Сиккативы

Сиккативы – растворы металлических солей жировых кислот в органических растворителях, служащие для ускорения высыхания лаков и красок.

***

СИККАТИВЫ (от позднелат. siccativus - высушивающий) - катализаторы, которые ускоряют высыхание лакокрасочных материалов, содержащих растительные масла (напр., олиф). Растворимые в маслах соли некоторых металлов (обычно кобальта, марганца, свинца) и органических кислот (напр., линолевой).

Многие растительные масла, оставаясь на воздухе, под влиянием кислорода, света и теплоты, густеют, а в тонком слое «высыхают», превращаясь в полутвердую массу. Это характерное свойство присуще тем растительным маслам, в состав которых входит жирная кислота, называемая линолеиновой (льняномасляной). Чем больше содержится её в масле, тем оно обладает большей способностью высыхания. Масла, не содержащие линолеиновой кислоты, не высыхают. Наибольшим содержанием глицеридов линолеиновой кислоты отличаются масла: льняное — с содержанием их до 80 % и конопляное — с содержанием до 70 %. Другие масла, как подсолнечное, маковое, ореховое, содержащие от 30 до 50 % глицеридов линолеиновой кислоты, высыхают слабее и медленнее. Растительные масла: сурепное, оливковое и др., содержащие только следы линолеиновой кислоты, лишены способности высыхания.

Растительное масло в своём естественном виде, даже при большом содержании линолеиновой кислоты, окисляется чрезвычайно медленно. Для сокращения времени высыхания масло подвергают термообработке с добавлением в его состав соединений металлов (сиккативы). При нагревании в масле разлагаются вещества, замедляющие отвердение, а соли металлов обеспечивают более быстрое окисление. Таким образом получаются олифы — составы, которые в течение 6-36 часов (в зависимости от состава, технологии приготовления и применённых добавок) после нанесения на поверхность превращаются в твёрдую, эластичную плёнку. Большинство современных олиф имеет время высыхания порядка суток.

Хотя сиккативы (компоненты печатных красок) используются, главным образом, в листовой печати, непонимание сущности их деиствия широко распространено и причиняет много беспокойства, что они заслуживают особого внимания.

Чтобы краски, содержащие связующее на основе растительных масел, высыхали за приемлемое время, необходим катализатор, или сиккатив. Высыхание таких красок - сложный химический процесс, который в отсутствие сиккатива протекает очень медленно (если вообще протекает). Вакуумная сушка не применяется, так как для процесса плен кообразования необходим контакт краски с воздухом.

Двойные углерод углеродные связи (химически реакционные места в молекулах связующего) легко присоединяют кислород с образованием перекисей или гидроперекисей. Реакционная способность перекисей при комнатной температуре мала, и при их разложении часто восстанавливается двойная связь за счет отделения кислорода. Для того, чтобы процесс пошел в нужном направлении, добавляют в краску соли кобальта, марганца, циркония и других металлов, ко торые катализируют разложение гидроперекисей с образованием свободных радикалов.

Активность образующихся аллиль-ных свободных радикалов, если ее срав нивать с активностью большинства других свободных радикалов, не очень велика, но она гораздо больше реакционной способности гидроперекисей. Это объ ясняет, почему высыхание красок для листовой печати занимает несколько часов, тогда как отверждение УФ и ЭЛ-красок происходит за секунды.

Свободный аллильный радикал мо жет реагировать со многими компонентами краски. Однако при встрече с другой двойной связью он образует новый свободный радикал большего размера, который, в свою очередь, может продолжить эту стадию роста цепи в цепной реакции окислительной полимеризации.

Механизм этой реакции весьма сложен, поэтому GATF настоятельно рекомендует пользоваться красками, подготовленными к печатному процессу производителем (при хорошем планировании своевременные поставки таких красок вполне возможны), а не изменять состав краски самостоятельно в печатном цехе. Б тех случаях, когда такие изменения необходимы, их следует проводить по согласованию с производителем, используя сертифицированные материалы.

Металлы

Реакцию окислительной полимеризации катализируют соли многих металлов, например, кобальта, марганца, циркония, церия, железа и свинца. Смешанные катализаторы эффективнее индивидуальных. Долгое время самым распространенным сиккативом был трехкомпонентный и катализатор, содержащий кобальт, свинец и марганец. В связи с ужесточением санитарно-экологических ограничений на использование свинца в настоящее время все шире применяется двух компонентный кобальт-марганце вый сиккатив, а иногда используется трехкомпонентный сиккатив с заменой свинца на цирконий.

