Оптимизация листовой УФ-печати

DIN 16524/16525. Тесты для оттисков и печатных красок на стойкость к воде, растворителям, мылу, чистящим средствам, пищевым продуктам, свету.

EPDM. Этиленпропиленовый каучук из неполярных связанных между собой элементов; совместим с полярными добавками, например, в компонентах УФ-красок.

NBR. Нитрилбутадиеновый каучук с полярными связями, использующийся в производстве красочных и увлажняющих валиков для традиционных красок с минеральными маслами и неполярными компонентами.

Абсорбция, закрепление (Absorption). Поглощение материалом жидкой составляющей краски или лака.

Акрилат (Acrylate). Химически активное сырьё для получения синтетических термопластичных акриловых смол путём фотополимеризации. Исходный компонент в производстве УФ-красок для листовой печати.

Водный лак (Aqueous coating), см. Дисперсионный лак.

Гибридная УФ-технология (Hybrid UV), см. Нетрадиционная УФ-технология.

Гибридные эффекты (Hybrid effects). Контраст матово-глянцевой или текстурной отделки, достигающийся комбинированием различных лаков (дисперсионных, масляных, УФ-отверждения).

Дисперсионный лак, водный лак (Dispersion coating). Состав для лакирования, основные компоненты — вода, полимеры и вспомогательные добавки; высыхает испарением, ускоряемым тёплым воздухом.

Кислородная ингибиция (Oxygen inhibition). При высоком содержании в окружающей среде кислород проникает в лак и через него в красочный слой, деформируя поверхность. Дополнительный эффект — замедление химической реакции в целом.

Комбинированная сушка (Combination dryer). Объединяет три метода сушки: ИК-излучением, горячим воздухом, УФ-отверждением.

Комбинированное, переключаемое оборудование (Alternating, or combination UV). Печатная машина, укомплектованная для попеременной печати УФ- и традиционными красками.

Комбинированные расходные материалы (Combination, combi). Специальные валики и офсетные полотна для печати УФ- и традиционными красками и лаками на одной печатной машине (комбинированной).

Краски и лаки УФ-отверждения (UV inks & coating). Отверждаемые энергией составы, состоящие из связующих, химически активных разбавителей и фотоинициаторов; отверждаются (закрепляются) воздействием УФ-излучения.

Лакирование (Coating, varnishing). Нанесение дополнительного кроющего слоя на материал или оттиск в печатной секции или лакировальном модуле. Слой лака может выполнять дополнительные функции, например, защитную или декоративную.

Лак со специальными пигментами (Effect pigment coating). Дисперсионный или УФ-лак с содержанием функциональных пигментов, дающих металлизированный или прочие эффекты.

Липкость (Tack). Сцепляемость печатной краски.

Миграция (Migration). Раньше термин описывал перемещение веществ в продуктах производства при высыхании. Теперь миграция — перенос веществ с упаковки на её наполнение.

Мономер (Monomer). Молекула, которая под воздействием источника светового излучения объединяется с такими же или подобными, формируя группы.

Нетрадиционная УФ-технология, гибридная (Non-classic UV). Подразумевает печать УФ-отверждаемыми красками на традиционной листовой офсетной машине, укомплектованной на выходе лампами УФ-отверждения. Результат отличается от печати «традиционными» УФ-красками.

Низкая миграция (Low migration). Продукты с низким риском миграции, показавшие хорошие результаты при тестировании.

Низкий уровень запаха (Low odour). Продукты, для которых низок риск возникновения проблем с запахом.

Низкий уровень привкуса (Low taint). Продукты, для которых низок риск потери исходного вкуса или появления привкуса.

Отверждение, сушка (Curing, drying). Закрепление красок и лаков УФ-излучением.

Отсыхание (Dryback, drawback), см. Утрата глянца.

Полярные связи (Polar bonding). Полярность — электромагнитные силы, действующие между молекулами и определяющие их поведение при формировании связей (подобно тому, как два магнитных полюса соприкоснутся, если один заряжен положительно, а второй — отрицательно). В формируемых полярными связями группах атомы превращаются в позитивно или негативно заряженные ионы, притягиваясь друг к другу. Неполярные связи — противоположность полярным связям ионов: одинаковые элементы объединяются в цепи с одинаковой полярностью.

