Що це таке?

Чим така хороша уф-друк?

Навіщо платити більше?

Принцип ультрафіолетового друку

Ультрафіолетовий друк (уф-друк) - це один із видів друку з використанням УФ-отверждаемого чорнила методом струминного друку безпосередньо на матеріал. При дії УФ-випромінювання певної хвилі таке чорнило моментально полімеризується і переходить у твердий стан. Оскільки чорнило не вбирається в матеріал і не розтікається по поверхні, це дозволяє створювати яскраві та насичені зображення.

УФ-чорнила після полімеризації мають матову поверхню, тому для надання глянсовості необхідна додаткова обробка лаком. Але якщо використовувати друк на склі зі зворотного боку, то зображення виходять соковитими та глянсовими. Таким чином, зображення може наносити будь-яку поверхню. Глянцеві поверхні перед нанесенням обробляють спеціальним розчином, який допомагає чорнилу утримуватися на поверхні матеріалу. Навіть без лаку після полімеризації чорнила перестають випаровувати шкідливі розчинники і стають нешкідливими для людини.

Під час друку на прозорих матеріалах (скло, оргскло) з білим кольором отримуємо кілька шарів: основа (скло) + праймер (для зчеплення з поверхнею) + кольорові уф-фарби + біла уф-фарба + біла захисна плівка безпеки.

У чому ж полягають переваги друку ультрафіолетовим чорнилом?

• Стійкість
  УФ-чорнило дуже стійке до впливів навколишнього середовища. Крім того, вони є міцнішими - не вигоряють на сонці і не розчиняються у воді та розчиннику.
• Екологічність
  Компоненти, що входять до складу UV чорнила, на відміну від сольвентних фарб, не містять розчинників на основі смол. У процесі роботи з чорнилом практично виключається шкідливий вплив на атмосферу та людину. Це дозволяє використовувати ультрафіолетову печатку в місцях з підвищеними санітарними вимогами (школи, дитячі садки, лікарні) та в інтер'єрі.
• Великий вибір матеріалу та поверхонь
  УФ-чорнила не вбираються в матеріал, а залишаються на поверхні. Саме тому можна друкувати на будь-яких матеріалах: гнучких чи твердих, з гладкими чи нерівними поверхнями.
• Яскраві та соковиті фарби
  Т.к. уф-чорнила не вбираються і не розтікаються, то фарби не витрачають соковитості, а відсутність розтікання дозволяє друкувати чіткі зображення як у вихідному файлі. Саме тому можна друкувати на будь-яких поверхнях без втрати соковитості та чіткості.
• Довговічність
  У внутрішній рекламі термін служби УФ друку становить 10 - 15 років, а зовнішньої обмежується 4-5 роками. Це пояснюється тим, що на вулиці рекламні матеріали все ж таки схильні до впливів ультрафіолетового опромінення і значних перепадів температури.
• Друк білим кольором
  У цей час дуже мало принтерів може похвалитися можливістю друку білим кольором. При цьому білий колір може бути підкладкою, кривим, і просто як 5-й додатковий колір при друкуванні на темних поверхнях

То навіщо платити за уф-друк?

