Отделка упаковочной продукции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Назначение отделки упаковочной продукции

Отделкой упаковочной продукции называют процессы финишной обработки, направленные на улучшение ее потребительских свойств - товарного вида, удобства пользования, улучшения эксплуатационных свойств (износостойкости, водостойкости и т.п.), защитных свойств.

Многие специалисты рассматривают лакирование и тиснение фольгой как печатные процессы; в то же время печать металлизированными красками, нанесение маркировки и, в ряде случаев, трафаретную печать можно отнести к отделочным процессам. Особое место среди отделочных технологий занимает штанцевание, которое часто рассматривается как финишная операция, не относящаяся к отделке.

Выполнение отделочных операций может преследовать следующие цели:

* улучшение внешнего вида журнала, книги, брошюры, открытки, рекламной продукции, этикетки или упаковки;

* защита этикетки, упаковки или упаковываемого товара от внешних воздействий;

* придание этикетке или упаковке необходимой геометрической формы;

* придание этикетке или упаковке специальных технологических свойств;

* защита этикетки или упаковки от подделки.

2.Виды декоративно-оформительской отделки упаковки и способы их получения

Изменение внешнего вида оттиска при декоративно-оформительской отделке достигается за счет изменения оптических свойств его поверхности. Наибольшее распространение получили следующие виды декоративно-оформительской отделки этикетки и упаковки:

* придание поверхности глянцевого эффекта;

* придание поверхности матового эффекта;

* имитация металлического покрытия;

* создание рельефного изображения;

* придание поверхности специальных оптических свойств (голографического эффекта, люминесценции, перламутрового блеска);

* придание требуемой геометрической формы.

Глянцевый эффект обусловлен высокой гладкостью поверхности оттиска, благодаря которой отраженный световой поток становится более упорядоченным, цвета воспринимаются как более насыщенные, а оттиск кажется более контрастным. Этот эффект сообщается поверхности этикетки и упаковки способами лакирования, экструзионного ламинирования, каширования прозрачной пленкой и каландрирования.

При лакировании повышение гладкости происходит за счет заполнения глянцевым лаком микро- и макронеровностей поверхности оттиска. Наибольший глянец достигается при использовании глянцевых УФ-отверждаемых лаков.

При экструзионном ламинировании на поверхность оттиска наносится расплав полимера. Выравнивание и повышение гладкости поверхности оттиска при экструзионном ламинировании происходит таким же образом, как при лакировании.

Приклейка к поверхности оттиска прозрачной полимерной пленки высокой гладкости при кашировании способствует значительному повышению глянца оттиска. В процессе приклейки неровности на поверхности оттиска заполняются прозрачным клеем.

При каландрировании производится механическое сглаживание поверхности оттиска нагретым каландром. Каландрирование может производиться как перед лакированием или ламинированием для ликвидации макронеровностей оттиска, так и после лакирования. Каландрирование лакированных оттисков позволяет получить очень высокую степень глянца.

Матовый эффект обусловлен высокой рассеивающей способностью поверхности оттиска. Оттиск с матовым покрытием отличается характерным бархатно-шелковистым видом. Для придания поверхности этикетки или упаковки матового эффекта используется лакирование матовым лаком или каширование матовой пленкой.

Эффект металлического покрытия достигается за счет нанесения на поверхность этикетки или упаковки слоя мелкодисперсных частиц металла. Для имитации серебра используются алюминиевые пигменты; золота и бронзы -- алюминиевые, подкрашенные прозрачным цветным лаком, или латунные пигменты. Наиболее распространенные способы имитации металлического покрытия -- тиснение металлизированной фольгой, бронзирование, лакирование металлизированными лаками и печать металлизированными красками.

Тиснение фольгой позволяет получить оттиски с наибольшей степенью металлического блеска благодаря применению при ее производстве технологии вакуумного напыления, позволяющей формировать слой из мельчайших частиц металла. Металлизированная фольга может быть глянцевой или матовой. Повышенная степень глянца достигается включением в состав фольги лакового слоя.

Бронзирование предполагает напыление металлической пудры на предварительно нанесенный на оттиски адгезионный слой. Эффект металлизации при бронзировании несколько ниже, чем при тиснении фольгой, но выше, чем при лакировании металлизированными лаками.

Металлизированные лаки и краски представляют собой дисперсии, содержащие металлические пигменты и отличающиеся высокой кроющей способностью. Применение металлизированных лаков и красок позволяет добиться средней степени металлического блеска.

Изобразительная роль рельефа наиболее ярко выражена при конгревном тиснении, а также при гренировании. При рельефном тиснении и гренировании создается углубленное рельефное изображение, при конгревном тиснении -- углубленное или выпуклое. Наибольшую высоту или глубину рельефа обеспечивает конгревное тиснение. Применение плоского тиснения целесообразно только при достаточно большой толщине материала, поэтому данный вид отделки не применяется при изготовлении этикеток и гибкой упаковки.

Формирование выпуклого рельефного изображения за счет избирательного нанесения на поверхность оттиска покрытий возможно способами трафаретной печати, термографии (термоподъема) и флокирования.

Трафаретная печать -- технология, позволяющая наносить на оттиск слой краски большой толщины. Высота рельефа при этом не очень значительна, однако при определен-ных углах зрения рельеф хорошо заметен.

Термография -- нанесение на адгезионный слой специального порошка, формирующего рельеф. Закрепление порошка на оттиске осуществляется термически.

Флокирование -- нанесение на адгезионный слой волокнистого материала, придающего поверхности этикетки и упаковки рельефный бархатистый эффект.

Придание поверхности специальных оптических свойств (голографического, люминесцентного эффектов или перламутрового блеска) находит в последнее время все большее распространение.

Голография (от греч. hоlоs -- весь, полный) -- метод получения объемного изображения объекта, основанный на интерференции волн. Используемые в этикеточном и упаковочном производстве голограммы можно разделить на три типа: 2D (плоские), 2D/3D (содержащие несколько различных уровней, создающих эффект объема изображения), 3D (трехмерные изображения объектов). Голограммы наносятся на этикетку или на упаковку методом припрессовки. Широкое распространение получило тиснение голографической фольгой.

