UV atramenty

UV atramenty a laky boli prvýkrát uvedené do grafického priemyslu začiatkom 70-tych rokov. Ich používanie sa však rozšírilo až za posledných dvadsať rokov.

UV technológia poskytuje tlačiarni značné technické výhody bez ohľadu na typ použitého tlačového procesu (ofset, kníhtlač, flexotlač, bezvodý, lakovanie, sieťotlač atď.).

• Produktivita sa zvyšuje vďaka sušeniu diat pod ultrafialovým žiarením, čo umožňuje vykonávanie všetkých typov pretlače alebo rezania a skladania ihneď po tlači.

● Vysoká kvalita tlače (vynikajúci lesk, dobrá fyzikálna a chemická odolnosť).

● Čistá technológia bez akýchkoľvek VOC (Prchavé organické zlúčeniny), čím šetrí životné prostredie.

Tento článok popisuje kľúčové body tejto technológie:

● Formulácia

● Sušenie

● Profil atramentu

● Vlastnosti požadované od UV atramentov

● Zdravie a bezpečnosť

● Riešenie problémov

Formulácia

● Bez ohľadu na použitú metódu tlače sa UV atramenty skladajú z nasledujúcich zložiek:

Komponent	Obsah	Hlavné funkcie
Oligoméry	40 - 50 percent	Reaktívne látky, ktoré určujú základné vlastnosti atramentu (tlačová stabilita, potlačiteľnosť, odolnosť atď.)
Pigmenty (organické alebo minerálne)	15 – 20 percent	Farbiace materiály zvolené v závislosti od aplikácie a požadovaného upevnenia.
Monoméry	5 – 20 percent	Reaktívne riedidlá umožňujúce úpravu viskozity. Ovplyvňujú konečné vlastnosti atramentového filmu.
Fotoiniciátory	5 – 12 percent	Zložky citlivé na UV žiarenie, ktoré iniciujú polymerizačnú reakciu atramentového filmu.
Prísady	1 – 8 percent	Produkty, ktoré ovplyvňujú špecifické vlastnosti, ako je reológia, priľnavosť, odolnosť proti oteru atď.

● UV atramenty neobsahujú žiadne prchavé látky. Na rozdiel od bežných atramentov zostáva 100 percent atramentu naneseného na substráte v suchom atramentovom filme.

Typické zloženie UV atramentu

Sušenie

UV atramenty schnú chemickou polymerizačnou reakciou iniciovanou vystavením UV žiareniu. Táto reakcia, ktorá prebieha v zlomku sekundy, môže byť rozdelená do niekoľkých rôznych krokov. Tekutý atrament (po vytlačení) je vystavený UV žiareniu (pri prechode pod namontovanými UV lampami v rámci procesu tlače). Táto expozícia vytvára chemickú reakciu, ktorá senzibilizuje fotoiniciátory v atramente. Fotoiniciátory generujú reakčné druhy známe ako voľné radikály, ktoré podporujú reakciu. Voľné radikály spúšťajú reťazovú reakciu medzi oligomérnymi a monomérnymi väzbami vo formulácii. Tekutý atrament stvrdne. Na konci reakcie sa vytvorí pevná sieť integrujúca pigment.

Proces vytvrdzovania UV žiarením

Ako každá iná forma svetelného žiarenia, UV žiarenie môže byť charakterizované jeho vlnovou dĺžkou (λ). Spektrum UV žiarenia sa nachádza v rozsahu vlnových dĺžok kratších ako viditeľné svetlo a možno ho rozdeliť na 3 časti:

● UV-C (200-280 nm) aktivuje fotoiniciátory a zabezpečí vysušenie povrchu.
● UV-B (280-315 nm) udržiava polymerizačnú reakciu.
● UV-A (315-380 nm) zaisťuje hĺbkové vysušenie.

Elektromagnetické spektrum

● UV lampy vyžarujú v rôznych rozsahoch UV žiarenia, aby sa dosiahla maximálna účinnosť sušenia.

Prevencia

Bez ohľadu na typ použitých sušičiek alebo atramentov je dôležité pri tlači skontrolovať kompatibilitu nasledujúcich parametrov:
● Menovitý výkon, charakter a stav lámp.
● Rýchlosť tlače.
● Množstvo uloženého atramentu.

Ak atramenty nezaschnú správne, je možné vykonať niekoľko akcií:
● Skontrolujte účinnosť každej lampy a jej počet hodín používania (na kontrolu stavu UV lampy je k dispozícii jednoduché zariadenie).
● Znížte rýchlosť tlače.
● Do atramentu pridajte 1 až 3 percentá UV fotoiniciátora.

