Die Formulierung von wasserbasiertem Lack und drei wichtige Punkte, die Sie beherrschen sollten

1. Wasserlöslicher Überdrucklack/Überdruckbeschichtung, allgemein als wasserbasierter Lack bezeichnet, wird für die Voll- oder Teilbeschichtung verwendet. Er schützt die Drucke auf bedruckten Materialien und erhöht deren Glanz. Zu seinen Vorteilen zählen die Ungiftigkeit, Umweltfreundlichkeit und die Freiheit von Lösungsmittelverdunstung (geringer Restgeruch). Dies verbessert die Produktionsumgebung, schont die Gesundheit der Bediener und erfüllt die europäischen und amerikanischen Umweltstandards.

Wasserbasierter Lack trocknet schnell, ist sehr verschleißfest, vergilbt nicht und hat einen hohen Glanz, wodurch er vielseitig auf verschiedenen Papiersorten einsetzbar ist. Speziell formulierter wasserbasierter Lack kann universell auf nicht saugfähigen Materialien wie Gold- und Silberpapier, PET, PP, PVC usw. verwendet werden.

1. Wasserbasierter Lack besteht in der Regel zu 80–90 % aus wasserbasiertem Harz und zu 10–20 % aus weiteren Additiven. Nach dem Beschichten und Überdrucken hinterlässt er eine Polymerschicht auf der Oberfläche des Druckmaterials. Verschiedene Formelkombinationen verleihen der Beschichtung unterschiedliche Eigenschaften wie Hochglanz, Mattheit und Verschleißfestigkeit.

Wasserbasiertes Harz ist dabei der wichtigste Bestandteil von Wasserlacken. Es bestimmt und beeinflusst die Eigenschaften des Lacks wie Glanz, Haftung, Verschleißfestigkeit und Trocknungsgeschwindigkeit. Daher ist die richtige Auswahl des wasserbasierten Harzes der Schlüssel zur erfolgreichen Formulierung von Wasserlacken.

Es gibt viele Arten wasserbasierter Harze, darunter wasserbasiertes kolophoniummodifiziertes Maleinsäureharz, wasserbasiertes Polyurethanharz, wasserbasiertes Acrylharz, wasserbasiertes Alkydharz und wasserbasiertes Aminoharz. Für wasserbasierten Lack sollte das ausgewählte Harz eine gute Salzbildungsfähigkeit, eine ausgezeichnete Wasserabgabe, einen hohen Glanz nach der Filmbildung, eine gute Hitzebeständigkeit, eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und eine schnelle Trocknung aufweisen. Wasserbasiertes Acrylcopolymerharz erfüllt die Anforderungen des Druckens und Überdruckens optimal. Daher ist wasserbasiertes Acrylcopolymerharz bei der Formulierung von wasserbasiertem Lack die beste Wahl.

Wasserbasiertes Acrylcopolymerharz kann in wasserbasierte Acrylharzlösungen, wasserbasierte Acryldispersionen und Acrylemulsionen unterteilt werden. Acrylemulsionen können weiter in filmbildende und nicht filmbildende Acrylemulsionen unterteilt werden.

Die Eigenschaften von wasserbasiertem Acrylcopolymerharz variieren je nach Monomerzusammensetzung und Syntheseprozess. Einige Monomere verbessern Glanz und Härte, während andere für chemische Beständigkeit und Haftung sorgen.

Zahlreiche Experimente haben bewiesen, dass die Auswahl des geeigneten wasserbasierten Acrylharzes und der Acrylemulsion sowie deren wissenschaftliche Zusammensetzung zu einem wasserbasierten Lack mit optimaler Leistung führen kann.

1. Auch Additive wie Verlaufsmittel, Netzmittel, Entschäumer und Verschleißschutzmittel spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung und Steigerung der Leistungsfähigkeit von Wasserlacken.