Люминесценция (от лат. luminis -- свет) -- возникающее при определенных условиях свечение веществ, избыточное над их тепловым излучением при данной температуре. В производстве этикеточной и упаковочной продукции применяются люминесцентные лаки и краски, содержащие специальные пигменты, обладающие свойством свечения под действием излучения определенной части спектра, чаще всего УФ-света.

Перламутровый эффект обусловлен отражением света от частиц специального пигмента. Подобный перламутровый пигмент чаще всего изготавливается из слюды. При разных углах зрения перламутровое покрытие меняет свой цвет, может темнеть или казаться подсвеченным изнутри. Отражение пластинками слюды света сопровождается образованием интерференционной картины, обусловливающей специфический радужный блеск покрытия. Для придания перламутрового эффекта этикетке или упаковке применяется лакирование перламутровыми лаками.

При таких способах отделки, как лакирование и ламинирование, на поверхность оттиска наносятся покрытия, защищающие его от механических повреждений (например, истирания), улучшающие его механические характеристики (например, прочность на разрыв) и защищающие оттиск от воздействия химических веществ: воды, кислот, щелочей, жиров и т.д.

Защитные покрытия могут наноситься как на внешнюю, так и на внутреннюю сторону упаковки. Во втором случае покрытие не только предохраняет продукт от внешних влияний, но и защищает упаковку от воздействия на нее продукта.

Для придания этикетке и упаковке необходимой геометрической формы служит операция высечки или вырубки, при выполнении которой этикетка или заготовка упаковки отделяется от лишней, идущей в отходы части материала.

Некоторые отделочные операции являются подготовительными или служат для облегчения выполнения последующих технологических операций. Примеры таких операций: биговка и перфорация, обеспечивающие облегчение фальцовки; рицовка, повышающая качество склеивания; нанесение грунтовочных лаков, позволяющих улучшить адгезию между запечатываемым материалом и отделочным лаком; каландрирование, повышающее гладкость поверхности перед лакированием или кашированием.

Большинство способов отделки этикеточной и упаковочной продукции в той или иной мере повышает степень защищенности товаров от подделки. Используя различные отделочные технологии, производители этикеточной и упаковочной продукции стараются затруднить ее подделку или сделать ее экономически нецелесообразной. Наиболее часто в этих целях используются имитация металлических покрытий, припрессовка голограмм, высечка по сложному контуру, то есть виды отделочных операций, характеризующиеся высокой технологической сложностью и значительно повышающие стоимость этикетки и упаковки при малом тираже.

С целью затруднения повторного использования упаковки может применяться нанесение на этикетки или на защитные наклейки просечек.

С технологической точки зрения отделочные операции можно разделить на две группы:

* нанесение на поверхность этикетки или упаковки покрытий со специальными свойствами;

* механическая отделка этикетки или упаковки без нанесения покрытий.

Нанесение на поверхность этикетки или упаковки покрытий является эффективным способом придания ей необходимых оптических и механических характеристик и повышения ее физико-химической стойкости.

По кроющей способности покрытия можно разделить на две группы:

* прозрачные;

* кроющие.

Прозрачные покрытия наносятся способами лакирования, экструзионного ламинирова-ния и каширования (ламинирования) прозрачными пленками.

Кроющие покрытия -- методами тиснения фольгой, бронзирования, термографии и ка-ширования непрозрачными материалами.

3. Лакирование и его назначение. Разновидности лакирования

Лакирование - это процесс облагораживания печатной продукции путем нанесения на нее слоя лака.

Лакирование является более дешевым способом отделки, чем припрессовка пленки, ламинирование или каширование.

Появление УФ-отверждаемых лаков внесло значительные коррективы в сложившиеся представления.

«глянцевые журналы». в этом случае лакирование выполняет три основные функции: привлекает внимание покупателя, защищает обложку от влаги, солнечных лучей и отпечатков пальцев и усиливает эстетическое впечатление от изображения на обложке. этикетки, открытки, обложки книг и многое другое.

Особую роль лакирование играет для упаковки, которая служит для придания определенной формы и сохранению упакованного в нее изделия.

Лакирование продукции решает несколько задач:

* улучшает внешний вид и механическую прочность оттиска;

* повышает прочность оттиска и упаковки к истиранию;

* повышает глянец полиграфического оттиска на упаковке. Блестящая упаковка привлекает внимание, что особенно важно при реализации упакованного товара;

* повышает контраст изображения и текста на оттиске и упаковке;

* повышает устойчивость оттиска к влаге и сырости, к химическим агрессивным продуктам и средам, что особенно важно для упаковки некоторых товаров;

* меняет оптические свойства поверхности запечатываемого материала упаковки, повышая ее матовость или глянцевость;

* изолирует красочный слой оттиска упаковки от соприкасающихся с ним упаковочных материалов, что особенно важно при раскрытии или порче упаковки;

* создает защиту от порчи упаковки из-за трения поверхностей упаковок при транспортировке товара;

* изолирует красочный слой оттиска от упакованных продуктов и от прямого соприкосновения с другими поверхностями, устраняя таким образом переход красочного слоя (перетискивание);

* создает шероховатость поверхности упаковки, и, таким образом, предотвращает скольжение упакованного товара относительно друг друга;

Разновидности лакирования

В зависимости от площади оттиска, куда наносят лак, лакирование может быть:

*общим (полное, сплошное), когда слоем лака покрывают всю поверхность оттиска;

*неполным (фрагментарное, выборочное, местное), когда слоем лака покрывают только отдельные фрагменты изображения на оттиске или часть листа оттиска.

Технологии:

*Лак наносят в печатной машине сразу после печати оттисков за один листопрогон, за один непрерывный цикл (in linе, в линии).

*Лак наносят на заранее отпечатанные оттиски в специализированных лакировальных машинах (оff linе, раздельно).

Лаки наносят на оттиски по технологии in linе не только в лакировальных секциях печатных машин, но и в печатные секции, используя печатные машины высокого, трафаретного и офсетного способов печати. В офсетных машинах некоторые лаки, например, водорастворимые (дисперсионные), наносят на оттиски, используя увлажняющий аппарат.

