книги из ГПНТБ / Березин, Борис Иванович. Полиграфические материалы учебник для учащихся полиграфических техникумов

КРАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА

§ 73. ТРЕБОВАНИЯ К ПИГМЕНТАМ ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ КРАСОК

Цвет краски на отпечатке, ее кроющая способность или про­ зрачность и многие другие важные свойства, например светопрочность, водоустойчивость, всецело зависят от свойств пигмен­ та, входящего в состав печатной краски. Пигмент оказывает влияние на пластичновязкие свойства и липкость краски, на ско­ рость ее высыхания и пр. Поэтому требования к качеству пиг­ ментов для печатных красок весьма многообразны. Так, поли­ графические пигменты должны иметь следующие свойства:

а) яркий и чистый цвет; б) высокую светопрочность, т. е. неизменяемость цвета под

действием солнечного освещения; в) высокую красящую силу (концентрацию), позволяющую

готовить высокоинтенсивные краски с минимальным количеством пигмента;

г) возможно большую прозрачность в случае изготовления красок для трех- и четырехкрасочной печати и кроющую способ­ ность— при изготовлении переплетных красок, афишных красок, красок для печатания по жести и некоторых других;

д) высокую, но не чрезмерную степень дисперсности, так как грубозернистые пигменты вообще непригодны для изготовления печатных красок, а чрезмерно высокодисперсные пигменты обыч­ но отличаются слишком большой (высокой) маслоемкостью, т. е. образуют даже с очень большим количеством связующего веще­ ства чрезмерно густые, нетекучие краски;

е) минимальную маслоемкость, т. е. способность при смеше­ нии и растирании пигмента со связующим веществом (маслом) связывать, поглощать минимальное его количество с таким рас­ четом, чтобы можно было готовить краски с высокой концентра­ цией пигмента, особенно это относится к черному пигменту — саже, а также цветным пигментам в красках для трех- и четырех­ красочного печатания, концентрированным офсетным краскам

и некоторым другим; ж) мягкую структуру, позволяющую легко и быстро перети­

рать пигменты со связующими веществами на краскотерочных

машинах; з) безукоризненную водопрочность, т. е. нерастворимость

пигментов в воде, в случае их применения для изготовления оф­ сетных и фототипных красок; во всех остальных случаях доста­ точно удовлетворительной водопрочности;

и) устойчивость к действию органических растворителей, главным образом к спирту, в случае изготовления красок, оттис­ ки которых должны быть отлакированы;

242 Полиграфические материалы

шарообразную форму и состоят из беспорядочно расположен­ ных, но весьма компактно упакованных кристалликов графита неправильной формы, так называемых псевдокристаллитов (рис. 90). Таким образом, структура сажи представляет собой как бы промежуточную ступень между кристаллическим и аморф­ ным, т. е. структурно бесформенным, состоянием.

Углерод в псевдокристаллическом состоянии имеет удельный вес около 2, но сажа, непосредственно после ее изготовления (до

процесса ее уплотнения или гранулирования) настолько пуши­ ста, что собственно вещество, из которого состоит сажа, зани­ мает только 2,5—5% данного объема. Поэтому объемный вес сажи составляет всего 0,05—0,10 г!см\

Первичные частички сажи не изолированы друг от друга, а образуют ее вторичную структуру в виде более или менее длин­ ных цепочек, состоящих из прочно связанных между собой пер­ вичных частичек сажи (рис. 91). Вторичная структура сажи не может быть полностью разрушена даже при интенсивном пере­ тирании сажи со связующим веществом на краскотерочной ма­

шине.

Сажа имеет интенсивно-черный цвет, абсолютно светопрочна, водопрочна, щелоче- и кислотоустойчива, спирто- и лакопрочна, термопрочна; стоимость сажи невысока.

Получается сажа сжиганием газообразных и жидких орга­

ацетилена. Ацетилен разлагается на водород и углерод уже при 800° с большим выделением тепла. Поэтому дальнейшее разло­ жение (.в отличие от термического разложения природного газа метана) протекает за счет реакции разложения в непрерывно действующих реакторах, охлаждаемых водой.

Дисперсность ацетиленовой сажи и степень ее черноты не­ сколько ниже, чем у газовой; вторичной структуры ацетилено­ вая сажа не образует, получается с выходом 90%. Положитель­ ное свойство ацетиленовой сажи состоит в том, что она образует краски, не распыляющиеся при их раскатывании валиками в процессе быстроходного ротационного печатания. По этой при­ чине ацетиленовая сажа находит применение при изготовлении газетных ротационных красок.

Газовую канальную сажу, специально предназначенную для изготовления печатных красок, подвергают окислению кислоро­ дом воздуха в распыленном состоянии, лучше различными оки­ слителями в водной среде, в результате чего поверхность первич­ ных частичек сажи обогащается кислородосодержащими поляр­ ными группами (—СООН, —ОН), ковалентно или адсорбционно связанными с поверхностью первичной частички сажи. Наличие таких полярных групп придает сродство сажевым частичкам к масляным связующим веществам (улучшают смачивание части­ чек сажи масляными связующими веществами), что способствует улучшению печатных свойств красок, содержащих эту сажу. Газовая канальная окисленная сажа отличается повышенной чернотой и меньшей маслоемкостью (краски получаются менее густыми и менее пластичными) и хорошо вращается в красоч­ ном ящике печатной машины. В процессе производства печатных красок облегчается их растирание (диспергирование) на краско­ терочных машинах и повышается текучесть красок. Применени­ ем газовой канальной сажи, окисленной в водной среде, удается повысить интенсивность черных красок примерно на 20—30% вследствие некоторого увеличения в них содержания сажи '.

