ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Краски - это жидкие или пастообразные вещества различного химического состава, используемые для печати на самых разнородных материалах.

Шелкографическая краска, в частности, - это химический продукт, на котором отражается необходимость применения на разнообразных подложках, поэтому ее делают различного химического состава, чтобы возможно было достичь адгезии по отношению к материалам различной природы.
Наоборот, краска для офсетной печати из-за требования сцепляться только с бумажными материалами и гораздо реже с пластмассами, характеризуется составом, который не меняется по своей химической части, а меняются только добавки чтобы добиться желаемых результатов.
В первую очередь краска должна иметь тиксотропные характеристики.
"Тиксотропией называется способность жидкости изменять свою вязкость при перемешивании или изменении температуры и возвращаться к прежней вязкости в состоянии покоя при прекращении перемешивания и возвращении к первоначальной температуре."
Чтобы лучше понять это явление, возьмем, к примеру, офсетную краску, упомянутую ранее. Если мы поместим любую офсетную краску алкидного семейства в шнековый смеситель и будем ее перемешивать в течение 5 минут при 1000 оборотах в минуту, измерив вязкость как до операции, так и после перемешивания, мы заметим, что показатели мало изменились. Вязкость краски будет примерно такой же, как и в начале. Как перемешивание, так и последующее повышение температуры не производят больших изменений. Это логично также и потому, что краска в офсетной машине постоянно перемешивается "растиранием" цилиндрами. Шелкографическая же краска не должна иметь этих характеристик, поскольку главным является то, что она должна "фильтроваться" через ячейки сита трафаретной формы быстро и, следовательно, при минимально возможной вязкости, не причиняя ущерба точности деталей линий.
Трафаретная краска при тех же испытаниях, что и офсетная, дает совершенно другие результаты. Прежде всего, вязкость значительно меняется, понижаясь в значениях в зависимости от типа смолы и от количества градусов достигнутой температуры. Когда перемешивание завершено и краска возвращена в первоначальные температурные условия, она восстанавливает свою исходную вязкость. Тиксотропия может влиять на распределение краски, поскольку трафаретная краска должна пройти через маленькие квадратные отверстия сита и выровниться на запечатанной подложке без затеканий.
Кроме того, тиксотропия влияет на покрывную способность краски так же, как и на четкость изображения растровой точки. В случаях печатания деталей в негативном изображении, когда краска запечатывается на больших поверхностях и детали пункта или линии должны быть безукоризненными, тиксотропия играет очень важную роль. Антагонистами тиксотропии являются силиконы и разбавители, которые явно понижают вязкость. Считая, что тиксотропный компонент краски является основой механизма трафаретной печати, рассмотрим физический состав самой краски.
Разница в силе сцепления объясняется использованием различных смол, которые не могут реагировать одинаковым образом, потому что имеют различные химические свойства, влияющие на печать. Например, очень вязкая смола с большим трудом пройдет через тонкое сито, из-за чего нужно использовать сита с большими отверстиями.

Состав трафаретных красок.
Компонентами трафаретных красок являются:
- связующее
- наполнитель
- пигмент
- растворитель
- добавки и возможно катализаторы.