Сама технологія уф-друку значно дорожча за простий інтер'єрний друк сольвентними плоттерами. Але при використанні друку на сольвентному плоттері є ряд значних недоліків, у тому числі і шкідливих для здоров'я, тому що навіть через кілька днів сольвентні чорнила продовжують випаровуватися з поверхні плівки. А вже список захворювань, які вона викликає в пристойному місці, краще не вимовляти. Наприклад давайте розглянемо найпоширеніший випадок - виготовлення скіналі (кухонного фартуха) Отже, скіналі встановлюється на кухні між нижніми та верхніми ящиками, в безпосередній близькості від приготування їжі. Природно в такому випадку використовувати більше екологічну продукцію. Загартоване скло за газовою плитою знаходиться у зоні з перепадами температури, і плівка в таких місцях може "поплисти", з появою бульбашок і висихання плівки до центру скла, що в свою чергу призводить до появи прозорих смуг по краях скинали. Це особливо критично виглядає на стиках окремих шибок. Усього цього уф-печатка позбавлена, т.к. вона наноситься прямо на скло і не боїться високих температур. Додатковим бонусом буде висока якість картинки та друк у край скла, запечатуються навіть скоси. Різниця у вартості одного кв.м фотодруку на плівці та УФ-друку становить 600-800 руб. При довжині фартуха 4 п.м. додаткові витрати становитимуть 1.5 - 2 тис. руб. Але за ці гроші Ви отримаєте яскраві фарби, без пилу та сміття під плівкою, без прозорих країв, з гарантією на 10-15 років. Ви гідні хорошого товару за витрачені гроші!

Полімери – це активні хімічні речовини, які останнім часом набувають широкої популярності через масове споживання пластмасових виробів. З кожним роком зростають обсяги світового виробництва полімерів, а виготовлені з їх використанням матеріали завойовують нові позиції у побутовій та виробничій сферах.

Усі випробування продукції проводять у лабораторних умовах. Їхнє основне завдання – визначити фактори навколишнього середовища, які надають руйнівний вплив на пластмасові вироби.

Основна група несприятливих факторів, що руйнують полімери

Стійкість конкретних виробів до негативних кліматичних умов визначається з урахуванням двох основних критеріїв:

• хімічного складу полімеру;
• типу та сили впливу зовнішніх факторів.

При цьому несприятливий вплив на полімерні вироби визначається за часом їх повної руйнації та типом впливу: моментальна повна деструкція або малопомітні тріщини та дефекти.

До факторів, що впливають на руйнування полімерів, відносяться:

• мікроорганізми;
• теплова енергія різного ступеня інтенсивності;
• промислові викиди, у складі яких є шкідливі речовини;
• підвищена вологість;
• УФ-випромінювання;
• рентгенівське випромінювання;
• підвищений відсоток вмісту у повітрі сполук кисню та озону.

Процес повного руйнування виробів пришвидшується за одночасного впливу кількох несприятливих чинників.

Однією з особливостей проведення кліматичних випробувань полімерів є необхідність тестової експертизи та вивчення впливу кожного з цих явищ окремо. Проте такі оціночні результати що неспроможні з повною достовірністю відобразити картину взаємодії зовнішніх чинників із полімерними виробами. Це з тим, що у звичайних умовах матеріали найчастіше піддаються комбінованого впливу. У цьому руйнівний ефект помітно посилюється.

Вплив ультрафіолетової радіації на полімери

Існує помилкова думка, що пластмасовим виробам особливу шкоду завдають сонячного проміння. Насправді, руйнівний вплив має лише ультрафіолет.

Зв'язки між атомами полімерів можуть бути знищені тільки під впливом променів цього спектра. Наслідки такої несприятливої ​​дії можна спостерігати візуально. Вони можуть виражатися:

• у погіршенні механічних властивостей та міцності пластмасового виробу;
• підвищення крихкості;
• вигорянні.

У лабораторіях для таких випробувань застосовують ксенонові лампи.

Також проводять експерименти щодо відтворення умов впливу УФ-радіації, підвищеної вологості та температури.

Такі випробування потрібні для того, щоб зробити висновки щодо необхідності внесення змін до хімічного складу речовин. Так, для того щоб полімерний матеріал набув стійкості до УФ-випромінювання, до нього додають спеціальні адсорбери. За рахунок поглинаючої здатності речовини активується захисний шар.

Стійкість та міцність міжатомних зв'язків також можна підвищити шляхом введення стабілізаторів.

Руйнівна дія мікроорганізмів

Полімери відносяться до речовин, які дуже стійкі до дії бактерій. Однак ця властивість характерна лише для виробів, виготовлених із пластмаси високої якості.

