Amélioration des propriétés rhéologiques et de l'imprimabilité des encres offset UV
(1) Mouillabilité des pigments
Le linker de l'encre offset UV est principalement composé d'un oligomère à haute polarité et d'un diluant actif, et la plupart des pigments utilisés dans l'encre offset UV sont des pigments organiques à faible polarité. L'affinité de ces systèmes d'oligomères à haute polarité avec la surface des particules de pigments organiques à faible polarité est faible, et il est difficile d'assurer une bonne mouillabilité des pigments. Par ailleurs, l'oligomère acrylique principal utilisé dans les encres offset UV a un faible poids moléculaire, généralement de 1000 à 2000 (alors que le poids moléculaire de la résine phénolique modifiée par la colophane utilisée dans les encres offset traditionnelles est de 20 000 à 50 000). En résumé, par rapport aux encres offset traditionnelles, la résine et le système de liaison des encres offset UV sont caractérisés par un faible poids moléculaire et une polarité élevée, ce qui ne permet pas d'obtenir une mouillabilité des pigments et une stabilité de la dispersion satisfaisantes.
Afin d'améliorer la mouillabilité et la dispersion des pigments dans les encres offset UV et d'accroître l'efficacité de la production, la première étape consiste à sélectionner une résine oligomère à corps principal appropriée. L'oligomère acrylique modifié par un acide gras présente une bonne mouillabilité des pigments en raison de son poids moléculaire élevé et de sa faible polarité, ce qui convient particulièrement aux systèmes d'encres offset à forte teneur en pigments. Toutefois, comme une partie du groupe fonctionnel acrylique est remplacée par un acide gras, l'acrylate modifié par un acide gras a une faible réactivité et un faible Tg, ce qui affectera le taux de durcissement de l'encre et les propriétés physiques du film d'encre, et doit généralement être utilisé avec des oligomères à haute fonctionnalité et à faible viscosité. La sélection de pigments appropriés est également l'un des facteurs clés pour améliorer les performances de dispersion de l'encre, mais outre le noir de carbone des encres UV, il existe très peu de pigments organiques spécifiquement utilisés avec les encres offset UV, la détermination finale des pigments organiques ne peut s'appuyer que sur un grand nombre d'expériences. Toutefois, il existe un principe de sélection des pigments pour le système UV, à savoir que le pigment applicable à l'encre offset UV doit avoir une certaine polarité.
(2) Performance de l'équilibre eau-encre
Dans le processus d'impression réel, l'encre offset UV a une faible tolérance pour la quantité d'eau dans la solution de mouillage, et l'équilibre eau-encre est difficile à contrôler, de sorte qu'il est difficile d'atteindre l'imprimabilité de l'encre offset traditionnelle. Les raisons du mauvais équilibre eau-encre de l'encre offset UV sont principalement liées aux deux aspects suivants : premièrement, l'oligomère acrylique et le diluant actif utilisés dans l'encre offset UV ont généralement des groupes de haute polarité tels que les groupes hydroxyle, carboxyle et amino, qui ont une forte affinité pour la solution de mouillage, et la possibilité d'émulsification est plus grande que celle du matériau de liaison à base d'huile de faible polarité. Deuxièmement, le support d'impression de l'encre offset UV est principalement constitué de matériaux non absorbants tels que le papier synthétique, le carton or et argent et les plastiques, qui sont mal absorbés par l'eau de mouillage, ce qui ajoute des facteurs variables à l'équilibre entre l'encre et l'eau lors de l'impression. L'expérience montre que l'utilisation d'une valeur résiduelle élevée d'hydroxyle et de la polarité de l'oligomère réactif (y compris l'ajustement des résines, des diluants actifs, des additifs), doit être très prudente.
