СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ПЕЧАТНАЯ КРАСКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК B41M1/04 

Изобретение относится к области полиграфии, в частности к технологиям печати с помощью флексогафической печати или офсетной печати без увлажнения и печатным краскам с водорастворимым красящим составом, при которых обеспечивается печать контурных бесцветных рисунков и изображений на бумаге, цвета которых проявляются под воздействием воды. Изобретение может быть использовано при изготовлении детских иллюстрированных книг для раскраски или других полиграфических изданий специального назначения.

Известны способы печати, основанные на нанесении краски на печатную форму и переносе краски с печатной формы на носитель за счет создания плотного контакта между ними. Прототипом предложенного способа можно принять способ получения изображения, включающий перенесение на бумагу красящего состава, образующего необходимый рисунок, раскрытый, например, в патенте RU 21917700 С2, МПК7 В 41 М 1/00, 27.10.2002. Однако указанный способ не позволяет получить контурные бесцветные изображения на бумаге, цвета которого проявляются под воздействием воды.

Из уровня техники широко известны краски для высокой или офсетной печати, которые кроме красящего вещества содержат связывающую смолу, растворитель, минеральные и полимеризованные масла. Так прототипом для первого варианта предлагаемой краски принят состав краски, раскрытый в RU 2059677, МПК7 C 09 D 11/10, 10.05.1996, в который входит пигмент (красящее вещество), фенолформальдегидная смола, алкидная смола, нефтяной растворитель и сиккатив.

Типографские краски для глубокой и флексографической печати применяются давно. Такие краски также содержат в своем составе красящие вещества, связывающую смолу и растворитель. В качестве растворителя используется водно-спиртовой раствор. Растворители необходимы для образования субстрата, в котором большая часть смолы растворена, а краситель тонко диспергирован. После осуществления печати растворитель испаряется с получением тонкой пленки сухой смолы, в которой содержится упомянутое красящее вещество. Такая краска известна, например, из авторского свидетельства СССР №861378, МПК7 C 09 D 11/10, 07.09.1981, которую можно принять за прототип предлагаемой краски. Известная краска содержит пигмент, способный обеспечить либо черный цвет (при использовании технического углерода), либо любой другой цвет (при использовании цветных пигментов).

К недостаткам известных красок можно отнести невозможность получения бесцветных формируемых оттисков, т.е. при их использовании отсутствует эффект проявления цвета под воздействием воды. Это происходит из-за того, что используемое связующее препятствует растворению красителя в воде, при этом красящее вещество недостаточно хорошо продиспергировано и нестабильно в процессе печати и хранения.

Задача изобретения заключается в разработке способа получения черно-белого изображения на бумаге, цвета которого проявляются под воздействием воды, а также в получении состава черной краски, содержащей специальные виды красителей, растворимых в воде, что обеспечивает получение при раскрашивании, например, кисточкой, смоченной в воде, цветного изображения.

Данная задача решается тем, что в способе получения изображения, заключающемся в перенесении на бумагу красящего состава, образующего необходимый рисунок, наносят сплошной линейный контурный рисунок, определяющий границы изображения в целом и его деталей, черной краской, не содержащей цветных красителей, а внутри сплошного линейного контурного рисунка наносят точечный рисунок с использованием краски, содержащей органические водорастворимые красители различного цвета, при этом для получения цветного изображения отпечатанный рисунок увлажняют с образованием цветного изображения в зоне точечного рисунка. Для получения изображения может быть использована как высокая и офсетная, так и глубокая и флексографическая печать.

Данная задача решается также тем, что печатная краска для высокой и офсетной печати без увлажнения (типоофсет), содержит красящее вещество, связующее и растворитель, при этом она дополнительно содержит полимеризованное растительное и/или минеральное масло, в качестве красящего вещества содержит технический углерод и растворимый в воде органический краситель, не проявляющий своих колористических свойств до растворения в воде, в качестве связующего - алкидную и фенолформальдегидную смолу, а в качестве растворителя - нефтяной растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический углерод 5-20

Алкидная смола 2-6

Фенолформальдегидная смола 3-20

Полимеризованное растительное масло 1,5-5

Минеральное масло 15-35

Органический краситель 15-50

Нефтяной растворитель остальное

В зависимости от типа бумаги, используемой при печати, краска может содержать сиккатив в количестве 0,9-2,0 мас.%. Данный ингредиент добавляется при использовании мелованной бумаги и может не содержаться в краске при печати на бумаге, достаточно впитывающей (немелованной). В качестве нефтяного растворителя может применяться МГО или скриптан. В качестве полимеризованного растительного масла может быть использовано подсолнечное, льняное и др. растительные масла. В качестве органических красителей краска может содержать любой из известного ряда прямых активных и кислотных красителей. В качестве технического углерода - сажа печная или каминная.

Вязкость полученных красок, удовлетворяющих приведенному выше составу, составляет от 6 до 20 Па/сек.

