Мастила/Материали за полиграфията

Normal
0

false
false
false

MicrosoftInternetExplorer4

СЪДЪРЖАНИЕ

I. ДИСПЕРСНИ
СИСТЕМИ

Видове
дисперсни системи

Течни
дисперсни системи

II. МАСТИЛА

1.
Композиция

2. Фактори,
определящи структурата на мастилата като дисперсна система

2.1. Степен
на дисперсност

2.2. Обемна
концентрация

2.3.
Взаимодействие между частите на дисперсната система

III.
ПИГМЕНТИ

1. Обща
характеристика

2. Основни
изисквания и характеристики на пигментите

3. Видове
пигменти

3.1.
Органични пигменти

3.1.1.
Технически въглерод – сажди

3.1.2.
Цветни oрганични пигменти

3.1.3.
Пигменти за триадни мастила

3.1.4.
Флуоресцентни багрилни лакове – ФБЛ

3.1.5.
Подцветки

3.2.
Неорганични пигменти

3.2.1. Бели
неорганични пигменти

3.2.2.
Цветни неорганични пигменти

4.
Производство на пигменти – основни технологични методи

IV.
СВЪРЗВАЩИ ВЕЩЕСТВА

1. Обща характеристика
и изисквания

2. Видове
свързващи вещества според закрепването

2.1. Химични
процеси

2.1.1.
Окислителна полимеризация и поликондензация

2.1.2.
Фотополимеризация

2.2. Физични
процеси

2.2.1.
Свързващи вещества, закрепващи се чрез всмукване

2.2.2.
Свързващи вещества, закрепващи се в резултат на изпарение

2.2.3.
Свързващи вещества, закрепващи се в резултат на утаяване

2.2.4.
Свързващи вещества на водна основа

2.2.5.
Термопластични свързващи вещества, закрепващи се при охлаждане

2.2.6.
Комбинирани свързващи вещества

V.
ПРОИЗВОДСТВО НА МАСТИЛА

1. Основна
технологична схема за производство на мастило

2. Други
технологични схеми за производство на мастила

3.
Производство на цветни мастила

VI. СВОЙСТВА
НА ПЕЧАТАРСКИ МАСТИЛА

1.
Структурно механични (реологични) свойства

1.1.
Вискозитет

1.2.
Лепливост

2. Оптични
свойства на мастилата

2.1. Цветова
характеристика

2.1.1. Общи
положения

2.1.2.
Колориметрия и цветово пространство

2.2. Триадни
мастила (Process Inks)

2.3.
Измерване на цвета

2.4.
Интензитет

2.5. Гланц
на мастилата

2.6.
Прозрачност и покривна способност на мастилата

2.7. Други
оптични свойства

2.8.
Качество

VII.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАСТИЛО/ХАРТИЯ

1. Сушилни
технологии

2. Физични
процеси, протичащи при закрепването на мастилото

2.1.
Закрепване посредством всмукване

2.2. IR
сушене

2.3. Сушене
чрез изпарение. Сушене с горещ въздух

3. Химични
методи за закрепване на мастилото

3.1.
Окислителна полимеризация

3.2. UV
сушене. Фотополимеризация

3.3.
Източници на UV лъчи

3.4.
Екологична съвместимост на UV мастилата, използвани за печат на опаковки

3.5. ЕВ
(електронно лъчево) сушене

VIII. ВИДОВЕ
ПЕЧАТАРСКИ МАСТИЛА

1. Mастила
за офсетов печат

1.1. Общи
изисквания за конвенционалните офсетови мастила

1.2.
Вестникарски мастила за офсетов печат

1.3. Мастила
за ролен илюстрационен офсетов печат (HSWO)

1.4. Мастила
за листов офсетов печат

1.5. UV
листови офсетови мастила

1.6.
Хибридни мастила за UV технология

1.7. Мастила
за сух офсетов печат (waterless)

2. Мастила
за висок печат

3. Мастила
за флексопечат

4. Мастила
за дълбок печат

5. Мастила
за ситопечат

IX. МАСТИЛА
ЗА ДИГИТАЛЕН ПЕЧАТ

1. Тонери

1.1. Сухи
тонери

1.2.
Трибоелектрични свойства на тонерите

1.3. Течни
тонери

1.4. Ново
поколение течни тонери

1.5.
Производство на тонери

2. Мастила
за inkjet печат

2.1. Обща характеристика

2.2.
Резолюцията в струйния печат

2.3. Видове
мастила за струен печат

2.4.
Широкоформатен inkjet печат

2.5. Нови
мастила за струен печат

2.6. Kои са
факторите, които могат да стимулират мастиленоструйните системи за бъдещето?

3. Мастилата
за дигитален печат и възможностите за рециклиране на отпечатъците

3.1. Опити
на INGEDE

3.2. Какви
са възможностите за рециклиране на отпечатъци от новите дигитални печатни
системи?

