Noções básicas de tinta
Tintaé um material essencial utilizado na impressão, servindo como substância formadora de informações textuais e gráficas durante o processo de impressão. Ele determina diretamente o tom, a cor, a clareza e outros aspectos das imagens no produto impresso. Com o avanço da tecnologia de impressão, a variedade de tintas continua a crescer e existem vários métodos de classificação.
A LD PACK é uma empresa com mais de 30 anos de experiência, utilizandoIMPRESSÃO DE GRAVURA, impressão flexográfica e impressão digital. Cada produto está em conformidade com os padrões chineses e da FDA, com supervisão rigorosa desde a fonte, incluindo matérias-primas como filmes, tintas, solventes e muito mais.
Se classificado por método de impressão,Tintas são normalmente divididos em várias categorias: tinta de impressão offset,IMPRESSÃO DE GRAVURA Tinta, impressão flexográficaTinta, tinta para serigrafia, tinta digital, tintas especiais e muito mais. Se classificadas pelo método de secagem, as tintas são geralmente categorizadas como secagem por formação de filme, secagem por permeação, secagem volátil, secagem por radiação e outros tipos de secagem. Devido aos diferentes tipos e proporções de agentes ligantes na tinta, a secagem é muitas vezes conseguida através de uma combinação de duas ou mais formas.
Para tintas utilizadas em produtos de filmes compósitos, a maioria são tintas de secagem voláteis, onde o agente aglutinante consiste em resina sólida e uma grande quantidade de solvente volátil com baixa viscosidade. A resina sólida se dissolve no solvente, dispersando uniformemente o pigmento no agente aglutinante. Após a impressão no substrato, o solvente evapora e seca rapidamente, formando um filme. Em máquinas de impressão equipadas com dispositivos de aquecimento e secagem, o solvente pode evaporar rapidamente, permitindo a impressão em substratos não absorventes, como filmes plásticos.
Atualmente, os filmes plásticos são comumente impressos usandoIMPRESSÃO DE GRAVURA, com alguns adotando a impressão flexográfica nos últimos anos.IMPRESSÃO DE GRAVURAtinta e tinta de impressão flexográfica são geralmente classificadas em tinta à base de solvente e tinta à base de água. Este artigo discute principalmenteIMPRESSÃO DE GRAVURAtinta e tinta de impressão flexográfica.
Propriedades da tinta:
A tinta de rotogravura é uma tinta líquida. Durante a impressão de rotogravura, a tinta depende de sua própria fluidez, adesão, preenchimento e revestimento nas gravações do cilindro de rotogravura. Somente sistemas com viscosidade mais baixa, isto é, sistemas relativamente finos, podem apresentar estas propriedades. Em um curto período, a tinta deve preencher as reentrâncias do cilindro. Se a viscosidade for muito alta, será um desafio preencher os recessos e a lâmina dosadora terá dificuldade para remover a tinta das áreas sem imagem. Por outro lado, se a viscosidade for muito baixa, o ganho de pontos causado pela pressão durante a impressão pode levar a uma má reprodução do padrão. Além disso, na rotogravura, a lâmina raspadora é usada para remover a tinta das áreas sem imagem, fazendo com que a tinta restante retorne ao tinteiro original. Até mesmo a tinta nas gravuras precisa entrar em contato repetidamente com a tinta original. Somente fluidos com menor viscosidade podem ser facilmente removidos e possuem boa redissolvência, baixa aderência e baixos valores de rendimento, adaptando-se bem à impressão de rotogravura.
