Водорастворимые краски считаются самыми экологически чистыми и удобными в работе. В них основным растворителем является вода или же смесь воды и спирта. Краски на водной основе предназначаются в первую очередь для запечатывания впитывающих поверхностей (бумаги и картона). Запечатывать какую-либо синтетическую пленку такими красками не представляется возможным из-за плохой адгезии к пленкам. При использовании водорастворимых красок изображение на оттиске получается матовым, что иногда предпочтительнее глянцевого, например, при печати на гофрированном картоне. Немаловажно, что утилизация водоразбавляемых красок и смывок гораздо сложнее и связана с более высокими затратами, чем утилизация прочих флексографских красок. Широко распространенная физико-химическая технология утилизации основана на том, что сначала растворенные остатки красок осаждаются путем введения солей металлов при определенном значении рН и отфильтровываются. Затем осажденный продукт утилизируют как специальные отходы, а фильтрат и соответствующим образом проверенная вода отводятся в канализацию. Энергозатраты на сушку водоразбавляемых красок в процессе печати из-за низкой летучести воды неизмеримо выше, чем у спирторазбавляемых или УФ-красок.
Краски на основе летучих растворителей закрепляются за счет испарения растворителя. Компоненты флексографских красок на основе растворителей могут комбинироваться в следующих соотношениях: растворитель - 40-60 %, пигмент - 15-40 %, пленкообразующее - 10-15 % и добавки до 5 %. В настоящее время в качестве связующих в красках этих типов чаще всего используются следующие вещества: производные целлюлозы; полиамидные смолы; продукты полимеризации винила; другие связующие, такие, как полиэфир, полиуретан, кетоновые смолы, малеинаты, акриловые смолы и т.д. Краски на основе растворителей являются экологически менее чистыми, однако они дешевле водорастворимых; при этом они обладают значительно лучшей адгезией, и получаемый оттиск имеет больший глянец, чем при печати водорастворимыми красками. Они лучше всего подходят для печати на невпитывающих подложках и поэтому широко используются при печати на гибких упаковках.
Становятся все более модны краски УФ-отверждения. Они дают наилучшие результаты печати - высокую линиатуру растрового изображения, точность цветопередачи, адекватное воспроизведение всех цветовых оттенков, стабильность цветового баланса при печати тиража, короткое время закрепления. Они имеют постоянную вязкость, что обеспечивает неизменность цветовых параметров печати. С помощью УФ-красок отлично воспроизводятся растровые изображения при исключительно невысоком растискивании растровых точек и возможности воспроизведения двупроцентных точек. Эти краски не содержат растворителя и состоят в основном из связующего (около 50-65 %), пигмента (около 20-40 %) и добавок (около 10-20 %). Связующим в этом случае является так называемая фотополимеризующаяся композиция, включающая мономер, олигомер, фотоинициатор. Этим краскам свойственна достаточная адгезия к любому запечатываемому материалу. Как нельзя лучше они подходят для использования в пищевой и фармацевтической промышленности, так как не имеют вкуса и запаха.
В настоящее время существуют две системы УФ-красок - радикальные и катионные. Радикальные краски имеют химический состав на базе акрилатов. Они обладают невысоким эффектом последубления, имеют незначительный запах, хорошую устойчивость к механическим и термическим воздействиям - ими можно печатать на впитывающих материалах, имеющих щелочную поверхность. Химической основой катионных красок являются эпоксидные смолы. Такие краски обладают слабым запахом, хорошим сцеплением с замкнутыми поверхностями запечатываемых материалов; имеют высокую механическую и химическую устойчивость. Однако они непригодны к использованию на впитывающих запечатываемых материалах со щелочным меловальным слоем или высокой остаточной влажностью. В то же время возможно их применение для первичных упаковок пищевых продуктов.