Разновидности лаков

Фирмы-производители HаrТmаnn, Siеgwеrk, VаnSоn, Vеgrа.

По создаваемому внешнему эффекту (оптическим свойствам) лаки делятся на глянцевые и матовые.

По составу они разделяются на масляные (офсетные, печатные), водно-дисперсионные, лаки на летучих растворителях, лаки УФ-отверждаемые. Для получения уникальных эффектов или подготовки оттиска к последующим операциям применяются специальные лаки: ароматизированные, металлизированные, перламутровые, блистерные.

4. Масляные лаки

Масляные (печатные) лаки можно рассматривать как бесцветную прозрачную печатную краску. По своему составу очень близки к офсетным краскам. Второе их название - офсетные, или печатные. В состав масляного лака входит смола, растительные масла, минеральные масла, сиккатив и добавки.

Преимущества масляных лаков:

* лакирование тонкой бумаги ее линейные размеры не изменяются так сильно, как при использовании вододисперсионных лаков. Линейные размеры меняются также, как и при традиционной офсетной печати с использованием увлажнения);

* при обслуживании печатной машины можно использовать стандартные смывные растворы, как для офсетных красок;

* при коррекции свойств масляных лаков применяются те же вспомогательные средства, что и в случае офсетных красок;

* хорошая адгезия лака к запечатываемому материалу, высокая механическая прочность и вместе с тем гибкость лаковой пленки, что очень важно при дальнейшей обработке оттис-ков (разрезке, фальцевании, биговки и т.п.);

* использование масляных лаков дает возможность снизить жесткость требований к совместимости красок с лаком, так как и те и другие близки по составу. Однако перед использованием лака с красками, нестойкими к действию щелочей, необходимо провести пробу для проверки качества нанесения лака и выявления возможных изменений интенсивности и цветового тона краски;

* широкий ассортимент лаков;

* хорошая защита оттиска от влаги;

*просты в применении, потому что при нанесении ведут себя также, как офсетная печатная краска. Если в машине нет лакировальной секции, то лакирование можно проводить через красочный аппарат печатной секции вместе с печатанием основными красками. Расход масляного печатного лака такой же, как и красок, -- зависит от покрываемой площади и на-ходится в пределах 60…150 г/м2.

Лакирование масляными лаками особенно рекомендуется для матовых мелованных бумаг, т.к. оно позволяет:

* увеличить сопротивляемость оттисков к истиранию, а это очень существенно из-за шероховатости матовой бумаги;

* увеличить сопротивляемость оттисков к загрязнению, что особенно важно для последующей переплетной обработки;

* получить высокий глянец, либо, наоборот, усилить эффект матовости изображения.

Недостатки масляных лаков.

-сравнительно большое временя высыхания, что уменьшает возможности последующей немедленной обработки оттисков, накладывает ограничения на высоту стапелей и требует применения противоотмарочных порошков, которые могут значительно снизить глянец обработанной продукции.

Для ускорения используют устройства ИК-сушки (инфракрасной сушки) или обдув горячим воздухом. требуют энергии. Количество лака, которое остается на оттиске после высыхания, т.е. сухой остаток, для масляных лаков не превышает 60 %. Это значит, что толщина лаковой пленки после сушки уменьшается более чем на 40 %.Основными недостатками печатного масляного лака являются:

* длительное закрепление на оттиске (как и любой офсетной краски). Для полного закрепления лака требуется около 2 ч;

* склонность к пожелтению с течением времени как самой лаковой пленки, так и обратной стороны оттиска;

* сравнительно невысокий глянец (по степени глянца так лак уступает дисперсионному и УФ-лаку);

* возможное появление неприятных запахов -- из-за образования побочных летучих продуктов полимеризации;

* необходимость использования противоотмарывающих порошков, так как окончательное закрепление лака происходит лишь после нескольких часов;

* возможное слипание оттисков в стапеле большой высоты.

Сплошное лакирование аналогично печати красками плашки в размер оттиска при отключенном увлажняющем аппарате. при сплошном лакировании масляный лак уско-ряет процесс старения бумаги, Выборочное лакирование с использованием масляных лаков -- это то же самое, что и обычная офсетная печать Хотя для упаковочной продукции в настоящее время вместо масляных лаков чаще ис-пользуют водно-дисперсионные, тем не менее окончательно отказаться от их использования в других областях невозможно.

5. Спиртовые лаки

В отечественной полиграфии до недавнего времени применялись преимущественно лаки на летучих растворителях (спиртовые).

Лаки на основе ЛР представляют собой растворы природных или синтетических смол в спиртах, эфирах или ароматических углеводородах. ). В этом случае механизм сушки лаков на основе летучих растворителей (ЛР), сопровождающийся пленкообразованием, основан на быстром испарении ЛР из лака под воздействием нагретого воздуха в камере сушильного устройства или в условиях естественной сушки в цехе. На первой стадии процесса происходит испарение растворителя из жидкой пленки, а на второй - из сформировавшейся твердой пленки. Адгезионная прочность получаемого покрытия зависит от химического строения пленкообразователя и диффузионных процессов, протекающих в слое.

В качестве растворителей используются различные вещества, обладающие высокой скоростью испарения: изопропиловый спирт, ацетон, толуол, этилацетат, дисциллят метила и др. В качестве связующего в данном типе лаков применяют акрилы, нитроцеллюлозу, стирол.

Лаки на основе ЛР поставляются в исходном состоянии с малым содержанием растворителя. Для получения требуемых рабочих свойств его разбавляют растворителем непосредственно перед использованием. Обычно требуется добавка растворителя от 40 до 150 % в зависимости от свойств лака, свойств растворителя, условий сушки и т.п.

Оптимальный глянец достигается при расходе лака 4…6 г/м2 (без учета массы растворителя). За один прогон листа обеспечивается глянец 85…90 %. При последующем горячем каландрировании глянец может достигать 95 % и выше, что сравнимо с глянцем, достигаемым при УФ-лакиовании.