X.
ЕКОЛОГИЧНИ АСПЕКТИ НА ПЕЧАТАРСКИТЕ МАСТИЛА

1.
Екологичният имидж на мастилата

2.
Предпоставки, които принципно трябва да се отчитат при производството на
мастила

3. Програми
за производство на екологични мастила

4.
Въглеродните емисии в печата

ПРЕДГОВОР

Днес цялата печатна индустрия е поставена пред много големи
предизвикателства, породени от различни явления в нашия свят, в това число конкуренция
от IT технологиите и перманентните световни кризи от различен характер. Без
съмнение обаче може да се каже, че ресурсът на печатарската индустрия съвсем не
е изчерпан. Това се вижда от непрекъснатото модернизиране, актуализиране,
интегриране и реформиране на фирмите в

бранша, с оглед реализиране на по-голяма ефективност и
конкурентоспособност или поддържане на вече заявена жизненост.

Според доклад на авторитетната Smithers Pira (Smithers Pira Releases VDP Forecast 2012–2017,
Romano Richard, WhatTheyThink, 17.01.2013) относно прогнозите за
следващите пет години (2012–2017 г.) се предвиждаразвитие на печата, в което дигиталните технологии ще
увеличават значително своя дял и значение. Пазарът на дигиталния печат като
цяло ще нарасне почти двойно – от
8,2% сега до 14,2% относителен дял през 2017 г. Конкретно за
Електрофотографията (ЕР) се предвижда ежегоден ръст с 1,5%,докато inkjet печатът ще се развива
с невиждан досега ръст – 14,2% на година. В рамките на дигиталния печат печатът
с променливи данни (variabledata
printing – VDP), който е същностната характеристика на дигиталнияпечат, ще достигне относителен дял
от 28% през 2012 до 34% през 2017 г.

Тези данни се приемат от специалистите без изненада, като
потвърждение на неподлежащи на съмнение тенденции в печата. Общият извод е, че
печатната комуникация вече е изменена, и ще се променя перманентно. Но
най-същественото в тази промяна е свързано с непоколебимото и необратимо
движение към дигитализация, което е така необходимо в съвременния свят на
информационна глобализация и разширява неимоверно хоризонта на печата.
Печатната индустрия в света в момента се развива с оглед на тази обща тенденция
и поради това конвенционалните печатни технологии се свиват съществено.

Потенциалът на дигиталния печат се формира най-вече от
обемите на различни видове печатни продукти, произвеждани от неговите различни
технологични варианти сега, както и от завладяването на нови и нови сфери,
отнемани най-вече от офсетовата технология. Основните печатни продукти – книги,
списания, масови издания и вестници, ще се печатат предимно в относително къси
тиражи, някои дори в много къси, при това за пределно кратки срокове, с
възможно най-високо качество. И в този смисъл дигиталните печатни технологии
получават всеобщо признание.

Нещата са отишли още по-напред, в приложението на т.нар.
облачни услуги. Изненадващото е, че „облакът“ е вече част от печатната
индустрия. Например Web-to-print концепцията е услуга, която в есенцията си се
базира на „облака“. В момента тя се радва на широка употреба от страна на много
компании, за управление на печата за определен тип работа. Това, което потребителите
на web-to-print са признали, е потенциалът на мрежата за откриване на нови
пазари и потоци от приходи, което улеснява клиентите, когато купуват – основно
принципно преимущество на облака. Потребителите на облака могат да се
съсредоточат върху приложенията, които носят печалба на бизнеса им, а не върху
IT решенията, които трябва да поръчват.

Също така „облакът“ им осигурява възможността да платят
единствено това, което са използвали, т.нар. решения „при поискване“, което
прави процеса още по-гъвкав. Оттук произтича и голямото предизвикателство за
печатната технология като информационна технология, а именно да овладее напълно
възможностите на дигиталния печат и на всички останали онлайн възможности, разширявайки
обсега си като доставчик на различни видове печатни продукти, като продължава
своята основна роля в информационното и комуникационно обслужване на
обществото, така както това е било от векове.

