Основные положения теории цветности.

Важнейшим оптическим свойством красящих веществ является цвет. Цвет краски обусловлен результатом процесса отражения и поглощения лучей света. Свет это один из видов электромагнитных колебаний. Видимый солнечный цвет охватывает область электромагнитных колебаний длиной волны 400-760 нм. Световой поток с длиной волны менее 400 нм относится к ультрафиолетовой части спектра, а выше 760 нм к инфракрасной части спектра. В солнечном цвете различают семь основных радужных цветов(красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый) и множество оттенков число которых колеблется до нескольких сотен.

При смешении световых потоков основных цветов-- красного, синего и зеленого, при условии их одинаковой яркости, создается впечатление белого цвета. Смешением трех или двух потоков разной яркости могут быть получены различные оттенки. Смешение цветов при котором не происходит поглощения, а осуществляется смешение называется аддитивным.

Если к определенному монохроматическому потоку добавить другой монохроматический поток и при смешении образуется белый цвет, то два таких цвета называются дополнительными.

Изменение цвета в сторону более длинных волн называется углублением цвета или батохромным сдвигом. Обратное изменение, т.е., в сторону более коротких длин волн называется повышением цвета или гипсохромным сдвигом.

Совсем другие оттенки получаются, если вместо смешения световых потоков смешать краски ли если последовательно накладывать друг на друга тонкие слои прозрачных красок. Так, при смешении красок трех основных цветов (синей зеленой красной), получают черный или серый цвет.

При действии цвета на различные непрозрачные тела, когда отражаются лучи всей видимой части света, тела воспринимаются как белые. Если лучи полностью поглощаются телом, то тела воспринимаются как черные, при частичном поглощении в равной степени всего видимого диапазона волн - как серые. Тела белые, черные и серые называются ахроматическими. При избирательном поглощени световых лучей разных длин волн из общего потока света в резуль­тате сложения отраженных лучей возникает цвет, и тела воспринимаются окрашенными

СВЯЗУЮЩИЕ для печатных красок.

. Связующее -- жидкая фраза красок, состоящая из смол, различных растворителей и добавок. Связующие придают краскам печатные свойства, т.е. способность раскатываться валиками в тонкий равномерный слой, наноситься на печатную форму, переходить с формы на запечатываемую поверхность и закрепляться на ней.

Требование к связующему: 1. Обеспечивать прочное закрепление пигмента на оттисках.
2. Хорошо смачивать пигмент, иметь достаточную вязкость и липкость.3.НЕ вступать в реакцию с пигментом.4. Не вступать в реакцию с материалом печатных форм, быть по возможности безвредными.5.Быть прозрачными, бесцветными или слабоокрашиваемыми.

Это достигается путем подбора состава связующего, т.е. пленкообразователей, растворителей и добавок.

Одной из основных функций связующего является закрепление пигмента на оттисках, которое может достигаться 1. За счет химического пленкообразования, т.е. закрепления за счет поликонденсации, фотополимеризации или реакции окислительной полимеризации смол.2. Впитывания и отделения нелетучего растворителей в процессе впитывания.3. Испарения растворителя.4. Высаждения полимера за счет изменения соотношения растворитель - осадитель. 4.Термоплавкого связующего.

Механизмы закрепления.

1.Химическое пленкообразование. характерно для растительных масел. Растительные масла представляют собой сложные эфиры глицерина и органических кислот с одной или двумя двойными связями. Эти связи под воздействием кислорода воздуха превращаются в перекиси, которые разлагаются с образованием свободных радикалов, способствуют образованию полимеров. В практике обычные растительные масла не применяют из-за их низкой реакционной способности.

Наиболее эффективным связующим являются алкидные смолы. Алкидные смолы представляют собой продукт поликонденсации полученный между о-фталевым ангидридом и двух или трех атомным спиртом, например глицерином или гликолем.

Фенолальдегидные смолы-получают по реакции поликонденсации между формальдегидом и замещенными фенолами. Важным свойством этих смол является их способность играть роль ПАВ, т.е. сорбироваться на частицах пигмента и образовывать защитные сольватные оболочки.

Каучук. Синтетический каучук в чистом виде из-за большой липкости не используется. Из производных каучука широкое распространение получил циклокаучук. Циклокаучук получают из толуольного раствора синтетического изопренового каучука путем его нагревания в присутствии катализатора - пятиокиси фосфора. Циклокаучук характеризуется высокой инертностью, хорошей совместимостью с рядом других полимеров, хорошей отдачей растворителя, прочностью и эластичностью красочной пленки. Недостатком применения циклокаучука является его высокая пылимость.

Кроме того, для пленкообразования могут использоваться простые эфиры целлюлозы и природные белки, извлекаемые из клейковины кукурузных зерен.

