Лаки в полиграфии

Технология изготовления печатной продукции с каждым годом становится всё более сложной. Это усложнение не случайно, высочайшая конкуренция в отрасли стимулирует игроков предлагать всё более и более привлекательный продукт. По этой причине производственники, как бы тяжело им не было, продолжают инвестировать в новейшее оборудование, а производители, заинтересованные в этих инвестициях, разрабатывают и предлагают публике технологические новинки.

Ультрафиолетовый лак или уф-отверждаемый лак назван так, потому что лаковая плёнка отверждается в результате реакции полимеризации под действием ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн от 250 до 400 нм. В зависимости от химического состава полимеризация УФ лаков может протекать по радикальному или катионному механизму.

УФ-лаки на основе акриловых мономеров полимеризуются по радикальному механизму, а на основе эпоксидных соединений по катионному механизму. В состав обоих видов уф-лаков входят фотоинициаторы и различные добавки. Полиграфические УФ лаки не содержат растворителей и после полимеризации все 100% нанесенного на оттиск лака образуют твёрдую прозрачную глянцевую/матовую плёнку. Иными словами полиграфические уф-лаки имеют 100% сухой остаток.

Процесс полимеризации по радикальному механизму заканчивается в доли секунды после ультрафиолетового облучения. Полимеризация по катионному механизму протекает значительно медленней, плёнка твердеет через 1–2 сек. после облучения, но затвердевший слой продолжает полимеризоваться в темноте в течение 1–2 суток. Вследствие этого более широкое применение нашли УФ лаки, полимеризующиеся по радикальному механизму. Среди лаков, закрепляющихся под действием УФ-излучения, катионные образуют особое семейство.

УФ-ЛАКИ НА КАТИОННОЙ ОСНОВЕ 

Речь идёт о уф-лаках на основе кислотоотверждаемых эпоксидных систем. Фотоинициаторы для них – специальные соединения (четвертичные ониевые соли кислот Льюиса, например, триарилсульфониевые соли), которые под воздействием УФ облучения распадаются с образованием активного катиона, инициирующего полимеризацию. В качестве связующего-плёнкообразователя выступают эпоксидные смолы – обычно низковязкие алифатические эпоксиды, полимеризующиеся по катионному механизму с раскрытием эпоксидного цикла.

Главные особенности катионных УФ лаков – низкая чувствительность к кислороду и дальнейшая полимеризация даже в темноте. Начальный мощный импульс УФ-облучения необходим для высокого выхода инициирующих катионов. Скорость катионных композиций закрепления ниже, чем у радикальных, зато внутренние напряжения в отверждённом полимере успевают релаксировать за счёт конформационных перегруппировок макромолекулярных цепей. Поэтому катионные УФ-материалы имеют очень высокую адгезию, в т. ч. к проблемным субстратам.

Применение катионных композиций целесообразно, только когда требуется очень высокая адгезия к пластикам, металлам или при жёстких требованиях к термостойкости и химической устойчивости отлакированного оттиска. Ещё одно достоинство катионных систем – отсутствие проблем с раздражающим действием и запахом, которые присущи радикальным лакам.

РАДИКАЛЬНЫЕ УФ ЛАКИ 

Состав УФ лаков, полимеризующихся по радикальному механизму, представляет собой смесь жидких и акриловых мономеров и смол, фотоинициаторов, кремнийорганических соединений, поверхностноактивных веществ, пеногасителей.
УФ-лаки не затвердевают на воздухе и под воздействием тепла, не высыхают в лакировальной секции, однако, следует исключить прямое попадание солнечных лучей на жидкий уф-лак. Снижения вязкости ультрафиолетового лака добиваются путем его подогрева при интенсивном перемешивании.

Жидкий полиграфический УФ лак на основе акриловых мономеров является бесцветной густой жидкостью с характерным запахом, который исчезает после полимеризации. Однако если УФ лак частично впитался в бумагу, ультрафиолетовые лучи могут не достичь этих молекул и оттиск сохранит характерный запах. Слишком интенсивное облучение может привести к пожелтению и отслаиванию лака.
Среда жидкого уф-лака высокореактивна (агрессивна) для кожи человека, однако, полимеризованная лаковая плёнка имеет нейтральную реакцию.

СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ УФ ЛАКА 

Основным условием получения высококачественной лаковой плёнки является достаточное время растекания. Оно напрямую зависит от длины транспортёра и скорости работы машины. Поэтому при покупке оборудования нужно обратить внимание на расстояние между модулем нанесения Уф-лака и УФ сушкой. Также необходимо устройство для подогрева лака (обычно до 30–40 °С). Нагрев лака снижает его вязкость, следовательно, он лучше растекается. Но бумага в момент нанесения уф-лака остаётся холодной, что неизбежно снижает температуру уф-лака и соответственно качество оттиска. Подогрев оттиска после нанесения УФ лака до секции УФ сушки позволяет заметно улучшить глянец (это возможно при наличии промежуточной ИК-сушки). Также важна опция удаления противоотмарывающего порошка, избыток которого на оттиске может привести к повышенной шероховатости поверхности лаковой плёнки. При лакировании тонкой бумаги нужно предварительно убедиться в возможностях машины (современное оборудование позволяет работать с материалами плотностью от 60 г/м²).