Согласно другому варианту состав краски для флексографической и глубокой печати, содержащий красящее вещество, связующее и растворитель, в качестве красящего вещества содержит технический углерод, а также органический краситель, не проявляющий своих колористических свойств до растворения в воде, в качестве связующего - смолу канифоль-малеиновую, в качестве растворителя - спирт этиловый абсолютированный, а также этилцеллозольв и добавки для диспергирования технического углерода, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

технический углерод 3-7

смола канифольно-малеиновая 20-40

краситель органический 15-20

этилцеллозольв 1-3

добавки для диспергирования

технического углерода 0,01-0,15

спирт этиловый

абсолютированный остальное.

В качестве органических красителей краска может содержать любой из известного ряда прямых активных и кислотных красителей. В качестве технического углерода - сажа печная или каминная. В качестве добавок для диспергирования технического углерода используются поверхностно-анионоактивные вещества.

Способ получения изображения с использованием красок приведенного состава основан на нанесении сплошного линейного контурного рисунка, определяющего границы изображения в целом и его деталей, черной краской, не содержащей цветных красителей, и точечного рисунка внутри сплошного с использованием красок, содержащих красители различного цвета. При нанесении воды на отпечатанный рисунок точечный рисунок размывается, образуя цветное изображение, что обусловлено водорастворимостью входящих в состав красителей. Сплошной линейный черный контур не размывается, при этом остается также черный или серый цвет каждой точки точечного рисунка, что обеспечивается инертностью к воде таких компонентов как технический углерод и связующего. Печатное изображение формируется на нескольких (от 4 до 6) печатных секциях порознь, при этом последовательность нанесения красок может быть любой. В зависимости от типа используемой печати (высокая и офсетная, глубокая и флексографическая) подбирается состав соответствующей краски.

При изготовлении краски, в соответствии с данным изобретением по первому варианту, на первом этапе получают концентрат черной краски путем смешивания в смесителе технического углерода, алкида, фенолформальдегидной смолы (СФМ) и полимеризованного льняного и минерального масла. Затем полученный концентрат диспергируется в трехвалковой краскотерочной машине, при необходимости добавляется сиккатив и разбавляется в смесителе нефтяным растворителем до вязкости не более 18 Па/сек. После этого в черную краску добавляется при перемешивании сухой прямой активный или кислотный краситель и смесь дополнительно диспергируется до дисперсности 10 мм. Затем краска при необходимости еще раз разбавляется минеральным маслом или растворителем МГО до требуемой вязкости в зависимости от типа печати: при высокой печати - не менее 6 Па/сек, а при типоофсетной печати - не менее 19-20 Па/сек. В таком виде краска готова к работе. Для получения сплошной контурной линии может использоваться черная краска, изготовленная на промежуточном этапе. При введении в непрозрачную черную краску цветных красителей она выполняет роль связующего и позволяет получить требуемые печатно-технологические и колористические свойства получаемой краски.

Ниже приводятся характеристики используемого сырья.

Нефтяной растворитель

МГО (ТУ 0258-037-00151742-99)

Т начала кипения, °С 250

Т окончания кипения, °С 290

Анилиновая точка, °С 90

Плотность, г/см³ 0,76-0,78

Скриптан (имп.)

Т начала кипения, °С 280

Т окочания кипения, °С 310

Анилиновая точка, °С 82-86

Плотность, г/см³ 0,826-0,832

Полимеризованное льняное масло.

(ТУ ТЗПК 371-94)

Кислотное число, мг КОН 12

Цвет по иодометрической шкале 20

Вязкость по ВЗ -2,5 при 25°С 110-140

Минеральное масло

МП-5 (ТУ 36590/260-91)

Плотность при 20°С, г/м³

Анилиновая точка, °С

Цвет по иодометрической шкале

Кинематическая вязкость при 20°С, мм²/сек

Сиккатив 1463 (имп)

Смешанный сиккатив: 70% сухих окислов ZnO, MnO и СаО в минеральном масле.

Фенолформальдегидная смола СФМ-1 или СФМ-2.

В качестве красителей могут быть использованы следующие:

Ярко-красный 5СТ, Ярко-оранжевый 4КТ, Темно-синий 2КТ, Зеленый СТ, Желтый 2КТ, Красно-фиолетовый 2КТ, Желто-лимонный КТ и др.

Нефтяной растворитель используется для регулирования скорости высыхания красок, смолы позволяют регулировать печатные свойства красок, такие как вязкость и "липкость". Минеральное масло служит в основном для разбавления краски, а растительное полимеризованное масло необходимо для создания необходимой структуры краски и получения эластичной и достаточно быстро отверждаемой красочной пленки.

Согласно второму варианту (для глубокой и флексографической печати) также получают черную контурную краску, в состав которой введены специальные виды красителей, создающих окраску или цвет при воздействии воды. В качестве растворителя используют спирт.

Для изготовления краски использовались следующие ингредиенты:

1. Сажа печная или каминная (технический углерод) Н 354, ПМ 75 или другие марки.

2. Смола канифольно-малеиновая с температурой плавления 130-140°С с кислотным числом 140-160 РЦ 12 ОАО “ТЗПХ”.

