Przyjmowanie farby przez podłoża
6 gru 2016 14:42

Znajomoœć występowania zagadnień w układach farba-podłoże pozwala na trafniejszš ocenę przydatnoœci podłoża do druku, wyboru technologii zadrukowywania podłoża oraz okreœlenie koniecznych zabiegów, jakie należy spowodować w farbie lub na powierzchni podłoża. Podłoża drukowe ze względu na sposób przyjmowania farby dzielimy na chłonne i niechłonne. Chłonne podłoża to te, na których farba jest naniesiona na powierzchnię, ale ponadto wskutek istnienia w podłożu kapilar wnika w nie pod wpływem ciœnienia kapilarnego zależnego od œrednicy kapilary i napięcia powierzchniowego farby i podłoża. Aby farba zostawała na podłożu i utrzymywała się na nim z okreœlonš siłš, na granicy farba-podłoże musi wystšpić siła okreœlana mianem adhezji. Jest ona siłami oddziaływań międzyczšsteczkowych na granicy dwóch różnych ciał, w tym wypadku podłoża i farby. Aby ta adhezja nastšpiła, musi zaistnieć zjawisko zwilżania podłoża przez farbę. Farba jako lepka ciecz będzie zmierzała do przyjęcia minimalnej powierzchni w stosunku do swej objętoœci. Będzie ona zatem przyjmowała kształt kuli, który zostaje zniekształcony wskutek oddziaływań sił grawitacyjnych. Tendencja do przyjmowania kształtu kulistego kropli farby wywodzi się z oddziaływań sił międzyczšsteczkowych wewnštrz farby, a w szczególnoœci w jej wierzchniej warstwie. Jeœli będziemy mieli zamiar rozsunšć czšsteczki farby Đ a tak się dzieje, gdy farba zostaje przeniesiona na powierzchnię formy drukowej lub podłoża, na której następnie ulega rozlewaniu, co jest skutkiem oddziaływania sił napięcia powierzchniowego powierzchni, na którš została naniesiona farba drukowa Đ należy wykonać okreœlonš pracę również przeciwko siłom oddziaływań międzyczšsteczkowych, a iloœć tej pracy przypadajšcej na powierzchnię rozcišganej kropli farby nazywana jest napięciem powierzchniowym. Napięcie powierzchniowe wierzchniej warstwy podłoża lub farby jest wynikiem braku zrównoważenia sił oddziaływań międzyczšsteczkowych od strony powierzchni, ponieważ wierzchnie czšsteczki otoczone sš wyłšcznie czšsteczkami znajdujšcymi się obok siebie i pod sobš. Natomiast od powierzchni podłoża siły te nie sš zrównoważone. Wielkoœć tych sił jest dla różnych podłoży różna i okreœlamy jš przez podanie wartoœci napięcia powierzchniowego podłoża. W praktyce pracy rozcišgania kropli farby dokonujš czšsteczki materii formy drukowej, gdy farba zostaje przenoszona na formę, lub czšsteczki zadrukowywanego podłoża, gdy farba zostaje przenoszona z formy na podłoże. Reasumujšc Đ mamy do czynienia z układem sił międzyczšsteczkowych, które występujš w kropli farby oraz w podłożu, a na ich powierzchniach siły napięcia powierzchniowego. Jeœli siły napięcia powierzchniowego podłoża przy zetknięciu z farbš będš większe od sił napięcia powierzchniowego farby, będzie wówczas następowało rozcišganie kropli farby. Odwrotnie Đ jeœli napięcie powierzchniowe podłoża będzie w stosunku do napięcia powierzchniowego farby zbyt małe, to wówczas większe siły napięcia powierzchniowego farby będš zmierzały do nadania farbie w większym stopniu kształtu kulistego. Oddziaływanie czšsteczek podłoża na czšsteczki farby jest bowiem zbyt małe i wobec tego siły oddziaływań międzyczšsteczkowych na powierzchni farby nie sš absorbowane przez czšsteczki podłoża, co powoduje, że oddziałujš one między sobš znacznymi siłami sprawiajšcymi, że kropla farby nabiera kształtu kulistego. Tym samym nie następuje jej rozlewanie się na powierzchni podłoża. W okreœleniu powyższych zjawisk posługujemy się okreœlaniem zwilżalnoœci podłoża przez farbę. Następstwem zwilżalnoœci, która decyduje o wielkoœci wzajemnego zbliżenia się czšsteczek farby i podłoża, jest adhezja, która występuje na ich granicy. Jeœli adhezja ma okreœlonš wartoœć, czšsteczki farby zostajš przycišgnięte na bliskie odległoœci, co powoduje pojawienie się sił międzyczšsteczkowych o różnym charakterze. Decyduje ona o odpornoœci œcierania farby z podłoża (nie mylić z odpornoœciš farby na œcieranie, która jest pochodnš sił międzyczšsteczkowych farby). Gdy napięcie powierzchniowe podłoża posiada znacznš wartoœć w stosunku do farby, to powoduje ono znaczne oddziaływanie na kroplę farby sprawiajšc, że może się ona rozlewać po powierzchni podłoża warstwš o okreœlonej gruboœci. Podczas drukowania w strefie kontaktowej zostaje wytworzony układ, w którym znajdujš się forma z farbš i zadrukowywane podłoże. Pomiędzy formš i farbš istnieje siła adhezji, działajšca okreœlonym promieniem w zależnoœci od swej wartoœci na większš lub mniejszš liczbę warstw jednoczšsteczkowych farby. Natomiast między czšsteczkami farby pojawiajš się siły oddziaływania międzyczšsteczkowego nazywane siłami kohezyjnymi. Ich wartoœć wpływa na odpornoœć œcierania