Лаки в упаковочном производствеОсновные разновидности полиграфических лаков Лаки на основе органических растворителей Основные функции лаковых покрытий Декоративно-оформительское лакирование Лакирование с целью придания упаковке специальных технологических свойств Лакирование с целью придания упаковке специальных эксплуатационных свойств Выбор лаков для производства упаковки
Сравнительная оценка полиграфических лаков Сравнительная оценка полиграфических лаков*
Водно-дисперсионные лаки для офсетной печати для нанесения в лакировальной секции или через увлажняющий аппарат Водно-дисперсионные лаки для офсетной печати для нанесения в лакировальной секции или через увлажняющий аппарат
Водно-дисперсионные лаки для офсетной печати для нанесения через красочный аппарат Водно-дисперсионные лаки для офсетной печати для нанесения через красочный аппарат
Лакирование является в настоящее время одним из наиболее популярных способов отделки упаковочной продукции. Лакирование придает упаковке привлекательный внешний вид, сообщает ей требуемые эксплуатационные свойства, повышает степень защиты товара от подделки, выполняет другие важные функции. Подобный спектр задач определяет большое разнообразие предлагаемых на рынке лаков. Лакирование — это нанесение на поверхность материала лаковых композиций — жидких веществ, способных после закрепления образовывать твердое прозрачное покрытие. Основные разновидности полиграфических лаков
|
 |
|
Лаки на масляной основе
Масляные лаки по составу близки к масляным печатным краскам, применяемым в офсетной и высокой печати. Так же как и масляные краски, они содержат смолы, растительные и минеральные масла, различные вспомогательные добавки, однако в их составе отсутствуют красящие вещества.
Из сходного состава масляных лаков и красок вытекает близость их свойств. Собственно, подобие природы и свойств масляных красок и лаков является главным преимуществом последних, так как позволяет свести к минимуму затраты, связанные с внедрением лакирования в технологический процесс. Перечислим основные достоинства использования масляных лаков:
- хорошая совместимость с красками;
- хорошая адгезия к различным запечатываемым материалам;
- высокая эластичность лаковой пленки;
- возможность использования тех же расходных материалов, что и при работе с красками (формных пластин, корректирующих добавок, смывок и т.д.);
- использование при лакировании таких же режимов работы машины, как и при печати красками.
Широкому применению масляных лаков способствует и то, что лакирование не требует внедрения новой технологии, которое обычно приводит к психологическим нагрузкам на персонал типографии.
К недостаткам, свойственным масляным лакам, относятся:
- продолжительное время закрепления;
- низкий глянец;
- склонность к изменению со временем оптических свойств (пожелтению) лаковой пленки;
- наличие остаточного запаха.
Закрепления масляных лаков происходит довольно медленно, что снижает производительность технологического процесса, лимитирует толщину лакового слоя, усложняет технологию, приводит к необходимости ограничения высоты стапеля и использования противоотмарочных порошков, снижающих степень глянца.
Характерные для масляных лаков низкий глянец и желтоватый оттенок, склонный к тому же усиливаться со временем, значительно снижают декоративный эффект от использования этих лаков. Для уменьшения эффекта пожелтения целесообразно использовать выборочное лакирование.
Характерный остаточный запах олифы делает нежелательным использование масляных лаков при производстве упаковки для пищевых продуктов.
Масляные лаки наносятся через красочный аппарат машины офсетной или высокой печати как на сухие, так и на сырые оттиски. Закрепление данных лаков происходит путем впитывания или окисления. Для увеличения скорости закрепления может использоваться ИК- сушка. Величина сухого остатка у масляных лаков составляет около 50%.
|
|
Водно-дисперсионные лаки
Водно-дисперсионные печатные лаки представляют собой смесь полимерных дисперсий, щелочерастворимых смол, восковых дисперсий, пленкообразующих добавок, увлажняющих и антивспенивающих компонентов. Основным растворителем в данных лаках является вода, иногда в целях регулирования определенных параметров лаков, например скорости высыхания, в воду добавляют незначительное количество спирта.