Почернение краёв (Edge blackening). Торцы УФ-ламп чернеют в процессе эксплуатации.

Праймер (Primer). Особый дисперсионный лак, наносимый на запечатанный традиционными красками лист перед покрытием УФ-лаком.

Радикалы (Radicals). Химически активные атомы и молекулы с высоким уровнем энергии.

Специализированное УФ-оборудование (Dedicated UV). Печатная машина, работающая исключительно с УФ-технологиями, в отличие от переключаемого (комбинированного) оборудования.

Сшивание, образование межмолекулярных связей (Cross-linking). Процесс, при котором небольшие химически активные структуры мономеров или олигомеров в жидкости вступают в необратимую реакцию, образуя твёрдую матричную структуру.

Сушка окислением (Oxidation drying). Цепная реакция традиционных красок на воздействие кислорода, обычно занимающая от нескольких часов до одного дня (иногда больше).

Традиционная УФ-технология (Classic UV). Хорошо изученная, сформировавшаяся технология УФ-печати, развивающаяся с 70-х гг.

Утрата глянца (Gloss withdrawal). Химический эффект окисления при сушке традиционных красок и праймеров продолжается под УФ-отверждённым слоем лака, приводя к потере адгезии, тусклому изображению, разнице в глянце областей с печатью и без.

Фотоинициатор (Photoinitiator). Для ускорения реакции в композицию вводят небольшие количества веществ-фотоинициаторов, генерирующих под действием света свободные радикалы и/или ионы, инициирующие цепную реакцию полимеризации.

Фотополимер (Photopolymer). Полимер, изменяющий свойства под воздействием УФ-излучения.

Эффект апельсиновой корки (Orange peel effect). Наблюдается при слишком быстрой сушке ИК-излучением дисперсионного лака — до того, как нижележащей слой праймера окончательно закрепится.

Часто задаваемые вопросы

Характерно ли для УФ-красок повышенное растискивание по сравнению с традиционными?

Да, но это компенсируется на стадии допечатной подготовки корректировкой калибровочных кривых CTP-системы.

Можно ли с УФ-технологиями добиться соответствия стандарту ISO12647-2 для триадной печати?

Да, но это нужно оговаривать при заказе триадных УФ-красок.

Есть ли проблемы со стапелированием отпечатанной УФ-способом продукции?

Нет, при условии, что листы поступают на приёмку отверждёнными, — тогда отмарывания быть не должно. Особое внимание нужно уделять состоянию и чистоте УФ-ламп.

Перерабатывается ли запечатанная УФ-способом продукция?

Запечатанные УФ-способом материалы утилизируются, как и любая другая печатная продукция (в отношении тяжёлых металлов и биоразложения). Современные предприятия, перерабатывающие макулатуру по технологии флотации, справятся с любой плотностью красочного покрытия.

Можно ли использовать УФ-технологии при выпуске упаковки для игрушек?

Да, при условии, что «упаковка для игрушек» была оговорена при заказе УФ-красок и производитель выбрал соответствующие пигменты (аналогичная процедура и для традиционных красок).

Подходят ли УФ-решения для пищевой упаковки?

Для этого предлагаются специальные краски и лаки, показывающие стабильные результаты в тестах на перенос красящих веществ и запах. Соответствие им подразумевает корректное отверждение, тщательный контроль и правильные методики работы. Европейская индустрия печатных красок не допускает прямого контакта продуктов питания и запечатанной поверхности, чтобы предотвратить даже минимальный риск переноса или миграции.

Каков уровень запаха и переноса красящих веществ для УФ-красок по сравнению с другими продуктами?

Уникальное преимущество УФ-технологий — быстрая стабилизация уровня запаха и отмарывания, что подтверждают стандартные тесты по одобренным производителями пищевых продуктов методикам. При надлежащем контроле запечатанные УФ-способом материалы практически сразу же пускаются на изготовление упаковки, что крайне выгодно. Для полностью отверждённой УФ-продукции риск запаха и отмарывания крайне низок.

