CH627132A5 - - Google Patents
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Description
L'invention est relative à un procédé de brillantage d'un support lors de son impression ou de son vernissage.
On connaît déjà des procédés pour l'obtention en continu de surface à grand brillant qui utilisent des vernis à deux composants, comme par exemple le Mira-Glos RT101 C de Polymer Industries (Springdale, Connecticut, USA), fondé sur des prépolymères contenant des groupes isocyanates. Le processus de réticulation de ces vernis polymérisables est fortement dépendant de la température de stockage, de l'humidité relative et du type de substrat verni, et dure de 2 à 10 j. De plus, si les conditions de travail données par le fabricant ne sont pas respectées, il y a risque de collage en bobine.
On connaît également, par le brevet français No 1442656, un procédé pour l'obtention en continu de surfaces à grand brillant sur des papiers ou des tissus recouverts d'une couche de vernis à deux composants, réagissant entre eux pour le polymériser, et d'une feuille de polyéthylène ou de polypropylène à grand brillant et polie, l'ensemble étant laminé et maintenu en contact pendant une vingtaine d'heures avant de séparer la feuille à grand brillant et polie de la surface brillantée du papier ou du tissu. Ce temps de réticulation ne permet donc pas de travailler en continu. Un autre inconvénient de cette longue durée de réticulation est la diffusion des composants du vernis non réticulé dans le support si ce dernier est adsorbant, tel que le papier, le carton, etc.
Le procédé selon l'invention a pour but de réaliser un brillantage de surface instantané, d'éviter ainsi le long délai d'attente requis pour parfaire la polymérisation du vernis par réaction de ses deux constituants entre eux et d'obtenir une brillance supérieure à celle que l'on obtient par les procédés usuels précités. L'explication de ce résultat, assez surprenant, est lié à la viscosité plus basse de vernis en contact avec la surface de brillantage et à une solidification instantanée de l'encre ou du vernis sans qu'il y ait de glissement relatif du support à brillanter et de la surface à grand brillant pendant la réticulation.
Ce procédé de brillantage d'un support s'effectue par interposition entre ce dernier et une surface brillante et polie d'une couche d'encre ou de vernis polymérisable et calandrage de l'ensemble, le support ou la surface brillante etpolie étant perméable à un rayonnement ionisant. Il est caractérisé en ce que l'on imprime ou vernit soit le support, soit la surface brillante et polie, que l'on amène en regard du support et que l'on expose l'encre ou le vernis intercalé entre le support et la surface brillante et polie à un rayonnement ionisant par pénétration de ce dernier à travers le support ou la surface brillante et polie et que l'on sépare cette dernière du support imprimé ou verni.
Un avantage particulier du procédé réside dans le temps de contact très court du vernis non polymérisé et de la surface du support à brillanter. En effet, dans le cas de brillantage de supports adsorbants, les molécules de monomère ou de prépolymère sont immédiatement réticulées et n'ont pas le temps de diffuser dans la couche du support. On évite ainsi toute pollution du support par des espèces chimiques de bas poids moléculaire, point très important dans le domaine de l'emballage des produits alimentaires.
Un autre avantage de ce procédé réside dans le fait qu'il peut être réalisé aussi bien par vernissage que par impression au moyen d'encres imprimées en offset sec ou humide, en hélio ou en sérigraphie. Il permet d'imprimer avec brillantage sur des objets non plans, non continus et/ou adsorbants. La description détaillée qui suit permettra de mieux comprendre toutes les possibilités de ce procédé.
Dans le cas où le rayonnement ionisant auquel on a recours est un rayonnement UV.les ingrédients des vernis photopolymérisables comprennent monomères, oligomères et prépolymères, photo-initiateurs, stabilisants et additifs. Les encres comprennent, en plus, des pigments.