3. Органический краситель активный (дисперсный) в соответствии с приведенными выше марками.

4. Этилцеллозольв.

5. Добавки для диспергирования сажи (СВ-102, БИГ-034, EFKA 7315).

6. Спирт этиловый абсолютированный.

На первом этапе изготавливали лак канифольно-малеиновый путем получения смеси смолы РЦ -12 и спирта этилового абсолют в равных долях. Затем перемешивали смесь под диссольвером при комнатной температуре и скорости 500 об/мин в течение 3-4 часов. Для изготовления черной краски смешивали сажу К-354, полученный лак канифольно-малеиновый, этилцеллозольв и добавку для диспергирования. Диспергирование сажи в лаке производили на аттриторе или бисерной мельнице до дисперсности 10 мкм.

Для изготовления концентрата красителя смешивали краситель активный (100%-ный или в зависимости от цвета) и добавку для диспергирования со спиртом этиловым абсолютированным. Диспергирование производят в шаровой мельнице в течение одного часа.

При изготовлении цветных красящих составов смешивают приготовленную черную краску с концентром красителя и этиловым спиртом абсолют. В таком виде краска готова к работе.

Рисунок изображается точечным контуром в каждом цвете с использованием цветных красящих составов и сплошным контуром (линейным) по границе самого рисунка с использованием черной краски без красителей. При нанесении воды на отпечатанный рисунок точечный контур размывается с образованием цветного изображения различного цвета. При этом не размывается черный линейный контур, а также черный и серый цвет точки. Подобный эффект обусловлен водорастворимостью входящих в состав черной краски красителей и нерастворимостью в воде основных компонетов черной краски (пигмента и сажи) и связующего (лак 50%-ный РЦ-12).

В табл.1 приведены конкретные примеры изготовления печатной краски по первому варианту изобретения. В табл.2 - по второму варианту.

Таблица 1

№ п/пНаименование сырьяСодержание, мас.%1234561.Технический углерод К-35412,711,914,510,213,68,52.Алкидная смола Д 41005,25,05,33,54,82,53.Фенолформальдегидная смолаСФМ-1 или СФМ-210,013,015,711,514,78,04.Нефтяной растворитель       МГО12,010,012,510,511,57,0 скриптан (t°_кип.=260-280°С)2,11,12,22,21,61,05.Минеральное масло МП-530,025,330,519,630,221,36.Льняное полимеризованное масло Н-053,02,52,81,51,80,87.Сиккатив 1463 (Zn, Mn, Co)-1,21,51,01,80,98.Краситель       активный желтый 2КТ25,0----- активный ярко-оранжевый 4КТ-30,0---- активный темно-синий 2КТ--15,0--- активный зеленый СТ---40,0-- красно-фиолетовый 2КТ----20,0- краситель кислотный желтый 2 “3”-----50,0

Таблица 2№п/пНаименование сырьяСодержание, масс.%  1231.Технический углерод3572.Смола канифольно-малеиновая4030203.Этилцеллозольв1234.Добавки для диспергирования0,010,020,155.Спирт этиловый абсолютированный40,9944,9849,856.Краситель (в соотв. c табл.1)    Красный
Желтый
Темно-синий15
-
--
18
--
-
20

Способ получения изображения и печатная краска для осуществления этого способа (варианты) заключается в том, что наносят сплошной линейный контурный рисунок, определяющий границы изображения в целом и его деталей, черной краской, не содержащей цветных красителей, а внутри сплошного линейного контурного рисунка наносят точечный рисунок с использованием краски, содержащей органические водорастворимые красители различного цвета. 3 с. и 9 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения изображения, включающий перенесение на бумагу красящего состава, образующего необходимый рисунок, отличающийся тем, что наносят сплошной линейный контурный рисунок, определяющий границы изображения в целом и его деталей, черной краской, не содержащей цветных красителей, а внутри сплошного линейного контурного рисунка наносят точечный рисунок с использованием краски, содержащей органические водорастворимые красители различного цвета, при этом для получения цветного изображения отпечатанный рисунок увлажняют с образованием цветного изображения в зоне точечного рисунка.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рисунок наносят посредством высокой или офсетной печати без увлажнения.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рисунок наносят посредством глубокой или флексографической печати.4. Печатная краска для высокой или офсетной печати без увлажнения, содержащая красящее вещество, связующее и растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полимеризованное растительное масло, минеральное масло, в качестве красящего вещества содержит технический углерод и растворимый в воде органический краситель, не проявляющий своих колористических свойств до растворения в воде, в качестве связующего алкидную и фенолформальдегидную смолу, а в качестве растворителя - нефтяной растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический углерод5-20Алкидная смола2-5,5Фенолформальдегидная смола3-20Полимеризованное растительное масло1,5-5,0Минеральное масло15-35Органический краситель15-50Нефтяной растворительостальное

Технический углерод3-7Смола канифольно-малеиновая20-40Краситель органический15-20Этилцеллозольв1-3Добавки для диспергирования технического углерода0,01-0,15Спирт этиловый абсолютированныйОстальное