• Материалы
  • Полимеры
  • Бумага и картон
  • Стекло
  • Металл
  • Комбинированные
  • Расходные
  • Укупорочные средства
  • Этикетки
  • Общие вопросы
• Оборудование
  • Упаковочное
  • Конвертинговое
  • Полиграфическое
  • Комплектующие
  • Общие вопросы
• Дизайн и брендинг
• Бизнес-опыт
  • Право
  • Финансы
  • Практика
  • История успеха
  • Личности

Одним из наиболее популярных видов отделки упаковочной продукции является лакирование. Какие же свойства полиграфических лаков являются основными для потребителей полиграфической продукции? Существует ли классификация лаков? Каким образом может происходить лакирование, и какие тенденции заметны в применении?

Одним из наиболее популярных видов отделки упаковочной продукции является лакирование. Оно практикуется для улучшения как внешнего вида полиграфической продукции — повышения гладкости, блеска, насыщенности цветных изображений, — так и для защиты ее от грязи, истирания, механических повреждений.

Какие же свойства полиграфических лаков являются основными для по­требителей полиграфической про­дукции?

- Прежде всего, глянец: способность лако­вой пленки блестеть. С научной точки зрения, глянец является результатом преимущественно­го отражения света под углом, равным углу па­дения, и образуется в результате зеркального отражения света от гладкой поверхности. От­ражаемый от поверхности свет не входит в оп­тический контакт с красящим веществом, на­ходящимся в слое краски и под лаковой плен­кой. Поэтому при глянцевом отражении отсут­ствует избирательное поглощение света, и от­раженный свет имеет тот же спектральный со­став, что и падающий. Блики от глянцевой по­верхности при обычном освещении остаются белыми, независимо от цвета краски, в чем не­трудно убедиться, рассматривая любой блестя­щий предмет. Определять глянец можно в про­центном соотношении при помощи специаль­ных приборов глянцемеров.

Глянец относится к оптическим свойствам лаков. При этом у каждого вида лака собствен­ные оптические свойства. Существуют и мато­вые виды лаков, без глянца.

— Равномерность покрытия лаком всей поверхности оттиска, что, в свою очередь, за­висит от соотношения свойств используемых лаков и красок. Например, УФ-отверждаемые краски лучше всего покрывать УФ-отверждаемыми лаками вне зависимости от способа пе­чати. Возможность отделки полиграфического оттиска каким-либо видом лака определяется соотношением поверхностного натяжения пе­чатных красок и лаков. Величина поверхност­ного натяжения красок должна составлять не менее 32 мН/м², а у лака — обязательно мень­ше. Только в таком случае достигается равно­мерное заполнение лаком всей поверхности запечатанного оттиска. Информация о величи­нах поверхностного натяжения должна предо­ставляться фирмами-производителями.

В идеале лак должен быть равномерно (без пузырей и каких-либо впадин) распределен по площади оттиска. Как указывалось выше, следует помнить, что у каждого определенного вида лака свои оптические свойства.

— Адгезия, то есть степень прочности лака на оттиске. Требования по данному параметру различны в зависимости от предназначения продукции. Но в любом случае лак не должен отделяться от оттиска при сгибе или соприкос­новении с другими предметами.

На производстве адгезия лака к красочной пленке оттиска определяется, как правило, ме­тодом так называемой «решетки». На поверх­ность лаковой пленки наносится скотч, кото­рый с равномерным усилием прижимается по всей площади. Далее при помощи ножа или ножниц наносятся перекрестные надрезы, об­разуя, таким образом, решетку. Скотч равномерным усилием отделяется от оттиска. Бывает, что вместе с лаком сходит и краска, особенно при печати на невпитывающих поверхностях (на­пример, при печати на ПВХ). Хорошей же ад­гезией лака считается такая, при которой скотч удаляется с оттиска совершенно свободно, а ла­кированная поверхность остается в рабочем состоянии.

Под печатно-техническими свойствами лаков в основном подразумеваются пригодность того или иного вида лака для определен­ных производственных условий и вида продук­ции, а также его вязкость и характер поведения в процессе лакирования.

Лаки для оттисков представляют собой ра­створы пленкообразующих полимеров в лету­чих растворителях (или на любой другой основе). Они должны обладать хорошей адгезией и нейтральностью к соответствующему подле­жащему отделке запечатанному материалу, а также не содержать токсичных и пожароопас­ных веществ.

Приведем классификацию полиграфичес­ких лаков в соответствии с типом применяе­мых растворителей и видом закрепления (от­верждения).

— Лаки на масляной основе: как правило, суспензии на основе органических растворите­лей, которые отверждаются, то есть образуют твердую пленку посредством окислительной полимеризации (под действием кислорода воз­духа). Данные материалы не отличаются высо­кими потребительскими свойствами, у них, как правило, низкий глянец. Процесс закрепления указанных лаков протекает медленно. Однако лаки на масляной основе дешевы, обладают хорошей адгезией по отношению к бумаге и кар­тону. Они носят название «печатных лаков» (по аналогии с печатными красками для плоского офсетного и высокого способа печатей по типу закрепления) и используются в полиграфии чаще других

—  Лаки на основе летучих растворителей (различных спиртов или смесей спирта). Они имеют больший глянец, чем масляные виды. Отверждение происходит за счет испарения.

