Tlačiarenské farby

Okrem toho musia mať farby vhodné technické parametre. Je nevyhnutné, aby boli sušené vo vhodných podmienkach pre daný proces a aby mali aj určité pevnostné vlastnosti v závislosti od konečného použitia daného tlačeného materiálu. Ďalšími dôležitými tlačovými vlastnosťami sú: plasticita farby, náchylnosť na delamináciu a jej tixotropia, teda schopnosť meniť viskozitu, napr. vplyvom miešania.

Použitie a vlastnosti atramentov

Tieto farby sú mimoriadne všestranné a možno ich použiť prakticky na akomkoľvek povrchu bez ohľadu na jeho textúru, veľkosť alebo tvar. Môžu sa použiť na farbenie papiera, plastov, kovu, skla a textílií. Tlačiarenské farby sa na rozdiel od farieb a lakov nanášajú na povrch vo forme veľmi tenkej vrstvy, ktorá môže mať v závislosti od tlačiarenského procesu hrúbku 2 až 30 μm. Vizuálne vlastnosti farby závisia od troch hlavných faktorov, a to od jej farby, priehľadnosti a lesku. Okrem toho farbu farby ovplyvňuje niekoľko vzájomne prepojených vlastností. Farba závisí aj od intenzity a sýtosti a jej čistota nám hovorí, aká tmavá alebo svetlá bude farba.

Samozrejme, chemická štruktúra farbiva má kľúčový vplyv na jeho odtieň, veľkosť častíc alebo schopnosť nanášať danú farbu. Práve použitie rôznych druhov živíc, olejov a rozpúšťadiel ovplyvňuje odtieň alebo čistotu daného farbiva. Niekedy môžu zmeny farby farby spôsobiť aj niektoré prísady (napr. na disperziu). Okrem samotnej štruktúry farby sú veľmi dôležité aj pomery jej jednotlivých zložiek.

Zložky tlačiarenských farieb

Hlavnými zložkami tlačiarenskej farby sú:

• Farbivá – tvoria 5 až 30 %atramentu. Zvyčajne ide o pigmenty, farbivá alebo laky. Pigmenty sú jemne rozdrvené pevné látky, ktoré sa nerozpúšťajú v spojive, ale sú v ňom dispergované. Farbivá sú látky, ktoré sú v spojive úplne rozpustné. Poslednou farbiacou látkou je lak. Sú to farbivá vyzrážané z rozpúšťadla do pevnej formy, ktoré tým získavajú vlastnosti podobné pigmentom. Typicky možno pozorovať, že vyššia koncentrácia konkrétneho farbiva ovplyvňuje intenzitu jeho farby. V praxi sa však používajú optimálne koncentrácie farbív, nad ktorými sa nepozoruje žiadna zmena farby.
• Spojivo – tvorí 15 až 50 %zloženia farby. Je určené na zmáčanie pigmentu, čo uľahčuje disperziu jeho častíc. Je to lepidlo, ktoré určuje tlačiarenské vlastnosti farby, ako aj spôsob, akým sa viaže so substrátom. Tieto látky navyše poskytujú primeraný lesk a odolnosť proti opotrebovaniu. Ako spojivá sa zvyčajne používajú rôzne druhy živíc. Skupina PCC ponúka rad produktov, ktoré sa používajú ako medziprodukty na prípravu základných živíc. Tie sa potom zmiešajú s vhodnými prísadami, čím sa získa finálna farba. Medzi tieto produkty patria Rokopol® D2002 a Rokopol® LDB série ( 2000D, 4000D, 8000D a 12000D ). S rastúcou molekulovou hmotnosťou sa stávajú čoraz hydrofóbnejšími a ich reaktivita klesá. To umožňuje vybrať si správne zloženie v závislosti od očakávaných konečných parametrov farby. Okrem toho sa produkty Rokopol® môžu použiť ako medziprodukty na spájanie reaktívnych funkčných skupín používaných v iných technológiách ako je polyuretán,
• Rozpúšťadlá – sú to látky, ktoré sú určené na rozpustenie spojiva a zmiešanie s ostatnými zložkami farby. Riedidlo tvorí zvyčajne 15 – 65 %zloženia farby. Vďaka svojim chemickým vlastnostiam sa dichlórpropán ( DCP ) skvele hodí ako rozpúšťadlo v tlačiarenských farbách. Je to bezfarebná kvapalina bez mechanických nečistôt s charakteristickým zápachom. DCP dokáže úspešne nahradiť organické rozpúšťadlá, ako je toluén, acetón a iné deriváty xylénu, pričom má stabilnú cenu.
• Pomocné látky – ovplyvňujú úžitkové vlastnosti farby. Zvyčajne nepresahujú 10 %zloženia. Produkt EXOdis PC30 sa môže použiť ako disperzná prísada pre všetky druhy vodou riediteľných farieb a tlačiarenských farieb. EXOdis PC30 poskytuje vynikajúcu konečnú stabilizáciu farbív aj v malých koncentráciách. Naproti tomu produkty ROKAdis 900 a ROKAdis 905 sú okrem disperzných schopností aj vynikajúcimi zmáčadlami. Z tohto dôvodu sa môžu použiť pri výrobe tlačiarenských farieb a atramentov, čím sa zabezpečí správna disperzia pigmentov, ktoré sú zložkami farbív.

