CC BY
224
УДК 655.344:667.64(075.8)
В. Н. Серова, А. Р. Габдуллин СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭМУЛЬГИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОФСЕТНЫХ КРАСОК ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Ключевые слова: краски, офсетная печать, эмульгирование, кинетика.
Изучена кинетика процесса эмульгирования триадных офсетных красок разных производителей - России, Италии и Германии. Проведено сравнение найденных кинетических параметров - степени эмульгирования и времени насыщения, соответствующих равновесному содержанию в красках увлажняющего раствора, а также начальной скорости процесса эмульгирования.
Keywords: paints, offsetprinting, émulsification, kinetics.
Kinetics of émulsification process triad offset paints of différent manufacturers - Russia, Italy and Germany is studied. Comparison of the found kinetic parametres - degrees эмульгирования and time of the saturation, corresponding to the equilibrium maintenance in paints of a humidifying solution, аЫ also initial speed of emulsification process is spent.
Стабильность и эффективность офсетного способа печати определяется тем, насколько устойчиво избирательное смачивание пробельных элементов печатной формы увлажняющим раствором (УР), а печатающих элементов - печатной краской (ПК) [1, 2]. При этом неизбежно взаимодействие ПК и УР, результатом которого является образование эмульсии.
Эмульгирование ПК (способность абсорбировать воду) в процессе печати может привести к снижению печатно-технических свойств ПК, обеспечивающих получение качественной полиграфической продукции. Однако некоторая степень эмульгирования необходима для улучшения эффективности проведения печатного процесса и его стабилизации, т.е. необходимо установление оптимального баланса «краска-вода» [3, 4]. В этой связи актуальным является изучение кинетики эмульгирования при взаимодействии ПК с УР. Кроме того, представляет интерес сопоставление эмульгирующей способности ПК отечественного и зарубежного производства, поскольку в настоящее время в России ПК составляют большую часть от всего объема закупаемых за рубежом расходных полиграфических материалов, тогда как приоритетным направлением ОАО «Торжокский завод полиграфических красок» («ТЗПК») является разработка ПК для офсетной печати, соответствующих норме Европейского стандарта.
Цель настоящей работы - изучение кинетических закономерностей процесса эмульгирования триадных офсетных красок разных изготовителей - широко распространенные на российском рынке полиграфических материалов офсетные ПК марок Ancor Set Intensiv (J+S Druckfarben, Германия), Diellecolor Hi-Density (Diellecolor, Италия), которые широко распространены на российском рынке полиграфических материалов, а также их отечественный аналог - краски Рим Универсал 2529 производства ОАО «Торжокский завод полиграфических красок» («ТЗПК»). Это ПК четырех основных цветов субтрактивной модели цвета CMYK - Cyan, Magenta, Yellow и Key col or (Black) соответственно голубого, пурпурного, желтого и черного цвета, как ключевого, который является основой синтеза цвета на полиграфическом оттиске.
Экспериментальная часть
Примерный состав триадных офсетных красок марки Рим Универсал 2529 приведен в табл. 1. Состав же ПК зарубежных изготовителей является ноу-хау последних.
Для получения УР применялся концентрат ALCOPLUS производства фирмы «Hydro-Dynamic Products» (Англия), имеющего следующие характеристики: плотность 1.07 г/мл, рН = 4.5, точка
кипения 1000С, проводимость 26 мкСм. Он стабильно поддерживает буферность УР в пределах значений рН = 4.8-5.2.
Таблица 1 - Примерный состав офсетных красок Рим Универсал
Наименование компонента Содержание, %
Минеральные масла различных марок до 15
Смолы алкидные до 10
Лак на основе модифицированной фенолформальдегидной смолы до 40
Воск до 5
Растворители органические (смесь жидких углеводородов парафинового ряда) до 5
Пигменты, в т.ч.: - углерод технический (сажа) - красители органические фталоцианиновые - красители органические прямые (полиозо) на основе 4,4-иаминодифинила до 25
Вспомогательные вещества (структурирующие, противоэмульгирующие, наполнители и др.) до 8
Измерение вязкости ПК проводилось при температуре 22 ± 0,1°С на вискозиметре типа ПВК-1 по существующей методике [5], основанной на измерении времени падения стержня в исследуемой ПК при различных нагрузках. Погрешность измерений составляла ± 2.4%. Значения динамической вязкости (ц) в Пас определялись с помощью номограммы.
Для определения степени эмульгирования (СЭ) ПК при их взаимодействии с УР (образовании эмульсии «вода в краске») применялась методика [6], в соответствии с которой способность ПК абсорбировать воду оценивается количеством УР, поглощенного краской, в процентах по отношению к массе ПК. По найденным значениям СЭ были построены соответствующие кинетические зависимости для ПК всех четырех цветов СМУК.
Результаты и их обсуждение
В таблице 2 приведены результаты определения значений динамической вязкости ц исследуемых ПК.
Таблица 2 - Вязкость ПК
Цветовой тон U, Па-с
Рим Универсал Ancor Set Intensive Diellecolor Hi-Density
Cyan 40.1 43.0 60.5
Magenta 43.8 65.5 66.0
Yellow 42.2 34.1 62.8
Black 41.5 46.8 82.5
Как видно, наибольшими значениями ц из трех выбранных ПК обладают краски производства Италии, а наименьшей - российского производства. При этом последние и меньшим изменением этого показателя в зависимости от цветового тона ПК.
Кинетические кривые эмульгирования, построенные по экспериментальным данным в виде зависимости степени эмульгирования (СЭ), соответствующей равновесному содержанию УР в ПК, от времени (1), представлены на рисунках 1-3.