В такава динамична обстановка се развива и секторът
материали за полиграфията и в частност мастила за печат. Според стандартната
класификация мастилата са основен материал в печатните технологии. Това е
условно диференциране, но то е валидно и до днес. Материалите, които остават в готовия
продукт, са основни, а всички останали, които вземат участие в технологията, но
не остават в отпечатания продукт, са спомагателни. В настоящото издание мастилата
са представени от тази гледна точка. Книгата е предназначен за студенти от
специалност полиграфия в Техническия университет, както и за всички в други
висши училища, където съществуват сходни специалности – книгоиздаване, печатни
комуникации, книгопечатни технологии и т.н. Той е построен така, че осигурява
детайлно изучаване на мастилата като основна част от курса Материали за
полиграфията, като са взети предвид най-новите съвременни постижения в печат-

ните технологии.

ВЪВЕДЕНИЕ

Мастилата са основен материал, предназначен за създаване на
визуалния образ от печата. Те са много разнообразни, отличават се по своята композиция
и свойства. Притежават цвят, вискозитет, лепливост, гланц, прозрачност или
покривна способност, светлоустойчивост и т.н. Различават се по своето
предназначение, т.е. по това в условията на каква конкретна печатна технология
се използват. Именно според особеностите на използваната печатна технология се
специфицират и изискванията за мастилата.
Това е наложило създаване на различно формулирани мастиленикомпозиции, които се модифицират за
всеки конкретен случай. Възможностите в този смисъл са неограничени, което
определя голямото разнообразие в асортимента на този изключителен по своето
значение материалза печата.

Асортиментът от различни мастилени суспензии включва както
известните, конвенционални и модифицирани по определен начин серии мастила,така и радикално различаващите се,
нови мастилени композиции, предназначени за иновативни технологични решения.

Печатният процес
представлява многократно размножаване на текстова и изобразителна информация.
При това се получават идентични екземпляри посредством пренос на мастилото от
печатната форма върхухартията под натиск.

Печатните процеси на тиражиране
на еднакви отпечатъци – независимо от вида на печатната форма – могат да се
групират най-общо в две групи:

• Способи, при които хартията
влиза в непосредствен контакт с печатната форма.

• Способи, при които не се
осъществява директен контакт между печатната форма и хартията.

Към първата група способи се
отнасят всички класически печатни технологии: висок печат, включително
флексографията, плосък печат (литография, фототипия, di-litho), дълбок печат,
ситопечат.

Към втората група способи се
отнасят класическият офсетов печат,типоофсетът, дълбокият офсет.
Понякога към тази група се причислявати някои
от новите дигитални печатни способи, между които най-типичниса електрофотографският индиректен печат на HP
Indigo с течни тонери иновият нанографски inkjet печат
на Benny Landa, макар че при всички тяхлипсва
печатна форма в класическия смисъл.

Независимо от особеностите на
всички тези печатни способи, те нетрябва да се разглеждат
изолирано, тъй като имат много общи страни. Например обща характеристика са
условията на предаване на мастилото върхухартията,
всмукването и закрепването му върху повърхността на субстрата.

Поради това теорията на печатните
процеси включва преди всичко изучаване на тези общи въпроси, които са свързани
с определени физикохимични,физикомеханични и електрофизични
явления.

Всеки конкретен печатен процес е
многофакторен и той се състои ототделни елементи, чийто брой и
характер могат да се изменят в зависимост от технологията. Класическият печатен
процес се описва със следнитеосновни взаимодействия и
характеристики:

– Мастило/печатна форма.

– Печатен материал/печатна форма.

– Взаимодействие печатна
форма/мастило/хартия, под натиск (контакт).

– Разцепване на мастилото между
печатна форма и хартията, след излизане от контактната зона.

– Извеждане на готовия отпечатък.

За осъществяване на какъвто и да
било печатен процес от особена важност е взаимодействието между мастило,
печатна форма и хартия. То сеописва с изпълнение на следните
условия:

– мастилото да oмокря валовете на
мастиления апарат, печатните елементи от повърхността на печатната форма и
хартиената повърхност,върху която се печата;

– мастилото да прилепва към
всички тези повърхности и в същотовреме да се разцепва между тях,
придвижвайки се по пътя до хартията (адхезия/кохезия);

– мастиленият пренос се
осъществява под натиск в контактната зона;

– но за получаване на отпечатък
само тези условия не са достатъчни;

необходимо е надеждно закрепване
на мастилото върху хартията, безразмазване и копиране, което в
най-общия случай наричаме изсъхване на мастилото.

Всичко това е валидно за всеки
печатен процес, а за най-разпространения – офсетовия, се добавя и допълнително
условие –oмокряне на непечатните елементи от овлажняващия
разтвор и на гуменото офсетово платно от мастилото.

Мастилото е най-гъвкавият
елемент в печатния процес и може дакомпенсира
промените в останалите елементи на процеса.Разбирането
за влиянието на другите фактори в печата върху свойствата на мастилото
позволява на производителите да подбират подходящитематериали за всеки конкретен случай с цел оптимизиране
свойствата на самите мастила и печатния процес като цяло.

