Vitrage UV - matériaux et indicateurs de processus
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Ces dernières années, la technologie des vitrages UV (ultraviolets) gagne en popularité dans le domaine de l’impression. Alors, quel est UV? Quelle est l'utilisation des UV pour l'impression? Quels sont les avantages de l’utilisation de la technologie UV pour l’impression? et beaucoup plus. Ci-dessous, nous répondons à ces questions pour aborder les UV.
UV est une abréviation de ultraviolet ultraviolet en anglais. La lumière ultraviolette est une bande du spectre électromagnétique. Les ondes ayant une longueur d'onde de 100 nm à 400 nm sont appelées rayons ultraviolets. Ce que nous appelons généralement les UV est en réalité l’abréviation du séchage UV en impression, c’est-à-dire le processus de séchage de l’imprimé sous irradiation ultraviolette après impression.
Premièrement, les avantages et les inconvénients des vitrages UV:
avantage
1 Il n'y a pas de solvant dans la formule, il n'y a donc aucun problème causé par l'évaporation du solvant;
2 peut être guéri rapidement à la température ambiante;
3 Réduire la consommation d'énergie. La vitesse de durcissement est rapide, de sorte que l'énergie nécessaire par unité de surface est réduite;
4 peut être revêtu d'un substrat thermosensible;
5 Le processus de revêtement est simple et facile.
6 économiser de l'espace, beaucoup plus court que le four de séchage chaud infrarouge;
7 Le produit fini peut être empilé immédiatement;
8 Excellentes performances de revêtement.
Désavantage
1 Il est souvent difficile de formuler des revêtements à très basse viscosité sans utiliser de monomères dangereux;
2 cher
3 Irritant pour la peau;
4 source de lumière UV produira de l'ozone;
5 Le revêtement a une faible adhérence et un faible retrait.
Deuxièmement, la composition chimique de l'huile de revêtement UV.
La composition chimique des revêtements UV comprend principalement des prépolymères, des diluants et des photo-initiateurs de rayonnement:
1. Prépolymère de rayonnement. Les prépolymères sont des systèmes chimiques contenant des molécules insaturées résiduelles. Dans certaines conditions, ces molécules réticulent avec d'autres molécules insaturées et passent d'un revêtement liquide à un revêtement solide. Ces molécules insaturées doivent être stables avant la réticulation et ne réagissent pas les unes avec les autres.
Type de prépolymère:
1) acrylate d'époxy;
2) une huile acrylée;
3) uréthane acrylique;
4) polyester insaturé;
5) polyester acrylate;
6) Polyéther acrylate et similaires.
2. Diluant. Les diluants sont également des systèmes chimiques contenant des molécules insaturées. Il peut être utilisé pour ajuster la viscosité tout en étant une substance filmogène. Dans certains cas, le prépolymère peut être substitué. Afin d’atteindre un intervalle de viscosité, il est courant d’ajouter une petite quantité d’un solvant organique volatil au mélange du prépolymère et du diluant, sans toutefois dépasser 5% à 10%.
Les diluants sont actifs et inactifs. Le diluant non réactif contient deux types de solvants et de plastifiants. Les solvants sont principalement des substances volatiles. Les plastifiants confèrent un certain degré de flexibilité au revêtement durci, ce qui non seulement réduit la viscosité, mais facilite également le revêtement et le nivellement. L'ajout de diluant réactif au prépolymère peut modifier la viscosité, l'adhésivité, la flexibilité et la dureté. Le diluant réactif peut être classé dans un groupe monofonctionnel et un groupe polyfonctionnel.
Les diluants réactifs monofonctionnels, tels que l'acrylate de 2-éthyléthyle, sont inflammables, volatils et irritants pour la peau. Le diluant réactif polyfonctionnel a une faible volatilité, un point d’éclair élevé et une faible irritation de la peau.
Le rôle des diluants réactifs est le suivant:
1 ajuster la viscosité et le nivellement;
2 et le système photo-initiateur détermine la vitesse de durcissement;
3 est lié à des molécules de prépolymère de haut poids moléculaire pour accélérer le durcissement;
4 Améliorer et améliorer les performances du revêtement durci.
3. photo-initiateur. Un photoinitiateur est défini comme une molécule qui absorbe l'énergie radiante et subit des modifications chimiques pour produire un intermédiaire actif qui initie la polymérisation.
Le photoinitiateur ne participe pas au durcissement, de sorte que sa concentration est faible et la quantité requise: l'initiateur lui-même ou son produit photochimique ne doit pas altérer les propriétés chimiques et physiques du polymère après durcissement. On utilise généralement des benzophénones.
