Если у вас есть какие-либо потребности, пожалуйста, свяжитесь со мной-
Номер Ivy в WhatsApp: +86 18933516049 (мой Wechat +86 18933510459)
Напишите мне: 01@songhongpaper.com
Классификация и взаимодействие бумаги и чернил. Часть B.
Чернила — это краситель, используемый в печати, представляющий собой жидкое вещество с определенной вязкостью. Он состоит из частиц пигмента, равномерно диспергированных в связующей среде.
1. Состав чернил
Чернила в основном состоят из пигментов, связующих, наполнителей и добавок.
(1) Пигмент
Пигменты отвечают за развитие цвета чернил и существенно влияют на их эксплуатационные характеристики. Они представляют собой мелкодисперсные нерастворимые порошки-цветного, черного или белого цвета-, которые не растворяются в воде или органических растворителях. По происхождению и химическому составу пигменты делятся на две основные категории: органические и неорганические.
Неорганические пигменты состоят из оксидов цветных-черных металлов или нерастворимых солей металлов. Их можно разделить на натуральные и синтетические неорганические пигменты, причем первые получают из минеральных источников.
Органические пигменты — это окрашенные органические соединения, которые также делятся на натуральные и синтетические. В настоящее время преимущественно используются синтетические органические пигменты из-за их широкого цветового диапазона, превосходных хроматических свойств и превосходных характеристик по сравнению с неорганическими аналогами.
Красители — это растворимые органические соединения, которые растворяются в воде или некоторых органических растворителях. Нерастворимые цветные осадки, известные как озерные пигменты, можно получить путем обработки определенными красителями, и они подходят для использования в печатных красках.
К выбору пигментов для печатных красок предъявляются строгие требования в отношении качества цвета, стабильности дисперсии, светостойкости, прозрачности и других характеристик. Идеальные пигменты должны иметь оттенки, близкие к спектральным цветам, с высокой насыщенностью. Пурпурный, голубой и желтый пигменты, используемые при трехцветной печати, должны обладать высокой прозрачностью. Кроме того, все пигменты должны обладать устойчивостью к воде, щелочам, кислотам, спирту и различным химическим веществам. Их маслопоглощающая способность должна оставаться умеренной, чтобы обеспечить оптимальную совместимость со связующей системой.
(2) Связующее
Связующее является основным компонентом чернил, служащим для равномерного диспергирования пигментов, обеспечивая при этом соответствующую адгезию, реологические свойства и эффективность переноса. После печати он фиксирует пигмент на подложке посредством образования пленки. Связующее обычно называют «лаком» или «носителем чернил».
Связующие вещества могут быть изготовлены из различных материалов, включая высыхающие растительные масла, минеральные масла, растворители, воду и синтетические смолы-, все из которых могут служить базовыми компонентами для различных систем чернил.
Реологические свойства, вязкость, кислотность (кислотное число), цвет, водостойкость и общие печатные характеристики чернил во многом зависят от связующего. Варьируя тип связующего, из одного и того же пигмента можно получить разные типы чернил. И наоборот, использование разных пигментов с одним и тем же связующим приводит к тому, что чернила относятся к одной и той же категории, поскольку основные характеристики определяются связующим. Таким образом, качество чернил критически зависит как от пигмента, так и от связующего вещества, причем последнее играет доминирующую роль.
(3) Наполнитель
Наполнители – это белые, прозрачные, полу-прозрачные или непрозрачные порошкообразные вещества, используемые в основном для заполнения объема в составе чернил. Стратегическое использование наполнителей позволяет снизить расход пигмента, оптимизировать затраты и регулировать свойства чернил, такие как толщина и текучесть. Кроме того, наполнители повышают гибкость при разработке рецептур.
(4) Добавки
Добавки — это вспомогательные вещества, добавляемые при производстве или нанесении чернил для улучшения определенных эксплуатационных характеристик. Когда чернила, состоящие из основных компонентов, не соответствуют требуемым характеристикам в изменяющихся условиях, для устранения недостатков вводятся небольшие количества добавок.
