Публикации

А. Грабов, С. Клышникова, И. Соколова, ТЗПК; В. Ромейков, «НИССА Медиапроект»

В последние годы довольно часто приходится слышать, что появление УФ-красок и красок электронного отверждения положило конец развитию офсетных красок. Такие утверждения можно сравнить с высказыванием о том, что после появления реактивного самолета авиация не развивается.

Перед разработчиками красок ежедневно возникают новые задачи, вызванные развитием печатных машин, изменениями на сырьевом рынке, экономической конъюнктурой, ужесточающимися требованиями по охране окружающей среды и так далее. В ходе решения этих задач краски постоянно дорабатывают, видоизменяют, используют новые виды сырья, а иногда находят новое, более широкое применение уже известным материалам, К таким материалам, в частности, относятся полиграфические минеральные масла (МП) и нефтеполимерные смолы (НПС). Статья посвящена опыту работы в этом направлении на Торжокском заводе полиграфических красок.

Как известно [1], полиграфическая краска имеет три основные составляющие — пигмент (15 — 20 %), связующее вещество (70 — 80 %) и добавки (5 — 10 %).

Пигмент (для смесевых красок — это смесь пигментов) предназначен для обеспечения заданных цветовых характеристик краски и устойчивости этих характеристик в процессе печати и применения отпечатанной продукции, например светостойкость, термостойкость, кислото- и щелочестойкость, устойчивость к действию масел и растворителей и т.д. По своему агрегатному состоянию пигменты являются высоко-дисперсными порошками.

Основная задача связующего вещества — доставить пигмент на запечатываемую поверхность и обеспечить там его прочное закрепление. На производстве используют упрощенное выражение — «связующее»; часто употребляют слова, пришедшие из немецкого языка, — фирнис (олифа) и лак. Связующее — это раствор одной или нескольких смол в растворителе. В качестве растворителей в офсетных красках обычно применяют минеральные масла. Офсетные краски являются вязкими (консистентными) пастами. Практически все печатно-технические свойства краски (исключая цветовые характеристики) определяются свойствами связующего. 

К добавкам относятся такие вещества, как ускорители и замедлители высыхания (сиккативы и ингибиторы), воск и другие компоненты, вводимые в небольших количествах.

В сущности, только после перемешивания со связующим сухой порошок пигмента превращается в краску. Краска для современной рулонной офсетной печати должна обладать рядом свойств (определяемых, прежде всего, связующим):

—           достаточной текучестью, поскольку подается из контейнера по трубопроводу (даже если после контейнера с краской установлен насос, краска все равно к насосу поступает самотеком), причем текучесть краски должна быть стабильной при хранении, так как типографии необходимо иметь некоторый технологический запас краски;

—           хорошей раскатываемостью на валиках печатной машины;

—           отсутствием брызг и пыления при высокой скорости вращения валиков красочного аппарата, свойственной современной рулонной печати;

—           избирательностью (т. е. ложиться только на печатные элементы и отталкиваться от пробельных элементов формы);            

—           быстрым и устойчивым выходом на баланс «краска-вода» в широком диапазоне подачи как краски, так И увлажняющего раствора при температурах до 35 — 40 "С, именно до таких температур разогревается зона печати на скоростных печатных машинах;

—           оптимальной липкостью;

—           четкостью передачи растровой точки на бумагу;

—           соответствием скорости высыхания краски и скорости печати;

—           устойчивостью после высыхания к механическим воздействиям;

—           соответствиемдействующимсанитарно-техническим нормам.

В состав связующего, отвечающего этим требованиям, обычно входят [2]: твердая смола (на основе модифицированной канифоли + природная НПС (гильсонит) — 30 — 40%, алкидная смола (до 10 %), растворитель смол (на основе минеральных масел) — до 60 %.

Необходимо отметить, что далеко не каждое минеральное масло можно применять в сочетании со смолами, составляющими основу связующего вещества для офсетных красок. Подбор композиции «смола — растворитель», позволяющей изготавливать высококачественное связующее, отвечающее вышеперечисленным требованиям, является сложной и ответственной работой, для которой необходим широкий ассортимент как смол, так и масел.

Распад СССР негативно сказался на сырьевой базе отечественного производства офсетных красок, в первую очередь — минеральных масел. Основные месторождения нефти, подходящей для производства минеральных масел для печатных красок, а также производственные мощности по получению этих масел отошли к Украине. Ни российское, ни украинское правительство не проявили заинтересованности в поддержке отечественных производителей, и в результате в 2007 г. ярославский нефтеперерабатывающий завод им. Д. И. Менделеева полностью прекратил производство минеральных масел для полиграфии (масла серии МП). Регулярное производство масел этой серии во Львове было остановлено еще раньше. Отдельные российские производители, выяснив, что некоторые их продукты необходимы в производстве офсетных красок, сразу же взвинтили цену, сделав использование их продукции абсолютно нереальным.