Без знанието и отчитането на
всички тези общи теоретични основи напечатния
процес не може да се пристъпва към изучаване на един от основните материали в
печата – мастилото. То се приема като магията на „черното“ изкуство,
както все още се нарича полиграфията.

Навярно малцина си спомнят, че
корените на печатарското мастило секрият в средата на далечния XV
век, когато Йоханес Гутенберг наред съссвоята
дървена печатарска преса открива и пигмента за черното мастило.

Това е бил техническият въглерод
(саждите), който остава и до днес общоприет пигмент за най-голямотонажното
мастило в печата.

Едва ли е нужно да се доказва
какво е значението на мастилото за графичната индустрия. Tо създава визуалното възприятие
на най-универсалнияносител на информация, хартиения, който ние
наричаме най-общо печатенпродукт (print media). Както е
добре известно, мастилата са различни посъстав и
свойства според особеностите на печатната технология и споредмного други конкретни условия на печатния процес.

Днес световният обем на
производството на печатарски мастила възлиза на повече от $12 милиарда (Ink World Magazine, 2012 г.).

I. ДИСПЕРСНИ СИСТЕМИ

Според общите представления
веществата в природата могат да се намират в три състояния – твърдо, течно и
газообразно. Съвкупност от няколко невзаимодействащи помежду си вещества, в
едно или няколко състояния,представлява система. Към тях се
причисляват дисперсните системи.

Дисперсните системи са
хетерогенни физикохимични системи,съставени
от две или повече фази, със силно развита повърхност на раздела между тях при
условие на неразтворимост.Обикновено
една от фазите образува непрекъсната дисперсна среда, вчийто обем са разпределени дисперсните фази под
формата на дребни кристали, твърди аморфни частици, течни капчици или въздушни
мехурчета.

Най-често се срещат дисперсните
системи с една твърда дисперсна фаза,равномерно
разпределена в обема на течната дисперсна среда. Те се отличават от еднофазните
тела по това, че отделните частици на твърдата фаза неса молекули, а агрегати, състоящи се от молекули.
Нередки са случаите, когато дисперсната среда се изражда до съвсем тънки слоеве
(като филм), които разделят частиците на дисперсната фаза. Подобна система
представлявахартията, в която водата (дисперсна среда) е в
нищожно количество (5–8%)спрямо количеството на останалите
хомогенно разпределени компоненти(дисперсни фази). Химията на
дисперсните системи се изучава от обособендял от
физикохимията, наречен колоидна химия. Дисперсното състояние еуниверсално в природата, което му определя особено
положение и връзка снай-разнообразни области от науката и
промишлеността.

Един от най-характерните
параметри за дисперсните системи е степенна дисперсност,
определяща средния размер на частиците на дисперснатафаза. Според този параметър условно различаваме
грубодисперсни и високодисперсни (фини) системи. Последните са известни под
името колоиднисистеми. В грубодисперсните системи размерът на
частиците на дисперсната фаза е по-голям от 1 μm, а относителната повърхност на
единица маса (g)е не повече от 1 m². В колоидните
системи степента на дисперсност варираот 1 μm
до 1 nm, а относителната повърхност, която заема единица маса (g),е голяма – стотици квадратни метри (m²/g).
Колоидната система е ултрамикрохетерогенна система,
минимум двуфазна, с високоразвита повърхностна
раздела.

В дисперсните системи степента на
дисперсност е усреднена, тъй каторазмерите на частиците е различен
и затова се взема средният размер, който би трябвало да е доминиращ. Често
мярката за степен на дисперсност еразтегливо понятие, което прави
възможно броят на дисперсните системида расте
неимоверно – прахове, пяна, суспензии, емулсии и т.н. Един пример:
високомолекулните съединения по своята дисперсност, т.е. по размерана молекулите си са съизмерими с размерите на
частиците на дисперснитесистеми, в частност на
колоидните. Такива са каучук, целулоза и други видовеполимери. Но те не са дисперсни системи, тъй като
съществуват под формата на молекули, макар и полимерни, и за тях не са присъщи
много явления,характерни за колоидните системи (като коагулация).

Дисперсните системи биват свободно дисперсни и свързани,
т.е. структурирани системи. В свободно дисперсните системи отсъства сцеплениемежду частиците на дисперсната фаза. Всяка такава
частица е кинетическинезависима, участва в интензивно Брауново движение,
а степента на дисперсност е достатъчно висока. Механичните свойства на такава
система сеопределят преди всичко от свойствата на дисперсната
среда.