СВЯЗУЮЩЕЕ
Связующее - это основная (=базовая) смола, которая совместима с материалом, на котором производится печать. На практики это сравнимо с клеем, который позволяет краске вовремя прилипнуть к желаемой подложке. Связующее является смазкой, которая принадлежит к одному из очень многочисленных семейств смол: например, обычная акриловая краска принадлежит, если рассматривать смолу, к самой многочисленной группе акриловых смол, которая насчитывает тысячи разновидностей.
Многие смолы используются в комбинации друг с другом, чтобы воспользоваться наилучшим образом их отдельными реологическими свойствами. Перечень входящих в состав краски основных семейств смол приобретает практическое значение для шелкографа, так как он может помочь найти наиболее подходящую краску, если у запечатываемой подложки в основе будет та же самая смола, что и у краски. Зная основные семейства, мы можем иметь, однако, ясную информацию об устойчивости краски к внешним воздействиям. Действительно, смолы ведут себя все по-разному при воздействии атмосферных агентов и следующая таблица поможет узнать, сколько времени каждая смола сможет выдержать воздействие атмосферных агентов. Такая таблица учитывает только лишь основные смолы толщиной не менее 20 микрон, расположенные с наружной стороны, сопоставляя реакции при разных температурах, разных процентах относительной влажности вплоть до 100%, солевом тумане, устойчивость по кинотесту на УФ-лучи. Из этих испытаний, проведенных производителями смол, следует, что устойчивость к внешним воздействиям будет следующая:
- ограниченная 2 годами для целлюлозных, нитроцеллюлозных, гидроцеллюлозных, эпоксидных смол
- ограниченная 3 годами для полиэфиров, алифатических акрилатов, виниловых смол с наполнителями, полиуретановых смол
- ограниченная 4 годами для акрилово-виниловых смол, для чисто виниловых смол, акриловых модифицированных смол и полиэфирных смол.
Устойчивость всегда рассматривается без какого-либо вмешательства подложки, которая не должна никаким образом реагировать, а быть инертной. Выбор смолы продиктован не только требуемым типом адгезии к подложке, которую требуется запечатать, а также и штампуемостью смолы с течением времени, совместимостью с употребляемыми пигментами и наполнителями, легкостью обработки и использования печатником. Поэтому объяснимо быстрое распространение УФ-смол, с которыми не было проблем, если рассматривать только сторону покрытия или прилипания к подложкам, и которые дают значительные преимущества печатнику в отношении точности воспроизведения, детальной быстроты ретикуляции, нерастворимости в растворителях, запаха и т.д. Новой тенденцией является все более широкое использование диспергированных в воде смол или водяных смесей с целью устранить растворители из рабочих помещений.

НАПОЛНИТЕЛИ
Сами смолы не имеют той пастообразной консистенции краски, которая нам знакома, а имеют склонность быть или слишком жидкими, или твердыми и, следовательно, их нужно обрабатывать сложными производственными методами.
Корпулентность пасты достигается примешиванием к смолам некоторых веществ неорганической природы таким образом, чтобы "наполнить" краску не только в отношении консистенции, но также и в отношении покрывной способности или снижения стоимости. Наполнители могут быть использованы по различным соображениям, как техническим, так и экономическим, поэтому шкала их качества определяет более дорогостоящие наполнители и менее ценные наполнители, менее дорогие и используемые только для понижения стоимости.

