Исследование эмульгирующей способности краски в зависимости от концентрации изопропилового спирта в увлажняющем растворе Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

уДК 65534466764 Л. Г. ВАРЕПО

А. Ю. БРАЖНИКОВ

Омский государственный технический университет

ООО «Омскбланкиздат»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭМУЛЬГИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КРАСКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ИЗОПРОПИЛОВОГО СПИРТА В УВЛАЖНЯЮЩЕМ РАСТВОРЕ

В статье приводятся научные результаты экспериментальных исследований влияния содержания изопропилового спирта в увлажняющем растворе на способность офсетных печатных красок к эмульгированию. Изучена кинетика процесса эмульгирования офсетных красок производителей FlintGroup (Германия), SunChemical (Германия).

Ключевые слова: плоская офсетная печать, увлажняющий раствор, эмульги- | рование краски. о

р

Постановка задачи. Исследование составов, ре- В процессе формирования печатной эмульсии

жимов подачи увлажняющего раствора и его влияния в красочном аппарате увлажняющий раствор с бона качество печати остается по-прежнему актуальной лее низкой температурой соединяется с офсетной | задачей, поскольку стабильность процесса офсетной краской, которая имеет более высокую температу- > печати основывается на избирательном смачивании ру. Можно предположить, что процент содержания пробельных элементов увлажняющим раствором, изопропилового спирта (ИПС) в эмульсии будет а печатающих элементов — краской [1—3]. величиной непостоянной, степень испарения его

>

из печатной эмульсии может меняться в процессе повышения или понижения температуры. А значит, будет оказывать влияние на процесс эмульгирования и дестабилизирующее воздействие на печатный процесс [4, 5].

В последние годы за рубежом прослеживается тенденция отказа от введения изопропилового спирта в увлажняющий раствор в процессе офсетной печати, приобретающая все большую актуальность [3]. Однако благодаря ряду своих неоспоримых нижеперечисленных преимуществ и весьма существенному у нас в стране парку листовых офсетных машин со спиртовым увлажнением он до сих пор продолжает использоваться:

— позволяет снизить поверхностное натяжение, улучшая смачивание печатной пластины меньшим слоем увлажняющего раствора;

— снижает электропроводность раствора;

— повышает вязкость раствора и увеличивает скорость переноса увлажняющего раствора на печатную форму, тем самым повышается способность воды смачивать пробельные элементы печатной формы [3].

Стабильность содержания ИПС зависит от ряда факторов. Отклонение его от нормируемого значения приводит к повышенному эмульгированию печатной краски с увлажняющим раствором. В свою очередь эмульгирование краски приводит к образованию дефектов: снижение интенсивности цвета, возникновение полос и разводов на оттиске.

Цель работы — исследовать способность красок для офсетных печатных машин со спиртовым увлажнением к эмульгированию при изменении содержания ИПС в увлажняющем растворе.

Объекты и методы исследования. В эксперименте применяли краски LitoFlora FTX производителя FlintGroup и Cristal производителя Sun Chemical — офсетные краски растительного происхождения, предназначенные для печати по мелованным глянцевым, матовым, а также натуральным сортам бумаги и картона на многокрасочных машинах со спиртовыми и традиционными системами увлажнения.

Для получения увлажняющего раствора применялся концентрат Hydrofast 307 GS, который стабильно поддерживает кислотность увлажняющего раствора в пределах значений PH=4,8~5,3. В качестве спиртовой добавки использовался изопропило-вый спирт, имеющий следующие характеристики: степень химической чистоты продукта: 99,7 — 99,9 %, плотность при 25 0C — 0,7847 — 0,7852 г/см, сухой остаток — не более 0,0005 %, содержание ацетона — 0,03 %, испарение быстрое и полное.

Для определения степени эмульгирования печатных красок при взаимодействии с увлажняющим раствором применялся метод [6 — 7], в соответствии с которым процент захвата краски определяется путем вычитания начальной массы краски от эмульгированной красочной массы с течением определенного отрезка времени. По найденным значениям степени эмульгирования были построены соответствующие кинетические зависимости.

Концентрацию ИПС в увлажняющем растворе не повышали выше 15 %, поскольку дальнейшее ее повышение существенно не меняет поверхностное натяжение раствора.

В эксперименте применяли 4 серии увлажняющего раствора:

1. PH=5,1, электропроводность = 1081 |S, концентрация ИПС = 0 %;

2. PH=5,0, электропроводность = 980 |S, концентрация ИПС = 5 %;

3. PH=5,2, электропроводность 808 |S, концентрация ИПС = 10 %;

4. PH=4,87, электропроводность 1067 |S, концентрация ИПС = 15 %.

Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение. Кинетические кривые, представленные на рис. 1—2, построены по экспериментальным данным в виде зависимости степени эмульгирования, соответствующей равновесному содержанию увлажняющего раствора в печатной краске от времени взаимодействия. Как следует из зависимостей, представленных на рис. 1—2, вид кинетических кривых эмульгирования ПК LitoFlora FTX соответствует виду идеальной краске типа С по методике [6]. Величина эмульгирования снижается с увеличением концентрации спирта, что подтверждает результаты исследований [5]. Максимальное повышение процента захвата краской увлажняющего раствора составляет 5,3 %, максимальное увеличение СЭ — 6 %, при взаимодействии 10 минут (это разница между процентом захвата увлажняющего раствора краской при отсутствии спирта и процентом захвата увлажняющего раствора при концентрации в 15 %). Причем разница процента захвата увлажняющего раствора испытуемой краской между 0 и 5 %, 5 и 10 %, 10 и 15 %, не превышает 3 %.

