ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ КРАСОК НА КАЧЕСТВО ПЕЧАТИ

АННОТАЦИЯ

В статье исследованы печатно-технические свойства металлизированных красок. В качестве объекта исследования взяты металлизированные краски производства Китай и металлизированные краски на основе местного растительного сырья. Для исследования влияния состава краски на качество печати в лабораторных условиях на пробопечатном устройстве отпечатаны плашки. По оттискам определены интенсивность цвета краски, механическая стойкость красочного слоя, прочность к истиранию, прочность к царапанию, значения оптическая плотность характеризовали печатные свойства, а именно однородность печати. Исследования выявило, что металлизированные краски из местного сырья и Китайского производства, имеющий разный состав, одинаково обеспечили качество воспроизведения, так как значения оптической плотности оттисков идентичны и соответствуют нормам стандарта. Использование металлизированной краски из местного сырья способствует получению идентичного по качеству печатного оттиска, решается вопрос частичной замены и уменьшение процента импорта, а также себестоимости печатной продукции.

ABSTRACT

The article examines the printing technical properties of metallized inks. The object of study was metallized paints produced in China and metallized paints based on local plant raw materials. To study the effect of ink composition on print quality in laboratory conditions, dies were printed on a proof printing device. Based on the prints, the color intensity of the paint, the mechanical resistance of the paint layer, abrasion resistance, scratch resistance, and optical density values were determined to characterize printing properties and print uniformity. Research has revealed that paints made from local raw materials and those made in China, having different compositions, equally ensured the quality of reproduction, since the optical density of the prints complies with the standard. The use of ink from local raw materials helps to obtain a printed print of identical quality; the issue of partial replacement is resolved by reducing the percentage of imports and the cost of production.

Ключевые слово: металлизированные краски, интенсивность краски, оптическая плотность, закрепления краски, коэффициент вариации, пробопечатное устройство, спектроденситометр.

Keywords: metallized paints, paint intensity, optical density, paint fixation, coefficient of variation, proof printing device, spectrodensitometer.

Введение. Сегодня бурное развитие упаковочной индустрии характеризируется востребованностью в этой продукции большинства отраслей промышленности и наличием соответствующего парка печатного оборудования, а также широкого спектра полиграфических материалов. Спрос на упаковочную продукцию объясняется ее многофункциональным назначением, в число которых входят защита от повреждений и потерь, загрязнения окружающей среды, а также процесс оборота продукции (транспортировка, хранение, реализация). Кроме того, упаковочная продукция должна надежно защищать продукт от фальсификации и быть не дороже, чем сам товар [1]. Отсюда следует, что для обеспечения «максимальной надежности + максимальной эффективности + минимальной цены» необходимо использовать комбинацию разных видов защиты, среди которых самыми распространенными, широко используемыми являются металлизированные краски [2], что обясняется простотой, надежностью технологического процесса и видам контроля при минимальном стоимостном показателе.

Для печати упаковочной продукции в основном используется офсетная печать, обеспечивающая высокую графическую точность мелких деталей при использовании как традиционных, так и специальных красок, придающих продукту элегантных и стильных эффектов.

Металлизированные краски – это один из видов специальных красок, имеющих металлический блеск и чаще используемых в производстве этикеточной и упаковочной продукции для косметики, парфюмерии, всевозможных напитков и других пищевых продуктов. Металлизированные краски могут быть в различных оттенках, от классических золотых и серебряных до более необычных, например, медных или бронзовых, что позволяет обеспечить уникальные и неповторимые элементы [3].

