Caractéristiques et application de l'encre d'imprimerie pour étiquettes rétractables
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Il existe actuellement quatre types d'encres pouvant être utilisées comme matériaux thermorétractables pour l'impression: les encres UV cationiques, les encres UV radicalaires, les encres à base de solvant et les encres aqueuses.
1. encre UV cationique
Les encres UV cationiques sont moins utilisées dans le domaine de l'impression sur film thermorétractable, principalement parce que leur prix est trop élevé et qu'il est nécessaire d'utiliser un dispositif spécifique pour catalyser la réaction de polymérisation en utilisant un initiateur optique pour générer une substance acide sous irradiation de une lampe UV. L'agent cationique induit une réaction en chaîne du groupe époxy jusqu'à ce que la liaison oxygène soit rompue ou qu'un polymère vitreux se forme, et que la réaction en chaîne soit terminée. La lumière infrarouge émise par la lampe UV est la clé pour contrôler la vitesse de réaction et la réaction complète. Pour effectuer la réaction de polycondensation cationique, il est nécessaire de bien comprendre les propriétés du film, d’éviter les fissures de l’encre et d’assurer un durcissement complet de celle-ci.
Avantages de l'encre cationique
Le type de réaction est une polymérisation par ouverture de cycle typique d'un groupe époxy, qui augmente la teneur en composant effectif de l'encre et est presque complètement convertie en un film d'encre.
Lacunes d'encre cathodique
(1) Temps de réaction long. Etant donné que la vitesse de réaction de polycondensation cationique est plus lente que la polycondensation radicale, le film d'encre met longtemps à se réticuler et à adhérer au substrat pour réduire la pression sur le substrat, et le taux de retrait du film d'encre du produit réticulé cationique est généralement Moins de 5%.
(2) La vitesse de réaction étant plus lente que celle de la polymérisation radicalaire, un durcissement à haute température est souvent nécessaire. Un durcissement à haute température combiné à un faible retrait du film d'encre a tendance à rendre les bords du film d'encre inégaux et non lisses. En général, une source de lumière UV de 80 W ou plus est sélectionnée pour assurer un durcissement rapide et complet de l'encre cationique. En dessous de cette température, la durabilité et l'adhérence du film d'encre sont considérablement réduites et l'odeur est importante.
(3) La réaction de polycondensation cationique se termine par l'influence de l'humidité atmosphérique. Une forte humidité peut entraîner des modifications constantes des propriétés de l'encre. Par conséquent, le système de contrôle de la température et de l'humidité est un dispositif nécessaire pour l'impression UV cationique.
(4) Le choix des composants de l'encre est difficile. Premièrement, le prix du composant de base de l’encre cationique est plus élevé que celui du radical libre. Deuxièmement, comme la substance alcaline retarde, voire inhibe la progression de la réaction, la teneur en encre de telles substances ne peut être excessivement élevée. Les substances acides ne doivent pas être utilisées en excès, sinon la viscosité de l'encre augmentera pour devenir un gel. À cette fin, les ingénieurs en encre doivent contrôler rigoureusement le type de pigment dans la composition de l'encre, ainsi que le traitement de surface du pigment afin de rendre son pH neutre. Par conséquent, de nombreux pigments ne peuvent pas être utilisés car ils ne répondent pas aux exigences de fluidité et de viscosité de l'encre UV.
(5) Les exigences en matière de dispersants sont élevées. Les types d'encres cationiques sont soumis à des réglementations strictes, ce qui limite la quantité de pigment ajoutée dans l'encre, ce qui entraîne une mauvaise expression de la couleur de la couche d'encre imprimée et la couleur du graphique n'est pas claire.
(6) L'initiateur cationique contient des éléments en métaux lourds et génère également une petite quantité de benzène, qui pollue l'environnement et nuit à la santé des travailleurs.
2. Encre UV à radicaux libres
Le dispositif d'encre UV à radicaux libres utilise également une lampe UV pour illuminer le photoinitiateur afin d'induire une réaction de polycondensation en chaîne de l'acrylate jusqu'à ce que le radical libre réagisse avec le pigment, l'oxygène, des additifs ou d'autres radicaux libres, ou des vitrifies pour mettre fin à la réaction en chaîne.
