Краски для гибкой упаковки *

Развивающийся сегмент печатной индустрии потребляет огромные объёмы краски (в год некоторые типографии закупают её больше чем на миллион евро). Неудивительно, что производители проявляют к нему интерес, хотя конкуренция здесь крайне высока — цены на сольвентные составы не меняются многие годы. Впрочем, узкоспециализированные направления (например, выпуск термоусадочной рукавной этикетки) прибыльнее, а постоянная консолидация крупных игроков рынка даёт шанс небольшим поставщикам красок.

Для производителя красок гибкая упаковка — самый сложный флексографский рынок, ибо значительная её часть ориентирована на пищевую продукцию, к которой предъявляются повышенные требования. Краски должны быть совместимы с широким ассортиментом материалов, соответствовать скорости печати и качеству. Добавьте сюда высокую конкуренцию и законодательные предписания по поводу экологичности составов.

Дополнительный фактор — вариативность требований к готовой продукции, включая адгезию (тест скотчем), стойкость к царапинам и истиранию, коэффициент трения, стойкость к температурным воздействиям и химикатам, низкий уровень содержания растворителей и прочее. Широкий диапазон материалов, разноплановые требования к конечным свойствам и послепечатной обработке вылились в сложный и обширный ассортиментный ряд решений со своими плюсами и минусами.

В отличие от бумаги плёнка краску не впитывает, поэтому поверхность обрабатывается для улучшения смачиваемости и адгезии — чаще коронным разрядом, иногда плазмой и химикатами. Для первого критичен уровень обработки: для водных и свободно-радикальных УФ-красок он, как правило, выше, чем для сольвентных и катионных УФ-составов. Если он недостаточен, краска не закрепляется на материале, избыточен — нарушается поверхность материала, область контакта становится гидрофильной. Результат — проникновение воды и нарушение сцепления материала с краской при использовании готовой продукции в условиях повышенной влажности (садовый и агропромышленный сектор). Одна из новейших технологий обработки поверхности — химическая, разработанная Ciba. Эффект постоянен и особенно хорошо сказывается на адгезии свободно-радикальных красок.

Для печати по гибкой упаковке применяют сольвентные и водные краски, составы электронного и УФ-отверждения. В Sun Chemical считают доминирующей сольвентную технологию, полагая, что водные решения сдают позиции, а УФ-составы только занимают их нишу. По мере совершенствования и распространения УФ- и электронных решений спрос на них будет расти, в т. ч. в сегменте гибкой упаковки.

Сольвентные краски

Традиционно доминируют в печати гибкой упаковки, несмотря на ужесточающиеся требования по ограничению выбросов летучих органических соединений (VOC). Современные сольвентные краски обеспечивают очень высокое качество печати на скорости до 600 м/мин — по этому показателю альтернативным решениям с ними не сравниться. Формируя эластичную красочную плёнку, они «вгрызаются» в поверхность материала, демонстрируя хорошую адгезию. Широкий ассортимент сырья позволяет создавать краски с любыми свойствами, потребителю предлагается множество решений с учётом запечатываемых материалов, требований к качеству изображения, физических характеристик и свойств готовой продукции. Основные подвиды сольвентных красок по типу смол — нитроцеллюлозные, на основе поливинилбутираля и этилпропианата (есть и другие, но их применение крайне ограничено). Производители красок на базе модифицированной нитроцеллюлозы не только доминируют на рынке, но и наращивают объёмы за счёт удачного сочетания печатных и отделочных характеристик.

Водные краски

Зачастую содержат растворители для улучшения сушки и адгезии к невпитывающим плёночным материалам и не стали фаворитами в сегменте печати по плёнкам, как предполагалось на заре формирования экологического законодательства. В некоторых регионах используются шире (в США больше, чем в Европе). С точки зрения производителей гибкой упаковки, имеют преимущества по сравнению с сольвентными, в т. ч. из-за отсутствия проблем с выбросами, избавляя руководство типографий от дополнительных выплат работникам «за вредность». Поскольку вода испаряется медленнее растворителя, краски стабильнее ведут себя в машине, не создают заметных трудностей с регулировкой вязкости. Но при их отверждении требуется больше энергии, да и по скорости печати им далеко до сольвентных. Основная проблема для типографий — жёсткие режимы их отверждения, заставляющие настраивать печатную машину на высоких скоростях, дабы сократить количество засыхающей на формах краски. А это приводит к увеличению отходов запечатываемого материала. Кроме того, водные краски не растворяются в воде (иначе неизбежны проблемы с готовой продукцией), требуя порядка на производстве, — после высыхания краску очень сложно удалить из машины. Чем выше требования к продукции, тем больше внимания поддержанию чистоты, а дополнительные простои неуместны при специализации на коротких тиражах. Совокупность перечисленных факторов препятствует распространению технологии.

