4.2. Основные условия получения оттисков

Смачивание печатной краской запечатываемого материала, прилипание и впитывание печатной краски к запечатываемому материалу. Переход краски с формы или промежуточных поверхностей на запечатываемую поверхность.

Условия разрыва красочной пленки. Поверхностное натяжение в качестве определяющей величины регулирования печатного процесса.

Адгезия – процесс взаимодействия между молекулами веществ различных по природе и находящихся в контакте. Смачивание – эффект отражения данного взаимодействия.

Оптимальное проведение печатного процесса невозможно без управления смачиванием, адгезией и когезией, то есть без соблюдения адгезионно-когезионного баланса.

Абсолютное смачивание или плохое смачивание в печатном процессе не пригодны, используется частичное смачивание.

σ23 = σ13 + σ12 • cos θ

Угол θ (краевой угол) принят за меру смачивания.

θ<90, cosθ>0 – полное смачивание

θ>90, cosθ<0 – полное не смачивание

Степень взаимодействия запечатываемого мариала с краской определяется по краевому углу или по отношению вещества к стандартной жидкости. В практике используются специальные карандаши.

В процессе взаимодействия краски с запечатываемым материалом первая ддолжная не только смачивать запечатываемый материал но и удерживаться на нем в определенном кол-ве. Этот процесс должен выполняться на всех этапах распределения красочного слоя (раскат, накат), т.е. необходимо принимать во внимание и процессы, протекающие и в слое краски (когезия). Печать возможно только в том случае если адгезия больше когезии и деление краски идет в слое самой краски. Работа когезии описывается уравнением Юнга-Дюпре:

W = σ12 (1 + cos θ)

В случае если мономолекулярная жидкость:

W = 2•σ12.

Для переноса краски из дукторного ящика на печатную форму, а с нее на запечатываемый материал необходимо, чтобы краска не только смачивала контактирующие с ней поверхности, но и прилипала к ним.

Печатный процесс возможен тогда, когда адгезия краски к бумаге и адгезия краски к печатающим элементам формы будет больше когезии краски, т. к. отрыв краски от печатающих элементов происходит по слою краски.

Процесс образования адгезионной связи протекает в две стадии. На первой поисходит перемещение молекул адгезива (связующего) к поверхности субстрата (тело, на которое наносится адгезив), в результате чего обеспечивается тесный контакт между молекулами и функциональными группами молекул адгезива и субстрата. Протеканию первой стадии процесса адгезии способствует повышение ттемпературы и давления. На второй стадии происходит непосредственное взаимодействие адгезива и субстрата.

Для расчета работы адгезии, когда хотя бы одна из контактирующих поверхностей является жидкостью, может быть использовано уравнение Юнга

Применив полученное уравнение к отдельной жидкости, получим уравнение для определения работы когезии

Если =0 и соs=1, то , т. е. работа адгезии равна работе когезии жидкости. Следовательно, жидкость будет полностью смачивать поверхность только тогда, когда работа адгезии будет больше или равна работе когезии жидкости.

Если =90 и соs=0, то , т. е. данная жидкость плохо взаимодействует с твердой поверхностью и не полностью смачивает ее.

Если =180 и соs=-1, то  — полное несмачивание, т. е. между жидкостью и твердым телом нет взаимодействия.

Таким образом, в печатном процессе происходит постоянный контакт краски с поверхностями формы и бумаги и в зоне контакта возникает межмолекулярное взаимодействие, приводящее к смачиванию жидкостью твердой поверхности и прилипанию ее к этой поверхности. Эти явления зависят как от молекулярной природы взаимодействующих тел, так и от состояния поверхности: шероховатости, наличия загрязнения, ПАВ и т. д. При взаимодействии краски с пористой бумагой следует учитывать влияние пористости на смачиваемость бумаги краской. При попадании жидкости на бумагу происходят одновременно 2 процесса: растекание жидкости по поверхности бумаги до образования краевого угла и впитывание жидкости в ее поры. В первоначальный момент растекание происходит быстрее, чем впитывание, и поэтому площадь пропитки меньше площади контакта капли с бумагой. С увеличением времени контакта и достижением равновесного состояния скорости растекания и впитывания становятся равными, а угол смачивания достигает максимальной величины. После достижения предельного значения краевой угол начинает уменьшаться, т. к. жидкость продолжает проникать в толщу бумаги и поэтому площадь пропитки увеличивается, а площадь контакта жидкости с бумагой уменьшается.

