КРАСКИ И ПОКРЫТИЯ, ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ОБЛУЧЕНИЕМ

Системы, отверждаемые облучением

Энергия четырех видов излучения — микроволнового, инфракрасного (ИК), ультрафиолетового (УФ) и электронных лучей (ЭЛ) используется для ускорения сушки или отверждения красок и покрытий. Из них наименьшую энергию имеет микроволновое излучение, а наибольшую энергию ЭЛ. Длины волн микроволнового ИК-и УФ-излучений представлены на рисунке и втаблице.

Преимущества и недостатки ЭЛ-и УФ-отверждения

УФ- и ЭЛ-отверждение имеет много преимуществ:
• малое испарение летучих компонентов,
• устойчивый слабый запах,
• большая скорость процесса,
• высокий глянец красок и лаков,

Микроволновые системы

Из четырех видов радиации, используемых в печати, микроволновое излучение имеет наименьшую энергию. Микроволновое излучение возбуждает колебательные уровни энергии в полярных молекулах, таких как вода или спирт, порождая эффект диэлектрического нагревания, подобного тому, который имеет место в обычной микроволновой печи. Микроволновой нагрев способен испарять растворитель из красок, содержащих воду или спирт (т.е. красок для глубокой, струйной и флексопечати), но существующее оборудование не дает достаточной энергии для сушки водных красок при рулонных скоростях.

УФ-отверждаемые краски и их ингредиенты

УФ-системы
Энергия УФ-излучения достаточна для возбуждения электронных уровней в молекулах органических веществ, в результате которого образуются свободные радикалы. Последние реагируют с мономерами, вызывая реакцию полимеризации.

Радикальная полимеризация

Полимеризация протекает в три стадии: инициирование, рост цепи и обрыв цепи. В стадии инициирования образуются первичные активные частицы радикалы или катион. В стадии роста цепи радикалы реагируют с молекулами, образуя новые радикалы. Эта стадия повторяется очень много раз. В стадии обрыва цепи свободные радикалы исчезают, превращаясь в обычные молекулы. Суммарный процесс, включающий эти стадии, протекает очень быстро с образованием высокомолекулярного полимера.

Катионная полимеризация

Многие пигменты поглощают УФ-излучение, поэтому УФ-отверждение по свободнорадикальному механизму возможно только в очень тонких красочных пленках или прозрачных покрытиях. Катионные инициаторы под действием УФ-облучения образуют реакционные катионы кислотного характера, которые реагируют с алициклическими эпокси-соединениями и виниловыми эфирами с образованием трехмерной полимерной структуры. Акриловые и метакриловые системы для катионной полимеризации не подходят.

УФ-отверждаемые краски для офсетной печати

Типичный состав УФ-отверждаемой офсетной краски представлен в табл.

Состав УФ-краски для офсетной печати

УФ-отверждаемые краски для глубокой и флексопечати

Жесткие требования к контролю вентвыбросов при работе с обычными красками для глубокой и флексопечати делают привлекательными УФ-отверждаемые краски. УФ-краски обеспечивают стабильность цвета и вязкости в ходе печати тиража, поскольку в них нет воды или летучих растворителей, которые могли бы испаряться, изменяя характеристики печати. Поэтому не требуется корректировка состава краски, и даже при остановке машины краска не высыхает на анилоксовом валике или формном цилиндре.

УФ-отверждаемые трафаретные краски

Толщина красочной пленки в трафаретной печати составляет, в большинстве случаев, 20-60 мкм, что гораздо больше, чем в других способах печати. Однако два обстоятельства способствуют успешному УФ-отверждению: содержание пигмента мало в трафаретных красках и довольно низка скорость печати (примерно 130-150 м/мин).
В табл. представлен типичный состав трафаретной УФ-краски для печати на пластмассовом контейнере. 

Типичный состав трафаретной УФ-краски

УФ-лаки и их ингредиенты

Покровные лаки увеличивают глянец и обеспечивают защиту множества запечатываемых материалов. Особое значение имеет тщательный контроль вязкости, т.к. при слишком низкой вязкости лака он сильно впитывается в бумагу и картон и «размачивает» их, а при слишком большой вязкости уменьшается глянец.
Состав лака нужно выбирать с учетом конечных свойств продукта. Добавление к нему талька уменьшило бы пыление, но и снизило бы глянец.