Друкарські фарби

Крім того, фарби повинні мати відповідні технічні параметри. Вкрай важливо, щоб вони сушилися у відповідних умовах для даного процесу, а також мали певні міцнісні властивості, залежно від кінцевого використання даного друкованого матеріалу. Іншими важливими друкарськими властивостями є: пластичність фарби, схильність до розшарування та її тиксотропія, тобто здатність змінювати в’язкість, наприклад, під впливом змішування.

Застосування та властивості чорнил

Ці чорнила надзвичайно універсальні та можуть використовуватися практично на будь-якій поверхні, незалежно від її текстури, розміру чи форми. Їх можна використовувати для фарбування паперу, пластику, металу, скла та текстилю. Друкарські фарби, на відміну від фарб та лакових покриттів, наносяться на поверхню у вигляді дуже тонкого шару, який, залежно від процесу друку, може мати товщину від 2 до 30 мкм. Візуальні характеристики чорнила залежать від трьох основних факторів, а саме: його кольору, прозорості та блиску. Крім того, на колір чорнила впливають кілька взаємопов’язаних характеристик. Колір також залежить від інтенсивності та насиченості, а його чистота повідомляє нам, наскільки темним або світлим буде чорнило.

Звичайно, хімічна структура барвника має ключовий вплив на його відтінок, розмір частинок або здатність наносити певну фарбу. Саме використання різних типів смол, олій та розчинників впливає на відтінок або чистоту певного барвника. Іноді навіть деякі добавки (наприклад, для дисперсії) можуть спричиняти зміни кольору фарби. Окрім структури самої фарби, дуже важливі також пропорції її окремих компонентів.

Компоненти друкарських фарб

Основними компонентами друкарської фарби є:

• Барвники – вони складають від 5 до 30%чорнила. Зазвичай це пігменти, барвники або лаки. Пігменти – це дрібно подрібнені тверді речовини, які не розчиняються у сполучній речовині, а дисперговані в ній. Барвники ж – це речовини, які повністю розчинні у сполучній речовині. Останньою барвником є ​​лак. Це барвники, що осаджуються з розчинника у тверду форму, які таким чином набувають властивостей, подібних до пігментів. Як правило, можна спостерігати, що вища концентрація певного барвника впливає на інтенсивність його кольору. Однак на практиці використовуються оптимальні концентрації барвників, вище яких зміна кольору не спостерігається.
• Зв’язувальна речовина – становить від 15 до 50%складу фарби. Вона призначена для зволоження пігменту, що сприяє дисперсії його частинок. Саме клей визначає друкарські властивості фарби, а також спосіб її зв’язування з основою. Ці речовини додатково забезпечують належний блиск та зносостійкість. Зазвичай як зв’язувальні речовини використовуються різні типи смол. Група PCC пропонує асортимент продуктів, які використовуються як проміжні продукти для приготування базових смол. Потім їх змішують з відповідними добавками для отримання кінцевої фарби. До цих продуктів належать серії Rokopol® D2002 та Rokopol® LDB ( 2000D, 4000D, 8000D та 12000D ). Зі збільшенням молекулярної маси вони стають все більш гідрофобними, а їх реакційна здатність зменшується. Це дозволяє вибрати правильний склад залежно від очікуваних кінцевих параметрів фарби. Крім того, продукти Rokopol® можуть використовуватися як проміжні продукти для з’єднання реакційноздатних функціональних груп, що використовуються в інших технологіях, крім поліуретану,
• Розчинники – це речовини, призначені для розчинення сполучної речовини та змішування з іншими компонентами фарби. Розчинник зазвичай становить 15-65%від складу фарби. Завдяки своїм хімічним властивостям, дихлорпропан ( ДХП ) чудово підходить як розчинник у друкарських фарбах. Це безбарвна рідина без механічних домішок з характерним запахом. ДХП може успішно замінити органічні розчинники, такі як толуол, ацетон та інші похідні ксилолу, при цьому він має стабільну ціну.
• Допоміжні речовини – впливають на корисні властивості фарби. Зазвичай вони не перевищують 10%від складу. Продукт EXOdis PC30 може використовуватися як дисперсійна добавка для всіх видів водорозчинних фарб та друкарських фарб. EXOdis PC30 забезпечує чудову кінцеву стабілізацію барвників навіть у невеликих концентраціях. Натомість продукти ROKAdis 900 та ROKAdis 905 , окрім своїх диспергувальних здібностей, також є чудовими змочувальними агентами. З цієї причини їх можна використовувати у виробництві друкарських фарб та чорнил, забезпечуючи належне диспергування пігментів, що входять до складу барвників.

Найпопулярніші техніки друку

На практиці склад друкарської фарби та її фізичний вигляд залежать головним чином від використовуваної нами техніки друку:

• Флексографічний та глибокий друк. Фарби, що використовуються для цього виду друку, характеризуються дуже гладкою консистенцією, тому їх у розмовній мові називають рідкими з’єднувачами. Завдяки їхній чудовій плинності можна використовувати високолеткі розчинники, завдяки яким ці фарби дуже швидко висихають. Спочатку у виробництві цієї друкарської форми використовувався натуральний каучук. Потім його замінили нітрильним та бутилкаучуком, а наразі найбільш широко використовуються фотополімери. Товщина шару цих фарб, що наносяться на поверхню, зазвичай не перевищує 10 мкм,
• Літографічні фарби та друкарські відбитки. Чорнила, що використовуються для літографії та друкарства, дуже липкі та за своєю консистенцією нагадують більше пасту, ніж рідину. Для літографічного та друкарського друку використовуються нелеткі розчинники, щоб вони не випаровувалися під час процесу друку. Основним носієм цих фарб є пігменти та лаки, а сполучною речовиною зазвичай є смоли або модифіковані мінеральні олії.
• Фарби для трафаретного друку. Фарби, що використовуються для цього типу друку, за своєю текстурою схожі на фарби. Трафаретний друк забезпечує більшу універсальність, ніж традиційні методи друку. Трафаретні друкарські фарби можна використовувати для роботи з різними матеріалами, такими як текстиль, кераміка, дерево, папір, скло, пластик та багато інших.

