WO1980001472A1 - Polishing method of a support - Google Patents

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A Amon
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    • B05D5/06Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • B05D5/061Special surface effect

Definitions

  • Procézier de brilliantage d'un support L'invention est relative à un supervised de brilliantage d'un supportl de son impression ou de son vernissage.
  • the figure 1 in the form of a coupe longitudinal.
  • Stabilisateur MARK 275 (Vitco Chem.) 1 Cire MP 26 VP (Micro Powders Ine.) 1.5 Viscosite 120-130 "CP6 (1700 à 2000 eps)

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Description

Procédé de brillantage d'un support 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 a grand brillant qui utilisent des vernis à deux composants, comme par exemple, le MIRA-SLOS RT 101 C de POLYMER INDUSTRIES (Springdale, Connecticut, U.S.A.), fondé sur des pre-polyméres contenant des groupes isocyanates. Le processus de réticulation de ces vernis polymérisables est fortement dépendant de la temperature de stockage, de l'humidité relative et du type de substrat verni, et dure de 2 à 10 jours. De plus, si les conditions de travail données par le fabricant ne sont pas respectées, il y a risque de collage en bobine.
On connait également, par le brevet francais No. 1.442.656, un procédé pour l'obtention en continu de surfaces à grand brillant sur des papiers ou des tissus recöuverts d'une couche de vernis à deux composants, reagissant entre eux pour le polymériser, et d'une feuille de polyéthylène ou de polypropyléne 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 reticulation ne permet donc pas de travailler en continu. Un autre inconvénient de cette longue dure"e de réticulation est la diffusion des composants du vernis non réticule 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'eviter ainsi le long delai d'attente requis pour parfaire la Polymerisation du vernis par réaction de ses deux constituants entre eux et d'obtenir une brillance supdrieure à celle que l'on obtient par les procédés usuels précités. L'-explication de ce résultat, assez surprenant, est lie 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 röticulation.
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 et polie étant perméable à un rayonnement ionisant. II est caracterise en ce que l'on imprime ou vernit soit le support, soit la surface brillante et polie, que l'on amene 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 penetration de ce dernier à travers le support ou la surface brillante et polie et que l'on sépare cette derniere du support imprimé ou verni.
Un avantage particulier du procédé réside dans le temps de contact trés court du vernis non polymérisé et de la surface du support a brillanter. En effet, dans le cas de brillantage de supports adsorbants, les molécules de monomere ou de prépolymère sont immediatement réticulées et n'ont pas le temps de diffuser dans la couche du support. On évite ainsi toute pollution du support par des especes chimiques de bas poids moléculaire, point trés important dans le domaine de l'emballage des produits alimentaires.
Un autre avantage de ce procédé réside dans le fait qu'il peut etre realise aussi bien par vernissage que par impression au moyen d'encres imprimé es soit en offset sec ou humide, en hélio ou en sérigraphie. II permet d'imprimer avec brillantage sur des σbjets non plans, non continus, et/ou adsorbants. La description detaillée qui suit permettra de mieux comprendre toutes les possibilités de ce procédé.
Dans le cas ou le rayonnement ionisant auquel on a recours est un rayonnement U.V., les ingredients des vernis photopolymérisables comprennent des monomères, oligomeres et prépolyméres, photoinitiateurs, stabilisants et additifs. Les encres comprennent en plus des Pigments.
Parmi les monomères, on peut mentionner les produits suivants : le 1,6 hexanediol diacrylate HDDA et le trimethylol propane triacrylate TMPTA commercialisés par la Celanese Corporation. Parmi les oligomeres-acryles utilisés dans les encres, on peut citer les polyols, les époxy, les uréthanes, les polyethers, les polyesters et les alkydes. La chimie des vernis et encres peut également etre basée 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 photoinitiateurs, on peut utiliser des sels inorganiques et organo-métalliques actifs dans la polymérisation ionique. Ces möthodes de photopolymérisation sont decrites dans un ouvrage du Professeur S. Peter Pappas, intitulέ "UV Curing : Science and Technology" (publie par Technology Marketing Corporation, Stanford, Connecticut, U.S.A.). Comme rayonnement ionisant, on peut utiliser des rayons UV, β ou ɣ , pour autant que le vernis ou l'encre utilisés se polymérisent de facon instantanée sous l'influence de ces rayonnements et sont, tout ou en partie, permdables à ces rayonnements. Soit la feuille brillante et polie au contact du vernis ou de l'encre, soit le support doit etre permeable au genre de. rayonnement utilisé.
Le dessin annexe représente, schématiquement et à titre d'exemple, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et des variantes.