К распространенным добавкам относятся осушающие агенты, противо-агенты, препятствующие высыханию, разбавители, понизители вязкости, пластификаторы и другие.
2. Классификация чернил
Чернила можно разделить на несколько категорий по разным критериям:
(1) методом печати
я. По технике печати: краски для высокой, офсетной, глубокой, трафаретной печати и т.д.
ii. В зависимости от процесса печати: прямая печать, непрямая печать и т. д.
(2) По подложке
Чернила классифицируются в зависимости от печатаемого материала: бумага, металл, пластик, ткань и другие.
(3) С помощью механизма сушки
я. По принципу сушки: сушка проникновением, окислительная полимеризация, испарительная сушка, фотополимеризация (УФ-отверждение), термическое отверждение и затвердевание при охлаждении.
ii. По методу сушки: сушка на воздухе, сушка горячим воздухом, инфракрасная сушка, ультрафиолетовая сушка и холодная сушка.
(4) По характеристикам чернил
я. По цвету: желтый, красный, синий, белый, черный, золотой, серебряный, металлик, флюоресцентный, перламутровый и т.д.
ii. По назначению: магнитные чернила, защитные чернила (против-подделки), съедобные чернила, пенящиеся чернила, ароматические чернила, чернила для записи и т. д.
iii. По долговечности: светостойкий, -стойкий, -стойкий,-стойкий к растворителям,-стойкий к истиранию-, стойкий к спирту-, химически стойкий и т. д.
(5) По составу
я. По сырью: олифа-на основе смолы-масла-на основе растворителя-на основе воды-на основе парафина-на основе этиленгликоля-на основе и т. д.
ii. По физической форме: пастообразные (гелевые), жидкие и порошковые чернила.
(6) По применению
В зависимости от конечного-использования: чернила для газетной бумаги, книжные чернила, упаковочные чернила, чернила для строительных материалов, чернила для торговых марок и т. д.
3. Ключевые свойства чернил
Чернила представляют собой цветную вязкую жидкость с контролируемыми характеристиками текучести, способную прилипать к подложкам и высыхать после печати. Его наиболее важные свойства включают цвет, реологию и поведение при высыхании.
(1) Вязкость
Вязкость относится к внутреннему сопротивлению жидкости течению, отражающему молекулярные взаимодействия, которые препятствуют относительному движению. При печати вязкость чернил влияет на перенос краски и взаимодействует со структурой бумаги. Чрезмерно высокая вязкость приводит к неравномерному распределению чернил, образованию ворса и пятнистости бумаги; слишком низкая вязкость может привести к эмульгированию и загрязнению, ухудшая качество печати.
На вязкость чернил влияют собственная вязкость связующего, концентрация пигмента и добавок, размер частиц и качество дисперсии.
Оптимальные уровни вязкости зависят от скорости печати, пористости бумаги и температуры окружающей среды.
(2) Величина доходности
Значение текучести определяется как минимальное напряжение сдвига, необходимое для начала течения жидкости. Чернила с высокими значениями ресурса имеют плохую текучесть и трудности с растеканием, тогда как чернила с низкими значениями ресурса имеют тенденцию к размытию или образованию нечетких точек.
Это свойство тесно связано со структурой краски и является ключевым показателем для оценки характеристик красок для офсетной и глубокой печати.
(3) Тиксотропия
Тиксотропия описывает обратимое изменение консистенции чернил при механическом перемешивании: чернила становятся менее вязкими (более жидкими) под действием силы сдвига и восстанавливают свою первоначальную вязкость при выдерживании.
Благодаря тиксотропному поведению чернила легче растекаются по вращающимся валикам, что облегчает перенос. После переноса на подложку и отсутствия сдвига он снова утолщается, предотвращая растискивание и обеспечивая четкое воспроизведение изображения. Однако чрезмерная тиксотропия препятствует выходу чернил из фонтана и нарушает равномерное распределение чернил.
