Решения проблем при лакировании

Состав УФ-материалов радикального отверждения

В состав УФ-лаков входят олигомеры, реакционноспособные мономеры-разбавители, фотоинициаторы и добавки.

Олигомеры | Практически весь комплекс свойств УФ-лаков (реология, скорость высыхания, химическая и механическая стойкость красочной пленки и др.) в первую очередь определяется плёнкообразующим компонентом — реакционноспособными олигомерами. Так их называют из-за функциональных акрилатных групп. Чаще всего в состав лаков входят следующие олигомеры. Эпоксиакрилаты — самые дешёвые и наиболее используемые из современных олигомеров, особенно популярны на основе ароматических бисфенолов. Полиэфиракрилаты — более дорогие и эластичные, но менее вязкие плёнкообразующие олигомеры. Распространённая основа: диэтиленгликоли, полиэтиленгликоли и полипропиленгликоли. Олигоуританакрилаты — самые дорогие, дают высококачественные и эластичные красочные плёнки с очень хорошей адгезией и стойкостью к истиранию.

Каждая группа придаёт УФ-краскам соответствующие свойства: либо большую реакционную способность, либо высокую текучесть, либо твёрдость или эластичность.

Реакционноспособные мономеры-разбавители | Полимеризуются наравне с олигомерами, формируя единую высокомолекулярную структуру твёрдой лаковой плёнки. Влияют на физико-химические и механические свойства красочных плёнок. Ответственны за характерный запах «сырых» УФ-лаков, поэтому исследователи и производители стараются создать материалы с минимальным количеством мономеров-разбавителей.

Фотоинициаторы | Энергии УФ-излучения даже самого жёсткого диапазона недостаточно для разрыва C=C-связей олигомера и мономера, поэтому в состав УФ-композиций вводят фотоинициаторы, которые за счёт поглощения энергии УФ-источника и соответствующих фотохимических реакций генерируют свободные радикалы. Последние и вызывают (инициируют) реакцию полимеризации акрилатных мономеров и олигомеров.

В УФ-композициях, наносимых тонкими слоями, содержание фотоинициаторов повышено (8-10%). При толстых слоях содержание всегда меньше (4-6%), иначе основная доля потока УФ-излучения будет поглощаться верхними слоями покрытия, а у основания композиция останется недостаточно отверждённой.

Нанесение

Офсетом | C помощью лакировальных машин. Их аппарат — стандартная двухвалковая или реверсивная трёхвалковая система (один валик вращается навстречу остальным), что позволяет наносить больше лака. Ещё один вариант — камер-ракельная система. C помощью лакировальных секций. Могут быть оснащены подобно лакировальным машинам. С помощью красочных аппаратов офсетных печатных машин. Посредством увлажняющих аппаратов офсетных печатных машин.

Флексография | Различные типы флексографских УФ-подготовленных машин.

Трафарет | Трафаретные машины.

Глубокая печать | Машины глубокой печати.

Закрепление

Для отверждения нанесённых лаковых слоёв чаще используются лампы, наполненные ртутью и ксеноном. В зависимости от их мощности процесс разгорания продолжается несколько минут. Количество ламп зависит от типа сушильных устройств: как правило, 2-3 в каждой сушке. Предусматривается и регулировка работы каждой лампы в отдельности (включение/выключение) и управление мощностью источника излучения. Все технические характеристики лампы — мощность (Вт), напряжение (В), область излучения (нм), поток излучения (Вт), срок службы (ч), размеры (мм), длина дуги (мм) — включены в индивидуальный паспорт лампы.

Помимо лампы, важная часть сушильной установки — рефлектор. Во многих сушках есть система охлаждения. С лампами и рефлектором обращайтесь предельно осторожно и регулярно очищайте. На лампе и рефлекторе не должно оставаться следов пальцев! Чистку производите изопропиловым спиртом, безворсовой салфеткой. Лампы меняйте согласно рекомендациям изготовителя, фиксируя срок службы в часах. После замены отрегулируйте мощность новых ламп, во избежание проблем с закреплением и адгезией лаковой плёнки. УФ-сушка располагается после лакового модуля. Прохождение листа через длинную приёмку благотворно влияет на температуру стапеля, что позволяет работать на более высоких скоростях.