У низькоякісні матеріали додаються низькомолекулярні речовини, які мають тенденцію накопичуватися на поверхні. Багато таких компонентів сприяє поширенню мікроорганізмів.

Наслідки руйнівної дії можна помітити досить швидко, оскільки:

• втрачаються асептичні якості;
• знижується ступінь прозорості виробу;
• утворюється крихкість.

Серед додаткових факторів, які можуть спричинити зниження експлуатаційних характеристик полімерів, слід зазначити підвищену температуру і вологість. Вони створюють умови, сприятливі активного розвитку мікроорганізмів.

Дослідження, що проводяться, дозволили знайти найбільш ефективний спосіб запобігання розмноженню бактерій. Це додавання до складу полімерів спеціальних речовин – фунгіцидів. Розвиток бактерій зупиняється за рахунок високої токсичності компонента для найпростіших мікроорганізмів.

Чи можна нейтралізувати вплив негативних природних факторів?

В результаті проведених досліджень вдалося встановити, що більшість пластмасової продукції, представленої на сучасному ринку, не вступає у взаємодію з киснем та його активними сполуками.

Однак механізм руйнування полімерів може бути запущений при комплексному впливі кисню та високої температури, вологості або ультрафіолетової радіації.

Також під час проведення спеціальних досліджень вдалося вивчити особливості взаємодії полімерних матеріалів із водою. Рідина впливає на полімери трьома способами:

1. фізичним;
2. хімічним (гідроліз);
3. фотохімічним.

Додаткова одночасна дія підвищеної температури може прискорити процес руйнування полімерних виробів.

Корозія пластмас

У сенсі це поняття передбачає руйнація матеріалу під негативним впливом зовнішніх чинників. Так, під терміном «корозія полімерів» слід розуміти зміну складу або властивостей речовини, викликане несприятливим впливом, що призводить до часткового або повного руйнування виробу.

Процеси цілеспрямованого перетворення полімерів для отримання нових властивостей матеріалів цього визначення не відносяться.

Про корозію слід говорити, наприклад, коли полівінілхлорид стикається та взаємодіє з хімічно агресивним середовищем – хлором.

Останнім часом у суспільстві (у тому числі, в науковому співтоваристві) стала домінувати думка про універсальність пластиків та композитів, від яких очікують на вирішення більшості проблем традиційних матеріалів. Вважається, що нові види пластиків та композитів незабаром замінять не тільки метали, а й скло, термостійкі неорганічні в'яжучі, будматеріали. Досить поширеним є погляд, що шляхом хімічного чи фізико-хімічного модифікування пластмас (наприклад, їх наповнення) можна досягти вражаючих результатів.

Багато в чому це правильно. Однак у полімерів є кілька «ахіллесових п'ят», виправити які не дозволяють хімія та фізика вуглецю та його сполук. Одна з таких проблем – термостійкість та хімстійкість під впливом сонця та інших випромінювань. Вирішують цю проблему УФ-стабілізатори.

У присутності всюдисущого кисню промені сонця мають потужну розкладну полімери дією. Воно добре видно по пластикових виробах, що лежать на відкритому повітрі під сонцем – спочатку тьмяніючим і білим, потім тріскаючим і розсипним. Не краще вони поводяться і в морі: за даними екологів, морська вода і сонце перетворюють пластикові вироби на пил, який потім риби плутають із планктоном і їдять (а ми потім їмо таку рибу). Загалом, без УФС та антирадіаційних добавок (АРД) полімер не годиться для багатьох звичних сфер застосування.

Полімери чутливі до впливу УФ-випромінювання, тому термін служби виробів скорочується під впливом атмосферних факторів унаслідок світлодеструкції полімеру. Застосування концентрату світлостабілізатора дозволяє отримати вироби з високою стійкістю до УФ-випромінювання та значно збільшити термін їх експлуатації. Крім того, застосування УФС запобігає втраті кольору, помутнінню, втраті механічних властивостей та утворенню тріщин у готовій продукції.

