Pernis UV

Proses pencetakan dan pernis melibatkan pengaplikasian pernis (atau cat pernis) ke permukaan materi cetak untuk membentuk film kering. Fungsinya serupa dengan laminasi, terutama untuk meningkatkan kehalusan dan kilau permukaan cetakan. Materi cetakan yang sudah dipernis, lebih cerah dan memiliki tekstur yang lebih tebal, yang mempercantik dan meningkatkan efek tampilan. Pada saat yang sama, barang cetakan setelah glazur juga memiliki fungsi pasca-cetak, seperti kedap air, tahan lembap, tahan gesekan, dan tahan bahan kimia, yang dapat memperpanjang masa pakai barang cetakan. Glazur kertas telah melalui proses glazur cat berbasis air, glazur minyak glazur berbasis pelarut, laminasi plastik, dan glazur minyak glazur UV. Meskipun laminasi plastik memiliki performa yang lebih baik, namun kertas setelah laminasi tidak dapat didaur ulang dan digunakan kembali, dan selama pemrosesan pasca-cetak, proses seperti pengikatan dan perunggu tidak dapat dilakukan.

Oleh karena itu, ketika pernis UV muncul pada tahun 1980-an, secara bertahap digantikan oleh proses pernis UV, yang memiliki kinerja yang lebih baik. Karena proses pernis UV memiliki keuntungan karena sederhana, nyaman dan murah, dan karena kertas yang dipernis UV tidak mempengaruhi daur ulang dan dapat menghemat sumber daya, kertas ini memenuhi persyaratan lingkungan dan menjadi andalan kemasan ramah lingkungan. Ini banyak digunakan dalam berbagai buku, katalog, kemasan dan produk cetakan dekoratif, dan lebih kompetitif daripada proses laminasi tradisional dalam teknologi perawatan kilap permukaan produk cetakan.

Pernis dengan pernis memiliki sifat permukaan yang lebih baik daripada laminasi atau kalender, dan dapat memenuhi persyaratan karton kemasan yang tinggi dalam hal ketahanan abrasi, kilap, dan ketahanan terhadap noda. Ini dapat mencapai hasil yang sebanding dengan laminasi film BOPP ke kertas cetak bermutu tinggi. Oleh karena itu, pernis produk kertas dengan pernis UV memang merupakan pilihan terbaik.
Menurut mekanisme pembentukan film, pernis dapat dibagi ke dalam tiga kategori utama: pernis yang dapat diuapkan dengan pelarut, pernis yang diagregasi dengan emulsi dan pernis yang diikat silang, masing-masing sesuai dengan pernis berbasis pelarut, pernis emulsi berbasis air dan pernis UV. Menurut substratnya, pernis dapat dibagi menjadi pernis kertas, pernis film plastik dan pernis kayu. Menurut metode pengeringan, pernis dapat dibagi menjadi pengeringan alami, pengeringan inframerah, dan pengawetan UV. Diantaranya, klasifikasi menurut mekanisme pembentukan film lebih bersifat ilmiah, karena dapat mencerminkan karakteristik utama dari berbagai jenis pernis dan juga sesuai dengan arah perkembangan teknologi pernis.
(1) Pernis berbasis pelarut akan diganti
Minyak kaca awal adalah pelarut yang mudah menguap dan terutama terdiri dari resin pembentuk film, pelarut, dan aditif. Resin pembentuk film sering kali merupakan resin alami seperti resin Kuba dan resin damar. Resin alami dapat menyebabkan transparansi film yang buruk, menguning dan, pada suhu tinggi dan lingkungan dengan kelembapan tinggi, terjadi perekatan ulang. Dengan perkembangan teknologi sintesis polimer, resin pembentuk film digantikan dengan resin nitroselulosa sintetis, resin amino dan resin akrilik. Penggunaan resin sintetis ini secara efektif telah meningkatkan sifat pembentuk film pernis kaca secara efektif. Dibandingkan dengan resin alami, resin sintetis memiliki karakteristik yang signifikan, yaitu sifat pembentukan film yang baik, kilap yang tinggi dan transparansi yang tinggi. Namun demikian, karena viskositasnya yang tinggi, resin pembentuk film tidak dapat diaplikasikan secara langsung pada kertas. Pelarut organik digunakan untuk melarutkan dan mengencerkan resin sintetis dalam pelarut organik, mengurangi viskositas resin agar memenuhi persyaratan untuk aplikasi pernis kaca.
Setelah pernis berbasis pelarut diaplikasikan ke permukaan bahan cetakan dan dikeringkan dengan inframerah atau udara panas, pelarut dalam pernis diuapkan dan resin pembentuk film ditinggalkan pada permukaan bahan cetakan untuk membentuk film yang mengkilap. Pelarut organik yang mudah menguap mencemari lingkungan dan membahayakan kesehatan operator. Terlebih lagi, jika pelarut organik tidak menguap seluruhnya, sebagian akan tertinggal atau meresap ke dalam kertas, menyebabkan polusi sekunder. Pelarut organik yang umum digunakan termasuk benzena, keton, alkohol dan ester. Pelarut ini digunakan dalam jumlah besar dan harganya mahal. Pelarut-pelarut ini pada akhirnya diuapkan, mengakibatkan pemborosan sumber daya. Pada akhirnya, hanya resin yang tersisa pada permukaan produk cetakan, dan tampaknya pelarut organik tidak banyak berkontribusi pada film akhir. Namun demikian, pelarut organik memainkan peran yang sangat penting dalam proses pembentukan film. Serangkaian proses seperti melarutkan, mengencerkan, mendispersikan, membasahi, meratakan dan mengeringkan, secara langsung berkaitan dengan jenis dan jumlahnya. Pelarut organik dalam pernis bukannya tidak berbahaya, tetapi juga sangat berguna. Cara terbaik untuk menyelesaikan konflik di antara keduanya adalah dengan menemukan produk pengganti. Secara alami, orang berpikir tentang air, sumber daya yang paling melimpah dan ekonomis di dunia. Keunggulan air - melimpah, murah dan mudah didapat, tidak mudah terbakar dan tidak mudah meledak - telah menjadi kekuatan pendorong di balik perlombaan untuk mengembangkan pernis berbahan dasar air.
(2) Pernis berbahan dasar air juga memiliki kekurangan
Di dunia sekarang ini, di mana membangun masyarakat yang harmonis dan menyerukan penggunaan bahan ramah lingkungan merupakan hal yang penting, orang-orang mulai memperhatikan VOC (senyawa organik yang mudah menguap) di sekeliling mereka. Kandungan VOC dalam pernis berbasis pelarut umumnya tinggi, umumnya 40% hingga 60%, dan sebagian besar menguap selama proses pembentukan film, mencemari lingkungan. Pernis berbahan dasar air memiliki kandungan VOC yang sangat rendah dan umumnya disukai oleh rekan-rekan di industri percetakan. Resin pembentuk film dalam pernis berbahan dasar air adalah senyawa molekul tinggi. Karena minyak dan air saling tolak-menolak, resin molekul tinggi tidak dapat dilarutkan secara langsung dalam air. Ini hanya dapat didispersikan dalam air dalam bentuk partikel untuk mendapatkan pernis seperti emulsi yang seragam dan stabil. Proses polimerisasi, proses dispersi, dan ukuran partikel resin molekul tinggi menentukan stabilitas pernis seperti emulsi dan kinerja film yang komprehensif.
Secara umum, ada dua metode untuk menyiapkan dispersi air. Yang pertama adalah metode dispersi langsung, di mana resin utama (seperti kopolimer blok stirena-butadiena, kopolimer etilena-vinil asetat, dll.) didispersikan dalam air di bawah gaya geser berkecepatan tinggi dengan pengadukan mekanis dengan adanya surfaktan. Namun, jika partikel resin tidak dihancurkan menjadi ukuran yang cukup kecil dan tidak rata, jenis dan jumlah surfaktan tidak dipilih dengan tepat, atau proses emulsifikasi tidak dilakukan dengan benar, sistem dispersi yang dihasilkan akan menjadi tidak stabil secara termodinamika dan juga akan mengalami sedimentasi dan flokulasi partikel dari waktu ke waktu.