Composição da tinta:
Geralmente, as tintas de rotogravura consistem em quatro componentes principais: resina, pigmento, solvente e aditivos. A seleção da resina geralmente é baseada no uso pretendido da tinta. Muitas propriedades da tinta, como resistência à abrasão, brilho e adesão ao substrato, são determinadas pela resina da tinta. De certa forma, a resina da tinta determina as suas propriedades principais. As resinas representativas comumente usadas incluem o seguinte:
Tipos de resina | Aplicativo | Características, usos, etc. | |||
Gravura | Flexográfica | Tinta solvente | Tinta à base de água | ||
Rosina e Derivados | * | * | * | * | Ésteres de colofônia multifuncionais modificados com polióis são amplamente utilizados como resinas auxiliares em diversas tintas solventes. Os sais metálicos de colofónia são amplamente utilizados como a principal resina em tintas de publicação. Quando neutralizado, pode ser posteriormente utilizado em tintas à base de água. |
Goma-laca | * | * | * | * | Resina natural, pode ser utilizada em pequenas quantidades como auxiliar de adesão. |
Resina Alquídica | * | * | - | * | O filme de resina é permeável e respirável, comumente encontrado em aplicações de papel decorativo. |
Nitrocelulose e Derivados de Celulose | * | * | * | - | Excelente resistência ao calor. Amplamente utilizado como resina dura. Possui excelentes propriedades de dispersão de pigmentos. |
Resina de poliamida | * | * | * | - | Usado para filmes PE, PP. Geralmente derivado de óleos vegetais, como óleo de tungue, óleo de semente de algodão e óleo de soja. Excelente brilho e flexibilidade. |
Borracha Clorada | * | - | * | - | Excelente resistência ao calor, alto brilho. Comum nas primeiras formulações de tinta, mas caiu em desuso devido a problemas como odor e alta solubilidade. |
Resina de polipropileno clorado | * | - | * | - | Excelente adesão em materiais de polipropileno. |
Resina Clorada de Acetato de Polivinila | * | - | * | - | Excelente resistência a produtos químicos. Excelente afinidade pigmentar. |
Resina de acetato de etileno-vinila | * | - | * | - | Comumente utilizado em tintas com 40% de acetato de vinila, muito flexível. Às vezes ainda mais clorado para maior solubilidade e umedecimento do pigmento. |
Resina de Álcool (Poliéster) | * | * | * | * | Flexível. Geralmente usado como resina auxiliar para ajustar a tenacidade. |
Resina Termoplástica de Poliuretano | * | * | * | - | Alta flexibilidade de design molecular, a principal resina para tintas compostas de uso geral em embalagens flexíveis. Também utilizado em tintas de impressão de superfície, muitas vezes em combinação com nitrocelulose. |
Resina Acrílica Termoplástica | * | * | * | - | Geralmente usado para rótulos retráteis e vernizes. |
Dispersão Aniônica de Poliuretano | * | * | - | * | Excelente adesão ao PET, náilon, excelente flexibilidade (especialmente flexibilidade em baixas temperaturas). Comum em tintas para embalagens flexíveis de alimentos ou em algumas aplicações de materiais de construção. |
Resina Acrílica de Polipropileno Aniônico (Emulsão) | * | * | - | * | A principal resina para tintas à base de água, com estruturas moleculares altamente personalizáveis, mas geralmente tem a desvantagem de ser termicamente pegajosa e quebradiça. Geralmente, é utilizada uma estrutura de copolímero estireno-acrílico, com resinas de estireno de baixo peso molecular utilizadas para dispersão de pigmentos e resinas de estireno de alto peso molecular utilizadas para ligação e fixação. |
