UV油墨的组分和特性为了解UV油墨最新的技术进展和UV油墨具体使用性能的提高,掌握油墨的化学基本知识是有帮助的。UV油墨的配方主要有单体和齐聚物。单体是低分子量的活性稀释剂,生成一种匀质溶液使油墨具有表面特性。单体分三种:活性低的单功能单体、中等活性的双功能单体和三功能单体。三功能单体的固化最快,生成的表面最硬。单体为100%固体,不像溶剂那样释放挥发性有机化合物。单体一旦固化,它们就成为墨膜的聚合物基体的一部分。单体赋予油墨的表面特性,齐聚物决定固化墨层的最终性能,包括挠曲性、耐气候性和耐化学性。齐聚物的分子量高,形成UV油墨的主要化学主体。它有几个种类,有环氧丙烯酸盐、聚酯、聚氨酯和其他种类。固化时,它们在分子级链接的方式不同。丙烯酸类型在网印油墨中最常用,因为它的功能广泛。光引发剂是UV固化起始和完成的重要组分,它们吸收光源聚集在印刷品表面上的UV能量,UV能量引起光引发剂分裂成活性物质,接着这些活性物质再引发化学反应,即聚合反应,聚合反应将液体油墨转化成固体墨层。网印油墨常用的光引发剂有两种:自由基光引发剂和阳离子光引发剂。UV光没有足够的能量使墨层内的活性分子相互作用生成自由基,因此,要在配方中添加自由基光引发剂。当光引发剂分子曝露于一定波长的UV光时,它们吸收光生成自由基,引发交联反应,结果发生瞬时聚合。自由基光引发剂使用最为普遍,用于90%以上UV网印油墨。用阳离子光引发剂配制的UV油墨一般含有与自由基光引发剂配制的油墨不同的单体和齐聚物,但这些油墨的真正区分在于光引发剂反应的方式。阳离子光引发剂一般是芳基四价硫化物盐,当曝露于UV光时生成一种酸催化剂,这种酸催化剂激发聚合反应。与自由基的化学不同,在移开UV光后阳离子反应还会继续。阳离子光引发剂在网印UV油墨中只占5%~8%。油墨固化后的物理状态受光源结构的影响很大,固化油墨层的最终性能取决于以下4个主要因素:1、UV辐射,用mW/cm2表示2、光谱输出量,UV光的波长单位为nm3、UV能量,用mJ/cm2表示4、红外能量或热量最新的UV油墨的遮盖力更强,厚墨层也能固化,理解什么是UV曝光和它怎样作用于油墨已不再重要。在UV网印油墨与UV灯之间有许多相互反应,所有这些反应都对成品油墨的使用性能产生影响,决定固化装置的最佳构造。固化过程的两个关键因素是辐射量和能量,印刷者经常测量但又时常误解。辐射量是达到油墨表面的辐射功率,辐射量峰值是最高的功率值,它发生在UV光的焦点上,如果固化装置的反射器不能很好地聚光,辐射量低于最佳值,结果是固化速度降低或者油墨层固化不足。UV能量是辐射量与时间两个独立变量的乘积,每秒1瓦特的辐射量等于1焦耳的辐射能量。一般在没有表示辐射量时提到辐射能量,两者组合合适才能产生最好的固化条件。当固化颜料含量高、不透明油墨或厚墨层时,较高的辐射量对固化的影响要比能量大。油墨配制者与光引发剂供应商一起研发出与中压汞蒸汽灯的UV输出相匹配的油墨,这种灯用在网版印刷大多数的固化设备中。设计用于颜料油墨的光引发剂一般吸收330~400nm的波长。对于油墨配制者,必须考虑到光引发剂吸收曲线的两个不同性质。1、吸收哪一段波长的光?2、吸收的强度是多少?UV油墨的所有成分都吸收UV能量,但吸收的波长不同,了解这一点很重要。在图1中说明了这一概念,并将无颜料UV油墨与颜料油墨的吸收状况加以比较。 图1 油墨成份吸收UV能量的差别很大。上面的表说明了这点。颜料和树脂受较短的UV波长的影响,光引发剂对较长的吸收更显著不透明的颜料油墨与非颜料UV光油相比较,对 UV辐射和能量的峰值以及UV光谱的反应不同。为颜料涂料固化而研发的光引发剂一般在较长波长(300~450nm)之间的光衰减系数比透明涂料高,较长波的光是厚UV涂层达到完全固化所必需的,因此灯泡的特点与要固化的涂料的性能相匹配至关重要。这一方法使固化速度和整体生产力达到最佳化。网版印刷的设备制造商也改进了技术,制造的机器生产量提高,安装时间缩短。因为对速度的需求,油墨制造商不得不开发UV曝光少、固化速度快的油墨,配制与灯的光谱输出相匹配的油墨是高速印刷成功的关键。随着数码印刷的最新发展,有人设想网版印刷将会被淘汰,但UV固化网印油墨在技术上的突破正在不断确立新的使用性能标准,并且提升了数码印刷与网版印刷在速度和通用性方面竞争的门槛。目前,UV网印油墨能用于多种特殊产品,使产品具有多样化和装饰性外观,这些都超越了数码4色印刷。在UV油墨发展初期,配制油墨的化学原材料的选择性很小,限制了油墨的开发和油墨的适用范围。在过去10年中,UV油墨的功能得到扩展,原材料供应商对油墨市场表现出更大的兴趣,今天的油墨制造商可以在数千种原材料中选择。这些状况的改善,原材料供应商与油墨制造商的合作努力催生了许多专用于网版印刷的新的、创新的油墨。最新的进展如下:●可热成型UV油墨●附着范围大、多种用途UV油墨(可用于容器、POP图像、旗帜、标牌印刷)●厚墨层UV油墨,如特种闪光油墨,触变性特殊效果油墨,液体成型承印物油墨/静电油墨●磁性UV油墨●阻燃UV油墨●高遮盖力UV油墨●耐水UV油墨●特种效果仿金属UV油墨●长效发光UV油墨
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