Зачастую во всех видах красок используют похожие окрашивающие вещества (органические и неорганические, металлические, глянцевые и флуоресцентные пигменты) и примеси. Использование примесей упрощает процесс производства, улучшая поведение краски во время печати и обеспечивает оптимальную сушку краски на материале. Все более популярными становятся именно пигменты. Пигменты - это устойчивые к воде и органическим растворителям цветные, черные или белые высокодисперсные кристаллические порошки. Пигменты могут быть синтетическими, органическими, лаковыми и искусственными неорганическими; также существуют металлопигменты (под серебро, бронзу и золото).
Чаще всего во флексографских красках используются органические пигменты, а для изготовления черной и белой красок применяются неорганические пигменты - сажа и диоксид титана. Кроме пигментов, в состав краски могут вводиться наполнители (это пигменты меньшей молекулярной массы). В качестве наполнителей наибольшее применение получили сернокислый барий, микротальк, гидроксид алюминия и др. Наполнители вводятся для придания краске особых (например, защитных) свойств, а также с целью экономии более дорогих цветных пигментов. Пигменты и наполнители, используемые в полиграфических красках, должны удовлетворять целому ряду требований. Прежде всего, они должны обеспечивать определенные цветные и оптические свойства красок, а также хорошие печатно-технические и реологические свойства, чтобы не забивались мелкие элементы печатной формы (особенно в случае мелкого текста на выворотке) и не искажались контуры деталей изображения. Кроме того, пигменты и наполнители не должны замедлять процесс закрепления красок на оттиске. Введение в состав краски пигментов и наполнителей позволяет регулировать такие важнейшие свойства, как термостойкость, адгезионная прочность, электроизолирующая и токопроводящая способность и др.
Требования к флексографским краскам достаточно разнообразны. Во-первых, очень важна такая характеристика, как вязкость. Наименее вязкая краска (15-25 с.) применяется при печати на бумаге, самоклеящейся бумаге, картоне и гофрокартоне (в данном случае используется водорастворимая краска). Краски на основе растворителей имеют низкую вязкость 15-35 с. Эти краски, как было указано выше, используются при печати на различных пленках. Краски, закрепляемые посредством УФ-излучения, имеют относительно большую вязкость, иногда превышающую 30 с. Вязкость флексографских красок чаще всего регулируется непосредственно на предприятии или же в самой печатной машине путем добавления определенного растворителя - воды, спирта или же смеси этих веществ.
Важным показателем флексографских красок является их устойчивость к действию внешней среды и веществ, для упаковки которых использованы эти краски. Для оценки устойчивости красок разработаны методы испытаний красок на стойкость к воздействию реагентов. Сущность методов заключается в том, что пропитанные реагентом листки фильтровальной бумаги соприкасаются с высохшим оттиском испытуемой краски под действием груза в течение определенного времени. Стойкость оценивается по степени изменения цвета оттисков и по числу окрашенных листков фильтровальной бумаги.
Для упаковки немаловажное значение имеет и светостойкость краски. Метод определения светостойкости стандартизован. Этот метод заключается в сравнении выцветания оттиска с выцветанием эталонов. Оттиск краски и эталоны, представляющие собой 8 шерстяных полосок, окрашенных голубыми красками различной светостойкости, облучаются ксеноновой лампой. Показателем светостойкости является номер соответствующего эталона: чем больше номер, тем выше светостойкость.
В последние годы отмечают увеличение доли водоразбавляемых и УФ-красок в производстве упаковочных материалов. Для флексографской печати, как и для других способов, в последнее время создаются принципиально новые виды печатных красок. Этому способствует не только научно-технический прогресс, но и стремление производителей сделать краски более удобными в использовании, технологичными, но при этом - более экологичными и безопасными для здоровья [3,5-6].
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристики и требования к готовой продукции
Выпускаемая упаковочная продукция предназначена для защиты товара при транспортировке, а также содержит информацию о производителе и составе продукта. Упаковочный материал, применяемый в пищевой промышленности, не только предохраняет от загрязнения, но и значительно продлевает сроки хранения продукции [7].
Упаковочный материал выпускается в бобинах. Намотка упаковочного материала производится на втулки (шпули) бумажные или полимерные, разрешённые для контакта с пищевыми продуктами органами Госсанэпиднадзора.
