Понятие «сушка» охватывает процессы, которые происходят после передачи краски, например, с офсетного цилиндра или печатной формы на запечатываемый материал. В процессе ее происходит связывание запечатываемого материала и печатной краски. При этом печатная краска переходит в твердое состояние. Это является необходимым предварительным условием для надежной после-печатной обработки и использования изготовленной продукции. В зависимости от структуры печатной краски сушка может осуществляться путем химической реакции (окисление и полимеризация), физических процессов (впитывание, испарение) или комбинации вышеназванных способов. На слайде 1 представлен обзор технологий с указанием основных условий применения.

На примере листовой офсетной машины на слайде 2 показано построение некоторых систем сушки. Производственные требования к ней для красоки лаков предполагают часто наличие различных систем и их комбинаций для достижения необходимого результата. Чтобы гарантировать высокую вариабельность печатной машины, может оказаться полезной установка в одной машине не только инфракрасных (ИК), но и ультрафиолетовых (УФ) сушильных устройств.

К свойствам печатных красок, подвергающихся сушке, предъявляются два требования:

• отсутствие высыхания краски на валиках во время работы или при кратковременных простоях машины;
• быстрое закрепление краски на запечатываемом материале после процесса печати. На высыхание красок оказывают влияние следующие факторы:
• состав краски, а именно связующее вещество и пигмент, а также различные добавки;
• свойства подлежащего запечатке материала (в том числе впитывающая способность);
• условия печати (переносимое количество краски, высота стапеля, скорость печати);
• климатические условия (влажность, температура помещения);
• конструкция сушильного устройства (циркуляция воздуха над поверхностью красочного слоя, время действия, источник подаваемой энергии и т.д.).

Решающим фактором, оказывающим влияние на высыхание красочного слоя, является температура, причем более высокие температуры имеют следующие преимущества:

• увеличивается скорость полимеризации;
• снижается вязкость краски, благодаря чему ускоряется впитывание;
• быстрее испаряются растворители.

Физические методы сушки

Впитывание

В основе впитывания лежит взаимодействие краски с материалом. Оно зависит от вязкости краски и впитывающей способности материала. Уже сразу после переноса краски на бумагу начинается процесс проникновения (впитывания) ее составных частей. Этому способствует наличие капилляров в запечатываемом материале. Быстрота процесса зависит от впитывающей способности запечатываемого материала. Пористость и смачиваемость определяют скорость впитывания. Количество пор на единицу площади и их средний диаметр характеризуют пористость. Скорость впитывания тем больше, чем меньше вязкость краски. При очень большой впитывающей способности краска может терять очень много впитанного связующего. Тем самым она теряет глянец и стойкость к истиранию (пигменты начинают осыпаться с оттиска). Поэтому бумага с большим количеством малых пор на единицу поверхности во многих случаях является оптимальной для хорошего качества оттиска. Простой способ сушки путем впитывания применяется в газетной печати (холодная сушка Coldset). Сушка заканчивается с окончанием впитывания. При этом процесс кратковременен.

Инфракрасная (ИК) сушка

Впитывание краски происходит быстрее при низкой ее вязкости. Вязкость краски снижается при высоких температурах. С помощью источника ИК-излучения перенесенный красочный слой разогревается вместе с запечатываемым материалом. Таким образом, принцип действия ИК-сушки в офсетной машине объясняется следующим:

• действие тепла понижает вязкость масел печатных красок, чем достигается быстрое впитывание краски;
• быстрое окисление происходит в теплом стапеле бумаги;
• малое количество воды в нанесенном красочном слое ускоряет окисление.

Заключительная химическая сушка-окисление, происходящая после физической, идет быстрее при повышенных температурах.

Описанные процессы имеют место при сушке слоев всех офсетных красок. Соответствие частот из- лучения излучателя частотам, на которых энергия поглощается составными частями связующего, улучшает сушку. Действие ИК-излучателя наиболее эффективно, когда энергетический максимум излучателя совпадает с максимумом абсорбции печатной краски (или лака). Длины волн ИК-спектра в пределах спектра электромагнитного излучения показаны на слайде 3. Применяются излучатели в следующих областях длин волн:

• коротковолновые (0,8 до 2 мкм, соответствует температурам спирали накаливания от 2700 до 1500 С).Излучение проникает преимущественно в бумагу;
• средневолновые (от 2 до 4 мкм, соответствует температурам от 1500 до 750 С); преимущественно разогревается поверхность слоя краски.

Исследования показывают, что при использовании коротко- и средневолновых ИК-излучателей абсорбционные свойства краски являются максимальными. При этом интенсивность излучения коротковолновых ИК-излучателей выше. В нижней коротковолновой области работают так называемые NIR-сушильные устройства (NIR Nahes Infrarot: от 0,8 до 1,2 мкм). Длинноволновые излучатели (от 4 мкм до 1мм) в офсетной печати не используются, так как их эффективность очень мала.

ИК-сушка лишь тогда проявляет свое полное дейтвие, когда печать выполняется на впитывающих материалах. ИК-сушильное устройство нагревает также незапечатанные участки листа, что приводит в конце концов к повышению температуры всего стапеля (до 40 С) и к благоприятному ускорению процесса полимеризации.