Есть ли проблемы с выделением озона?

В системах УФ-отверждения предусмотрена вытяжка — вырабатываемый в незначительных количествах озон сразу отводится от печатной машины. Важный момент — правильное техобслуживание оборудования. Озон легко обнаружить, и его уровень рекомендуется отслеживать ежедневно.

Есть ли другие выбросы при УФ-печати?

Единственный побочный газ — вырабатываемый лампами озон, а каждый модуль УФ-отверждения в норме комплектуется вытяжкой. По сравнению с традиционной печатью УФ-технологии вырабатывают меньше летучих органических соединений, поэтому могут применяться в зонах ужесточённого контроля.

Есть ли проблема красочного тумана на скоростных машинах?

На уровень красочного тумана влияет множество факторов. Его нужно избегать, по крайней мере, сводить к минимуму из-за негативного влияния на здоровье и чистоту. На высокоскоростных машинах должны быть системы вытяжки. Бороться с туманом помогут правильно выставленные параметры натиска для красочных валиков, формных и офсетных цилиндров, контроль температуры в печатной машине, эффективная вытяжка и общая вентиляция.

Чем работа с УФ-продуктами отличается от обычных красок?

Правила обращения с отверждаемыми энергией составами те же, что для масляных и водных красок,  аналогично — высокие стандарты чистоты и методики работы. В помещении должен соблюдаться порядок, нежелательных контактов с УФ-продуктами следует избегать. Обязательно ознакомьтесь с рекомендованными поставщиком правилами техники безопасности и охраны труда и неуклонно их соблюдайте. В случае их игнорирования постоянный или длительный контакт с неотверждёнными УФ-составами может привести к раздражению глаз.

Используются ли в УФ-красках и лаках токсичные материалы?

В составе УФ-продуктов нет компонентов, признанных токсичными. Все входящие в них материалы тщательно изучались многие годы. Более того, с переходом на УФ-технологии из печатного цеха исчезают присутствующие в красках и лаках растворители, а также противоотмарывающий порошок. УФ-составы стабильны в машине и сокращают потребность в смывочных растворителях.

Почему УФ-технологии?

УФ-печать и дополнительные прибыли в полиграфии

Борьба за внимание к продукту в точке продажи в самом разгаре — будь то упакованный товар в магазине, книга на полке, журнал в киоске или каталог в почтовом ящике. Сложность в том, чтобы добиться реального отличия от конкурентов, завладеть расположением потребителя с помощью форм, цветов и эффектов. Задача высокотехнологичной печати — подчеркнуть уровень товара комбинированием специальных элементов. Дизайнерская графика и текст дополняются материалом соответствующего качества, красками, составами металлизированными и с эффектами, тиснением фольгой, лакированием, послепечатной обработкой. УФ-печать и лакирование — это наиболее широкий выбор технологий с высокой добавленной стоимостью на самых разных носителях, включая фольгу и пластик.

Популяризация УФ

УФ-рынок стабильно развивается многие годы — ежегодное увеличение его объёмов по всему миру почти в три раза выше средних показателей для печатной продукции в целом. Основные направления развития — листовая печать и флексографская продукция.

Преимущества печатной продукции

Развитие УФ-печати обусловлено её высокотехнологичными возможностями, выгодными по целому ряду причин для издательской отрасли, коммерческого, упаковочного и этикеточного сегментов. Базой развития становятся определённые потребности со стороны заказчиков.

• Работа с расширенным спектром материалов (помимо бумаги и картона), включая плохо впитывающие и невпитывающие носители (пластики, фольгу, металлизированные поверхности, термочувствительные материалы).
• Спрос на повышенный уровень глянца, подчас дополняющийся требованиями по стойкости к царапинам и истиранию.
• Спрос на функциональные лаки, покрытия с тактильными и графическими эффектами.
• Потребность в высокой стойкости поверхности к царапинам и истиранию (в первую очередь для упаковки и обложек).
• Ускоренные сроки выполнения заказов (особенно на коротких тиражах), поскольку УФ-оттиски можно сразу отдавать на послепечатную обработку.

