La formulazione della vernice a base d'acqua e tre punti chiave da padroneggiare

1. La vernice/rivestimento di sovrastampa idrosolubile, comunemente nota come vernice a base d'acqua, viene utilizzata per rivestimenti totali o parziali. Sui materiali stampati, può proteggere le stampe e aumentarne la brillantezza. Tra i suoi vantaggi rientrano l'atossicità, il rispetto dell'ambiente e l'assenza di evaporazione dei solventi (basso odore residuo), che possono migliorare l'ambiente di produzione, tutelare la salute degli operatori e soddisfare gli standard ambientali di importazione di Europa e America.

La vernice a base d'acqua si asciuga rapidamente, ha un'elevata resistenza all'usura, non è soggetta a ingiallimento e ha un'elevata brillantezza, il che la rende ampiamente applicabile a vari tipi di carta. La vernice a base d'acqua specificamente formulata può essere utilizzata universalmente su materiali non assorbenti, come carta dorata e argentata, PET, PP, PVC, ecc.

1. La vernice a base d'acqua è generalmente composta per l'80-90% da resina a base d'acqua e per il 10-20% da altri additivi. Dopo la verniciatura e la sovrastampa, lascia uno strato di rivestimento polimerico sulla superficie del materiale stampato. Diverse combinazioni di formule conferiscono al rivestimento diverse proprietà, come elevata lucentezza, finitura opaca e resistenza all'usura.

Tra questi, la resina a base d'acqua è il componente più importante della vernice a base d'acqua. Determina e influenza le proprietà della vernice, come la brillantezza, l'adesione, la resistenza all'usura e la velocità di essiccazione. Pertanto, la corretta selezione della resina a base d'acqua è la chiave per la formulazione di successo di una vernice a base d'acqua.

Esistono molti tipi di resine a base d'acqua, tra cui la resina maleica modificata con colofonia a base d'acqua, la resina poliuretanica a base d'acqua, la resina acrilica a base d'acqua, la resina alchidica a base d'acqua e la resina amminica a base d'acqua. Per le vernici a base d'acqua, la resina selezionata deve avere una buona capacità di formazione di sali, un eccellente rilascio d'acqua, un'elevata brillantezza dopo la formazione del film, una buona resistenza al calore, un'eccellente resistenza chimica e una rapida velocità di essiccazione. La resina copolimerica acrilica a base d'acqua è in grado di soddisfare al meglio i requisiti di stampa e sovrastampa. Pertanto, nella formulazione di vernici a base d'acqua, la resina copolimerica acrilica a base d'acqua rappresenta la scelta migliore.

La resina copolimerica acrilica a base d'acqua può essere suddivisa in soluzione di resina acrilica a base d'acqua, dispersione acrilica a base d'acqua ed emulsione acrilica. L'emulsione acrilica può essere ulteriormente classificata in emulsione acrilica filmogena ed emulsione acrilica non filmogena.

Le proprietà della resina copolimerica acrilica a base d'acqua variano a seconda della composizione del monomero e del processo di sintesi. Alcuni monomeri possono migliorare la lucentezza e la durezza, mentre altri forniscono resistenza chimica e adesione.

Numerosi esperimenti hanno dimostrato che selezionando la resina acrilica a base d'acqua e l'emulsione acrilica appropriate e combinandole scientificamente, si può ottenere una vernice a base d'acqua dalle prestazioni ideali.

1. Anche gli additivi svolgono un ruolo importante nel migliorare e potenziare le prestazioni della vernice a base d'acqua, come agenti livellanti, agenti bagnanti, antischiuma e agenti antiusura.

