Краска представляет собой однородную смесь связующих материалов, красящих веществ (пигментов, красителей и т. д.), наполнителей, добавок и других веществ, которая в основном используется в полиграфической и упаковочной промышленности и является одним из важнейших печатных материалов в полиграфической отрасли.
Краски и чернила можно разделить на офсетные (литографические), глубокопечатные, типографские, флексографические, трафаретные, тампопечатные и струйные, в зависимости от метода печати. В зависимости от материала основы их можно разделить на бумажные, пластиковые, металлические, стеклянные, керамические и тканевые. В зависимости от способа сушки их можно разделить на краску с летучими веществами, краску с проникающим высыханием, краску с оксидным высыханием, термоотверждаемую, светоотверждаемую и электронно-лучевую. Кроме того, к краскам, используемым для защиты от подделок и в специальных целях, относятся фоточувствительные, термочувствительные, самоклеящиеся, вспенивающие, ароматизированные, проводящие, магнитные, жидкокристаллические, струйные и микрокапсульные краски.
Способы сушки чернил при печати различаются в зависимости от типа печати, в основном это летучая сушка, проникающая сушка, окислительно-полимеризационная сушка, термоотверждение, УФ/ЭБ-отверждение и другие.
Растворитель или вода в чернилах испаряются и высушиваются путем нагревания. Чернила на основе растворителей вредны для окружающей среды, поскольку содержат летучие органические соединения (ЛОС). Для сушки чернил на водной основе или с использованием растворителей с высокой температурой кипения необходимо использовать большие печи, что также приводит к значительному потреблению энергии. После высыхания чернильная пленка представляет собой лишь твердые компоненты чернил, прикрепленные к подложке, что обеспечивает прочность самой чернильной пленки, а также прочность связующего материала.
Растворитель и вода в чернилах, а также другие низковязкие компоненты проникают в материал подложки, смолу, пигмент и другие твердые компоненты, прикрепленные к поверхности подложки. Этот тип чернил с быстрой сушкой может использоваться для пористых абсорбирующих материалов типа бумаги, но не подходит для непроницаемых материалов (таких как пластик и т. д.). Метод проникающей сушки используется в качестве метода сушки при печати газет, обеспечивая короткое время сушки и не требуя сушильного оборудования. При использовании этого типа чернил для цветной печати необходимо дать чернилам высохнуть без потери цвета после нанесения на подложку.
Чернила, полученные методом окислительной полимеризации, используют льняное, соевое и другие жиры с двойными связями в качестве связующего материала, которые высыхают под действием кислорода воздуха посредством реакции окислительной полимеризации. При использовании аналогичного метода сушки, хотя сушка не требует оборудования и энергии, она занимает определенное время и не позволяет сразу перейти к следующему этапу. Кроме того, порошковое покрытие предотвращает прилипание загрязнений к обратной стороне, что может создавать экологические проблемы во время эксплуатации.
Термоотверждаемые чернила, использующие эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, аминосмолы и другие термоотверждаемые сшивающие смолы в качестве связующего материала, при подборе подходящего термоотверждающего агента, образуют двухкомпонентную систему. При использовании в определенной пропорции смешивания и перемешивания, инфракрасного нагрева или нагрева горячим воздухом происходит термическое сшивание и отверждение пленки. Термоотверждаемые чернила обладают превосходными характеристиками, но потребляют много энергии, испаряются растворители, что делает их неэкологичными. Поэтому многие виды энергосберегающих и экологически чистых УФ-чернил были заменены ими.
Чернила УФ/ЭБ-отверждения содержат активные вещества, отверждаемые ультрафиолетовым или электронным излучением. Поскольку они не содержат растворителей и других летучих органических соединений, их воздействие на окружающую среду минимально, и они могут использоваться даже для пластика и других неабсорбирующих материалов. УФ/ЭБ-отверждение происходит мгновенно, поэтому печать может быть немедленно перенесена на следующий этап. Чернила УФ/ЭБ-отверждения, не подвергающиеся ультрафиолетовому (УФ) или электронно-лучевому (ЭБ) облучению, не отверждаются и, следовательно, не прилипают к печатной машине.
УФ-чернила высыхают мгновенно, поэтому их преимущество заключается в возможности немедленного переноса на следующий этап печати. Поскольку требуется УФ-облучение, они потребляют больше энергии, чем окислительная полимеризация и осмотическая сушка, но энергопотребление при сушке значительно меньше, чем у летучих красок или термоотверждаемых красок, использующих большие печи. Напечатанная пленка из чернил очень прочная, поскольку образуется в результате реакции сшивания УФ/ЭБ-материалов. Кроме того, чернила не впитываются в подложку и не требуют нагрева, поэтому их можно использовать на широком спектре подложек.
УФ-чернила — это экологически чистые чернила, поскольку они не выделяют растворителей и обладают множеством преимуществ по сравнению с обычными чернилами:
① Отсутствие выбросов растворителей, что обеспечивает как защиту окружающей среды, так и безопасность;
② Высокая производительность, скорость печати до 100–400 м/мин, скорость подачи волоконно-оптических чернил может достигать 1500–3000 м/мин;
③ Быстрое отверждение, благодаря чему отпечаток высыхает, исключается образование складок из-за невысохших чернил и их растекания, а также предотвращается распыление порошка, что обеспечивает чистоту печатного оборудования и цеха, отсутствие пыли;
④ Чернила затвердевают сразу после печати, точка не увеличивается, и чернила не проникают в бумагу, поэтому качество печати превосходное, а насыщенность цвета, интенсивность цвета и четкость печати значительно лучше, чем при использовании обычных чернил;
⑤ Может обрабатываться в режиме онлайн и подходит для конвейерного производства;
⑥ подходит для печати на термочувствительных подложках.
В настоящее время основными проблемами УФ-чернил являются:
① более высокая стоимость, что влияет на популяризацию и применение;
② Часть сырья (активные разбавители, фотоинициаторы) имеет запах, токсичность или вызывает раздражение кожи, что влияет на применение в печати упаковки пищевых продуктов, фармацевтических препаратов и детских товаров;
③ Мгновенное отверждение, приводящее к уменьшению объема, в результате чего слой чернил увеличивает внутреннее напряжение, снижая адгезию к подложке и влияя на нанесение таких изделий, как металл;
④ Необходимо защищать от света и низких температур (<30 ℃) при транспортировке и хранении.
В качестве связующего материала используются УФ-чернила на основе олигомеров, в основном обладающих светоотверждающими свойствами акриловых смол; в УФ-чернилах не используются растворители или масла, а применяется активный разбавитель, в основном на основе полифункциональных эфиров акрила, обладающих светоотверждающими свойствами; катализатором УФ-чернил является фотоинициатор, облучение УФ-светом может вызывать фотохимическую реакцию, в результате которой образуются свободные радикалы или катионы, тем самым инициируя полимеризацию и сшивание олигомеров акриловой кислоты и полифункциональных эфиров акриловой кислоты. В результате происходит полимеризация и сшивание олигомеров акриловой кислоты и полифункциональных эфиров акриловой кислоты, что приводит к высыханию чернил.