Главные преимущества УФ-технологий для бизнеса — универсальность применения с разноплановыми свойствами готовой продукции при широком ассортименте материалов и способов отделки. Заказчики печатной продукции получают обширное поле для идей по выделению товара среди конкурентов плюс добавление функциональных свойств. В выигрыше и типографии — дополнительные прибыли от имеющихся заказчиков и привлечение новых.

В ряде случаев производственные затраты на УФ-печать и лакирование оказываются ниже альтернативных технологий, но даже при удорожании техпроцесса окупаемость ускорена за счёт более высокой стоимости УФ-продукции.

УФ-печать пользуется доверием. УФ-краски считаются экологически чистыми, поскольку не выделяют летучих органических соединений (растворителей). В США часть разбавителей для традиционных красок причислена к летучим органическим соединениям со всеми вытекающими последствиями в виде ужесточённого контроля и ограничений со стороны государственных органов. В таких регионах УФ-печать часто рекомендуют как «оптимальную технологию». В странах Евросоюза дистилляторы для красок листовой печати к классу опасных летучих органических соединений не относятся.

Производственные преимущества

• Минимум печатного брака благодаря отсутствию загрязнённых оттисков и отмарывания.
• Оперативные сроки изготовления: благодаря мгновенному отверждению оттиски сразу можно пускать в послепечатную обработку.
• Интегрированное производство снимает потребность в отдельной операции лакирования (меньше отходов и перемещений материала).
• В нормальных условиях противоотмарывающий порошок не требуется, хотя при тенденции к накоплению материалом статического электричества улучшает конечный результат.
• Стопы готовой продукции выше — транспортировка реже

Технологические ограничения

• Оборудование дороже на 15–25% (в зависимости от конфигурации).
• УФ-лампы и отражатели заменяются чаще ИК-, что повышает затраты.
• Стоимость УФ-красок и химикатов в некоторых регионах (включая Европу) выше по сравнению с традиционными, качество и цена которых отличаются, например, в США.

Особенности техпроцесса

• Расход УФ-красок не отличается от триадной печати обычными красками при сокращении отходов.
• Как показала европейская практика, средняя производительность та же, что и при печати традиционными красками, при условии соблюдения рекомендованных методик работы (конфигурация систем УФ-отверждения, состав лаков и красок, уровень печатника).
• По энергозатратам УФ-машина сопоставима с аналогичной конфигурацией, оснащённой ИК- или термальной сушкой. Достаточная мощность УФ-ламп — на 10% меньше по сравнению с ними. Сравнительный анализ эксплуатационных энергозатрат показал, что УФ-печать почти на 30% экономичнее (цены Германии). Начальный прогрев УФ-ламп требует больше энергии, чем ИК-излучатель, но и отдача в кВт у них больше.

Механизм УФ-отверждения

Принципиальное отличие УФ-отверждения и сушки обычных красок — связующие и механизм высыхания. Жидкая составляющая традиционных красок на масляной основе впитывается в материал, закрепляя краску, а твёрдая (смолы) высыхает за счёт полимеризации окислением, формируя устойчивую к истиранию поверхность. Процесс может длиться часами и зависит от таких переменных, как запечатываемый материал, плотность красочного покрытия, химия, баланс краска/вода.

Содержащиеся в УФ-красках фотоинициаторы реагируют на определённую длину и интенсивность УФ-излучения. Запечатанный материал проходит под вмонтированными в корпус машины лампами, подвергаясь воздействию УФ-излучения, которое запускает химическую реакцию фотоинициаторов с прочими УФ-активными компонентами. Результат — практически мгновенное отверждение (высыхание) красочной плёнки.

Катализаторами для отвечающих за отверждение связующих краски (полимеризуемые мономеры, олигомеры и форполимеры) выступает комбинация УФ-излучения и фотоинициатора. УФ-краски и лаки для листовой печати имеют акрилатную природу и используются четырьмя способами:

• традиционные краски + дисперсионный праймер + УФ-лаки;
• традиционные УФ-краски и УФ-лаки;
• нетрадиционные (гибридные) краски и УФ-лаки;
• попеременная работа с УФ- и традиционными красками и лаками на одной машине.