Лаки на основе ЛР часто используются для предварительного грунтования перед нанесением УФ-лака на материалы невысокого качества.

Достоинством спиртовых лаков является:

*высокий глянец, сравнимый с глянцем, достигаемым при УФ-лакировании;

*быстрое закрепление за счет испарения ЛР;

*более толстый наносимый слой, чем при работе с масляным или водно-дисперсионным лаком;

*хорошая прочность на истирание;

*хорошая защита от воздействия влаги, масел, грязи, жира;

* более низкая стоимость по сравнению с УФ-лаками и масляными лаками;

*высокая скорость сушки;

*невысокие энергозатраты;

*не требуется применение противоотмарочного порошка при стапелировании листов.

Основными недостатками спиртовых лаков являются:

* содержат токсичные и экологически вредные летучие органические растворители;

*загрязнение окружающей среды из-за испарения растворителей;

*требуют тщательного соблюдения условий безопасности труда, специальных требований к оборудованию сушильных устройств и цеховой вентиляции.

*Применяемые растворители имеют низкую температуру вспышки. Очень огнеопасны. Требуют строгого соблюдения соответствующих правил пожарной безопасности.

* необходимо уделять внимание проблеме возможного отрицательного воздействия растворителя на резиновые покрытия валов лакировальной машины или устройства.

6. Водно-дисперсионные лаки

Водно-дисперсионные лаки (ВД-лаки) представляют собой смесь полимерных дисперсий и пленкообразующих, увлажняющих и антивспенивающих добавок. В качестве связующего в большинстве ВД-лаков используют акриловые смолы, в качестве растворителей в них в основном используется вода, иногда - небольшое количество спирта (5…10 %).

Различают две основные группы ВД-лаков: так называемые термически сохнущие и термически закрепляемые лаки.

Механизм сушки термически сохнущих ВД-лаков представляет совокупность физико-химических процессов, основанных на частичном испарении воды из лаковой пленки с одной стороны, и частичном впитывании воды в поверхность бумаги или картона, с другой. и - это совокупность. Суммарное время сушки 20…30 с. Сухой остаток составляет 30…40 %.

Термически сохнущие ВД-лаки обычно поставляются в неразбавленном виде с содер-жанием воды 45…50 % от общей массы (50…55 % твердых частиц) и дополнительно разбавляют водой до нужной вязкости непосредственно перед использованием. В разбавленном лаке содержание воды может достигать 70 %.

Используют методы сушки горячим воздухом и ИК-излучением, причем как раздельно, так и в сочетании друг с другом.

Почти все без исключения термически сохнущие ВД-лаки являются однокомпонентными системами.

Термически закрепляемые ВД-лаки имеют другой механизм сушки, основанный на химической реакции в связующем, инициируемой нагревом поверхности лакируемого материала до определенной температуры (90…135°С).

Является двухкомпонентной системой: непосредственно перед использованием в лак добавляется специальный катализатор, необходимый для химической реакции. Термически закрепляемые ВД-лаки по-ставляются с содержанием твердых частиц 75…85 % и обычно разбавляются водой до 60…70 % для получения необходимой вязкости. Термически закрепляемые лаки имеют несколько больший глянец по сравнению с термически сохнущими лаками при тех же условиях нанесения на материал.

Широкое применение находят ВД-лаки в качестве грунтовых лаковперед нанесением УФ-лака .

Дисперсионное лакирование можно успешно применять для создания перламутровых эффектов.

Преимущества водно-дисперсионных лаков:

* более высокий глянец по сравнению с масляными лаками;

* высокая прозрачность и отсутствие «желтизны» при сплошном лакировании;

* отсутствие запаха у сухой пленки;

*более толстый наносимый слой, чем при работе с масляными лаками;

* высокая эластичность лаковых пленок и прочность на истирание и изгиб;

* отсутствие выщипывания оттиска благодаря малой вязкости лака;

*применяется для защиты печатного изображения от воздействия масел, грязи и жира;

*при изготовлении картонной упаковки не требует применения специальных клеев или фрезерования линий склейки;

*низкая стоимость по сравнению с УФ-лаками и масляными лаками;

*возможность лакирования на линиях в лакировальных секциях офсетных печатных машин при и использовании традиционных печатных красок;

* высокая скорость пленкообразования и высыхания, обуславливающая минимальную потребность в противоотмарывающих порошках при стапелировании, а в некоторых случаях -- их полное исключение;

* простота регулирования вязкости лаков путем разбавления их водой или водой с этиловым спиртом в соотношении 1:1. Однако следует помнить, что при добавлении воды к дисперсионному лаку его вязкость меняется быстро;

* хорошая смачиваемость лакируемой поверхности, которая при сплошном лакировании оттисков обеспечивает равномерное нанесение лака;

* экологическая безопасность, не содержит экологически вредных летучих органических растворителей и токсичных компонентов. Лак можно использовать при печати пищевых упаковок;

*лакированная бумага и картон подвергаются беспроблемной вторичной переработке;

* высокая скорость лакирования (до 13000 оттисков в час);

* лаковые пленки устойчивы к воздействию низких температур. Это позволяет применять дисперсионные лаки при изготовлении упаковок пищевых продуктов, которые необходимо хранить в морозильных камерах;

Недостатки дисперсионных лаков:

* деформация тонкой бумаги (60 г/м2 и менее) при лакировании, т.к. эти лаки в основном содержат воду, а для достижения оптимальной степени глянца толщина влажной лаковой пленки должна составлять около 6,2…7,3 г/м2 в зависимости от пористости и гладкости поверхностного слоя бумаги;

* лак очень быстро высыхает, и поэтому могут возникнуть сложности при очистке валиков после печати;

* волно-дисперсионные лаки могут пениться. Существуют специальные добавки - пеногасители, которые снижают образование пены;

*пробламатично выборочное лакирование;

*слабые защитные свойства от влаги и растворителей;

*более низкая скорость сушки, чем у УФ-лаков и лаков на основе ЛР;

*высокие затраты на сушку;

*для достижения высокого глянца требуется лакирование в два слоя с предварительной сушкой первого слоя.