В основе металлизированных красок алюминиевая пудра, получаемая путём размельчения чистого алюминия на мельчайшие частицы, полируемая и обрабатываемая поверхностно-активными веществами, чаще жирными кислотами. Алюминиевые пудры обычно приготовляются в виде пасты, содержащей минеральное масло. Пастообразное состояние предохраняет пудру от потускнения. Используемые в качестве связующего растительные масла (льняное, тунговое, дегидратированное касторовое, талловое, сафлоровое, соевое и др.) отвечают за склеивание пигментов, отчего зависят печатные свойства краски (раскат, нанесение тонкого слоя, переход с поверхности на поверхность, закрепление на бумаге) [4]. Для приготовления красок листовой офсетной печати часто используется модифицированное льняное масло, относящихся к группе высыхающих [5]. Подсолнечное, соевое, хлопковое масла являются полувысыхающими, а касторовое невысыхающим [6]. В зависимости от этого меняется их поверхностная активность, то есть характер взаимодействия с запечатываемыми поверхностями [7]. При печати на невпитывающихся поверхностях основной технологической проблемой является закрепление краски из-за невпитывания связующего [8]. Отсюда следует, что для прочного и моментального закрепления красочного слоя на поверхности необходимо правильно использовать печатную краску в зависимости от вида связующего компонента и поверхностных характеристик запечатываемого материала, что является актуальным.

Целью данной работы является исследование влияния состава металлизированной офсетной краски на качество печати. В качестве объекта исследования взяты металлизированные краски производства Китай и металлизированные краски на основе местного растительного сырья. Одним из преимуществом использования растительного масла является простота добычи из семян растений методом прессования и уменьшение специфического запаха, что немало важно с экологической стороны [9-11].

Экспериментальная часть. Для исследования влияния состава краски на качество печати в лабораторных условиях на пробопечатном устройстве CB 100 color equipment по стандартной методике (ГОСТ 24356) отпечатаны плашки (рис.1). По оттискам (рис.2) определена интенсивность цвета краски, механическая стойкость красочного слоя (прочность к истиранию, прочность к царапанию) и по значениям оптической плотности характеризовали печатные свойства, а именно однородность печати.

Рисунок 1. Пробопечатное устройства CB 100 color equipment

Рисунок 2. Фотоснимки отпечатанных плашек: a-металлизированная краска из китайского производства; б-металлизированная краска из местного сырья

Визуальный анализ отпечатанных плашек показал, что красящая способность двух сравниваемых красок, зависящих от насыщенности пигмента, обеспечила идентичную интенсивность цвета.

Важная технологическая роль закрепления краски заключается в образовании на поверхности оттиска прочного, стойкого, прежде всего к механическому воздействию слоя краски, а также в предотвращении появления различных дефектов, что непосредственно влияет на качество оттиска [12]. Для определения прочности слоя исследуемых красок к царапинам использовали методику ISO 1518, где использовали стретч-карандаш, загруженный определенной нагрузкой. В результате выявлено, что при освещении под углом 30-45⁰ не было обнаружено никаких царапин по всей длине полосок, тест «пройден» удовлетворительно.

Печатные свойства краски оценивали по значениям оптической плотности, которые напрямую характеризуют толщину красочного слоя, то есть чем толще слой краски, тем выше показатель оптической плотности [13-14]. Значения оптической плотности получены с помощью денситометра и представлены в табл. 1.

Для определения однородности печати, то есть распределения флуктуаций почернения на участках равномерного тона, число параллельных определений для каждого оттиска (ГОСТ 24-356) составляло не менее 10. Однородность печати количественно характеризовали значениями величины среднеквадратического отклонения.

Для расчета среднеквадратического отклонения σ_D выводили квадратный корень из дисперсии, среднего арифметического от квадратов отклонений значений от среднего по формуле:

где  D_i -единичное измерение оптической плотности оттиска;

 – среднее значение величины оптической плотности;

n – количество параллельных определений оптической плотности (n≥10) на каждом образце.

Таблица 1.

Значения оптической плотности оттисков

Коэффициент вариации (V), представляющий собой относительную величину, то есть процентное отношение среднего квадратического отклонения к средней арифметической вычисляли по формуле:

Из табл. видно, что среднее значение оптической плотности оттисков, отпечатанных металлизированной краской производства Китай в среднем 0,47, тогда как оптическая плотность при печати металлизированной краской из местного сырья в среднем 0,51, при этом эти значения меньше 0,8, коэффициенты вариации ниже 30%, то есть обеспечена однородность печати (рис.2).

