Сделай Сам Свою Работу на 5

Состав и структура печатных красок

Печатные краски –основной полиграфический материал, предназначенный для создания изображений на запечатываемой поверхности. Поэтому краски должны обладать:

1) комплексом оптических свойств, т.е. определенным цветовым тоном, достаточной светлотой, насыщенностью, высокой интенсивностью, необходимой прозрачностью или кроющей способностью.

2) печатно-техническими свойствами, обеспечивающие нормальное проведение технологического печатания: краска должна хорошо раскатываться валиками, смачивать печатную форму, прилипать к поверхности запечатываемого материала, достаточно быстро и прочно закрепляться на оттиске;

3) обладать стабильностью свойств.

Структура и составные части Печатная краска представляет собой суспензию твердого, мелкодисперсного пигмента в жидкой среде, называемой связующим веществом.
 
Печатные краски состоят в основном из: · красящих веществ (пигментов или красителей); · связующих веществ; · вспомогательных средств и добавок (ПАВ); · растворителей. Пигменты- определяющие цвет краски мелкодисперсные порошки, нерастворимые в воде, масле и некоторых других растворителях. Связующие - жидкая фаза краски, состоящая из смол, растворителей и добавок. Связующие придают краскам печатные свойства, т.е. способность раскатываться в тонкий равномерный слой, наноситься на печатную форму , переходить с формы на запечатываемую поверхность и закрепляться на ней. В зависимости от способа печати различают печатные краски различной консистенции — от очень жидкотекучих (на водной основе), включая пастообразные, и до сухих (твердых, например порошков). Механизм передачи краски, способ ее сушки или фиксации на запечатываемом материале определяются структурой и составными компонентами (рис. 1) Пигмент должен быть очень мелкозернистым для того, чтобы краска не забивала печатающие элементы, и выявляла на бумаге свою полную насыщенность. Печатные краски по своей физико-химической природе принадлежат к коллоидным системам: пигмент равномерно распределении в связующем и надежно в нем стабилизирован так, что каждая первичная частичка пигмента окружена прочной оболочкой. При отсутствии защитных оболочек пигменты слипаются в комки, краска плохо раскатывается, т.е. пигмент осаждается на дно. ПАВ-ы называются вещества, способные распределяться тонким слоем на поверхности раздела двух фаз (пигмента и связующего) и понижать поверхностное натяжение на границе их раздела. Цветные краски могут содержать наполнители (гидроокись алюминия, сульфат бария, химический мел, каолин), позволяющие улучшить печатные свойства красок. В черные и цветные краски вводят подцветки для повышения интенсивности цвета. В качестве подцветок черных красок применяют интенсивно синие и фиолетовые пигменты и маслорастворимые красители. Рис.1 Составные части печатной краски   Рис. 2. Составляющие печатной краски     Некоторые положения теории цветности в органических соединениях Важнейшим оптическим свойством красящих веществ является их цвет, т.е. способность отражать энергию электромагнитного излучения в определённой области спектра, а часть энергии избирательно поглощать. Только при избирательном поглощении в разной степени световых лучей возникает цвет.   Рис.3. Цветовой круг. Повышение и углубление цвета Расчеты для видимой области спектра от 400 до 760 нм показали, что тела принимают ту или иную окраску, если молекулы вещества способны переходить в возбужденное состояние при поглощении световой энергии от 300 до 158 кДж/моль. В простейшем случае, когда красящее вещество имеет одну полосу поглощения при постепенном уменьшении поглощенной световой энергии, начиная с 300 кДж/моль, полоса сдвигается в сторону более длинных волн, а видимый дополнительный цвет изменяется от желто-зеленого к желтому, оранжевому, красному и т.д.(рис.3.). Изменение цвета веществ в такой последовательности называется углублением цвета или батохромным эффектом. При обратной последовательности сдвига полос поглощения в сторону коротковолновой части спектра происходит повышение цвета, т.