При лакировании дисперсионными лаками необходимо использовать краски, устойчивые к действию влаги и щелочи. Если краска содержит пигменты, не соответствующие этим требованиям, ее цвет может измениться. Нельзя смешивать дисперсионные лаки со вспомогательными материалами для красок или масляными лаками.

7. УФ-отверждаемые лаки

Лак УФ-отверждения представляет собой раствор акриловых смол и жидких полимеров, которые закрепляются только под воздействием УФ-излучения с длиной волны 250…400 нм.

В состав УФ-лака входит акриловый преполимер или олигомер, акриловые мономеры, фотоинициаторы и добавки. Основной частью УФ-отверждаемых лаков является связующее, так называемая фотополимеризующаяся композиция (ФПK), которая и определяет сам факт отверждения краски под действием УФ-излучения.

В лаках УФ-отверждения используется только один тип полимеризации - радикальный, так как материалы с катионным механизмом отверждения чувствительны также к действию спиртов и влаги, неизбежно присутствующих в офсетном способе печати.

Пленка образуется в результате химического процесса полимеризации, который занимает доли секунд. Процесс полимеризации УФ-лака под действие УФ-излучения протекает в несколько стадий. На первой стадии происходит активация УФ-излучением специального ингредиента, находящегося в составе УФ-лака - фотоинициатора. В качестве фотоинициатора используется специальное вещество, требующее для его активации гораздо меньшей энергии УФ-излучения, чем основное вещество, составляющее связующее лака. Под воздействием УФ-излучения молекулы фотоинициатора способны мгновенно образовывать чрезвычайно химически активные молекулы, называемые свободными радикалами. В УФ-лаках используют активные химические вещества, например бензоино-метиловый эфир, способный образовывать две молекулы свободных радикалов при воздействии УФ-излучения. На второй стадии образовавшиеся свободные радикалы инициируют химическую реакцию полимеризации в связующем лака. Наиболее часто

исходным материалом для связующего УФ-лака являются акриловые полимеры. Третьей стадией является непосредственно реакция лавинообразного образования поперечных связей между молекуами связующего лака, при этом происходит быстрая полимеризация лакового слоя. Последней стадией является затухание и остановка реакции полимеризации. Скорость полимеризации лакового слоя зависит от свойств связующего. Например, лаки, содержащие в составе связующего низкомолекулярные акриловые полимеры (олигомеры) имеют низкую скорость полимеризации, чем лаки со связующим на основе высокомолекулярных акриловых полимеров.

Сразу после нанесения лака оттиски можно подвергать любому виду послепечатной обработки: резке, биговке, фальцовке. В то же время максимальную стойкость лаковый слой достигает через 24 часа после печати, в чем можно убедиться, проделав тест на стойкость при помощи скотча.

Источник высокоинтенсивного УФ-излучения - ртутные лампы среднего давления.

В состав УФ-лака могут вводится добавки для придания лаку различных необходимых свойств: текучести, адгезии и др. Полярные вещества, присутствующие в составе связующих и фотоинициаторов УФ-лаков, могут вызвать разбухание и вспучивание синтетических резиновых покрытий валов и офсетных полотен, даже если они обладают устойчивостью к агрессивному воздействию различных смывочных растворов на основе хлоруглеводородов, кетонов и т.п., могут быть неустойчивы к воздействию УФ-лаков. Покрытия на основе бутила (сополимера изобутилена и бутадиена), мономера диена этилпропилена (ЕРDM), применяемые для валов флексографских машин, обладают достаточной устойчивостью к большинству УФ-лаков. Обычно, наносящие валы аппаратов для подачи лака в УФ-лакировальных машинах имеют специальное покрытие из смеси синтетических эластомеров, не подверженных набуханию под воздействием УФ-лаков.

Сухой остаток при УФ-лакировании составляет 100%, это означает, что объемы жидкого и затвердевшего лака практически равны, при этом расходуется меньше энергии, чем при воздушной или термической сушке, и в воздух не переходят компоненты растворителя.

Технология УФ-лакирования в полиграфическом производстве является достаточно молодой, но она уже серьезно закрепилась среди традиционных способов отделки отпечатанных оттисков, более того, ее доля стремительно растет. Это обусловлено уникальными свойствами, которые придает УФ-лак оттиску по сравнению с традиционными способами лакирования (масляные, водные, органические лаки).

Достоинствами УФ-лаков являются:

* превосходный глянец;

* ярко выраженный декоративный эффект;

* мгновенное высыхание, не требуется применение противоотмарывающего порошка при стапелировании;

*возможно выборочное лакирование;

* большая прочность на истирание и устойчивость к воздействию низких и высоких температур;

* возможность быстрой дальнейшей обработки: тиснения, биговки и фальцовки;

* сохранение оптических свойств изображения в течение длительного времени (УФ-лак не желтеет);

* не токсичен и безвреден для окружающей среды и человека, так как не содержит экологически вредных летучих органических растворителей и токсичных компонентов;

*не огнеопасен;

* можно использовать в производстве детских игрушек;

* можно подвергать вторичной переработке;

*цена, сравнима с ценой масляных лаков.

Возможно лакирования этими лаками тонких бумаг массой 70…80 г/м2, которые широко используются для печатания этикеток.

Лакирование УФ-лаком придает оттискам практически такие же свойства, как и припрессовка пленки, но при вдвое меньшей стоимости и вдвое большей скорости отделки продукции.

Недостатки Уф-лаков:

*невозможность лакирования «по сырому» на линии в офсетных печатных машинах при печатании традиционными красками;

*для качественного лакирования пористых сортов бумаги и картона требуется предварительное грунтование (сплошная запечатка или лакирование водно-дисперсионным лаком или лаками на основе ЛР);

*некоторые УФ-лаки имеют характерный запах, устранимый при грамотном подборе химического состава лака, лакируемого материала и режима сушки;

* высокие энергозатраты на сушку и эксплуатацию УФ-сушильных устройств, высокая стоимость сушильного устройства;

*при изготовлении картонной упаковки требуется фрезерование линий склейки или применение специальных клеев;

*затруднена вторичная переработка лакированной продукции;

*продолжительность УФ-лаков ограничена от 6 до 8 месяцев;

*Имеет более высокую стоимость по сравнению с другими лаками.

