Испытание на стойкость

Summary:
В отечественной полиграфии большое распространение получила печать на упаковке. Печать наносится на различные материалы гибкие и негибкие, пленочные (не впитывающие) и бумажные (впитывающие). Как убедиться в том, что краска не повредится в процессе транспортировки и хранения продукта и упаковка сохранит товарный вид?

В последнее время в отечественной полиграфии большое распространение получила печать на упаковке. Печать наносится на различные гибкие и негибкие, пленочные (не впитывающие) и бумажные (впитывающие) материалы. Как убедиться в том, что краска не повредится в процессе транспортировки и хранения продукта и упаковка сохранит товарный вид? 
Особые требования предъявляются к упаковке для пищевых продуктов, которые могут делиться на жиры, жидкости, твердые тела и т. д. Для того, чтобы быть уверенным в том, что ваша упаковка будет пригодна для определенного пищевого продукта, необходимо знать, является ли упаковочный материал стойким к его воздействию. Не меньшего внимания заслуживает и выбор печатной краски. При полном запечатывании поверхности оттиска продукт контактирует большей частью не с материалом, а с краской. Правильный выбор краски особенно важен при печати на обороте упаковки.
Прежде чем наносить печать на упаковку, необходимо не только испытать запечатываемый материал, но и сформировать объективное мнение о пригодности той или иной печатной краски (для плоского офсетного, высокого, флексографского, глубокого, трафаретного или тампонного способов печати).
Существует ряд тестов, с помощью которых можно понять, пригодна та или иная краска для печати на упаковке определенного продукта или нет. Безусловно, большинство тестов возможно произвести только в лабораторных условиях на специализированном оборудовании. Многие российские предприятия, выпускающих упаковку, такими возможностями не располагает. Однако существует ряд тестов, которые можно проводить непосредственно в печатном цехе перед выпуском тиража.
Определение прочности на склеивание
Под понятием «прочность на склеивание» оттиска понимают его стойкость против появления следов клея при отрыве клеящей ленты от запечатанной поверхности. Для каждого типа клеящей ленты определяются совершенно различные значения, вследствие чего данный метод рассматривается только в качестве ориентировочного. Также этот тест позволяет определить адгезию печатной краски к запечатываемой поверхности.
Средство для контроля — прозрачная клеящая лента (например, пленка Tesa 104) шириной 15 мм. При каждом тесте на запечатанную поверхность оттиска прочно, под давлением, приклеиваются 10 полосок ленты. Затем пять полосок отрываются быстро, одним усилием, пять — медленно, «со звуком».
Результаты оценивают следующим образом. «Очень хорошо» — от запечатанного материала не отслаивается краска. «Хорошо» — остаются единичные точки (следы) от скотча. «Удовлетворительно» — на поверхности оттиска остаются большие следы. «Плохо» — печатная краска переходит полностью без остатка на клейкую ленту. Эта система оценки применима как для медленно, так и для быстро отклеиваемых полосок (результаты обозначаются раздельно).
Определение прочности к царапанью
Достаточно большой печатный оттиск кладется на жесткую опору и много раз царапается с легким нажатием иголкой. Оттиск считается устойчивым, если на нем отсутствуют или присутствуют только поверхностные (неглубокие) царапины. Оттиск, на котором присутствуют следы от царапанья, полностью или частично обнажающие запечатанную поверхность, считается неустойчивым.
Определение стойкости на излом
Достаточно большой печатный оттиск легко мнется, зажимается между руками и трется около 20 раз.
Если проба показывает отсутствие повреждений красочного слоя, оттиск считается устойчивым. Оттиск признается неустойчивым, если проба в некоторых местах или по всей поверхности оттиска содержит изломы и трещины красочного слоя.
Определение прочности на истирание
Стойкость на истирание зависит от различных факторов, начиная от степени диспергирования краски, атмосферного влияния и заканчивая свойствами запечатываемого материала. Необходимо сказать, что не существует абсолютно стойкого к истиранию печатного оттиска. Однако можно определить прочность на истирание посредством определения и сравнения степени истирания по специальной шкале с опытными данными. Средства контроля:
1) прибор, определяющий стойкость на истирание (он может быть разработан и в лабораторных условиях);
2) пятиступенчатая шкала;
3) достаточно большой печатный оттиск;
4) печатная бумага.