Atramentový profil

Výkonnosť rozsahov atramentu je popísaná podľa 6 kritérií graficky znázornených profilom atramentu. Každému kritériu je priradené jednoduché hodnotenie od 1 do 6:
● 1=priemerný až nízky výkon.
● 6=vynikajúci výkon.

Vizualizáciou technického profilu radu môže tlačiareň predpovedať správanie atramentu na tlačiarni, ako aj kvalitatívne výsledky tlače, za predpokladu, že bol zvolený vhodný substrát.

Definície kritérií výkonu atramentu:

Sušenie:Schopnosť atramentu schnúť pod UV svetlom, tj schopnosť atramentu tlačiť vysokou rýchlosťou bez toho, aby spôsoboval problémy so zasychaním.

Priľnavosť:Schopnosť atramentu priľnúť k syntetickým substrátom.

Sila farby:Schopnosť atramentu získať maximálnu optickú hustotu s minimálnym množstvom atramentu.

Lesk:Intenzita svetla odrazeného suchým atramentovým filmom (veľmi závislá od stavu povrchu substrátu).

Odolnosť proti oderu / poškriabaniu:Schopnosť filmu suchého atramentu odolávať oteru a fyzickým agresiám.

Stabilita lisu:Schopnosť atramentu zachovať všetky svoje vlastnosti (reológia, prenos atď.) počas tlače.

Pretlač:Schopnosť atramentu prijímať tepelný prenos, horúcu razbu, lamináciu, laserovú tlač atď.

Požadované vlastnosti UV atramentov

Vlastnosti UV ofsetových atramentov

• Rovnováha voda/atrament: UV ofsetové atramenty sú formulované tak, že emulzia voda/atrament je podobná emulzii konvenčného ofsetového atramentu, čím sa získajú najčistejšie body a optimálna ostrosť.

• Zahmlievanie: atrament nesmie pri prenose na valčeky prskať.

• Farebná sila: zloženie spojiva musí umožniť optimálny vývoj pigmentu, aby sa dosiahlo najlepšie podanie tlače.

• Reológia: UV ofsetové atramenty musia mať vhodnú reológiu – pružnosť, aby sa zabránilo ich „uspávaniu“ v atramentovom kanáli a kvapaline na tlačiarni, aby sa optimalizovala emulzia voda/atrament a ostrosť bodov. Reológia tiež ovplyvňuje prenos.

• Lepkavosť: lepkavosť predstavuje rozdeľovaciu silu potrebnú na nanesenie atramentového filmu na substrát. Musí byť čo najnižšie, aby sa predišlo akémukoľvek problému so snímaním zo substrátu alebo nesynchronizovaniu registrov.

• Životnosť: UV atramenty majú obmedzenú životnosť v závislosti od ich zloženia a podmienok skladovania. Odporúča sa skladovať pri teplote 5 až 30 stupňov, chránené pred svetlom. UV ofsetové atramenty Brancher sú garantované 12 mesiacov.

• Schnutie: UV ofsetové atramenty musia byť veľmi reaktívne, aby boli schopné úplne vyschnúť pri vysokých rýchlostiach tlače.

Vlastnosti UV bezvodých atramentov

• Sila farby.

• Reológia: UV bezvodé atramenty musia byť pružné, aby sa zabezpečil dobrý prenos v súprave valcov, ale musia byť dostatočne viskózne, aby sa zabránilo sfarbeniu platní.

• Správanie pri tlači: UV bezvodé atramenty sú formulované tak, aby umožňovali ľahké rozlíšenie medzi tlačiarenskými a netlačiacimi (silikonizovanými) oblasťami platne.

• Lepivosť: čo najnižšia, ako pri UV ofsetových atramentoch.

• Skladovateľnosť: Bezvodé atramenty Brancher UV sú zaručené 12 mesiacov.

• Sušenie: UV bezvodé atramenty musia byť celkom reaktívne, aby zaschli v jedinom prechode pod štandardnou UV sušičkou.

Vlastnosti UV Flexo atramentov

• Sila farby.

• Reológia: reológia UV flexo atramentov musí byť podobná ako reológia bežných flexo atramentov (buď na báze vody alebo rozpúšťadla). Musia zostať tekuté, bez ohľadu na teplotu, dobu státia a kroky tlače (v atramentovom kanáli, na aniloxovom valci, na platni, pred sušením atď.).

