ТЕМАТИЧЕСКИЕ НОМЕРА

Известно, что поверх УФ-покрытий сложно наносить печать. Известно также, что основной причиной возникновения таких трудностей является низкий коэффициент поверхностного натяжения,  а также наличие восков и добавок.

Пример образования системы

Стандартные УФ-покрытия предназначены для того, чтобы быть последним слоем печатной системы, их рецептура разрабатывается так, чтобы обеспечить некоторые особые свойства продукта, например: улучшение оптических свойств, хороший глянец, механические свойства, устойчивость к истиранию, хорошее скольжение, устойчивость к воздействию химических веществ. В настоящей статье мы рассматриваем еще одно из таких свойств: "способность воспринимать нанесение печати". Если добавить это требование к списку требований, предъявляемых к лаковому покрытию, задача составителей рецептур становится еще более проблематичной, поскольку это последнее свойство может вступить в противоречие с остальными: как получить хороший блеск и хорошие клеящие свойства самого лакового покрытия при нанесении на самые различные подложки, а также и хорошие защитные свойства в сочетании со способностью воспринимать нанесение печати поверх?

СПОСОБНОСТЬ ВОСПРИНИМАТЬ НАНЕСЕНИЕ ПЕЧАТИ И АДГЕЗИЯ

Способность воспринимать нанесение покрытия как особое явление адгезии

Способность воспринимать нанесение покрытия поверх, или клеящая способность лакового покрытия, представляет собой способность лакового покрытия воспринимать нанесение нового слоя материала поверх себя при сохранении относительно хорошей адгезии. В этой связи способность воспринимать нанесение покрытия может рассматриваться как вопрос адгезии: такая способность является основным явлением адгезии между ультрафиолетовым лаковым покрытием и краской или материалом, который наносится на поверхность. Проблема далее может быть сформулирована по-иному: как разработать рецептуру лакового покрытия так, чтобы у его поверхности были хорошие адгезионные свойства, независимо от того, какой материал должен применяться (краситель, фольга, клей).
Если отнести способность воспринимать нанесение покрытия поверх к числу проблем адгезии, то станет доступным и может быть использован большой объем информации, посвященной явлениям адгезии. Во второй части статьи мы подробнее рассмотрим самые важные модели, которые используются для описания адгезии, а также рассмотрим аспекты, связанные со способностью воспринимать печать, для каждого из них.

УФ лаковое покрытие как особая полимерная подложка
Нанесенное с помощью ультрафиолетовых лучей лаковое покрытие может рассматриваться в качестве полимера, образованного за счет отверждения смеси мономера и олигомера с различной степенью функциональности, как правило, с диапазоном от 1 до 4. Функциональной группой обычно является акрилат.
Задачей настоящей статьи является характеристика теоретических и практических инструментов, особенно тех, которые относятся к теории адгезии, для проектирования способных подвергаться нанесению печати поверх и обладающих клеящими свойствами ультрафиолетовых лаковых покрытий. Здесь также будет представлен обзор последних результатов разработок и исследований, которые проводились по данному вопросу.
В первой части статьи мы рассказываем о четырех различных явлениях адгезии и соответствующих стратегиях разработки ультрафиолетовых лаковых покрытий, на которые можно наносить печать.
Во второй части статьи мы расскажем еще о четырех явлениях адгезии, соответствующих стратегиях и рекомендациях основных поставщиков, а также представим в заключении перечень важных свойств.

Теории, обоснование и практические перспективы адгезии для способности воспринимать нанесение покрытия поверх
В том, что касается самого механизма адгезии, на протяжении ряда лет сформировалось несколько различных теорий. Общей для всех этих теорий чертой является то, что эти теории позволяют делать достаточно последовательные выводы для некоторых явлений адгезии, но в остальных случаях они терпят полную неудачу, а в некоторых случаях они приводят к полностью противоположным результатам.

Стратегия, используемая при разработке ультрафиолетовых лаковых покрытий с возможностью нанесения печати – идентификация соответствующих явлений адгезии для нашей системы и создание рецептуры ультрафиолетового лакового покрытия (клеящего) так, чтобы оно соответствовало параметрам большинства возможных явлений адгезии или теорий.

Механическая теория адгезии
Это самая старая теория адгезии. Она основана на идее механического закрепления клеящего вещества в порах и неровностях клеящей поверхности, т. е. ультрафиолетового лакового покрытия, и рассматривается, преимущественно, в отношении грубых и пористых материалов.
Стратегия, используемая для разработки ультрафиолетового лакового покрытия с возможностью нанесения печати:
- Непосредственным результатом такой разработки будет усиление шероховатости поверхности для облегчения механического сцепления и увеличения площади контактной поверхности.
- На самом же деле такая стратегия может быть неудачной или же неподходящей по двум основным причинам: 1) усиление шероховатости может повлиять на оптические свойства лакового покрытия, что может привести к снижению глянцевости; 2) хотя увеличение шероховатости может сделать поверхность контакта значительно больше имеющейся площади поверхности, адгезия на поверхности увеличивается не пропорционально увеличению шероховатости поверхности, и эффект увеличения шероховатости может даже препятствовать хорошей адгезии.

Электростатическая теория адгезии
Основные положения этой теории подразумевают, что прочность связи при адгезии зависит от силы, которая необходима для того, чтобы переместить заряженные поверхности материала с положительным электрическим зарядом и материала с отрицательным зарядом друг от друга. Практическое значение этого взаимодействия часто оспаривалось. Наличие такого типа взаимодействия можно определить по электрическим разрядам, которые обнаруживаются при разделении поверхностей.

Адсорбционная теория адгезии
Два материала могут держаться вместе силами Ван-дер-Вальса. В целом сила Ван-дер-Вальса представляет собой силу притяжения положительно и отрицательно заряженных молекул. Полярность может быть постоянной за счет присутствия в молекулах атомов с различной электроотрицательностью и формирования постоянного диполя. Полярность может быть неустойчивой, она представляет собой результат движения электронов внутри каждой молекулы (взаимодействия диполь-индуцированный диполь и индуцированный диполь–индуцированный диполь).
Для того чтобы эти силы активизировались, расстояния между молекулами приклеиваемого вещества и вещества, к которому приклеивают, должны приближаться к молекулярным интервалам. Для этого требуется полное распространение клеящего вещества по поверхности: покрытие поверхности лаком должно быть хорошим.

Диффузионная теория адгезии, эффект концевой группы цепи
Теория диффузии, в целом, применима к связыванию полимеров. Адгезия достигается за счет взаимного проникновения клеящего вещества и приклеиваемого материала.
Пример 1: если приклеиваемый материал жидкий и содержит определенное количество растворителя, а ультрафиолетовое лаковое покрытие слегка растворимо в молекулах растворителя, клеящее вещество может раствориться в приклеиваемом материале.
Пример 2: наличие свободной концевой группы на поверхности улучшает адгезию полимера к полимеру и полимера к гладкой поверхности. Адгезия усиливается по мере того, как осуществляется переход от сшитых поверхностей к поверхностям с длинными цепями и к поверхностям с квазисвободными концами.
Стратегия, используемая для разработки ультрафиолетового лакового покрытия с возможностью нанесения печати – использование смеси олигомера, мономеров акрилата с низкой функциональностью для облегчения формирования квазинесшитой поверхности: наличия концевой группы цепи на поверхности.

Коринн Греванн,
http://www.specialchem4coatings.com