Wpływ roztworu zwilżajšcego na właœciwoœci reologiczne farb offsetowych heat-setowychczęœć II
6 gru 2016 14:42

Wpływ emulgowanej wody na właœciwoœci farb heat-setowych Skoro podstawowym składnikiem każdego roztworu zwilżajšcego jest woda, zamierzaliœmy najpierw ocenić jej wpływ na lepkoœć emulgowanych farb heat-setowych. Na rys. 4 i 5 pokazane sš przykłady zmian krzywych płynięcia cyjanowej i krzywych lepkoœci czarnej farby oraz ich 10, 15 i 20% emulsji z demineralizowanš wodš. Przebieg krzywych płynięcia i lepkoœci dla farb purpurowej i żółtej jest podobny jak cyjanowej i dlatego go nie zamieszczono. Zmiany pozornej lepkoœci po emulgowaniu wody dla D = 70 s-1 przedstawiono na rys. 6. Przy farbach kolorowych po emulgowaniu wody w farbie dochodzi do spadku ich pozornej lepkoœci. Przy farbie czarnej o rosnšcej zawartoœci wody jej pozorna lepkoœć podwyższa się. Obiektywne pomiary sš zgodne z subiektywnš ocenš zmian konsystencji farb. Emulgowanie wody w triadzie CMYK farb heat-setowych poza farbš purpurowš powoduje spadek Dkryt.. Jednoczeœnie, poza farbš czarnš, zwiększa się miara ich pseudoplastycznoœci Đ indeks płynięcia n spada o wartoœci większe niż wynosi błšd jego okreœlenia, jednak najwyraŸniejsze zmiany występujš przy 10% zawartoœci wody. Względne i absolutne zmiany właœciwoœci reologicznych ocenianej triady farb heat-setowych po emulgowaniu różnej iloœci wody nie sš równe. Względny najwyraŸniejszy spadek lepkoœci pozornej po emulgowaniu wody wykazuje farba purpurowa. Przy purpurowej i żółtej największy wpływ ma pierwsze dodanie wody, zaœ póŸniejsze zwiększanie zawartoœci wody już tak bardzo nie obniża pozornej lepkoœci. Różnice obserwowane pomiędzy farbami CMYK triady farb heat-setowych mogš być zależne od zawartoœci i właœciwoœci pigmentów, a przede wszystkim od właœciwoœci spoiw. Według [10] zmiany Dkryt., a także jej pozornej lepkoœci po emulgacji powinny być małe. Wykonane badania tego nie potwierdzajš. Wpływ zawartoœci IPA w roztworze zwilżajšcym na reologiczne właœciwoœci farb heat-setowych IPA (alkohol izopropylowy) obecnie jest standardowym składnikiem roztworów zwilżajšcych do drukowania na maszynach heat-setowych. Nawet jeżeli dšży się do obniżenia jego zawartoœci w roztworach zwilżajšcych czy wręcz wyeliminowania, pożyteczne jest zapoznanie się z jego oddziaływaniem na właœciwoœci reologiczne emulgowanych farb heat-setowych. Pomiary przeprowadzono z emulsjami 10 i 20% o zawartoœci 5, 10 i 15% obj. IPA w demineralizowanej wodzie. Zaobserwowano zmiany przebiegu krzywych płynięcia i lepkoœci w zależnoœci od zawartoœci IPA oraz zmiany parametrów równania Ostwalda. Na rys. 7 i 8 znajdujš się wybrane przykłady zmian przebiegu krzywych lepkoœci ze zmianš zawartoœci IPA. Praktycznie przy wszystkich badanych emulsjach farb, niezależnie od tego, czy była to 10, czy 20% zawartoœć roztworu zwilżajšcego, dodatek IPA powodował spadek pozornych lepkoœci (rys. 9 i 10). Względna miara spadku h70 (podobnie było także przy innych D) przy 10% emulsjach była zawsze niższa niż przy 20%. Przyczynš może być to, że na równomierne emulgowanie większej iloœci wody znaczšcy wpływ ma obecnoœć IPA i dlatego nawet oddziaływanie na zmiany lepkoœci będzie większe. Ogólnie największy względny spadek lepkoœci pod wpływem IPA odnotowano przy farbach żółtej i czarnej. 