tiểu luận hóa học trong công nghệ in chủ đề chất phủ varnish uv

Mực UV và vecni được làm từ bột màu, phương tiện, chất phụ gia và chất quang hóa- Ngoại trừ một số trường hợp ngoại lệ, các chất màu được áp dụng là cùng loại được sử dụng trong in offse

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG VẬT LIỆU

*

Tiểu luận Hóa học trong công nghệ in

Chủ đề: Chất phủ varnish UV

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Minh – 20212259 Nguyễn Hải lâm – 20212252 Nguyễn Quốc Duy – 20212244

Kỳ học: 2023.2

Hà Nội, ngày 16/03/2024

Mục lục

I Thành phần của mực và vecni xử lý bằng tia cực tím:

3 II Sự cản trở của phản ứng quang hóa: 3

III Khó khăn của phản ứng: 4

IV Yêu cầu kỹ thuật: 4

V Sử dụng mực UV: 7

VI Lớp phủ Vecni mới có thể quang hóa bằng tia cực tím không dung môi Acrylic: 12

VII.

I Thành phần của mực và vecni xử lý bằng tia cực tím

- Phương pháp “sấy khô” đặc biệt của những sản phẩm này đòi hỏi công thức đặc biệt Mực UV và vecni được làm từ bột màu, phương tiện, chất phụ gia

và chất quang hóa

- Ngoại trừ một số trường hợp ngoại lệ, các chất màu được áp dụng là cùng loại được sử dụng trong in offset thông thường Sự hấp thu sắc tố của phương tiện UV bị hạn chế và điều này có tác động tiêu cực đến tính nhất quán và cường độ của mực Vì lý do này, mực in offset UV ngắn, nhỏ gọn và

có dòng chảy khác nhau đặc trưng

- Từ cơ sở tổng hợp hoàn toàn Đây là những acrylat có tính chất hóa học khác nhau Cấu trúc và độ nhớt khác nhau Cùng với các chất xúc tác quang hóa, chúng có tính phản ứng cao Những chất xúc tác quang học chịu trách nhiệm kích hoạt và kết thúc phản ứng liên kết ngang

- Các chất phụ gia được sử dụng có thể là chất ổn định, chất mở rộng và chất bôi trơn

- Mực UV không thể trộn lẫn với mực in offset gốc dầu thông thường hoặc với các chất phụ trợ cho các loại mực này Hệ thống mực thông thường, chỉ với các sản phẩm được khuyên dùng cho hệ thống mực UV

- Ngoài các màu sắc tiêu chuẩn và xử lý, màu sắc, màu trắng đục, sắc tố kim loại

- Các loại mực xử lý bằng tia cực tím và các phiên bản huỳnh quang cũng có sẵn

II Sự cản trờ của phản ứng quang hóa

- Đóng rắn là một phản ứng quang hóa, sự trùng hợp của mực/véc ni, sự chuyển đổi từ dạng lỏng sang dạng rắn

- Có hai loại phản ứng: cation và gốc tự do

- Phản ứng cation: Axit được hình thành và phản ứng chậm với chất kết dính

- Phản ứng cấp tiến: Được hình thành ngay sau khi chiếu tia UV, các gốc tự do phản ứng với các nhóm chưa bão hòa của acrylat 90-95% liên kết chéo được thực hiện trong vòng một phần giây

III Khó khăn của phản ứng

- Sự hấp thụ năng lượng bức xạ UV sóng ngắn của chất màu và chất độn cao, nhưng khả năng xuyên thấu độ sâu của tia UV vào màng mực thấp

- Nói chung các sắc tố có thể chiếm tới 30% thành phần mực tổng thể, các sắc

tố ở dạng mờ đục có thể chiếm phần lớn hơn Một trong những đặc điểm của sắc tố là chúng hấp thụ những chất đó Tia sóng ngắn cần thiết cho phản ứng Vì vậy, việc trích xuất năng lượng kích hoạt từ các thành phần phản ứng của mực - từ chất xúc tác quang hóa và phương tiện