Oleh karena itu, stabilitas sistem dispersi yang diperoleh dengan metode dispersi langsung akan memburuk seiring berjalannya waktu, dan kualitas minyak kaca berbahan dasar air yang diperoleh dengan metode ini dibatasi oleh jangka waktu tertentu. Metode kedua adalah metode polimerisasi emulsi. Dispersi yang ditularkan melalui air yang dibuat dengan menggunakan metode polimerisasi emulsi adalah sistem yang stabil secara termodinamika dengan ukuran partikel yang kecil dan distribusi ukuran partikel yang sempit. Stabilitasnya tidak menurun seiring waktu.

Dibandingkan dengan metode dispersi langsung, emulsi yang diproduksi dengan menggunakan metode polimerisasi emulsi dan diformulasikan ke dalam film pernis yang ditularkan melalui air, memiliki kekompakan yang baik dan kilap yang tinggi. Ketika memproduksi pernis yang ditularkan melalui air dengan menggunakan metode polimerisasi emulsi, monomer akrilat umumnya digunakan. Monomer akrilat dapat dipolimerisasi sendiri atau dikopolimerisasi dengan monomer lain seperti etilena dan vinil asetat. Polimer akrilat bersifat kedap air, tidak berwarna, mengkilap dan memiliki daya rekat yang baik pada kertas. Kopolimerisasi dengan monomer yang berbeda dapat menghasilkan resin kopolimer dengan kekerasan dan sifat film yang berbeda. Proses polimerisasi emulsi adalah kunci performa pernis. Proses polimerisasi emulsi untuk pernis umumnya menggunakan akrilat atau olefin tak jenuh sebagai monomer, surfaktan anionik atau nonionik sebagai pengemulsi, dan persulfat sebagai inisiator. Proses ini dilakukan pada suhu tertentu untuk menghasilkan kopolimer emulsi radikal bebas, dan kemudian sejumlah kecil aditif ditambahkan, dinetralkan dengan amonia dan disaring.

Minyak kaca berbasis air yang dibuat dengan polimerisasi emulsi, termasuk ke dalam jenis pelapisan pengeringan penggabungan emulsi. Ini dapat mengering dengan cepat di bawah aksi sinar inframerah atau udara panas. Setelah air menguap dan meresap ke dalam kertas, partikel lateks yang terisolasi menyebar dan menumpuk satu sama lain, meninggalkan lapisan polimer yang mengilap pada permukaan kertas. Pernis berbahan dasar air mudah digunakan, tidak mahal dan ramah lingkungan, tetapi juga memiliki sejumlah kelemahan yang signifikan, seperti ketahanan air yang relatif buruk, kilap yang relatif rendah, dan konsumsi energi yang tinggi selama pengeringan dan pembuangan air.