Encre UV pour verre - Monomère UV
Le verre et la céramique contiennent tous deux des silicates comme ingrédient principal. Ce sont des matériaux durs et cassants avec des surfaces polaires. Ils n'ont donc pas besoin de la flexibilité de l'encre UV. L'essentiel est de résoudre le problème d'adhérence avec le substrat.
L'impression d'encres sur des surfaces en verre a pour objectif principal la décoration et l'embellissement. Le verre imprimé avec des motifs artistiques brillants et colorés est souvent utilisé pour décorer les portes et fenêtres des bâtiments, les murs-rideaux et les plafonds. Le matériau du verre est dense et les encres UV ne peuvent pas pénétrer, ce qui nuit à l'adhérence. Cependant, la surface du verre possède une riche structure de silanol, de sorte que l'adhésion entre les encres UV et le verre peut être améliorée par l'ajout d'un agent de couplage de silane. Un agent de couplage silane couramment utilisé est le KH570, qui est un méthacryloxy-γ-propyltriméthoxysilane et possède une faible énergie de surface (28×10-5N/cm). Le groupe méthacryloxy peut participer à la polymérisation et à la réticulation pour faire partie du réseau réticulé, et le groupe siloxane peut facilement se condenser avec les groupes silanol à la surface du verre pour former une structure Si-O-Si solide, ce qui améliore l'adhérence de l'encre au verre.
Encres pour verre et encres UV pour verre
sont de plus en plus utilisés pour l'impression sur des produits en verre. Dans la vie quotidienne, il existe de nombreux produits en verre tels que les portes coulissantes, les services à thé, les cadres photo, les armoires de désinfection, les portes de réfrigérateur, les meubles, etc., qui ont été décorés par des procédés de sérigraphie ou d'impression à jet d'encre pour devenir beaux et colorés. Non seulement cela ajoute de la valeur au produit, mais cela embellit aussi notre vie. Mais comment obtient-on ces effets colorés ? L'acteur principal est, bien sûr, l'encre. Dans le domaine de la sérigraphie sur verre, les encres actuellement utilisées peuvent être divisées en cinq catégories : les encres de cuisson à basse température à un composant à base de solvant, les encres de cuisson à basse température à base d'eau, les encres autoséchantes à deux composants, les encres de frittage (trempe) à haute température et les encres durcissables aux UV. Parmi les cinq types d'encres susmentionnés, les encres de verre durcissables aux UV sont un nouveau type d'encre qui a été développé avec succès en Chine ces dernières années. Elles présentent des avantages significatifs par rapport aux autres types d'encres en termes d'économie d'énergie, de protection de l'environnement, d'efficacité et d'opérabilité, et sont donc de plus en plus populaires auprès des utilisateurs (voir tableau 3-45).
Tableau 3-45 Comparaison des encres UV pour verre et des encres pour verre à base de solvant
La décoration du verre par le procédé d'impression à jet d'encre présente l'avantage de ne pas nécessiter la fabrication de plaques, l'impression numérique et la personnalisation, et en particulier l'utilisation d'encres à jet d'encre UV respectueuses de l'environnement et d'encres à jet d'encre UV-LED plus économes en énergie et plus respectueuses de l'environnement (voir tableau 3-46), qui ont fait l'objet d'une attention particulière et dont l'utilisation a été encouragée.
Tableau 3-46 Avantages des encres pour verre de l'impression à jet d'encre UV dans l'impression sur verre
Il existe de nombreux types d'encres UV pour le verre, les plus courants étant les encres UV pour le verre de couleur, les encres UV pour le verre à effet spécial, les encres UV pour le verre à fonction spéciale, les vernis UV pour le verre fonctionnel, etc. Selon le procédé d'impression, il existe des encres UV pour la sérigraphie sur verre, des encres UV pour la tampographie sur verre, des encres UV pour l'impression offset sans eau sur verre, des encres UV pour l'impression par transfert d'eau sur verre, des encres UV pour l'impression à jet d'encre sur verre, des encres UV pour l'impression à jet d'encre sur verre à LED, etc.
Préparation des encres UV pour verre
Les propriétés des encres UV pour verre sérigraphiées sont indiquées dans le tableau 3-47.