5% zawartoœć IPA powoduje względne największe zmiany pozornych lepkoœci przy emulsjach farb cyjanowej i żółtej. Parametry równania Ostwalda Đ n i k przy 10 i 20% emulsjach nie korelujš z zawartoœciš IPA, a ich wartoœci zmieniajš się w ramach błędu przygotowania emulsji. Można powiedzieć, że zmiany pozornych lepkoœci sš względnie wyraŸniejsze po dodaniu i podwyższaniu zawartoœci IPA w emulsji niż przy dodaniu i zwiększaniu zawartoœci wody w emulsji (poza farbš purpurowš). Odwrotnie pseudoplastycznoœć, okreœlana według zmian indeksu płynięcia n: przy zmianie zawartoœci wody zmieniła się w sposób bardziej widoczny niż przy zmianie zawartoœci IPA w emulsji. W pracach [5,7] stwierdzono, że obniżanie napięcia fazy poœredniej pomiędzy farbš a fazš wodnš zmniejsza wielkoœć czšsteczek emulgowanej wody. Jednoczeœnie stwierdzono, że IPA wspiera powstawanie czšsteczek o małych rozmiarach. Przy niezmienionej fazie wodnej napięcie fazy poœredniej spada ze wzrostem polarnoœci spoiwa (żywicy alkidowej). Wpływ rodzaju dodatku zwilżajšcego na właœciwoœci reologiczne farb heat-setowych Obecnie obserwuje się trend do wykorzystywania dodatków umożliwiajšcych redukcję zawartoœci IPA w roztworze zwilżajšcym, ewentualnie umożliwiajšcych całkowite wykluczenie IPA poprzez wykorzystanie materiałów zastępczych. Celem tej częœci pracy było porównanie poszczególnych dodatków z punktu widzenia ich wpływu na właœciwoœci emulgowanej farby i jednoczeœnie porównanie ich z oddziaływaniem samej wody bšdŸ wody z IPA. Do pomiaru wpływu dodatków wykorzystano farbę purpurowš. Przygotowane były 10% emulsje roztworów zwilżajšcych. Otrzymane wyniki przedstawione sš w tab. 2 i zilustrowane krzywymi lepkoœci na rys. 11. Z analizy wyników pomiaru wynika fakt, że rodzaj dodatku nie ma zasadniczego wpływu na przebieg krzywych płynięcia i lepkoœci oraz na odczytane z nich wartoœci, ewentualnie na parametry równania Ostwalda krzywej płynięcia. W ramach badanych dodatków ich oddziaływanie na pozorne lepkoœci jest różne, zaœ różnice dla większoœci dodatków mieszczš się w ramach błędu przygotowania emulsji. W odróżnieniu od roztworów zwilżajšcych z izopropanolem, wartoœć powierzchniowego napięcia roztworów przygotowanych z dodatków nie ma wyraŸnego wpływu na właœciwoœci lepkoœci emulgowanej farby. Wyjaœnieniem może być fakt, że napięcia powierzchniowe przytoczone w tab. 2 sš statycznymi napięciami powierzchniowymi. Właœciwsza byłaby korelacja dynamicznej wartoœci napięć powierzchniowych z właœciwoœciami emulsji. Przy roztworach z IPA różnica pomiędzy statycznym a dynamicznym napięciem powierzchniowym jest niewielka. Podsumowanie Konsystencja wykorzystanego zestawu farb heat-setowych, właœciwoœci ich krzywych płynięcia ewentualnie lepkoœci wyraŸnie zmieniajš się po intensywnym zmieszaniu w wyniku naruszenia struktury tiksotropowej. Zmiany dla poszczególnych farb triadowych CMYK nie sš takie same, zaœ najwyraŸniejsze były przy farbach cyjanowej i czarnej. Emulgowanie wody w kolorowych farbach drukarskich powoduje spadek ich pozornej lepkoœci i podwyższa miarę ich