Les photo-initiateurs sont également indispensables à l'initiation de la polymérisation. Le type photosensible désigne une réaction chimique qui transfère de l'énergie à une molécule de photo-initiateur pour initier la polymérisation après absorption de l'énergie lumineuse et le photosensibilisant revient à son état inactif d'origine. L'autre, connu sous le nom d'agents photoactifs ou photo-améliorants (généralement des amines), améliore principalement la vitesse d'activation du photo-initiateur, qui n'absorbe pas le rayonnement et ne déclenche pas la polymérisation, mais augmente la vitesse de durcissement.
Troisièmement, le processus chimique du vitrage UV.
La composition de base du matériau photodurcissable est un prépolymère, un diluant, un photoinitiateur, un auxiliaire et un pigment. La chimie de durcissement de la lumière consiste en ce que le photoinitiateur absorbe l'énergie des photons pour l'exciter, formant des radicaux libres qui initient la polymérisation du prépolymère et du diluant (initiant la croissance de la chaîne moléculaire).
Quatrièmement, le processus de vernis UV sur la surface des imprimés:
1. Enlevez la poudre. Généralement, il existe des dispositifs d'élimination de la poudre sur la machine à imprimer. Lorsque l'encre d'impression est volumineuse, la poudre est généralement utilisée pour résoudre le problème du maculage. Cependant, la poudre adhérait à la surface de l'encre comme du papier de verre et, après l'application du vernis UV, elle n'a aucun lustre. Par conséquent, il est nécessaire d'éliminer la poudre. Méthode de retrait: utilisez d'abord la brosse pour balayer, le sens de roulement de la brosse est opposé à celui du papier; balayer la poudre et ensuite aspirer par le conduit d'aspiration. Lorsque la poudre et l'encre sont mélangées sous une forme granulaire et ne peuvent pas être balayées, la surface du papier peut être comprimée à l'aide de deux rouleaux lumineux pour aplatir les particules de toner.
2. Traitement Corona. Certains matériaux d'impression, tels que le PP ou le PET, ont une faible affinité pour le vernis UV. Certaines encres contiennent de la cire et ne sont pas compatibles avec l'huile UV. Ils peuvent être traités avec une décharge à haute pression pour améliorer l'affinité et peuvent être mélangés de manière homogène avec de l'huile UV. Attaché.
3. huile de base. Pour le papier à ressuage d’huile, l’huile de base blanche et laiteuse doit être appliquée en premier pour sceller les pores du papier afin d’améliorer la blancheur, puis l’huile UV est préférable. Par exemple, si la couche de revêtement de surface est plus mince, appliquez directement le vernis UV. L'huile pénétrera rapidement dans la couche inférieure et aucune lumière ne sortira. Au lieu de cela, la couleur grise inférieure sera reflétée, de sorte que le papier sera bleu après le glaçage. Si vous appliquez d'abord une couche de fond, appliquez une huile UV pour résoudre ce problème. L'huile de base est généralement du type à séchage à chaud.
4. Vitrage UV. Appliquez le vernis UV.
5. Refroidissez. L'impression durcie aux UV est soufflée avec un ventilateur pour abaisser la température de surface. Le but est d’éviter la déformation du papier et d’empêcher que le post-traitement ne continue
Cinquièmement, il existe actuellement quatre types de vitrages UV:
Le principe de l'enduction à trois rouleaux.
Le principe du revêtement à trois rouleaux est illustré dans la figure. Le vernis UV pénètre dans le réservoir de vinaigre formé par les rouleaux M et R, est extrudé uniformément par MR, le vernis est fixé à R et les presses R et M appliquent l'huile sur R au papier. Le racleur racle l'excès de vernis du rouleau de la plaque M dans le carter d'huile inférieur et le réutilise. La quantité de revêtement est déterminée par la pression entre M et R. Cette machine se caractérise par une vitesse de vitrage rapide, une structure de machine simple, un prix bas et un fonctionnement technique faible. L'inconvénient est qu'il ne convient pas au papier fin car celui-ci a tendance à coller au rouleau R et à revenir en arrière. Il y a aussi des dessins. La lame pneumatique peut peler le papier du rouleau R, de sorte que le rouleau R ne prend pas le mouchoir en papier, mais son utilisation n’est pas idéale. Ensuite, la quantité de revêtement n'est pas facile à contrôler, le revêtement est trop épais, la quantité de revêtement de vernis n'est pas facile à ajuster et l'épaisseur du vitrage ne peut être contrôlée que par chauffage à l'huile ou en ajoutant un diluant.