ПИГМЕНТ
Пигменты - это цветные вещества разнообразного происхождения, которые служат для приготовления лаков, эмалей, красок, которые используются с целью передать конечному препарату их окрашивающую способность. Процентное соотношение пигмента по отношению к трафаретной краске является минимальным, в среднем значения колеблются в пределах 5-10 %. Поэтому понятие покрывной способности не может быть связано с одним лишь только пигментом, а скорее с балансировкой всех компонентов смеси. Пигмент, используемый в трафаретной печати, состоит из красящих продуктов, которые очень тонко измельчаются, чтобы они дисперсировали и оставались во взвешенном состоянии в связующем веществе. Пигмент сильно отличается от красителя, который теперь уже практически вышел из употребления.
Краситель - это вещество, которое входит в состав раствора вместе со связующим веществом, поэтому он прекрасно в нем растворяется и имеет тенденцию продолжать перемешиваться, когда идет наложение краски. Если мы напечатали красителем красный цвет и затем наложим белый, то заметим, что красный цвет, даже если он совершенно высох, имеет тенденцию выходить на поверхность белого, давая начало эффекту "кровоточения". Учитывая также слабую устойчивость красителей к внешним воздействиям среды, индустрия трафаретной печати использует сегодня почти исключительно пигменты. Пигменты, используемые в трафаретных красках, бываают неорганические и органические.
Неорганические пигменты являются объектом изучения неорганической химии, которая рассматривает химические элементы и их соединения, за исключением соединений углерода (его знак С, атомный номер 6, атомная масса 12,01), которые вплоть до середины девятнадцатого века считались характерными для живой природы и не воспроизводились искусственным путем. Следовательно, органическая химия изучает соединения углерода. Органические пигменты являются соединениями углерода и считаются более безопасными в пользовании в отличие от некоторых неорганических пигментов, в настоящее время не употребляемых, содержащих тяжелые металлы или канцерогенные компоненты, способные вызывать злокачественные опухоли тератогены, которые могут вызывать злокачественные образования и уродливость у эмбрионов животных и растений, и мутагены, которые могут вызвать мутации в комплексе генов, которые составляют хромосомный набор индивидуума.
Неорганические пигменты. Это вещества различного происхождения, отличающиеся повышенной покрывной способностью, значительной глянцевостью и высокой устойчивостью к внешним агентам, УФ-лучам и к старению. При сравнении с соответствующими органическими пигментами, неорганические пигменты имеют большую покрывную способность, хотя некоторые, перечисленные ниже, исключены теперь из потребления по Европейскому закону EN 71/III, обычно называемому Toys (=игрушки), поскольку он определяет вещества, используемые на игрушках, предназначенных для детей. Компоненты, обычно рекламируемые производителями трафаретных красок как присутствующие в их продукции в количестве меньше ПДК, указанных в законе, следующие:
хром символ Cr - атомный номер 24-- атомная масса 52,01
мышьяк символ As - атомный номер 33-- атомная масса 74,92
селен символ Se - атомный номер 34-- атомная масса 78,96
кадмий символ Cd - атомный номер 48-- атомная масса 112,4
барий символ Ba - атомный номер 56-- атомная масса 137,36
ртуть символ Hg - атомный номер 80-- атомная масса 200,61
свинец символ Pb - атомный номер 82-- атомная масса 207
Пигменты - это порошки, не растворимые в связующем, но соединенные с ним посредством подходящих механических и дисперсных средств. Обычно пигменты обладающие хорошей покрывной способностью происходят из минеральных веществ, которые встречаются в природе и классифицируются на основании их цвета: белые, желтые, зеленые, красные, синие, оранжевые, металлические.