При свързаните дисперсни системи
е характерна неподредена пространствена структура (каркас, скелет), образувана
от контакта между частиците на дисперсната фаза. Механичните свойства на
подобна системазависят от броя на точечните, кохезионни контакти
(сцепление) между отделните частици на фазата.

Междумолекулното взаимодействие
между дисперсната среда и дисперсната фаза се характеризира с понятия като лиофилност и лиофобност.Тези понятия са въведени в началото на ХХ век като
обобщение на понятията хидрофилност и хидрофобност (Фрейндлих, Жак Перен, от
гръцкилио – разтворим). Ако дисперсната фаза и
дисперсната среда са близки построеж на молекулите си и силно
си взаимодействат помежду си (напримеробразуват
водородни връзки), говорим за лиофилност на системата. Прислабо взаимодействие среда/фаза системата е
лиофобна. Мярката за интензивността на това взаимодействие е повърхностното
напрежение (σ), коетое на границата на раздела на фазите. Лиофилността е
толкова по-висока,колкото е по-ниско повърхностното напрежение.

Лиофобните дисперсни системи са
принципно неустойчиви, коетоопределя протичане на процеси,
които водят към изменение на строежана
системата. Такива процеси са коагулация
и коалесценция. Коагулациятае
дифузионен пренос на вещества с малки размери на частиците към по-крупни, при
което се получава утаяване (седиментация). Коалесценцията екоагулация в емулсии. При висока лиофилност
системата е термодинамически устойчива към коагулация.

Управлението на баланса
лиофилност/лиофобност може да се осъществи с въвеждане на повърхностно
активни вещества (ПАВ) в системата, с което се изменя характера на
взаимодействие между дисперснатафаза и средата. Особено ефективна
лиофилизация се постига с явлениетосолватация – формиране на т.нар. структурно механична бариера върхуповърхността на частиците на дисперсната фаза. Това
са плътни адсорбционни слоеве от молекули на ПАВ, известни като солватни
слоеве, коитоимат лиофилна външна повърхност и са способни да
противостоят на молекулното взаимодействие при доближаване на частиците една
към друга. Стова се регулират свойствата на дисперсните
системи.

Какво представляват ПАВ? Това са
вещества, които са способни да серазпределят в тънък мономолекулен
слой на повърхността на раздела междудве фази,
например пигмент/свързващо вещество. С това те предизвикватпонижение на повърхностното напрежение между
фазите. Молекулите имсе състоят от две части: полярна, например
карбоксилна група (СООН—),имаща сродство към водата, и
неполярна част, която обикновено е въглеводороден остатък, който има сродство
към маслото (–О). ПАВ биват водоразтворими (висшите спиртове, натриевите соли
на висшите мастни киселини)и маслоразтворими (свободните
висши мастни киселини, много полимери сасиметричен
строеж, с активни функционални групи).

Сикативите, някои подцветки в
мастилата, представляват ПАВ, а олеиновата киселина (С17Н33СООН) например е
класически пример за маслоразтворимо ПАВ.

Видове дисперсни системи

Един от признаците за
класификация на дисперсниите системи е агрегатното състояние на дисперсната
фаза и дисперсната среда. Обикновеноагрегатното
състояние на дисперсната система се определя от агрегатнотосъстояние на дисперсната среда, според която
дисперсните системи биват:

• Твърди (твърда дисперсна среда)
– стъкло, минерали, сплави, кожи,гума, бетони.

• Течни (течна дисперсна среда) –
суспензии, емулсии, пяна.

• Аеродисперсни (газообразна
дисперсна среда) – облаци, аерозоли,димни
газове, космически прах, тонери и др. Например аерозолитеса дисперсни системи течност-газ (облаци) и твърдо
тяло-газ (прах).

Течни дисперсни системи

Според вида на дисперсната фаза
течните дисперсни системи биват:

– суспензии – с твърда дисперсна
фаза и течна дисперсна среда (мастила);

– емулсии – с течна дисперсна
фаза и течна дисперсна среда (мляко);

– пяна – с газообразна дисперсна
фаза и течна дисперсна среда.

Суспензиите са дисперсни системи,
в които дисперсната фаза е твърдовещество, хомогенизирано в обема
на течната дисперсна среда. Суспензиите се отличават от обикновените колоидни
системи с по-големия размер начастиците на дисперсната фаза.
Такъв тип суспензии са именно печатарските мастила.

st1:*{behavior:url(#ieooui) }

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:“Table Normal“;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-parent:““;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:“Times New Roman“;
mso-ansi-language:#0400;
mso-fareast-language:#0400;
mso-bidi-language:#0400;}