Висихання друкарських фарб

Часто фарби поділяють на групи залежно від їхньої здатності до консолідації. Друкарські фарби в своїй базовій формі є рідкими або дуже схожими на рідку. Їх перехід з рідкого в твердий стан називається висиханням фарби і може здійснюватися за допомогою фізичних або хімічних методів, або ж їх комбінацією. Існує кілька типів висихання:

• Абсорбційне висихання. Чорнило висихає, коли воно проходить через волокна поверхні, а також коли воно поглинається самою поверхнею.
• Окислювальне висихання. Чорнило висихає завдяки процесу поглинання кисню з атмосфери. Газ хімічно з’єднується зі смолами та змінює їхній фізичний стан з рідкого на твердий. Процес окиснювального висихання досить повільний і триває до кількох годин. На нього впливає низка факторів, наприклад, тип використаних пігментів та добавок.
• Випарне сушіння. Це тип сушіння, який залежить від швидкості випаровування вибраних розчинників, а також від спорідненості між смолами та використаними розчинниками. На практиці, чим вища ця швидкість, тим повільніше випаровується фарба. Спорідненість між смолами та розчинниками, що використовуються в фарбі, також впливає на її властивості. Це безпосередньо впливає на здатність до друку, швидкість усього процесу сушіння та утримання розчинників у шарі фарби.
• Хімічне сушіння. Цей процес сильно залежить від того, з якими типами хімічних сполук ми маємо справу. Деякі системи можуть містити, наприклад, полімеризуючу сполуку, яка потребує каталізатора для здійснення певної хімічної реакції. Або, в іншому варіанті, може знадобитися забезпечити процес нагріванням, щоб ініціювати реакцію хімічного зшивання. Кожен з цих процесів вимагає певних умов, за яких відбуватимуться хімічні реакції.
• Радіаційно-індуковане сушіння. Цей тип сушіння можна розділити на кілька груп: сушіння за допомогою ультрафіолетового випромінювання, інфрачервоного, електронно-променевого або радіохвильового. Кожен з цих методів визначається хімічним складом носія фарби та типом самої фарби. Ультрафіолетове сушіння використовує процес, який називається фотополімеризацією. Чорнила містять фотоініціатори, які ініціюють ланцюгову реакцію з носієм фарби під час процесу сушіння. Потім відбувається швидкий процес полімеризації, і стан рідини змінюється на сильно зшиту тверду речовину, яку розмовно називають плівкою. Електронно-променеве сушіння дуже схоже, а різниця полягає у використанні для процесу електронів високої енергії, які генерують вільні радикали, що призводить до швидкої полімеризації носія фарби. Останній тип радіаційно-індукованого сушіння – це використання радіохвиль. Цей тип сушіння використовується, коли фарби містять великий об’єм полярних молекул, наприклад, води. Радіовипромінювання поглинається полярними частинками, що викликає дуже швидке нагрівання фарби. Потім вода випаровується, і утворюється товстий шар фарби.

Тенденції в поліграфічній галузі

Ринок друку постійно змінюється. Згідно зі звітом Ceresana, його вартість оцінюється в 25,7 трильйона доларів до 2023 року. Таке значне зростання за останні роки зумовлене зростанням популярності цифрового друку. Процес цифрового друку набагато швидший та ефективніший, ніж традиційні методи друку. Популярність цифрового друку також зумовлена ​​зміною потреб споживачів. У регіонах, де спостерігається значне зростання цифровізації, можна спостерігати помітне зниження колекцій газет, журналів та книг.

Популярність цифрового друку також зумовлена ​​зростаючими вимогами до друкарень. Тенденція до зменшення кількості друкованих копій, а з іншого боку, зростання кількості замовлень на друк та персоналізація контенту сприяють використанню цифрових друкованих копій. Крім того, цифровий друк дозволяє суттєво заощадити час завдяки прискореному виробництву та легшій адаптації залежно від замовлення. Системи цифрового друку також мають перевагу над традиційним друком, коли йдеться про друк рекламних матеріалів або етикеток. Більше того, постійний технологічний прогрес постійно підвищує якість друку та швидкість процесу, що безпосередньо призводить до економії коштів. З цієї причини цифровий друк стає конкурентоспроможним та економічно ефективним у багатьох галузях.

У поліграфічній промисловості також спостерігається зростання екологічної свідомості, що призводить до постійного розвитку сучасних друкарських фарб та методів обробки. За оцінками, в найближчі роки УФ-фарби та інші методи опромінення набуватимуть все більшого значення. Спостерігається все більше використання таких сучасних продуктів, звичайно, за рахунок використання традиційних фарб на основі розчинників. Аналітики Cerasana оцінюють, що використання УФ-фарб зросте більш ніж на 13%у найближчі роки.