Руководство по использованию прибора, как правило, предоставляется его поставщиком. Испытание включает в себя 20 «ходов» движущей части при давлении 0,6 атм. В качестве печатной бумаги используется искусственная (синтетическая) печатная бумага, например, АРСО II/III. Печатный оттиск закрепляется на движущейся части прибора и трется о какой-либо металлический прочный предмет с определенным усилием. Затем оттиск оценивается на истирание красочного слоя. Оттиск и бумага сравниваются со шкалой (например, Нartmann) и оцениваются посредством пяти ступеней: «очень хорошо», «хорошо», «удовлетворительно», «плохо», «очень плохо».
Определение светостойкости
Под понятием «светостойкость» понимают устойчивость оттиска к влиянию дневного света без влияния погоды. Существует несколько средств контроля.
1. Линейка светостойкости по DIN 54003, содержащая восемь ступеней, окрашенных красками различной светостойкости на шерсти (шерстяная шкала). Ступени светостойкости: 8 – «великолепно», 7 — «прекрасно», 6 — «очень хорошо», 5 — «хорошо», 4 — «достаточно хорошо», 3 — «посредственно», 2 — «не достаточно», 1 — «очень не достаточно».
2. Линейка для оценки перемены цвета (например, Серfz) по DIN 54001.
3. Прибор, контролирующий светостойкость при помощи ксеноновой лампы высокого давления.
Печатный оттиск вместе со шкалой светостойкости крепится на держателе, и снимается светонепроницаемая часть шкалы светостойкости. Этот оттиск засвечивается (экспонируется) при помощи ксеноновой лампы высокого давления в ксеноновом тестовом приборе в соответствии с твердо предписанными условиями использования данного прибора. Важное значение имеют температура воздуха в помещении (23 –25° С) и относительная влажность (не более 70 %).
В качестве баллов светостойкости используется число ступенек линейки светостойкости, изменивших свой цвет одновременно с печатным оттиском. Изменение цвета печатного оттиска происходит, если достигаются три ступени серой линейки по DIN 54001. Шаг потемнения красочного тона такой, что позади оттиска замечается балл светостойкости «d».
Определение водостойкости
Печатный оттиск является устойчивым к воздействию воды, если краска после испытаний не растекается и не изменяется ее тон, поскольку эти показатели не определяются запечатываемым материалом.
Средства контроля:
1) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей, например, Schleicher & Schuell Nr. 595 (для достижения объективных результатов тестов необходимо использовать гладкие и нежесткие поверхности);
2) дистиллированная вода;
3) стеклянная пластина 60 х 90 мм
4) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Печатный оттиск величиной 50 х 20 мм находится в течение 24 часов при температуре 20° С (+/–2° С) между двумя наполненными дистиллированной водой фильтрами и двумя стеклянными пластинами. Вся конструкция заворачивается в масляную бумагу или полиэтилен и нагружается грузом (гирькой) массой 1 кг.
После сушки печатного оттиска и фильтровальной бумаги в течение 24 часов проба проверяется на изменение цвета по отношению к необработанному оттиску. Изменение цвета фильтровальной бумаги при этом определяется только в том случае, если достигается, как минимум, четвертая ступень серой линейки.
Определение щелочепрочности
Под щелочепрочностью оттиска понимают его стойкость против однопроцентного водного раствора натрового щелока. Испытание длится около 10 минут. Оттиск признается щелочестойким, если после испытаний краска не растекается и не происходит изменение красочного тона.