- Đặc tính hấp thụ của các sắc tố tối và mực trắng đục cao và nó phát triển cùng với sắc tố nồng độ và độ dày màng mực Bức xạ tia cực tím có năng lượng cao, bước sóng ngắn “tiêu thụ” ở bề mặt màng mực Điều này có nghĩa là trong trường hợp lớp mực dày thì liên kết chéo của xe bị cản trở xuống các lớp dưới của bản in Do đó trong trường hợp in ướt trên ướt

- Mực có khả năng hấp thụ tia cực tím cao nhất phải được in trước

IV Yêu cầu kỹ thuật

- Đầu tiên, để hiểu tại sao nhiều phụ kiện của máy in offset gốc dầu thông thường lại không phù hợp với mực UV, cần phải cố định rằng mực và vecni gốc dầu là hóa chất không phân cực, trong khi do acrylat nên mực và vecni

UV có tính phân cực Nên phản ứng ngược lại với vật liệu Dung môi phân cực phản ứng với các phân tử phân cực và không phân cực sẽ phản ứng với các phân tử không phân cực t Sự phân cực giống nhau tạo ra vấn đề thâm nhập/di chuyển, các hóa chất có thể hòa tan bề mặt của lớp phủ và điều này

có thể dẫn đến hiện tượng phồng rộp thường gặp

- Hóa chất đặc biệt này của mực và vecni xử lý tia cực tím cần các vật liệu đặc biệt tương thích với tia cực tím Cái này có nghĩa là việc chuyển từ mực gốc dầu thông thường sang mực UV không chỉ có nghĩa là thay mực Nó còn yêu cầu kiểm tra sự phù hợp của các tấm, chăn, trục lăn, hóa chất ép, v.v

1 Chăn cao su, màng lăn

- Do sự khác biệt nêu trên về mặt hóa học, nitrile phân cực hoặc nitrile/PVC dựa trên chăn và ga trải giường hoạt động rất tốt với mực in offset thông thường nhưng lại gây rắc rối với mực UV

- Các chế phẩm nitrile này có thể phồng lên và mềm đi khi sử dụng chúng với hóa chất phân cực

- Vật liệu EPDM không phân cực (cao su ethylene-propylene-diene) có khả năng chống chịu rất tốt đối với sản phẩm tia cực tím Điều này được khuyến khích khi sử dụng các sản phẩm xử lý tia cực tím độc quyền Không thể chạy được gốc dầu thông thường trên con lăn EPDM Lựa chọn chăn ga phù

hợp là điều cần thiết Lớp phủ EPDM đôi khi cứng hơn lớp phủ thông thường, tuy nhiên máy in ưu các con lăn mềm hơn để có hiệu suất tốt hơn Nhưng lớp phủ mềm hơn đòi hỏi nhiều chất hóa dẻo hơn, và lượng chất làm dẻo cao kết hợp với mực UV, có thể làm cho sản phẩm bị co lại và cứng lại

- Chăn và lớp phủ con lăn dựa trên nitrile-butadiene-cao su (NBR) phù hợp cho mục đích sử dụng kép

- Chúng được khuyên dùng cho các máy in chuyển đổi qua lại giữa công việc

UV và công việc thông thường

- Tuy nhiên nó vẫn là một sự thỏa hiệp Đây là lý do tại sao tỷ lệ việc làm dựa trên dầu mỏ phải cao hơn Không những lớp phủ này phù hợp để tiếp xúc liên tục với các sản phẩm tia cực tím

2 Tấm in dùng cho in offset UV

- Để biết thông tin về các tấm phù hợp nhất, vui lòng liên hệ với nhà cung cấp tấm của bạn Điều quan trọng là, sử dụng một tấm có thể xử lý các sản phẩm

