Respuesta rápida: Para la selección de monómeros y resinas UV, la pregunta comercial clave no es «qué material es mejor en general» sino «qué paquete ofrece el equilibrio adecuado de flujo, curado, adhesión y durabilidad en la aplicación real».

barniz ultravioleta

El proceso de impresión y barnizado implica aplicar un barniz (o pintura de barnizado) a la superficie del material impreso para formar una película seca. Su función es similar a la del laminado, principalmente para aumentar la suavidad y el brillo de la superficie impresa. El material impreso que ha sido barnizado es más vibrante y tiene una textura más espesa, lo que lo embellece y mejora el efecto visual. Al mismo tiempo, el material impreso después del glaseado también tiene funciones de postimpresión como impermeable, a prueba de humedad, resistente a la fricción y resistente a productos químicos, que pueden extender la vida útil del material impreso. El glaseado de papel ha pasado por los procesos de glaseado con pintura a base de agua, glaseado con aceite a base de solvente, laminación plástica y glaseado con aceite UV. Aunque la laminación plástica tiene un mejor rendimiento, el papel después de la laminación no se puede reciclar ni reutilizar, y durante el procesamiento posterior a la impresión, no se pueden llevar a cabo procesos como el pegado y el bronceado.

Por lo tanto, cuando apareció el barniz UV en la década de 1980, fue reemplazado gradualmente por el proceso de barnizado UV, que tiene un rendimiento aún mejor. Debido a que el proceso de barnizado UV tiene las ventajas de ser simple, conveniente y económico, y debido a que el papel barnizado UV no afecta el reciclaje y puede conservar recursos, cumple con los requisitos ambientales y es el pilar del embalaje ecológico. Se utiliza ampliamente en diversos libros, catálogos, embalajes y productos impresos decorativos, y es más competitivo que el proceso de laminación tradicional en la tecnología de tratamiento de brillo superficial de productos impresos.