Средства контроля:
1) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей, например, Schleicher & Schuell Nr. 595;
2) однопроцентный водный раствор натрового щелока, химически чистый;
3) стеклянная пластина 60х90 мм;
4) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Печатный оттиск величиной 50х20 мм кладется запечатанной поверхностью минимум на три слоя фильтровальной бумаги, которые посредством макания наполняются однопроцентным натровым щелоком. Вся система кладется между двумя стеклянными пластинами и нагружается 1-килограммовой гирькой. Испытания проводятся в течение 10 мин. при температуре 20° С (+/­–2° С). Затем оттиск ополаскивается дистиллированной водой и сушится 30 мин. при 50° С.
После сушки печатный оттиск сравнивается с необработанной полоской. Фильтровальная бумага сохнет без ополаскивания на воздухе. Изменение цвета фильтровальной бумаги происходит тогда, когда достигается, минимум, четвертая ступень серой линейки.
По аналогичной методике проводится тест на «жесткую» щелочепрочность оттиска. Единственное дополнение: после выдержки оттиска в однопроцентном растворе натриевого щелока его необходимо потереть. Оттиск признается устойчивым, если после трения с него не сходит краска.
Отметим, что данные тесты годны только для флексографских красок и красок глубокой печати.
Определение мылопрочности
Под мылопрочностью оттиска понимают его стойкость к воздействию средств, дающих мыльный раствор. Оттиск является устойчивым, если после испытания краска абсолютно не растекается и не показывает изменения цветового тона.
Средства контроля:
1) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей, например, Schleicher & Schuell Nr. 595;
2) свежий однопроцентный водный раствор специального мыла из числа испытательных и контролирующих средств швейцарского производства, например, Suiss Seife (можно использовать и «обыкновенное»);
3) стеклянные пластины 60х90 мм;
4) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Минимум три слоя фильтровальной бумаги (90х60 мм) посредством окунания наполняются свежим однопроцентным мыльным раствором и кладутся на стеклянную пластину. Оттиск размером 50х20 мм кладется запечатанной стороной на фильтровальную бумагу. Вся конструкция накрывается следующей стеклянной пластиной, нагружается 1-килограммовым грузом и выдерживается 3 часа в насыщенной водными парами комнате при температуре 20° С (+/–2° С).
После испытания оттиск ополаскивается дистиллированной водой (против фенолфталеинов), сушится 30 мин. при 50° С и сравнивается с необработанным оттиском. Фильтровальная бумага сушится на воздухе (без ополаскивания). Легко определить, окрасилась ли фильтровальная бумага посредством печатного оттиска. При этом изменение цвета фильтровальной бумаги происходит, если оно достигает минимум четвертой ступени серой линейки.
Определение устойчивости против моющих веществ
Тест на устойчивость оттиска к воздействию моющих средств производится по той же методике, что и тест на мылопрочность. Единственное отличие: мыльный раствор заменяется однопроцентным раствором любого из популярных моющих средств в дистиллированной воде.
Оттиск признается устойчивым, если после проведения испытаний краска абсолютно не растекается и не меняет тон.
Определение устойчивости к воздействию фруктовых кислот
Оттиск признается устойчивым к воздействию фруктовых кислот, если после проведения испытаний краска абсолютно не растекается и не показывает изменение красочного тона.
Средства контроля:
1) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей, например, Schleicher & Schuell Nr. 595;
2) фруктовый сок;
3) стеклянные пластины 60х90 мм;
4) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Оттиск размером 50х20 мм помещается между двумя листами фильтровальной бумаги, наполненными фруктовым соком, и между двумя стеклянными пластинами. Вся конструкция заворачивается в масляную бумагу и под 1-килограммовым грузом выдерживается в течение 24 часов при температуре 20º С (+/–2° С).
После 24 часов сушки печатный оттиск и фильтровальная бумага сравниваются с оттиском, не обработанным соком. Изменение цвета фильтровальной бумаги происходит, если достигается минимум четвертая ступенька серой линейки. При этом испытании принимается во внимание то, что цвет оттиска может быть стимулирован фруктовым соком.
Определение устойчивости к воздействию молочных кислот
Исследование проводится по той же методике, что и тест на устойчивость к воздействию фруктовых кислот. В качестве действующего вещества используется однопроцентная молочная кислота.