Полученные данные показали, что печатная краска SunChemical Cristal имеет среднее повышение процента захвата краской увлажняющего раствора и составляет 35,2 %, максимальная разница СЭ — 64,35 % при взаимодействии 10 минут (это разница между процентом захвата увлажняющего раствора краской при отсутствии спирта и процентом захвата

Рис. 1. Кинетические кривые эмульгирования офсетной краски LitoFloraFTX при концентрации ИПС 10 % (1 — black, 2 — cyan, 3 — magenta, 4 — yellow)

Рис. 2. Зависимость А степени эмульгирования краски LitoFlora FTX (yellow) от концентрации ИПС в увлажняющем растворе: 1 — концентрация 0 %, 2 — концентрация 5 %, 3 — концентрация 10 %, 4 — концентрация 15 %

в

Рис. 3. Зависимость Л степени эмульгирования краски Cristal от концентрации ИПС в увлажняющем растворе: 1 — концентрация 0 %, 2 — концентрация 5 %, 3 — концентрация 10 %, 4 — концентрация 15 %

Рис. 5. Зависимость А степени эмульгирования краски LitoFloгa FTX от концентрации ИПС в увлажняющем растворе: 1 — концентрация 0 %, 2 — концентрация 5 %, 3 — концентрация 10 %, 4 — концентрация 15 %

Рис. 4. Зависимость Л степени эмульгирования краски Cristal (black) от концентрации ИПС в увлажняющем растворе: 1 — концентрация 0 %, 2 — концентрация 5 %, 3 — концентрация 10 %, 4 — концентрация 15 %

Рис. 6. Кинетические кривые эмульгирования офсетной краски Cristal при концентрации ИПС 10 % (1 — black, 2 — cyan, 3 — magenta, 4 — yellow)

увлажняющего раствора при концентрации в 15 %). Разница процента захвата увлажняющего раствора испытуемой краской между 0 и 5 % в среднем составляет 21,2 % (max = 45 % при 10 мин), между 5 и 10 % — 8,6 % (max=12,4 % при 10 мин), между 10 и 15 % — средняя разница СЭ составляет 5,4 % (max = 6,7 % при 10 мин) (рис. 3).

Анализ экспериментальных данных показал:

— при отсутствии спирта в увлажняющем растворе кинетическая кривая эмульгирования краски SunChemical Cristal принимает вид кривой типа B по методике [6], что соответствует «неидеальной» краске (рис. 4);

— при концентрации спирта в увлажняющем растворе в интервале от 0 до 5 % в процессе печатания краска SunChemical Cristal нестабильна (рис. 3);

— в интервале концентрации ИПС от 10 до 15 % наблюдаются наименьшие колебания степени эмульгирования краски SunChemical Cristal (рис. 3);

— степень эмульгирования печатной краски LitoFlora FTX при любой концентрации ИПС в пороге 15 % сохраняется стабильной (рис. 5).

Анализ характера кинетических кривых испытуемых красок (рис. 4, 6) показывает, что стабильность краски LitoFlora FTX по отношению к SunChemical Cristal выше.

Следовательно, краска LitoFlora FTX более стабильна в процессе печати при колебаниях концентрации спирта в увлажняющем растворе и в эмульсионной красочной массе. Краска SunChemical Cristal пригодна для печати, но требует повышенного контроля со стороны печатника.

При небольших объемах краскосъема в процессе печати существует риск повышенно-

го эмульгирования краски в красочном аппарате, а также увеличения листопрогона при выходе печатной машины на цвет.

Результаты исследования влияния содержания изопропилового спирта на эмульгирующую способность печатных красок для листовых офсетных машин позволяют сделать следующие выводы:

1. Печатная краска SunChemical Cristal в интервале от 0 до 5 % ИПС в УР уменьшает степень насыщения на 21,2%, в интервале от 5 до 10 % — уменьшает степень насыщения на 8,6 %, в интервале от 10 до 15 % снижение составляет 5,4 %.

2. Общее изменение предела насыщения в интервале концентрации от 0 до 15 % ИПС в УР составляет 35,2 %.

Такой характер изменения степени эмульгирования показывает, что краска SunChemical Cristal сохраняет умеренную стабильность при концентрациях ИПС на уровне 10—15 %.