УФ лаки для трафаретной печати отличаются от офсетных и флексографских большей вязкостью: около 2–3 с DIN 4 против 40–60 с DIN 4. Также эти уф-лаки содержат очень большое количество поверхностно-активных веществ (ПАВ). ПАВ служат для уменьшения поверхностного натяжения лаковой плёнки и лучшего растекания по запечатываемой поверхности. Если уф-лак по каким-либо причинам не содержит достаточного количества ПАВ, то высохшая лаковая плёнка будет иметь структуру трафаретной сетки.

Так как краски и лаки для флексографской печати имеют приблизительно одинаковую консистенцию и могут наноситься из последней секции, можно назвать её печатной. Широкое распространение УФ-лакирования во флексографской печати вызвано полным отсутствием проблем в использовании этой технологии – УФ лаки прекрасно ложатся "в линию" на водные, органические и УФ отверждаемые краски. Основным видом работ, выполняемых с помощью данного вида печати, является изготовление этикеток и упаковки на различных материалах (бумага, металлизированная бумага, различные плёнки), что делает применение УФ лака незаменимым.

ТИПЫ УФ ЛАКОВ 

Глянцевый УФ лак.

Глянцевый УФ лак на матовой тонированной бумаге.

Кроме глянцевых УФ лаков существуют также матовые и шелковистые (полуматовые) лаки.

Особое место в лакировании занимают декоративные уф-лаки, создающие особые визуальные эффекты. Сюда следует отнести:

• выборочное лакирование;
• придание глянца и/или матового эффекта;
• придание текстуры, рельефа, узора;
• эффекты флуоресценции, люминесценции, перламутра;
• глиттеры, пигменты;
• термохромный УФ лак;
• также можно выделить "золотые" уф-лаки.

Выборочный УФ лак.

Полимерная форма для нанесения выборочного лака.

Лакирование УФ лаками нашло широкий спрос в рекламной и глянцевой индустрии. Высокая степень глянца/матовости которую способны воспроизвести уф-лаки, особенно при трафаретном способе нанесения, придаёт изданиям т.н. "гламурности". Особый шик изданиям придаёт выборочное уф-лакирование. Полёт фантазии дизайнера по созданию визуальных эффектов при помощи ультрафиолетовых лаков может ограничить только бюджет издателя.
Технологии выборочного УФ лакирования различны. Одна из технологий основана на изготовлении лакировальных полотен из термостабилизированного полиэстера. За счёт специально обработанного верхнего слоя обеспечивается нанесение тонкой равномерной лаковой плёнки, уменьшается время, необходимое для растекания лака и, как результат, обеспечивается высокий глянец оттиска. Полотна для лакирования выпускаются толщиной 1,15 и 1,35 мм для плоттерной и ручной резки. Поставляются в листах максимальной шириной 1270 мм. Полотна для ручной резки имеют специальный светочувствительный слой, за счёт которого на поверхности полотна образуется чёткое изображение, которое можно вырезать. Данная технология воспроизводится, например, компанией folex. Лакировальные полотна производства компании folex могут использоваться во всех современных печатных машинах для косвенного и прямого лакирования как в двухвалковых, так и в камер-ракельных лакировальных секциях.
Недостатком этой технологии для конечных потребителей можно считать низкий уровень детализации выборочного уф-лака. Иными словами, даже при плоттерной резке, минимальный размер элемента (печатного или пробельного) ограничен 3–4 мм. Но часто хочется покрыть лаком заголовок, выполненный шрифтом с засечками.

Для этого лучшим образом подходит флексографский или трафаретный способ нанесения уф-лака. Однако при этом не следует забывать, что допуски на совмещение лакового покрытия с лакируемым изображением существенно выше, чем при совмещении красок. Обычно это 1–2 мм, для трафаретного полуавтомата, т.е. с ручной подачей листов – 2–3 мм.

Файл для выборочного лакирования.

Файл для выборочного лакирования.

Перед подготовкой файла для выборочного УФ лакирования необходимо ознакомиться с техническими требованиями типографии по подготовке материалов, т.к. требования к подготавливаемым файлам могут различаться. Однако общим условием является векторный характер лакируемых изображений, а также идентичная геометрия файла для лака и файла для печати. Подробно о способах подготовки файла выборочного уф-лакирования читайте в разделе "Практика" статью: "Выборочное лакирование. Типы и Способы".

Текстуры, рельефы и узоры при лакировании полиграфическими УФ лаками достигается за счёт использования специальных текстурных лаков. Количество узоров обширное, например:

• эффект водяных капель;
• эффект мелкого песка;
• эффект ледяного узора;
• эффект апельсиновой корки и др.

Водяные капли. Эффект водяных капель.	Мелкий песок. Эффект мелкого песка.
Ледяной узор. Эффект ледяного узора.	Апельсиновая корка. Эффект апельсиновой корки.
3D лак. Объёмный 3d лак.	3D лак. Объёмный 3d лак.