Dans des circonstances normales, il y aura une petite quantité de scission secondaire après le séchage de l'encre par les rayons ultraviolets, mais il existe peu de processus de post-durcissement réels. Par conséquent, lorsque l'encre est refroidie et fixée au substrat, une adhésion, des rayures, etc. peuvent se produire. La lumière infrarouge émise par la lampe UV peut accélérer la vitesse de durcissement. Cette réaction radicalaire est légèrement pire que la réaction cationique, mais il existe d'autres moyens d'obtenir l'effet de durcissement souhaité.
Avantages de l'encre radicalaire
(1) La vitesse de réaction est rapide. Les encres à radicaux libres sont traitées sans exigences de température trop élevée. Sous des sources lumineuses à basse énergie, ils peuvent être durcis rapidement, ce qui réduit considérablement la chaleur du substrat et évite le rétrécissement du film thermorétractable pendant l'impression. Et ses exigences en matière d’encre ne sont pas aussi sévères que les encres cationiques. Ainsi, une variété de choix de pigments suffit pour assurer une bonne rhéologie de l'encre sur le rouleau anilox YAG. De plus, un remplissage de pigment élevé réduit les composants volatils de l'encre, réduisant ainsi le rétrécissement et les odeurs.
(2) Large imprimabilité. Comme l'encre à radicaux libres n'impose pas de restrictions excessives au choix de la composition, elle peut imprimer un substrat avec une alcalinité forte et l'imprimer en combinaison avec une encre d'impression flexographique soluble dans l'eau et dans les alcalis.
(3) La vitesse de séchage est rapide. La haute adhésion permet à l’encre à radicaux libres d’adhérer instantanément au substrat et de durcir rapidement sous l’illumination d’une source à basse énergie. Dans ce processus, le matériau d'impression n'est pas chauffé, tandis que l'encre cationique ne doit pas nécessairement être imprimée à grande vitesse en raison des besoins élevés en énergie de durcissement. Cela résout précisément le problème que la productivité de l’impression flexographique UV est inférieure à l’impression par gravure. Avec un dispositif de polymérisation et une pression adaptés, l’encre à radicaux libres s’échappera de ce goulot d’étranglement.
(4) La nouvelle technologie UV à radicaux libres peut être fabriquée sans éléments en métaux lourds ni substances exemptes de benzène, mais la vitesse d'impression est légèrement réduite.
Défauts d’encre à radicaux libres
(1) L'encre à radicaux libres réagit rapidement et peut rapidement traiter tous les composants ensemble, ce qui augmente la pression sur le substrat. Une pression excessive et une petite quantité d'énergie thermique de la lampe UV peuvent provoquer une déformation du film lors du retrait lors de l'impression du film thermo-rétractable. Le retrait fait également en sorte que l’encre UV à radicaux libres soit aussi flexible que les autres encres UV, et l’affinité et l’adhésion sont détériorées.
(2) Les encres à radicaux libres s'oxydent facilement. Cela peut être fait avec des sources d'énergie élevées, des composants à haute efficacité ou avec des initiateurs absorbant l'oxygène tels que les diamines et les triamines. Il convient de noter qu'il s'agit du résultat expérimental obtenu à condition que la climatisation soit relativement stable et qu'il n'y ait pas beaucoup d'ondulation. S'il est utilisé dans la production réelle, une argumentation supplémentaire est nécessaire.
À présent, certaines entreprises, telles que l'encre flexo de type polymérisation radicalaire Flexocure XS UV de XSYS, ont été testées pour atteindre un retrait de 70%, et le produit présente également une bonne adhérence, adapté à une large gamme de matériaux, tels que PVC, OPS, OPP, PETG. , etc.
Même avec un retrait de 70%, ces nouvelles technologies d'encres d'impression flexographique polymérisées de manière radicalaire peuvent présenter de bonnes propriétés antifriction sans recourir à des apprêts et des vernis. Ces produits présentent les avantages suivants: force chromatique élevée, vitesse de séchage rapide, imprimabilité et performances d'impression excellentes. Il peut réaliser à la fois des processus d'impression et d'impression. Ses excellentes performances de séchage et sa faible viscosité sont des garanties efficaces de la capacité de production.