Світлостабілізатори особливо важливі у виробах великої площі, що піддаються сонячному або іншому опроміненню, – плівок, листів. Поняття «УФ-стабілізація» означає, що плівка протягом певного терміну втрачає під дією сонячних променів не більше половини своєї початкової механічної міцності. УФС, як правило, містить 20% «просторово утруднених» амінів НАLS (тобто амінів з просторовою будовою, що утруднює конформаційні рухи молекул – це дозволяє стабілізувати радикали та ін.) та антиокислювач.

ХарактеристикиУФ-стабілізаторів

Механізм дії світлостабілізаторів (крім УФС є ІЧ-стабілізатори та ін.) складний. Вони можуть просто вбирати (абсорбувати) світло, виділяючи поглинену енергію потім у вигляді тепла; можуть вступати у хімреакції з продуктами первинного розкладання; можуть уповільнювати (пригнічувати) небажані процеси. Розрізняють два способи введення УФС: поверхневе покриття та введення в блок полімеру. Вважається, що в блок вводити дорожче, зате дія УФС довговічніша і надійніша. Щоправда, переважна більшість виробів (наприклад, всі китайські) стабілізується нанесенням полімерного поверхневого шару – зазвичай, 40-50 мкм. До речі, для тривалого терміну служби (3-5 років або до 6-10 сезонів) недостатньо додати багато УФС, потрібні ще достатня товщина та запас міцності. Так, для терміну служби 3 роки плівка має бути товщиною не менше 120 мк, для 6-10 сезонів необхідний тришаровий матеріал завтовшки до 150 мк, із зміцненим середнім шаром.

УФС можна поділити на абсорбери та стабілізатори. Абсорбери вбирають випромінювання і перетворюють його на тепло (і їхня ефективність залежить від товщини шару полімеру, вони малоефективні у дуже тонких плівках). Стабілізатори стабілізують радикали, що вже з'явилися.

У СНД продаються форми полімерів як стабілізовані (дорожче) і нестабілізовані (дешевше). Багато в чому це пояснює нижчу якість дешевих виробів-аналогів із Китаю чи інших країн. Зрозуміло, що полімери (плівки) з здешевленою стабілізацією служитимуть менше за встановлений термін. Наприклад, часто декларується стабільність протягом 10 сезонів, але не вказується рівень зниження стабільності при посилених навантаженнях. У результаті термін служби нерідко становить половину заявленого (тобто 1-2 роки).

Хорошим прикладом ефекту стабілізації полімеру можна вважати полікарбонат, поліетилен та плівки. Термін дії полікарбонату у вигляді стільникового листа коливається від 2 до 20 років залежно від ступеня стабілізації. Через економію на стабілізаторах, 90% виробників не можуть підтвердити заявлений термін дії ПК-аркушів (зазвичай – 10 років). Те саме з плівками. Наприклад, агроплівки замість 5-10 сезонів витримують лише 2-3, що призводить до суттєвих втрат в агросекторі. Поліетилен без УФС не працює довго, оскільки швидко розкладається УФ-випромінюванням (зверніть увагу на вигляд та стан ПЕ-виробів 10–15-річної давності). Через це, наприклад, поліетиленові газові або водні труби забороняють прокладати поверхню землі і навіть усередині приміщення. Без УФС та АРД не рекомендується переробляти такі великотоннажні полімери, як поліпропілен, поліформальдегід, каучуки.

Якісні УФС, на жаль, коштують дорого (більшість з них продукуються брендовими західними фірмами), і через це багато місцевих виробників на них заощаджують (їх треба додавати в кількості 0,1–2, а то й 5%). Замість нових ГОСТів у виробництві використовуються ТУ, та ГОСТи 20-річної давності. Для порівняння, в ЄС оновлення стандартів щодо стабілізаторів відбувається раз на 10 років. Кожен із видів УФС має особливості, які слід враховувати під час використання. Наприклад, амінні УФС призводять до потемніння матеріалу, і для світлих виробів їх не рекомендується. Їх використовуються фенольні УФС.

