Краска УФ-отверждения содержит вещества, которые реагируют на воздействие ультрафиолетового излучения, поэтому высыхают на воздухе. Такой красочный материал применяют для различных видов печати, например, офсета, флекса, трафаретной, для воспроизведения растровой графики. Его наносят на любые поверхности — бумажные, пластмассовые, полиэтиленовые, толстым или тонким слоем.
В процессе печати используют УФ-лампы, которые закрепляют нанесенную на изделие краску. Некоторые красочные материалы, которые отвердевают под воздействием ультрафиолетовых лучей, токсичны, ими нельзя печатать на продуктовых упаковках. Зато во время высыхания они не выделяют в воздух растворителей, в отличие от сольвентных составов. Однако при использовании ламп выделяется озон, который может быть токсичным, если его концентрация в воздухе высока.
Особенности красок
Краска ультрафиолетового отверждения отличается от обыкновенных, основанных на растворителях составов, способностью высыхать и «схватываться» почти мгновенно. Другие особенности УФ-красящих материалов:
- жесткая структура,
- более вязкая, липкая,
- устойчива к влаге,
- не истирается так быстро, как сольвентные краски,
- застывает (высыхает) только под воздействием УФ-излучения.
В составе УФ-отверждаемых чернил:
- пигмент или краситель, который придает основной цвет покрытию,
- специализированное жидкое связующее, которое превращается в твердую пленку, полимеризуется под воздействием УФ-лучей,
- фотоинициатор, который участвует в химической реакции полимеризации или отверждения красочного слоя,
- УФ-отвердитель — это олигомеры, которые представляют собой вязкие вещества, отвердевающие под воздействием ультрафиолета,
- мономеры — растворители, растительные масла,
- добавки, воски и наполнители.
На заметку! Красящий состав представляет собой порошок из отверждаемых полимеров, который нагревается, расплавляется и образует прочную пленку на бумаге, пластмассе или древесине.
Интересная особенность красок ультрафиолетового отверждения в том, что на белом материале слой закрепляется быстрее, а на темном — медленнее, потому что светлый фон отталкивает УФ-излучение, а черный, наоборот, поглощает.
Способы отверждения
Последняя стадия в получении слоя лакокрасочного материала — сушка. Дисперсная среда в процессе высыхания порошковых лаков и красок — воздух. Пленка получается, потому что твердые полимерные частицы в составе материала образуют прочную связь, сначала расплавляются, потом отверждаются. Красящий состав нагревается до 110 градусов и застывает в считанные секунды.
Источники ультрафиолета
Оптимизация процесса отвердения зависит от выбора ультрафиолетового излучателя. Источниками УФ-света могут быть:
- безэлектродные, светодиодные, кварцевые излучатели,
- ртутные лампы,
- люминесцентные, ксеноновые осветительные приборы,
- Led UV сушильные лампы.
Главное правило при выборе отверждающей лакокрасочное покрытие машины — частота излучения прибора должна совпадать с частотой поглощения фотоинициатором, который отвечает за оптимальную дозу UV лучей и способность красящих материалов вступать в химическую реакцию.
Для отверждения порошковых лакокрасочных материалов можно применять и лампы широкого спектра, однако у них есть существенные недостатки:
- энергозатратность,
- токсичность.
Внимание! Перечисленные приборы при нагреве выделяют в воздух большое количество озона, который пагубно влияет на здоровье.
Качество покрытия
Отверждаемые полимеры в составе красок и лаков образуют в процессе высыхания прочную пленку. Толщина слоя не влияет на качество результата. Лакокрасочный материал:
- ложится ровно,
- не растекается за границы изображения,
- распределяется равномерно.
На качество оказывают влияние:
- красящий состав, в который входят пигмент, разбавитель, смола, фотоинициатор, наполнители, синергетик,
- окрашиваемая поверхность,
- условия, в которых происходит покраска,
- доза излучения,
- вид УФ-прибора,
- расстояние между лампами и от источника излучения до подложки.
Красочное покрытие получается прочным, устойчивым к влаге, не выцветает под воздействием солнечного света, другого излучения, поэтому даже полноцветные изображения, нанесенные при помощи УФ-отверждаемых красок, выходят высококачественными.
Преимущества и недостатки технологии УФ-отверждения
Метод ультрафиолетового отверждения экологичен. Другие плюсы современной технологии:
- короткий период высыхания лака или краски,
- высокая производительность,
- экономичность, потому что сушка готовых изделий не занимает времени,
- применение частями, например, окрашивание определенного участка поверхности,
- вторичное использование остатка ЛКМ или стекшего лакокрасочного материала,
- нанесения тонким слоем достаточно для высокого качества готового изделия,
- прочность и стойкость окрашенной поверхности,
- малая взрывоопасность,
- безопасность для здоровья.