УФ-лак в сочетании с текстурным лаком позволяет "поднять" буквы, сделать надписи фактически осязаемыми на ощупь, т.е сделать объёмными. В этом он схож с технологией термоподъёма. В связи с популярностью аббревиатуры 3d, такие уф-лаки называются объёмными или 3d лаками.

Перламутровый лак.

Перламутровый УФ лак.

Перламутровый лак представляет собой обычный лак с введенной в него добавкой, которая и придаёт лаковой плёнке желаемый вид. Существуют различные добавки, которые обеспечивают множество эффектов. Перламутровые уф-лаки действительно позволяют значительно видоизменить оттиск и не вызывают особых проблем при нанесении.

Глиттерный лак – это уф-лак с добавлением специальных добавок – глиттеров (блёсток). Глиттеры – это мелкие блестящие частицы различных фракций и оттенков. Например, золото, серебро, многоцветный, лиловый, бирюзовый, рубиново-красный, зелёный и др. Для печати используются глиттеры 50 и 200 мкм. Порошки более мелких фракций (растёртые в "пыль") называются пигментами и здесь, также широкий выбор расцветок.

Глиттерный лак «золото». Глиттерный порошок «золото» 50 мкм.	Глиттерный лак «серебро». Глиттерный порошок «серебро» 100 мкм.
Глиттерный лак «кристаллин». Глиттерный порошок «кристаллин» 200 мкм.	Пигментный лак. Пигментный порошок «Merck».

Имитация термохромного лака.

Термохромный лак даёт возможность получать изображения, которые проявляются при определенной температуре, иными словами, при обычной температуре лак тёмный, а при температуре выше, например, 30 °С становится прозрачным. Достаточно прикоснуться к отлакированной поверхности или подышать на неё и термохромный УФ лак становится прозрачным.
На рис. представлена имитация термохромного лака. Вместо нагревания "интересного места" просто наведите на него курсор мыши.

Золотые лаки – это водные металлические пасты, предназначенные для нанесения через лакировальную секцию с камерракельной системой. От традиционных металлизированных масляных офсетных красок (металлизированных Pantone) их отличает значительно больший металлический глянец. Главной трудностью при работе с этими уф-лаками становится необходимость постоянно очищать анилоксовый вал, так как его ячейки быстро забиваются частицами металлической пудры. Постоянные остановки высокоскоростной печатной машины для очистки анилокса сильно снижают целесообразность использования золотых лаков, что тормозит массовое внедрение подобных материалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Нижний оттиск покрыт уф-лаком.

Выраженный эффект изменения цвета при покрытии оттиска уф-лаком.

Подводя итоги обзору применения УФ лаков в полиграфии, следует отметить, что, не смотря на прозрачность плёнки уф-лака, покрытое им изображение будет отличаться по цвету от аналогичного, но не покрытого УФ лаком. Покрытое уф-лаком изображение выглядит ярче и сочней, вероятно, это связано с особенность преломления световых волн в лаковой плёнке. Экспериментальным путём было установлено, что отличие составляет ≅ 10–15% в жёлтом канале.
Этот фактор следует учитывать при цветокоррекции подготавливаемых к печати изображений.

Другой особенностью нанесения уф-лака является коробление бумаги. Этот эффект тем заметнее, чем тоньше бумага и чем толще слой нанесённого лака. Коробление проявляется на оборотной стороне листа, создавая эффект схожий с конгревным тиснением, т.е. образуется чётко выраженный рельеф.
Поэтому уф-лак, как правило, наносят на толстые бумаги плотностью 150 г/м² и выше. Наносить УФ лак на малоплотные бумаги тонким слоем нет смысла, поскольку декоративный эффект тем выше, чем толще слой лака (см. таблицу 1).

P.S. 

После публикации этой статьи, ко мне неоднократно обращались с просьбой оказания помощи в приобретении и применении полиграфического УФ лака для некоторых специфических целей. Например, один умелец занимался ремонтом и восстановлением кузовных деталей автомобилей и интересовался возможностью покрывать восстановленные детали полиграфическим УФ лаком. Другой умелец, занимался печатью 3d моделей и для придания им эстетического вида также хотел их чем-то покрывать, типа, «эпоксидной смолой», как он выразился. И т.п.

По этому вопросу я консультировался с технологами, продающими и использующими на производстве полиграфический УФ лак.
Этот продукт весьма специфичен и не обладает свойствами универсальности. Он разработан специально для нанесения достаточно тонким слоем. Его полимеризация настроена под параметры промышленных УФ-сушек. Напомню, что если мощности УФ импульса определённой частоты будет недостаточно, то полимеризация произойдёт не полностью. Переизбыток мощности также может приводить к неравномерной полимеризации. Отсюда вывод, для неполиграфических целей использовать полиграфический УФ лак нецелесообразно. Для этого лучше попробовать уф лак для ногтей. По крайней мере, «игра» с ним не будет стоить вам больших денег.