Толщины слоев фольги могут быть различными. Пленка-основа имеет толщину 10–25 мкм, разделительный слой – 0,1–0,3 мкм, лаковый слой – 0,5–1,5 мкм. слой вакуумной металлизации – 0,02–0,05 мкм, пигментированный слой 0,5–3 мкм, адгезионный слой – 1,5– 5 мкм [1].
Бумажную основу-носитель (пергамин или конденсаторную бумагу) широко используют для изготовления большинства серий пигментированной матовой полиграфической фольги, а также порошковой – бронзовой алюминиевой, имеющих низкую стоимость и удовлетворительные прочностные свойства. Однако, в связи с расширением ассортимента фольги для горячего тиснения усовершенствованием технологии ее изготовления, а так же расширением области ее применения в народном хозяйстве, бумажную основу-носитель постепенно заменяют полиэфирными пленками. Полиэфирная основа имеет ряд преимуществ по сравнению с бумажной: высокая прочность на разрыв, что позволяет осуществлять процесс тиснения на высокоскоростных прессах в автоматических режимах, высокая температура воспламенения основы, что позволяет значительно повысить температуру тиснения фольгой.
Первым слоем, наносимым на основу, является промежуточный (разделительный) слой, роль которого сводится к облегчению переноса последующих красочных покрытий при активации его теплом. Разделительный слой представляет собой воск или композицию восков, нанесенных на основу фольги из расплава, раствора или водной восковой эмульсии, а также композиции восков с полимерами и другими целевыми добавками. В состав восковых композиций обычно входит монтан-воск, церезин и твердые парафины. В последнее время рекомендовано применять торфяной воск, представляющий собой смесь высокомолекулярных твердых парафиновых и непредельных разветвленных углеводородов со сложными эфирами высокомолекулярных кислот и спиртов [10]. В отличие от монтан-воска и церезина торфяной воск даст композиции разделительного слоя с более высокими адгезионными свойствами при комнатной температуре, что способствует повышению прочности фольги к осыпанию. Для улучшения свойств воскового слоя в его состав вводят полиизобутилен, эластомеры, терненовую смолу, продукты окисления восков, соли окисленных восков и поливалентных металлов.
Выбор состава разделительного слоя зависит от вида основы-носителя фольги и технологии ее изготовления. Так, например, для фольги на бумажной основе промежуточный слой наносится из расплава или концентрированной подпой эмульсии, а для фольги металлизированной– из растворов бензина и уайт-спирита низких концентраций, или из водных восковых эмульсий также низких концентраций.
К промежуточному слою предъявляют следующие требования:
1. Температура плавления должна быть достаточной для обеспечения полного перехода изображения на запечатываемый материал, сохраняя при этом четкость очка оттиска.
2. Липкость в расплавленном состоянии должна быть достаточной для обеспечения легкого перехода изображения на запечатываемый материал в требуемом интервале температур тиснения фольгой; при обычных условиях воскованная основа не должна слипаться в рулоне.
3. После нанесения промежуточный слой не должен осыпаться с основы-носителя, т.е. должен иметь адгезию к ней. В обычных условиях он должен иметь адгезию к наносимому па него красочному слою и терять ее в процессе тиснения.
4. На основу-носитель должен наноситься в минимальном количестве, так как увеличение его толщины будет способствовать забиванию пробелов очка оттиска (фольга «лепит»),
5. Слон должен быть нанесем равномерно, по всей ширине основы-носителя (т.е. иметь хорошее растекание но основе-носителю) с целью сохранения равномерности нанесения последующих слоев и стабильности печатно-технических свойств фольги.
6. Обеспечивать хорошее растекание по своей поверхности композиций красочного слоя.
7. Иметь светлую окраску и не терять своих свойств в процессе хранения фольги.
Выбирая состав разделительного слоя (т.е. воска или композиции восков), необходимо также учитывать растворимость компонентов слоя в требуемых для этой цели растворителях, влияние растворителей последующего слоя на стабильность уже нанесенного промежуточного слоя и другие физико-химические характеристики восков (кислотное число, полярность и т.п.).
Для улучшения степени растекания композиций красочного слоя по промежуточному слою в последний могут вводиться добавки, улучшающие розлив, т. с. поверхностно-активные вещества. Для растворов восков в углеводородах могут быть рекомендованы жидкие и твердые кислоты (например, олеиновая, стеариновая и т.д.); для расплавов рекомендуется брать твердые жирные кислоты.
