Verniz UV
O processo de impressão e envernizamento envolve a aplicação de um verniz (ou tinta de envernizamento) na superfície do material impresso para formar uma película seca. Sua função é semelhante à da laminação, principalmente para aumentar a suavidade e o brilho da superfície impressa. O material impresso que foi envernizado é mais vibrante e tem uma textura mais espessa, o que o embeleza e melhora o efeito de visualização. Ao mesmo tempo, o material impresso após o envernizamento também tem funções pós-impressão, como impermeável, à prova de umidade, resistente à fricção e resistente a produtos químicos, o que pode prolongar a vida útil do material impresso. O envidraçamento de papel passou pelos processos de envidraçamento com tinta à base de água, envidraçamento com óleo à base de solvente, laminação plástica e envidraçamento com óleo UV. Embora a laminação de plástico tenha melhor desempenho, o papel após a laminação não pode ser reciclado e reutilizado e, durante o processamento pós-impressão, processos como colagem e bronzeamento não podem ser realizados.
Portanto, quando o verniz UV surgiu na década de 1980, ele foi gradualmente substituído pelo processo de envernizamento UV, que tem um desempenho ainda melhor. Como o processo de envernizamento por UV tem as vantagens de ser simples, conveniente e barato, e como o papel envernizado por UV não afeta a reciclagem e pode conservar recursos, ele atende aos requisitos ambientais e é a base das embalagens ecológicas. Ele é amplamente utilizado em vários livros, catálogos, embalagens e produtos impressos decorativos, e é mais competitivo do que o processo de laminação tradicional na tecnologia de tratamento de brilho de superfície de produtos impressos.
O envernizamento com verniz tem propriedades de superfície melhores do que a laminação ou a calandragem e pode atender às altas exigências das embalagens cartonadas em termos de resistência à abrasão, brilho e resistência a manchas. Ele pode alcançar resultados comparáveis à laminação de filme BOPP em papel de impressão de alta qualidade. Portanto, o envernizamento de produtos de papel com verniz UV é de fato a melhor opção.
De acordo com o mecanismo de formação de filme, os vernizes podem ser divididos em três categorias principais: evaporável por solvente, agregação por emulsão e cura por reticulação, correspondendo a vernizes à base de solvente, vernizes de emulsão à base de água e vernizes UV, respectivamente. De acordo com o substrato, os vernizes podem ser divididos em vernizes de papel, vernizes de filme plástico e vernizes de madeira. De acordo com o método de secagem, os vernizes podem ser divididos em secagem natural, secagem por infravermelho e cura por UV. Entre eles, a classificação de acordo com o mecanismo de formação de filme é mais científica, pois pode refletir as principais características de vários tipos de vernizes e também coincide com a direção do desenvolvimento tecnológico dos vernizes.
(1) Os vernizes à base de solvente serão substituídos
Os primeiros óleos de esmalte eram solventes voláteis e consistiam principalmente de resinas formadoras de filme, solventes e aditivos. As resinas formadoras de filme eram geralmente resinas naturais, como resinas de Cuba e resinas de breu. As resinas naturais podem causar baixa transparência do filme, amarelamento e, em ambientes de alta temperatura e alta umidade, readesão. Com o desenvolvimento da tecnologia de síntese de polímeros, as resinas formadoras de filme foram substituídas por resinas sintéticas de nitrocelulose, resinas amino e resinas acrílicas. O uso dessas resinas sintéticas melhorou efetivamente as propriedades de formação de película dos vernizes para envidraçamento. Em comparação com as resinas naturais, as resinas sintéticas têm as características significativas de boas propriedades de formação de filme, alto brilho e alta transparência. Entretanto, devido à sua alta viscosidade, as resinas formadoras de filme não podem ser aplicadas diretamente ao papel. Os solventes orgânicos são usados para dissolver e diluir as resinas sintéticas nos solventes orgânicos, reduzindo a viscosidade das resinas para atender aos requisitos de aplicação de verniz para envidraçamento.
Depois que o verniz à base de solvente é aplicado à superfície do material impresso e seco por infravermelho ou ar quente, o solvente no verniz é volatilizado e a resina formadora de filme é deixada na superfície do material impresso para formar um filme brilhante. Os solventes orgânicos volatilizados poluem o meio ambiente e prejudicam a saúde do operador. Além disso, se os solventes orgânicos não se volatilizarem completamente, alguns deles permanecerão ou penetrarão no papel, causando poluição secundária. Os solventes orgânicos comumente usados incluem benzeno, cetonas, álcoois e ésteres. Esses solventes são usados em grandes quantidades e são caros. No final, eles são evaporados, resultando em um desperdício de recursos. No final, apenas uma resina permanece na superfície do produto impresso, e parece que o solvente orgânico não contribui muito para o filme final. No entanto, os solventes orgânicos desempenham um papel muito importante no processo de formação do filme. Uma série de processos, como dissolução, diluição, dispersão, umectação, nivelamento e secagem, está diretamente relacionada ao seu tipo e quantidade. Os solventes orgânicos presentes no verniz não são isentos de danos, mas também são muito úteis. A melhor maneira de resolver o conflito entre os dois é encontrar um produto substituto. Naturalmente, as pessoas pensam na água, o recurso mais abundante e econômico do mundo. As vantagens da água - abundante, barata e fácil de obter, não inflamável e não explosiva - tornaram-se a força motriz por trás da corrida para desenvolver vernizes à base de água.