е. гипсохромный эффект. Красящие вещества подразделяются на: · пигменты (органические и неорганические цветные, белые или черные субстанции, которые не растворимы в системах носителей). Речь идет о твердых частицах или агломератах молекул, которые распределены в жидком носителе — связующем во взвешенном состоянии; · красители (органические соединения в молекулярной форме). Красители – это сухие красочные порошки, но, в отличие от пигментов они растворяются в воде. Из некоторых красителей готовят нерастворимые цветные осадки – лаковые пигменты. Органические пигменты и красители получаются синтетически из органических полупродуктов.(первичные амины – анилин, бензидин, антрахинон и др. Они получаются из органического сырья: бензола, толуола, ксилола и др. Основное назначение печатной краски – формирование на печатной основе (будь то бумага, картон, полимер или другая подложка) качественного многоцветного или одноцветного изображения. В полиграфии наиболее часто используют вещества следующих классов:
  • азокрасящие;
  • арилметановые;
  • ксантеновые;
  • фталоцианиновые.
  В зависимости от технических свойств и химического строения органические красящие вещества делятся на следующие группы:
    1. индифферентные красящие вещества;
    2. кислотные красители;
    3. основные красители.
  Рис. 4. Виды красящих веществ     Свойства пигментов Ряд свойств пигментов – · цветовые · структурные · маслоемкость · светостойкость · плотность не только определяют возможность использования красок для печатания, но также влияют на их поведение в процессе печатания и на качество готовой продукции. Сухие пигменты – это чаще всего тусклые порошки, и только при смешении со связующим выявляются их цветовые свойства. Структура пигмента.На качество и поведение красок в печатном процессе влияют физико-химические свойства пигментов, прежде всего структура, т.е. размер частиц пигмента (степень дисперсности) и характер распределения их по размеру, кристаллическое или аморфное состояние частиц, адсорбционная способность и др. Высокая степень дисперсности пигмента (малые размеры частиц) обеспечивает стабильность дисперсной системы – краски с равномерным распределением пигмента в связующем, повышает печатные свойства красок, влияет на их интенсивность и др. свойства. Высокодисперсные частицы первичной структуры пигмента образуются в момент его получения в водной среде, в дальнейшем при фильтровании, высушивании и хранении пигмента происходит агрегация и агломерация его частиц, т.е. образование вторичной структуры. При размоле на разных размалывающих устройствах после высушивания пигмента трудно получить первичнуюдисперсность. При изготовлении красок имеет особое значение способность пигмента к диспергированию, т.е. к измельчению агрегатов на более мелкие частицы при перетире краски и равномерное распределение его в связующем. Степень дисперсности пигментов влияет на цветовые свойства, интенсивность, прозрачность краски, а также на ее качество. Однако интенсивность краски достигает своего максимального значения при уменьшении частиц до определенного размера. От степени дисперсности пигмента зависят ровность и блеск красочной пленки. При небольшой толщине красочного слоя (1-2 мкм) размер частиц пигмента не должен превышать эту толщину. Процесс изготовления красок и их качество зависят не только от дисперсности, но и от строения частиц. В зависимости от условий изготовления, химической природы осадок может иметь аморфное, кристаллическое или смешанное строение. Пигменты по своей природе полидисперсны, так как содержат частицы разного размера, поэтому дисперсность может быть охарактеризована усредненным размером диаметра преобладающих частиц. В печатных красках частицы пигмента имеют в среднем размеры 0,1-0,5 мкм. Пигмент должен быть не только равномерно распределен в пленкообразующем, но и стабилизирован так, чтобы каждая первичная частичка пигмента была окружена прочной защитной оболочкой, состоящая из молекул ПАВ, имеющихся в пленкообразующем. При отсутствии защитных оболочек пигменты слипаются в комки, краска плохо раскатывается, расслаивается, т.