Pigmentos
A tonalidade, concentração, resistência à luz, resistência ácido-álcali e outras propriedades da tinta são determinadas pelos pigmentos. Os pigmentos também têm certa influência na fluidez e brilho da tinta. Variedades representativas de pigmentos estão listadas na tabela abaixo:
Classificação | Exemplos típicos de pigmentos | ||
Pigmentos Orgânicos | Pigmentos Azo | pigmento do lago (Sal insolúvel) | Disazo Reds como PR48:1, PR48:2, PR48:3, PR49:1, PR53:1, PR57:1, etc. |
Monoazo | PY74 Amarelo e Catecol Vermelhos como PR146, PR112, PR170 | ||
Diazo | PY12 Amarelo, PY13 Amarelo, PY14 Amarelo, PY83 Amarelo, PO13 Laranja, PO34 Laranja | ||
Condensação Diazo | PR144 Vermelho, PR166 Vermelho | ||
Ftalocianinas | Phthalo Blue 15:3, 15:4, Cobre Ftalocianina Verdes G-7, G-36 | ||
Quinacridons | Quinacridona Vermelho PR122, PV19 Roxo | ||
Pirazoloquinazolinas | Pirazoloquinazolina Vermelho PR254 DPP Vermelho | ||
Quinolinas | Quinolina Violeta | ||
Outro | Amarelo Benzimidazolona PY180, Amarelo Isoindolinona PY110, Quinolina PY81 Vermelho Pêssego, PV3, etc. | ||
Pigmentos Inorgânicos | Dióxido de titânio | Rutilo, Anatásio | |
Negro de Fumo | Preto do forno, preto da lâmpada, preto rápido, preto do canal, etc. | ||
Outro | Sulfato de Bário, Carbonato de Cálcio, Sílica | ||
Pigmentos de Efeitos Especiais | Pó de prata (alumínio), pó de ouro (cobre e zinco), pó de pérola, mudança de cor | ||
Para o produto final impresso, as propriedades do pigmento estão intimamente relacionadas a questões de durabilidade, como resistência à migração em diferentes materiais e conteúdos de embalagem, resistência ao calor, resistência química e resistência à luz. Uma das preocupações mais comuns é a resistência à luz.
Solventes
Nas tintas de rotogravura, o componente mais abundante é o solvente. Geralmente, a escolha do tipo de solvente é baseada na resina selecionada para a tinta, e os ajustes necessários são feitos com base em possíveis problemas que possam surgir durante o uso da tinta.
O solvente ideal deve ser eficiente, econômico e inofensivo. A água é a escolha ideal, reduzindo significativamente as emissões de COV, prevenindo a poluição atmosférica, não prejudicando a saúde humana e sendo incombustível. No entanto, a água também tem diversas limitações que restringem a sua utilização como solvente. Nos últimos anos, houve algum desenvolvimento no uso de água como solvente para tintas.
No sistema industrial atual, devido à sua forte eficácia e disponibilidade imediata, os solventes orgânicos continuam indispensáveis para tintas de alta qualidade. Esses solventes, após uso extensivo e triagem, incluem principalmente benzeno, cetonas, álcoois, éteres e refrigerantes. Nos últimos anos, o uso de benzeno e cetonas foi restringido devido a questões de segurança e saúde. Devido à necessidade de volatilidade, o ponto de ebulição das tintas flexográficas e de rotogravura é mais baixo, normalmente na faixa de 70 a 150°C, enquanto as tintas para jato de tinta têm um ponto de ebulição mais alto, geralmente na faixa de 150 a 260°C.