В отличие от воднодисперсионных, процесс сушки УФ-лаков не физический, а химический. Период воздействия УФ-излучения — около одной секунды, в течение которой происходит отверждение лакового слоя, но отлакированный оттиск приобретает конечные показатели стойкости только спустя несколько часов. Это зависит от многих факторов — типа запечатываемого материала, красок, лаков и т. п.

Температура стапеля должна быть максимально низкой. Всегда проверяйте: нельзя ли достичь того же результата с меньшими мощностью или количеством ламп. При повышении скорости машины мощность лампы должна автоматически повышаться.

Производители лаков разрабатывают рецептуры в зависимости от требований. Прежде чем начинать использовать УФ-лаки, надо максимально подробно определиться с требованиями к лаку, тогда удастся сэкономить время и избежать неприятностей.

Работа с УФ-лаками

Вязкость | Перед тем как измерять вязкость лака 4-мм воронкой, его следует хорошо перемешать и определить температуру. Значение вязкости, указанное в спецификациях, измерялось при 20 °С. Если температура лака сильно отличается, то и вязкость будет иной, поэтому храните и используйте лак при комнатной температуре. Для измерения вязкости воронка погружается в лак, затем вытаскивается — в этот момент засекают время до полного вытекания лака из воронки (прерывания лаковой «нити», выходящей из воронки). Важно, чтобы в воронке не было пены, иначе результат будет неверным. УФ-лаки реагируют на температурные колебания сильнее, чем воднодисперсионные.

Валики | Обрезинивание всех валиков, контактирующих с УФ-лаками и смывочными средствами, должно быть из специального материала (рекомендуется на основе EPDM), стойкого к агрессивным составляющим УФ-лаков и смывок. Выбор валиков согласовывайте с поставщиком.

Очистка | Во время чистки используйте перчатки, поскольку смывки для УФ-лаков агрессивны.

Нанесение лака через офсетное резинотканевое полотно | Используйте только специальные полотна, стойкие к УФ-лакам. Не применяйте резинотканевые полотна для традиционных материалов, которые набухают при использовании их с УФ-лаками.

Нанесение лака фотополимерными формами | Используйте только стойкие к УФ-лакам формы.

Решения проблем при лакировании

Проблемы закрепления | Проверьте рабочий ресурс ламп, сопоставив со спецификацией производителя. Каждую смену ламп документируйте. Производительность лампы контролируется вольтметром или амперметром. Проблемы с закреплением возникают также при истечении срока годности лака.

Степень закрепления лака проверяется быстрым тестом: возьмите салфетку, смоченную ацетоном, и без усилия потрите лаковую поверхность. Хорошо закрепившийся лак должен выдержать 10 трущих движений. Строгий тест: на проверяемую поверхность капните 0,2 мл ацетона, спустя 10 с промокните хлопчатобумажной салфеткой. Степень повреждения поверхности оценивается от 0 до 5.

0 - нет видимых изменений (всё в порядке);
1 - можно обнаружить еле видимые изменения глянца (изменений в процесс лакирования не требуется);
2 - лёгкие изменения в глянце (увеличьте мощность УФ-ламп, если заметно общее уменьшение глянца);
3 - сильные изменения в глянце, но структура поверхности лака не нарушена (увеличьте мощность УФ-ламп и немного уменьшите скорость транспортировки);
4 - сильные изменения в глянце, структуре поверхности лака (проверьте УФ-лампы, возможно, необходима замена части ламп);
5 - структура поверхности лака сильно изменена или разрушена (замените лампы, проверьте весь процесс; работу продолжать нельзя).

Нарушение растекания лака | Проверьте, соответствует ли вязкость лака рекомендациям производителя оборудования. Перед лакированием стапель должен быть акклиматизирован. Позитивно влияет на растекание лака повышение температуры, например, внешний нагрев лака до 40 °С или дополнительное воздействие ИК-излучателей в лаковом модуле. Неравномерность растекания возникает из-за воздействия лакируемого материала (поверхность материала, печатные краски, противоотмарывающий порошок, остаточная влажность). При смене запечатываемого материала рекомендуется предварительное тестирование. Если повышение температуры не помогает, добавьте средство, улучшающее растекание. Минимальная дозировка — 0,1%, при необходимости увеличьте, но не более 1% (передозировка может привести к пенообразованию и т. н. «апельсиновой корке»).