РАСТВОРИТЕЛЬ
Разбавители и растворители - это обычно углеводороды, получаемые из нефти. Все они являются органическими соединениями и служат для того, чтобы растворять смолу связующего для снижения вязкости, чтобы вмешаться в пластичность красочной пленки, чтобы увеличить или уменьшить скорость высыхания соединения, увеличить или уменьшить агрессивность и, следовательно, адгезивность краски к данной подложке. Различие между растворителем и разбавителем не выявляет никакой разницы химической категории только с коммерческой точки зрения существует различие между разбавителем, как жидкостью, которую добавляют к краске, чтобы понизить вязкость, и которая незначительно растворяет связующее вещество, и растворителем, как продуктом, который совершенно растворяет связующее вещество. В действительности это не соответствует никакому типу химического порядка, поэтому мы будем всегда использовать только термин растворитель, чтобы указать на продукт.
Растворители используются текущим порядком в смеси между собой для получения результатов, необходимых для данных условий печати. Различные растворители не растворяют смолу одним и тем же образом. Одни ее разъедают больше, другие меньше. Например, акриловая или виниловая смола сильно разъедается циклогексаноном (кетон). Поскольку у него достаточно низкая точка испарения и он быстро испаряется в воздух, быстро увелчивается вязкость краски, к нему добавляют другие растворители типа ароматических, гликоли или фталаты, чтобы отрегулировать точное время испарения растворителя, что будет влиять на время высыхания краски как при комнатной температуре, так и в печи. Нужно быть достаточно осторожным и не разбавлять краску большим количеством растворителя: тиксотропическкая способность краски еще уменьшит вязкость, что вызовет затекание. И наоборот недостаточный процент растворителя будет препятствовать распределению краски, легко образуя "апельсиновую корку" или вызывая прилипание трафаретной формы к подложке во время печатания. Следовательно, смесь, которую добавляют к краске - это сбалансированная дозировка различных растворителей, которые используя свои характерные особенности, позволяют нам печатать в различных условиях, обеспечивая качественные оттиски. Нужно учесть, что у некоторых растворителей большая способность включать в себя воду. Некоторые из наиболее употребляемых растворителей, таких, как бутилгликоль и циклогексанон, например, имеют склонность соединяться с парами воды воздуха, образуя с краской смесь с большой разъедающей способностью по отношению к светочувствительной эмульсии трафаретной формы. Поэтому в периоды повышенной дождливости мы будем иметь меньшую тиражестойкость трафаретной формы в присутствии этих растворителей. Многие растворители, были практически сняты с производства трафаретных красок, поскольку они представляют опасность для здоровья. Это практически устранило или сократило использование в химическом составе трафаретных форм красок очень употребимых растворителей, таких как кетоны или растворители с этиленовой цепью. Из-за этого все труднее и труднее сочетать растворяющую и разъедающую способность красок, используя все менее и менее сильные и агрессивные растворители. У производителей наблюдается тенденция выпускать трафаретные краски, содержащие большое количество воды, или краски на основе акрилатов (УФ-смолы).
Говоря о красках, называемых "водными", надо сказать, что на рынке появляются продукты, имеющие неплохую адгезивную способность и устойчивость к внешней среде с характеристиками саморастворения, глянцевости и покрывной способности ниже, чем у соответствующей краски на растворителе. Надо принять во внимание, что речь идет о красках, содержащих не только одну воду, а эмульсии из растворителя и воды. Такие трафаретные краски, называемые гибридными, в некоторых случаях оказываются более вредными, чем краски на растворителе, поскольку они содержат вещества, запах которых скрывает вода, побуждая к их более широкому использованию. Водные краски распространены пока еще спорадическое, но, безусловно, в будущем мы будем присутствовать при появлении на свет более совершенных продуктов в этой отрасли.

ДОБАВКИ И КАТАЛИЗАТОРЫ.
- Увлажнители.
Трафаретная краска, чтобы ею можно было печатать, кроме смолы, наполнителя, пигмента и растворителя нуждается еще и в добавках. Если бы трафаретная краска была только лишь смесью перечисленных продуктов, мы оказались бы перед лицом странного эффекта: напечатанная краска приняла бы дырчатый вид, имела бы много неровностей, приблизительное растяжение и некрасивый вид.
Это вызывается различными факторами, среди которых структура сита трафаретной формы. Нить, из которой состоит сито, неизбежно разделяет краску во время печатания, из-за чего: если не происходит выравнивания, нанесенные "кубики" будут иметь не очень правильный характер и будут неоднородного вида.
Когда краска, продавленная ракелем, проходит через ситовую ткань, она принимает неправильную коннотацию, но сразу же, благодаря эффекту добавок, которые почти все являются производными силиконов и восков, выравнивается. В этот момент выравниватель заставляет скользить молекулы краски одна по другой в направлении пустых отверстий и заполняет пробелы, сделанные другими силиконами, присутствующими на подложках. Поэтому присутствие этих добавок является обязательным.
- Катализаторы.
Их также называют отвердителями и они используются для создания полимеров, сополимеров или пространственных сеток.
Все катализаторы вызывают полимеризацию или создают пространственные сетки, которые увеличивают характеристики устойчивости краски как в отношении агентов внешней среды, так и в отношении растворителя. После полимеризации процесс становится необратимым. По этой причине POT-LIFE (жизнь краски после перемешивания с собственным катализатором) сокращается до нескольких часов или максимально до нескольких дней.

Автор: Шишов Георгий