pseudoplastycznoœci. Wielkoœć względnego spadku dla farb zestawu jest różna. Przy farbie czarnej dochodzi do wzrostu pozornej lepkoœci. Dodanie IPA do wody obniża pozornš lepkoœć wszystkich farb triadowych heat-setowych, jednoczeœnie efekt ten jest wyraŸniejszy przy emulsjach 20% niż przy 10%. W wymiarze względnych spadków nie ma wyraŸnych różnic, jednak największe były przy farbie żółtej. Z reguły największy wpływ miała domieszka 5% IPA. Wpływ badanych dodatków na pozornš lepkoœć emulsji farb heat-setowych z roztworem zwilżajšcym jest mniejszy niż wpływ IPA i w większoœci jest na poziomie samej wody. Tylko w niewielu przypadkach doszło do zmiany pozornej lepkoœci o wartoœć większš niż wynosi błšd wynikajšcy z powtarzalnoœci przygotowania emulsji. Statyczne napięcie powierzchniowe w przypadku dodatków nie jest wielkoœciš okreœlajšcš zmiany pozornej lepkoœci. Prawie wszystkie dodatki obniżajš miarę pseudoplastycznoœci emulgowanej farby. W realnym procesie drukowania zmiany lepkoœci będš okreœlane nie tylko przez właœciwoœci farby, ale także przez iloœć wody obecnej na formie drukarskiej, udział powierzchni druku, temperaturę oraz aktualnš konsystencję farby w urzšdzeniu farbowym. Niższe napięcie powierzchniowe roztworu zwilżajšcego ma raczej za zadanie zapewnienie większej zdolnoœci przenoszenia przez urzšdzenie zwilżajšce i wytworzenie odpowiedniego filmu na miejscach (powierzchniach) niedrukujšcych formy. Literatura [1] A. Karttunen, U. Lindquist, J. Virtanen: Physico-chemical characterization of fountain solutions containing IPA and substituting additives. TAGA Proceedings (1990), s. 393-407. [2] S.M. Chou: Viscosity measurements of viscoelastic inks at high shear rates. TAGA Proceedings (1992), s. 388-408. [3] J. C˙ernyś: Rheological evaluation of heatset inks. Graphic Arts in Finland, Vol. 22, (1993), 3-8. [4] A. Blayo, A. Gandini, J-F. Le Nest: Rheological properties of heatset inks. TAGA Proceedings (1996), s. 406-425. [5] M. Wickman, K. Hallstensson, G. Stršm: Interactions between printing ink binders, printing ink oil and fountain solutions. TAGA Proceedings (1995), s. 978-992. [6] P. Aurenty, A. Schršder, A. Jallu, A. Gandini, A. Tessadro: Effects of additives on the physico-chemical interactions between ink, water and plate. TAGA Procee-dings (1995). s. 915-932. [7] R. Bassemir, R. Krishann: Optimizing lithographic performance Đ A physical-chemical approach. TAGA Proceedings (1987), s. 560-573. [8] R.W. Bassemir, R. Krishann: A study of lithographic performance Đ mechanical versus thermodynamic considerations. TAGA Proceedings (1989), s. 240-256. [9] J. Pan‡k, O. Gonov‡: Reologia offsetowych farb arkuszowych. Poligrafika: częœć I (2/2001), s. 57-59; częœć II (3/2001), s. 94-95; częœć III (4/2001), s. 68-69. [10] R. Krishnan: Predicting of lithographic ink performance beyond ink/fountain solution emulsion testing. American Ink Maker, 2, (1999), s. 41-45. [11] T. Iwaki, K. Sato, T. Nimoda: Ink-water emulsified state in offset printing. TAGA Proceedings (1990), s. 253-267. [12] M.J. Thompson, M.R. Macklay: Lithographic Emulsion Rheology at Low and High Shear Rates. TAGA Proceedings (2000), s. 634Đ648.

error: Kopiowanie zabronione!
cript>