Tableau 3-47 Propriétés des encres UV pour verre sérigraphiées
Les encres UV pour verre sont également composées d'oligomères, de diluants réactifs, de photo-initiateurs, de pigments et d'additifs. Les oligomères couramment utilisés sont des époxy-acrylates ou des uréthanes-acrylates, les diluants réactifs sont des monomères couramment utilisés tels que le TMPTA et le TPGDA, et les photo-initiateurs sont principalement l'ITX et le 907. Lors de la préparation des encres UV pour verre, les conditions suivantes doivent être respectées en priorité :
① Monomère UV : Choisir des diluants réactifs à faible tension superficielle (≤28dyn/cm) pour atteindre l'objectif de mouillage et d'affinité de la surface du verre.
② Photoinitiateurs : Selon la performance de transmission de la lumière de ≥85% pour le verre, choisir un photoinitiateur avec un pic d'absorption de 320-380 nm pour obtenir la meilleure efficacité de photoinitiation.
③ Oligomères : Les résines acryliques modifiées par la silicone sont sélectionnées, car le composant silicone peut subir une réaction de condensation avec le composant silicate dans le verre, et le composant acrylique peut subir une réaction de photopolymérisation.
④ Pigments : Des pigments respectueux de l'environnement, résistants aux intempéries, non migratoires, non décolorants et présentant une bonne résistance à la chaleur (200°C x 60 min) sont sélectionnés en fonction des différentes exigences du processus d'impression sur verre, telles que le chauffage et le durcissement à la lumière.
⑤ Promoteur d'adhérence : Comme la surface du verre est dense et que l'encre ne peut pas pénétrer, il est nécessaire d'ajouter un additif approprié ou un promoteur d'adhérence à l'encre pour améliorer l'adhérence. La méthode la plus courante consiste à ajouter 0,5% à 1% de l'agent de couplage organosilane KH570. Il s'agit d'un agent de couplage silane avec un groupe méthacryloxy, qui peut participer à la photopolymérisation et à la polymérisation par réticulation, et l'agent de couplage silane peut se condenser avec le verre. En outre, l'ajout de l'ester trifonctionnel CD9051 (5% à 7%) peut également améliorer de manière significative l'adhérence du film de revêtement au verre. Certaines résines acryliques pures ont également un effet sur l'amélioration de l'adhérence au verre.
Formule de référence pour l'encre UV pour verre
(1) Formule de référence de l'encre sérigraphique blanche pour verre UV
PUA à faible viscosité (CN987) 27,75
Oligomère monoacrylate à faible viscosité (CN131) 10.00
POEA 30,00
Photoinitiateur non migrant et non jaunissant (SR1113) 6,00
Agent mouillant (SR022) 0,25
Agent de nivellement non siliconé (SR012) 1,00
(2) Formule de référence pour l'encre noire UV de sérigraphie sur verre
Copolymère d'acrylate d'acide aromatique (SB520E35) 46,0
Oligomère monoacrylate à faible viscosité (CN131) 22,0
POEA 20.0
907 4.5
ITX 0,5
BP 2.0
Noir carbone (Raven 450) 4.0
Agent de nivellement non siliconé (SR012) 1,0
(3) Formule de référence pour l'encre blanche de verre de la tampographie UV
PEA trifonctionnel 20
ACMO 8
LA 5
907 3
DETX 0.3
TPO 2
Co-initiateur EHA 2
Dioxyde de titane R-706 20
Dioxyde de titane R-900 25
Antimousse S43 0,5
Antimousse Arix920 2
Agent de nivellement RAD2200 0,3
(4) Formule de référence pour l'encre noire pour verre de la tampographie UV
PEA trifonctionnel 25
PEA bifonctionnel 15
ACMO 8
LA 10
907 3
DETX 1
TPO 2
Accélérateur EDAB 1
Accélérateur DMBI 1
Noir de carbone 8
Antimousse Arix920 3
Agent de nivellement RAD2300 0,3
