Проблема вязкости краски во флексографии

Почему повышение или понижение вязкости нарушает плотность красочного слоя в печати. Рассмотрим на примере сольвентных и водных красок во флексографской печати.

В флексографии и глубокой печати существует распространенный миф, который никто не ставит под сомнение:

Оператор вносит корректировки, чашка Зана даёт новое число, и процесс печати продолжается, как будто проблема решена. Иногда это срабатывает, но иногда — нет. А когда это не срабатывает, вину обычно возлагают на анилоксовый вал, форму, печатный материал или... погоду. Никто не вспоминает, что вязкость — это линейный регулятор, который можно изменять без последствий.

Вязкость не является абсолютной величиной. Это реакция на изменение. Флексографские краски являются неньютоновскими жидкостями, в основном псевдопластичными, и их поведение радикально меняется в зависимости от того, где и как их наблюдают. Измерение вязкости с помощью чашки Зана или Форда фиксирует один момент времени — и затем мы притворяемся, что это число определено постоянно на весь печатный процесс.

В состоянии покоя относительно высокая вязкость помогает предотвратить осаждение пигмента и сохранить стабильность и однородность. Под ракелем краска должна быть достаточно жидкой, чтобы правильно заполнять ячейки анилокса. А в зоне печати краска сталкивается с настоящим испытанием: она должна выйти из ячейки, перенестись на запечатываемый материал и восстановить структуру за доли секунды.

Именно здесь появляется концепция, объясняющая большинство проблем с насыщенностью цвета: максимальная растворимость.

Каждая краска имеет оптимальное соотношение смол, пигментов и добавок. Если вязкость слишком высокая, преобладает внутренняя когезия, и краска не выходит из ячейки анилокса, что приводит к неполной передаче и низкой оптической плотности. Обычно в этом случае снижают вязкость.

Но слишком сильное снижение вязкости также приводит к проблемам. Краска легко выходит из ячейки, но без оптической массы с минимальным пигментом. Красочный слой слишком тонкий, эффективная пигментная нагрузка падает, и плотность теряется. На этот раз не из-за плохой передачи краски, а из-за её сильного разбавления.

Две разные ошибки привели к одному и тому же результату.

Между этими крайними значениями находится область, имеющая практическое значение: оптимальная область использования. В ней есть максимальная (идеальная) точка использования.

Это не удобное среднее значение, а точка, в которой чернила текут достаточно для переноса, сохраняя при этом структуру, необходимую для нормальной переноски пигмента. Отклонение от этой точки — в любом направлении — означает ухудшение качества печати, даже если ваш секундомер показывает обратное.

Белила безжалостно подтверждают эту логику.

Белый диоксид титана — это непрощающая ошибок краска. Это суспензия с чрезвычайно высоким содержанием пигмента (40–50 %). С точки зрения реологии, она ведет себя совсем иначе, чем обычные краски. В то время как голубой цвет (cyan) легко разбавляется, белый часто демонстрирует высокий порог текучести и активное сопротивление растеканию.

Попытка контролировать его путем добавления только растворителя — классическая ошибка. Растворитель смачивает частицы, но не разрушает связи TiO₂. В результате низкая вязкость приводит к худшей передаче краски, нестабильности (неоднородности) и забиванию ячеек анилокса. Белая краска не требует большего количества растворителя. Ей нужна структура.

В контролируемых испытаниях (600 LPI анилоксовый валик, 3,0 BCM, скорость сдвига около 10 000 с⁻¹) оптическая плотность показывает четко выраженный пик в зависимости от вязкости. За пределами этого диапазона пятнистость (неоднородность) увеличивается как выше, так и ниже него. (Смотри рисунок выше). Это не субъективное мнение. Это физика жидкости/текучести, применимая к печати.

Итак, вы должны задавать себе следующие вопросы при настройки печатного процесса:

Повышая или понижая вязкость вы точно стремитесь к максимальной точке использования?

Знаете ли вы, где находится эта точка, или же просто колеблетесь между противоположными ошибками?

Измеряете ли вы реологию краски в реальных условиях или доверяете удобным цифрам?

Сколько плотности вы теряете каждый день, игнорируя точку, которую определяет физика?

Перевод статьи: Daniel Boaglio – The viscosity trap: why raising or lowering it destroys density.

Современные краски сильно пигментированы с минимальным количеством связующего вещества. Они более критичны с точки зрения реологии: более низкая допустимая разбавляемость, узкий диапазон между «текучестью» и «разрушением».

Ещё частая ошибка, когда используется растворитель, который не растворяет смолу данной краски.

Для обеспечения хорошего краскопереноса требуется новое поколение анилоксовых валов, которые при низкой вязкости обеспечивают лучший перенос и большую плотность. Также следует учитывать и флексоформы, нанесение микрорельефа на печатные элементы, способствует получению хорошего краскопереноса. Подобрать паттерн микрорельефа можно с помощью тестов для различных красок и анилоксов.

Печатники должны стремиться к тому, чтобы краски всегда имели «оптимальную» вязкость, и регулировать насыщенность цвета или непрозрачность белой краски, устраняя истинную причину проблемы, а не применяя временные меры в виде сильного изменения вязкости.

Поэтому, когда покупаются краски, они должны сопровождаться кривой разбавления с использованием соответствующего растворителя.