UV Cũng có thể cần phải sử dụng các tấm đặc biệt, vì tia UV có hóa chất ép

có thể hòa tan lớp phủ của tấm và rút ngắn thời gian chạy theo kế hoạch nướng bánh tấm giúp tăng tuổi thọ của nó

3 Dung dịch rửa:

- Do đặc tính hóa học nên chỉ sử dụng dung dịch tẩy rửa được phát triển cho mực UV và vecni Dung dịch tẩy rửa của mực in offset gốc dầu không phù hợp với các sản phẩm UV

- Để biết chi tiết về các giải pháp tẩy rửa của chúng tôi, vui lòng tìm bảng Thông tin Kỹ thuật liên quan của

4 đèn tia cực tím

- Đèn UV thủy ngân tiêu chuẩn phổ biến nhất được sử dụng để xử lý mực UV Đối với các ứng dụng cụ thể: rong số các loại khác, đèn thủy ngân trung hòa nitơ, pha tạp gali, pha tạp sắt cũng được ưa thích bởi thị trường

- Đèn thủy ngân pha tạp sắt so với đèn thủy ngân tiêu chuẩn có độ bức xạ tăng

- cường độ trong phạm vi UV-A và UV-B Do phạm vi bức xạ hẹp hơn nên chúng yêu cầu loại mực và vecni đặc biệt có độ phản ứng cao, độ nhạy cao

- Để ít tác động đến môi trường và tiết kiệm điện, đèn LED cũng rất phổ biến phát sáng điốt dựa trên các hợp chất bán dẫn và phát ra ánh sáng ở một dải bước sóng rất hẹp so với các đèn UV đã đề cập trước đó, đèn LED có đầu ra quang phổ hẹp hơn nhiều, do đó họ yêu cầu loại mực đặc biệt, có độ phản ứng cao

- Ngược lại với các phương pháp xử lý bằng tia UV thông thường, đèn LED

UV không cần thời gian khởi động, khởi động, chúng

- sẵn sàng để sử dụng ngay lập tức Bằng sự phát xạ ở bước sóng hẹp không

có bức xạ hồng ngoại và không ozon được tạo ra Đèn LED yêu cầu ít không gian hơn và do sự hình thành nhiệt thấp nên nó có hiệu quả cao

- được khuyến nghị cho các chất nền nhạy cảm với nhiệt độ

- Bước sóng bức xạ đầu ra của đèn LED càng ngắn thì hiệu suất càng thấp Vì

lý do này, Đèn UV LED trong máy in được đặt gần bề mặt in hơn nhiều so với đèn UV

- Đèn UV “thông thường” Điều này cũng xác định độ dày của chất nền có thể

có trong in offset

- Quan trọng: Để đảm bảo quá trình đóng rắn hiệu quả nhất, mực và vecni UV phải được điều chỉnh phù hợp với

- Phổ UV cụ thể của các loại đèn UV khác nhau!

- Để đảm bảo mực và vecni được sấy khô đúng cách, tình trạng của đèn (ví dụ: thời gian hoạt động hư hỏng, không sạch sẽ) và gương phản xạ (bẩn, méo) phải được kiểm tra thường xuyên

- Vui lòng lưu ý rằng không chỉ đèn mà nhiều thông số khác của quá trình in cũng có ảnh hưởng về quá trình bảo dưỡng: nhiệt độ phòng, độ ẩm, tốc độ

in, chất nền, độ ẩm, v.v

5 Làm mát

- Vì phần lớn năng lượng sử dụng trong đèn không chuyển thành bức xạ UV

mà thành ánh sáng khả kiến và bức xạ hồng ngoại (ví dụ: nhiệt), việc làm mát hệ thống là điều cần thiết

6 Khai thác

- Sự tương tác của tia UV bước sóng ngắn với oxy tạo ra ozone Việc khai thác là cần thiết cho việc loại bỏ cái này và cũng để loại bỏ nhiệt Nó cũng giúp làm mát đèn

