Никлас Олссон из ANI Printing Inks (ранее Akzo Nobel Inks) знакомит читателей с последними разработками в области красок на водной основе, с их преимуществами по сравнению с органорастворимыми, в т. ч. по цене.
Водорастворимые краски появились в 30-х годах — тогда ими печатали по гофрокартону и бумажным мешкам. Краски из натуральных смол имели плохую насыщенность цвета и не давали глянца. Прошло немало времени, прежде чем усовершенствования в технологии акриловых смол позволили создать краски, соответствующие требованиям к качеству. И только в середине 80-х стабильные показатели при печати, насыщенность цвета и глянец позволили краскам на водной основе составить конкуренцию привычным флексографским органорастворимыми (сольвентным).
Преодолев первоначальный скептицизм, водорастворимые краски быстро отвоевали свою нишу у флексографских на основе растворителей. Ключевыми факторами успеха стали:
- целый ряд преимуществ для печатника;
- отсутствие летучих растворителей (экологический фактор);
- соответствие техническим требованиям (глянец, насыщенность цвета, адгезия и т. д.);
- высокая эффективность (стабильность печати);
- повышенное качество (улучшенные печатные свойства).
Постепенно их приспосабливают для нетрадиционных задач, в частности, печати по новым синтетическим материалам. Итак, согласно Таблице 1, все краски для узкорулонной флексографской печати можно условно разделить на две группы (УФ-краски в статье не рассматриваются).
В органорастворимых красках связующее вещество взвешено в растворителе, и эта суспензия выступает «носителем» пигмента. При высыхании краски растворитель испаряется, а связующий агент вместе с пигментом закрепляются на поверхности материала. Скорость высыхания зависит от типа связующего, вида и количества растворителя. Благодаря высокой концентрации и агрессивности, растворители воздействуют на запечатываемую поверхность, слегка её растворяя, что улучшает адгезию и растекание.
В водных красках связующее нерастворимо в воде, иначе невозможно было бы создать водостойкие краски. Связующее растворимо только в водном растворе аммиака/аминов, нагретом до 70–75 °С — за счёт реакции нейтрализации, происходящей между кислотными и карбоксильными группами COOH связующего и смесью аммиака/аминов. Закрепление красок происходит путём испарения воды/ аминов и растворителей в течение 12–24 часов, после чего связующее восстанавливает свою водостойкость.
Скорость закрепления зависит от типа связующего и количества воды/аминов. Сложность состоит в том, чтобы, сохраняя высокую скорость высыхания на материале, не допускать высыхания краски на формах и анилоксовых валах. Снизить скорость несложно — достаточно добавить добавку-замедлитель (например, воду), но вот как её повысить? Вариант с увеличением количества растворителей обычно не подходит — эффект минимальный, а вместе с растворителями в краску приходится добавлять воду.
Краски на водной основе содержат 5–25% растворителей, выполняющих функцию пеногасителей и улучшающих её нанесение на материал. В отличие от органорастворимых, они не воздействуют на поверхность материала, в результате чего сложнее добиться их равномерного растекания без пятнистости оттиска. Адгезия к запечатываемому материалу достигается за счёт химических связей (силы Ван-дер-Ваальса).
Европейские власти прилагают максимум усилий для сокращения вредных выбросов, не обошли они своим вниманием и полиграфические производства. Например, некоторые шведские типографии смогли работать только по полгода после того, как власти потребовали сократить выбросы летучих органических соединений на 50%, так как не существовало альтернативы органорастворимым краскам.
Водные краски выгодны с экологической точки зрения — они одобрены для непрямого контакта с пищевыми продуктами, ими допускается запечатывать внешнюю сторону упаковки благодаря отсутствию в красках тяжёлых металлов.
Материалы и стойкость
С одной стороны, неоспоримо преимущество универсальной краски с точки зрения сокращения складских запасов красок, с другой, ценность полностью универсальной краски сомнительна, так как для специфичных приложений лучше применимы специализированные красочные серии.
Тем не менее, сегодня 2–3 типа красок в состоянии покрыть весь спектр полиграфических работ. Их стойкость может отличаться в зависимости от типа краски и пигмента, поэтому перед печатью больших тиражей рекомендуется посоветоваться с поставщиком красок.
Характеристики водорастворимых флексографских красок, в сравнении с органо-растворимыми, таковы:
- Меньшее растискивание/растекание точки;
- Более чёткий текст/линии (позитивные и выворотки);
- Стабильное качество печати на протяжении тиража;
Поскольку водорастворимые краски не содержат летучих органических соединений, быстро испаряющихся при комнатной температуре, достижима более стабильная по качеству печать. Это ничуть не менее важно, чем «исходное» высокое качество.
- Сопоставимая стойкость к воде и химикатам;
Современные водорастворимые краски отличаются улучшенной водостойкостью, напрямую зависящей от запечатываемого материала. На некоторые сорта бумаги машинного и литого мелования наносят щелочное покрытие, а водостойкие краски на водной основе не могут быть одновременно щёлочестойкими. Изначально стойкое к воде связующее трансформируется в растворяемое водой после добавления щелочных примесей (аммиака или аминов). Единственным средством защиты такого оттиска остаётся УФ-лак (при печати УФ-красками необходимость в нём отпадает).
- Сопоставимая адгезия и стойкость к истиранию на плёночных материалах;
Водорастворимые краски имеют одинаковую адгезию к полиэтилену и полипропилену, используемым в узкорулонной печати.
- С точки зрения экологии, ограничение количества растворителей с низкой точкой кипения (добавок для улучшения растекания) улучшает состояние воздуха в печатном цехе;
- Более высокая стабильность красок позволяет экономить средства типографии.
В Таблице 2 показано, как различается стоимость краски за 1 кг на единицу продукции (в долл.) при сравнении двух красочных технологий.
Направления развития
По нашему мнению, перспективы у флексографии самые оптимистичные. Водорастворимые краски и дальше будут совершенствовать для применения в новых областях, например, для печати на усадочных рукавных этикетках, требующих эластичной красочной плёнки.
Новые достижения в области пластин (водовымывных) и анилоксовых валов диктуют потребность в качественных альтернативных красках. Водовымывные пластины в комбинации с красками на водной основе — вызов сегодняшнего дня.
Появляющиеся рыночные ниши для узкорулонной печати (включая упаковку) означают, что производители красок должны предложить продукт, который: отвечает техническим условиям (скорость печати, адгезия и т. д.); не содержит вредных компонентов; соответствует ряду дополнительных требований (ограничениям по содержанию тяжёлых металлов, отсутствию ингредиентов, мигрирующих сквозь упаковку).
---*Журнал FlexoTech, август 2004 г. © FlexoTech, Published by Whitmar Publication Ltd.