(4) Текучесть
Текучесть означает способность чернил течь под собственным весом. Это свойство влияет на обработку, перекачку из хранилища в источник чернил и даже на распределение по валкам и пластинам.
Текучесть определяется вязкостью, пределом текучести, тиксотропией и температурой.
(5) Длина нити чернил
Длина нити чернил означает, насколько чернила могут растягиваться в непрерывные нити, не разрываясь. Короткие нити предпочтительны при офсетной и высокой печати, чтобы свести к минимуму запотевание или разлетание чернил. Чернила с нитью соответствующей длины образуют однородную, плотную красочную пленку и часто используются в качестве индикатора качества печати.
Длина нити коррелирует с тиксотропией, пределом текучести и пластической вязкостью.
(6) Поведение при сушке
После нанесения на подложку чернила переходят из жидкого или полу-твердого состояния в твердую пленку-. Этот процесс известен как высыхание. Это преобразование происходит за счет изменений в фазе связующего, которые могут включать проникновение, испарение, окисление или полимеризацию.
В разных рецептурах чернил используются разные механизмы высыхания в зависимости от состава связующего. При переносе на подложку часть связующего проникает в поверхность, а растворители испаряются. Одновременно химические реакции увеличивают вязкость и твердость красочной пленки до тех пор, пока не образуется прочный твердый слой.
Обычно:
- Краски для высокой печати высыхают в основном за счет проникновения;
- Офсетные краски основаны на окислительной полимеризации;
- Чернила для глубокой печати, содержащие легколетучие растворители, высыхают в основном за счет испарения.
4. Характеристики конкретных типов чернил
(1) Чернила для высокой печати
К краскам для высокой печати относятся краски для книг и периодических изданий, краски для ротационных машин, цветные краски, пластиковые краски, флексографские краски (резиновые рельефные), краски на водной-основе и газетные краски.
Книжные и периодические чернила предназначены для планшетных печатных машин и характеризуются умеренной вязкостью и текучестью. Учитывая пористую природу типичной книжной бумаги, в этих чернилах используются механизмы проникающей сушки.
Цветные чернила для высокой печати, часто используемые в медной печати, требуют превосходного воспроизведения точек, быстрого схватывания и устойчивости к растеканию. Обычно они используют связующие, которые отверждаются за счет образования окислительной пленки в сочетании с частичным проникновением, обеспечивая быструю фиксацию и хороший перенос.
Ротационные чернила для газетной бумаги разработаны для высокоскоростной-печати и поэтому требуют высокой текучести и низкой вязкости. Эти чернила преимущественно проникают-сохнут и быстро впитываются в волокнистые бумажные носители.
Чернила для ротационных книг и периодических печатных изданий используются на промежуточных скоростях между планшетными и газетными печатными машинами. Чтобы предотвратить такие проблемы, как плохое высыхание, припудривание и размазывание при печати на мелованной бумаге, используются термореактивные чернила. Во время печати чернила нагреваются до 200–250 градусов, улетучивая растворители и обеспечивая немедленную адгезию.
(2) Офсетные чернила
К офсетным краскам относятся офсетные краски общего-назначения, краски для жести, фоточувствительные краски для белой жести, коллотипные краски и термореактивные краски.
Ключевой характеристикой офсетных красок является высокая цветовая стойкость, необходимая потому, что офсетная печать создает тонкие красочные пленки из-за механизма непрямого переноса. При увеличении скорости прессования необходимы хорошая текучесть и быстрое высыхание. Кроме того, офсетные краски должны обладать высокой водостойкостью из-за системы увлажнения, используемой в офсетной литографии. Пигменты должны противостоять растворению или миграции в воде, а связующие вещества должны избегать гидрофильного эмульгирования, которое может ухудшить перенос и высыхание чернил. Связующие на основе смолы-обычно обеспечивают лучшую водостойкость, чем альтернативы на основе масла-.
(3) Чернила глубокой печати
К краскам для глубокой печати относятся краски для фотогравюры, краски для глубокой гравировки и краски для пластиковых пленок.