Поверхностное натяжение красок

Поверхностное натяжение красок, представляющих собой растворы полимеров, во многом определяется природой растворителей. Для большинства наиболее употребительных растворителей (ароматических и алифатических углеводородов, сложных эфиров, спиртов, кетонов) а = 22-36 мДж/м2. С увеличением содержания растворителей поверхностное натяжение красок, как правило, уменьшается, причем тем значительнее, чем меньше поверхностное натяжение взятых растворителей. Соотношение значений поверхностного натяжения пленкообразователя и растворителя имеет важное значение в процессах формирования покрытий из растворов. Наиболее высокие значения поверхностного натяжения имеют краски, в которых растворителем или дисперсионной средой служит вода, так как для воды а = 72,7 мДж/м2. Такие краски неудовлетворительно смачивают гидрофобные и плохо обезжиренные поверхности. Для уменьшения поверхностного натяжения в состав водоразбавляемых красок вводят спирты, а вод-нодисперсионных — поверхностно-активные вещества (ПАВ). Присутствие неионогенных ПАВ благоприятно сказывается и на поверхностной активности неводных красок. ПАВ позволяют одновременно регулировать и другие свойства красок: реологические, электрические (способность заряжаться в электрополе), стабильность (отсутствие расслоения) при хранении. Поверхностное натяжение расплавов определяется исключительно химической природой пленкообразователя. Оно мало зависит от его молекулярной массы, но линейно уменьшается с увеличением температуры, при этом тангенс угла наклона прямой может служить мерой поверхностной энтропии расплава.

Условия разрыва кр. пленки

Распределение пленок краски до трех точек зажима на валик ставит валиковые покрытия в условия экстремального механического напряжения. В результате часто имеют место истирание и внезапный разрыв красочной пленки. При правильном регулировании многофункциональные валиковые покрытия из продукции не только предоставляют лучшее из возможных распределение краски и обеспечивают долгий срок службы, но и способствуют сокращению в вуалировании.

47 4.3. Режимные факторы печатного процесса

Давление печатания, скорость, температура и влажность, вязкость печатных красок.

Технологические функции давления в полосе печатного контакта.

Величины неровности отличаются для разных типов бумаг, а требования к величинам отличаются для разных типов печати. Без выравнивания поверхности печать в ряде случаев не достижима, т.к. нет контакта краски с ЗМ. Процесс печатания основан также на проникновении краски в поры и микрорельеф ЗМ. Таким образом давление необходимо:

1) для сглаживания неровности ЗМ

2) для обеспечения контакта

3) для обеспечения начального процесса закрепления краски

Величина давления зависит:

1) от способа печати

2) от продолжительности контакта (скорости печатания)

3) от шероховатости и жесткости ЗМ

Скорость печатания различается:

1) механическая (паспортные данные машины)

2) технологическая (75-80% от паспортных данных)

3) технологически необхдимая

Давление – сила на единицу площади: P = F/S, где S = L·B (ширина печати на ширину полосы контакта)

Глубокая печать – 200-800 н/см2

Высокая печать – 100-600 н/см2, 90 кг/см2

Офсетная печать – 100-150 н/см2, 12кг/см2

Влияние скорости печатания на переход краски.

Влияние присутствиует только в рулонных печатных машинах. Предельная скорость оборудования 18000 об/час.

Увелич центробежн силы действ на краску. С увелич скорости печат коэф перехода несколько уменьшается, хотя абсолютное количество краски на оттиске увеличивается. Уменьшение Kn объясняется уменьш впитывания бумаги, деформацией поверхн слоя бумаги, изменением объема выдавливаемого воздуха. Рост абсолютного количества краски на форме объясняется центробежными силами (особенно при глубокой печати).

Под технологической скоростью печатания понимают минимальную скорость, обеспечивающую нормальное протекание процесса и обеспечание нормального качества продукции. На тех скорость оказывает влияние характер используемых материалов, способ закрепления краски, характер изображения и заполнение формы печат элементами.

Температура и влажность

Температура и влажность в печатной секции влияют на вязкость красок, на скорость их закрепления, а следовательно, и на скорость печати. Особенно заметно это влияние при работе с красками на водной основе.

Высокая влажность негативно сказывается на скорости сушки красок на водной основе. При использовании красок на основе органических растворителей содержащиеся в них спирты будут притягивать влагу из воздуха, что может привести к «грязной» печати.

Высокая температура воздуха способствует ускорению сушки. Вместе с тем при повышенной температуре воздуха ускоряется испарение растворителей из красок на органической и водной основах, что, как было отмечено выше, может привести к появлению целого ряда проблем.

Вязкость

При использовании краски с очень низкой вязкостью красочный слой может иметь неравномерную толщину и гладкость. Если, напротив, вязкость слишком высока, красочный слой также будет иметь неравномерную толщину, так как краска будет налипать на форму, вследствие чего ее перенос на запечатываемый материал будет затруднен.

Чем выше вязкость, тем меньше склонность краски к растеканию по поверхности запечатываемого материала, а следовательно, выше разрешение печати и меньше величина растискивания.

Для печати на впитывающих материалах рекомендуется использовать менее вязкие краски, чем при печати на невпитывающих материалах.

В связи с тем что для изменения вязкости краска разводится растворителем или бесцветным связующим, вязкость оказывается связанной с насыщенностью краски и требуемой величиной краскопереноса. Чем ниже вязкость краски, тем меньше ее цветовая насыщенность и тем выше требуемая для обеспечения заданной оптической плотности отпечатка величина краскопереноса.

В красках на водной основе вязкость связана с кислотностью, поэтому перед ее изменением необходимо сбалансировать кислотность краски.

Изменение вязкости краски во время печати происходит в результате изменения ее температуры, а также испарения растворителя. Если на машине не предусмотрена автоматическая регулировка вязкости, необходимо производить контроль вручную, причем чем чаще будут производиться замеры, тем меньше вероятность появления брака.