Для оценки толщины слоя краски были использованы значения оптической плотности при 100% относительной площади растровых элементов. Как известно, толщина красочного слоя при печатании металлизированными красками на высокоглянцевых мелованных бумагах должна быть 1,0-1,5 мкм, что соответствует оптической плотности 0,55-0,70, на офсетных бумагах машинной гладкости 1,5-2,0 мкм, что соответствует оптической плотности 0,45-0,60 [15-16]. Значения оптической плотности оттисков, отпечатанных металлизированной краской из местного сырья и краской Китайского производства, соответствуют данным стандарта.

Заключение. Исследования влияния состава краски на качество печати выявило, что краски из местного сырья и Китайского производства, имеющие разный состав, одинаково обеспечили качество воспроизведения, так как значения оптической плотности оттисков соответствуют нормам стандарта. Отсюда следует, что использование краски из местного сырья способствует получению идентичного по качеству печатного оттиска, кроме того решается вопрос частичной замены и уменьшение процента импорта и себестоимости продукции.

Список литературы:

1. Д.М.Медяк, М.С.Колесова Создание минимального защитного комплекса для упаковочной продукции// Труды БГТУ Серия 4, №1, 2019. С. 5-10.
2. С.А. Улиа Краски специального назначения// Publish. 2005. №7. С.13-17.
3. https://an-d.asia/metallizirovannyie-kraski-v-sovremennom-dizajneintererov.html
4. Г.В.Карасева, И.В.Карасев Технологии полиграфии// Электронное учебно-методические пособие. ФГБОУ ВО 2018г. 126-139 с.
5. В.А.Наумова, Р.Элдред Что полиграфист должен знать о красках// Москва Принт медиа центр 2005 г. 188-194 с.
6. В.В.Пискарев, Е.А.Викторова Современные алкидные краски, их свойства, состав, использование в дизайне и спектр применения// Вестник Казанского технологического университета. 2014 г. С. 89-91.
7. А.Н.Раскин, И.В.Ромейков, Н.Д.Бирюкова, Ю.А.Муратов. А.Н.Ефремова Технология печатных процессов// Москва «Книга» 1989 г. 94-96 с.
8. Н.А.Нечипоренко, С.А.Шелудько Зависимость закрепления офсетных красок от технологических факторов при печати на металлизированных подложках// Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии». 2011 г. С.71-74.
9. Е.С.Казарцев Разработка рекомендаций по введению вспомогательных материалов в современные краски для печати на листовых офсетных машинах// дисс. кандидат техн. наук 2007 г. 24 с.
10.  Gary G. Field Color and Reproduction Fundamental for the Digital Imaging and Printing Industry. Pittsburgh 2007 г. С. 87-91.
11. Л.Г.Варепо, А.В.Паничкин Моделирование переноса краски в зоне контакта печатного аппарата // Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова, г.Москва. Омский филиал Института математики СО РАН им. С.Л.Соболева г. Омск 2019 г. С.17-18.
12. И.Г.Громыко, М.И.Кулак Технология допечатных и печатных процессов//2011 г. 188-190 с.
13. И.Л.Атовмян, К.Э.Байков, В.Ю.Левицкий, А.В.Макаров Сборник статей по полиграфии// Г.Москва октябрь 2011г. С.45-49.
14. О.А.Светова Особенности контроля цвета в полиграфии// Известия Тул.Гу. Технические науки 2020. Вып.12. С.433-436.
15. Технические требования по использованию металлизированных печатных красок (редакция 14.10.2008 г.)
16. Н.Б.Каледина Основы полиграфического производства// Практикум учеб.метод.пособие по одноименной дисциплине для специальности. Минск 2011 г. 126с.