Parmi les monomères, on peut mentionner les produits suivants: le 1,6 hexanedioldiacrylate HDDA et le triméthylolpropane-triacrylate TMPTA commercialisés par la Celanese Corporation. Parmi les oligomères acrylés utilisés dans les encres, on peut citer les polyols, les époxy, les uréthannes, les polyéthers, les polyesters et les alkydes. La chimie des vernis et encres peut également être fondée
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non plus sur la polymérisation radicalaire, mais sur la polymérisation ionique. Dans ce cas, la formulation fait appel à des molécules ayant des groupes époxyde et à des polyols. Comme photo-initiateurs, on peut utiliser des sels inorganiques et organométalliques actifs dans la polymérisation ionique. Ces méthodes de photopolymérisation sont décrites dans un ouvrage du professeur S. Peter Pappas, intitulé «UV Curing: Science and Technology» (publié par Technology Marketing Corporation, Stanford, Connecticut, USA). Comme rayonnement ionisant, on peut utiliser des rayons UV, ß ou y, pour autant que le vernis ou l'encre utilisés se polymérisent de façon instantanée sous l'influence de ces rayonnements et sont, en tout ou partie, perméables à ces rayonnements. Ou la feuille brillante et polie au contact du vernis ou de l'encre, ou le support doit être perméable au genre de rayonnement utilisé.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention et des variantes.
La flg. 1 en est une vue en coupe longitudinale.
Les fig. 2 à 4 sont des vues similaires à la fig. 1 de trois variantes.
Le dispositif représenté à la fig. 1 comprend deux rouleaux de calandrage 8, 9 d'un support 1 recouvert d'une couche de vernis 2 contre laquelle vient s'appliquer une face brillante et polie d'une pellicule polymérique 3 perméable aux rayons UV en provenance de lampes UV 7, disposées au-dessus de la pellicule 3 entre les rouleaux de calandrage 8 et 9. La pellicule 3 est débitée en continu à partir d'une bobine 5 et réenroulée sur une bobine 6. Les bobines 5, 6 sont disposées de part et d'autre des rouleaux de calandrage 8, 9. La pellicule 3 se déplace de façon synchrone avec le support 1. Elle est appliquée par les rouleaux de calandrage 8 contre le vernis 2 recouvrant le support 1 et est maintenue au contact de la face vernie du support 1 par les rouleaux de calandrage 9, tandis qu'elle est exposée aux rayons UV en provenance des lampes 7. Des lampes UV 7a sont disposées en dessous du support 1, afin de permettre d'irradier la couche de vernis 2 à travers le support 1 au cas où ce dernier serait perméable aux rayons UV. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire que la pellicule 3 soit également perméable aux rayons UV.
Selon la variante représentée à la fig. 2, une unité d'impression 11 permet d'appliquer le vernis 2 ou une impression sur la face brillante et polie de la pellicule 3. Un four 4 est prévu sur son passage en direction des rouleaux de calandrage 8, afin de permettre d'évaporer un solvant non polymérisable sous l'action des rayons UV que le vernis ou l'encre d'impression pourraient contenir.
Selon la variante représentée à la fig. 3, la pellicule de brillantage 3 est remplacée par un cylindre 10 à haut brillant de surface, présentant une faible adhésion au vernis ou à l'encre une fois polymérisée par une source 7 ou 7a de rayons ionisants. Lorsque ces sources de rayons ionisants sont des lampes UV, soit la paroi cylindrique du cylindre 10, soit le support 1 doit être transparent. Si, par contre, les sources de rayons ionisants 7 ou 7a sont des sources de rayons ß et/ou y, la transparence optique n'est pas nécessaire. Le cylindre 10 peut présenter une double paroi 10a dans laquelle peut circuler un fluide de refroidissement. Une unité d'impression 11 permet d'appliquer le vernis 2 ou une impression sur le cylindre 10.
Selon la variante représentée à la fig. 4, la pellicule polymérique peut être constituée par une bande sans fin 13 entraînée sur des rouleaux 12 et l'un des rouleaux de calandrage de chaque paire 8, 9. Une unité d'impression 11 permet de l'enduire de vernis ou de l'imprimer. Alternativement, cette unité 11 permet une enduction de la bande sans fin avec de l'huile de silicone par exemple, l'encre ou le vernis 2 étant appliqué(e) directement sur le support 1.