Le principe du mécanisme de vitrage émail.
Le principe du mécanisme d'émaillage est présenté sur la figure. Le bâtonnet d'encre M amène l'huile du réservoir d'huile sur le cylindre d'impression R et R appuie sur le cylindre de papier crêpe L pour transférer le vernis sur le papier afin de réaliser le revêtement. Avantages: le papier fin et épais convient, généralement 80 g / m2 de papier cuivre simple face à 450 g / m2 de papier blanc. Facile à utiliser, simple et facile à entretenir. La pression entre les rouleaux R et L étant importante, l’effet de nivellement est meilleur que celui des trois rouleaux. Inconvénients: faible vitesse, généralement 2500 feuilles / heure; plus d'opérateurs, au moins 4 personnes; quantité de revêtement n'est pas facile à contrôler.
Structure de vitrage à rouleaux anilox à quatre rouleaux.
La structure de la machine de glaçage au rouleau anilox à quatre rouleaux est représentée sur la figure. En comparant la coucheuse à trois rouleaux, le type à quatre rouleaux a un rouleau anilox (rouleau doseur) et un racleur correspondant est ajouté. L’ajout d’un rouleau d’anilox a pour but de contrôler quantitativement la quantité de revêtement afin d’assurer l’uniformité de l’épaisseur de la couche de revêtement sur le produit. Généralement, l’emballage à long terme utilise de tels modèles, tels que cigarettes, vin, savon, dentifrice, pellicule et autres boîtes d’emballage de produit, afin de contrôler quantitativement la qualité du produit et d’en assurer la cohérence. Un autre exemple est qu'une certaine marque de boîte à savon est produite à différentes périodes, mais elle est placée sur le même comptoir. Si une machine de vitrage à trois rouleaux est utilisée, la brillance de la surface de la boîte sera différente et, avec le vitrage à rouleaux anilox, il est impossible de dire quels produits Batch ont produit.
Brillant avec une presse offset.
Les méthodes et caractéristiques du vernissage avec une presse offset sont les suivantes:
1 Le vernis est placé dans un réservoir d'eau et enduit d'un rouleau à eau.
2 Retirez le couvercle en velours d'eau du rouleau d'eau et transférez l'huile avec un rouleau en caoutchouc pour réduire le transfert d'huile.
3 Ajustez la quantité d'eau sur le rouleau d'eau, c'est-à-dire ajustez la quantité d'huile.
4 Élargissez l'évier de sorte que tous les rouleaux se trouvent sur le dessus de l'évier. La viscosité du vernis étant faible, l'huile sur le rouleau à eau tombera sur le papier ci-dessous.
5 La couverture découpée a la même largeur que l'impression ou est légèrement inférieure à la largeur d'impression.
6 Peut appliquer une huile UV, un vernis à base d’eau, mais ne peut pas appliquer un vernis de séchage à chaud à base de solvant, sinon il colle.
7 Utilisez la version PS ordinaire, une couverture ordinaire.
8 L'épaisseur de la couche d'huile de revêtement ne doit pas être trop grande, sinon des piqûres se produiront.
9 Ne peut pas être partiellement émaillé en raison des caractéristiques de séparation de l'huile UV sur la version PS à encre sans eau.
10 Vitrage partiel simple en coupant la couverture.
11 Lorsque le revêtement doit être mince, le réservoir d'encre peut être utilisé pour le vitrage.
Si la température à l'atelier est inférieure à 20 ° C, l'épaisseur du revêtement peut être ajustée en ajoutant un diluant.
Sixièmement, l'utilisation correcte de l'huile de revêtement UV
L'huile UV n'est pas une conjonctive, tout comme une huile comestible placée à la surface de l'air ne forme pas un film sec. L'huile UV voit la lumière ultraviolette, comme la lumière du soleil, le soudage à l'arc électrique et la lumière d'impression. En règle générale, les sources d'éclairage telles que les lampes fluorescentes, les lampes à incandescence et les lampes au sodium ne provoquent pas de durcissement. L'huile UV contient des photo-initiateurs et des diluants, qui ont certains effets stimulants sur la peau humaine.
Compte tenu des caractéristiques ci-dessus de l'huile UV, il convient de noter les points suivants lors de l'utilisation:
1 La température d'utilisation normale de l'huile UV est comprise entre 50 ° C et 55 ° C. Utilisez un bain-marie à température constante pour chauffer le cycle de l'huile afin que la viscosité satisfasse aux exigences de conception, ce qui facilite le nivellement et le durcissement rapide.