*образование озона при сушке и необходимость его удаления из рабочей зоны и производственного цеха.

7. УФ-отверждаемые лаки

Лак УФ-отверждения -раствор акриловых смол и жидких полимеров, которые закрепляются только под воздействием УФ-излучения с длиной волны 250…400 нм.

В состав УФ-лака входит акриловый преполимер или олигомер, акриловые мономеры, фотоинициаторы и добавки. Основной частью УФ-отверждаемых лаков является связующее, так называемая фотополимеризующаяся композиция (ФПK), которая и определяет сам факт отверждения краски под действием УФ-излучения.

Два вида реакции фотополимеризации - радикальный и катионный. При радикальном механизме отверждения фотоинициатор поглащает свет и генерирует свободные радикалы, при катионном же - образуются катион и анион, которые выполняют функции свободных радикалов. Однако в лаках УФ-отверждения используется только один тип полимеризации - радикальный, так как материалы с катионным механизмом отверждения чувствительны также к действию спиртов и влаги, неизбежно присутствующих в офсетном способе печати.

Пленка образуется в результате химического процесса полимеризации, который занимает доли секунд. Процесс полимеризации УФ-лака под действие УФ-излучения протекает в несколько стадий. На первой стадии происходит активация УФ-излучением специального ингредиента, находящегося в составе УФ-лака - фотоинициатора. В качестве фотоинициатора используется специальное вещество, требующее для его активации гораздо меньшей энергии УФ-излучения, чем основное вещество, составляющее связующее лака. Под воздействием УФ-излучения молекулы фотоинициатора способны мгновенно образовывать чрезвычайно химически активные молекулы, называемые свободными радикалами. В качестве фотоинициатора в УФ-лаках используют активные химические вещества, например бензоино-метиловый эфир, способный образовывать две молекулы свободных радикалов при воздействии УФ-излучения. На второй стадии образовавшиеся свободные радикалы инициируют химическую реакцию полимеризации в связующем лака. Наиболее часто исходным материалом для связующего УФ-лака являются акриловые полимеры. Третьей стадией является непосредственно реакция лавинообразного образования поперечных связей между молекулами связующего лака, при этом происходит быстрая полимеризация лакового слоя. Последней стадией является затухание и остановка реакции полимеризации. Скорость полимеризации лакового слоя зависит от свойств связующего. Например, лаки, содержащие в составе связующего низкомолекулярные акриловые полимеры (олигомеры) имеют низкую скорость полимеризации, чем лаки со связующим на основе высокомолекулярных акриловых полимеров.

Сразу после нанесения лака оттиски можно подвергать любому виду послепечатной обработки: резке, биговке, фальцовке. В то же время максимальную стойкость лаковый слой достигает через 24 часа после печати

Кроме фотоинициатора и основного связующего в состав УФ-лака могут вводится различные специальные добавки для придания лаку различных необходимых свойств: текучести, адгезии и др. При этом обеспечиваются хороший глянец или матовый эффект лаковой пленки, высокая прочность красочного споя на истирание и хорошая гладкость поверхности. Наиболее эффективный глянец 95…97 % достигается при нанесении УФ-лакового слоя толщиной 4…6 г/м2. Скорость сушки большинства УФ-лаков составляет 70…80 м/мин при использовании в сушильном устройстве трех источников УФ-излучения с удельной мощностью излучения 80 Вт/см каждый.

Все резиновые покрытия, контактирующие с УФ-лакми, должны быть разработаны с учетом возможного агрессивного воздействия его компонентов. Обычно, наносящие валы аппаратов для подачи лака в УФ-лакировальных машинах имеют специальное покрытие из смеси синтетических эластомеров, не подверженных набуханию под воздействием УФ-лаков.

Сухой остаток при УФ-лакировании составляет 100%, это означает, что объемы жидкого и затвердевшего лака практически равны, при этом расходуется меньше энергии, чем при воздушной или термической сушке, и в воздух не переходят компоненты растворителя.

Лаковая пленка обеспечивает хорошую защиту от воздействия воды и грязи, устойчивость к действию химикатов и термосвариванию.

Сушильные устройства УФ-излучения, управляемые микропроцессорами позволяют значительно сократить расход электроэнергии. Кроме того, эти сушильные устройства более компактны и экономичны.

Достоинствами УФ-лаков являются:

* превосходный глянец;

* ярко выраженный декоративный эффект;

* мгновенное высыхание, не требуется применение противоотмарывающего порошка при стапелировании;

возможно выборочное лакирование;

* большая прочность на истирание и устойчивость к воздействию низких и высоких температур;

* возможность быстрой дальнейшей обработки: тиснения, биговки и фальцовки;

* сохранение оптических свойств изображения в течение длительного времени (УФ-лак не желтеет);

* не токсичен и безвреден для окружающей среды и человека, так как не содержит экологически вредных летучих органических растворителей и токсичных компонентов;

не огнеопасен;

* можно использовать в производстве детских игрушек;

* можно подвергать вторичной переработке;

цена, сравнима с ценой масляных лаков.

УФ-лаки можно использовать для лакирования как всей поверхности печатного листа, так и отдельных его участков.

Лакирование УФ-лаком придает оттискам практически такие же свойства, как и припрессовка пленки, но при вдвое меньшей стоимости и вдвое большей скорости отделки продукции.

По важнейшим показателям, таким как глянец, стойкость к истиранию и внешним воздействиям, УФ-лаки превосходят лаки всех других групп.

УФ-лаки не относятся к категории воспламеняющихся и взрывоопасных веществ, что также служит аргументом в их пользу.

Недостатки Уф-лаков.