Solvente | Nome do solvente | Ponto de ebulição*1 em 760mmHg | Ponto de inflamação*1 | Tensão superficial*1 (Dyn/cm) | Parâmetro de solubilidade*2 | Taxa de Vaporização*3 |
Água | 100,0 | - | 72,0 | 23.2 | 40 | |
Hidrocarbonetos Alifáticos | N-Heptano O-Ciclohexano Metilciclohexano Tolueno Xileno | 68,7 80.719 100.934 110.625 139~142 | <-23.℃ -17.℃ -1.℃ 4.4.℃ 17~25.℃ | 17,9 24,38(25℃) 23.17(25℃) 27,92(25℃) 28~30 | 7.3 8.2 7,8 8,9 8.8 | - - - 205 70 |
Ésteres | Acetato de Etila Acetato de isopropila Acetato de butilo Acetato de butilo Acetato de butilo | 77.114 89 101,55 118,0 126.114 | -4℃ 4,44℃ 14.4℃ 17,8℃ 27.℃ | 23,75 22.1(22℃) 24.28(20℃) 23,7(20℃) 25.09(20℃) | 9.1 8.4 8.8 8.3 8,5 | 615 500 276 145 100 |
Cetonas | Acetona Metil Etil Cetona (MEK) Metil Isobutil Cetona (MIBK) | 56.12 79,64 115,9 | -17,8℃ -7,2℃ 15.6℃ | 23,7 23,97(24,8℃) 25,4(25℃) | 10,0 9.3 8.4 | 1160 572 160 |
Álcoois | Metanol Etanol Isopropanol N-Propanol Isobutanol N-Butanol | 64,6 78,3 82,4 97,2 107,9 117,5 | 12.℃ 14.℃ 11.7℃ (27.℃) (27,5℃) 35.℃ | 22h55(20℃) 22.1(25℃) 21.7(20℃) 23,8(20℃) 23,0(20℃) 24,6(20℃) | 14,5 12,7 11,5 11.9 11.1 11.4 | 200 190 150 100 70 50 |
Polióis | Éter metílico de propilenoglicol Éter metílico de dipropilenoglicol Éter etílico de dipropilenoglicol Éter butílico de dipropilenoglicol | 120,0 194,1 202,0 230,4 | (39.℃) (93.℃) (96.℃) (93.℃) | 27,1(20℃) 34,8(25℃) 31,8(25℃) 33,6(25℃) | 9,5 10.2 9.6 8,9 | 71 <1 <1 <1 |
Taxa de evaporação: Valor determinado em um sistema aberto com acetato de n-butila definido como 100. (℃)
*1 Solvent Handbook 6ª Edição, por Shozo Asahara (1985)
*2 Manual do usuário Shell BLENDOPRO 4.0, unidade: [cal/cm;]1/2
*3 Visão geral do Paint 4ª edição, Comitê Editorial do Paint Overview (1971)
Aqui, as propriedades da água parecem muito diferentes em comparação com outros solventes. Do ponto de vista molecular, o peso molecular da água (H2O) é de apenas 18 e tem uma polaridade elevada, o que a torna inerentemente uma substância muito ativa. No entanto, existem fortes ligações de hidrogénio entre as moléculas de água, semelhantes a ímanes, que agrupam firmemente a água líquida. Na verdade, as moléculas de água mudam de H2O para (H2O), o que significa que as moléculas de água se tornam maiores e mais pesadas.
Esta é a razão fundamental das propriedades únicas da água. Especificamente, ele exibe:
A evaporação requer uma quantidade significativa de absorção de calor:O calor latente de vaporização da água é 539 (cal/g), enquanto o etanol típico é 204 (cal/g) e o acetato de butila é 74 (cal/g). O calor latente de vaporização da água é várias vezes maior que o de outros solventes comumente usados.
A secagem é lenta: A taxa de evaporação é aproximadamente 1/5 da do etanol e 2/5 da do acetato de butila.
Fraca capacidade de umedecimento: As aplicações em substratos de baixa polaridade encontram dificuldades significativas, e os aditivos para resolver este problema muitas vezes têm efeitos colaterais e enfrentam restrições de COV.
Além disso, a água tem baixa lubrificação, o que afeta a adequação da lâmina raspadora, impactando assim a vida útil do rolo de placa ou rolo anilox.
Considerando todos esses aspectos de forma abrangente, utilizar a água como solvente é, sem dúvida, uma tarefa desafiadora.
Aditivos
Embora pigmentos em pó, resinas e solventes formem a estrutura básica da tinta, ainda é necessário personalizar a tinta de acordo com o uso pretendido e as necessidades do cliente.