Зауважимо, що присутність УФС в полімерах, особливо плівках, поки не є зрозумілим, про що треба пам'ятати споживачам. Солідні виробники акцентують увагу на присутності УФС у будь-якій продукції. Так, Mitsubishi-Engineering Plastics заявляють про те, що гранули їхнього полікарбонату NOVAREX містять УФ-стабілізуючу добавку, «щоб стільниковий полікарбонат міг використовуватися протягом 10 років під посиленим впливом сонячних променів». Приклад «ближчий» – останній квітневий реліз білоруського підприємства «Світлогорськ-Хімволокно» щодо впровадження нової продукції – ПЕ-плівки з УФС. Крім пояснень, навіщо потрібні УФС, прес-служба підприємства зазначає: плівка з УФС "може мати термін служби до трьох сезонів". Інформація від одного з найстаріших і шанованих у галузі підприємств (заснована у 1964 році, випускає хімволокна, поліефірні текстильні нитки, побутові товари) показує: за наявністю УФС у полімері споживач повинен стежити сам.

Пару слів про ринок

Глобальний ринок світло- та термостабілізаторів наближається до позначки 5 мільярдів доларів – точніше, до 2018 року очікується досягнення планки 4,8 мільярдів. Найбільшим споживачем стабілізаторів є будівельна галузь (у 2010 році 85% стабілізаторів використовувалося для виробництва профілів, труб та кабельної ізоляції). З урахуванням зростаючої моди на сайдинг (стійкість якого до світлоопромінювання є найважливішою умовою), частка УФЗ у будівництві може лише зростати. Не дивно, що на ринку світлостабілізаторів і зараз відзначається високий попит – найбільшим споживачем стабілізаторів виявився Азіатсько-Тихоокеанський регіон, на який припадає половина глобального попиту. Далі йдуть Західна Європа та США. Потім йдуть ринки у Південній Америці, СНД та Східній Європі, на Середньому Сході – там зростання попиту на УФС випереджає середні значення, досягаючи 3,5–4,7% на рік.

Світовий ринок ще з 70-х став поповнюватися пропозиціями від провідних єврокомпаній. Так, майже півстоліття успішно використовується УФС марки Tinuvin, для розширення виробництва яких у 2001 році компанією Ciba було збудовано новий завод (у 2009 році Ciba увійшла до складу BASF). Компанія IPG (International Plastic Guide) випробувала та вивела на ринок концентрат УФС марки LightformPP для плівок та спанбондів (це нетканий поліпропіленовий мікропористий паропроникний ізоляційний матеріал). Нові УФС, крім світлозахисту, убезпечують від руйнівної дії пестицидів (у тому числі сірчистих), що особливо важливо в агропромі. Нові УФС вже почали поставлятися до СНД (як правило, постачання йдуть із Західної Європи, США та Південної Кореї). Розробки УФС проводять японська Novarex, західні Clariant, Ampacet, Chemtura, BASF. Останнім часом все більшого впливу набувають азіатські продуценти – не лише південнокорейські, а й китайські.

Дмитро Северін

Кабельні нейлонові стяжки – це універсальний засіб фіксації. Вони знайшли застосування в багатьох областях, у тому числі під час роботи поза приміщеннями. На відкритому повітрі кабельні хомути зазнають множинних впливів природного характеру: опадів, вітрів, літньої спеки, зимової холоднечі, а головне - сонячного світла.