Упаковочный материал по своим качественным показателям должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.1 [8].
Таблица 2.1 - Требования к упаковочному материалу
|
Наименование показателя |
Норма |
Допустимое отклонение |
|
|
Внешний вид |
Не допускаются трещины, разрывы, сквозные отверстия и прочие механические повреждения |
Допускаются: - незначительные складки в т.ч. запрессованные, не ухудшающие внешнего вида упаковки - нерасплавленные частицы и посторонние включения размером не более 1 мм в количестве не более 5 штук на 1м2 |
|
|
Толщина бобинной ленты, мкм |
10-200 |
10 % |
|
|
Разматываемость |
Упаковочной материал должен полностью разматываться. Слипание слоев не допускается |
- |
|
|
Точность и четкость воспроизведения элементов |
Все элементы изображения на упаковочном материале должны быть четкими и точно повторять изображение на образце, установленном порядке |
Допускается отклонение увеличение элементов за счет растекания краски, не ухудшающие общего художественного вида упаковки, но не более 5 % от площади проверяемого полотна |
|
|
Цвет элементов изображения |
Соответствие утвержденному образцу |
Допускается: |
- цветовое различие ?Е для триадных и нетриадных красок не более 5,0
Совмещение красок на изображении
Соответствие утвержденному образцу
Допускается несовмещение красок не более 0,3 мм
Следы красок на пробельных участках изображения, марашки
Соответствие утвержденному образцу
Допускаются малозаметные марашки
Непропечатка элементов изображения
Соответствие утвержденному образцу
Допускаются незначительные непропечатки, не ухудшающие внешнего вида упаковки
Расстояние в месте стыка изображения за один оборот печатного цилиндра
Не более 1 мм
-
Шаг рисунка, в т.ч.:
Расстояние между фотометками
В соответствии с требованиями заказчика
Не более 2,0 мм
Не более 0,5 мм
Адгезия красочного слоя
Устойчивость красочного слоя к действию липкой ленты
Не допускаются следы отмарывания краски на оборотной стороне материала и проникновения красок на упакованный продукт.
Не менее 5 баллов
-
Масса упаковочного материала площадью 1м2, г/м2
10-250
10%
Характеристика изображения этикетки
При изготовлении упаковки для мясной продукции заказа от Приволжского мясокомбината печать осуществляется по прозрачной многослойной термоусадочной рукавной пленке с поверхностным слоем из полиамида. При печати используется одна краска - Resucat 210 0549-24 White фирмы Resino, которая обладает высокой укрывистостью и используется в качестве подложки при печати на прозрачной плёнке.
Изображение целиком плашечное, как таковой растр и мелкий текст отсутствуют. Используется анилокс с линиатурой 350 лин/см. На рисунке 2.1 представлен внешний вид этикетки
Рисунок 2.1 - Внешний вид этикетки
2.2 Характеристика основных и вспомогательных расходных материалов
Материалы, применяемые в производстве, разделяются на основные и вспомогательные. К основным материалам относят рулонные материалы (полимерные пленки, бумага), адгезивы (клеи, воска), парафин, лакокрасочные материалы и растворители. Вспомогательными материалами являются шпули, упаковочные пленки (стрейч пленки), монтажные липкие ленты, липкие ленты, обвязочные ленты для запаллечивания, растворители и ветошь для очистки технологического оборудования и т.д.
Высокобарьерная многослойная термоусадочная полимерная пленка
При изготовлении упаковки мясной продукции печать осуществляется по прозрачной многослойной термоусадочной рукавной пленке с поверхностным слоем из полиамида. Пленка состоит из слоев полиэтилена высокого давления, полиамида, сополимера этилена с виниловым спиртом и адгезива. Она обладает регулируемыми барьерные свойствами в зависимости от типа продукции, высокой степенью усадки, возможностью сварки внахлест и клипсования, так же высокой степенью герметизации.
Пленка изготовлена в ООО НПП «Тасма» по технологии трибл-бабл на экструдере фирмы GAP (Италия). Характеристики пленки представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Характеристики пленки для упаковки мясной продукции [9]