Водные дисперсии являются в настоящее время наиболее универсальным видом лаков. Их основные достоинства:
- высокий глянец;
- высокая физико-химическая стойкость лаковой пленки;
- отсутствие остаточного запаха;
- экологическая чистота (при отсутствии спиртовых добавок).
Высокий глянец лаковой пленки способствует широкому использованию водно-дисперсионных лаков для декоративного оформления упаковки. Высокая физико-химическая стойкость лаковой пленки способствует хорошей защите красочного слоя от повреждений. Отсутствие запаха и экологическая чистота, а также стойкость к низким температурам позволяют успешно применять лаки на водной основе в производстве упаковки для пищевых продуктов, в том числе подлежащих глубокой заморозке.
Недостатки водно-дисперсионных лаков:
- коробление тонких бумаг;
- плохая адгезия к некоторым невпитывающим материалам.
Водно-дисперсионные лаки наносятся в печатных секциях офсетной, флексографской, глубокой и трафаретной печати, а также с использованием специализированного лакировального оборудования.
Применение лаков на водной основе в сочетании с водоразбавляемыми красками в флексографской и глубокой печати имеет те же преимущества, что и использование в офсетной печати масляных лаков, а именно: хорошую совместимость красок и лаков, а также сходство технологических режимов при печати и лакировании.
Наибольший ассортимент водно-дисперсионных лаков предлагается для офсетной печати. В зависимости от вязкости лака он может наноситься через красочный аппарат офсетной машины, в специальной секции или через увлажняющий аппарат. Лаки для офсетной печати на основе водной дисперсии акриловой или стирол-акриловой смолы отличаются наиболее высокими глянцем и стойкостью к истиранию, а также малой скоростью высыхания. Лакирование может производиться как «по сухому», так и «по сырому».
Водно-дисперсионные лаки закрепляются испарением и впитыванием. Для увеличения скорости высыхания лаков может использоваться обдув горячим воздухом, а также сушка инфракрасным излучением.
Сухой остаток у различных марок водно-дисперсионных лаков может составлять от 30 до 70%.
|
|
Лаки на основе органических растворителей
Закрепление данных лаков происходит за счет испарения летучих растворителей. Для ускорения закрепления, как правило, используется сушка нагретым воздухом. Сухой остаток лаков на органических растворителях составляет 20-40%.
Достоинства лаков на органических растворителях:
- малое время закрепления;
- хорошая адгезия к различным запечатываемым материалам;
- высокая степень глянца.
Зависимость степени глянца от количества наносимого лака
Лакирование производится с помощью специализированных лакировальных машин или способами флексографской, глубокой или трафаретной печати.
Преимущество использования лаков на основе летучих растворителей в флексографской и глубокой печати — в хорошей совместимости красок и лаков, а также в сходстве технологических режимов при печати и лакировании.
Основные недостатки, свойственные данным лакам:
- загрязнение окружающей среды парами растворителей;
- взрыво- и пожароопасность;
- наличие остаточного запаха.
Наличие остаточного запаха ограничивает возможности применения лаков на органических растворителях в производстве упаковки для пищевых продуктов. Наличие в этих лаках экологически вредных и легковоспламеняющихся растворителей приводит к необходимости применять для лакирования оборудование, оснащенное дорогостоящими системами очистки воздуха и противовзрывными устройствами.
|
|
Лаки УФ-отверждения
УФ-лак представляет собой жидкую композицию, содержащую фотополимеры — вещества, способные полимеризоваться под действием УФ-излучения. Закрепление УФ-лаков происходит в результате реакции фотополимеризации.
Фотополимер
В зависимости от механизма реакции фотополимеризации УФ-лаки делятся на две группы:
- лаки с радикальным отверждением;
- лаки с катионным отверждением.