УФ-отверждение

Для печати по гибким упаковочным материалам используют катионные и свободно-радикальные составы. Первые дороже, но обладают повышенной адгезией к плёночным и металлизированным материалам, фольге, лучше характеристики готовой продукции. Оптимальны для решения ряда сложных задач, они сформировали востребованное специализированное направление, медленно, но уверенно развивающееся уже многие годы. Разновидностей катионных красок множество, в т. ч. без бензола для пищевой упаковки.

Последнее поколение красок свободно-радикальной полимеризации — это улучшенная цветовая насыщенность, меньшая степень усадки и повышенная адгезия по сравнению с предшественниками, в т. ч. для печати термоусадочных рукавных этикеток. УФ-краски — это хорошо известные преимущества при печати по плёнкам, во многом обусловленные 100% отверждением состава, проходящего под УФ-лампой.

Отсутствие растворителей и других летучих компонентов снимает экологические вопросы. Отлично зарекомендовав себя в производстве этикеток и картонной тары, УФ-краски до сих пор не слишком активно применялись для печати по гибким материалам в основном из-за требований к пищевой упаковке, на которую приходится основная часть заказов в сегменте. Поскольку сейчас проблемы либо устранены, либо находятся в процессе решения, доля УФ-красок на рынке гибкой упаковки со временем должна вырасти.

Электронное отверждение

Эти краски пока не получили широкого распространения, хотя недавно Sun Chemical представила технологию отверждения электронным излучением WetFlex на базе красок UniQure для высокоскоростной печати на машинах с центральным печатным цилиндром, в первую очередь рассчитанную на гибкие материалы. В её основе принцип «сырая по сырой», аналогичный используемому при печати офсетными красками. Межсекционные сушки становятся не нужны — достаточно одного устройства электронного отверждения в конце машины, что ощутимо снижает инвестиции в технологию.

При электронной обработке фотоинициаторы в краске отсутствуют, а поскольку процесс проходит в среде азота, её отверждению ничто не препятствует. Дополнительные преимущества — отсутствие генерируемого тепла и отверждение более плотной красочной плёнки на повышенных скоростях по сравнению с УФ-составами. Система подходит для многих машин с центральным печатным цилиндром, хотя может потребоваться модернизация передающих краску узлов и камер-ракельных систем. Хорошие результаты электронные краски показали с полиэтиленом, полипропиленом и полиэфиром, хотя подходят не для всех плёнок.

Новинки и тенденции

Разработчики красок руководствуются законодательными требованиями, необходимостью упрощения процесса и перехода от смесевых цветов к фиксированной цветовой палитре триадной печати. Потребители ждут от красок соответствия расширенному спектру требований и совместимости с различными типами и структурой плёнок. Ответом разработчиков стала «многофункциональная» краска, которая при описанных выше характеристиках обеспечивает приемлемое для современного рынка качество печати. Краски модернизируются и с учётом актуальных для производителей гибкой упаковки законодательных требований: известные и проверенные продукты выводятся из ассортимента, на их место приходят новые, иногда более сложные решения, соответствующие постоянно растущим потребностям индустрии.

* Журнал FlexoTech, октябрь/ноябрь 2006 г. © FlexoTech, Published by Whitmar Publications Ltd.

НАШИ

Хотелось бы дополнить автора в части рассмотрения основных видов сольвентных (органоразбавляемых) красок. Помимо вышеперечисленных, активно используются российскими типографиями краски на основе полиамидных смол (2‑компонентные для маркировки колбасных оболочек), поливинилхлоридных смол (на машинах глубокой печати), полиуретановых связующих (флексографская и глубокая печать по гибким материалам). Все они — синтетические полимеры на основе минеральных масел.
Хоперский Степан (stepan@sieflex.ru), технический специалист «Си Эф Компонент» (Sieflex).

С точки зрения Sun Chemical, сольвентные краски технологичнее и будут доминировать на предприятиях с диверсифицированным набором запечатываемых материалов. Но не исключено и даже оправдано применение водных красок для специальных задач, например, при печати по полиэтилену. Главное же преимущество технологии WetFlex — отсутствие в краске мономеров, что исключает миграцию в пищевую плёночную упаковку нежелательных компонентов. Сейчас она тестируется на предприятиях наших заказчиков, подробная информация будет обнародована в ближайшее время.
Сергей Бочкарёв (sergey.bochkarev@sunchem.ru), технический менеджер по жидким краскам Sun Chemical