• Verlaufsmittel verbessern die Fließfähigkeit, verlängern die Verlaufszeit und tragen dazu bei, dass die Beschichtung nach dem Trocknen einen glatten Film bildet, wodurch Wasserwellen und -streifen vermieden werden.
• Netzmittel verringern hauptsächlich die Oberflächenspannung des wasserbasierten Lacksystems und verbessern so die Benetzungsfähigkeit der Beschichtung auf der Oberfläche des bedruckten Materials.
• Entschäumer können den im Zirkulationssystem des Wasserlacks entstehenden Schaum unterdrücken und beseitigen und so übermäßigen Schaum vermeiden, der den Betrieb beeinträchtigt.
• Verschleißschutzmittel können die Verschleißfestigkeit, Kratzfestigkeit und Glätte von Wasserlacken verbessern.
• Darüber hinaus kann die Zugabe einer kleinen Menge eines Hilfslösungsmittels (z. B. Alkohol) zur Formel dazu führen, dass sich die Komponenten des wasserbasierten Lacks besser vermischen, die innere Kohäsion des Systems verringert und die Anpassungsfähigkeit beim Überdrucken verbessert wird.

1. Unabhängig von der gewählten Überdruckmethode ist es für das Erzielen zufriedenstellender Überdruckergebnisse neben der Auswahl des geeigneten wasserbasierten Acrylharzes und der Acrylemulsion unerlässlich, drei wichtige Punkte bei der Verwendung von wasserbasiertem Lack zu beherrschen:

• Beschichtungsmenge: Eine gleichmäßige und gleichmäßige Beschichtung nach der Filmbildung führt zu hohem Glanz und guter Verschleißfestigkeit. Bei zu geringer Beschichtungsmenge kann der wasserbasierte Lack keinen vollständigen und durchgehenden Film bilden. Dies führt zu geringem Glanz und bietet nicht den gewünschten Schutz und die gewünschte Dekoration. Eine zu hohe Beschichtungsmenge führt jedoch zu einem dicken Film, was die Überdruckkosten erhöht und die Trocknungsgeschwindigkeit beeinträchtigt. In schweren Fällen kann es zum Anhaften kommen. Wir empfehlen generell eine Nassbeschichtung von 4–10 g/m². Die spezifische Beschichtungsmenge sollte an die Eigenschaften des Druckmaterials und der Ausrüstung angepasst werden.

• Viskosität: Für die Offline-Walzenapplikation beträgt die empfohlene Viskosität in der Regel 18–25 Sekunden (DIN4, 25 °C), für den Inline-Überdruck 40–70 Sekunden (DIN4, 25 °C). Eine zu niedrige Viskosität bietet keinen Schutz und keine dekorative Wirkung; eine zu hohe Viskosität kann zu einem schlechten Verlauf und einer langsamen Trocknung führen.

Das Verdünnungsmittel für wasserbasierten Lack ist üblicherweise Wasser, unter bestimmten Bedingungen kann aber auch eine Isopropanol-Mischung (1:1) als Verdünnungsmittel verwendet werden. Die Viskosität sollte an die Eigenschaften des Druckmaterials und der Ausrüstung angepasst werden.

• Trocknungszeit und -temperatur: Wasserbasierter Lack trocknet hauptsächlich durch Eindringen und beinhaltet auch eine Vernetzungshärtung. Gängige Trocknungsgeräte sind Heißlufttrocknung und Infrarottrocknung. Im Allgemeinen ist die Infrarottrocknung effektiver, da Wasser das Hauptlösungsmittel von wasserbasiertem Lack ist, das eine hohe Verdampfungswärme besitzt, wodurch die Trocknungsgeschwindigkeit langsamer ist als bei ölbasiertem Lack. Ebenso ist die Trocknungstemperatur höher als bei ölbasiertem Lack. Es wird allgemein empfohlen, bei 80–100 °C mit einem Trocknungskanal von etwa 2 m zu trocknen. Wenn die Temperatur nicht ausreicht oder der Trocknungskanal zu kurz ist, trocknet die Beschichtung nicht, und in schweren Fällen kann es zum Anhaften und Abrieb kommen. Wenn jedoch die Temperatur zu hoch oder die Trocknungszeit zu lang ist, können die Papierfasern zu viel Wasser verlieren, wodurch das Papier spröde wird und bei der Weiterverarbeitung bricht und reißt.

Oben wurden die drei wichtigsten Punkte zur Verwendung von wasserbasiertem Lack kurz beschrieben. Um die hervorragende Leistung des wasserbasierten Lacks optimal zur Geltung zu bringen, muss die Verwendung von wasserbasiertem Lack jedoch auch umfassend in Bezug auf die verschiedenen Druckverfahren, Druckgeräte, Arten der Druckmaterialien, Tinteneigenschaften und Überdruckgeräte berücksichtigt werden.