Связующим в лаках радикального отверждения являются акрилаты. Процесс полимеризации запускается свободными радикалами, генерируемыми в результате воздействия УФ-излучения на входящий в состав фотополимера фотоинициатор.
Связующим в лаках катионного отверждения являются чаще всего эпоксидные смолы. Полимеризация инициируется сильными кислотами, образующимися за счет выделяющихся при поглощении УФ-излучения катионов.
Достоинствами лаков катионного отверждения являются очень хорошая адгезия к широкому спектру материалов, отсутствие остаточного запаха и высокая эластичность красочной пленки. Однако по сравнению с лаками радикального отверждения они отличаются гораздо более высокой стоимостью и большим временем закрепления, зависящим к тому же от характера запечатываемого материала. В связи с этим лаки катионного отверждения целесообразно использовать только при выполнении ответственных работ на трудно запечатываемых материалах с высокими требованиями к механическим свойствам красочной пленки или отсутствию остаточного запаха.
На практике применение нашли в основном УФ-лаки радикального отверждения (далее по тексту — УФ-лаки). Их основные достоинства:
- очень малое время закрепления;
- очень высокая степень глянца;
- высокая физическая и химическая стойкость лаковой пленки;
- высокая экономичность;
- широкие технологические возможности.
Очень малое время закрепления УФ-лаков (менее 1 секунды) позволяет достичь максимальной производительности процесса лакирования, ограничиваемой только возможностями оборудования и параметрами запечатываемого материала. Высокий глянец способствует преданию упаковочной продукции привлекательного вида. Пленка УФ-лака отличается хорошими механическими свойствами, в частности эластичностью и химической инертностью. Высокая экономичность лака обусловлена отсутствием в его составе испаряющихся составляющих — «сухой остаток» УФ-лака равен 100%. Важным достоинством УФ-лаков является возможность их нанесения при печати офсетным способом как на сухие, так и на сырые оттиски.
Недостатки УФ-лаков:
- наличие остаточного запаха;
- плохая адгезия к масляным краскам;
- выделение в процессе сушки озона;
- вызывание аллергической реакции в случае попадания на кожу;
- относительно высокая стоимость.
Остаточный запах лакированной поверхности, объясняющийся наличием в порах бумаги остатков неполимеризовавшегося лака, может сохраняться в течение нескольких месяцев. Естественно, что это значительно снижает привлекательность применения УФ-лаков в производстве упаковки для пищевых продуктов. Проблема адгезии УФ-лаков к масляным печатным краскам при печати «по сырому» решается путем предварительного нанесения на оттиск грунта (лака-праймера).
Несмотря на то что сами УФ-лаки считаются экологически чистыми, в процессе их сушки в сушильном устройстве происходит выделение вредного для здоровья озона. При попадании на кожу УФ-лак может вызвать аллергическую реакцию, поэтому при работе с ним надо соблюдать соответствующие меры предосторожности.
УФ-лаки отличаются чрезвычайно широким ассортиментом. Сегодня выпускаются лаки для всех основных способов печати: офсетного, флексографского, высокого, глубокого, трафаретного, а также для нанесения в специализированных лакировальных машинах. В офсетных печатных машинах различные УФ-лаки могут наноситься как через красочный, так и через увлажняющий аппарат.
Главным сдерживающим распространение УФ-лаков фактором является их более высокая, по сравнению с лаками других типов, стоимость, а также необходимость дополнительных инвестиций в дооснащение печатного оборудования УФ-сушилками.
|
|
Основные функции лаковых покрытий
Лакирование упаковки, как правило, преследует следующие цели:
- изменение внешнего вида упаковки (декоративно-оформительская функция);
- защита упаковки или упаковываемого товара от внешних воздействий (защитная функция);
- сообщение упаковке специальных технологических свойств;
- сообщение упаковке специальных эксплуатационных свойств.
|
|
Декоративно-оформительское лакирование
Декоративно-оформительское лакирование упаковки решает в основном маркетинговые задачи, способствуя привлечению к товару внимания покупателей. Некоторые оформительские технологии могут повысить степень защиты товара от подделки.