(2) Os vernizes à base de água também têm suas desvantagens
No mundo de hoje, em que a construção de uma sociedade harmoniosa e a exigência de materiais ecológicos estão na ordem do dia, as pessoas começaram a prestar atenção aos VOCs (compostos orgânicos voláteis) ao seu redor. O teor de VOC dos vernizes à base de solvente é geralmente alto, de 40% a 60%, e a maior parte dele se volatiliza durante o processo de formação do filme, poluindo o meio ambiente. Os vernizes à base de água têm um teor de VOC muito baixo e são geralmente preferidos pelos colegas do setor de impressão. A resina formadora de filme nos vernizes à base de água é um composto de alto peso molecular. Como o óleo e a água se repelem mutuamente, a resina de alto peso molecular não pode ser dissolvida diretamente na água. Ela só pode ser dispersa em água na forma de partículas para obter um verniz uniforme e estável semelhante a uma emulsão. O processo de polimerização, o processo de dispersão e o tamanho da partícula da resina de alto peso molecular determinam a estabilidade do verniz tipo emulsão e o desempenho abrangente do filme.
De modo geral, há dois métodos para preparar dispersões de água. O primeiro é o método de dispersão direta, no qual a resina principal (como copolímeros de bloco de estireno-butadieno, copolímeros de etileno-acetato de vinila etc.) é dispersa em água sob força de cisalhamento de alta velocidade por meio de agitação mecânica na presença de um surfactante. No entanto, se as partículas de resina não forem trituradas em um tamanho suficientemente pequeno e irregular, se o tipo e a quantidade do surfactante não forem selecionados adequadamente ou se o processo de emulsificação não for realizado corretamente, o sistema de dispersão resultante será termodinamicamente instável e também sofrerá sedimentação e floculação de partículas ao longo do tempo.
Portanto, a estabilidade do sistema de dispersão obtido pelo método de dispersão direta se deteriorará com o tempo, e a qualidade do óleo de esmalte à base de água obtido por esse método é limitada por um determinado período de tempo. O segundo método é o método de polimerização por emulsão. As dispersões à base de água preparadas usando o método de polimerização em emulsão são sistemas termodinamicamente estáveis com tamanhos de partículas pequenos e distribuições de tamanho de partículas estreitas. Sua estabilidade não se deteriora com o tempo.
Em comparação com o método de dispersão direta, a emulsão produzida usando o método de polimerização em emulsão e formulada em um filme de verniz à base de água tem boa compactação e alto brilho. Ao produzir vernizes à base de água usando o método de polimerização em emulsão, geralmente são usados monômeros de acrilato. Os monômeros de acrilato podem ser polimerizados sozinhos ou copolimerizados com outros monômeros, como etileno e acetato de vinila. Os polímeros de acrilato são resistentes à água, incolores, brilhantes e têm boa adesão ao papel. A copolimerização com diferentes monômeros pode produzir resinas de copolímero com diferentes durezas e propriedades de filme. O processo de polimerização em emulsão é a chave para o desempenho do verniz. O processo de polimerização em emulsão para verniz geralmente usa acrilatos ou olefinas insaturadas como monômeros, surfactantes aniônicos ou não iônicos como emulsificantes e persulfatos como iniciadores. O processo é realizado a uma determinada temperatura para produzir copolímeros de emulsão de radical livre e, em seguida, uma pequena quantidade de aditivos é adicionada, neutralizada com amônia e filtrada.
O óleo de vitrificação à base de água preparado por polimerização em emulsão pertence ao tipo de revestimento de secagem por coalescência de emulsão. Ele pode secar rapidamente sob a ação de raios infravermelhos ou ar quente. Depois que a água evapora e penetra no papel, as partículas isoladas de látex se espalham e se acumulam umas com as outras, deixando uma película de polímero brilhante na superfície do papel. Os vernizes à base de água são fáceis de usar, baratos e ecologicamente corretos, mas também apresentam algumas desvantagens significativas, como resistência à água relativamente ruim, brilho relativamente baixo e alto consumo de energia durante a secagem e a remoção da água.