• Gli agenti livellanti migliorano la fluidità, prolungano il tempo di livellamento e aiutano il rivestimento a formare una pellicola liscia dopo l'asciugatura, evitando increspature e striature dovute all'acqua.
• Gli agenti bagnanti riducono principalmente la tensione superficiale del sistema di vernice a base d'acqua, migliorando la capacità di bagnatura del rivestimento sulla superficie del materiale stampato.
• Gli antischiuma sono in grado di sopprimere ed eliminare la schiuma generata nel sistema di circolazione della vernice a base d'acqua, evitandone un eccesso che ne comprometterebbe il funzionamento.
• Gli agenti antiusura possono migliorare la resistenza all'usura, ai graffi e la scorrevolezza della vernice a base d'acqua.
• Inoltre, l'aggiunta di una piccola quantità di solvente ausiliario (ad esempio alcol) alla formula può consentire ai componenti della vernice a base d'acqua di mescolarsi meglio, ridurre la coesione interna del sistema e migliorare l'adattabilità alla sovrastampa.

1. Indipendentemente dal metodo di sovrastampa scelto, per ottenere risultati di sovrastampa soddisfacenti, oltre a selezionare la resina acrilica a base d'acqua e l'emulsione acrilica appropriate, è essenziale padroneggiare tre punti chiave nell'uso della vernice a base d'acqua:

• Quantità di rivestimento: una quantità di rivestimento uniforme e moderata, dopo la formazione del film, garantisce un'elevata brillantezza e una buona resistenza all'usura. Se la quantità di rivestimento è insufficiente, la vernice a base d'acqua non riesce a formare un film completo e continuo, con conseguente scarsa brillantezza e incapacità di fornire la protezione e la decorazione desiderate. Tuttavia, se la quantità di rivestimento è eccessiva, il film risulterà spesso, aumentando i costi di sovrastampa e compromettendo la velocità di asciugatura. Nei casi più gravi, può causare appiccicosità. Generalmente, si consiglia una quantità di rivestimento umido di 4-10 g/m². La quantità di rivestimento specifica deve essere regolata in base alle caratteristiche del materiale stampato e dell'apparecchiatura.

• Viscosità: per l'applicazione a rullo offline, la viscosità consigliata è generalmente di 18-25 secondi (DIN4, 25°C), mentre per la sovrastampa in linea, la viscosità è generalmente consigliata di 40-70 secondi (DIN4, 25°C). Una viscosità troppo bassa non garantirà protezione e decorazione; una viscosità troppo alta potrebbe causare un livellamento inadeguato e un'asciugatura lenta.

Il diluente per vernici a base d'acqua è solitamente l'acqua, ma è possibile utilizzare anche una miscela di isopropanolo (1:1) in base a condizioni specifiche. La viscosità specifica deve essere regolata in base alle caratteristiche del materiale stampato e dell'attrezzatura.

• Tempo e temperatura di essiccazione: la vernice a base d'acqua essicca principalmente per penetrazione e prevede anche una reticolazione. I dispositivi di essiccazione più comuni includono l'essiccazione ad aria calda e l'essiccazione a infrarossi. Generalmente, l'essiccazione a infrarossi è più efficace perché il solvente principale della vernice a base d'acqua è l'acqua, che ha un elevato calore di vaporizzazione, rendendo la velocità di essiccazione più lenta rispetto alla vernice a base di olio. Analogamente, la temperatura di essiccazione sarà superiore a quella della vernice a base di olio. In genere si consiglia di essiccare a 80-100 °C con un canale di essiccazione di circa 2 m. Se la temperatura non è sufficiente o il canale di essiccazione è troppo corto, il rivestimento non si asciugherà e, nei casi più gravi, potrebbero verificarsi appiccicamenti e abrasioni. Tuttavia, se la temperatura è troppo alta o il tempo di essiccazione è troppo lungo, le fibre della carta potrebbero perdere troppa acqua, rendendo la carta fragile e soggetta a rotture e screpolature durante la post-lavorazione.

Quanto sopra descrive brevemente i tre punti chiave dell'uso della vernice a base d'acqua, ma l'uso della vernice a base d'acqua deve essere considerato in modo completo anche in base ai diversi metodi di stampa, alle apparecchiature di stampa, ai tipi di materiali stampati, alle caratteristiche dell'inchiostro e alle apparecchiature di sovrastampa per ottenere in definitiva le eccellenti prestazioni della vernice a base d'acqua.