невозможность лакирования «по сырому» на линии в офсетных печатных машинах при печатании традиционными красками;

для качественного лакирования пористых сортов бумаги и картона требуется предварительное грунтование (сплошная запечатка или лакирование водно-дисперсионным лаком или лаками на основе ЛР);

некоторые УФ-лаки имеют характерный запах, устранимый при грамотном подборе химического состава лака, лакируемого материала и режима сушки;

* высокие энергозатраты на сушку и эксплуатацию УФ-сушильных устройств, высокая стоимость сушильного устройства;

при изготовлении картонной упаковки требуется фрезерование линий склейки или применение специальных клеев;

затруднена вторичная переработка лакированной продукции;

продолжительность УФ-лаков ограничена от 6 до 8 месяцев;

* имеет ощутимый запах;

* трудности при нанесении лакового слоя при работе по технологии оn linе.

Имеет более высокую стоимость по сравнению с другими лаками.

Экологические проблемы пользования УФ-лаков - образование озона при сушке и необходимость его удаления из рабочей зоны и производственного цеха.

Технологические параметры и особенности УФ-лакирования

При лакировании оттиска «по сырому» в сочетании с традиционными офсетными красками могут наблюдаться затруднения с высыханием красок из-за ограничения доступа кислорода к красочному слою. Это усложняет полимеризацию красочного слоя, т.е. оттиск плохо и долго сохнет. Но это еще не все. Лаковая пленка не пропускает и продуктов окисления при полимеризации краски. Это приводит к мутности лакового слоя, к снижению его глянца и к деформации, т. е. к неприятным эффектам так называемого дефекта «апельсиновой корки» («каракуля»). Чтобы избежать этого, рекомендуется лакировать уже высохшую продукцию либо использовать в сочетании с этими лаками специальные краски УФ-отверждения или созданные в последнее время гибридные краски. Кроме того, для смывки УФ-лаков в лакировальных секциях применяются специальные составы, что предрасполагает к возникновению экологических проблем.

Наносить УФ-лаки на поверхность оттисков можно как в лакировальной машине, так и непосредственно в печатной машине, используя для этой цели либо красочный, либо увлажняющий аппарат, либо специальную лакировальную секцию (или несколько секций), работающую в линии с печатной машиной и входящей в нее вместе с сушильным устройством как отдельная секция.

Выпускаются лаки для нанесения покрытий в офсетных, трафаретных и флексографских печатных машинах. Особое распространение УФ-лаки получили в флексографских рулонных машинах. Как правило, все лакировальные секции в печатных машинах и лакировальные аппараты в лакировальных машинах - это печатные аппараты флексографского способа печати с гладкими или анилоксовыми валиками подачи лака на форму.

Следует учитывать, что УФ-лак наносится не на запечатываемый материал, а поверх офсетных красок (традиционных или УФ-красок). Такая технология предполагает применение праймеров по двум причинам: усилить адгезию УФ-лака и красочного слоя, а также сгладить неровность поверхности бумаги и обеспечить безупречную гладкость и абсолютный блеск лаковой пленки.

УФ-лак может быть нанесен на отпечатанную продукцию двумя методами: в линию (оn-linе) и автономно после печати красками и/или нанесения праймера (оff-linе).

Подложка (запечатываемый материал)

Бумага, на которую будет наноситься

УФ-лак, должна быть мелованная/каландрированная. Hемелованная бумага ведет себя как губка и впитывает лак. Бумага с глянцевым покрытием также не подходит для

УФ-лакирования, так как толщина мелованного покрытия в два или три раза больше, чем слой лака на валиках. Такое покрытие ведет себя как поглощающий фильтр и дает тот же самый результат, что и немелованная бумага. Бумага, предназначенная для УФ-лакирования, не должна быть бигована (количество лака, наносимого по месту биговки, может оказаться в три раза больше толщины слоя на всем листе, и при фальцевании он растрескается).

8. Лаки специального назначения

Барьерные лаки - это покрытия, которые придают поверхности барьерные свойства по отношению к чему-либо. Чаще всего они используются при изготовлении пищевой упаковки, так как продукты содержат в себе различные вещества, легко впитывающиеся в бумагу или картон. Раньше единственным способом придания картону жиро и влагонепроницаемости было ламинирование, которое обеспечивает поддержание этих параметров на высоком уровне, но является довольно дорогостоящим процессом. Барьерные лаки позволяют получить эти свойства при нанесении на оборотную сторону картона. Как правило, они сертифицированы на прямой контакт с пищевыми продуктами, что значительно упрощает их использование. Изготавливаются такие лаки обычно водоразбавляемыми (реже - на органических растворителях), способ нанесения - флексографская или глубокая печать. Единственная проблема, которая может возникнуть при работе с барьерными лаками, - это необходимость нанесения очень большого слоя (достаточное количество лака напрямую зависит от пористости поверхности и обычно составляет 10…12 г/м2 влажного материала), в этом случае часто приходится наносить лак в два прогона. Барьерные лаки также могут быть как термостойкими, так термосвариваемыми (для изготовления упаковки без применения клея). Более редкой сферой применения барьерных лаков является упаковка для моющих средств, когда лаковая пленка является барьером для влаги и щелочи.

Лаки с различной степенью скольжения. Существуют ла-ки с повышенным скольжением, нескользящие и направленного скольжения (как для игральных карт).

Блистерные лаки. Функция- обеспечить термосвариваемость картона с формой. Такие лаки могут быть на водной или органической основе и предназначены для нанесения на лакировальных машинах вальцового типа. Также существуют водные лаки для нанесения через лакировальную секцию офсетной машины и органические лаки для трафаретного способа печати.

Лаки для скин-упаковки. также обеспечивают термоактивные свойства поверхности, но данный вид упаковки не является в нашей стране популярным.

«Клеящиеся» Уф-лаки, которые можно тиснить обычной фольгой и склеивать специальным клеем.

Декоративные лаки. Причем по качеству этот способ нанесения металлизированного лака сравним с печатью металлизированными красками. Однако в противоположность закрепляемым окислительной полимеризацией связующим офсетных металлизированных красок, высохшая лаковая пленка практически не имеет запаха и данные лаки пригодны для отделки упаковки продуктов питания и сигарет.

Металлизированные лаки - это водные металлические пасты, предназначенные для нанесения через лакировальную секцию с камерракельной системой. От традиционных металлизированных масляных офсетных красок их отличает значительно больший металлический глянец. Главной трудностью при работе с этими лаками является необходимость постоянно очищать анилоксовый вал, так как его ячейки быстро забиваются частицами металлической пудры.

