Радикальная флексография<i><A HREF="#vr"><SUP>*</SUP></A></i>

Растёт рынок термоусадочных этикеток, красиво, по всей поверх-ности, облегающих бутылки и ёмкости любой конфигурации, формирующих защитные пломбы, предохраняющих от вскрытия. Успехи флексографии налицо: в этом сегменте она неуклонно теснит глубокую печать сольвентными красками.

В сфере печати рукавных термоусадочных этикеток всегда доминировала глубокая печать сольвентными красками. Но она существенно дороже флексографской, учитывая гравирование валов, цену печатных машин и установок для утилизации растворителя. В этом залог успешного продвижения флексографии на рынок термоусадки.

Катионные УФ-краски во флексографии используются давно, хотя имеют недостатки, главный — большое время отверждения, приводящее к тому, что запечатываемый материал готов к свариванию в рукав через определённое время. Это ограничивает скорость печатной машины и порой приводит к невысокому качеству печати, не позволяя воспринимать катионную технологию как реальную альтернативу глубокой печати. Иногда возникают и экологические проблемы.

На рынок активно продвигаются флексографские УФ-краски свободно-радикальной полимеризации с высоким уровнем непрозрачности белил. Они экономичны, соответ-ствуют экологическим требованиям, имеют отличную усадку, позволяют печатать на высокой скорости.

Катионные краски

Преимущества. Продолжительность реакции полимеризации медленнее, чем у свободно-радикальных, и в процессе сшивания полимера у красочной плёнки больше времени на распределение по материалу, что ослабляет нагрузку на него.

Недостатки. Подавление катионной реакции атмосферной влажностью, поэтому качество печати варьируется в зависимости от климатических условий.

Проблемой может стать и подбор составляющих для катионного состава (они дороже сырья для красок свободно-радикальной полимеризации). Не допускается применение щелочных компонентов, поскольку они замедляют и даже нейтрализуют полимеризацию. Кислотные, напротив, стимулируют реакцию, повышая вязкость и превращая краску в гелеобразный состав. Не обходится и без ограничений в выборе пигментов (они должны быть pH-нейтральными) и диспергаторов. Наличие в последних аминов замедлит отверждение, снизит пигментацию краски и ухудшит качество растровой печати.

Радикальные краски

Преимущества. Свободно-радикальная полимеризация идёт очень быстро, скорость отверждения не уменьшается при снижении температуры, как в случае с катионными. Это означает, что мощность ламп (следовательно, и тепловая нагрузка на материал) может быть меньше.

Выбор компонентов не зависит от их щёлочности или кислотности, что сделало возможным разработку красок с максимальной пигментацией и отличной реологией для высоколиниатурных анилоксовых валов.

Недостатки. Краски на основе свободных радикалов быстро вступают в реакцию, мгновенно связывая все компоненты при отверждении. Высокая нагрузка на усадочные плёнки, особенно при низкой отдаче тепла от УФ-ламп, может стать причиной складок и заломов на материале.

Новые разработки

Сегодня созданы серии красок свободно-радикальной полимеризации с эластичной красочной плёнкой для печати по материалам с высокой степенью усадки. Технология зарекомендовала себя как удачная альтернатива катионным краскам при печати по усадочным плёнкам, проблемным пластикам и термоформовочным изделиям, где ранее единственными вариантами были катионные и сольвентные краски.

Новые краски свободно-радикальной полимеризации обеспечивают возросшие скорость отверждения (рис. 1) и уровень адгезии, позволяющие печатать на машине с небольшим натиском при минимальной мощности ламп, избегая нагрева материала и обеспечивая сопоставимое с глубокой печатью качество.

Мгновенное сцепление и низкая усадка акрилата создают в красочной плёнке небольшое напряжение, однако не приводящее к морщинам (похожие явления имеют место при производстве усадочных материалов). Другое отличие — отсутствие «памяти» у краски. Небольшие поверхностные напряжения в радикальных красках стимулируют усадку, делая её быстрее, стабильнее и равномернее.

Усадка одной из таких красок, разработанной Intercolor, достигает 75% усадки PETG-плёнок, характеризующихся максимальным её значением. Краска подходит для всех материалов, использующихся в производстве усадочных рукавных этикеток (OPS, K-Resin, PVC, PETG, Polyolefin и т. д.), допуская любую обработку коронным разрядом в линию для снятия с поверхности плёнки лишних пласти-фикаторов.