У технологии УФ-отвердения есть и недостатки:
- использование на автоматических линиях окупается только в случае высоких объемов производства,
- цена лакокрасочных материалов выше аналогичных сольвентных или фолиевых,
- если нужно окрашивать неплоские поверхности, сушка занимает больше времени,
- для достижения высокого качества процесс отверждения должен быть замедлен.
Кроме того, если на окрашиваемой поверхности образовались дефекты слоя, например, подтеки, капли, чаще всего они неустранимы.
На рынке лакокрасочных материалов существует несколько видов красящих составов, которые высыхают под воздействием ультрафиолета.
Специфика красок УФ-отверждения
В печатных цехах используются акриловые, водоразбавимые, полиэфирные лаки и красочные материалы, которые отверждаются УФ-излучением.
Акриловые
Эти краски высыхают буквально за несколько минут и отличаются высокой реактивностью, обладают почти 100%-ным сухим остатком. В составе отсутствует УФ-отвердитель. Твердость и прочность получившегося слоя дает возможность использовать материал при покраске паркетных покрытий. Они экологичные, в процессе высыхания почти не выделяют испарений. Однако при контакте с открытой кожей вредят эпидермису, поэтому работать с акриловыми ЛКМ надо в перчатках, респираторе и очках. Из-за высокой вязкости акриловые ЛКМ нельзя наносить способом распыления.
Полиэфирные
Эти краски и лаки недорогие, но для полного высыхания требуется обдув. Отверждаются при воздействии большого количества ультрафиолетовых ламп. Подходят для нанесения распылением. Слои ЛКМ имеют свойство желтеть во время отверждения УФ.
Водоразбавимые
Характеристики этих лакокрасочных материалов:
- экологичность,
- высокое качество,
- безопасность.
Водоразбавимые ЛКМ не желтеют и пригодны для распыления. При высыхании образуют прочные пигментные слои высокого качества. Абсолютно безвредны при попадании на открытую кожу. Они дороже акриловых и полиэфирных, требуют конвективной сушки.
Таблица сравнения акриловых, полиэфирных и водоразбавимых красок УФ-отверждения
| Описание | Реактивность | Экологичность | Стоимость | Недостатки |
|---|---|---|---|---|
| Акриловые | Высокая | Не выделяют испаренийВредят при контакте с кожей | Невысокая | Нельзя распылять |
| Полиэфирные | Низкая | Экологичны | Невысокая | Желтеют во время высыханияДля полного отвердения надо пройти стадию обдува и туннель |
| Водоразбавимые | Высокая | ЭкологичныБезвредны при контакте с кожей | Высокая | Нужна конвективная сушка |
УФ-краски в печати
Технология отверждения ультрафиолетом используется почти во всех способах печати:
- трафаретной всех видов,
- флексопечати,
- шелкографии,
- офсетной листовой и рулонной,
- полиграфии,
- широкоформатной, на струйных принтерах.
Благодаря уникальным свойствам красящих материалов почти мгновенно отверждаться, печатать УФ-красками можно на разных материалах:
- бумаге,
- древесине,
- пластмассе,
- пленке,
- пластике.
Если печать производится на невпитывающих материалах, например, полиэтиленовых пленках, необходимо контролировать натяжение поверхности, потому что проблема сцепления красящего слоя с пленкой или пластиком может быть миной замедленного действия. Дефекты станут видны позже, а исправить брак будет невозможно, поэтому натяжение проверяют специальными чернилами или тестовыми карандашами.
Во время печати должны соблюдаться следующие климатические условия:
- температура от 18 до 24 градусов,
- влажность от 50 до 60%.
Важно! Свет от ламп дневного освещения и солнечные лучи не должны попадать на печатную машину, банки с красящими материалами. Для защиты на окнах надо использовать желтые фильтры и лампы безопасного желтого и белого спектра.
Готовые изделия можно покрывать лаками UV отверждения, которые защищают продукцию и создают специальные эффекты, например, глянцевую или матовую поверхность. УФ-лакирование считается экологичной, безопасной и экономически выгодной технологией.
В целом, краски и лаки, отверждаемые ультрафиолетом, пользуются популярностью в печатных цехах Москвы, потому что даже при печати на «капризных» материалах дают хорошие результаты.