Металлизированные лаки по составу могут быть только дисперсионными и с точки зрения используемых связующих веществ имеют такую же структуру и применяются таким же образом. Они быстро высыхают благодаря впитыванию или испарению воды.

«Перламутровый» лак представляет собой обычный лак с введенной в него добавкой, которая и придает лаковой пленке желаемый вид.

Перламутровые лаки появились на рынке совсем недавно. Они предназначены для получения перламутрового эффекта на рекламной и упаковочной продукции. бывают масляными и дисперсионными. Лак на масляной основе -- так называемая белая интерференционная краска -- наносится через красочный аппарат и процесс лакирования происходит по той же схеме, что и с обычными масляными лаками. дисперсионный лак наносится, так же как и традиционные дисперсионные лаки.

Таким образом, использованием металлизированных и перламутровых дисперсионных лаков в упаковочной печати заменяются экологически неблагоприятные технологии, такие, как, например, бронзирование, тиснение золотом, печать металлизированными и интерференционными красками и т. д. специальные водные лаки, предназначенные для последующего горячего каландрирования, которое придает лаковой пленке очень высокий уровень глянца.

Ароматизированные лаки могут быть масляными и дисперсионными.

Однако чаще всего для придания запаха изображению применяются дисперсионные лаки, так как они не имеют собственного запаха.

В настоящее время на Западе ароматизированное лакирование больше практикуется не в листовой, а в рулонной печати с использованием лаков горячего закрепления. В иллюстрационной рулонной печати с воздушной сушкой оттисков для лакировки лучше всего подходит ароматизированный масляный лак, но его вязкость должна быть ниже, чем при лакировании в листовой печати.

9. Оборудование для лакирования

Выделяют два типа лакировальных аппаратов - валковый и камерно-ракельный.

Валковый лакировальный аппарат

Лакировальный аппарат валкового типа включает в свой состав три валика (цилиндра): хромированный дукторный А, обрезиненный дозирующий В и хромированный накатной С. Дукторный цилиндр располагается в корыте с лаком. Kоличество подаваемого лака плавно регулируется путем изменения скорости вращения дукторного цилиндра, имеющего индивидуальный привод.

Схема лакировального аппарата KОMОRI валкового типа

Для формирования равномерного слоя лака на оттиске между дозирующим валиком и накатным цилиндром в лакировальном аппарате KОMОRI реализуется реверсивное проскальзывание, которое обеспечивается встречным вращением валиков относительно друг друга.

Kамерно-ракельный лакировальный аппарат

Основное преимущество данных аппаратов - более точная и стабильная дозировка требуемого количества лака вне зависимости от скорости работы печатной машины. Однако, для того, чтобы иметь возможность варьировать количество наносимого лака в разных заказах, типография должна иметь в наличии два или более растрированных (анилоксовых) цилиндра с разным объемом ячеек.

Схема камерно-ракельного лакировального аппарата Тrеsu

Подача лака осуществляется через закрытую камеру А, ограниченную двумя ракелями. Ракели взаимодействуют с покрытым керамикой растрированным (анилоксовым) цилиндром В, который выполняет функцию накатного цилиндра, так как обеспечивает подачу лака на формный цилиндр. Верхний ракель снимает излишки лака с растрированного цилиндра, а нижний предотвращает вытекание лака из камеры.

При нанесении УФ-лака в линию в приемно-выводное устройство печатной машины монтируется УФ-сушка, а также системы охлаждения оттисков и отвода озона.

10. Припрессовка плёнки клеевым способом. Каширование

Припрессовка - это процесс соединения прозрачной пленки с запечатанной и незапечатанной бумагой, картоном путем температурного и силового воздействия или приклеивания.

Каширование - процесс клеевого соединения непрозрачных материалов. Каширование непрозрачными материалами используется, например, при производстве упаковки из гофрокартона для соединения предварительно запечатанного листа с гофрированной основой.

Припрессовка пленки к полиграфической продукции клеевым способом производится в условиях высоких температуры и давления, которые устанавливаются в соответствии с технологическим режимом работы применяемого оборудования. Технологический режим определяется характером исходных материалов -- полимерных пленок, клеев, листов-оттисков и изменяется в зависимости от группы сложности издания.

11. Полимерные плёнки, используемые для припрессовки и их характеристика

Для припрессовки клеевым способам используются полипропиленовые, полиэтилентерефталатные и ацетилцеллюлозные (триацетатные и диацетатные) пленки.

Полипропиленовые пленки обладают хорошими физико-механическими свойствами и относительно дешевы, широко используются для припрессовки к печатной продукции. Полипропиленовые пленки имеют высокие механическую прочность, стойкость к истиранию, хорошую размерную стабильность и повышенную стойкость к деформации в широких пределах изменения температуры и влажности. Существенного улучшения свойств полипропиленовой пленки достигают путем ее ориентации (вытяжки) в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Благодаря этому пленка приобретает ценные свойства. Ориентированные пленки имеют повышенную прочность, хорошие влагоизоляционные свойства и прозрачность. В отличие от неориентированных эти пленки не растрескиваются при низких температурах и более устойчивы к тепловому воздействию.

Полипропиленовые пленки обладают исключительной прозрачностью (95%) и глянцевитостью, высокой прочностью при хорошей гибкости, низкой паропроницаемостью, стойкостью к растрескиванию под напряжением. Морозостойкость пленки сравнительно невысока -- от --15 до --20° С. Для припрессовки применяются отечественные полипропиленовые пленки марки ПП, а также итальянская пленка Моплефан толщиной 12 и 20 мкм. Полиэтилентерефталатные (лавсановые) пленки обладают высокой механической прочностью, пропускают до 90% света видимой части спектра, морозостойки (хрупкость не наблюдается даже при --50° С). Для припрессовки к печатной продукции применяют пленку марки ПЭТФ толщиной 12…20 мкм. Оттиски с припрессованной полиэтилентерефталатной пленкой имеют высокие прочностные показатели, практически не деформируются и не изменяют своих свойств с течением времени.