§ 75. БЕЛЫЕ ПИГМЕНТЫ И НАПОЛНИТЕЛИ

Белые пигменты, называемые сухими фелилами, применяются для изготовления белых красок — тертых белил. Некоторые ви­ ды белил широко используются как наполнители при изготовле­ нии красочных лаков и цветных тертых красок.

В зависимости от состава связующего вещества белые пиг­ менты могут образовывать или кроющие, или прозрачные крас­ ки, что зависит от показателя преломления пигмента и связую­ щего вещества.

1 А. Я. Королев, Т. Н. Малова, В. И. Романова. Новая моди­

фицированная сажа для печатных красок. Журн. «Полиграфическое произ­ водство», 1957, № 7, стр. 25.

окиси алюминия, потому что у двуокиси титана показатель пре­ ломления в масле равен 2,6—2,4, а у гидрата окиси алюминия — 0,00, т. е. показатель преломления и гидрата окиси алюминия и масла одинаковы. Сернокислый барий в масляной среде образует прозрачные краски (по этой причине он применяется в качестве наполнителя в цветных печатных красках), а в водной среде — кроющие краски и применяется вследствие этого для изготовле­ ния мелованной бумаги и клеевых декоративных белых красок. Показатель преломления сернокислого бария в воде равен

1,63—1,64, а в масле — 0,14.

Цинковые белила по химическому составу представляют со­ бой почти чистую окись цинка ZnO в виде белого порошка. Удельный вес окиси цинка 5,78'. Диаметр первичных частичек цинковых белил 0,3—0,4 микрона. Цинковые белила получают переработкой цинка (муфельные белила) или цинксодержащих руд (витериллные белила).

Для изготовления печатных красок применяются только му­ фельные цинковые белила, как наиболее высокосортные. Му­ фельные цинковые белила получают нагреванием металлическо­ го цинка высокой степени чистоты при температуре 1200—1300°, при которой он плавится и испаряется в бескислородной среде. Образующиеся пары цинка поступают в окислительные колодцы, где они и окисляются кислородом воздуха до окиси цинка и улавливаются системой тканевых (рукавных) фильтров. Высшие сорта муфельных цинковых белил содержат до 99,9% чистой оки­ си цинка. Они образуют достаточно белые среднекроющие крас­ ки с удовлетворительными печатными свойствами. Окись цинка растворяется в щелочах и кислотах. Несмотря на это, тертые цинковые белила достаточно щелоче- и кислотоустойчивы, так как, во-первых, по условиям применения на них могут действо­ вать только слабые растворы кислот и щелочей и, во-вторых, первичные частички окиси цинка в красочной пленке защищены оболочками из олифы.

Цинковые белила можно смешивать с любыми цветными печатными красками, не загрязняя их цвета, но уменьшая интен­ сивность и несколько изменяя оттенок. Цинковые, как и все дру­ гие белила и наполнители, заметно понижают светопрочность красок, с которыми они смешиваются, так как при этом снижает­ ся концентрация в краске пигмента. Сами по себе цинковые бе­ лила светопрочны.

Титановые белила по химическому составу представляют со­ бой почти чистую двуокись титана ТЮ2, содержание которой в

алюминия показана на рис. 94. Одновременно она может быть использована и для получения бариевых белил — сернокислого бария и «печатных» белил, о которых будет сказано ниже.

Технологический процесс изготовления гидрата окиси алюми­ ния (алюминиевых белил) выполняется в следующей последова­ тельности. Алюминиево-калиевые квасцы растворяют при нагре­ вании в растворительном чану («кипятильнике») при нагревании острым паром и сливают в реакционный чан, в котором концен­ трация алюминиево-калиевых квасцов доводится до 13%, а тем­ пература раствора — до 35°, разбавлением нужного количества холодной воды. 13%-ный раствор соды готовят в другом рас­ творительном чане или растворительном чане, освободившемся от алюминиево-калиевых квасцов, и медленно, в течение 6 часов, при непрерывном перемешивании сливают на раствор алюминие­ во-калиевых квасцов. Образуется гидрат окиси алюминия и вы­ деляется углекислый газ. Осадку гидрата окиси алюминия дают отстояться и промывают декантацией, т. е. сливают отстоявшую­ ся жидкость, содержащую водорастворимые соли — побочные продукты реакции; осадок снова доливают водой, перемешивают, дают осадку отстояться и опять сливают жидкость, находящую­ ся над осадком. Такую промывку повторяют несколько раз, пока содержание растворимых солей—побочных продуктов реакции— в гидрате окиси алюминия не будет менее 2,5—3%. Осадок про­ мытого гидрата окиси алюминия переводят в монтежю, а из по­ следнего под давлением в три атмосферы в рамный фильтр­ пресс, в котором от гидрата окиси алюминия отпрессовывается вода через слой особо прочной ткани — бельтинг. Из фильтр­ пресса гидрат окиси алюминия выгружают в тележку в виде влажной пасты с содержанием воды около 70—80% и направ­ ляют в сушильное отделение. В сушильном отделении влажную пасту гидрата окиси алюминия раскладывают на противнях, которые устанавливают в тележках-стеллажах; последние поме­ щают в сушильную камеру. Водная паста гидрата окиси алюми­ ния высушивается в сушильной камере при температуре 85° го­ рячим воздухом до влажности не выше 15% в течение 40 часов. Куски высушенного гидрата окиси алюминия сбрасывают с про­ тивней в шкаф-бункер, из которого направляется на размол по­ средством ударно-кулачковой мельницы. Размолотый гидрат окиси алюминия упаковывают в бочки.

Большое влияние на структуру и свойства осадка гидрата окиси алюминия оказывает температура выполнения реакции.