Каталитическая активность кобаль та очень велика. Он обеспечивает образование очень твердой внешней поверхности красочной пленки. Это может вызвать проблемы, такие как кристаллизация краски и глянцевое тенение (неод породность глянца).

Марганец менее активен, чем кобальт. Он способствует равномерному отверждению красочной пленки по всей ее толщине. Темная окраска солей мар ганца может изменить цвет белых и желтых красок.

Соли свинца проявляют еще меньшее каталитическое действие, но они бесцветны. По причине их токсичности и из-за невозможности всегда предвидеть, как будет использоваться печатная продукция, производители больше не используют свинец.

Соли церия, циркония и лития применяются в комбинированных сиккативах для замены свинцовых солей. Бледная окраска этих солей позволяет использовать их в белых и желтых красках.

Выбранная соль оказывает влияние не только на скорость высыхания и легкость перемешивания краски, но может вызвать проблемы, связанные с сушкой и запахом, что особенно существенно для упаковки пищевых продуктов.

Каталитическое действие неорганических перекисей проявляется в ускорении образования органических гидропе-рекисей, которые далее превращаются с участием рассмотренных выше сиккати вов. Производителю красок приходится соблюдать предельные меры предосторожности при работе с этими опасными, легковоспламеняющимися веществами. Кроме того, они могут вызывать пленко-образование на поверхности краски при ее храпении.

Перборат кальция (шведский сиккатив) при смешивании с краской выделяет кислород, тем самым способствуя сушке краски. Вещества этого типа особенно эффективны при печати на невпи тывающих материалах.

Жидкие сиккативы

Жидкими сиккативами называют суспензии солей металлов в углеводородных растворителях. Соли некоторых кислот каталитически активных металлов растворимы в углеводородных растворителях или минеральных маслах. Таковы нафтенаты, линолеа ты, резинаты (соли смоляных кислот) и др.

Пастообразные сиккативы Большинство сиккативов печатных красок растворяется или диспер гируется в жидкой фазе красок. В свое время широко применялись свинцовые пастообразные сиккативы (резинаты и др.). В настоящее время пастообразные сиккативы, содержащие связующее, при добавлении к краске растворяются без изменения ее консистенции.

Ингибиторы

Природные высыхающие масла содержат некоторые ингибиторы, т.е. вещества, тормозящие окислительную полимеризацию. Поэтому добавление в краску малого количества сиккатива неспособно аффективно ускорять высыхание. Требуется совсем небольшой избыток сиккатива сверх количества, нейтрализующего действие ингибитора.

Сажа имеет малый размер частиц и хорошо адсорбирует сиккатив. Поэтому производители черных красок увеличивают содержание в них сиккатива.

Ускорители

Ацетат кобальта иногда добавляют в увлажняющий раствор для ускорения высыхания краски. Его действие вполне аналогично каталитическому действию сиккатива. Добавление ацетата кобальта в увлажняющий раствор усложняет контроль кислотности раствора.

Перемешивание

Широко распространено заблуждение, что на валиках красочного аппарата можно перемешать любой материал, добавленный к краске. Красочный аппарат предназначен для нанесения однородной красочной пленки на печатную форту, а не для перемешивания добавок с краской.

Если необходимо добавить в краску сиккатив или другое вещество, краску нужно удалить из красочного ящика и взвесить. Затем нужно взять навеску добавляемого вещества и тщательно перемешать ее с краской перед тем, как вернуть ее в красочный ящик. Легче и дешевле осуществлять эти операции у производителя краски, который располагает для этого всем необ ходимым оборудованием и приборами.

Влияние температуры и кислотности

С ростом температуры увеличивается скорость большинства реакций. И это справедливо для процесса высыхания красок. Однако рост температуры приводит к еще более резкому увеличению летучести краски. Неконтролируемое повышение температуры может вызвать изменение размеров растровых точек, затекание краски на пробелы растрового изображения, слипание оттисков и другие проблемы (были случаи самовозгорания переплетных материалов с нитроцеллюлозным покрытием). Использование нагрева для ускорения сушки должно контролироваться, как и все остальное в процессе.

Печатники часто полагают, что плоская печать получается более чистой при низком рН. Это действительно так и случае цинковых и биметаллических печатных форт, но нет надежных свидетельств тому, что сказанное оправдывается в случае алюминиевых печатных форм. В любом случае, целый ряд имеющихся на рынке концентратов увлажняющих растворов, дающих рН не ниже 4,5, обеспечивают получение превосходных результатов.

..

Некоторые тексты близкой тематики