(5) Formule de référence pour l'encre de verre rouge de la tampographie UV
PEA trifonctionnel 25
PEA bis-fonctionnel 15
ACMO 7
LA 10
907 3
DETX 1
184 3
Accélérateur EDAB 1
Accélérateur EHA 1
Magenta (57:1) 12
Antimousse EFKA-4050 1
Antimousse KS66 0,5
Agent de nivellement BYK306 0,3
(6) Formulation de référence pour l'encre bleue pour verre de la tampographie UV
PEA trifonctionnel 20
PEA bifonctionnel 10
ACMO 10
LA 10
907 4
DETX 0.3
TPO 2
Accélérateur EHA 1
Bleu de phtalocyanine 15
Antimousse Arix920 0,5
Agent de nivellement BYK163 0,3
Propriétés de l'encre :
Vitesse de photopolymérisation (80W/cm2) 3-6s
Adhésion (méthode des hachures croisées) 100/100
Résistance à l'éthanol (95% éthanol) 100 fois
Résistance à l'acétone 50 fois
Résistance aux acides (acide sulfurique 5%) 16h
Résistance alcaline (5% NaOH) 12h
Résistance à l'eau bouillante (eau bouillante à 100°C) 1h Pas de chute
(7) Formule de référence de l'encre de verre rouge pour la sérigraphie UV
PEA trifonctionnel 25
PEA bifonctionnel 15
ACMO 27
LA 10
907 3
DETX 1
184 3
Initiateur EDAB 1
Initiateur EHA 1
Magenta (57:1) 12
Antimousse EFKA-4050 1
Antimousse KS66 0,5
Agent de nivellement BYK306 0,3
(8) Formule de référence pour l'encre blanche de sérigraphie UV pour verre
PEA trifonctionnel 20
ACMO 23
LA 5
907 3
DETX 0.3
TPO 2
Co-initiateur EHA 2
Dioxyde de titane R-706 20
Dioxyde de titane R-900 25
Antimousse S43 0,5
Antimousse Arix920 2
Agent de nivellement RAD2200 0,3
(9) Formule de référence pour l'encre noire pour verre de la sérigraphie UV
PEA trifonctionnel 25
PEA bifonctionnel 15
ACMO 28
LA 10
907 3
DETX 1
TPO 2
Accélérateur EDAB 1
Accélérateur DMBI 1
Noir de carbone 8
Antimousse Arix920 3
Agent de nivellement RAD2300 0,3
(10) Formule de référence pour l'encre bleue pour verre de la sérigraphie UV
PEA tri-fonctionnelle 20
PEA bis-fonctionnel 10
ACMO 32
LA 10
907 4
DETX 0.3
TPO 2
Accélérateur EHA 1
Bleu de phtalocyanine 15
Agent de nivellement BYK-163 0,3
Antimousse Arix920 0,5
Propriétés de l'encre : Vitesse de durcissement à la lumière (80W/cm2) 3-6s
Adhésion (méthode des hachures croisées) 100/100
Résistance à l'éthanol (95% éthanol) 100 fois
Résistance à l'acétone 50 fois
Résistance aux acides (acide sulfurique 5%) 16h
Résistance alcaline (5% NaOH) 12h
Résistance à l'eau bouillante (eau bouillante à 100°C) 1h Pas de chute
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| Polythiol/Polymèrecaptan | ||
| Monomère DMES | Sulfure de bis(2-mercaptoéthyle) | 3570-55-6 |
| Monomère DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monomère PETMP | 7575-23-7 | |
| PM839 Monomère | Polyoxy(méthyl-1,2-éthanediyl) | 72244-98-5 |
| Monomère monofonctionnel | ||
| Monomère HEMA | Méthacrylate de 2-hydroxyéthyle | 868-77-9 |
| Monomère HPMA | Méthacrylate de 2-hydroxypropyle | 27813-02-1 |
| Monomère THFA | Acrylate de tétrahydrofurfuryle | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomère | Acrylate de dicyclopentényle hydrogéné | 79637-74-4 |
| Monomère DCPMA | Méthacrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 30798-39-1 |
| Monomère DCPA | Acrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 12542-30-2 |
| Monomère DCPEMA | Méthacrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 68586-19-6 |
| Monomère DCPEOA | Acrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 65983-31-5 |
| Monomère NP-4EA | (4) nonylphénol éthoxylé | 50974-47-5 |
| Monomère LA | Acrylate de laurier / Acrylate de dodécyle | 2156-97-0 |
| Monomère THFMA | Méthacrylate de tétrahydrofurfuryle | 2455-24-5 |
| Monomère PHEA | ACRYLATE DE 2-PHÉNOXYÉTHYLE | 48145-04-6 |