Какую УФ-краску выбрать?

Оба вида УФ-красок используются как в специализированной, так и в комбинированной печати (наряду с традиционными масляными красками). По технике безопасности, требованиям к охране здоровья и окружающей среды разницы между ними нет, но у каждого свои преимущества и недостатки.

Традиционные УФ-краски. Хорошо изученные и предсказуемые составы: направление развивается с 70-х гг. Допускают печать с лакированием и без, подходят для широкого спектра продукции, включая пищевую упаковку, невпитывающие материалы, все виды бумаги. Печатные машины специально адаптируются под работу с ними во избежание негативного влияния на компоненты оборудования и расходные материалы высоких температур и агрессивных составляющих краски. Для оптимальной и стабильной печати без эксцессов необходимо тщательно подбирать комплект расходных материало(смывки, валики, офсетные полотна).

Гибридные УФ-краски (нетрадиционные). Сюда относят всё многообразие прочих УФ-красок, появившихся на рынке за последние годы. Обязательное условие для них — УФ-лакирование в линию (в отличие от традиционных УФ-составов). Начало направлению положила Sun Chemical в 1999 г., предложив УФ-краски HyBryte (отсюда и термин «гибридные»). Разработка была рассчитана на периодическую УФ-печать коммерческих заказов на машинах с традиционными красочными валиками и УФ-сушками после последней печатной секции и модуля лакирования. Сейчас встречаются конструкции с 1–2-мя межсекционными УФ-сушками — всё зависит от плотности красочного покрытия и скорости. Для нетрадиционных красок характерен меньший уровень красочного тумана, улучшенные показатели растискивания и упрощённое поддержание баланса краска/вода по сравнению практически со всеми традиционными УФ-составами. Особый момент — непригодность для матовой мелованной и немелованной бумаги, невпитывающих материалов, пищевой упаковки.

Говоря простым языком, часть УФ-компонентов в этих красках заменена другими ингредиентами — менее агрессивными для традиционных красочных валиков. Однако состав гибридных УФ-красок существенно варьируется и может представлять серьёзный риск для валиков, полотен и машины в целом.

Перед началом работы с гибридными УФ-красками обязательно проверьте их на совместимость с используемыми валиками, полотнами и смывками (см. разделы «Чистящие средства», «Полотна и валики»). При выборе валиков и полотен большое значение имеет соотношение времени на каждый способ печати и частота смены традиционных масляных красок на нетрадиционные УФ-. Оба вида УФ-красок пригодны для специализированного и попеременного режимов.

Листовая УФ-печать рекламной продукции

УФ-машины сверхбольшого формата стали экономичной альтернативой трафаретной УФ-печати и струйным технологиям в работе с толстыми невпитывающими материалами для крупноформатной рекламной продукции (дисплеев). Преимущества технологии — высокое разрешение, глянец, механическая стойкость, интенсивность цветов.

При условии эффективной приладки экономически выгодная длина тиражей на большеформатных офсетных машинах начинается с нескольких сотен оттисков.

Цветовой стандарт ISO12647:2 и УФ-технологии

Международный стандарт триадной офсетной печати стал основой стандартизации в Европе (Process Standard Offset) и Северной Америке (GraCOL 7). Работать по ISO можно и с триадной УФ-печатью при условии правильного подбора запечатываемого материала и красок. Стандарт ISO использует эталонные значения замеров на «стандартных» видах бумаги. С УФ-технологиями ограничений по материалам практически нет, но для соответствия стандарту следует тщательно подходить к выбору носителей.

Ещё один важный момент — стойкость красочных пигментов: ISO подразумевает пигменты со «стандартным» уровнем стойкости при печати по бумаге и картону. Иногда специфика заказа требует дополнительной стойкости к свету или химикатам. Иные требования и при печати по пластику, фольге, ламинатам. В этих случаях необходимы пигменты повышенной стойкости, что осложняет работу по стандарту ISO12647:2.

Продолжение в следующем номере.