—  Лаки на водной основе наиболее распро­странены из-за своих экономических и техно­логических показателей. Они имеют, как прави­ло, не очень высокий глянец, а чаще всего мато­вый оттенок поверхности. В данном случае на­ряду с испарением лак закрепляется также и за счет впитывания. Поэтому его рекомендуется применять для отделки бумажных (впитываю­щих) материалов. Производство лаков на вод­ной основе на 40-60% дешевле масляных типов и более благоприятно с экологической точки зре­ния. Стоит отметить, что при наличии специального оборудования (типа прессов с системой повышения температуры) можно достигать глянцевой поверхности лаковой пленки.

 - Лаки УФ-отверждения. В данном виде растворитель как таковой отсутствует и в осно­ве закрепления таких лаков лежит реакция ра­дикальной фотополимеризации, состоящая в свою очередь из реакционно-способных олигомеров и мономеров.

Основные составляющие ФПК

— Мономер — органическое вещество, как правило, небольшой молекулярной массы и ма­лой вязкости, применяемое зачастую в качестве растворителя или разбавителя.

— Олигомер — органическое соединение с молекулярной массой, намного превышающей массу мономера. Представляет собой твердое вещество либо жидкость с большой вязкостью. Олигомер способен к полимеризации и сополимеризации с мономером. В основном имен­но природой олигомера определяются многие печатно-технические и потребительские свой­ства УФ-отверждаемых лаковых покрытий.

— Фотоинициатор (ФИ) — органическое вещество, инициирующее реакцию полимери­зации мономера и олигомера и обеспечиваю­щее таким образом переход композиции из жидкого состояния в твердое с пространствен­но-сетчатой «сшитой» структурой.

Наиболее часто используемыми в качестве ФИ являются производные антрахинонов, бензофенонов и асцилфосфиноксидов. В состав лаков вводятся добавки для регулирования раз­личных печатно-технических, а также потре­бительских свойств. Содержание их не превы­шает 5-10%.

Теперь о процессе радикальной фотополи­меризации.

ФИ поглощает квант света и начинает ге­нерировать радикалы, которые вступают в ре­акцию с ненасыщенными олигомерами и мо­номерами, вследствие чего происходит отвер­ждение композиции — переход из жидкого в твердое состояние с пространственносетчатой «сшитой» структурой. Само отверждение ком­позиции происходит под УФ-лампами за счи­танные доли секунды.

Большинство фотоинициаторов поглоща­ет световое излучение в ближней ультрафиоле­товой и частично в коротковолновой видимой области (250-460 нм).

Необходимая для УФ-отверждаемых лаков мощность модулей УФ-сушки 80-180 Вт/см². Вследствие особой агрессивности составляю­щих лаков УФ-отверждения необходимо при­менять при лакировании специальные накат­ные и формные материалы, устойчивые как к действию самих УФ-лаков, так и УФ-излучения. При работе УФ-ламп выделяется озон, вредный при определенной концентрации для здоровья человека, поэтому необходимо устанавливать специальные фильтры или же лампы водяно­го охлаждения. Сами же составляющие УФ-ла­ков являются аллергенами и контакта лаков с кожей следует избегать.

Основное преимущество лаков УФ-сушки: достижение глянцевой поверхности при высо­кой скорости закрепления, хорошая адгезия не только к впитывающим, но и не впитывающим поверхностям. УФ-лаки имеют наиболее высо­кие показатели по глянцу.

Существуют и УФ-отверждаемые лаки с матовым эффектом лаковой поверхности.

Для лучшего растекания УФ-лака по оттис­ку следует применять УФ-отверждаемые крас­ки. В этом случае можно лакировать «по-сыро­му» (одновременно с основным процессом пе­чати), в противном же случае, если использу­ются обычные краски, приходится лакировать «по-сухому» (отдельно от основного процесса печати). УФ-лакировка с УФ-отверждаемыми красками происходит «по-сырому», то есть в линию; при печати же обычными красками необходимо вылеживать оттиски и лакировать только при полном их закреплении, то есть «по-сухому». Первый случай возможен и в случае применения гибридных красок для плоского офсетного способа.

К недостаткам УФ-лака стоит отнести его дороговизну (примерно в два раза выше вод­ного) и выделение озона при работе УФ-ламп. Тем не менее, в целях достижения наилучших потребительских свойств продукции, примене­ние данного вида лаков расширяется.

Лакирование может происходить как в кра­сочных секциях печатных машин, так и в ла­кировальных секциях и в специализированных лакировальных машинах.

При нанесении различных видов лака в печатных машинах целесообразнее применять краски сходного состава, то есть, например, в обычных печатных машинах, не оснащенных модулями УФ-сушки, нельзя наносить УФ-от­верждаемые лаки.