Il y a lieu de noter que, dans les dispositifs représentés aux fig. 1 et 2, le rouleau de calandrage supérieur 9 joue le rôle de délamineur facilitant le détachement de la couche d'encre ou de vernis brillantée de la pellicule polymérique 3 avant le réenroulement de cette dernière sur la bobine 6. Dans les dispositifs représentés aux fig. 3 et 4, les rouleaux 9 contribuent également au détachement de la couche d'encre ou de vernis brillantée du cylindre 10, respectivement de la bande sans fin 13.
Les formules suivantes d'encre et de vernis peuvent être utilisées pour la mise en œuvre du procédé.
Exemple 1
Un vernis de composition suivante:
Derakane XD 8008-04 (Dow. Chem.) 16
TMPTA (Celanese Corporation) 38
HDDA (Celanese Corporation) 35
Benzophénone (solution à 40% dans éthylglycol) 7,5
Triéthanolamine 3
Stabilisant Mark 275 (Witco Chem.) 1
ayant une viscosité de 24" mesurée à la CFA ( ~ 70 cPo), est imprimé par procédé héliogravure à raison de 2 à 3 g/m2 sur un support opaline préimprimé. L'opération de brillantage du vernis haut brillant a été effectuée au moyen du dispositif représenté à la fig. 1, en utilisant deux lampes UV de 80 W/cm et une vitesse d'impression du vernis de 80 m/min. Après délaminage en sortie de machine, on obtient une impression vernis à très haut brillant.
Exemple 2
Un vernis de haute viscosité de composition suivante:
Derakane XD 8008-04 (Dow. Chem.) 50
TMPTA (Celanese Corporation) 30
HDDA (Celanese Corporation) 10
Benzophénone (solution à 40% dans éthylglycol) 7,5
Triéthanolamine 3
Stabilisant Mark 275 (Witco Chem.) 1
est dilué à l'alcool éthylique (environ 40%) pour obtenir une viscosité de 25" en CFA.
L'application de ce vernis à raison de 2 à 3 g/m2 est effectuée sur une pellicule de polypropylène non traitée, au moyen du dispositif représenté à la fig. 2. Après délaminage, directement à la sortie de la machine, la surface de support présente un haut brillant.
Exemple 3
Un vernis de composition suivante:
Résine polyester Ebecryl 830 (Union Chimique Belge) 56
TMPTA (Celanese Corporation) 26
Benzophénone (solution à 40% dans éthylglycol) 12,5
Triéthanolamine 3
Cire MP 26 VF (Micro Powders Inc.) 1,5 Viscosité 120-130" CF6 (1700 à 2000 cPo)
est imprimé en offset sec sur un support préimprimé avec des encres traditionnelles. L'impression et le laminage ont été réalisés en laboratoire sur un appareil IGT AC2. Après séchage sous lampe UV (1 passage à 50 m/min, 1 lampe) et délaminage, le support présente une surface vernie à haut brillant.
Exemple 4
Un support papier est imprimé avec une encre de composition globale suivante:
Derakane XD 9177 (Dow. Chem.) 55
TMPTA (Celanese Corporation) 35
Cire pâte polyéthylène 1
Pigments organiques 12-20
CaC03 max. 5
Benzophénone 4-5
Michler Ketone 1-2,5
L'impression est effectuée à l'aide d'un appareil IGT AC2, puis est mise en contact intime avec une plaque de quartz. Après séchage sous lampe UV et délaminage, on obtient une impression ayant un excellent brillant de surface.
