Буферные добавки

Все добавки, создающие буферные системы, обладают как щелочной, так и кислотной буферной емкостью, позволяющей нейтрализовать влияние кислых и щелочных веществ, содержащихся в бумаге или другом запечатываемом материале (картоне, металлизированной бумаге, фольге, многослойном самоклеящемся материале) и печатной краске. Они позволяют очень быстро достичь оптимального значения рН и удерживать его в необходимых пределах в процессе печатания тиража. Кислотность (рН) увлажняющего раствора с буферной добавкой незначительно меняется как при разбавлении, так и при добавлении небольшого количества свободной сильной кислоты или щелочи. Буферные добавки не могут изменить жесткость раствора, но они сводят к минимуму негативное влияние этого показателя на качество печати.

В состав буферной добавки входит большое количество разных компонентов, например, соли магния, хрома, фосфорной и лимонной кислоты, различные сульфаты и хлориды, которые позволяют реализовать основные функции увлажняющего раствора.

Каждый увлажняющий раствор, используемый в технологическом процессе, должен пройти тест на коррозию. Особенно это актуально для рулонной офсетной печати ColdSet (в этих машинах увлажняющий раствор подается щетками или путем разбрызгивания), где на металлических частях всегда есть избыток раствора.

В буферную добавку вводятся специальные средства-ингибиторы коррозии, которые позволяют снизить риск коррозии печатной формы, офсетного и печатного цилиндров. Например, фосфорная кислота ослабляет воздействие солей магний и кальция. Во время остановок печатной машины пробельные элементы могут окисляться. Это приводит к тенению, а впоследствии может потребоваться и замена форм. Для защиты печатной формы от окисления, в состав увлажняющего раствора добавляют коллоидные компоненты.

В процессе печати увлажняющий раствор загрязняют частицы бумаги и краски, поэтому в нем легко образуются пена и слизь. Такой раствор – идеальная среда для размножения бактерий. Все это затрудняет передачу увлажняющего раствора на печатную форму. Для замедления роста бактерий и водорослей, предотвращения образования слизи в состав буферной добавки вводят специальные антисептические компоненты - биоциды.

Как известно, в воде содержатся соли кальция, ионы которых при взаимодействии с жирными кислотами красок образуют труднорастворимые соли. Чтобы предотвратить появление кальциевых отложений и труднорастворимых солей, в некоторые буферные добавки вводят специальные компоненты, которые связывают свободные ионы Ca и Mg.

Сейчас насчитывается огромное количество фирм-изготовителей буферных добавок (концентратов), таких как: Press Max, VARN, Huber, BASF и др. Специалист должен выбирать буферную добавку, ориентируясь на характеристики оборудования и тип увлажняющей системы, и руководствоваться исключительно лабораторными исследованиями воды и, по возможности, промышленными испытаниями увлажняющего раствора.

В приведенной таблице 4 указаны возможные добавки для воды несколько фирм-производителей. Выбор подходящей добавки зависит от задач, которые нужно решить.

Таблица 4 Буферные добавки в увлажнение (для листовых машин)

Маркировка	Содержание гидрокарбоната в водопроводной воде, мг/л	Рекомендуемая дозировка концентрата	Назначение
FountMax Blue 30.10 PRO-T (Fount SF 6104)	Допустимо свыше 250	2-3%	Универсальная добавка для традиционных и непрерывных систем увлажнения и воды любого качества. Дозировка спирта 8-12%.
FountMax Blue 30.20 AF PRO-T (Fount SF 6206 AF)	Допустимо свыше 200	3-4%	Для непрерывных систем увлажнения, печати с пониженным добавлением спирта и воды любого качества. Дозировка спирта 0-6%. Значительно снижает и даже исключает добавление ИПС.
FountMax Blue 30.40 Xtradry (Fount SF 6111)	Допустимо свыше 250	2-3%	Для традиционных и непрерывных систем увлажнения и воды любого качества. Дозировка спирта 8-12%. Содержит катализатор сушки для печати на слабо - и невпитывающих материалах.
XtraMax Anti-Foam F16 (Anti-Foam 131)			Противопенный концентрат для увлажняющего раствора. Используется со всеми типами увлаж няющих растворов и систем. Добавляется в раствор в количестве 0,1–0,2%.
XtraMax Water Mineral F12 (Water Care RO 717)			Концентрат, повторно минерализующий воду, подвергнутую обратному осмосу. Стабилизирует значение pH увлажняющего раствора. Используется в ситуациях, когда вода обработана обратным осмосом в связи с ее сильной жесткостью или неприемлемыми отклонениями качества, например, из-за сезонных факторов. Добавление Water Care SP 7003 к обработанной воде вос- станавливает ее качество до оптимального уровня для печати. Рекомендуемая добавка 0,5% в увлажняющий раствор повышает жесткость воды на 10° dH и электропроводность на 265 мк- Сим/см.
IPA FIX			Добавка в увлажняющий раствор для замены изопропилового спирта. Дозировка 3–5%. Возмож- на подача стандартным дозирующим устройством.
Free FIX			Добавка в увлажняющий раствор для замены изопропилового спирта. Дозировка 1,5–2,5%. Не содержит изопропиловый спирт.
Universal Pink			Для традиционных раздельных, интегрированных систем увлажнения, для воды любого качества
Silverfount Plus:		10-4 0 мл на 1 л воды.	поддерживает уровень рН постоянным в любых условиях; Практически полностью исключает накапливание краски; Для уменьшения использования изопропилового спирта или его Заменителей и уменьшения коррозии, водорослей и пены
Acedin Plano 4105			Добавка в увлажнение для бесспиртовой печати или печати с уменьшением использования спирта в листовом офсете. Дозировка: 2 - 3 %
Acedin D 1991			добавка к увлажняющему раствору для листового офсета, с повышенным содержанием буфера. Может использоваться как в спиртовых, так и в традиционных системах увлажнения. Рекомендуется добавлять 2 - 3 %.
Stabilat D/DH 2010			добавка к увлажняющему раствору для листового офсета, стабилизирует уровень рН в кислом диапазоне. Может использоваться как в спиртовых, так и в традиционных системах увлажнения. Добавка в количестве 2-3%.
Supreme 250	Свыше 250	2-3%	Для всех систем подачи увлажняющего раствора. Для «жесткой» воды от 12° dH. Дозировка спирта 8-12%.
PAR			Добавка для замены изопропилового спирта. Дозировка 1,5–2,5%.