Стоит отметить, что нанесение лаков через увлажняющий аппарат плоской офсетной пе­чатной машины требует меньшей вязкости, чем при нанесении посредством красочного аппа­рата. Самая низкая вязкость у лаков, наносимых при помощи лаковой секции или же посред­ством специализированной машины.

Лаковая секция печатных машин (вне за­висимости от вида печати) может состоять либо из трех накатных и раскатных валиков, либо лакирование может производиться при помощи растрового анилоксового вала с оп­ределенными характеристиками (как прави­ло с линиатурой 60-80 лин./см) и камерно-ракельной системы.

Лакирование может производиться прак­тически всеми используемыми способами пе­чати. При этом наибольшая толщина лакового слоя достигается только в трафаретном спосо­бе (до 100 мкм и выше).

В качестве формного материала в плоском офсетном способе обычно используется рези­на. При избирательном лакировании целесооб­разнее применять специальные формы и вы­сокой, и флексографской печати с рельефом, либо же специализированный формный мате­риал для лакирования (например, BASF (Гер­мания) nylocoat). Формный материал представ­ляет собой фотополимерную пластину с раз­личными видами подложек (на полиэфирной, алюминиевой и стальной основах) различной толщины и свойств, представляющих собой аналоги других (флексографских, для высокой и тампонной печати) известных фотополимер­ных форм. За исключением того, что в данном случае состав и твердость фотополимерного слоя оптимальным образом подобраны для лакирования. Фотополимерные пластины целе­сообразнее применять для достижения опти­мального переноса лака на лакируемую повер­хность и в случае сплошного лакирования. При этом для каждого определенного вида лака ре­комендуется применять пластины определен­ной толщины в зависимости от зазора между формным и печатными цилиндрами (т. е. вида лаковых секций).

Кроме плоского офсетного способа пе­чати, для лакирования можно использовать печатные формы соответствующих видов печати.

В случае трафаретного вида печати ис­пользуются сетка-формы с определенными характеристиками (с определенным количе­ством нитей и видом эмульсии) для соответ­ствующего вида лака.

По данным ВНИИ полиграфии, в струк­туре российского рынка лакирования 10% принадлежит УФ-отверждаемым (олигомерным), водно-дисперсионным — 38%; масля­ным — 52%.

Лаки на основе спиртов практического применения в нашей стране пока не нашли.

Использование лаковых композиций за­висит, прежде всего, от вида готовой полигра­фической продукции и вида печатного обо­рудования. Традиционно в российской поли­графии применяются масляные композиции (особенно в высокой и плоской офсетной пе­чати).

Доля лакированной продукции в общем объеме производства в среднем по России составляет от15 до 45%,по Москве и Санкт-Петер­бургу примерно 50-65%; следует отметить, что основной вклад в указанные доли вносит упа­ковка пищевой продукции, доля лакированной продукции постоянно растет на 1 -1,5% в год.

Рынок полиграфических лаков в настоя­щее время характеризуется следующими устой­чивыми тенденциями:

1) замена масляных композиций на водно-дисперсионные лаки;

2) увеличение доли олигомерных УФ-отверждаемых композиций, так как они не пре­дусматривают использование растворителя наряду с высокими потребительскими свой­ствами лаковых покрытий.

Следовательно, именно водно-дисперсион­ный лак может рассматриваться на отечествен­ном рынке как перспективный. Распростране­ние УФ-лаков пока сдерживается высокой це­ной на них и необходимостью применения спе­циальных устройств и условий производства, в частности, специальных формных материа­лов наряду с модулями УФ-сушки.

Общее потребление полиграфических ла­ков в России в 1998 году составило 1200-1300 т, из них около 600 т водно-дисперсионных. В 2001 г. объемы потребления лаковых компози­ций при отделке полиграфической продукции увеличились в среднем по России на 10-15% (преимущественно за счет лакирования имен­но упаковочной продукции), а количество пе­чатной продукции с припрессованной пленкой примерно настолько же уменьшилось.

По сравнению с припрессовкой пленки лаки, имея хорошие потребительские свойства, дают преимущества в стоимости и технологии. УФ-лаки нисколько не уступают по глянцу пленкам. В последние три года их потребление возросло на 3-5%.

В области полиграфических лаков основ­ную долю составляют лаки зарубежного про­изводства, в основном фирм Valspar (Фран­ция), BASF (Германия), Terra Gloss (Германия) и Sicpa (Финляндия). Среди отечественных производителей выделяется Sun Chemical, имеющая производство на базе 2-го московс­кого лакокрасочного завода (МПК Sun Chemical) и ТЗПК (Торжок). При этом ис­пользуются еще «советские» мощности. Мно­гие серии красок и лаков имеют исключи­тельно российское происхождение. Однако лаки УФ-закрепления предлагаются только зарубежными производителями, что связано, прежде всего, с факторами экономического характера, а также с отсутствием соответствующего рынка сырья в России.

 

Дмитрий Токманцев, МГУП