Najobľúbenejšie techniky tlače

V praxi závisí zloženie tlačiarenskej farby a jej fyzikálny vzhľad hlavne od použitej tlačiarenskej techniky:

• Flexografická a hĺbkotlačová tlač. Farby používané pre tento typ tlače sa vyznačujú veľmi hladkou konzistenciou, a preto sa hovorovo nazývajú tekuté spojky. Vďaka svojej vynikajúcej tekutosti je možné použiť vysoko prchavé rozpúšťadlá, vďaka ktorým tieto farby veľmi rýchlo schnú. Spočiatku sa pri výrobe tejto tlačovej formy používal prírodný kaučuk. Potom bol nahradený nitrilovým a butylovým kaučukom a v súčasnosti sú najpoužívanejšie fotopolyméry. Hrúbka vrstvy týchto farieb nanášaných na povrch zvyčajne nepresahuje 10 μm,
• Litografické farby a typografické tlače. Atramenty používané na litografiu a typografiu sú veľmi lepkavé a svojou konzistenciou pripomínajú skôr pastu ako tekutinu. Na litografickú a typografickú tlač sa používajú neprchavé rozpúšťadlá, aby sa počas tlače neodparovali. Hlavným nosičom týchto farieb sú pigmenty a laky a spojivom sú zvyčajne živice alebo modifikované minerálne oleje.
• Sieťotlačové farby. Atramenty používané na tento typ tlače majú podobnú textúru ako farby. Sieťotlač poskytuje väčšiu všestrannosť ako tradičné metódy tlače. Sieťotlačové farby sa dajú použiť na prácu s rôznymi materiálmi, ako sú textílie, keramika, drevo, papier, sklo, plasty a mnoho ďalších.

Schnutie tlačiarenských farieb

Tlačiace farby sa často delia do skupín na základe ich schopnosti zhutňovať sa. Tlačiarenské farby sú v základnej forme kvapalné alebo veľmi podobné kvapalnej forme. Ich prechod z kvapalného do tuhého stavu sa nazýva schnutie farby a môže sa uskutočniť fyzikálnymi alebo chemickými metódami alebo kombináciou oboch. Existuje niekoľko typov schnutia:

• Absorpčné schnutie. Atrament schne, keď prechádza cez vlákna povrchu a tiež keď je absorbovaný samotným povrchom.
• Oxidačné schnutie. Atrament schne v dôsledku procesu absorpcie kyslíka z atmosféry. Plyn sa chemicky viaže so živicami a mení ich fyzikálne skupenstvo z kvapalného na pevné. Proces oxidačného schnutia je pomerne pomalý a trvá až niekoľko hodín. Je ovplyvnený viacerými faktormi, napr. typom použitých pigmentov a prísad.
• Odparovacie sušenie. Ide o typ sušenia, ktorý závisí od rýchlosti odparovania vybraných rozpúšťadiel, ako aj od afinity medzi živicami a použitými rozpúšťadlami. V praxi platí, že čím je vyššia, tým pomalšie sa odparuje. Afinita medzi živicami a rozpúšťadlami použitými v atramente tiež ovplyvňuje jeho vlastnosti. To má priamy vplyv na schopnosť tlače, rýchlosť celého procesu schnutia a zadržiavanie rozpúšťadiel vo vrstve atramentu.
• Chemické sušenie. Tento proces silne závisí od typu chemických zlúčenín, s ktorými máme do činenia. Niektoré systémy môžu obsahovať napríklad polymerizovateľnú zlúčeninu, ktorá vyžaduje katalyzátor na vykonanie danej chemickej reakcie. Alebo v inej možnosti môže byť potrebné dodať procesu teplo na spustenie chemickej sieťovacej reakcie. Každý z týchto procesov vyžaduje špecifické podmienky, za ktorých budú prebiehať chemické reakcie.
• Sušenie indukované žiarením. Tento typ sušenia možno rozdeliť do niekoľkých skupín: sušenie pomocou ultrafialového žiarenia, infračerveného žiarenia, elektrónového lúča alebo rádiových vĺn. Každá z týchto metód je určená chemickým zložením nosiča farby a typom samotnej farby. Sušenie ultrafialovým žiarením využíva proces nazývaný fotopolymerizácia. Atramenty obsahujú fotoiniciátory, ktoré počas procesu sušenia iniciujú reťazovú reakciu s nosičom farby. Potom prebieha rýchly polymerizačný proces a skupenstvo kvapaliny sa mení na vysoko zosieťovanú pevnú látku, hovorovo nazývanú film. Sušenie elektrónovým lúčom je veľmi podobné a rozdiel spočíva v použití vysokoenergetických elektrónov pre proces, ktoré generujú voľné radikály, čo vedie k rýchlej polymerizácii nosiča farby. Posledným typom sušenia indukovaného žiarením je použitie rádiových vĺn. Tento typ sušenia sa používa, keď farby obsahujú veľké množstvo polárnych molekúl, napr. vody. Rádiové žiarenie je absorbované polárnymi časticami, čo spôsobuje veľmi rýchle zahrievanie farby. Voda sa potom odparí a získa sa hrubá vrstva farby.

Trendy v polygrafickom priemysle

Trh s tlačou sa neustále mení. Na základe správy Ceresana sa odhaduje, že jeho hodnota do roku 2023 dosiahne 25,7 bilióna dolárov. Takýto veľký nárast v posledných rokoch je spôsobený rastúcou popularitou digitálnej tlače. Proces digitálnej tlače je oveľa rýchlejší a efektívnejší ako tradičné metódy tlače. Popularita digitálnej tlače je spôsobená aj meniacimi sa potrebami spotrebiteľov. V regiónoch, kde došlo k výraznému nárastu digitalizácie, možno pozorovať badateľný pokles zbierok novín, časopisov a kníh.

Popularita digitálnej tlače je spôsobená aj rastúcimi nárokmi kladenými na tlačiarne. Tendencia znižovať počet výtlačkov a na druhej strane rastúci počet tlačových objednávok a personalizácia obsahu uprednostňujú používanie digitálnych výtlačkov. Digitálna tlač navyše umožňuje značné úspory času vďaka zrýchlenej produkcii a jednoduchšiemu prispôsobeniu sa v závislosti od objednávky. Digitálne tlačové systémy majú oproti tradičnej tlači výhodu aj v prípade tlače reklamných materiálov alebo etikiet. Navyše, neustály technologický pokrok neustále zvyšuje kvalitu tlače a rýchlosť procesu, čo sa priamo premieta do úspory nákladov. Z tohto dôvodu sa digitálna tlač stáva konkurencieschopnou a nákladovo efektívnou v mnohých oblastiach.

V polygrafickom priemysle možno pozorovať aj rastúce ekologické povedomie, ktoré vedie k neustálemu vývoju moderných tlačiarenských farieb a metód spracovania. Odhaduje sa, že v nasledujúcich rokoch získajú na význame farby vytvrditeľné UV žiarením a iné metódy ožarovania. Dochádza k čoraz väčšiemu využívaniu takýchto moderných produktov, samozrejme na úkor používania tradičných farieb na báze rozpúšťadiel. Analytici spoločnosti Cerasana odhadujú, že používanie farieb vytvrdzovaných UV žiarením sa v nasledujúcich rokoch zvýši o viac ako 13 %.