Сиккативы используют для ускорения окислительной полимеризации (пленкообразования) В качестве сиккативов используют соли органических кислот и марганца, кобальта, марганца и свинца.

На практике применяют смешанные сиккативы. Сиккативы вводят в краску перед ее изготовлении, но существуют и краски в которые сиккативы введены заблаговременно.

Антиоксиданты (антисиккативы). При длительной работе печатных машин или при остановке машин краска начинает затвердевать на раскатно-накатной системе красочного аппарата и печатной форме. Антисиккативы применяют в виде жидкости в аэрозольной упаковке. Путем опрыскивания растирочных и красочных валиков можно свести к минимуму пленкообразование краски во время остановки печатной машины. Антиоксидантами являются ароматическими амины и фенолы.

Связующие на основе фотополимеров. Химические процессы полимеризации можно ускорить за счет ультрафиолетового облучения оттисков. В этом случае в состав смол входят компоненты чувствительные к облучению. К ним относятся производные акриловой кислоты: СН₂=СН-СООН. Кроме того необходимым компонентом таких систем является инициаторы реакции полимеризации - перекиси и гидроперекиси R-OO-R ROOH. Эти вещества используются для закрепления под действием света, при котором они разлагаются с выделением свободных радикалов, а последние инициируют реакцию полимеризации. При достаточной мощности ультрафиолета отверждение происходит за доли секунды.

Широкому применению данного метода препятствует его высокая стоимость и экологическая опасность вследствии выделения озона.

2.ЗАКРЕПЛЕНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВПИТЫВАНИЯ.

Непременное условие при печатании на связующем, которое закрепляется в результате впитывания - применение пористой бумаги с высокой впитывающей способностью. Таким образом, растворитель впитывается в поры, а краска остается на поверхности. Практически весь растворитель впитывается в поры, так как вследствии впитывания вязкость краски на поверхности растет, и она загустевает. Остаточный в краске растворитель пластифицирует краску и придает ей устойчивость при деформации. Требование к полимерной смоле: она должна быть твердой при комнатной температуре и иметь высокую (выше 100^оС) температуру размягчения. Последнее требование связано с тем, что небольшое количество растворителя, который остается в полимере понижает температуру размягчения краски вплоть до комнатной. И если температура размягчения полимерной смолы невелика, то приходится ждать большее время для удаления растворителя.

3. Связующие, закрепляющиеся в результате испарения растворителя.

В этом случае пленкообразователем служат твердые полимерные смолы. Для растворения применяют летучие растворители, и формирование твердой пленки происходит при непрерывном увеличении концентрации полимера на поверхности печатного материала. Этот способ наиболее незаменим при печатании на поверхности не впитывающего материала.

В качестве растворителей применяют толуол, этанол, этилацетат, изопропиловый спирт, тетралин, этилцеллозольв. и бензин. Испарение летучих растворителей создает вредные условия для персонала, загрязняет окружающую среду. Кроме того, большинство растворителей огнеопасны и взрывоопасны.

4.Закрепление в результате осаждения

Используют раствор полимерной смолы в смеси из двух растворителей - «хорошего» и «плохого» растворителя. Под плохим растворителем понимают растворитель, который не растворяет полимер при данной температуре. Увеличение доли такого растворителя в смеси приводит к агрегации смолы, что ускоряет пленкообразование. При нанесении такого раствора смолы на бумажный носитель происходит избирательное поглощение хорошего растворителя, увеличение доли плохого растворителя, увеличение вязкости из-за агрегации полимерной смолы и как следствие быстрое высыхание.

5.Термоплавкие связующие.

Термоплавкие связующие представляют собой термопластичную смолу (полимерную смолу которая при определенной температуре способна течь) с относительно низкой температурой плавления(до 100 гр. С). Перед печатанием смолу вместе с вкрапленным в нее пигментом расплавляют в красочном ящике до необходимой вязкости, и в таком виде краска наносится на печатную форму. В избежания охлаждения печатную форму, а иногда и раскаточно-накаточную часть машины нагревают. На оттиске краска мгновенно переходит в твердое состояние. Впитывание в этом случае практически отсутствует. Связующим для таких красок является воск и парафин. Кроме пигмента термопластичные краски содержат пластфикатор-олифу.

Изготовление печатных красок. Оборудование.

Производство печатной краски заключается в смешении пигмента и жидкого связующего. При этом должна быть обеспечена высокая степень дисперсности пигмента, равномерное распределение его в связующем и придание пигменту высокой агрегативной устойчивости. Технологические схемы производства красок могут различаться в зависимости от того, используется ли сухой пигмент или пигмент в виде водной пасты, а также от вида и назначения краски.

