"Использование УФ красок и лаков в трафаретной печати",

Объемы производства с использованием красок и лаков УФ-отверждения растут практически во всех способах печати, и трафаретный не является исключением. На сегодня в США уже 70% всего объема продукции, отпечатанной трафаретным способом (за исключением текстильных материалов), печатается УФ-отверждаемыми красками и только 30 % — красками на основе растворителей. В Европе 30% всей трафаретной продукции печатается УФ-красками и 70% — красками на основе растворителей и водно-дисперсионными, однако это соотношение постоянно изменяется в пользу УФ-красок.

УФ-отверждаемые краски и лаки сблизили трафаретную печать с офсетной, предоставив новые возможности их комбинации. Наиболее привлекательным видом отделки для продукции, напечатанной офсетом, представляется выборочное УФ-лакирование, придающее полиграфической продукции особую изысканность. Для этого можно использовать офсетные печатные машины со специальными лакировальными секциями, однако их стоимость довольно высока. При использовании более дешевой трафаретной технологии производство приобретает такие дополнительные возможности отделки продукции, которые трудно реализовать другими способами печати, как, например, печать рельефных изображений или печать красками с различными спецэффектами, а также возможность работы с самыми разнообразными материалами (картон, пластики и пленки, стекло, металл и др.).

УФ-краски и лаки не содержат в своем составе летучих растворителей, которые загрязняют воздух парами вредных для здоровья человека и окружающей среды веществ, уменьшают на 40—60 % количество краски на оттиске. Возможность получения красочных слоев большой толщины — одно из основных преимуществ трафаретного способа печати. К тому же растворители разрушают поверхностные слои запечатываемого материала.

Длина печатных и сушильных устройств при использовании УФ-лака сокращается приблизительно вдвое. Условия хранения и перевозки УФ-красок проще, так как они не являются горючими материалами.

Другое важнейшее преимущество технологии печати УФ-отверждаемыми красками — полное отсутствие такого отрицательного явления, как высыхание краски на сетке (печатной форме) в процессе печати. Каждый печатник знает, насколько высыхание краски осложняет работу, делает ее более трудоемкой, менее производительной (из-за постоянных технологических остановок для промывки формы) и к тому же снижает качество оттисков. Испарение растворителя во время печати приводит к повышению оптической плотности краски на оттиске и соответственно к разнооттеночности оттисков в тираже. Из-за испарения растворителя и высыхания краски на сетке нельзя использовать высоколиниатурные сетки (более 165 нит./см) для изготовления печатных форм, что влечет за собой снижение разрешающей способности печатного процесса. Использование УФ-отверждаемых красок позволяет изготавливать печатные формы на основе сеток с линиатурой до 200 нит./см, благодаря чему можно воспроизводить растровые изображения с линиатурой 50 и более лин./см в допустимом интервале тонопередачи (относительная площадь растровых элементов от 10-15 до 85-90%).

Еще одним положительным аспектом использования УФ-красок для растровой печати, также связанным с невысыханием краски на сетке в процессе печати, является возможность использования так называемого «американского» цикла печатного процесса, который обеспечивает минимальную толщину красочного слоя на оттиске. Уменьшение толщины красочного слоя важно при многокрасочной растровой печати, так как минимизирует цветовые искажения и является одним из условий оптимизации печатного процесса. «Американский» цикл заключается в том, что процесс орошения печатной формы происходит после паузы, во время которой происходит съем отпечатанного листа с печатного стола и наклад нового листа, а не сразу после нанесения краски, как при обычном цикле.

Минимальная толщина красочного слоя и мгновенная его полимеризация способствуют и сведению на нет графических искажений растровых элементов на оттиске, т. е. более точной градационной и цветовой передаче. В случае же использования для растровой печати красок на основе растворителей за время, которое краска остается на поверхности оттиска в жидком состоянии, она успевает растечься, отчего площадь растровых элементов на оттиске увеличивается и, следовательно, искажается градационная передача.

Таким образом, для печати растровых изображений оптимальны УФ-отверждаемые краски. Их применение позволяет получить:
— максимальную разрешающую способность;
— стабильное качество всего тиража от первого до последнего оттиска;
— минимальный расход краски при использовании высоколиннатурных сеток (150, 165, 180 и более нит./см), поскольку количество перешедшей на оттиск краски непосредственно зависит от параметров сетки, в частности от ее теоретического красочного объема;
— более высокий глянец, чем у красок на основе растворителей;
— повышенную производительность печатного процесса благодаря более быстрому отверждению краски на оттиске.

Однако широкое использование этой технологии до недавнего времени было весьма ограниченным из-за невысокой кроющей способности красок УФ-отверждения, негибкости и неэластичности полимеризованной красочной пленки, а также недостаточной адгезии к поверхности различных полимерных материалов. Одним из немаловажных недостатков этих красок было и то, что полимеризация начиналась под воздействием небольшой доли УФ-излучения, содержащегося в видимом свете рабочего помещения.

Краски и лаки нового поколения, лишенные упомянутых выше недостатков, выпускаются фирмой Argon совместно с американскими фирмами. Итальянская фирма Argon является одним из ведущих европейских производителей оборудования и расходных материалов для трафаретной печати, ее эксклюзивный представитель в России и странах ближнего зарубежья — фирма «Эзапринт».

Новыми красками можно запечатывать практически любые материалы, получая высокую адгезию. Высокая эластичность красочной пленки дает возможность печатать на мягком ПВХ и других материалах и позволяет использовать эти краски для декурирования изделий, производимых с использованием технологии термо- и вакуумной формовки.