В процессе горячего тиснения отрыв пленки-основы от запечатанного красочного слоя происходит не по восковому разделительному слою, а на границе адгезионного соединения основа – разделительный слой или разделительный слой – красочный слой, т.е. восковой слой полностью остается либо па поверхности отработанной пленки-основы, либо на поверхности оттиска. Разделительный слой фольги на пленочной основе тонкий и его след на оттиске не заметен. При одноцветной печати фольгой не имеет практического значения, куда переходит восковой слой. При многокрасочной же печати это имеет решающее значение для совместимости различных видов фольги или различных цветов одной и топ же серии, так как восковой слой не образует достаточно прочного адгезионного соединения с адгезионным слоем налагаемой фольги.
Для того чтобы в процессе тиснения восковой разделительный слой оставался на отработанной пленке-основе, его состав подбирают таким образом, чтобы его сродство с пленкой-основой было больше, чем с красочным слоем. Приближенную оценку сродства восковой композиции к этим слоям производят по величине фактора растекания воскового раствора по их поверхности. Фактор растекания бензинового раствора восковой композиции по лавсановой пленке должен быть больше, чем по поверхности красочного слоя. Кроме того, красочный слой на воскованную поверхность наносится из растворителя или смеси растворителей, не растворяющих восковую композицию. Если в растворителе содержится компонент, растворяющий воск, то глубина взаимной диффузионного проникновения восковой и красочной композиций увеличивается, что приводит к общему уменьшению адгезионной способности оттиска к последующим наложениям.
Красочный слой наносится па разделительный слой для обеспечения необходимых колориметрических, оптических и механических свойств: цвета, оттенка, глянца, яркости, насыщенности, стойкости к истиранию, стойкости к растворителям и химическим реактивам, светостойкости и др.
В качестве связующего в красочных слоях применяют растворимые полимеры: шеллак, коллоксилин, поливинилэтилаль, полнвииплбутнраль, полибутилметакрилат, фенолформальдегидные смолы, полиакрбонаты, ацетобутират целлюлозы, поликарбонаты, хлорировании полиэтилен и др.
Растворителями являются обычно спирты, кетоны и эфиры, которые не растворяют воск и восковые композиции. Для улучшения растекания и розлива лаковых растворов и красочных суспензий по восковой композиции в состав растворителя вводят углеводороды, в основном толуол, но в ограниченных количествах. Композицию растворителей выбирают таким образом, чтобы скорость их испарения был оптимальной, обеспечивающей и необходимое время paстекания дисперсии или лака поноску и полное испарение в сушильной камере. При выборе связующего исходят из технологических требований. Наиболее важными из них являются вязкость лаковых растворов и дисперсий, совместимость компонентов друг с другом, адгезия к предыдущим и последующим слоям, термостойкость, токсичность, пожаро- и взрывоопасность и др. [1]. Кудрявцев [11, 12] показал, что достаточной термостойкостью обладают твердые смолы и полимеры с температурой размягчения около 140°.
В красочных слоях фольги, не требующих высоких температур тиснения, широкое применение нашло связующее па основе водных дисперсий полимеров, таких как поливинилацетат и его сополимеры [1]. Красочный слой некоторых видов пигментированном фольги одновременно выполняет и функцию адгезионного. В этих случаях в состав пленкообразующего могут быть введены алкидные смолы, растительные и минеральные масла, а также клеевые композиции па основе ПВХ, парафинов, восков, крахмала.
Лаковый слой фольги бывает как бесцветным, так и подкрашенным. Для его подкрашивания применяют спирто- или ацетонорастворимые красители, такие как: оранжевый спирторастворимый 2Ж, желтый спирторастворимый 3, родамин Ж и др. Растворители, добавки, вязкость и концентрацию лакового раствора подбирают таким образом, чтобы он обладал высоким значением фактора растекания по поверхности разделительного слоя.
Пигментированный слон, наряду со связующим, содержит органические и неорганические пигменты. Для повышения кроющей способности и придания необходимого оттенка и насыщенности в состав слоя вводят белые пигменты и наполнители. В качестве наполнителя, в частности, может использоваться мел. В табл. 7 приведены физико-химические свойства пигментов и наполнителей, применяемых в производстве полиграфической фольги [13].