Определение устойчивости к действию пищевого жира
Различают жиры, которые при комнатной температуре остаются в твердом состоянии (сливочное масло, маргарин, животный жир) и жиры, которые при той же температуре находятся в жидкой форме (пищевые растительные масла, майонез). Для «твердых» и жидких жиров применяют разные методы контроля.
Средства контроля:
I. «Твердые» жиры.
1. Чашка Петри.
2. Наиболее широко используемые и имеющиеся в наличии жиры.
II. «Жидкие» жиры:
1. Фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей например, Schleicher & Schuell Nr. 595.
2. Наиболее широко используемые и имеющиеся в наличии жиры или масла.
3. Стеклянные пластины 60 х 90 мм.
4. Серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
«Твердый» жир помещается в чашку Петри. Оттиск размером 50х20 мм кладется на жир и прижимается по всей поверхности. Температура контроля: 20° С (+/–2° С), длительность контроля: 24 часа. После этого проба помещается в холодильник для безупречного отделения оттиска от жира.
Тест с использованием «жидких» жиров осуществляется следующим образом. Фильтровальная бумага (минимум, три слоя) наполняется маслом и кладется на стекло. При работе с вязкими маслами или эмульсиями (типа майонеза) необходимо, чтобы обе стороны фильтровальной бумаги пропитывались этим веществом с целью лучшего проникновения жира. Печатный оттиск кладется запечатанной стороной к бумаге и прижимается при помощи другой стеклянной пластины. Система выдерживается под 1-килограммовым грузом в течение 24 часов при температуре 20° С (+/–2° С).
После окончания испытания печатный оттиск освобождается от пластин и сравнивается с необработанной пробой (оттиском). Жирная поверхность (фильтровальная бумага) обследуется на обтекание краски. Изменение цвета фильтровальной бумаги происходит, если достигается, как минимум, четвертая ступень серой линейки.
Определение устойчивости к воздействию сыра и творога
Печатный оттиск должен тестироваться на внешней стороне (корке), а также на свежем куске сыра. Оттиск является устойчивым, если после испытания краска не растекается и не меняет тон. Отметим, что разные сорта сыра оказывают различное влияние на печатный оттиск.
Оттиск запечатанной стороной кладется на корку и на свежий срез сыра и плотно прижимается. Вся система выдерживается три дня в насыщенной водяными парами атмосфере при температуре 20° С (+/–2° С). При работе с творогом необходимо тестировать систему в холодильнике при температуре примерно 4° С. Длительность тестирования в этом случае составляет 24 часа.
Печатный оттиск после окончания теста, особенно после охлаждения в холодильнике, вылеживается при комнатной температуре и на воздухе высушивается. Затем он сравнивается с необработанным оттиском на цветовое изменение. Восприятие жира при этом не воспринимается в качестве изменения цветового тона. Одновременно необходимо следить за тем, изменит ли цвет сыр или творог под влиянием краски.
Определение устойчивости к воздействию парафина и воска
Оттиск является устойчивым к воздействию парафина и воска, если после проведения испытаний краска абсолютно не растекается и не меняет тон.
Парафин (воск) плавится в порционной чашке, максимальная температура плавления равна 40° С. Печатный оттиск незапечатанным краем в течение пяти минут наполняется воском, затем вынимается таким образом (отжимается о край чашки), чтобы излишек парафина (воска) капал обратно в порционную чашку.
После охлаждения расплавленный парафин (воск) твердо располагается на оттиске, и становится видно, изменился ли цветовой тон по сравнению с необработанным оттиском. Кроме этого, необходимо, чтобы расплавленный воск и незапечатанный край окрашивались растекающейся краской.
Определение устойчивости к воздействию горячей воды
Оттиск подвергается воздействию кипящей дистиллированной воды. Он признается устойчивым, если после проведения испытаний краска абсолютно не растекается и не меняет тон.
Средства контроля:
1) специальное «реакционное» стекло;
2) дистиллированная горячая вода;
3) печатный оттиск размером 15х18 мм.