Изменение внешнего вида упаковки при лакировании достигается за счет изменения оптических свойств ее поверхности. Лаковая пленка может придавать поверхности упаковки глянцевый или матовый эффект. В последнее время все большее распространение получают металлизированные, перламутровые и люминесцентные лаки.
|
|
Глянцевые лаки
Чаще всего лак используется для придания оттиску глянцевого эффекта. В процессе лакирования глянцевый лак выравнивает поверхность оттиска, заполняя макропоры и углубления и скрывая макронеровности. Благодаря высокой гладкости поверхности лакового слоя световой поток, отраженный от оттиска, становится более упорядоченным, в результате чего цвета воспринимаются как более насыщенные, а оттиск кажется более контрастным.
Степень глянца зависит как от свойств лака, так и от толщины его слоя на оттиске. Наилучший глянец обеспечивает УФ-лак, несколько хуже степень глянца при использовании лаков на основе органических растворителей и водных дисперсий. Однако существуют специальные водно-дисперсионные лаки, предназначенные для последующего горячего каландрирования, придающего лаковой пленке уровень глянца, сравнимый с тем, который удается получить с помощью УФ-лаков. Еще одним способом получения высокоглянцевого покрытия является использование двухкомпонентного полиуретанового лака, для нанесения которого необходима лакировальная машина.
Использование масляных лаков для получения глянцевого эффекта в настоящее время вряд ли целесообразно, так как они не обеспечивают достаточную степень глянца, а нанесение их толстым слоем приводит к увеличению длительности высыхания оттиска.
|
|
Матовые лаки
Матовый эффект несколько менее популярен, чем глянцевый, между тем при использовании матового лака поверхность оттиска приобретает своеобразный бархатно-шелковистый вид. Принимая во внимание увлечение большинства производителей упаковки глянцем, использование матового лака может стать оригинальным оформительским решением, позволяющим выделить товар из ряда себе подобных. Если стоит задача получения матового оттиска с избирательным глянцевым лакированием, хорошим решением будет печать на глянцевом материале с последующим избирательным лакированием матовым лаком. Наилучшего матового эффекта позволяют добиться УФ-лаки и водно-дисперсионные лаки.
|
|
Металлизированные лаки
Металлизированные лаки представляют собой водные дисперсии, содержащие металлические пигменты золотого, серебряного или бронзового «цветов». Данные лаки отличаются высокой кроющей способностью, обеспечивают лучший, по сравнению с офсетными металлизированными красками, металлический блеск. Для повышения их стойкости к истиранию можно использовать дополнительное защитное лаковое покрытие. Нанесение металлизированных лаков производится в лакировальных секциях с анилоксовым валиком и ракельным устройством.
|
|
Перламутровые лаки
Добавка в лак специальных перламутровых пигментов, придающих оттиску характерный эффект игры цветов, позволяет получить оригинально оформленную упаковочную продукцию. Степень и характер блеска зависят от типа пигмента. Несмотря на высокую стоимость перламутровых лаков, они могут использоваться при производстве эксклюзивной упаковки, а также для повышения степени защиты товара от подделки.
|
|
Люминесцентные лаки
Люминесцентные лаки содержат специальные пигменты, которые светятся под действием излучения определенной части спектра. Обычно люминесцентные лаки светятся в УФ-излучении и используются для защиты упаковки товара от подделки. Люминесцентные лаки могут иметь различную природу и наносятся всеми основными способами печати.
|
|
Защитное лакирование
Лаковая пленка защищает поверхность упаковки или упаковываемый продукт от неблагоприятных внешних воздействий. Наибольшее распространение получило лакирование с целью защиты упаковки от механического повреждения, а также придание ей барьерных свойств.