7 Màn trập

- Nên sử dụng cửa chớp vì lý do an toàn để ngăn người vận hành tiếp xúc với tia cực tím và ánh sáng khả kiến

- Trong trường hợp dừng ngay lập tức, cửa chớp tự động đóng và giảm công suất đèn để tránh nguy cơ đánh lửa của chất nền

8 Máy khuấy mực

- Mực UV có xu hướng “rón cồ” trong ống dẫn Vì vậy nên sử dụng máy khuấy mực

V Sử dụng mực UV

1 Chất nền

- Mực in offset UV phù hợp để in trên các chất nền sau:

▪ Giấy và bìa cứng có phủ và không tráng

▪ Các loại ván phủ ngoài

▪ Giấy tráng kim loại

▪ Giấy nhiệt

▪ Các chất nền đã được xử lý trước (ngọn lửa corona hoặc khí đốt) hoặc các chất nền được xử lý trước, không thấm nước như PE, PET, PVC, PS, PP, BOPP, v.v

▪ Các chất nền khác, nhưng chỉ sau khi đánh giá kỹ thuật

2 Độ bám dính trên màng, lá, kim loại và chất nền đúc

- Kim loại, màng, lá và chất nền đúc đã qua xử lý có thể có tác động tiêu cực đến độ bám dính của mực và vecni Các thành phần bôi trơn và làm dẻo của chúng có xu hướng di chuyển đến bề mặt của lớp nền và bước vào phản ứng hóa học với các chất của lớp mực/vecni

- Mực UV và vecni cần phải có độ bền băng (Scotch) tốt để đảm bảo không gặp sự cố khi xử lý tiếp Nhưng việc kiểm tra băng cho kết quả tốt không có nghĩa là khả năng chống trầy xước tốt

- Phủ lên lớp mực bằng vecni UV có chứa chất bôi trơn có thể cải thiện chống trầy xước Tuy nhiên, độ bám dính với chất nền không thể được cải thiện theo cách này

3 Sử dụng mực và vecni xử lý tia cực tím trên giấy in nhiệt

- Mực và vecni xử lý bằng tia cực tím có thể được in trên giấy nhiệt Nhưng một số giấy tờ nhiệt phản ứng với các phương tiện UV Tùy thuộc vào chất lượng giấy, giấy có thể bị ố (mất màu) và/hoặc mực UV và màng sơn bóng

đã qua xử lý có thể có độ bám dính kém Để tránh những vấn đề như vậy trong và sau khi chạy bản in thật, chúng tôi khuyên bạn nên tiến hành kiểm tra trước

- Mực in offset UV thường không hoặc chỉ phù hợp về mặt điều kiện để in trên giấy in nhiệt tiết kiệm đến mức chúng làm tối lớp nhiệt Đây không phải

là trường hợp đối với một số loại giấy mới, đặc biệt

- (*Giấy in nhiệt tiết kiệm: Chất lượng tiết kiệm, giấy in nhiệt màu trắng không có lớp phủ bề mặt bảo vệ.)

4 Lớp phủ UV bề mặt mực thông thường

- Lớp phủ ướt trên ướt của mực in thông thường với vecni in chồng xử lý bằng tia cực tím không phải lúc nào cũng mang lại kết quả mong muốn Hai

hệ thống không tương thích

- Các vấn đề về bẫy có thể xảy ra và kết quả có thể không xảy ra trên bề mặt,

lỗ chốt, lỗi phổ biến “hiệu ứng vỏ cam”, hoặc độ bám dính kém với lớp mực

- Vấn đề này xảy ra do các sản phẩm phân hủy có thể hình thành với số lượng nhỏ hơn hoặc lớn hơn trong quá trình oxy hóa làm khô mực thông thường Quá trình sấy của mực sấy oxy hóa thông thường và sự hình thành các sản phẩm phân hủy chịu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tại nơi sản xuất tại nơi làm việc, loại chất nền và cấu trúc bề mặt của nó, lượng mực được sử dụng, loại sắc tố, thành phần của dung dịch đài phun cũng như lượng dung dịch đài phun được nhũ hóa