La figure 1 en est une vue en coupe longitudinale.
Les figures 2 à 4 sont des vues similaires à la figure 1 de trois variantes.
Le dispositif représente à la figure 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 polymerique 3 perme'able aux rayons U.V. 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 debitée en continu à partir d'une bobine 5 et reenroulόe 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 deplace de facon 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 U.V. 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 ou ce dernier serait permeable aux rayons U.V. Dans ce cas, il n'est pas nόcessaire que la pellicule 3 soit également perméable aux rayons U.V.
Selon la Variante reprdsentée à la figure 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 pre"vu sur son passage en direction des rouleaux de calandrage 8, afin de permettre d'évaporer un solvant non polymérisable sous l'action des rayons U.V, que le vernis ou l'encre d'impression pourraient contenir.
Selon la Variante représentée à la figure 3, la pellicule de brillantage 3 est remplacée par un cylindre 10 à haut brillant de surface, prdsentant 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 U.V., soit la paroi cylindrique du cylindre 10, soit le support 1 doit etre transparent. Si, par contre, les sources de rayons ionisants 7 ou 7a sont des sources de rayons ß et/ouɣ, 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 figure 4, la pellicule polymérique peut être constituée par une bande sans fin 13 entralnée 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 applique directement sur le support 1.
II y a lieu de noter que, dans les dispositifs représentes aux figures 1 et 2, le rouleau de calandrage superieur 9 joue le rôle de délamineur facilitant le detachement de la couche d'encre ou de vernis brillantée de la pellicule polymérique 3 avant le réenroulement de cette derniere sur la bobine 6. Dans les dispositifs représentes aux figures 3 et 4, les rouleaux 9 contribuent également au detachement de la couche d'encre ou de vernis brillantée du cylindre 10, respec tivement de la bände sans fin 13.
Les formules suivantes d'encre et de vernis peuvent etre utilisées pour la mise en oeuvre du procédé.
Exemple 1
Un vernis de composition suivante :
Derakane XD 8008-04 (Dow Chem. ) 16
TMPTA (Gelanese Corporation) 38
HDDA (Celanese Corporation) 35
Benzophénone (solution à 40% éthylglyeol) 7,5
Triéthanolamine 3 Stabilisant MARK 275 (Witco Chem.) 1
ayant une viscosité de 24" mesurée à la CFA (~ 70 cps), est imprimé par procédé héliogravure à raison de 2 à 3 g/m sur un support opaline preimprimé. L ' operation de brillantage du vernis haut brillant a été effectuée au moyen du dispositif représenté à la figure 1, en utilisant deux lampes UV de 80W/cm et une vitesse d'impression du vernis de 80 m/min. Aprés delaminage en sortie de machine, on obtient une impression vernis à trés 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 Benzophenone (solution à 40% dans éthylglycol) 7,5 Triéthanolamine 3
Stabilisant MARK 275 (Vitco Chem.) 1
est dilue à l'alcool όthylique (environ 40%) pour obtenir une viscosité de 25" en CPA.
L'application de ce vernis à raison de 2 à 3 g/m est effectuée sur une pellicule de polypropylène non traitée, au moyen du dispositif représente à la figure 2. Aprés délaminage, directement à la sortie de la machine, la surface de support présente un haut brillant.
Exemple 3
Un vernis de composition suivante :
Resine polyester Ebecryl 830 (Union Chimique
Beige) 56 TMPTA (Celanese Corporation) 26
Benzophénone (à 40% dans éthylglycol) 12,5
Triethanolamine 3
Stabilisateur MARK 275 (Vitco Chem.) 1 Cire MP 26 VP (Micro Powders Ine. ) 1,5 Viscosite 120-130" CP6 (1700 à 2000 eps)
est imprime en offset sec sur un support preimprimé avec des encres conventionnelles. L'impression et le laminage ont éte réalisés en laboratoire sur un appareil IGT AC2. Aprés 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
CaCO3 max.5
Benzophénone 4-5
Michler Ketone 1-2,5
D'impression est effectuée à l'aide d'un appareil IGT AC 2, puis est mise en contact intime avec une plaque de quartz. Après séchage saus lampe UV et delaminage, on obtient une impression ayant un excellent brillant de surface.
Exemple 5
Une impression sérigraphique est réalisée avec une encre de composition suivante :
Ebecryl 584 ou 593 (Union Chimique Beige) 25
Ebecryl 830 (Union Chimique Beige) 25
HDDA 5
Benzophénone 5-8
Michler Ketone 1-2 Ethylketone 1-2
Uvecryl P 104 (Union Chimique Beige) 3-5
Modaflow (Monsanto) 1-3
Pigments 5 CaCO 3 3 , 5
sur un support PVC. Aprés impression, un film de polypropylene non traite" est soigneusement applique sur l'-image non sechée et le tout est passe dans une calandre à une faible pression. Aprés séchage sous lampe UV, le film est enleve" et l'on obtient une impression ayant un haut brillant.
Exemple 6
Même type d'impression que décrit dans l'exemple 1 , mais réalisé avec un vernis à photoinitiation ionique de composition suivante :
FC-507 (3M Company) 10
Triéthylene glycol 15
ERL-4221 (Union Carbide) 75
FC-171 surfactant (3M Company) 0,5
Après refroidissement et délaminage en sortie de machine, on obtient une impression vernie à trés haut brillant.