3. Encre à base de solvant
Les encres à base de solvant sont couramment utilisées en héliogravure et consistent en pigments, résines solides, solvants volatils, charges et additifs. La plupart des composants pigmentaires des encres de gravure sont des pigments organiques. Les pigments organiques contiennent des éléments métalliques tels que le plomb, le chrome, le mercure et le cuivre et ont une certaine toxicité. Les encres à base de solvant sont la plus grande source de pollution dans l'industrie de l'impression. En 2004, la production d’encre dans le monde était d’environ 3,5 millions de tonnes, tandis que les encres à base de solvant représentaient entre 30% et 40% en moyenne. La quantité annuelle de solvants organiques apportés par les encres dans le monde atteint 1 million. Plus que des tonnes. En outre, l'encre contient également des éléments de métaux lourds nocifs pour le corps humain. Le liant contient de 40% à 50% de solvants organiques, ce qui peut endommager la peau du corps humain par un contact prolongé. Des niveaux élevés de solvants organiques dans l'air causent des dommages passifs au système respiratoire. En outre, le solvant organique utilisé dans l'encre réagit également avec certains gaz présents dans l'air pour générer du chlore et de la fumée odorants, qui polluent sérieusement l'air et ont une grande influence sur la croissance de diverses plantes et détruisent l'équilibre écologique. Par conséquent, les encres classiques du type solvant de gravure ont tendance à être éliminées. Au lieu de cela, il s'agit d'une encre en plastique composite soluble dans l'alcool, d'une encre à solvant sans benzène et d'une encre aqueuse.
Étant donné que les encres de gravure aqueuses ne sont pas encore totalement capables de remplacer les encres à base de toluène, l'industrie des encres s'efforce de développer des encres solubles dans l'alcool acceptables pour l'environnement. L'encre soluble dans l'alcool peut résoudre efficacement les problèmes de dommages causés par l'encre au toluène sur la santé et le résidu de solvant affectant la qualité de l'aliment emballé. En Europe et aux États-Unis, cette évolution est devenue une tendance. En Asie, comme Singapour, la Corée du Sud et d’autres pays, les encres à base de toluène sont en train d’être supprimées et seront remplacées par des encres de gravure solubles dans l’alcool. Les encres solubles dans l'alcool ont été largement utilisées dans l'industrie de l'héliogravure nationale. On s’attend à ce que, dans un proche avenir, les encres solubles dans l’alcool occupent une part du marché des encres pour étiquettes rétractables en Chine.
4. Encre à base d'eau
Les encres à base d'eau sont couramment utilisées en impression flexographique. La différence fondamentale entre les encres à base d'eau et les encres à base de solvant est que l'eau utilisée dans les encres à base d'eau est de l'eau plutôt que des solvants organiques, ce qui réduit considérablement les émissions de COV, évite la pollution de l'air, n'affecte pas la santé humaine et n'est pas facile à brûler. , est stable à l’encre et de couleur vive. Matériau de la plaque corrosif, opération simple, prix bas, bonne adhérence après l'impression, forte résistance à l'eau et séchage rapide, il est donc particulièrement adapté pour l'emballage de produits imprimés tels que les aliments, les boissons, les médicaments, etc. le monde, et est également toutes les encres d'impression à l'heure actuelle. La seule encre approuvée par l'American Food and Drug Association. Aux États-Unis, 40% des films rétractables utilisent des encres à base d’eau et d’autres pays économiquement développés (tels que le Japon, l’Allemagne, la France, etc.) utilisent de plus en plus d’encres à base d’eau pour l’impression de films. Selon les informations pertinentes, aux États-Unis, l'encre à base d'eau conforme aux réglementations sur les émissions de COV doit atteindre la composition d'encre utilisée, la proportion de composants volatils est inférieure à 25% et l'humidité supérieure à 75%; l'encre avec moins d'humidité n'est pas volatile en cours d'utilisation. Les ingrédients sont dans les deux normes de 60% ou plus.
À l’heure actuelle, les encres à base d’eau en héliogravure ont également beaucoup progressé. Les encres aqueuses de gravure de film plastique de type WE produites par Beijing Yingkefan Chemical Products Co., Ltd. utilisent de l'eau comme solvant principal et utilisent une grande variété de polymères de haut poids moléculaire comme substances filmogènes, ainsi que des pigments organiques de haute qualité et des pigments inorganiques. et divers additifs. Il répond aux exigences de protection de l'environnement et offre de bonnes performances d'impression et une bonne résistance à l'adhérence sur les films plastiques BOPP, PE, PET et autres, avec une tension superficielle de (3.6 ~ 4.2) × 10-2N / m. Après avoir imprimé sur le film BOPP à une vitesse de 70 m / min, l’usine d’impression couleur et d’emballage a montré que l’effet d’impression et les performances peuvent atteindre le niveau de produits similaires avec un hydrocarbure aromatique comme solvant principal.