El barnizado con barniz tiene mejores propiedades superficiales que la laminación o el calandrado y puede cumplir con los altos requisitos de los envases de cartón en términos de resistencia a la abrasión, brillo y resistencia a las manchas. Puede lograr resultados comparables a la laminación de película BOPP en papel de impresión de alta calidad. Por lo tanto, barnizar productos de papel con barniz UV es la mejor opción.
Según el mecanismo de formación de película, los barnices se pueden dividir en tres categorías principales: evaporables con disolvente, agregantes en emulsión y de curado reticulado, correspondientes a barnices a base de disolvente, barnices en emulsión a base de agua y barnices UV, respectivamente. Según el sustrato, los barnices se pueden dividir en barnices para papel, barnices para películas plásticas y barnices para madera. Según el método de secado, los barnices se pueden dividir en secado natural, secado por infrarrojos y curado UV.Entre ellos, la clasificación según el mecanismo de formación de película es más científica, ya que puede reflejar las características principales de varios tipos de barnices y también coincide con la dirección del desarrollo tecnológico de los barnices.
(1) Se sustituirán los barnices de base disolvente.
Los primeros aceites para vidriado eran disolventes volátiles y consistían principalmente en resinas formadoras de película, disolventes y aditivos. Las resinas formadoras de película eran a menudo resinas naturales como las resinas Cuba y las resinas de colofonia. Las resinas naturales pueden provocar una mala transparencia de la película, coloración amarillenta y, en ambientes de alta temperatura y humedad, una nueva adherencia. Con el desarrollo de la tecnología de síntesis de polímeros, las resinas formadoras de película fueron reemplazadas por resinas sintéticas de nitrocelulosa, resinas amínicas y resinas acrílicas. El uso de estas resinas sintéticas ha mejorado eficazmente las propiedades filmógenas de los barnices para vidriado. En comparación con las resinas naturales, las resinas sintéticas tienen las características importantes de buenas propiedades de formación de película, alto brillo y alta transparencia. Sin embargo, debido a su alta viscosidad, las resinas formadoras de película no se pueden aplicar directamente al papel. Los solventes orgánicos se utilizan para disolver y diluir las resinas sintéticas en los solventes orgánicos, reduciendo la viscosidad de las resinas para cumplir con los requisitos de la aplicación de barniz para vidriado.
Después de aplicar el barniz a base de solvente a la superficie del material impreso y secarlo con infrarrojos o aire caliente, el solvente del barniz se volatiliza y la resina formadora de película se deja en la superficie del material impreso para formar una película brillante. Los disolventes orgánicos volatilizados contaminan el medio ambiente y perjudican la salud del operador. Además, si los disolventes orgánicos no se volatilizan por completo, algunos de ellos permanecerán o penetrarán en el papel, provocando una contaminación secundaria. Los disolventes orgánicos comúnmente utilizados incluyen benceno, cetonas, alcoholes y ésteres. Estos disolventes se utilizan en grandes cantidades y son caros. Al final se evaporan, lo que provoca un desperdicio de recursos. Al final, sólo queda una resina en la superficie del producto impreso, y parece que el disolvente orgánico no aporta mucho a la película final. Sin embargo, los disolventes orgánicos juegan un papel muy importante en el proceso de formación de películas. Una serie de procesos como disolución, dilución, dispersión, humectación, nivelación y secado están directamente relacionados con su tipo y cantidad. Los disolventes orgánicos del barniz no están exentos de daños, pero también son muy útiles. La mejor manera de resolver el conflicto entre ambos es encontrar un producto sustituto. Naturalmente, la gente piensa en el agua, el recurso más abundante y económico del mundo.Las ventajas del agua –abundante, barata y fácil de obtener, no inflamable y no explosiva– se han convertido en el motor de la carrera por el desarrollo de barnices al agua.
(2) Los barnices al agua también tienen sus inconvenientes
En el mundo actual, donde la construcción de una sociedad armoniosa y la demanda de materiales ecológicos están a la orden del día, la gente ha comenzado a prestar atención a los COV (compuestos orgánicos volátiles) que los rodean. El contenido de VOC en los barnices a base de solventes es generalmente alto, generalmente del 40% al 60%, y la mayor parte se volatiliza durante el proceso de formación de película, contaminando el medio ambiente. Los barnices a base de agua tienen un contenido muy bajo de COV y, en general, son los preferidos por los colegas de la industria gráfica. La resina formadora de película de los barnices a base de agua es un compuesto de alto peso molecular. Debido a que el aceite y el agua se repelen entre sí, la resina de alto peso molecular no se puede disolver directamente en agua. Sólo se puede dispersar en agua en forma de partículas para obtener un barniz tipo emulsión uniforme y estable. El proceso de polimerización, el proceso de dispersión y el tamaño de partícula de la resina de alto peso molecular determinan la estabilidad del barniz en forma de emulsión y el rendimiento integral de la película.
En términos generales, existen dos métodos para preparar dispersiones acuosas. El primero es el método de dispersión directa, en el que la resina principal (como copolímeros en bloque de estireno-butadieno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, etc.) se dispersa en agua bajo una fuerza de corte de alta velocidad mediante agitación mecánica en presencia de un tensioactivo. Sin embargo, si las partículas de resina no se trituran en un tamaño suficientemente pequeño y desigual, el tipo y la cantidad de tensioactivo no se seleccionan apropiadamente, o el proceso de emulsificación no se lleva a cabo adecuadamente, el sistema de dispersión resultante será termodinámicamente inestable y también sufrirá sedimentación y floculación de partículas con el tiempo.

Por lo tanto, la estabilidad del sistema de dispersión obtenido mediante el método de dispersión directa se deteriorará con el tiempo y la calidad del aceite de glaseado a base de agua obtenido mediante este método está limitada por un cierto período de tiempo. El segundo método es el método de polimerización en emulsión. Las dispersiones acuosas preparadas mediante el método de polimerización en emulsión son sistemas termodinámicamente estables con tamaños de partículas pequeños y distribuciones de tamaño de partículas estrechas. Su estabilidad no se deteriora con el tiempo.