На оттиск, помещенный на стекло, выливается горячая вода, при этом происходит его нагревание. Через одну минуту оттиск «освобождается» и сушится на воздухе.
Оценка:
1) оттиск устойчив, если вода не окрашивается и цветовой тон оттиска в сравнении с необработанной пробой резко не изменяется;
2) оттиск условно устойчив, если цветовой тон изменяется, но вода не окрашивается.
3) оттиск не устойчив, если вода окрашивается.
Определение прочности при глубокой заморозке
Прочность краски при глубокой заморозке характеризуется несколькими свойствами: устойчивостью к воздействию конденсированной воды при низкой температуре (инея), остаточной эластичностью и адгезией связующего вещества печатной краски на запечатываемом материале (например, при разрыве двух совместно замороженных упаковок), стабильностью к растеканию и изменению цвета.
Средства контроля:
1) холодильная камера, например, холодильник с температурой охлаждения ‑20° С;
2) плоская чашка для получения тонкого слоя льда.
Посредством заморозки воды в плоской чашке получают тонкий слой льда. Затем два запечатанных кусочка обмакивают в воде. Один оттиск кладется запечатанной стороной вверх, на него — кусочек льда, на лед – второй оттиск запечатанной стороной вниз. Для распределения прилипшей воды к тонкой пленке надо «упаковать» конструкцию при помощи стеклянных пластин и нагрузить 1-килограммовым грузом. Груз и стеклянные пластины должны быть по возможности предварительно охлаждены. Вся система выдерживается 2 ч в холодильной камере. Затем кусочки оттиска вынимаются из камеры и в замороженном состоянии отделяются друг от друга. Оттиски исследуются на повреждения красочного слоя и изменение цветового тона по сравнению с необработанной пробой. Необходимо иметь в виду, что возможные повреждения могли уже находиться на запечатанном материале до проведения испытаний.
Определение прочности к запаковываемому продукту (штучная продукция)
Оттиск признается устойчивым к запаковываемому продукту, если после проведения испытаний краска абсолютно не растекается и не происходит изменение красочного тона. Описанный ниже метод может быть использован для всех штучных продуктов – картофеля, огурцов, рыбы, мясных и колбасных товаров, кислой капусты и т. д.
Средства контроля:
1) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей, например, Schleicher & Schuell Nr. 595;
2) стеклянные пластины 60х90 мм;
3) достаточное количество продукта, подлежащего упаковке;
4) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Печатный оттиск кладется оборотной стороной на стеклянную пластину. Половина оттиска запаковывается в фильтровальную бумагу, затем он покрывается тонким слоем продукта. Сверху размещается стеклянная пластина и 500-граммовый груз. Складирование происходит в душном и насыщенном водяными парами помещении. Температура контроля составляет 20° С (+/–2° С). Длительность испытания — семь дней.
После окончания испытания печатный оттиск сравнивается с необработанным оттиском. При этом отмечается следующее.
1. Изменение цветового тона. Если изменение произошло, то какое именно и где: на запакованной фильтровальной бумагой части оттиска или на открытой.
2. Окраска фильтровальной бумаги. Оттиск признается устойчивым, если отсутствует перенос краски, условно устойчивым, если есть визуально заметный перенос краски, и неустойчивым при заметном переносе краски после четвертой ступеньки серой линейки.
3. Изменение устойчивости краски на закрытой фильтровальной бумагой и открытой части оттиска посредством легкого трения пальцем.
В отчете обязательно указываются происхождение, качество, сорт использованных продуктов. Это необходимо для верного определения пригодности краски к определенному типу продукта.
Определение прочности к жидким продуктам
При тестировании на устойчивость краски к воздействию жидких пищевых и непищевых продуктов (машинного масла, паст, косметики, лаков и т. д.) может быть использован следующий метод.
