Właściwości płynięcia i sieciowania lakierów

Świat Poligrafii Professional w tym roku obchodzi swoje 20-lecie. Mamy przyjemność w wersji elektronicznej zaprezentować naszym Czytelnikom część materiałów, jakie ukazują się w wersji tradycyjnej. Także materiały, które publikowane kilka miesięcy temu lub kilka/kilkanaście lat temu

- reklama -

Lepkość i inne właściwości reologiczne są bardzo ważne przy przechowywaniu, przygotowywaniu i używaniu lakierów. Wciąż jeszcze podawane są niejednolite wartości i metody pomiarów, które dezorientują drukarzy. Dlatego w tym miejscu wyjaśniamy
definicje i procedury dotyczące właściwości płynięcia i napięcia powierzchniowego.

Konsystencja to pojęcie ogólne, określające stopień twardości i właściwości płynięcia substancji. Najważniejszym parametrem reologicznym jest natomiast lepkość, zwana również ciągliwością. Synonimy dla „dużej lepkości” to „gęsty”, „o konsystencji pasty”, dla „niskiej lepkości” – „rzadki”. Lakiery drukarskie nie mają konsystencji tak gęstej jak farby do offsetu arkuszowego, ponieważ nie zawierają pigmentów zwiększających lepkość.

Lakiery UV i dyspersyjne mają natomiast małą lepkość – wprawdzie nie tak skrajnie niską jak farby do fleksodruku, ale pozwalają się transportować przez wałek rastrowy w zespole lakierującym z systemem rakla komorowego. Farba o zbyt dużej lepkości wykazuje słabe rozprowadzenie na wałkach, co jest widoczne już przy nabieraniu farby szpachlą z puszki. Farby i lakiery o zbyt małej lepkości powodują za duży przyrost wartości tonalnej. Za pomocą rozcieńczacza – specjalnego dodatku do lakierów UV, wody lub amoniaku do
lakierów dyspersyjnych – można zmniejszyć lepkość.

Krzywe płynięcia (lepkość dynamiczna
do czasu mieszania) pokazują lepkość
strukturalną lakierów dyspersyjnych
(tiksotropia) i wielu lakierów UV (reopeksja).
Dla lakierów UV zielone pole pod krzywą
to okno procesowe rakla komorowego. Po
zaprzestaniu mieszania oba typy lakierów
relaksują, powracając do swojej lepkości
pierwotnej. Mieszanie jest więc korzystne
głównie dla lakierów dyspersyjnych.
Relatywnie krótkie działanie silnych sił
ścinających w szczelinie wałka nie prowadzi
jednak do reopektycznego zastygania
lakierów UV

Od konkretnego zastosowania zależy, jaka lepkość będzie optymalna. Farby i lakiery drukarskie to tak zwane ciecze nienewtonowskie lub o anomalnej lepkości – czyli ciecze zmieniające lepkość pod wpływem czynników zewnętrznych. Czynniki mechaniczne to
mieszanie w pojemniku czy wirowanie w komorze rakla oraz – częściowo zależne od prędkości druku – siły ścinające i naprężenia tnące w szczelinie wałka, wywoływane przez odwijanie i boczne rozcieranie. Czynniki termiczne to doprowadzane i odprowadzane ciepło.

Przy silnym obciążeniu mechanicznym następuje ponadto uwalnianie ciepła własnego. Im szybszy jest wzrost temperatury i/lub większe obciążenie mechaniczne, tym mniejsza staje się lepkość. Zachowanie takie nazywane jest lepkością strukturalną. W przypadku zmniejszenia lepkości w wyniku samego tylko działania mechanicznego mówi się o tiksotropii (farby drukarskie, lakiery drukarskie, dyspersyjne i niektóre lakiery UV), a w przypadku zwiększenia lepkości – o reopeksji (wiele lakierów UV). Zalicza się tu również relaksacja, czyli zjawisko, kiedy farby i lakiery po ustaniu działania czynników mechanicznych „odpoczywają” i powracają do swojej pierwotnej lepkości.

Przy lakierowaniu pożądana jest szybka tiksotropia i reopeksja: po pierwsze dlatego, że wówczas może nastąpić całkowite przeniesienie warstwy lakieru z formy lakierującej
na podłoże drukowe. Po drugie, lakier połyskowy tworzy jednorodną, gładką powierzchnię, bez efektu „skórki pomarańczowej” czy zacieków; lakier UV wymaga przy tym dłuższego rozpływu. W obu tych przypadkach widoczne jest ścisłe sprzężenie lepkości z właściwościami sieciowania…

Więcej na łamach czasopisma, do którego prenumeraty zawsze zachęcamy!