«Эзапринт» представляет не только материалы, но и чрезвычайно широкий спектр печатного оборудования фирмы Argon. Он включает ручные станки, полуавтоматические машины, автоматизированные многокрасочные линии и комплексы. В состав полуавтоматических и автоматических линий, помимо печатных машин, входят сушильные устройства. Фирма Argon производит сушильные устройства трех типов:
— конвекционного,
— ИК-сушки,
— УФ-сушки.

Для расширения технологических возможностей производства многие линии комплектуются комбинированными сушильными устройствами, включающими, как правило, модули двух типов: конвекционного и УФ-сушки или конвекционного и ИК-сушки. Остановимся более подробно на устройствах УФ-сушки.

Необходимый спектр излучения для полимеризации красок и лаков — 350-380 нм, при этом требуется достаточно большая интенсивность светового потока — количество энергии должно быть не менее 400 мДж. Такой световой поток могут обеспечить лампы с удельной мощностью от 80 Вт/см. Например, при формате 70x100 см ширина облучения должна быть 70 или 100 см в зависимости от того, как сориентировано сушильное устройство по отношению к печатной машине (т. е. как укладываются запечатанные листы на транспортерную ленту — длинной или короткой стороной по направлению движения). Следовательно, чтобы обеспечить необходимое количество излучения, мощность УФ-лампы должна быть не менее 5,6 или 8 кВт соответственно. Излучение ламп такой большой мощности сопровождается интенсивным нагреванием, которое может приводить к деформации запечатываемого материала и служить причиной неприводки красок при многокрасочной печати. Поэтому во всех сушильных УФ-устройствах обязательно предусмотрена система охлаждения. Типы УФ-сушильных устройств и различаются главным образом по конструкции систем охлаждения.

УФ-сушильные устройства рефлекторного типа. На оттиск, как видно из схемы (рис. I), попадают отраженные УФ-лучи, которые меньше, чем прямые лучи, нагревают его поверхность. Однако у такой системы два существенных недостатка: во-первых, высокая стоимость; во-вторых, большая энергоемкость и потребность в лампах высокой мощности при невысокой производительности, поскольку интенсивность светового потока снижается на 30%. Из-за этих недостатков фирма Argon отказалась от производства устройств рефлекторного типа.

Сушильные устройства с системой кондиционирования. Они предназначены для включения в высокопроизводительные печатные линии. Печи модели Dual могут комплектоваться двумя и более УФ-лампами удельной мощностью от 80 до 120 Вт/см (рис. 2). Система охлаждения включает кондиционер и теплообменник. Хладагент движется по замкнутой цепи, охлаждая воздух, который подается на по¬верхность оттиска. Эта надежная конструкция обеспечивает максимальную производительность автоматических печатных линий. Главным недостатком устройств Dual является высокая стоимость, которая зачастую становится препятствием для их использования на небольших производствах с полуавтоматическим и ручным печатным оборудованием.

Сушильные устройства типа UV ЕСО — оригинальная разработка фирмы Argon. Эти устройства модульного типа в зависимости от требований к производительности производства могут состоять из одного или двух модулей. В каждом модуле одна УФ-лампа и система охлаждения. Как видно из рис. 3, между лампой и запечатанным материалом находятся два кварцевых фильтра. Принудительная вентиляционная система охлаждает лампы и воздушное пространство между кварцевыми фильтрами и не позволяет поверхности оттиска нагреваться более чем на 8-10 С, что исключает усадку любых материалов. Система UV ЕСО существенно снизила стоимость УФ-сушильных устройств по сравнению с моделями Dual.

Чтобы определить, сколько УФ-ламп и какой мощности необходимо для той или иной производительности процесса печати, надо знать зависимость количества световой энергии, необходимой для полимеризации, от мощности источников излучения и скорости ленты транспортера, по которому движутся запечатанные листы. Однако простой формулы для расчета этой зависимости не существует. Поэтому соотношение мощности лампы и скорости транспортера, обеспечивающее необходимое количество энергии облучения, определялось экспериментально (см. таблицу).

Например, если удельная мощность лампы 80 Вт/см, то скорость транспортера не должна превышать 10 м/мин. Если оттиски имеют длину 0,7 м, то это ограничение скорости (с учетом зазоров между оттисками) не позволит поднять производительность сушильного устройства выше 600—700 отт./ч. В принципе такая производительность вполне достаточна при работе на полуавтоматическом и ручном печатном оборудовании. Однако для работы в автоматическом режиме недостаточно даже лампы с удельной мощностью 120 Вт/см (которая может обеспечить производительность около 1500 отт./ч) и требуется включение второй лампы.

Повышение производительности печатного процесса, улучшение качества продукции, уменьшение отходов — таковы преимущества УФ-красок и лаков.

Рис. L Схема конструкции УФ-сушильного устройства рефлекторного типа:
1 — УФ-лампа, 2 — система зеркал, 3 — транспортерная лента, 4 — оттиск

Рис. 2. Схема конструкции и общий вид сушильного устройства Dual:
I — кондиционер и теплообменник, 2 — система воздуховодов
3 — УФ-лампы, 4 — транспортерная лента, 5 — оттиск

Рис. 3. Схема конструкции и общий вид сушильного модуля UVЕСО:
1 — УФ-лампа, 2 — вентилятор, 3 — кварцевые фильтры, 4 — транспортерная лента, 5 — оттиск