Главное — не перегреться

Технология глубокой печати Краска сохнет за счёт конвекции. В красочном слое отсутствуют напряжения и эффект памяти. При нагревании красочная плёнка расширяется, а материал сжимается. Верх одерживает материал, но скорость и процент усадки несколько снижаются. Новая технология свободно-радикальной полимеризации Из-за быстрой сшивки акрилатов при УФ-отверждении в красочной плёнке формируются небольшие напряжения. При нагревании они стимулируют быструю усадку, способствуют быстрому и равномерному распределению тепла.

Печатая радикальными УФ-красками на усадочных плёнках, дабы избежать нежелательной усадки, не следует забывать об отводе от материала тепла ИК-излучения от УФ-ламп. Это же относится к печати на тонких безосновных плёнках, для которых не менее важна температура в печатной машине. Для этого используют дихроичные отражатели, «холодные зеркала», ИК-фильтры (шторки с дихроичным покрытием). Для печати на термоусадочных рукавных этикетках и тонких плёнках разработаны специальные лампы пониженной мощности, но излучающие больше энергии для отверждения, что уменьшает выделяемое тепло и позволяет наращивать скорость печати. Чрезвычайно важный технологический компонент — охлаждающие валы на печатной машине. Адекватный отвод тепла позволяет достичь хорошей адгезии и нужного качества печати, не пересушивая краски. Не все пигменты одинаково поглощают УФ-излучение. Для светлых оттенков нужна меньшая мощность. Некоторые пигменты (сажа) активнее поглощают тепловое излучение от ламп: при работе без охлаждающих валов надо ограничить плотность красочного слоя.

Экономика

Экономические выгоды от перехода с глубокой печати на флексографскую УФ-печать следующие:

• меньшие инвестиции в печатное оборудование;
• меньшие затраты на печатные формы;
• отсутствие очистных установок;
• соответствие экологическим нормам;
• дешёвые УФ-лампы в сравнении со стандартными сушками для усадочных этикеток;
• быстрая смена заказов.

Флексографские УФ-краски дороже сольвентных составов для глубокой печати, но пигментация выше, красочная плёнка тоньше. Фактические затраты на краску меньше, чем можно предположить из стоимости килограмма.

Указанные статьи снижения затрат повысят прибыли на заказах, пока выполняемых глубокой печатью, и в перспективе изменят распределение сил на рынке.

Выводы

Усадочные рукавные этикетки — сложный, но прибыльный сегмент УФ-печати. Новые краски и лаки меняют подходы к технологии. Разработанные для термоусадочных рукавных этикеток и тонких плёнок краски свободно-радикальной полимеризации имеют отличные усадочные характеристики, соответствуют требованиям к экологии и качеству печати, экономичны, работают на высоких скоростях. Их удешевление и повышение качества — прекрасный стимул развития перспективной отрасли.

У красок для печати по термоусадочным плёнкам отличное будущее. Всё больше производителей пищевых продуктов отдают предпочтение термоусадочной этикетке, т. к. она позволяет полностью запечатать упаковку любой криволинейной формы, что ранее было невозможно. На российском рынке УФ-краски радикального механизма закрепления для термоусадочных плёнок ещё не получили широкого распространения, но их доля в узкорулонной печати быстро растёт.

В ассортименте ГК «Дубль В» — краски УФ-отверждения для различных приложений (в т. ч. термоусадки) от Zeller+Gmelin, специалисты которой достигли заметных успехов в разработке красок для печати по термоусадочным плёнкам. Сейчас компания производит два типа таких красок: флексографские UVASLEEVE YS и офсетные UVASLEEVE US, отличающиеся высокой эластичностью красочной плёнки, допускающей усадку до 75% от первоначальных размеров.