Порядок действий, рекомендуемый для выбора оптимального увлажняющего концентрата:

1. определить жесткость используемой воды;

2. в соответствии с полученными значениями жесткости подобрать рекомендуемый производителем концентрат;

3. подготовить увлажняющий раствор с концентрацией добавки, которую указывает производитель (например, 2% или 3%). Измерить рН раствора и электропроводность;

4. добавить рекомендуемую дозу спирта (если увлажняющий раствор предназначен для пленочного увлажнения);

5. произвести замеры рН раствора и электропроводности. Если значение рН раствора отклоняется от рекомендуемого, необходимо подобрать другую добавку;

6. использовать приготовленный увлажняющий раствор в печатной машине и в течение недели наблюдать за характеристиками процесса печати: контрастом, подачей увлажняющего раствора, скоростью высыхания краски.

Многие дефекты в офсетной печати возникают в результате неконтролируемого и чрезмерного использования добавок. Поэтому следует добавлять концентрат в воду небольшими порциями (например, по 0,2 % от объема воды), производя замеры кислотности и электропроводности раствора, пока не будут достигнуты их оптимальные значения. Напомним, что увлажняющий раствор готов к применению, если значение показателя кислотности лежит в интервале 4,8-5,5 (в зависимости от используемого оборудования и материалов), а электропроводности — 1150-1550 мкСм. При добавлении концентрата рН раствора падает, а электропроводность увеличивается.

При передозировке буферной добавки:

· сильно снижается поверхностное натяжение на границе вода-краска, что может вызвать эмульгирование краски;

· избыток ионов солей увлажняющего раствора взаимодействует с краской, что также вызывает эмульгирование.

Не исключено, что при определенных технологических условиях печатнику придется заменять одни добавки на другие.

Если используется спиртовое увлажнение, то при определении количества концентрата необходимо учитывать влияние спирта, так как его добавление снижает поверхностное натяжение и электропроводность раствора, а так же повышает щелочность (сам по себе спирт pH-нейтрален, но при добавлении в увлажнение концентрация буферной добавки падает). Для того чтобы определить концентрацию спирта, оптимальную для используемой воды и условий печати, желательно провести следующий анализ:
добавить концентрат увлажняющего раствора в воду в рекомендованных количествах (обычно 2-3%), делая соответствующие замеры; полученный раствор разделить на несколько одинаковых по объему частей и добавить в них разное количество спирта от 8 до 12%, в зависимости от системы увлажнения печатной машины; измерить рН и электропроводность полученных растворов; по полученным результатам построить кривую зависимости рН от концентрации спирта; определить концентрацию спирта, соответствующую оптимальному значению рН и электропроводности увлажняющего раствора.

При работе с металлизированными красками основные проблемы печати связаны с рабочими свойствами увлажняющего раствора и поэтому следует особое внимание обратить на увлажнение. Чтобы избежать окисления металлических пигментов (потери блеска красок на оттиске), подача увлажняющего раствора должна быть минимальной. Для ускорения закрепления красок и сохранения их металлического блеска на оттиске рекомендуется применение ИК-сушки. Хороший результат обеспечивается при использовании качественных высокоглянцевых мелованных бумаг (рН бумаги должен быть не ниже 7,0). Если же рН увлажняющего раствора меньше 7, он вступает в химическую реакцию с пигментами краски (металл + кислота), образуя соли и снижая, таким образом, интенсивность цвета краски. Для повышения рН увлажняющего раствора поставщик металлизированных красок Van Son (Голландия) рекомендует добавлять в готовый увлажняющий раствор 0,5 – 0,75% нашатырного спирта.

Буферная добавка должна содержать правильную комбинацию кислот, чтобы обеспечить качественное увлажнение печатной формы, нанесение равномерной водяной пленки без капель и разводов. При этом важно обеспечить необходимую концентрацию буферной добавки в увлажняющем растворе, ведь избыток солей может привести к нарушению баланса «краска-вода».

Для контроля подачи буферной добавки печатник должен следить за электропроводностью увлажняющего раствора. Рекомендуемое значение для офсетной печати составляет 800-1500 µS. Если значение отклоняется от рекомендуемого значения, начинается эмульгирование краски. Впрочем, применение растворов с большей электропроводностью не обязательно вызовет проблемы при печати: например, высокий уровень электропроводности часто имеют некоторые увлажняющие концентраты с заменителем спирта. Печатнику и технологу необходимо обращать внимание на изменение электропроводности в процессе печати: увеличение значения на 10-15%, свидетельствует о том, что увлажняющий раствор загрязнен. Баланс «краска-вода» нарушается, а это влечет за собой наслоение краски, ее плохое высыхание, высокое растискивание и, соответственно, низкое качество печати.