|
|
Стойкие к истиранию лаки
Защита поверхности упаковки от механических повреждений, в частности от истирания, необходима для того, чтобы упаковка сохраняла товарный вид в течение всего срока службы. Высокой стойкостью к истиранию отличается большинство глянцевых лаков на водной или органической основе и лаков УФ-отверждения. Стойкость к истиранию матовых лаков несколько ниже.
|
|
Барьерные лаки
Бывают ситуации, когда упаковке необходимо придать барьерные свойства, предотвращающие воздействие на товар определенных химических веществ (влаги, жиров, щелочей и т.д.) или температуры. Хорошие барьерные свойства, например, к воздействию влаги, обеспечивают и оформительские лаки, однако часто целесообразным оказывается использование специальных барьерных лаков.
Наибольшее распространение барьерные лаки получили при изготовлении пищевой упаковки как для предохранения упаковочного материала от впитывания составляющих ингредиентов пищевого продукта, так и для защиты пищевого продукта от воздействия окружающей среды, например от влажности. Иногда барьерные лаки используются при изготовлении упаковки для бытовой химии.
Барьерные лаки обычно являются водоразбавляемыми или изготавливаются на основе органических растворителей. Эти лаки, как правило, наносятся на оборотную сторону упаковки флексографским или глубоким способами печати. Главным достоинством использования барьерных лаков по сравнению с применением ламинатных покрытий является их низкая стоимость и высокая технологичность нанесения на упаковку.
|
|
Лакирование с целью придания упаковке специальных технологических свойств
Как правило, лаковые пленки усложняют жизнь полиграфистов, заставляя согласовывать свойства лака с требованиями технологии изготовления упаковки. Лаковое покрытие не должно создавать помех для выполнения последующих операций, например отделки, сборки/склейки, фасовки и т.д. Однако в некоторых случаях лакирование является технологически необходимым процессом. В качестве примера можно привести блистерные и грунтовые лаки, нанесение которых помогает решить определенные технологические задачи.
|
|
Блистерные лаки
Данные лаки используются при производстве блистерной упаковки. Блистерная упаковка состоит из жесткой подложки и прикрепленного к ней прозрачного футляра, содержащего упаковываемый продукт. Основа чаще всего бывает картонной, однако иногда выполняется из пластика, комбинированных материалов, например с фольговым покрытием. Футляр изготавливается из ПВХ, полистирола или из других пластиков.
Блистерный лак служит для скрепления подложки с пластиковым футляром. При приваривании футляра к подложке под действием температуры блистерный лак изменяет свои свойства и ведет себя как клей, сохраняя при этом прозрачность.
Блистерные лаки выполняются на водной основе и на основе органических растворителей. Различные разновидности лака предназначены для скрепления разных материалов, из которых составлена упаковка. Широко применяется нанесение водно-дисперсионных блистерных лаков в лакировальных секциях машин офсетной печати. Для нанесения блистерных лаков на основе органических растворителей, кроме специализированного лакировального оборудования, могут использоваться трафаретные машины.
|
|
Грунтовые лаки
Грунтовые лаки наносятся для улучшения адгезии лака к красочной пленке или краски к запечатываемому материалу. Наиболее типичными являются два случая применения грунтовых лаков:
- нанесение на слой масляной офсетной краски перед лакированием УФ-лаком;
- нанесение на поверхность полимерных материалов перед печатью.
Нанесение грунтового лака (лака-праймера) на слой офсетной масляной краски позволяет решить проблему плохой адгезии к ней УФ-лака при печати «по-сырому». При этом рекомендуется применять специальные водно-дисперсионные грунты. Нанесение грунтового лака производится в лакировальной секции офсетной печатной машины. В зависимости от марки грунта УФ-лак может наноситься как «по-сырому», так и после высушивания оттисков. Во втором случае уровень глянца после лакирования УФ-лаком несколько выше.
