Vernis UV

Le procédé d'impression et de vernissage consiste à appliquer un vernis (ou une peinture de vernissage) sur la surface de l'imprimé pour former un film sec. Sa fonction est similaire à celle du pelliculage, principalement pour augmenter la douceur et la brillance de la surface imprimée. Les imprimés qui ont été vernis sont plus éclatants et ont une texture plus épaisse, ce qui les embellit et améliore l'effet visuel. En outre, l'imprimé après glaçage présente également des fonctions post-impression telles que l'étanchéité, la résistance à l'humidité, au frottement et aux produits chimiques, ce qui permet d'allonger la durée de vie de l'imprimé. Le glaçage du papier est passé par les processus suivants : peinture à base d'eau, huile de glaçage à base de solvant, pelliculage plastique et huile de glaçage UV. Bien que le pelliculage plastique soit plus performant, le papier après pelliculage ne peut être recyclé et réutilisé, et pendant le traitement post-presse, des processus tels que le collage et le bronzage ne peuvent être réalisés.

C'est pourquoi, lorsque le vernis UV est apparu dans les années 1980, il a été progressivement remplacé par le procédé de vernissage UV, qui est encore plus performant. Parce que le procédé de vernissage UV présente l'avantage d'être simple, pratique et peu coûteux, et parce que le papier verni UV n'affecte pas le recyclage et peut préserver les ressources, il répond aux exigences environnementales et constitue le pilier de l'emballage écologique. Il est largement utilisé dans divers livres, catalogues, emballages et produits imprimés décoratifs, et est plus compétitif que le processus de laminage traditionnel dans la technologie de traitement de la brillance de la surface des produits imprimés.

Le vernissage avec du vernis présente de meilleures propriétés de surface que le pelliculage ou le calandrage et peut répondre aux exigences élevées des cartons d'emballage en termes de résistance à l'abrasion, de brillance et de résistance aux taches. Il permet d'obtenir des résultats comparables au pelliculage d'un film BOPP sur un papier d'impression de qualité supérieure. Par conséquent, le vernissage de produits en papier avec un vernis UV est vraiment le meilleur choix.
Selon le mécanisme de formation du film, les vernis peuvent être divisés en trois catégories principales : les vernis évaporables par solvant, les vernis à émulsion et les vernis réticulés, qui correspondent respectivement aux vernis à base de solvant, aux vernis à émulsion à base d'eau et aux vernis UV. En fonction du substrat, les vernis peuvent être divisés en vernis pour papier, vernis pour film plastique et vernis pour bois. En fonction de la méthode de séchage, les vernis peuvent être divisés en séchage naturel, séchage infrarouge et séchage UV. La classification selon le mécanisme de formation du film est plus scientifique, car elle peut refléter les principales caractéristiques des différents types de vernis et coïncide également avec l'orientation du développement technologique des vernis.
(1) Les vernis à base de solvants seront remplacés
Les premières huiles de glaçage étaient des solvants volatils et se composaient principalement de résines filmogènes, de solvants et d'additifs. Les résines filmogènes étaient souvent des résines naturelles telles que les résines de Cuba et les résines de colophane. Les résines naturelles peuvent entraîner une mauvaise transparence du film, un jaunissement et, dans des environnements à température et humidité élevées, une réadhésion. Avec le développement de la technologie de synthèse des polymères, les résines filmogènes ont été remplacées par des résines synthétiques de nitrocellulose, des résines aminées et des résines acryliques. L'utilisation de ces résines synthétiques a permis d'améliorer efficacement les propriétés filmogènes des vernis pour vitrages. Par rapport aux résines naturelles, les résines synthétiques présentent les caractéristiques significatives suivantes : bonnes propriétés filmogènes, haute brillance et haute transparence. Toutefois, en raison de leur viscosité élevée, les résines filmogènes ne peuvent pas être appliquées directement sur le papier. Des solvants organiques sont utilisés pour dissoudre et diluer les résines synthétiques dans les solvants organiques, réduisant ainsi la viscosité des résines pour répondre aux exigences de l'application de vernis de glaçage.
Après application du vernis à base de solvant sur la surface de l'imprimé et séchage par infrarouge ou air chaud, le solvant du vernis se volatilise et la résine filmogène reste à la surface de l'imprimé pour former un film brillant. Les solvants organiques volatilisés polluent l'environnement et nuisent à la santé de l'opérateur. De plus, si les solvants organiques ne se volatilisent pas complètement, certains d'entre eux restent ou pénètrent dans le papier, provoquant une pollution secondaire. Les solvants organiques couramment utilisés sont le benzène, les cétones, les alcools et les esters. Ces solvants sont utilisés en grandes quantités et sont coûteux. Ils sont finalement évaporés, ce qui entraîne un gaspillage de ressources. Au final, il ne reste qu'une résine à la surface du produit imprimé, et il semble que le solvant organique n'apporte pas grand-chose au film final. Cependant, les solvants organiques jouent un rôle très important dans le processus de formation du film. Une série de processus tels que la dissolution, la dilution, la dispersion, le mouillage, l'égalisation et le séchage sont directement liés à leur type et à leur quantité. Les solvants organiques contenus dans le vernis ne sont pas sans danger, mais ils sont également très utiles. La meilleure façon de résoudre le conflit entre les deux est de trouver un produit de substitution. On pense naturellement à l'eau, la ressource la plus abondante et la plus économique du monde. Les avantages de l'eau - abondante, bon marché et facile à obtenir, ininflammable et non explosive - sont devenus le moteur de la course au développement des vernis à base d'eau.
(2) Les vernis à base d'eau présentent également des inconvénients
Dans le monde d'aujourd'hui, où la construction d'une société harmonieuse et la demande de matériaux verts sont à l'ordre du jour, les gens ont commencé à prêter attention aux COV (composés organiques volatils) qui les entourent. La teneur en COV des vernis à base de solvants est généralement élevée, de 401 à 601 TTP3T, et la plus grande partie se volatilise pendant le processus de formation du film, polluant ainsi l'environnement. Les vernis à base d'eau ont une très faible teneur en COV et sont généralement privilégiés par les collègues de l'industrie de l'imprimerie. La résine filmogène des vernis à base d'eau est un composé à haut poids moléculaire. Comme l'huile et l'eau se repoussent mutuellement, la résine à haut poids moléculaire ne peut pas être dissoute directement dans l'eau. Elle ne peut être dispersée dans l'eau que sous forme de particules pour obtenir un vernis uniforme et stable sous forme d'émulsion. Le processus de polymérisation, le processus de dispersion et la taille des particules de la résine à haut poids moléculaire déterminent la stabilité du vernis émulsionné et les performances globales du film.
D'une manière générale, il existe deux méthodes de préparation des dispersions dans l'eau. La première est la méthode de dispersion directe, dans laquelle la résine principale (telle que les copolymères à blocs styrène-butadiène, les copolymères éthylène-acétate de vinyle, etc.) est dispersée dans l'eau sous une force de cisaillement à grande vitesse par agitation mécanique en présence d'un agent de surface. Toutefois, si les particules de résine ne sont pas broyées en une taille suffisamment petite et irrégulière, si le type et la quantité de l'agent de surface ne sont pas choisis de manière appropriée ou si le processus d'émulsification n'est pas réalisé correctement, le système de dispersion résultant sera thermodynamiquement instable et subira également une sédimentation et une floculation des particules au fil du temps.