Средства контроля:
1) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей, например, Schleicher & Schuell Nr. 595;
2) стеклянные пластины 60х90 мм;
3) достаточное количество продукта, подлежащего упаковке;
4) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Фильтровальная бумага посредством обмакивания наполняется соответствующим продуктом, отжимается и кладется на стеклянную пластину. При работе с высоковязкими пастообразными жидкостями, фильтровальная бумага намазывается с обеих сторон. Затем оттиск запечатанной стороной кладется на фильтровальную бумагу, закрывается стеклянной пластиной и нагружается 1-килограммовым грузом. Складирование происходит в душном помещении при температуре 20° С (+/–2° С) в течение 24 часов.
После окончания испытания печатный оттиск сравнивается с необработанным. Оценивается:
1) изменение цветового тона (если изменение есть, то указывается, какое именно);
2) окраска фильтровальной бумаги. Оттиск признается устойчивым, если перенос краски отсутствует, условно устойчивым при визуально заметном переносе краски, неустойчивым при заметном переносе краски после четвертой ступени серой линейки.
В отчете обязательно указываются происхождение, качество, сорт использованных продуктов.
Определение устойчивости к сыпучим и порошковым продуктам
Тест используется при работе с мукой, молочным порошком, сахаром-песком, цементом, мыльными гранулами, гербицидами и т. д.
Средства контроля:
1) печатный оттиск 50х20 мм;
2) фильтровальная бумага для аналитических, качественных целей при помощи гладких и нежестких поверхностей (например, Schleicher & Schuell Nr. 595);
3) стеклянные пластины 60х90 мм;
4) достаточное количество продукта, подлежащего упаковке;
5) серая линейка по DIN 54002 для оценки растекания.
Печатный оттиск кладется оборотной стороной на стеклянную пластину, накрывается фильтровальной бумагой и покрывается 3-миллиметровым слоем определенного продукта. На продукт кладется стеклянная пластина, которая придавливается 500-граммовым грузом. Складирование происходит в душном помещении при температуре 20° С (+/–2° С) в течение семи дней.
После окончания опыта печатный оттиск сравнивается с необработанным. Оценивается:
1) изменение цветового тона (если изменение есть, то указывается, какое именно);
2) окраска фильтровальной бумаги. Оттиск признается устойчивым, если перенос краски отсутствует, условно устойчивым при визуально заметном переносе краски, неустойчивым при заметном переносе краски после четвертой ступени серой линейки.
В отчете обязательно указываются происхождение, качество, сорт использованных продуктов.
Определение прочности к «миграции»
Под прочностью к «миграции» понимается стабильность используемых в краске пигментов к воздействию различных веществ, с которыми может контактировать упаковка при транспортировке.
Средства контроля:
1) тепловой шкаф;
2) стеклянные пластины 60х90 мм;
3) квадратные пластины из белого эластичного пенистого материала размером от 60х60х2 мм;
4) фильтровальные бумаги для аналитических, качественных целей при помощи гладких и нежестких поверхностей (например, Schleicher & Schuell Nr. 595);
5) белая гладкая плоская контактная пленка из мягкого ПВХ от 60 мм длиной и 1 мм толщиной.
Материалы складываются в следующей последовательности: стеклянная пластина, пенистая пластина, ПВХ-пленка, оттиск (запечатанной стороной к пленке), фильтровальная бумага, пенистая пластина, стеклянная пластина.
Система выдерживается в тепловом шкафу в течение 24 ч. под давлением 20 Па/см2 и температуре 30° С. Затем контактная пленка исследуется на переход краски с оттиска. Результаты оцениваются следующим образом:
1) нет миграции (отсутствие окраски на пленке);
2) едва заметная миграция (условная окраска);
3) заметная миграция (цвет отличен от подлинного цвета пленки).
Условия опыта могут быть и более жесткими. В этом случае система выдерживается в тепловом шкафу 24 часа под давлением 50 Па/см2 и температуре 50° С.
Результаты всех тестовых испытаний печатных красок должны заноситься в соответствующие протоколы для постоянного контроля условий и параметров опытов. Использование системы тестов поможет быть полностью уверенными в высоком качестве производимой упаковки.
 
Александр Струве

2003 #5

 
[ Карта сайта ] [ Помощь ] [ Ответственность и правила ]