В области твердых смол также сложилась неблагоприятная ситуация. Современные высококачественные черные краски для рулонного офсета невозможно изготавливать без применения НПС [3]. Такие импортные продукты, как гильсонит или высококачественная синтетическая смола ER-125, сильно возросли в цене и практически перестали поступать на российский рынок.

Анализ сложившейся ситуации показал, что наиболее рациональным решением создавшейся проблемы было бы изготовление нужных продуктов с заданными свойствами собственными силами. При этом в основе как масел, так и смол должны лежать отечественные продукты, имеющие широкое применение во многих отраслях промышленности. А придать им свойства, необходимые для производства офсетных красок, можно специальной обработкой и добавкой специфических аддитивов. Только такой подход позволяет обеспечить надежную сырьевую базу для производства офсетных красок на российском предприятии в настоящее время.

Поскольку НПС хорошо совмещаются с минеральными маслами и достаточно хорошо с традиционными твердыми смолами на основе канифоли, то их применение позволяет расширить область поиска минеральных масел для офсета и наладить производство связующих.

Этому препятствуют два фактора, осложняющих применение НПС для производства офсетных красок:

—           низкая температура размягчения;

—           наличие специфического запаха. Практически все НПС, производимые в России, имеют температуру размягчения не более 95 — 105 "С, а для применения в офсете смолы должны иметь температуру размягчения не менее 115 —120 °С.

В литературе [4, 5] описан ряд способов модифицирования НПС с целью повышения температуры размягчения смолы. Исходя из принципов технико-экономической целесообразности, на ТЗПК был реализован способ, базирующийся на термической радикальной полимеризации, позволивший повысить температуру размягчения до необходимых значений. На базе отечественных термомодифицированных смол были изготовлены различные виды связующих для офсетных красок, причем масла для этих красок не являлись дефицитными. Нефтеполимерные смолы были использованы в черных красках таких серий, как 2111 и 2115. Этими красками, демонстрирующими очень хорошие печатно-технические свойства, уже более года печатают в различных типографиях на машинах разных типов.

Вопрос о запахе полиграфических красок всегда является достаточно «деликатной» темой в общении между производителями краски и потребителями, которые совершенно справедливо хотят, чтобы краски не пахли. Однако в реальности это практически невозможно, поскольку абсолютно не пахнущих веществ не существует. Некоторые вещества наш нос чувствует при ничтожной концентрации, например ванилин или сероводород, а некоторые не ощущаются обонянием, даже если концентрация превысила смертельный порог, например угарный газ.

Таким образом, наличие неприятного запаха и вредность продукта это вовсе не одно и то же. Примером этому являются краски УФ-отверждения. Несмотря на неприятный запах, который некоторое (часто довольно продолжительное) время сохраняется на оттиске или слое лака, никто не относит эти краски к категории вредных веществ. Более того, краски УФ-отверждения часто используют для печати детской литературы, к которой во всем мире предъявляют самые высокие требования по безопасности.

Аналогичная ситуация часто наблюдается в красках, содержащих НПС. Наличие ничтожных примесей вызывает специфический запах, хотя краска совершенно безопасна и имеет все необходимые сертификаты безопасности как на краску, так и на все ее компоненты. Разумеется, разработчики красок ищут пути уменьшения запаха: тщательно отбирают поступающее сырье, разрабатывают рецептуры красок, в которых традиционные смолы и их запах снижают специфичность восприятия запаха НПС.

В условиях экономического кризиса применение НПС делает отечественные краски экономически конкурентоспособными по сравнению с импортными аналогами, присутствующими на российском рынке. При этом необходимо отдавать себе отчет в том, что только наличие таких отечественных красок удерживает рынок в этом сегменте от резкого скачка вверх.

1.            Learcfi R.J. Pierce printing ink manual, London — NY, 1995.

2.            Offsetdruckfarben: Zusammensetzung, Herstellung, Anwendung — брошюра фирмы Зигверк, 2003.

3.            Worlee — Chemie GmbH. Naturharze und modifizierte Harze. Technische Information. 2008.

4.            Думский Ю.В., Но Б. И., Бутов Г. М. Химия и технопогия нефтепопимерных смол. — М.: Химия, 1999.

5.            Kirk-Othmer Encyclopedia Of Chemical Technology, 5th edition / John Wiley & Sons, 2008