- Một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến độ bám dính của sơn UV là mức

độ của mực thông thường đã khô Mực thông thường khô kém hoặc không

đủ khô có ảnh hưởng tiêu cực về độ bám dính Các vật liệu phủ và chất nền

có độ hấp thụ thấp hoặc không có độ hấp thụ thường tạo ra điều kiện không

hỗ trợ độ bám dính của vecni UV ngay cả trên mực khô thông thường

- Rủi ro này có thể nhỏ hơn trong trường hợp sử dụng mực in offset làm khô hấp thụ đặc biệt và không sử dụng chất làm khô trong công thức Các loại mực cũng phải được làm khô hoàn toàn trước khi phủ lớp sơn bóng UV lên trên Cho dù tất cả những điều này, việc lưu trữ và xếp chồng các bản in như vậy trong thời gian dài có thể dẫn đến các vấn đề về tắc nghẽn các sản phẩm

có thể chỉ dính vào nhau

- Để có kết quả chất lượng cao an toàn và có thể lặp lại, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng sơn lót gốc nước để phủ lên lớp mực thông thường Chúng tôi khuyên dùng sơn lót ACRYLAC gốc nước cho những trường hợp này cho các ứng dụng

5 Phủ UV bề mặt mực UV

- Lớp phủ ướt trên ướt của mực xử lý tia cực tím bằng vecni gốc nước và xử

lý tia cực tím thường không trình bày bất kỳ vấn đề Trong trường hợp lớp mực và vecni dày hoặc hiệu quả của bộ phận đóng rắn kém, quá trình xử lý màng mực có thể bị ảnh hưởng do màng sơn bóng hấp thụ bức xạ tia cực

tím Kết quả là độ bám dính của các lớp khác nhau không đủ (màng mực và vecni đã xử lý) và cũng làm giảm độ bóng của lớp sơn

- in

- Để khô đủ và đạt được độ bóng tối đa của lớp sơn bóng, bộ phận xử lý trước

và sau khi phủ

- Nếu không có máy sấy trung gian, nguy cơ lớp sơn bóng bị hư hỏng, đặc biệt là trong trường hợp nhiệt hoặc biến dạng cơ học (ví dụ: cán nóng hoặc cán mỏng) cao hơn Mực có tỷ lệ hấp thụ tia cực tím cao bức xạ, chẳng hạn như màu đen hoặc xanh đậm đặc biệt dễ gây ra sự cố được mô tả ở đây Cũng như vẩn đục có thể gây ra vấn đề bẫy với khả năng cao hơn do có sắc

tố cao và hành vi tự nhiên của mực, mực phản xạ ánh sáng rất tốt

- Mực chứa chất màu có độ bền kém cũng như hỗn hợp từ các màu này có thể thay đổi bóng sau khi đánh vecni UV! Vì vậy, nên thực hiện kiểm tra in trước khi sản xuất

6 Nứt màng mực và vecni đã qua xử lý

- Vết nứt thường xảy ra do sự chênh lệch sức căng giữa các lớp ứng dụng và nền, thay đổi nhiệt độ (biến dạng nhiệt) và/hoặc do ứng suất cơ học, đặc biệt nếu không đủ liên kết giữa các lớp khác nhau Trong trường hợp nghiêm trọng, các lớp có thể bong ra

- Mặc dù vậy, vecni UV tiêu chuẩn sau khi đóng rắn rất giòn Nếu phủ một lớp phủ UV lên chất hấp thụ sẽ thấm vào lớp trên cùng của chất nền và hiệu ứng này có thể còn mạnh hơn làm giảm khả năng xảy ra sự cố này, tránh sử dụng màng phủ bóng nặng và kiểm tra khả năng hấp thụ các loại sơn lót phù hợp hoặc sử dụng phủ UV dẻo

