этапах технологического процесса печатания.
динамическая вязкость — чем выше вязкость, тем краска тяжелее, а следовательно, образует более равномерную пленку. Единицей вязкости является Па·с (паскаль·секунда)
тиксотропия (тиксотропность) — способность субстанции уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (cгущаться) в состоянии покоя; Быстрое образование тиксотропной структуры во время подачи краски по трубопроводам (при медленном течении) может привести к забиванию труб и к прекращению поступления краски. При закреплении краски на оттиске тиксотропия оказывает положительное влияние, способствуя увеличению вязкости и предотвращению отмарывания; в то же время тиксотропные краски могут забивать форму.
липкость — характеризует способность к расслоению красочного слоя, например между двумя красочными валиками. Чем выше липкость, тем больше в печатном узле нарастает тенденция к выщипыванию волокон из листа или полотна бумаги и вырыванию частиц с их поверхности. В то же время более высокая липкость улучшает сцепление краски на запечатываемых участках печатной формы или резиновом полотне (печатное изображение становится более резким);
длина красочных нитей — свойство текучести краски, проявляющееся при действии на нее усилий сдвига. При достаточно высокой скорости разделения поверхностей цилиндров происходит быстрое расширение воздушных пузырьков и их слипание, приводящее к образованию тонких нитей, соединяющих оба цилиндра. Чем выше вязкость, тем ниже скорость, при которой начинается кавитация, состоящая из двух стадий: образования и роста полости. Воздушные пузырьки, уменьшая площадь поперечного сечения красочного слоя, одновременно создают условия для концентрации внутренних напряжений, ускоряющей деление слоя. При раскате неструктурированные краски образуют длинные тяжи и при высоких скоростях печатания краска начинает пылить. В этом случае желательно, чтобы краска была структурирована, так как структура препятствует образованию длинных нитей и, следовательно, пылению.
33. Как характеризуется такое технологическое свойство краски как липкость
липкость — характеризует способность к расслоению красочного слоя, например между двумя красочными валиками. Чем выше липкость, тем больше в печатном узле нарастает тенденция к выщипыванию волокон из листа или полотна бумаги и вырыванию частиц с их поверхности. В то же время более высокая липкость улучшает сцепление краски на запечатываемых участках печатной формы или резиновом полотне (печатное изображение становится более резким);
34. Дайте технологическую характеристику липкости печатной краски при процессе печати.
Липкость краски – это ее способность прилипать к поверхности соприкасающейся с краской и вытягиваться в более или менее длинные нити – «тяжи». Краски должны иметь достаточную липкость, иначе они не пригодны для печатания: не могут раскатываться валиками или накатываться на поверхность печатной формы.
Когезия ( внутреннее сопротивление) – сцепление частиц между собой внутри слоя, то есть в массе. Благодаря силам когезии слои и краски при их деформировании, перед тм как разорваться, вытягиваются в довольно длинные нити – «тяжи». Если силы когезии будут очень велики (например, при печатании очень густыми красками), то произойдет выщипывание бумаги краской.
Адгезия(прилипание) – то есть сцепление материала с поверхностью.
Когезия краски увеличивается в следствии применения сильно полимеризованных смол/олиф и по мере увеличения в краске пигмента и наполнителей. Когезия должна превышать адгезию, но в следствии разделения двух разнородных тел(бумага и краска) образуется электрическое силовое поле, поэтому значение адгезии становится выше значения когезии, величина которой определяется только структурно-механическими свойствами.
Совокупность адгезионно-когезионных свойств краски определяет ее липкость. Повышенная липкость приводит к выщипыванию волокон печатной бумаги, пониженная - к пылению краски в процессе печатания. Для регулирования липкости печатных красок используют специальные добавки.
35. Каким составляющим в печатной краске определяется ее оптические свойства.
Пигменты и красящие вещества придают краске оптические свойства. Пигмент – мелкодисперсные черные, белые или цветные порошки, нерастворимые в воде и других растворителях, используются для изготовления красок. Красящие вещества – химические соединения, обладающие цветом и способные придавать окраску другим телам. К пигментам относят красочные лаки, которые получают из красителей в результате химических реакций. Красочные лаки – химические красители, осажденные на субстрат каолин(белила), титановые белила или бариевые белила.
36. Что такое плотность пигмента.
Чем плотнее прилегают друг к другу структурные единицы кристалла пигмента, тем больше плотность. Плотность различных пигментов может сильно отличаться.
для органических пигментов 1,4 – 2,5 г/см3
для неорганических пигментов 2 – 5,7 г/см3
для меллических пигментов – 2,7 – 7,8 г/см3
для связующего примерно 1 г/см3
Так как связующие имеют плотность, близкую к единице, то плотность печатной краски в основном зависит от плотности пигмента.
От плотности краски зависит ее расход при печатании, следовательно, и стоимость продукции, так как при прочих равных условиях. Для печатания тиража потребуется больше краски с более высокой плотностью.
Пигменты с большой плотностью с течением времени могут оседать, в результате краска расслаивается на пигмент и связующее.
Плотность пигментов и связующих необходимо учитывать при расчете объемной концентрации пигмента в краске, а также объемной маслоемкости.
