UV vernik
Baskı ve vernikleme işlemi, kuru bir film oluşturmak için basılı malzemenin yüzeyine bir vernik (veya vernikleme boyası) uygulanmasını içerir. İşlevi laminasyona benzer, esas olarak basılı yüzeyin pürüzsüzlüğünü ve parlaklığını arttırır. Verniklenmiş basılı malzeme daha canlıdır ve daha kalın bir dokuya sahiptir, bu da onu güzelleştirir ve görüntüleme etkisini artırır. Aynı zamanda, sırlamadan sonra basılı malzeme, basılı malzemenin hizmet ömrünü uzatabilecek su geçirmez, neme dayanıklı, sürtünmeye dayanıklı ve kimyasallara dayanıklı gibi baskı sonrası işlevlere de sahiptir. Kağıt sırlama, su bazlı boya sırlama, solvent bazlı sırlama yağı sırlama, plastik laminasyon ve UV sırlama yağı sırlama süreçlerinden geçmiştir. Plastik laminasyon daha iyi performansa sahip olsa da, laminasyondan sonra kağıt geri dönüştürülemez ve yeniden kullanılamaz ve baskı sonrası işlem sırasında yapıştırma ve bronzlaştırma gibi işlemler gerçekleştirilemez.
Bu nedenle, 1980'lerde UV vernik ortaya çıktığında, yerini yavaş yavaş daha iyi performansa sahip olan UV vernikleme işlemine bırakmıştır. UV vernikleme işlemi basit, kullanışlı ve ucuz olma avantajlarına sahip olduğundan ve UV vernikli kağıt geri dönüşümü etkilemediğinden ve kaynakları koruyabildiğinden, çevresel gereksinimleri karşılar ve yeşil ambalajın temel dayanağıdır. Çeşitli kitaplarda, kataloglarda, ambalajlarda ve dekoratif baskılı ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır ve baskılı ürünlerin yüzey parlaklığı işleme teknolojisinde geleneksel laminasyon işleminden daha rekabetçidir.
Vernik ile vernikleme, laminasyon veya perdahlamaya göre daha iyi yüzey özelliklerine sahiptir ve aşınma direnci, parlaklık ve leke direnci açısından ambalaj kartonlarının yüksek gereksinimlerini karşılayabilir. BOPP filmi yüksek kaliteli baskı kağıdına lamine etmekle karşılaştırılabilir sonuçlar elde edebilir. Bu nedenle, kağıt ürünlerinin UV vernik ile verniklenmesi gerçekten de en iyi seçimdir.
Film oluşturma mekanizmasına göre, vernikler üç ana kategoriye ayrılabilir: sırasıyla solvent bazlı vernikler, su bazlı emülsiyon vernikler ve UV verniklere karşılık gelen çözücü-buharlaşabilir, emülsiyon-birleştirici ve çapraz bağlı kürleme. Alt tabakaya göre, vernikler kağıt vernikleri, plastik film vernikleri ve ahşap vernikleri olarak ayrılabilir. Kurutma yöntemine göre, vernikler doğal kurutma, kızılötesi kurutma ve UV kürleme olarak ayrılabilir. Bunlar arasında, film oluşturma mekanizmasına göre sınıflandırma, çeşitli vernik türlerinin temel özelliklerini yansıtabildiği ve aynı zamanda verniklerin teknolojik gelişim yönüyle örtüştüğü için daha bilimseldir.
(1) Solvent bazlı vernikler değiştirilecektir
İlk cam yağları uçucu çözücülerdi ve esas olarak film oluşturucu reçineler, çözücüler ve katkı maddelerinden oluşuyordu. Film oluşturucu reçineler genellikle Küba reçineleri ve reçine reçineleri gibi doğal reçinelerdi. Doğal reçineler filmin şeffaflığının azalmasına, sararmasına ve yüksek sıcaklık ve yüksek nemli ortamlarda yeniden yapışmaya neden olabilir. Polimer sentez teknolojisinin gelişmesiyle birlikte film oluşturucu reçinelerin yerini sentetik nitroselüloz reçineler, amino reçineler ve akrilik reçineler almıştır. Bu sentetik reçinelerin kullanımı, cam verniklerinin film oluşturma özelliklerini etkili bir şekilde geliştirmiştir. Doğal reçinelerle karşılaştırıldığında, sentetik reçineler iyi film oluşturma özellikleri, yüksek parlaklık ve yüksek şeffaflık gibi önemli özelliklere sahiptir. Bununla birlikte, yüksek viskoziteleri nedeniyle, film oluşturucu reçineler doğrudan kağıda uygulanamaz. Sentetik reçineleri organik çözücüler içinde çözmek ve seyreltmek için organik çözücüler kullanılır, böylece reçinelerin viskozitesi azaltılarak cam verniği uygulaması için gereksinimler karşılanır.
Solvent bazlı vernik basılı malzemenin yüzeyine uygulandıktan ve kızılötesi veya sıcak hava ile kurutulduktan sonra, vernikteki solvent uçar ve film oluşturucu reçine parlak bir film oluşturmak üzere basılı malzemenin yüzeyinde kalır. Uçucu organik çözücüler çevreyi kirletir ve operatörün sağlığına zarar verir. Ayrıca, organik çözücüler tamamen buharlaşmazsa, bir kısmı kalır veya kağıda nüfuz ederek ikincil kirliliğe neden olur. Yaygın olarak kullanılan organik çözücüler arasında benzen, ketonlar, alkoller ve esterler bulunur. Bu çözücüler büyük miktarlarda kullanılır ve pahalıdır. Nihayetinde buharlaştırılırlar ve kaynak israfına neden olurlar. Sonunda, basılı ürünün yüzeyinde sadece bir reçine kalır ve organik çözücünün nihai filme fazla bir katkısı yokmuş gibi görünür. Ancak, organik çözücüler film oluşum sürecinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Çözme, seyreltme, dağıtma, ıslatma, tesviye ve kurutma gibi bir dizi işlem, türü ve miktarıyla doğrudan ilişkilidir. Vernikteki organik çözücüler zararsız değildir, ancak aynı zamanda çok faydalıdırlar. İkisi arasındaki çatışmayı çözmenin en iyi yolu, ikame bir ürün bulmaktır. Doğal olarak insanların aklına dünyanın en bol ve ekonomik kaynağı olan su geliyor. Suyun avantajları - bol, ucuz ve elde edilmesi kolay, yanıcı ve patlayıcı olmayan - su bazlı vernikler geliştirme yarışının arkasındaki itici güç haline gelmiştir.