Нанесение специального грунта на поверхность полимерных материалов, например полиэтилена и полипропилена, позволяет улучшить адгезию к ним красок флексографской и глубокой печати. Подобные грунтовые лаки имеют органическую основу и наносятся в секциях флексографской или глубокой печати.
|
|
Лакирование с целью придания упаковке специальных эксплуатационных свойств
Кроме выполнения декоративно-оформительской и защитной функций, лаковые покрытия могут придавать упаковке некоторые специальные свойства, например изменять параметры ее скольжения или сообщать ей запоминающийся запах.
|
|
Лаки, регулирующие скольжение
В ряде случаев лаки служат для регулирования значения параметра скольжения поверхности упаковки. Существуют лаки с повышенным скольжением, нескользящие, а также с направленным скольжением (последние используются, например, в производстве игральных карт). При производстве упаковки параметры скольжения могут регламентироваться технологическими требованиями фасовочного оборудования, а также необходимостью предотвратить скольжение друг относительно друга сложенных в стапель упакованных товаров. Параметр скольжения может регулироваться у различных лаков путем включения в их состав специальных добавок.
|
|
Ароматизированные лаки
Ароматизированные лаки содержат специальные микрокапсулы с душистыми маслами. Запах появляется при разрушении микрокапсул, например если потереть покрытую лаком поверхность. Чаще всего ароматизированные лаки бывают водно-дисперсионными, хотя существуют и масляные марки. Необходимо принять во внимание, что производители лаков используют готовые микрокапсулы, так что в случае, если заказчик хочет получить лак с оригинальным запахом, он должен сам позаботиться об изготовлении микрокапсул.
|
|
Выбор лаков для производства упаковки
При выборе лака необходимо учитывать требования к эксплуатационным и потребительским свойствам лакового покрытия, технологическим параметрам лака, его экологической чистоте, а также экономическую целесообразность использования того или иного лака.
Эксплуатационные и потребительские свойства лакового покрытия, как правило, описываются его декоративно-оформительскими и защитными функциями.
Декоративно-оформительский эффект оценивается степенью глянца или матовости, а также наличием специальных оптических свойств, например металлического блеска. Как было отмечено выше, наилучший декоративно-оформительский эффект обеспечивается при применении УФ-лаков, а также лаков на основе водных дисперсий и летучих растворителей.
Защитные функции лакового покрытия определяются условиями транспортировки, хранения и эксплуатации упакованного товара. Обычно упаковка товара должна иметь высокую стойкость к истиранию, кроме того, часто бывает необходимо обеспечение ее влагостойкости. Этим требованиям полностью отвечают УФ-лаки или водно-дисперсионные лаки. К упаковке пищевых продуктов могут предъявляться требования стойкости к щелочам, кислотам, жирам и термостойкости. В этом случае целесообразно использование барьерных лаков.
Технологические параметры лака должны быть согласованы с возможностями имеющегося оборудования, особенностями запечатываемого материала и печатных красок, а также требованиями последующих технологических операций. Таким образом, необходимо принимать во внимание такие характеристики лака, как способ и скорость его закрепления, адгезию к запечатываемому материалу и красочному слою, возможность тиснения и печатания по лакированной поверхности, возможность склейки по лаку, термостойкость и термосвариваемость лака.
Некоторые экологические аспекты использования лаков в упаковочном производстве регулируются законодательными актами. Особенно жесткие требования предъявляются к лакам и другим расходным материалам, используемым при производстве упаковки для пищевых продуктов. В частности, материалы и вещества, в том числе полиграфические краски и лаки, находящиеся в прямом контакте с пищевым продуктом, должны обязательно снабжаться соответствующими гигиеническими сертификатами.
Литература:
- Воробьев Д.В. Технология послепечатных процессов. — М.: МГУП, 2000.
- Марогулова Н., Стефанов С. Расходные материалы для офсетной печати. — М.: Русский университет, 2002.
- Материалы семинара компании Tanzor-France «Современные способы отделки упаковочной полиграфической продукции».
- Стефанов С.И. Путеводитель в мире печатных технологий. — М.: ИФ «Унисерв», 2001.
Мир Этикетки 8'2002