En comparación con el método de dispersión directa, la emulsión producida mediante el método de polimerización en emulsión y formulada en una película de barniz a base de agua tiene buena compacidad y alto brillo. En la producción de barnices a base de agua mediante el método de polimerización en emulsión, generalmente se utilizan monómeros de acrilato.Los monómeros de acrilato pueden polimerizarse solos o copolimerizarse con otros monómeros como etileno y acetato de vinilo. Los polímeros de acrilato son resistentes al agua, incoloros, brillantes y tienen buena adherencia al papel. La copolimerización con diferentes monómeros puede producir resinas copolímeras con diferentes durezas y propiedades de película. El proceso de polimerización en emulsión es la clave para el rendimiento del barniz. El proceso de polimerización en emulsión de barnices generalmente utiliza acrilatos u olefinas insaturadas como monómeros, tensioactivos aniónicos o no iónicos como emulsionantes y persulfatos como iniciadores. El proceso se lleva a cabo a una determinada temperatura para producir copolímeros en emulsión de radicales libres, y luego se añade una pequeña cantidad de aditivos, se neutraliza con amoniaco y se filtra.

El aceite de glaseado a base de agua preparado mediante polimerización en emulsión pertenece al tipo de recubrimiento de secado por coalescencia en emulsión. Puede secarse rápidamente bajo la acción de rayos infrarrojos o aire caliente. Después de que el agua se evapora y penetra en el papel, las partículas de látex aisladas se esparcen y se acumulan entre sí, dejando una película de polímero brillante en la superficie del papel. Los barnices a base de agua son fáciles de usar, económicos y respetuosos con el medio ambiente, pero también tienen algunas desventajas importantes, como una resistencia al agua relativamente pobre, un brillo relativamente bajo y un alto consumo de energía durante el secado y la eliminación del agua.

Cómo suelen evaluar los compradores los monómeros UV y los sistemas de resina

Las formulaciones UV más exitosas se crean eligiendo primero la columna vertebral y luego ajustando el paquete de monómero reactivo alrededor del sustrato, el método de curado y el estrés del uso final. Esto generalmente produce un resultado más estable que elegir materiales solo por la viscosidad o el precio.

• Comience por el objetivo de propiedad final: la dureza, la flexibilidad, la adhesión y la contracción rara vez apuntan exactamente al mismo paquete de materia prima.
• Examine el paquete reactivo en su conjunto: Las opciones de oligómero, monómero y fotoiniciador interactúan fuertemente en los sistemas UV.
• Utilice la viscosidad como herramienta, no como única regla de decisión: el material de procesamiento más fácil no siempre es el que funciona mejor después del curado.
• Compruebe el sustrato real: El plástico, el metal, las películas de etiquetas, los sistemas de gel y los recubrimientos pueden recompensar equilibrios de polaridad y densidad de curado muy diferentes.

Referencias de productos recomendadas

• CHLUMIWE 3280: Una fuerte referencia de agente humectante para tintas, recubrimientos y humectación de sustratos difíciles.
• CHLUMIWE 3071: Útil cuando se necesita soporte humectante de organosilicona en una pantalla de aplicación amplia.
• CHLUMIAG 3000: Una referencia práctica de nivelación y antiadherente en recubrimientos UV y sistemas relacionados con tintas.
• CHLUMIWE 3345: Una referencia práctica de humectación y nivelación cuando se necesita un control de superficie más amplio.

Preguntas frecuentes para compradores y formuladores

¿Puede un monómero o resina UV resolver todos los problemas de formulación?
Unormalmente no. Las fórmulas comercialmente fuertes dependen de cómo varios componentes trabajan juntos para equilibrar el curado, la adhesión, el flujo y la durabilidad.

¿Por qué se deben analizar los monómeros junto con los oligómeros?
Porque los monómeros pueden cambiar la viscosidad, la velocidad de curado, la contracción y el comportamiento del sustrato lo suficiente como para alterar la clasificación final de la misma resina principal.