2 L'huile UV traverse la zone d'irradiation de la lampe UV. Lorsque la température est comprise entre 50 ° C et 60 ° C, le durcissement est rapide et l'adhérence est forte. Mais plus la température de la lampe UV sera basse, mieux ce sera.
3 La machine à vitrer est placée dans une position où la lumière du soleil ne peut pas être exposée directement. Sinon, le vernis UV est solidifié sur le rouleau de revêtement. S'il n'est pas possible d'éviter la lumière directe du soleil, les rideaux rouges et noirs sont utilisés pour bloquer la lumière.
4 Lors du vitrage, l'huile UV dispersera l'encre sur le matériau de vitrage dans l'huile UV, de sorte que l'huile de vitrage soit colorée et puisse être utilisée après filtration et précipitation et ne doit pas être jetée.
5 Lorsque le vitrage est appliqué, l'huile UV doit être immédiatement lavée à l'eau savonneuse, sinon la peau sera rouge et enflée.
6 La viscosité de l'huile UV varie en fonction du type de machine à vitrer. Le vernis spécial doit être sélectionné en fonction du modèle. Si la viscosité requise par la machine à vitrer n'est pas atteinte, elle peut être visqueuse avec un diluant ou collée avec un agent collant. Cette méthode perd la vitesse de durcissement du vernis UV, la brillance, l'adhérence, etc.
7 L’huile UV coule dans la partie tournante de l’arbre d’entraînement et colle à l’arbre à des températures élevées, ce qui affecte l’entraînement. Veillez donc à nettoyer la tête d’arbre.
Selon la nature de la surface du substrat, un vernis spécial, tel que l'huile de carton d'or, l'huile spéciale de PET, etc., est sélectionné.
Septième temps de séchage UV
Théoriquement, il est possible de calculer strictement le nombre de photons devant être traités par le matériau durcissable aux UV par unité de volume, et la vitesse de réaction photochimique ne nécessite pas beaucoup de temps. Cependant, l'ajout d'un inhibiteur de polymérisation à l'huile UV ou à l'encre retarde le temps de polymérisation moléculaire (c.-à-d. Le temps de durcissement) après la réaction photochimique est directement lié au photoinitiateur et à l'inhibiteur de polymérisation.
En général, dans les vernis UV ou les formulations d’encres, le temps de durcissement est choisi dans l’intervalle de 0,1 ~ 0,2 s. Cependant, le temps spécifique est déterminé par les facteurs suivants une fois la formulation déterminée:
1 épaisseur de revêtement. La surface du revêtement durcit rapidement, mais la couche de surface absorbe fortement la lumière ultraviolette après le durcissement et l'intensité des ultraviolets est atténuée de manière exponentielle, ce qui réduit la vitesse de durcissement. Par conséquent, le revêtement est mince et rapide, et inversement.
2 intensité UV. Si la force est grande, le temps de durcissement est court et vice versa.
3 Ajoutez du solvant. L'ajout d'un diluant tel que l'éthanol au vernis UV réduit le taux de durcissement.
4 température ambiante. La température de revêtement est idéale pour des températures ambiantes de 50 ° C à 70 ° C. Les lampes à mercure UV contiennent une grande quantité de composants visibles et infrarouges qui fournissent une température ambiante à la surface du revêtement. Par conséquent, lors de la conception de la machine à polymériser, plus la température de surface du matériau est basse, mieux c'est.
5 L’oxygène guérit moins vite. L'oxygène absorbe fortement les rayons ultraviolets et la surface du revêtement est remplie d'azote pour accélérer la vitesse de durcissement.
Le choix du temps de durcissement spécifique est lié aux aspects suivants:
Selon les caractéristiques de la machine de revêtement, telle que la machine de sérigraphie, la vitesse d'impression est d'environ 600 ~ 2000 feuilles / heure, et le vernis UV est recouvert d'un filet de 350 mesh, et une lampe d'une puissance de 80 W / cm peut répondre aux exigences. L'encre pour impression offset UV a été imprimée à l'aide d'une machine d'impression offset à quatre couleurs avec trois lampes d'une densité de puissance de 80 W / cm et une vitesse d'impression de 7 000 feuilles / heure. La machine d’impression flexo et la machine d’impression héliogravure sont recouvertes d’un vernis UV. Le numéro du treillis métallique est un rouleau anilox de 165 fils. Un tube de lampe de 120 W / cm est utilisé. La vitesse de durcissement est de 80 W / min. La vitesse de durcissement est généralement choisie pour être plus rapide que la vitesse de revêtement.