Classificação | Finalidade de Uso Principal | Componentes |
Dispersantes de Pigmentos | Melhorar a dispersão do pigmento Evitar a acomodação Melhore a estabilidade do armazenamento | Agentes específicos de baixo peso molecular ou de alto peso molecular com uma estrutura particular, derivados de pigmentos |
Antiespumantes | Inibir bolhas de tinta Evite defeitos de filme em material impresso | Silício, óleo mineral, álcoois superiores |
Umedecimento e Nivelamento | Agentes Promovem o espalhamento e o nivelamento da tinta nos substratos | Surfactantes, solventes de baixa tensão superficial, como éteres de álcool |
Agentes de deslizamento | Melhorar a resistência ao atrito, resistência a arranhões, adesão | Cera sintética, cera natural, silício, ácidos graxos |
Agentes de Cura | Melhorar a resistência à água, resistência ao calor, resistência química, aumentar a resistência do composto, melhorar a adesão | Isocianatos Agentes de cura epóxi Íons e compostos metálicos |
Plastificantes | Aumenta a flexibilidade e a adesão do revestimento, melhora as propriedades de formação de filme das resinas, evita o branqueamento | Ácido cítrico, (poli)álcoois, óleo de soja epóxi, etc. |
Processo de fabricação de tinta
Os vários componentes da tinta devem ser misturados de forma adequada. Quando os pigmentos são pigmentos especiais não aglomerativos, normalmente a agitação em alta velocidade é suficiente para misturar. Porém, quando os pigmentos são aglomerativos, equipamentos de moagem de alta energia devem ser utilizados para refinamento. O processo típico de fabricação de tinta inclui as seguintes etapas:
1. Formulação e pré-mistura, geralmente feita em misturador.
2. Moagem: Uso de forças de cisalhamento e impacto para pulverizar materiais, normalmente feito com um moinho de esferas.
3. Ajuste: Ajustando as propriedades da tinta para garantir as características físicas.
4. Filtração, enchimento, embalagem, inspeção e armazenamento.
A etapa mais crucial é a moagem, onde um moinho de esferas que utiliza esferas de alta densidade para impacto e cisalhamento é amplamente utilizado em tintas líquidas. Devido à alta volatilidade das tintas à base de solvente, normalmente é utilizado um moinho de esferas fechado. Em geral, equipamentos avançados e processos operacionais são igualmente importantes para o resultado final.
Misturador: Mistura de materiais e pré-dispersão.
Moinho de contas: Dispersão de materiais de média a baixa viscosidade (colisão e cisalhamento com meios de alta densidade, operação fechada, amplamente utilizado).
A moagem de esferas é o processo de moagem fina de partículas de pigmento e obtenção do encapsulamento completo da resina. A finura e a temperatura devem ser adequadas, e o índice de finura da tinta ao sair da fábrica é geralmente o tamanho máximo de partícula.
Propriedades e especificações da tinta
Após a conclusão da produção da tinta, vários indicadores de fábrica são testados. Contudo, como parte do próprio design da tinta, vários indicadores de design devem ser considerados e calibrados durante o design da formulação. A tabela abaixo fornece alguns exemplos:
Experimentar | Itens de qualidade |
Aparência da tinta | Moagem (dispersibilidade), viscosidade, fluidez, tom de cor, brilho, gravidade específica, conteúdo de sólidos, valor de pH, estabilidade de armazenamento, etc. |
Adequação de impressão | Adaptabilidade da lâmina, desempenho de bloqueio, reprodução de pontos, propriedades de secagem, capacidade de redissolvência, propriedades antiespumantes, estabilidade na impressão, capacidade de limpeza, etc. |
Propriedades do revestimento | Resistência ao atrito, resistência ao calor, adesão, resistência a arranhões, antiadesão, resistência química, resistência à luz, repelência à água, solventes residuais, escorregadio, etc. |
Pós-processamento | Propriedades Resistência ao atrito, adesividade térmica, adequação à selagem térmica, compatibilidade com laminação, etc. |
Esses indicadores requerem equipamentos especializados, muitos dos quais bem conhecidos. Além disso, precisamos de considerar restrições não convencionais baseadas nos regulamentos legais aplicáveis à utilização final, tais como metais pesados, aminas aromáticas, plastificantes, COV específicos, etc. apenas para verificação. A excelente qualidade depende mais do design do que da inspeção. Esta afirmação é particularmente aplicável na indústria de tintas.