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Exemple 5
Une impression sérigraphique est réalisée avec une encre de composition suivante:
Ebecryl 584 ou 593 (Union Chimique Belge) 25
Ebecryl 830 (Union Chimique Belge) 25 HDDA 5
Benzophénone 5-8
Michler Ketone 1-2
Ethylketone 1-2
Uvecryl P104 (Union Chimique Belge) 3-5
Modaflow (Monsanto) 1-3 Pigments 5
CaC03 3,5
sur un support PVC. Après impression, un film de polypropylène non traité est soigneusement appliqué sur l'image non séchée et le tout passé dans une calandre à une faible pression. Après séchage sous lampe UV, le film est enlevé et l'on obtient ime impression ayant un haut brillant.
5
Exemple 6
Même type d'impression que décrit dans l'exemple 1, mais réalisé avec un vernis à photo-initiation ionique de composition suivante: FC-507(3M Company) 10
10 Triéthylèneglycol 15
ERL-4221 (Union Carbide) 75
FC-171 Surfactant (3M Company) 0,5
Après refroidissement et délaminage en sortie de machine, on 15 obtient une impression vernie à très haut brillant.
R
1 feuille dessins
Claims (12)
1. Procédé de brillantage d'un support (1) par interposition entre ce dernier et une surface brillante et polie (3,10,13) d'une couche (2) d'encre ou de vernis polymérisable et calandrage de l'ensemble, le support (1) ou la surface brillante et polie (3,10,13) étant perméable à un rayonnement ionisant, caractérisé en ce que l'on imprime ou vernit soit le support (1), soit la surface brillante et polie (3,10,13), que l'on amène en regard du support (1), et que l'on expose l'encre ou le vernis (2) intercalé entre le support (1) et la surface brillante et polie (3,10,13) à un rayonnement ionisant par pénétration de ce dernier à travers le support (1) ou la surface brillante et polie (3) et que l'on sépare cette dernière du support imprimé ou verni.
(2) polymérisé adhère moins fort qu'au support (1).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une surface brillante et polie (3,10,13) à laquelle l'encre ou le vernis
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REVENDICATIONS
(3) contre le support (1) déplacé de façon synchrone avec cette dernière lors de l'irradiation de l'ensemble.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une encre ou un vernis (2) polymérisable sous l'influence d'un rayonnement UY.
4. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une calandre (8, 9,10) et au moins une source (7,7a) de rayonnement ionisant disposée dans la zone de calandrage de la calandre.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une pellicule polymérique (3) débitée en continu à travers la calandre entre deux bobines (5,6), une face brillante et polie de la pellicule (3) étant maintenue au contact d'une face imprimée ou vernie d'un support (1) déplacé de façon synchrone avec la pellicule polymérique (3) par des rouleaux de calandrage (8,9) disposés de part et d'autre d'une source (7,7a) de rayonnement ionisant.
6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une pellicule polymérique (3) débitée en continu entre deux bobines (5,6), une unité d'impression (11) au contact d'une face brillante et polie delà pellicule (3) en regard d'un support (1) et des rouleaux de calandrage (8,9) disposés au-delà de l'unité d'impression (11), de part et d'autre d'une source (7,7a) de rayonnement ionisant, le tout de façon à appliquer la face imprimée ou vernie de la pellicule
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un four de séchage (4) disposé sur le passage de la pellicule (3) de l'unité d'impression (11) aux rouleaux de calandrage (8).
8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la calandre comprend un cylindre (10) à haut brillant de surface présentant une faible adhésion au vernis ou encre une fois polymérisé par une source de rayonnement ionisant (7,7a).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'impression (11) au contact du cylindre (10) à haut brillant de surface, le tout de façon à assurer le transfert du vernis ou de l'encre (2) sur le support (1) lors de son irradiation par la source de rayonnement ionisant (7, 7a).
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la source de rayonnement ionisant (7) est disposée à l'intérieur du cylindre (10) à haut brillant de surface, la paroi cylindrique du cylindre (10) étant perméable au rayonnement ionisant.
11. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la calandre comprend une bande sans fin (13) dont la face en regard du support (1) est brillante et polie.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la bande sans fin (13) est perméable au rayonnement ionisant afin de permettre d'irradier à travers elle l'encre ou le vernis (2) intercalé entre la bande (13) et le support (1).
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