Чернила для фотогравюры – типичный пример летучих-засыхающих чернил, обладающих самой низкой вязкостью среди всех типов чернил. Низкое поверхностное натяжение и высокая текучесть позволяют полностью заполнять углубления в ячейках глубокого цилиндра. Сильная адгезия обеспечивает эффективный перенос чернил с ячейки на подложку с последующим быстрым и полным высыханием.
Чернила для глубокой гравировки густые, но не-липкие, с рыхлой, короткой текстурой и подходящей тиксотропией. Он должен легко заполнять выгравированные ячейки, легко стираться с областей, не-изображенных, и эффективно переноситься на подложку. После печати чернила должны сохранять четкость деталей без растискивания и быстро высыхать. В связи с применением для защищенной печати (например, банкнот) для этих чернил требуются пигменты с исключительной светостойкостью, водостойкостью, термостойкостью и маслостойкостью. Для предотвращения подделок часто добавляются специальные добавки.
(4) Чернила для трафаретной печати
К краскам для трафаретной печати относятся стандартные краски для трафаретной печати, краски для пластика, краски для переноса на масляной-основе и краски для переноса на водной-основе.
Поскольку трафаретная печать предполагает нанесение краски через сетку с помощью ракеля под давлением, что приводит к образованию толстых отложений, краска должна иметь густую, жидкую и рыхлую консистенцию с минимальной липкостью. Концентрацию пигмента можно уменьшить, чтобы облегчить его прохождение через мелкие сетки.
Для окислительных-трафаретных красок желательна быстрая сушка после-печати. Испарительные-типы сушки часто требуют сушки с применением тепла-для ускорения удаления растворителя.
Трансферные краски обычно обладают низкой текучестью и вязкостью и в основном зависят от проникающей сушки.
(5) Функциональные чернила
Микроинкапсулированные чернила содержат функциональные материалы, заключенные в микрокапсулы и диспергированные в подходящем связующем. Печать не разрывает капсулы, сохраняя функциональность до срабатывания. Примеры включают в себя:
- Жидкокристаллические чернила, цвет которых меняется в зависимости от температуры или давления, используемые в термометрах и электронных дисплеях;
- Ароматические чернила, инкапсулирующие ароматы, выделяющиеся при разрыве капсулы;
- Пенящиеся чернила, содержащие пенообразователи, расширяющиеся при нагревании, используемые в печати Брайля и текстурированной графике.
Металлические чернила, такие как золотые и серебряные чернила, заменяют традиционные пигменты металлическими порошками (например, латунными или алюминиевыми хлопьями). Эти порошки добавляют в чернила незадолго до печати, чтобы сохранить блеск и производительность.
В флуоресцентных чернилах используются флуоресцентные пигменты, полученные путем диспергирования флуоресцентных красителей в синтетических смолах. Они производят яркие,-привлекательные эффекты и широко используются в рекламе, упаковке и на выставках. Однако они имеют крупные частицы и ограниченную светостойкость, что позволяет добиться максимального блеска при ультрафиолетовом освещении.
Магнитные чернила содержат магнитные частицы оксида железа. Контролируя магнитные свойства, символы, напечатанные этими чернилами, могут быть прочитаны специализированным детекторным оборудованием. Он обычно используется для кодирования информации на кредитных картах и чеках.
Защитные чернила (защита от-подделки) используются при печати ценных документов и должны обладать исключительной устойчивостью к свету, теплу, воде и маслу. Некоторые варианты включают соединения, которые реагируют на определенные раздражители (например, УФ-свет, растворители), что позволяет проверить или выявить фальсификацию. Другие типы включают исчезающие чернила, чернила,-меняющие цвет, и термохромные чернила.
К дополнительным функциональным чернилам относятся газо-чувствительные чернила (изменение цвета при воздействии газов), термохромные чернила (чувствительные к температуре-), фотохромные чернила (цвет-активируемый светом), съедобные чернила (для маркировки пищевых продуктов) и чернила для зажигания (используются для нанесения ударов по поверхности спичечных коробков).