• Správanie pri lisovaní: nízka penivosť, ľahké čerpanie, dobrý prenos na platňu atď.

• Skladovateľnosť: UV flexo atramenty Brancher sú zaručené 12 mesiacov.

• Zasychanie: UV flexo atramenty musia byť celkom reaktívne, aby zaschli v jedinom prechode pod UV lampou, ale nie príliš, aby sa predišlo akémukoľvek javu zvlnenia.

Vlastnosti UV kníhtlačových farieb

• Sila farby.

• Reológia: UV tlačiarenské farby nesmú byť príliš pevné, aby „nezaspali“ v atramentovode, ani príliš tekuté, aby neblokovali obrazovku.

• Lepivosť: čo najnižšia, ako pri UV ofsetových atramentoch.

• Skladovateľnosť: Na kníhtlačové atramenty Brancher UV je zaručená 12 mesiacov.

• Schnutie: UV tlačiarenské atramenty musia byť celkom reaktívne, aby zaschli v jedinom prechode pod štandardnou UV sušičkou.

Vlastnosti UV lakov

• Lesk.

• Fyzikálna a chemická odolnosť: UV pretlačové laky musia byť schopné odolať všetkým druhom fyzikálnych (poškriabanie, oter, trenie) a chemickým (rozpúšťadlá, riedidlá) agresívnym vplyvom.

• Trvanlivosť: Na UV laky Brancher je záruka 12 mesiacov.

• Sušenie: UV laky musia byť po prechode pod UV sušičkou úplne suché bez ohľadu na hmotnosť naneseného filmu.

Zdravie a bezpečnosť

Kvôli ich špecifickému zloženiu je pri manipulácii a používaní UV atramentov potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia. Oligoméry a monoméry, ktoré sú hlavnými zložkami UV farieb a lakov, sú pre pokožku viac-menej dráždivé (symbol Xi na etiketách). Na druhej strane, po zaschnutí už UV atramenty nepredstavujú žiadne riziko pri manipulácii.

Preventívne opatrenia pri manipulácii s UV produktmi
Produkty	Možné účinky	Prevencia
UV atramenty a UV pretlačové laky	Dlhší kontakt s pokožkou môže spôsobiť podráždenie. Postriekanie očí môže spôsobiť podráždenie.	Na čistenie atramentu nepoužívajte rozpúšťadlo. Umývajte mydlovou vodou po dobu 15 minút. Zabráňte dlhodobému kontaktu s pokožkou – noste rukavice a ochranné okuliare. Pri zasiahnutí očí: umyte vodou a vyhľadajte lekársku pomoc.
Čistiace rozpúšťadlá	Odmasťujúce pôsobenie na pokožku.	Noste rukavice a používajte ochranný krém.

Opatrenia, ktoré je potrebné dodržiavať pri tlači s UV produktmi

● Ultrafialové žiarenie s vlnovými dĺžkami menšími ako 220 nanometrov vytvára ozón. Nadmerná koncentrácia ozónu môže spôsobiť štípanie v očiach a bolesti hlavy.

Vzniknutý ozón sa musí odsať.

Vo všetkých UV sušiacich zariadeniach je ozón odvádzaný do exteriéru dielne rovnakými ventilátormi, ktoré sa používajú na chladenie lámp. Preto je dôležité skontrolovať, či tieto ventilátory fungujú správne.

● UV lampy fungujú ako generátory tepla. Zabráňte akémukoľvek kontaktu so sušiacim systémom, ktorý môže spôsobiť vážne popáleniny.

● Rovnako sa vyhýbajte akémukoľvek vizuálnemu kontaktu s UV žiarením, ktoré môže spôsobiť poleptanie očí.

Riešenie problémov s UV ofsetovou tlačou

Incidenty

1. Zahmlievanie (striekanie atramentu)

2. Zber substrátu

3. Nedostatočné sušenie

4. Slabý prenos atramentu

5. Zlá priľnavosť k podkladu

Polymerizácia atramentov v ich nádobe

Pravdepodobné príčiny a spôsoby nápravy

1. Zahmlievanie (striekanie atramentu) (späť k incidentom)

Príčina	Príliš veľa atramentu na valcoch.
Náprava	Znížte atrament.
Príčina	Nesprávne nastavené valčeky.
Náprava	Skontrolujte tlaky (v prípade potreby znížte).
Príčina	Nesprávne pH alebo nerovnováha vo vodnom roztoku.
Náprava	Skontrolujte vtokové riešenie a v prípade potreby ho opravte.
Príčina	Teplota farbiacich valcov je príliš vysoká.
Náprava	Znížte teplotu tlačových jednotiek alebo vymeňte atrament pravidelne.
Príčina	Príliš veľa vody v atramente.
Náprava	Ak je to možné, znížte množstvo tlmenia.
Príčina	Nevhodný atrament.
Náprava	Poraďte sa s dodávateľom.

