UV上光油主要由齐聚物、活性稀释剂、光引发剂及其他助剂组成。
◆齐聚物
齐聚物又称预聚物,是UV上光油中最基本的组份。它是成膜物质,其性能对固化过程和固化膜的性质起着重要作用。从结构上看,齐聚物都为含有C=C不饱和双键的低分子树脂,大都为丙烯酸树脂。
目前,常用于UV上光油中的齐聚物有环氧丙烯酸树脂、聚氨酶丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂等。环氧丙烯酸树脂具有固化速度快、价格便宜等特点,制成的上光油涂布于纸或纸板上,能使其具有良好的耐化学药品性和较高的机械强度。聚氨酯丙烯酸树脂具有柔韧性好、弹性强、光泽度高等特点,但价格较贵,常与环氧丙烯酸树脂混合使用。聚酯丙烯酸树脂黏度低,柔韧性好,价格较便宜。由于它对非吸收性承印物如塑料、金属等的附着力好,因此常用作这类材料的上光油,一般与其他树脂混合使用,有时可作上光油的稀释剂,用来调节环氧丙烯酸树脂和氨酯丙烯酸树脂的黏度。
◆活性稀释剂
活性稀释剂也叫交联单体,是一种功能性单体。它在上光油中的作用是调节黏度、固化速度和固化膜性能。活性稀释剂结构上也含有C=C不饱和双键,目前使用的大多是丙烯酸酯类单体。由于含有丙烯酸基的数量不同,可分为单官能度、双官能度和多官能度三类。官能度不同的活性稀释剂,稀释效果和固化速度都不同。一般来说,官能度愈多固化速度愈快,但稀释效果愈差。常用的双官能度上光油活性稀释剂有:己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酶(NPGDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)等;三官能度的有:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等。
◆光引发剂
光引发剂是能吸收辐射能,经过化学变化产生具有引发聚合能力的活性中间体的物质,是任何UV固化体系都需要的主要成分。
光引发剂可分为夺氢型和裂解型。夺氢型光引发剂需要和一含活泼氢的化合物(一般称助引发剂,通常为胺类化合物)相配合,通过夺氢反应形成自由基。它是双分子光引发剂,在上光油中常用的有二苯甲酮(BP)等。裂解型光引发剂受光激发后,分子内分解出自由基,是单分子光引发剂。在上光油中常用的有1173(α一
羟基异丙基苯甲酮)、184( α一 羟基环已基苯甲酮)等。
◆助剂
助剂主要用来改善油墨的性能。UV上光油中常用的助剂有稳定剂、流平剂、消泡剂等。
稳定剂用来减少存放时发生热聚合,提高上光油储存稳定性。常用的稳定剂有对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2,6一二叔丁基甲苯酚等。
流平剂用来改善上光膜面的流平性,防止缩孔的产生,同时也增加了上光涂层的光泽度。
消泡剂消泡剂用来防止和消除上光油在制造和使用过程中产生的气泡。
普通的UV上光油虽然不含有溶剂,但由于所用的齐聚物一般黏度都较大,为了涂布需要,必须加入低分子的活性稀释剂,它们一般都具有一定的挥发性或刺激性,对环境仍有危害。因此,目前已研制开发出水性UV上光油,它不必借助活性稀释剂来调节黏度,而是用水或增稠剂来控制上光油的流变性能,解决了挥发性和刺激性问题,是一种理想的环保型产品,是上光油今后的发展方向。
UV上光操作要求
UV光油在正确的存储环境中是一种不结膜材料,就像食用油放在空气中表面不会结一层干燥的膜一样。UV光油见到紫外光,如阳光、电焊弧光、晒版灯光后会立即固化。但一般日光灯、白炽灯等照明光源不会引起UV光油固化。
考虑到UV光油的以上特性,在使用UV光油时应注意以下几点:
◆储存
UV上光油要尽可能在低温状态下储存,在通风阴凉处或冰箱中储存,其保质期通常为1年;如果在较高温度下储存,则很容易变质或变硬。也要在阳光不能直接照射到的位置,否则UV光油会在阳光中的紫外光作用下固化在涂布辊上。若不能避开阳光直射,也应该用红黑窗帘挡住太阳光线。
◆温度要求