Par conséquent, la stabilité du système de dispersion obtenu par la méthode de dispersion directe se détériore avec le temps, et la qualité de l'huile de vitrage à base d'eau obtenue par cette méthode est limitée dans le temps. La deuxième méthode est la méthode de polymérisation en émulsion. Les dispersions aqueuses préparées à l'aide de la méthode de polymérisation en émulsion sont des systèmes thermodynamiquement stables dont les particules sont de petite taille et dont la distribution granulométrique est étroite. Leur stabilité ne se détériore pas avec le temps.

Par rapport à la méthode de dispersion directe, l'émulsion produite par la méthode de polymérisation en émulsion et formulée en un film de vernis à l'eau présente une bonne compacité et un haut degré de brillance. Lors de la production de vernis à l'eau par la méthode de polymérisation en émulsion, on utilise généralement des monomères acrylates. Les monomères acrylates peuvent être polymérisés seuls ou copolymérisés avec d'autres monomères tels que l'éthylène et l'acétate de vinyle. Les polymères d'acrylate sont résistants à l'eau, incolores, brillants et ont une bonne adhérence au papier. La copolymérisation avec différents monomères peut produire des résines copolymères avec différentes duretés et propriétés de film. Le processus de polymérisation en émulsion est la clé de la performance du vernis. Le processus de polymérisation en émulsion pour les vernis utilise généralement des acrylates ou des oléfines insaturées comme monomères, des tensioactifs anioniques ou non ioniques comme émulsifiants et des persulfates comme initiateurs. Le processus est réalisé à une certaine température pour produire des copolymères en émulsion à radicaux libres, puis une petite quantité d'additifs est ajoutée, neutralisée avec de l'ammoniaque et filtrée.

L'huile de vitrage à base d'eau préparée par polymérisation en émulsion appartient au type de revêtement à séchage par coalescence en émulsion. Elle peut sécher rapidement sous l'action des rayons infrarouges ou de l'air chaud. Après l'évaporation de l'eau et sa pénétration dans le papier, les particules de latex isolées s'étalent et s'accumulent les unes aux autres, laissant un film polymère brillant à la surface du papier. Les vernis à base d'eau sont faciles à utiliser, peu coûteux et respectueux de l'environnement, mais ils présentent également des inconvénients importants, tels qu'une résistance à l'eau relativement faible, un brillant relativement faible et une consommation d'énergie élevée lors du séchage et de l'élimination de l'eau.