Сонячні промені згубні для стяжок, вони руйнують нейлон, роблять його крихким і знижують еластичність, призводячи до втрати основних споживчих властивостей виробу. В умовах середньої смуги Росії стяжка, встановлена ​​на вулиці, вже за перші 2 тижні може втратити 10% заявленої міцності. Виною тому - ультрафіолет, невидимі оку електромагнітні хвилі, присутні у денному світлі. Саме довгохвильові UVA і меншою мірою середньодовгові UVB (через атмосферу лише 10% досягають поверхні Землі) УФ-діапазони відповідальні за передчасне старіння нейлонових стяжок.

Негативний вплив УФ повсюдно, навіть у регіонах, де сонячних днів дуже мало, т.к. 80% променів проникають крізь хмари. Ситуація посилюється в північних областях з їх тривалими зимами, оскільки проникність атмосфери для сонячного проміння збільшується, а сніг відбиває промені, тим самим подвоюючи УФ вплив.

Більшість постачальників пропонують використовувати чорну стяжку як варіант вирішення проблеми старіння нейлонового хомута під впливом сонячних променів. Коштують ці стяжки стільки ж, скільки і їх аналоги нейтрально білого кольору, а відмінність полягає лише в тому, що для отримання чорного кольору у готового виробу як пігмент, що фарбує, в сировину додано незначну кількість вугільного порошку або сажі. Ця добавка настільки незначна, що не здатна захистити виріб від УФ деструкції. Такі стяжки повсюдно називаються атмосферостійкими. Сподіватися, що така стяжка сумлінно працюватиме на відкритому повітрі, все одно, що в мороз намагатиметься зігрітися, одягнувши лише спідню білизну.

При установці на вулиці, надійно витримувати навантаження протягом тривалого періоду часу здатні тільки стяжки, виготовлені з УФ-стабілізованого поліаміду 66. Їх термін служби порівняно зі стандартними стяжками під впливом ультрафіолету різниться в рази. Позитивний ефект досягається за рахунок додавання до сировини спеціальних УФ-стабілізаторів. Сценарій дії світлостабілізаторів може бути різний: вони можуть просто вбирати в себе (абсорбувати) світло, виділяючи поглинену енергію у вигляді тепла; можуть вступати у хімреакції з продуктами первинного розкладання; можуть уповільнювати (пригнічувати) небажані процеси.

Стійкість емалей до вицвітання

Умовну світлостійкість визначали на зразках емалі темно-сірого кольору RAL 7016 на ПВХ-профілі REHAU BLITZ.

Умовну світлостійкість лакофарбового покриття визначали у випробуваннях відповідно до стандартів:

ГОСТ 30973-2002 "Профілі полівінілхлоридні для віконних та дверних блоків. Метод визначення опору кліматичним впливам та оцінки довговічності". п. 7.2, таб.1, прим. 3.

Визначення умовної світлостійкості при інтенсивності випромінювання 80±5 Вт/м 2 контролювали зміни блиску покриттів і колірних характеристик. Колірні характеристики покриттів визначали на приладі «Спектротон» після протирання зразків сухою ганчіркою для видалення нальоту, що утворився.

Про зміну кольору зразків у процесі випробування судили зміни кольорових координат в системі CIE Lab, розраховуючи ΔE. Результати наведено у таблиці 1.

Таблиця 1 – Зміна блиску та колірних характеристик покриттів

Вважаються зразки, що пройшли випробування, з 1 по 4.

Дані наводяться для зразка №4 - 144 години УФ опромінення, що відповідає за ГОСТ 30973-2002 (40 умовних років):

L = 4,25; норма 5,5; a = 0,48; норма 0,80; b = 1,54; норма 3,5.

Висновок:

Потужність світлового потоку до 80±5 Вт/м 2 призводить до різкого падіння блиску покриттів на 98% через 36 годин випробувань внаслідок утворення нальоту. При продовженні випробувань подальша втрата блиску не відбувається. Світлостійкість можна охарактеризувати відповідно до ГОСТу 30973-2002 – 40 умовних років.

Колірні характеристики покриття лежать у допустимих межах та відповідають ГОСТ 30973-2002 на зразках №1, №2, №3, №4.