| Monomère LMA | Méthacrylate de lauryle | 142-90-5 |
| Monomère IDA | Acrylate d'isodécyle | 1330-61-6 |
| Monomère IBOMA | Méthacrylate d'isobornyle | 7534-94-3 |
| Monomère IBOA | Acrylate d'isobornyle | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomère | Acrylate de 2-(2-Éthoxyéthoxy)éthyle | 7328-17-8 |
| Monomère multifonctionnel | ||
| Monomère DPHA | 29570-58-9 | |
| Monomère DI-TMPTA | TÉTRAACRYLATE DE DI(TRIMÉTHYLOLPROPANE) | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomère | ||
| Monomère ACMO | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Monomère di-fonctionnel | ||
| Monomère PEGDMA | Diméthacrylate de poly(éthylène glycol) | 25852-47-5 |
| Monomère TPGDA | Diacrylate de tripropylène glycol | 42978-66-5 |
| Monomère TEGDMA | Diméthacrylate de triéthylène glycol | 109-16-0 |
| Monomère PO2-NPGDA | Propoxylate de diacrylate de néopentylène glycol | 84170-74-1 |
| Monomère PEGDA | Diacrylate de polyéthylène glycol | 26570-48-9 |
| Monomère PDDA | Phtalate diacrylate de diéthylène glycol | |
| Monomère NPGDA | Diacrylate de néopentyle et de glycol | 2223-82-7 |
| Monomère HDDA | Diacrylate d'hexaméthylène | 13048-33-4 |
| Monomère EO4-BPADA | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomère | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomère | Diméthacrylate d'éthylène glycol | 97-90-5 |
| Monomère DPGDA | Diénoate de dipropylène glycol | 57472-68-1 |
| Monomère Bis-GMA | Méthacrylate de glycidyle de bisphénol A | 1565-94-2 |
| Monomère trifonctionnel | ||
| Monomère TMPTMA | Triméthacrylate de triméthylolpropane | 3290-92-4 |
| Monomère TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane | 15625-89-5 |
| Monomère PETA | 3524-68-3 | |
| GPTA ( G3POTA ) Monomère | TRIACRYLATE DE GLYCÉRYLE ET DE PROPOXY | 52408-84-1 |
| Monomère EO3-TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane éthoxylé | 28961-43-5 |
| Monomère photorésistant | ||
| Monomère IPAMA | Méthacrylate de 2-isopropyl-2-adamantyle | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomère | Méthacrylate de 1 éthylcyclopentyle | 266308-58-1 |
| Monomère ADAMA | Méthacrylate de 1-Adamantyle | 16887-36-8 |
| Monomère de méthacrylates | ||
| Monomère TBAEMA | Méthacrylate de 2-(Tert-butylamino)éthyle | 3775-90-4 |
| Monomère NBMA | Méthacrylate de n-butyle | 97-88-1 |
| Monomère MEMA | Méthacrylate de 2-méthoxyéthyle | 6976-93-8 |
| Monomère i-BMA | Méthacrylate d'isobutyle | 97-86-9 |
| Monomère EHMA | Méthacrylate de 2-éthylhexyle | 688-84-6 |
| Monomère EGDMP | Bis(3-mercaptopropionate) d'éthylène glycol | 22504-50-3 |
| Monomère EEMA | 2-méthoxyéthyle 2-méthylprop-2-énoate | 2370-63-0 |
| Monomère DMAEMA | Méthacrylate de N,M-diméthylaminoéthyle | 2867-47-2 |
| Monomère DEAM | Méthacrylate de diéthylaminoéthyle | 105-16-8 |
| Monomère CHMA | Méthacrylate de cyclohexyle | 101-43-9 |
| Monomère BZMA | Méthacrylate de benzyle | 2495-37-6 |
| Monomère BDDMP | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| Monomère BDDMA | 1,4-Butanedioldiméthacrylate | 2082-81-7 |
| Monomère AMA | Méthacrylate d'allyle | 96-05-9 |
| Monomère AAEM | Méthacrylate d'acétylacétoxyéthyle | 21282-97-3 |
| Monomère d'acrylates | ||
| Monomère IBA | Acrylate d'isobutyle | 106-63-8 |
| Monomère EMA | Méthacrylate d'éthyle | 97-63-2 |
| Monomère DMAEA | Acrylate de diméthylaminoéthyle | 2439-35-2 |
| Monomère DEAEA | 2-(diéthylamino)éthyl prop-2-énoate | 2426-54-2 |
| Monomère CHA | Prop-2-énoate de cyclohexyle | 3066-71-5 |
| Monomère BZA | prop-2-énoate de benzyle | 2495-35-4 |