Fioletowy kolor poligrafii

6 Dec 2016 14:44

Promieniowanie nadfioletowe (UV) w cišgu ostatnich lat zdobyło znaczšcš pozycję w poligrafii. Wykorzystywane jest ono w naœwietlarkach do wykonywania form drukowych, za jego pomocš utrwalane sš farby i lakiery. Dzięki zjawisku luminescencji pod wpływem fal UV uzyskuje się gamę efektów specjalnych i zabezpieczeń druków. W kilku kolejnych artykułach przedstawione zostanš technologie i produkty poligraficzne, w których promieniowanie UV odgrywa zasadniczš rolę. W pierwszym artykule z tej serii przyjrzymy się zjawisku promieniowania nadfioletowego oraz podstawowym cechom farb offsetowych utrwalanych promieniowaniem UV. Promieniowanie nadfioletowe (UV) jest częœciš widma promieniowania elektromagnetycznego. Każdy rodzaj promieniowania elektromagnetycznego wyróżnia się właœciwš mu długoœciš fali, mierzonš w nanometrach (nm). Jeden nanometr jest jednostkš długoœci wynoszšcš jednš milionowš metra. Zakres promieniowania nadfioletowego zawiera się w przedziale od 400 do 200 nm. Wyróżnia się trzy zakresy promieniowania nadfioletowego: UV-A, od 320 do 400 nm; UV-B, od 280 do 320 nm; UV-C, od 200 do 280 nm. W naturalnym œwietle dziennym najwięcej znajduje się promieniowania UV-A, najmniej szkodliwego dla zdrowia. Promieniowanie z zakresu UV-B oraz UV-C, wywierajšce negatywny wpływ na żywe organizmy, pochłaniane jest przez warstwę ozonowš i tlen znajdujšcy się w atmosferze. W poligrafii promieniowanie UV jest stosowane nie tylko do utrwalania odpowiednich farb drukarskich, lecz również do naœwietlania form drukowych offsetowych i fleksograficznych, form kopiowych, płyt CtP w naœwietlarkach ăfioletowychÓ. We fleksografii zastosowanie znajduje promieniowanie UV-A Đ do wytworzenia elementów drukujšcych na formie drukowej oraz UV-C do usunięcia kleistoœci powierzchniowej formy (rysunek z prawej). Skład farb offsetowych utrwalanych promieniowaniem nadfioletowym (farb UV) Głównym składnikiem farb UV sš polimery akrylowe (40-50%), które okreœlajš główne właœciwoœci warstwy farby. Następne w kolejnoœci sš organiczne i nieorganiczne pigmenty w iloœci 15-20%. Wybór pigmentów jest uzależniony od podłoża, na które jest przeznaczona farba oraz od wymaganej szybkoœci utrwalania się farby. Specyficzne właœciwoœci farby, takie jak charakterystyka reologiczna, adhezja, odpornoœć na œcieranie itp. sš okreœlane za pomocš różnych dodatków i wypełniaczy, dodawanych w iloœci od 1 do 8%. Najistotniejsze pod względem skutecznoœci utrwalania się farb UV sš jednak monomery akrylowe, które stanowiš podstawę polimeryzacji farby, oraz fotoinicjatory. Zawartoœć monomerów waha się w granicach 5-20%, fotoinicjatorów zaœ od 5 do 12%. Fotoinicjatory pod wpływem promieniowania UV zapoczštkowujš reakcję polimeryzacji, w czasie której monomery łšczš się w większe czšsteczki, co powoduje sieciowanie, czyli utrwalenie warstwy farby. Mechanizmy utrwalania Istniejš dwa różne mechanizmy utrwalania farb utrwalanych promieniowaniem nadfioletowym: rodnikowy i kationowy. Mechanizm rodnikowy W mechanizmie rodnikowym podczas naœwietlania warstwy farby następuje przekazanie do fotoinicjatora dużej dawki energii. Pod jej wpływem fotoinicjator dzieli się na dwa rodniki. Rodniki sš to bardzo reaktywne czšstki, zdolne do wzbudzenia (inicjacji) reakcji polimeryzacji monomerów (tzw. reakcja propagacji). Przyłšczajšc się do