Claims

Revendications
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) etant perméable à un rayonnement ionisant, c a r a c t é r i s é en ce que l'on imprime ou vernit soit le support (1), soit la surface brillante et polie (3, 10,13), que l'on amene en regard du support (1), et que l'on expose l'encre ou le vernis (2) intercale 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 separe cette dernière du support imprime ou verni.
2. Procéde selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'on utilise une surface brillante et polie (3,10,13) à laquelle l'encre ou le vernis (2) polymérise adhere moins fort qu'au support (1).
3. procéde selon la revendication 1, c a r a c t é r i ¬s é en ce qu'on utilise une encre ou un vernis (2) polymérisable sous l'influence d'un rayonnement UV.
4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend une calandre (8,9,10) et au moins une source (7,7a) de rayonnement ionisant disposes dans la zone de calandrage de la calandre.
5. Dispositif selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend une pellicule polymérique (3) debitée en continu à travers la calandre entre deux bobines (5,6), une face brillante et polie de la pellicule (3) etant maintenue au contact d'une face imprimée ou vernie d'un support (1) déplace de facon synchrone avec la pellicule polymérique (3) par des rouleaux de calandrage (8,9) disposes de part et d'autre d'une source (7,7a) de rayonnement ionisant.
6. Dispositif selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend une pellicule polymérique (3) debitée en continu entre deux bobines (5,6), une unité d'impression (11) au contact d'une face brillante et polie de la pellicule (3) en regard d'un support (1) et des rouleaux de calandrage (8,9) disposes au delà de l'unité d'impression (11), de part et d'autre d'une source (7,7a) de rayonnement ionisant, le tout de fagon a appliquer la face imprimée ou vernie de la pellicule (3) contre le support (1) deplace de fagon synchrone avec cette dernière lors de l'irradiation de l'ensemble.
7. Dispositif selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend un four de séchage (4) dispose sur le passage de la pellicule (3) de l'unité d'impression (11) aux rouleaux de calandrage
(8).
3. Dispositif selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é en ce que la calandre comprend un cylindre (10) a haut brillant de surface présentant une faible adhesion au vernis ou encre une fois polymérise par une source de rayonnement ionisant (7,7a).
9. Dispositif selon la revendication 8, c a ra c t ér i s é en ce qu'il comprend une unite d'impression (11 ) au contact du cylindre (10) à haut brillant de surface, le tout de fagon 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, c a ra c t éri s é en ce que la source de rayonnement ionisant (7) est disposée à l'interieur du cylindre (10) à haut brillant de surface, la paroi cylindrique du cylindre (10) etant permeable au rayonnement ionisant.
11. Dispositif selon la revendication 4, c a ra c t ér i s é 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, c a r a c t e r i s e en ce que la bände sans fin (13) est permeable au rayonnement ionisant, afin de permettre d'irradier a travers eile l'encre ou le vernis (2) intercalé entre la bande (13) et le support (1).
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