La sélection de l'oligomère hôte est la clé de l'amélioration de l'équilibre encre-eau des encres offset UV. La chaîne moléculaire des prépolymères d'acrylate d'époxy et d'acrylate de polyuréthane contenant des groupes fonctionnels hydroxyles, aminés et autres, elle présente une forte hydrophilie et une perte de résistance à l'encre ; par conséquent, du point de vue de l'amélioration de l'équilibre encre-eau, l'acrylate de polyester présente une meilleure résistance à l'eau et constitue le meilleur choix. Actuellement, du point de vue des performances de l'encre, la plupart des systèmes d'encre offset UV utilisent l'acrylate de polyester comme résine principale, afin d'améliorer les performances de l'équilibre de l'encre. Toutefois, la dureté, la résistance au frottement et la résistance aux solvants de l'oligomère d'acrylate de polyester doivent encore être améliorées. En outre, si la viscosité du système d'encre reste la même, l'utilisation d'un oligomère acrylique de poids moléculaire plus élevé peut améliorer la performance anti-émulsification de l'encre, mais c'est le cas lorsque la résine de poids moléculaire élevé dans la formule de l'encre atteint une certaine proportion, ce qui peut être dû au fait que la résine de poids moléculaire élevé, par l'enchevêtrement des autres, peut former une structure de maille physique plus importante, qui empêchera efficacement la pénétration des molécules d'eau dans le système d'encre, améliorant ainsi la performance de l'émulsion de l'encre. Elle empêchera efficacement la pénétration des molécules d'eau à l'intérieur du système d'encre, améliorant ainsi les performances d'émulsification de l'encre. Toutefois, la quantification du polymère des oligomères d'acrylate se fait aux dépens d'une fonctionnalité réduite et d'une perte de vitesse de durcissement, ce qui nécessite un examen approfondi lors de la conception des formulations d'encre pour compenser la perte d'autres propriétés qui se détériorent afin d'améliorer les propriétés d'équilibre eau-encre de l'encre.
Les oligomères d'époxy acrylate sont le principal facteur affectant le taux d'émulsification des encres. Par conséquent, pour garantir la vitesse de durcissement et la viscosité de l'encre, il convient de contrôler la quantité d'oligomères d'époxy-acrylate, de sorte que l'encre offset UV puisse conserver une forte imperméabilité à l'eau, afin de garantir une bonne aptitude à l'impression dans la production réelle.
(3) Réduire le phénomène de l'encre volante
Par rapport à l'encre offset traditionnelle, les propriétés rhéologiques de l'encre offset UV présentent des différences significatives. Tout d'abord, la mouillabilité des pigments des oligomères acryliques est médiocre, de sorte que l'encre offset UV à faible vitesse de cisaillement présente une structure plus forte et que l'encre dans le réservoir d'encre de la machine à imprimer subit des effets néfastes. Deuxièmement, les oligomères d'acrylate ont des propriétés rhéologiques spéciales et un faible poids moléculaire, ce qui entraîne une mauvaise cohésion des encres offset UV, qui sont sensibles aux changements de température et présentent une viscosité élevée, une faible viscosité et une longue tête de filament. Dans des conditions d'impression à grande vitesse, le manque de viscoélasticité du système d'encre entraîne un phénomène d'envol de l'encre. Si les pigments à dispersion facile ou à mobilité élevée sont choisis pour assurer la fluidité et la dispersion facile de l'encre, ces problèmes seront plus importants.
Actuellement, la plupart des méthodes utilisées consistent à ajouter des additifs non réactifs pour améliorer les propriétés anti-rhéologiques du système, afin d'améliorer les performances anti-vol de l'encre offset UV. Habituellement, dans la formule de l'encre, l'ajout de SiO2 en phase gazeuse, de talc, de bentonite organique et de résines de silicone a un certain effet épaississant, peut améliorer la thixotropie de la charge, en augmentant la cohésion et la viscoélasticité du système afin d'empêcher l'encre de voler. Toutefois, l'effet de ces additifs est très limité, ils ne peuvent pas résoudre fondamentalement le problème et peuvent avoir un effet négatif sur la brillance de l'encre, l'adhérence et d'autres propriétés.
L'amélioration des propriétés rhéologiques de la résine oligomère elle-même est le moyen le plus efficace de résoudre les problèmes rhéologiques des encres offset UV. D'un point de vue théorique, l'introduction de résines oligomères réactives 100% à rhéologie contrôlée dans les formulations d'encres améliorera non seulement l'imprimabilité de l'encre, mais aussi les propriétés du film de séchage final de l'encre.
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