(2) Su bazlı verniklerin de dezavantajları vardır
Uyumlu bir toplum inşa etmenin ve yeşil malzemeler talep etmenin günün sırası olduğu günümüz dünyasında, insanlar çevrelerindeki VOC'ye (uçucu organik bileşikler) dikkat etmeye başladılar. Solvent bazlı verniklerdeki VOC içeriği genellikle yüksektir, genellikle 40% ila 60% arasındadır ve çoğu film oluşturma işlemi sırasında uçarak çevreyi kirletir. Su bazlı vernikler çok düşük VOC içeriğine sahiptir ve genellikle baskı endüstrisindeki meslektaşlar tarafından tercih edilir. Su bazlı verniklerdeki film oluşturucu reçine yüksek moleküllü bir bileşiktir. Yağ ve su birbirini ittiğinden, yüksek moleküllü reçine doğrudan suda çözülemez. Sadece tek tip ve kararlı emülsiyon benzeri bir vernik elde etmek için partiküller şeklinde suda dağıtılabilir. Yüksek moleküllü reçinenin polimerizasyon süreci, dispersiyon süreci ve partikül boyutu, emülsiyon benzeri verniğin stabilitesini ve filmin kapsamlı performansını belirler.
Genel olarak, su dispersiyonları hazırlamak için iki yöntem vardır. Birincisi, ana reçinenin (stiren-bütadien blok kopolimerleri, etilen-vinil asetat kopolimerleri vb. gibi) bir yüzey aktif madde varlığında mekanik karıştırma yoluyla yüksek hızlı kesme kuvveti altında su içinde dağıtıldığı doğrudan dispersiyon yöntemidir. Bununla birlikte, reçine partikülleri yeterince küçük ve eşit olmayan bir boyutta ezilmezse, yüzey aktif maddenin türü ve miktarı uygun şekilde seçilmezse veya emülsifikasyon işlemi uygun şekilde gerçekleştirilmezse, ortaya çıkan dispersiyon sistemi termodinamik olarak kararsız olacak ve ayrıca zamanla partikül çökelmesine ve topaklanmasına maruz kalacaktır.
Bu nedenle, doğrudan dispersiyon yöntemi ile elde edilen dispersiyon sisteminin stabilitesi zamanla bozulacak ve bu yöntemle elde edilen su bazlı cam yağının kalitesi belirli bir süre ile sınırlı kalacaktır. İkinci yöntem ise emülsiyon polimerizasyonu yöntemidir. Emülsiyon polimerizasyonu yöntemi kullanılarak hazırlanan su bazlı dispersiyonlar, küçük partikül boyutlarına ve dar partikül boyutu dağılımlarına sahip termodinamik olarak kararlı sistemlerdir. Stabiliteleri zaman içinde bozulmaz.
Doğrudan dispersiyon yöntemi ile karşılaştırıldığında, emülsiyon polimerizasyonu yöntemi kullanılarak üretilen ve su bazlı vernik filmi olarak formüle edilen emülsiyon iyi bir kompaktlığa ve yüksek parlaklığa sahiptir. Emülsiyon polimerizasyonu yöntemi kullanılarak su bazlı vernikler üretilirken genellikle akrilat monomerleri kullanılır. Akrilat monomerleri tek başına polimerize edilebilir veya etilen ve vinil asetat gibi diğer monomerlerle kopolimerize edilebilir. Akrilat polimerleri suya dayanıklı, renksiz, parlak ve kağıda iyi yapışma özelliğine sahiptir. Farklı monomerlerle kopolimerizasyon, farklı sertlik ve film özelliklerine sahip kopolimer reçineler üretebilir. Emülsiyon polimerizasyon prosesi vernik performansının anahtarıdır. Vernik için emülsiyon polimerizasyon prosesinde genellikle monomer olarak akrilatlar veya doymamış olefinler, emülgatör olarak anyonik veya noniyonik yüzey aktif maddeler ve başlatıcı olarak persülfatlar kullanılır. İşlem, serbest radikal emülsiyon kopolimerleri üretmek için belirli bir sıcaklıkta gerçekleştirilir ve daha sonra az miktarda katkı maddesi eklenir, amonyak ile nötralize edilir ve filtrelenir.
Emülsiyon polimerizasyonu ile hazırlanan su bazlı cam yağı, emülsiyon birleşme kurutma tipi kaplamaya aittir. Kızılötesi ışınların veya sıcak havanın etkisi altında hızla kuruyabilir. Su buharlaşıp kağıda nüfuz ettikten sonra, izole lateks partikülleri birbirlerine yayılarak birikir ve kağıt yüzeyinde parlak bir polimer film bırakır. Su bazlı verniklerin kullanımı kolay, ucuz ve çevre dostudur, ancak nispeten zayıf su direnci, nispeten düşük parlaklık ve kurutma ve su giderme sırasında yüksek enerji tüketimi gibi bazı önemli dezavantajları da vardır.