7 Sử dụng máy in ở “chế độ kép”

- Do tính chất hóa học của các sản phẩm thông thường và sản phẩm UV, được

mô tả tại phần “Kỹ thuật yêu cầu”, việc chuyển đổi qua lại từ mực UV sang mực gốc dầu thông thường cần phải cẩn thận quá trình làm việc cũng như sự chú ý và thời gian

- Để duy trì hiệu quả của quá trình sản xuất in, nên tạo các khối dài hơn cho các công việc có tia UV và không có tia UV Các khối dài hơn sẽ mang lại hiệu quả tốt hơn về mặt thời gian cũng như chi phí

- Do những vấn đề có thể xảy ra sau khi chuẩn bị chưa đầy đủ cho sự thay đổi, nên luôn được khuyến nghị xem xét các nhu cầu khác nhau của mực UV và mực thông thường được mô tả trước đó

- Nhưng đó không chỉ là việc chuẩn bị trước khi in Mực UV thường yêu cầu tốc độ chạy thấp hơn một chút nhiệt độ so với mực gốc dầu Những loại mực này không có sắc tố giống như mực Do đó, để đạt được kết quả PSO cần thiết, cần phải điều chỉnh nhiều hơn để có được đúng màu, không chỉ có nghĩa là mất thời gian mà còn có nhiều chất nền hơn, nhiều mực hơn, nhiều năng lượng hơn tiêu dùng, chất thải nói chung nhiều hơn

- Trong trường hợp chuyển từ mực gốc dầu sang mực UV, bước đầu tiên phải

là rửa thật kỹ để loại bỏ mực thông thường và cặn của nó khỏi máy in Dư lượng của hệ thống xe thông thường có thể gây ra các vấn đề về vận chuyển mực trong bộ mực cũng như các vấn đề về làm khô Nếu cần thiết, hãy lặp lại việc vệ sinh 2-3 lần Sau khi làm sạch và trước khi đổ mực, hãy đảm bảo rằng bộ mực không có bất kỳ vết bẩn nào dư lượng dung dịch rửa Ngay cả cặn nhỏ nhất của dung dịch rửa cũng có thể gây nứt, đóng rắn và vấn đề cặn bã

9 Giảm chấn

- In với lượng dung dịch phông chữ tối thiểu có thể Mực xử lý bằng tia cực tím rất nhạy cảm với mực/nước Chúng hấp thụ nhiều nước hơn các loại mực thông thường Trong trường hợp điều chỉnh độ giảm chấn không tốt, các vấn đề về bảo dưỡng và bám dính có thể xảy ra

- Khi in và phủ các chất nền không thấm nước trên cả hai mặt bằng mực và vecni xử lý tia cực tím và trong trường hợp sử dụng phụ gia dung dịch đài phun không phù hợp, một lớp màng nhờn, thường tan trong nước có mùi nồng nặc có thể hình thành trong ngăn xếp sau khi bảo quản kéo dài Vấn đề này xảy ra do tính không ổn định sản phẩm, chứa trong nhiều chất phụ gia dung dịch đài phun nước

- Ngoài ra đối với mực UV, việc lựa chọn phụ gia in phun phù hợp là điều cần thiết: sử dụng phụ gia phù hợp nếu bạn in trên các chất nền không thấm nước và sử dụng chất nền khác trong trường hợp là giấy và bìa cứng Giữa những người khác, hàm lượng chất bôi trơn của chất phụ gia làm ẩm có thể gây ra độ bám dính kém nếu được sử dụng để in trên các chất nền không thấm nước

- Lưu ý: Cặn dung dịch tẩy rửa không được lọt vào bộ phận giảm chấn, nếu không sẽ xảy ra vấn đề về độ ẩm xảy ra – nguy cơ cặn bã Nếu điều này xảy

ra, hãy thay dung dịch nguồn bằng dung dịch mới được chuẩn bị

- Đặt ra trong ngăn xếp