Большинство пигментов получают осаждением из водных растворов, что обеспечивает высокую степень дисперсности частиц пигмента. Но в дальнейшем, когда осадок отфильтровывается и высушен, пигмент агломерирует в твердую массу, которую размалывают механическим путем. Однако восстановить первичную структуру после размола не удается и пигмент получается в виде полидисперсного порошка с широким распределением частиц по размерам. Поэтому основная задача производства красок -диспергирование пигмента в смеси со связующим (перетир) с целью восстановления первичной высокой степени дисперсности. По мере перетира меняется внешний вид смеси. Сначала грубодисперсные, не перетертые агрегат придают поверхности краски зернистую фактуру, затем по мере перетира она становится глянцевой. Контроль над процессом ведут с помощью прибора - клина, позволяющего видеть наличие крупных частиц. Кроме того, можно использовать микроскоп, а также ситовой анализ

Прибор клин имеет выемку в форме клина, которая начинается с углубления 100 микрон постепенным переходом на нет. Краску прогоняют специальным ножом по клину. При этом грубые частицы, размер которых превышает глубину выемки выступают над поверхностью. По шкале прибора отмечают глубину места, где появилась основная масса грубых частиц.

При ситовом анализе навеску краски, разведенную скипидаром фильтруют через бронзовую сетку. Осадок промывают, высушивают и взвешивают.

Так как экономически и технологически целесообразно готовить сначала промежуточные полуфабрикаты, а не затирать каждую краску в соответствии с ее составом, то сначала готовят промежуточный лак (не путать с красочным лаком) путем смешения смолы и растворителя. Затем промежуточный лак замешивают с пигментом в замесочной машине и оставляют для вызревания замеса на 12-20 часов. На последней стадии в перетир добавляют растворители и добавки.

Оборудование. При производстве красок из сухого пигмента исполь зуют валковую краскотерочную машину, которая состоит из трех металлических валов, вращающихся навстречу друг другу. Скорость вращения валов возрастает от первого вала к третьему. Замес поступает в промежуток между первым и вторым валом. Из-за разности скоростей в узком зазоре возникает градиент скоростей, при котором разные слои замеса движутся с неодинаковыми скоростями друг относительно друга, что и вызывает растирание смеси. Соотношение скоростей 4:2:1. При выходе из зазора перетираемая масса разделяется: одна часть остается на поверхности первого вала и возвращается в исходное положение, вторая попадает на поверхность второго вала и попадает в зазор между вторым и третьим валами. С третьего вала краску снимает нож, прижатый к поверхности третьего вала. Так как перетир сопровождается нагревом, то внутрь валов подают воду для охлаждения. Зазор между валами подвергается регулировке.

На валковых машинах хорошо перетираютя высовязкие краски. Для приготовления маловязких красок, например краски для газет используют бисерную мельницу. Она представляет собой цилиндр, с вертикальным ротором Ротор имеет ряд горизонтальных дисков с бортами. В ротор загружают мелкие шарики из стекла, фарфора или другого материала. Размер шаров 0,5-5 мм. Замес поступает в нижнюю часть машины, а выходит из верхней. Бисерные мельницы имеют рубашку для охлаждения, в некоторых конструкциях охлаждается и ротор. Мельницы обычно стоят последовательно.

Кроме мельниц с валами и шарами находят применение ультразвуковые и электромагнитные диспергаторы.

Производство красок из водных паст пигментов. Водная паста содержит 50% воды. Пасту смешивают со связующим и ПАВ, который создает условия для избирательного смачивания пигмента связующим. В результате вода отделяется от смеси и сливается. Остаток воды 15-20% испаряется в вакууме при нагревании. После удаления последних порций воды вводятся остальные компоненты, и замес перетирают на краскотерочной машине. Так как пигмент в краске уже имеет нужную степень дисперсности, то нет необходимости в продолжительном диспергировании.

Метод удаления воды используется и при изготовлении черных красок. Сажа плохо смачивается связующим, поэтому с трудом перетирается в машине. Процесс перетира значительно облегчается, если сажу предварительно смешивают с водой и изопропиловым спиртом. Такую смесь перетирают, а лишь затем добавляют связующее. Такой способ позволяет сэкономить энергию на размол. В последние годы из-за образования большого количества грязной воды данный способ вытесняется новыми высокоэффективными мешальными устройствами типа диссольвера. Дисольвер представляет собой герметически закрытую мешалку с турбиной фрезерного типа.

Производство красок, содержащих летучие растворители. При производстве таких красок используют герметически закрытое оборудование типа шаровой мельницы. Шаровая мельница представляет собой горизонтальный барабан, заполненный мелющими шарами или галькой. Для перетира используют и стержневые мельницы в которых мелющим телом служат стержни из высокопрочной стали.

Дата добавления: 2015-10-16