3. Печатная краска LitoFlora FTX в интервале от 0 до 5 % ИПС в УР уменьшает степень насыщения на 2,4 %, в интервале от 5 до 10 % уменьшает степень насыщения на 1,14 %, в интервале от 10 % до 15 % снижение составляет 1,73 %.

4. Общее изменение предела насыщения в интервале концентрации от 0 до 15 % ИПС в увлажняющем растворе составляет 5,3 %.

Колебания процента содержания спирта в увлажняющем растворе в указанном интервале и в красочной эмульсии не будут оказывать дестабилизирующего влияния на печатно-техниче-ские свойства краски LitoFlora FTX производства FlintGroup.

5. Наименьшие колебания СЭ наблюдаются при концентрации ИПС — от 5 до 10 %.

Библиографический список

1. Бозоян, М. А. Влияние режимов подачи увлажняющего раствора на цветовые характеристики оттисков в листовой офсетной печати / М. А. Бозоян, Н. А. Нечипоренко // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2015. — № 3. — С. 14 — 22.

2. Бозоян, М. А. Влияние режимов подачи увлажняющего раствора на оптические и градационные характеристики оттиска в листовой офсетной печати / М. А. Бозоян, Н. А. Нечи-поренко // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2015. — № 3. — С. 3—13.

3. Емельянова, Т. Увлажнение в офсетной печати // Полиграфист и Издатель. - 2002. - № 10. - С. 10-14.

4. Марогулова, Н. Н. Расходные материалы для офсетной печати / Н. Н. Марогулова, С. И. Стефанов. - М. : Русский университет, 2002. - 240 с.

5. Boonkuernoor, N. A Study to determine the relationship between emulsification and tack of offset lithographic inks // Naruchart Boonkuernoon. - Rochester Institute of Technology : RIT Scolar Works. - 1994. - 147 p.

6. Surland, A. Factors Determining the Efficiency of Lithographic Inks, TAGA Proceedings. - 1983. - p. 191-233.

7. Серова, В. Н. Сравнительная эмульгирующая способность офсетных красок отечественного и зарубежного производства / В. Н. Серова, А. Р. Габдуллин // Вестник Казанского технологического университета. — 2011. — № 15. — С.102-106.

ВАРЕПО Лариса Григорьевна, доктор технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры «Метрология и приборостроение» Омского государственного технического университета. БРАЖНИКОВ Андрей Юрьевич, начальник печатного центра ООО «Омскбланкиздат». Адрес для переписки a_brazhnikov@bk.ru

Статья поступила в редакцию 14.01.2016 г. © Л. Г. Варепо, А. Ю. Бражников

УДК 655 34466764 Л. Г. ВАРЕПО

А. Ю. БРАЖНИКОВ

Омский государственный технический университет ООО «Омскбланкиздат»

ОЦЕНКА ОТКЛОНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ УВЛАЖНЯЮЩЕГО РАСТВОРА В СИСТЕМЕ УВЛАЖНЕНИЯ ОФСЕТНОЙ ПЕЧАТНОЙ МАШИНЫ

В статье приводятся научные результаты экспериментальных исследований температурных режимов увлажняющего раствора и печатной эмульсии в красочном аппарате.

Ключевые слова: температурный режим увлажнения, плоская офсетная печать, спиртовое увлажнение.

Постановка задачи. В процессе офсетной печати на стабильность красочного слоя, на его оптическую плотность, на величину тонового приращения наибольшее влияние оказывают реологические свойства краски, интенсивность цвета, процент захвата краски, скорость взаимодействия увлажняющего раствора (УР) с печатной краской [1—2]. Из анализа научных работ отечественных и зарубежных авторов следует, что вопросы изучения подачи увлажняющего раствора, выбора его состава остаются актуальными и сегодня, что обусловлено внедрением современных технологий в производство [3 — 4]. Ряд вопросов в связи с этим остается малоизученным либо требует дополнительного уточнения.

В офсетных печатных машинах без терморегулирования красочного аппарата краска подвергается разного рода температурным воздействиям. В результате чего температура красочного слоя, наносящегося красочными валиками на печатные эле-

менты офсетной пластины, может существенно колебаться. Причем температурный фактор особенно важен для печатных машин со спиртовым увлажнением, поскольку оказывает влияние на интенсивность испарения спирта из увлажняющего раствора [5]. Как правило, процент содержания спирта в УР и температуру УР принимают как величины постоянные. Увлажняющий раствор в современных печатных машинах, готовится в специальных автоматических подготовительных устройствах, которые имеют встроенные холодильные установки, предназначенные для охлаждения раствора. В специальных автоматических подготовительных устройствах осуществляется: дозирование концентратов для обеспечения необходимой кислотности раствора; дозирование ИПС; охлаждение и поддержание температуры УР; очистка УР. Однако в процессе транспортировки УР по проводящей системе до увлажняющих валиков подвергается нагреву. В процессе формирования печатной эмульсии