е. пигмент осаждается на дно. К пигментам предъявляются требования: 1) обладать чистым и насыщенным цветом; 2) высокой светопрочностью 3) мелкозернистостью; 4) водопрочностью; 5) хорошей перетираемостью со связующим. Маслоемкость и масляное число являются условными показателями физико-химического взаимодействия пигмента со связующим и проявляются в способности порошкообразного пигмента смачиваться связующим, поглощать его и переходить в пастообразное состояние. Для определения маслоемкости используют в качетстве связующего льняное масло, а для определения масляного числа – н-нонан. Маслоемкость – минимальное количество масла, необходимое для перевода порошка пигмента в пастообразное состояние без механического воздействия на пигмент, определяется в процентах. М = ∙ 100, Где М – маслоемкость, %; mсв – количество связующего вещества, г; mп – количество пигмента, г. Маслоемкость может быть также выражена через объем связующего (мл), израсходанного для перевода 100 г пигмента из попршкообразного состояния в пасту (мл/100 г) (плотность связующего близка к 1). Маслоемкость зависит от химической природы пигмента, степени его дисперсности, адсорбционной способности, смачиваемости. Маслоемкость увеличивается с повышением степени дисперсности; зависит от характера поверхности пигмента (наличия неровностей, пор). Количественно способность пигмента к агрегированию, т.е. образованию вторичной структуры, можно выразить показателем – масляным числом. Масляное число – количество нелетучей маловязкой жидкости - н-нонана, поглощенной 1 граммом пигмента при растирании, см3/г. Светостойкость печатных красок к действию света имеет большое значение для срока службы полиграфической продукции, подвергающейся длительному световому воздействию, и зависит от химической природы пигмента и его структуры. Светостойкость лучше определять при дневном освещении, но это требует много времени, поэтому применяют облучение ртутно-кварцевыми или ксеноновыми лампами. Светостойкость пигментов определяют путем сравнения с пигментами, светостойкость которых принята за эталон и оценивается по 8-ми бальной системе. Плотность органических пигментов для печатных красок сравнительно небольшая и колеблется от 1,4 до 2,5 г/см3, белых неорганических пигментов – от 2,0 до 5,7 г/см3, металлических – от 2,7 до 7,8 г/см3. Так как связующие имеют плотность, близкую к 1, то плотность печатной краси зависит от плотности пигмента. Пигменты можно разделить по их прозрачности (кроющей способности) на прозрачные, полукроющие и кроющие; по цвету – на бесцветные, цветные, черные и цвета металлов, так называемые металлические. По химическому составу пигменты разделяются на органические и неорганические (рис.5). В полиграфической промышленности для изготовления красок применяют в основном органические пигменты. Также применяются специальные пигменты, включающие, например, люминисцирующие вещества. К специальным можно отнести и перламутровые пигменты.   Рис. 5. Классификация пигментов В основном пигменты придают печатным краскам оптические и некоторые печатно-технические свойства. Исходя из особенностей технологии печатания и вида полиграфической продукции, пигменты должны обладать определенными свойствами: 1. Иметь определенную цветовую характеристику (цветовой тон, яркость, насыщенность) и, будучи нанесенными вместе со связующим на поверхность запечатываемого материала, воспроизводить по возможности все цвета оригинала. 2. Иметь высокую интенсивность, которая позволяла бы готовить краску с меньшей их концентрацией. 3. Образовывать со связующими в зависимости от назначения прозрачные (триадные) или кроющие (переплетные, афишные и др.) краски. 4. Как можно дольше не изменять цветовых характеристик при воздействии cвета. 5. Иметь высокую степень дисперсности и мягкие частицы, что обеспечивает образование гладкой поверхности на оттиске и не вызывает быстрого износа печатной формы. 6. Быть устойчивыми к воде, спирту, маслам, толуолу и другим растворителям. 7. Иметь небольшую маслоемкость, что дает возможность увеличивать концентрацию пигмента в краске для повышения ее интенсивности. 