Плохое смачивание поверхности | Проверьте поверхностное натяжение подложки, оно должно быть не ниже 34-36 дин/см. Печатные краски с повышенным содержанием воска, противоотмарывающий порошок с силиконовым покрытием, неправильно подобранный праймер — причины нарушения смачивания. Если это предусмотрено конструкцией машины, лучше включить коронный разряд или ИК-облучатели перед нанесением лака. Смачиваемость повышает соответствующая добавка. Передозировка негативно влияет на гладкость поверхности лака, возможно образование пены. Если в конструкции машины не предусмотрена предварительная обработка лакируемой поверхности коронным разрядом или ИК-излучателями, попробуйте пропустить весь стапель (3000-4000 листов) без лака через УФ-сушку и так активировать поверхность. Затем сразу те же листы вторым проходом залакируйте УФ-лаком.

При устранении дефектов смачивания надо одновременно контролировать стойкость к царапинам и возможность бигования. Вариант устранения плохого смачивания — подобрать другой праймер.

Недостаточный глянец | Предпосылка оптимального глянца — максимально гладкая поверхность. Для этого обеспечьте достаточное расстояние между лаконаносящим устройством и УФ-сушкой, подходящую вязкость, температуру лака и скорость машины. Или просто увеличьте количество лака.

Стойкость к истиранию и царапинам | Проверяется ногтем. Если лак легко сцарапывается, причина в ломкости и хрупкости лаковой плёнки. Хрупкость лака появляется, если плёнка лака слишком сильно отверждена. Ещё одна причина — недостаточная адгезия к запечатываемому материалу. При отверждении УФ-лаков лаковый слой усаживается, так как объём наносимого жидкого лака меньше, чем высохшая лаковая плёнка. При усадке возникают напряжения, и только хорошая адгезия лака к запечатываемому материалу гарантирует устойчивость к царапинам. Краски, содержащие воск, и любые другие, содержащие поверхностно-активные вещества, плохо подходят для последующего УФ-лакирования. Решение — праймеры, обеспечивающие необходимую адгезию между красочным слоем и плёнкой УФ-лака.

Противоотмарывающие порошки | Негативно влияют на УФ-лакирование. Их количество должно быть минимизировано, а лучше вообще от них отказаться. Например, наносить праймер методом «сырое по сырому» в офсетной машине. Если это невозможно, перед УФ-лакированием следует снять порошок с отпечатанных листов.

Впитывание лака в подложку | При лакировании отличных по степени впитываемости запечатываемых материалов УФ-лак впитывается по-разному.

Температура стапеля | Должна быть минимальной. При проведении предварительных тестов добейтесь оптимального закрепления лака при минимальных производительности и количестве ламп. При замене ламп контролируйте их мощность. Оптимальная температура в стопе — 35-38 °С.

Двустороннее лакирование бумаги | Лучше применять специальные лаки.

Разбрызгивание, лаковый туман | Проверьте вязкость лака — скорее всего, именно в этом причина дефекта. Мелкие брызги лака попадают в дыхательные пути и наносят вред здоровью.

Запах | В случае недостаточного высыхания лака может оставаться несильный запах акрилатов или фотоинициатора.

Образование пены | Если лак сильно пенится, что хорошо видно в ванне или в зазоре между валиками, добавьте пеногаситель. Лёгкое вспенивание в канистре неопасно. Вводите как можно меньше добавок (0,1–0,3%) — передозировка нарушает лаковую плёнку.

Одностороннее лакирование на двустороннем мелованном материале | Из-за нагрева в УФ-сушке мелованный слой на обратной стороне бумаги может стать термопластичным и в стапеле под давлением склеится с лаковым слоем. Применяйте только специальные лаки для таких видов бумаги и контролируйте температуру стапеля.