monomeru rodnik przekazał również do wspólnej czšsteczki aktywne centrum, dzięki któremu nowo powstała czšsteczka może reagować z kolejnymi monomerami. Reakcja propagacji trwa do momentu, gdy nastšpi tzw. terminacja, to znaczy gdy spotkajš się dwie reaktywne czšsteczki i stworzš jednš czšsteczkę (tzw. rekombinacja) lub gdy dwie reaktywne czšsteczki wzajemnie wygaszš swoje centra aktywne (tzw. dyspropocjonowanie). Farby tego typu to głównie farby offsetowe arkuszowe i zwojowe, zwojowe typograficzne, fleksograficzne, sitodrukowe i tampondrukowe. Mechanizm kationowy W mechanizmie kationowym czynnikiem inicjujšcym polimeryzację jest kation, wydzielany przez fotoinicjator pod wpływem promieniowania. Następnie powstały kation reaguje z żywicš epoksydowš, tworzšc nowš również reaktywnš czšsteczkę. Nowa czšsteczka reaguje z kolejnymi czšsteczkami, aż do momentu, gdy zabraknie nieusieciowanych czšstek lub nastšpi terminacja reakcji. Farby utrwalane tym mechanizmem stanowiš zdecydowanš mniejszoœć wœród farb utrwalanych promieniowaniem UV. Jest to spowodowane cenš składników stosowanych do ich produkcji Đ głównie fotoinicjatorów Đ oraz gorszš ich dostępnoœciš. Dodatkowo farby utrwalane mechanizmem kationowym nie mogš być stosowane do drukowania offsetowego z nawilżaniem, ponieważ woda jest inhibitorem reakcji kationowej. W obu przypadkach reakcja polimeryzacji zachodzi bardzo szybko, w ułamku sekundy. Szybsza jest reakcja rodnikowa, ze względu na jej lawinowš propagację. Z kolei polimeryzacja kationowa przebiega wolniej i zachodzi jeszcze przez pewien czas po ustaniu oddziaływania promieniowania UV. Wady i zalety farb UV Do niewštpliwych korzyœci płynšcych ze stosowania farb utrwalanych promieniowaniem UV zaliczyć można: Ľ natychmiastowe utrwalenie warstwy farby; Ľ połysk odbitki zdecydowanie wyższy niż w przypadku farb ătradycyjnychÓ; Ľ możliwoœć drukowania drugiej strony arkusza bezpoœrednio po zadrukowaniu pierwszej i natychmiastowej obróbki introligatorskiej; Ľ brak odcišgania w stosie; Ľ dobra odpornoœć warstwy farby na czynniki chemiczne i fizyczne; Ľ brak oparów rozpuszczalników podczas drukowania. Natomiast do wad tej technologii należš: Ľ wysoka cena farb i lakierów, a także wyposażenia maszyny; Ľ szybka reakcja rodnikowa może powodować naprężenia w warstwie farby i obniżenie adhezji farby do podłoży powlekanych i syntetycznych; Ľ trudniejsze przetwarzanie makulatury z nadrukiem wykonanym farbami i lakierami UV; Ľ gorsza stabilnoœć farby Đ z tego względu często produkowane sš farby dwuskładnikowe. Dwa składniki miesza się bezpoœrednio przed drukowaniem, co eliminuje ewentualne problemy; Ľ szczególne kolory farb oraz gruba powłoka farby mogš być przyczynš niedostatecznego utrwalenia farby, ze względu na słabsze przenikanie promieniowania UV. Problem ten eliminuje się przez odpowiedni dobór fotoinicjatorów oraz regulację mocy promieniowania emitowanego przez lampy UV w maszynie drukujšcej; Ľ potrzebne jest stosowanie odprowadzenia ozonu i ciepła z obszaru utrwalania farby. Generuje to dodatkowe koszty wyposażenia drukarni. W kolejnym artykule przyjrzymy się wyposażeniu maszyn do drukowania farbami UV oraz technologii drukowania farbami hybrydowymi Đ będšcymi połšczeniem farb utrwalanych promieniowaniem UV i utrwalanych w sposób ăkonwencjonalnyÓ. Artykuł dostarczony przez firmę Brancher Central Europe Sp. z o.o.