Selon la résistance à la température des matériaux imprimés. Le matériau résistant à la température ne durcit pas rapidement, de manière à éviter toute déformation du matériau, tel qu'un film plastique, le revêtement est aussi rapide que la surface exposée à la lumière, mais la température n'est pas transmise au bas pour lumière, de sorte que la couche de base du matériau ne soit pas déformée. Le papier blanc est facile à déshydrater et doit être solidifié rapidement.
Huitièmement, l'ajustement de la viscosité de l'huile de revêtement UV
La teneur en vernis UV doit généralement être comprise entre 92% et 98%, avec peu de solvant. Résolvez le problème de viscosité inadéquate de la formule, la viscosité est élevée et facile à atteindre, ajoutez simplement l'agent collant, et vice versa. La viscosité peut également être ajustée en modifiant la température ambiante. Généralement, le rouleau et le réservoir de stockage sont chauffés à 55 degrés pour réduire la viscosité. Une autre méthode consiste à ajouter un diluant, mais cette méthode n’est pas idéale, le diluant empêche le durcissement, affecte la brillance du film et l’intermédiaire ne participe pas au durcissement et finit par gaspiller la pollution de l’environnement.
Neuvième, épaisseur générale du revêtement UV:
L'épaisseur du film est liée aux aspects suivants:
1. Il est lié à la brillance et à la densité de la surface du papier. Si le papier est brillant, dense et ne suint pas, la couche de film doit être mince et inversement.
2. Pertinent à la demande du client. Si vous avez seulement besoin de couvrir l'encre, elle devrait être mince. Si vous voulez créer un effet stéréo, vous devez être plus épais.
3. Relatif à la machine à vitrer. Le revêtement avec une presse offset et une machine à embosser peut ne pas être trop épais, car la pression est importante et il est impossible d'enrober avec une machine à vitrer à trois rouleaux, car la pression est faible et il est possible de régler l'épaisseur en enrobant avec une presse gravée ou une presse flexo. .
4. Il est lié à la vitesse de fonctionnement de la coucheuse. Par exemple, lorsque les machines d’impression flexo et d’impression héliogravure sont émaillées, la vitesse est élevée, l’huile est mince, le nombre de rouleaux de mailles est élevé et la couche de film de revêtement est mince. Si un maillage faible est utilisé, l'huile visqueuse se solidifiera sans nivellement et la couche de vitrage sera une couche en forme de point.
L'épaisseur du film est ajustée en fonction des facteurs ci-dessus. Généralement, la surface d'encre du papier de cuivre est comprise entre 1 et 4 g / m 2 et l'épaisseur du film est comprise entre 1 et 4 µm; la surface du papier blanc est de 3 à 12 g / m 2 et l'épaisseur de 3 à 12 μm.
Dixième consommation de carburant des vitrages UV
La quantité de vernis UV peut être déterminée en fonction des facteurs suivants:
1. La structure de la machine à vitrer. Par exemple, la machine de vitrage à trois rouleaux la plus simple a une faible pression de rouleau et pas de rouleau encreur uniforme. Par conséquent, la quantité de revêtement de vernis est relativement grande et la quantité de revêtement dépasse souvent de loin la quantité requise, et la quantité de revêtement générale est de 6 g / m 2 ou plus. Le vitrage est appliqué à l'aide d'un rouleau anilox et la quantité de revêtement est de 2 g / m2 ou moins. La quantité de revêtement de la machine de revêtement d'émail est de 2 à 8 g / m2. La machine à tamiser peut être appliquée à raison de 50 g / m2. Généralement, le vitrage d'art en trois dimensions partiel, l'épaisseur de la couche de film de vitrage est d'environ 0,5 mm et le toucher en trois dimensions est touché à la main. La colle et la machine d’impression convexe sont recouvertes d’un vitrage 1 ~ 3 g / m2.
2. La brillance de la surface du papier. Le vitrage UV doit être considéré comme la cerise sur le gâteau, mais il ne convient que pour les papiers à forte brillance de surface ou les matériaux à faible absorption de surface. Si la surface du matériau est rugueuse, le vernis pénètrera dans la couche inférieure immédiatement après son application, il n'y aura pas de film brillant à la surface et il n'y aura pas de sens de glaçage. Le papier est uniquement du papier couché et le papier blanc peut être recouvert d’huile UV. Carte de cuivre (carte de verre) revêtement d'huile 2 ~ 3g / m2 effet est très bon. En règle générale, l'huile couchée sur papier est d'environ 3 à 5 g / m2 et le carton blanc est huilé à environ 5 à 12 g / m2.