w samej warstwie farby. Podobnie zespół sił adhezji występuje na granicy podłoże-farba, których promień oddziaływania jest zależny od jej wartoœci. Na ogół w procesie drukowania, tj. przenoszenia farby na zadrukowywane podłoże oraz przy nanoszeniu farby na formę, gdzie nie zachodzš procesy chemiczne, adhezja na granicy ciał farba-podłoże i farba-forma wywodzi się wyłšcznie z pracy oddziaływań międzyczšsteczkowych, które sš okreœlane przez siły dyspersyjne (Londona), siły indukcyjne, elektrostatyczne i dipolowe. W zależnoœci od charakteru podłoża wyżej okreœlone siły mogš występować w różnym stopniu w ogólnej pracy oddziaływań międzyczšsteczkowych. Jeœli w strefie kontaktu na formie występuje zbyt mała iloœć farby Đ zbyt mała liczba warstw jednoczšsteczkowych farby, a promień oddziaływania adhezji na granicy forma-farba jest doœć znaczny, to wypadkowy zespół tych sił wraz z siłami kohezji farby może spowodować, że na podłoże nie będzie przenoszona farba. Adhezja podłoża oddziałujšca na czšsteczki farby na formie jest bowiem zbyt mała w stosunku do oddziaływania adhezji wywodzšcej się z formy drukujšcej. Aby nastšpiło przenoszenie farby z formy na podłoże, należy zwiększyć liczbę warstw jednoczšsteczkowych farby, co powoduje, że w skrajnych warstwach na powierzchni formy zanika oddziaływanie adhezji pochodzšcej od formy drukowej. W praktyce oznacza to, że musimy drukować z okreœlonš gruboœciš farby na formie i zawsze pozostanie na niej pewna iloœć farby, która nie bierze udziału w przenoszeniu na zadrukowywane podłoże. Jeœli siły adhezyjne podłoża w stosunku do sił kohezyjnych farby sš większe, wystšpi wówczas jej przenoszenie na zadrukowywane podłoże. Wartoœć sił adhezji na granicy podłoże-farba wpływa na iloœć farby przenoszonej na podłoże. Jeœli jednak farba nie będzie przechodzić na podłoże, œwiadczyć to będzie o większych siłach kohezyjnych farby w stosunku do sił adhezji na granicy podłoże-farba. W takich przypadkach istniejš dwie możliwoœci: pierwsza to możliwoœć osłabienia sił kohezyjnych Đ zmniejszenie lepkoœci farby, a druga to zwiększenie napięcia powierzchniowego zadrukowywanego podłoża. W pierwszym przypadku należy dšżyć do przemijajšcego osłabienia sił międzyczšsteczkowych farby. Można to osišgnšć przez wprowadzenie do farby zwišzku, który w sposób fizyczny osłabia siły międzyczšsteczkowe Đ np. rozpuszczalnika, który w procesie utrwalania farby ulega odparowaniu. Ponieważ przenoszenie farby odbywa się w warunkach dynamicznych, następuje dodatkowe zmniejszenie iloœci przenoszonej farby na zadrukowywane podłoże. Jednak nie zawsze wielkoœć adhezji na granicy podłoże-farba jest wystarczajšca ze względu na właœciwoœci użytkowe druku. Przykładowo tworzywa sztuczne, które można rozpuœcić w rozpuszczalnikach organicznych i nieodznaczajšce się wysokš adhezjš, zadrukowujemy przy użyciu farb zawierajšcych rozpuszczalnik podłoża. Wskutek działania rozpuszczalnika na czšsteczki podłoża następuje spadek oddziaływań sił międzyczšsteczkowych (kohezyjnych) podłoża, co przyczynia się do zwiększenia iloœci czšsteczek farby zaabsorbowanych przez oddziaływania międzyczšsteczkowe na granicy podłoże-farba. Oznacza to, że została powiększona gruboœć warstwy oddziaływań międzyczšsteczkowych na granicy farba-podłoże. Natomiast w przypadku tworzyw sztucznych, które w swej budowie zawierajš charakterystyczne wišzania, a nie powodujš one powstania adhezji na wystarczajšcym poziomie w układzie farba-podłoże, wykonujemy zadruk podłoża lakierem (primer), który zawiera grupy wišzań chemicznych powinowatych z czšsteczkami podłoża, a te gwarantujš powstanie adhezji na wymaganym poziomie. Innym rodzajem podłoża jest szkło. Można je zadrukowywać przy użyciu farb, które na granicy szkło-farba uzyskujš adhezję dzięki siłom dipolowym i elektrostatycznym. Adhezja farby do powierzchni szkła ma zbyt mały promienia działania i dlatego następne wierzchnie warstwy farby utrzymujš się na jego powierzchni wyłšcznie w wyniku sił ich kohezji. Wielkoœć tych sił nie jest wystarczajšca, bowiem sztywne podłoże, jakim jest szkło, nie amortyzuje i nie pochłania dostatecznie przypadkowych sił mechanicznych, które powodujš znaczne œcieranie nadrukowanej warstwy farby. Zatem aby uzyskać odporne na œcieranie nadruki na szkle, należy po wykonaniu na nim nadruku doprowadzić wskutek nagrzania do mięknięcia jego powierzchni, co pozwoli na swobodne wnikanie w strukturę szkła pigmentów farby. Tak osadzone pigmenty farby odznaczajš się bardzo dobrš odpornoœciš na œcieranie. Przedstawione mechanizmy wzajemnych oddziaływań farby i zadrukowanego podłoża pozwolš na trafniejszy dobór farby do procesu drukowania, a w przypadku niskiej odpornoœci nadruku na właœciwe okreœlenie przyczyn błędów.

error: Kopiowanie zabronione!
cript>