Елена Ларкина (larkina@doublev.ru), руководитель отдела полиграфических красок ГК «Дубль В»

Постоянное совершенствование свободно-радикальных красок привело к их безоговорочному доминированию над катионными на рынке печати термоусадочной этикетки. Согласен с автором, использование радикальной серии вместо катионной снимает много проблем. Поэтому в запасе практически любого поставщика — радикальная серия, оптимизированная под печать термоусадки. Действительно, радикальные цветные краски по эластичности красочного слоя полностью подходят для этого, да и по цветовому охвату превосходят катионные. Но если взглянуть на характеристики кроющих белил, станет ясно, что катионные рано сбрасывать со счетов. Из-за специфики печати на термоусадочных материалах белила накладываются последними, и требования к ним иные, чем к обычным белилам. Разумеется, радикальные версии специальных белил для термоусадочной этикетки тоже есть. Обычно это краски с повышенной кроющей способностью, бывают версии с добавлением силикона. Но в сложных случаях (форма тары, высокий процент усадки) типографии иногда используют радикальные цветные с катионными кроющими белилами.

Что касается конкуренции между способами печати, то, по моему мнению, не стоит недооценивать офсет. В последнее время комбинированные машины, в которых наряду с несколькими офсетными стоят секции флексографской или глубокой печати, постепенно превращаются из экзотики в реальный инструмент для печати термоусадки в нашей стране. Они удачно используют сильные стороны каждого способа, практически закрывая их минусы.

Андрей Комаров (akomarov@realine.ru), технолог направления «Флексография и специальные виды» печати компании «Реалайн»

Печать термоусадочной упаковки на узкорулонных машинах развивается стремительно, это одно из самых «модных» направлений. Но я бы не стала говорить, что она потеснит глубокую печать или хотя бы составит ей конкуренцию. Для узкорулонного рынка печать по термоусадке, возможно, и составит несколько процентов от общего объёма, но глубокая печать вряд ли заметит потерю хоть какого-нибудь объёма. На узкорулонных машинах печатается специфический ассортимент термоусадочной упаковки: пробные дизайны, промоушн-акции, небольшие тиражи для локальных производителей и т. п. Массовая термоусадочная продукция печатается в типографиях глубокой печати, где качество выше, стоимость больших или повторяющихся тиражей значительно ниже, скорость больше, требований к запечатываемым материалам меньше.

Если сравнивать способы печати в узкорулонном сегменте, то последние разработки флексографских УФ-красок с радикальным механизмом отверждения могут вывести этот раздел флексографии в лидеры, заметно потеснив печатающий УФ-красками офсет, флексографию на водных и спиртовых красках, а также флексографскую печать катионными красками.

В сравнении с офсетом имеем чуть меньшее качество, зато выигрыш в распространённости и доступности технологии, скорости печати, укрывистости белой краски, а главное, в возможном проценте усадки. Стандартные рекомендации для УФ-офсета — печать на термоусадочных материалах с процентом усадки до 25-30%. Работающая с водными и спиртовыми красками флексография проигрывает в качестве, насыщенности цвета, стабильности. Но её преимущество — максимальный процент усадки, меньшая требовательность к запечатываемым материалам.

Катионные флексографские УФ-краски неудобны своей капризностью по отношению к климатическим условиям, есть вопросы по безопасности их применения. Но адгезионная способность и характеристики стойкости, бесспорно, выше.

Применение в флексографии свободно-радикальных УФ-красок ранее сдерживалось относительно низким процентом усадки красочной плёнки (до 50%) и плохой адгезией к ПВХ и ПЭТ. Несколько лет назад появились образцы с более высоким процентом усадки (до 70-75%), лучшей адгезией и пониженным запахом. В нашем ассортименте это краска Flexocure Gemini.

А год назад произошёл настоящий прорыв: создана специальная краска для термоусадки Flexocure XS с возможностью воспроизводства макетов с предполагаемой усадкой до 100%! Расширился и ассортимент пригодных для работы плёнок. При проведении бета-тестирования пилотные образцы были присланы в Россию, испытания мы проводили в компании «Тафлекс» (Казань), установившей специальное оборудование для производства термоусадочной упаковки.

Евгения Баум (Eugenia.baum@xsys-printsolutions.com), менеджер по продажам XSYS Print Solutions Flint Group

^* По материалам статьи Shrink sleeve flexo printing with free radical UV inks из журнала FlexoTech, февраль/март 2005 г. © FlexoTech, Published by Whitmar Publications Ltd.