8. Хорошо смачиваться связующими, что сокращает процесс изготовления красок и обеспечивает равномерное распределение пигмента в краске. Органические пигменты отличаются яркостью, чистотой цвета и тона, разнообразием свойств. Органические пигменты, обладающие прозрачностью, являются основой желтых, красных и синих красок, наложение которых друг на друга позволяет получать на оттиске практически все цвета и оттенки, встречающиеся в природе. Цветовые и оптические свойства органических пигментов, их способность смешиваться между собой, давать разнообразные промежуточные цвета и оттенки позволяют оптимально ограничить ассортимент красок. Пигменты для триадных красок занимают особое положение: они должны соответствовать международным стандартам, в противном случае колористическая точность воспроизведения цветного оригинала будет нарушена. При многокрасочной печати, когда различные цвета и оттенки создаются наложением, краски должны обладать прозрачностью, определенной интенсивностью, светостойкостью, стабильностью и хорошими печатно-техническими свойствами. Однако не все пигменты для триадных красок удовлетворяют требованиям цветной печати, поэтому работы по решению этой проблемы продолжаются и по сей день. Красители, в отличие от пигментов, растворяются в воде, а иногда в связующем или его компонентах. Иногда их применяют в составе печатных красок в качестве красящего вещества, но недостаточные прочностные свойства (светостойкость, склонность к миграции, ограничения по экологическим и санитарным нормам) препятствуют их широкому употреблению. Как самостоятельные красящие вещества красители присутствуют в составе некоторых флексографских и красок глубокой печати. Красители позволяют не только получать краски ярких интенсивных цветов, но и значительно упрощают их изготовление. Принцип действия красок на основе красителя существенно отличается от пигментных. Последние образуют на оттиске сравнительно толстый красочный слой (из-за содержания твердых пигментных частиц как бы закрашивают его), а первые, проникая в поры подложки, окрашивают и ее составные части, и сами волокна. Наибольшее применение в производстве печатных красок нашли фталоцианиновые органические пигменты (зеленый, голубой, синий) и азопигменты (желтый, оранжевый, красный). Несмотря на доминирование органических пигментов, продолжается активное применение неорганических. Это обусловлено их высокими прочностными свойствами, особенно свето-, водо- и теплостойкостью, а также высокой кроющей способностью. Современные неорганические пигменты — это искусственно получаемые высокодисперсные нерастворимые в воде цветные и белые соли и окиды металлов: железа, свинца, титана, бария, хрома и т. д. К неорганическим веществам относятся и высокодисперсные металлические порошки. Неорганические пигменты отличаются от органических высокой стойкостью к свету и повышенной температуре. Способ их получения прост, стоимость невысокая, но по сравнению с органическими они имеют низкую степень дисперсности и менее интенсивны. Особенности неорганических пигментов, в частности их непрозрачность, не позволяют широко применять их в производстве красок для издательских целей, но зато создают ряд преимуществ при использовании их в составе трафаретных красок и некоторых серий красок глубокой печати. Из неорганических пигментов в настоящее время наиболее востребованы металлические пигменты, которые представляют собой порошки, полученные механическим измельчением металлов и их сплавов. Они используются при изготовлении металлизированных красок. Для получения серебристых пигментов обычно используется алюминиевая пудра, а для золотистых – бронзовая, которую получают из сплава меди и цинка. Оттенок «золота» зависит от соотношения в сплаве меди и цинка: чем выше содержание меди, тем краснее оттенок (табл. 1). Таблица 1. Цветовые оттенки металлизированных пигментов
Название Цветовой оттенок Медь Цинк
Richgold Зеленоватый 70 % 30 %
Richpalegold Желтоватый 80 % 20 %
Palegold Красноватый 90 % 10 %

 



   

В производстве печатных красок применяют следующие неорганические пигменты:



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.