Рис. 1 - Кинетические кривые эмульгирования ПК Ancor Set Intensive: 1 - black, 2 -yellow, 3 - cyan, 4 - magenta
Рис. 2 - Кинетические кривые эмульгирования ПК Diellecolor Hi-Density: 1 - yellow, 2 -cyan, 3 - magenta, 4 - black
Кинетика процесса эмульгирования ПК характеризуется ростом СЭ до определенного времени насыщения (tH), которое соответствует равновесному содержанию УР в ПК. Сопоставление полученных экспериментальных данных показывает, что способность ПК к эмульгированию зависит и от цветового тона, и от их производителя. Анализ кинетики процесса эмульгирования удобно привести по табл. 3, в которой приведены найденные значения СЭ, а также времени, требуемого для насыщения (tH), и начальной скорости процесса эмульгирования (Va), значения которой найдены по тангенсу угла наклона начальных прямолинейных участков кинетических кривых.
В настоящее время экспериментально установленной нормой, при которой печатный процесс протекает без осложнений, считается образование эмульсии типа «вода в масле (краске)», если содержание УР в ПК находится примерно в пределах 15-35% [6]. Идеальными в этом отношении являются кинетические кривые, приведенные на рисунке 1, полученные при использовании всех ПК марки Ancor Set Intensiv, в случае которых значения СЭ не превышают 32.4%. При этом у всех цветных немецких ПК также ниже значения Va и tH, чем у
аналогичных ПК других марок. Эмульгирующая способность черных ПК разных производителей оказалась практически одинаковой.
Таблица 3 - Сравнительные характеристики процесса эмульгирования ПК
Наименование ПК Цветовой тон СЭ, % tH, мин V^ %/мин
Ancor Set Intensiv Cyan 29.б 8 15.25
Diellecolor Hi-Density 51.2 14 18.7
Рим Универсал 50.0 1б 19.0
Ancor Set Intensiv Magenta 24.8 4 15.3
Diellecolor Hi-Density 48.3 13 19.4
Рим Универсал 30.1 б 14.5
Ancor Set Intensiv Yellow 31.0 7 18.0
Diellecolor Hi-Density 52.2 14 18.7
Рим Универсал 54.8 1б 20.0
Ancor Set Intensiv Black 32.4 б 17.9
Diellecolor Hi-Density 29.б 5 18.0
Рим Универсал 32.4 б 18.0
В отличие от ПК марки Ancor Set Intensiv, краски марки Diellecolor Hi-Density не обладают столь же оптимальными характеристиками (рис. 2). Так, значение tH, найденное в случае цветных итальянских ПК, в 2-3 раза выше, чем у красок Ancor Set Intensiv, а начальная V больше. Значения СЭ в случае цветных итальянских ПК находятся в пределах 48.3-52.2 %, что превышает верхний предел названного допустимого значения. Избыток УР в ПК может привести к таким дефектам как понижение оптической плотности оттиска, потере деталей в тенях изображения. Кроме того, чрезмерное поглощение краской УР снижает скорость закрепления красочного слоя на оттиске, что в свою очередь приводит к перетаскиванию -переходу ПК на последующий оттиск под действием веса стопы.
СЭ, %
Рис. 3 - Кинетические кривые эмульгирования ПК Рим Универсал: 1- yellow, 2 - cyan, 3 -black, 4 - magenta
Характеристики процесса эмульгирования ПК марки Рим Универсал занимают примерно промежуточные положения (рис. 3). При этом в случае голубой и желтой красок СЭ выходит за пределы допустимых значений и составляют соответственно 50.0 и 54.8%, а найденные значения tH примерно такие же, как и в случае соответствующих ПК марки Diellecolor Hi-Density, несмотря на их заметные отличия по вязкости. Вместе с тем СЭ пурпурной и черной отечественных красок находятся в пределах нормы.
Сопоставление значений СЭ также показывает, что эмульгирующая способность исследованных ПК возрастает в ряду: Black < Magenta < Cyan < Yellow.
Таким образом, установлены закономерности изменения эмульгирующей способности ПК при взаимодействии с УР в зависимости от их производителя и цветового тона, что позволяет прогнозировать поведение исследованных ПК в процессе печатания тиража.
Литература
1. Стефанов, С.И. Путеводитель в мире печатных технологий / С.И. Стефанов. - М.: ИФ «УНИСЕРВ», 2001. - 224 с.
2. Дэниел, Дж. Вилсон. Основы офсетной печати /Дж. Вилсон Дэниел; пер. с англ. М. Бредиса. - М.: ПРИНТ-МЕДИА центр, 2005. - 232 с.
3. Марогулова, Н.Н. Расходные материалы для офсетной печати / Н.Н. Марогулова, С.И. Стефанов -М.: Русский университет, 2002. - 240 с.
4. Нельсон, Р.Э. Что полиграфист должен знать о красках / Р.Э. Нельсон; пер. с англ. - М.: ПРИНТ-МЕДИА центр, 2005. - 328 с.
5. Раскутина, К.А. Печатные краски: справочник по оценке качества / К.А. Раскутина, А.Г. Эмдин. -М.: Книга, 1982. - 64 с.
6. Добрицына, Р. Экспресс-метод оценки взаимодействия увлажняющих растворов с краской / Р. Добрицына, Л. Сулакова, Г. Котова // Полиграфия. - 1995. - №5. - С. 35-35.
© В. Н. Серова - д-р хим. наук, проф. каф. технологии полиграфических процессов и кинофотоматериалов КНИТУ, vnserova@rambler.ru; А. Р. Габдуллин - студ. КНИТУ.