2. Vyberanie substrátu (späť k incidentom)

Príčina	Atrament je príliš „lepkavý“ alebo „lepkavý“ vzhľadom na použitý substrát.
Náprava	réduZnížte lepivosť alebo lepivosť atramentu (pridajte pastu na zníženie lepivosti UV alebo UV riedidlo
Príčina	Papierová vrstva je príliš krehká.
Náprava	Vymeňte papier.
Príčina	Nevhodná podšívka prikrývky.
Náprava	Prispôsobte výstelky podľa odporúčaní výrobcu.
Príčina	Teplota podkladu je príliš nízka.
Náprava	Substrát skladujte pri rovnakej teplote ako v tlačiarni a dodržiavajte odporúčania výrobcu substrátu.
Príčina	Nevhodné poradie farieb.
Náprava	Ak je to možné, pri prvej tlači nenanášajte najhustejšie farby Jednotky

3. Nedostatočné sušenie (späť k incidentom)

Príčina	Príliš veľa vody v rovnováhe voda/atrament.
Náprava	Upravte množstvo plniaceho roztoku.
Príčina	Nevhodný atrament.
Náprava	Poraďte sa s dodávateľom.
Príčina	Rýchlosť tlače nie je prispôsobená počtu a menovitému výkonu UV lámp.
Náprava	Znížte rýchlosť tlače pri zachovaní rovnakého výstupu z lámp, alebo upravte sušiace zariadenie, aby ste to dosiahli zvýšiť celkový výkon.
Príčina	Nevhodné poradie sušičiek.
Náprava	Prispôsobte postupnosť tlače.
Príčina	Vysoká hladina atramentu.
Náprava	Znížte hladiny atramentu alebo prispôsobte farbu.
Príčina	Sušička vyžaduje údržbu.
Náprava	Skontrolujte stav a účinnosť svietidiel, ich počet hodiny používania a čistotu reflektora.
Príčina	Príliš veľa vody v atramente.
Náprava	Ak je to možné, znížte tlmenie.
Príčina	Nevhodný atrament.
Náprava	Pridajte do atramentu fotoiniciátor v odporúčaných pomeroch.
	Špecifické prípady: Sušenie čiernej.
Náprava	Používajte lampy dopované železom. Na tlač čiernej farby s vonkajším priemerom vyšším ako 2 použite 2 tlačové jednotky.00.
	Špecifické prípady: Sušenie bielej.
Náprava	Používajte lampy s prímesou gália.

4. Slabý prenos atramentu (späť k incidentom)

Príčina	Špinavé alebo zle vyčistené valčeky.
Náprava	Vyčistite alebo odlakujte valčeky. >Pozri "UV prísady".
Príčina	Valčeky nekompatibilné s atramentom.
Náprava	Skontrolujte, či sú valčeky kompatibilné s UV atramentmi.
Príčina	Teplota atramentu je príliš nízka.
Náprava	Atrament skladujte pri teplote tlačiarne (alebo použite mixér).
Príčina	Viskozita atramentu nevhodná pre tlač
Náprava	Pridajte UV riedidlo> Pozri "UV prísady"alebo sa poraďte s dodávateľom.

5. Zlá priľnavosť k podkladu (späť k incidentom)

Príčina	Príliš veľa vody v rovnováhe voda/atrament.
Náprava	Upravte množstvo plniaceho roztoku.
Príčina	Nesprávna povrchová úprava alebo zastaraná povrchová úprava.
Náprava	Skontrolujte povrchové napätie podkladu alebo sa poraďte s dodávateľom, či je ošetrenie stále platné.
Príčina	Nevhodný atrament.
Náprava	Poraďte sa s dodávateľom.

6. Polymerizácia atramentov v ich nádobách (späť k incidentom)

Príčina	Atramenty skladované pri príliš vysokej teplote alebo na slnku s kontajnery sa otvoria. Atramenty sa uchovávajú dlhšie ako jeden rok.
Náprava	Skontrolujte podmienky skladovania UV atramentov a stav zásob otočený.