UV光油的正常使用温度为50-55℃,在冬季低温使用时需用恒温水域对UV光油进行循环加热,使其黏度达到设计使用粘度,这样有利于UV光油流平和快速固化。UV光油在经过UV灯辐照区域时,最佳温度应为50-60℃,因为在这个温度下UV光油固化快,固化后附着力强。也就是说,在UV灯下面并非温度越低越好。有些厂家在冬季低温厂房上光时,出现附着力不好,流平性不好,其原因主要就在于此。
◆类型多样,需要选择
油墨不同,选择相配套的UV上光油和助剂也会不同,否则会影响上光层的牢固度或油墨同上光油之间起化学反应。
UV光油的使用黏度依上光机的种类而异,要根据上光机的机型选用专用上光油。若UV光油黏度达不到上光机所需要的黏度,可用稀释剂撤粘或用增稠剂加粘。但经这样调节后,会损失UV光油的固化速度、亮度和附着力等。UV光油流到上光机传动轴的转动部分,在高温下会粘在传动轴上,影响传动。因此应注意清洗轴头。
金卡纸、PFT等特殊承印材料要根据各自的表面性质,选用专用的UV上光油。使用UV凸版机、胶印机(后固化)直接印光上光层薄、光泽性差,可单张或卷筒上光,可局部或整体上光,上光油黏度大。
◆使用注意
UV上光的墨层或涂层不能太厚,否则UV上光油不能很好地固化在承印物上。
目前来说,UV上光油还不能与普通油墨和普通上光油混合使用。当从普通油墨印刷转换成UV油墨印刷时,应彻底清洗墨斗和墨辊后,方可再进行印刷。另外,辅助剂也只能用UV印刷专用辅助剂。
油墨和上光油一定要干燥固化彻底,否则其牢固度和耐刮擦水平达不到最大程度,有条件的客户可安排多任务位干燥,确保油墨和上光油干透。
涂布上光利用两辊或三辊装置涂布上光。可安装在卷标机上同步运行,适合卷筒纸。也可作为上光机独立上光,适合单张纸。上光静电低,上光层受速度变化、上光装置精度的影响,上光油粘度低,适合整体上光。
柔版机上光先进的上光原理,利用网纹棍精确控制上光量,可局部或整体上光,上光油黏度低。
◆清洗
UV上光油需用专用的清洗剂或醋酸乙酯清洗,而用汽油、煤油是洗不掉的。
◆节约小法
上光时被刮去的UV光油会将已印在承印材料上的油墨带到上光机上的UV光油中,使上光油着上颜色。不过,经过过滤沉淀后,这些光油还可继续使用,不必扔掉。
◆应急处理
虽然目前UV上光油的刺激性已大大降低,但其中的光引发剂、稀释剂对人的皮肤还是有一定的刺激作用。上光操作中,皮肤若碰到UV光油,应立即用肥皂水洗掉,否则可能会出现皮肤红肿、起泡。
UV上光的意义及发展趋势
在全球范围内,从事UV印刷的企业的销售增长几乎是其传统胶印竞争者的三倍,UV技术代表了质量的最高水平,联线作业高效、稳定,所有的安全条例得以遵守,对于使用者的健康来说,与传统胶印同样无害。UV油墨和上光层在印刷机内经UV射线照射立即固化,印张可立即投入印后加工。UV上光进行印后加工,不仅为印刷品带来高光泽,而且防止刮伤。
同样UV上光工艺避免了由于材料本身变形,造成卷标在包装瓶体上翘边脱落现象,这样,印刷机的速度不受上光工艺的影响,可快速印刷加工。可快速联机上光、提高了生产率、降低了消耗。
目前,作为一台UV专用印刷机的一个可选方案,可提供双重上光的印刷机,这使在普通油墨上进行联线UV上光成为可能,而且成本更低,也可使用经试验证明性能可靠的特殊颜色。这种应用的先决条件是印刷机带有两个上光单元,且带有中间干燥设备。
对于联线印后加工来说,另一个不确定因素是混合印刷技术。可以使用传统的矿物油基的油墨,也可使用混合油墨,设想印刷机已经被适当改装。由于混合油墨的表面化学成分与UV油墨相同,因而避免了上光粘连和杂质影响光泽度造成的问题。
高光和哑光效果可以由一台印刷机达成。例如:设计为混合颜色的活件在前面的印刷单元中印刷,通过UV中间干燥单元干燥,个别部分使用传统油墨和进行传统上光,然后进行最后的UV上光及冷却,所有使用混合油墨印刷的地方表面均具有高光泽度。所有使用传统油墨/光油的地方,由于普通油墨和UV光油的相互作用呈现哑光效果、层次感强,视觉和触觉上与塑料上光相似,代表了一种未来的设计方向。从这一角度,结合不同效果的可选方案是多种多样的。
可以说混合印刷技术为UV技术的使用开辟了道路—仍可作为一种独立的方案。此外,对于不能充分使用UV印刷机进行生产的印刷企业来说,混合技术是一项具有吸引力的可选方案。
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