UV油墨固化干燥及印刷原理探讨
自1967年德国拜耳公司研制出第一代UV固化涂料以来,UV油墨印刷技术在世界范围内得到了飞速发展。目前在北美,最大的UV固化领域是印刷油墨与UV上光油。欧洲正积极致力于UV粉末和水稀释涂料、光学透镜涂层、电子涂层、耐磨纸粘合剂、复合材料粘合剂、织物印刷等领域的开发。我国台湾地区目前是亚太地区UV固化原材料的重要供货商。从上世纪70年代开始,我国一些高校、科研机构和企业开始从事UV固化技术的基础理论及应用研究,目前UV印刷工艺在化妆品包装、食品包装、玩具包装、发泡包装、高档商业印刷、高光泽要求的产品等领域得到了广泛应用; 一、紫外光固化干燥油墨的组成及类型 UV油墨实质是在一定波长的紫外线照射下,能够从液态转变成固态的液体油墨,它通常由颜料、预(齐)聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂组成。 二、UV油墨干燥固化的原理 UV固化材料的固化是指在200~400nm紫外光的照射下,光引发剂吸收紫外光的辐射能后分裂成自由基,引发预聚物发生聚合、交联接枝反应,在很短的时间内固化成三维的网状高分子聚合物得到硬化膜,实质是通过形成化学键实现化学干燥,其固化过程一般可分为四个阶段:首先光与光引发剂之间相互作用,包括对光的吸收或光敏剂与光引发剂之间的相互作用;接着光引发剂分子发生重排,形成自由基中间体;然后自由基与齐聚物和单体中的不饱和基团作用引发链式聚合反应;最后聚合反应继续,液态的组分转变为固体聚合物,见图2。而传统油墨所用的树脂,是一种已经聚合了的化合物,可能是固态或液态,主要进行的是氧化结膜反应。 优点 ◆ 多数UV产品无需使用溶剂,100%固态物质; ◆ 提高印刷品质:经由聚合物高密度交联结合所产生的组成结构,具有高度的坚韧性、抗污、抗磨损以及抗溶剂的特性; ◆ 瞬间干燥,无UV照射时不干,停机时不用担心干墨; ◆ 胶印无需喷粉;印刷完的纸张可以立即进行后加工; ◆ 很高的光泽度,高上光质量,可以局部上光; ◆ UV油墨具有良好的触变性,可以进行高加网线数的高精度印刷; ◆ UV油墨在一定印刷条件下可以进行冰花、折光、磨砂、邹纹等特殊效果的印刷; ◆ UV油墨符合『5E原则』(Energy saving、Ecology、Economics、Ease of application、Excellence of finish),具有很好的发展前景; 缺点 ◆ UV油墨价格高于传统油墨产品; ◆ 紫外装置需要增加投资; ◆ 并不是完全没有气味,固化后会残留一定的味道; ◆ 需要消耗更多的能源; ◆ UV产品具有一定的危险性,多数UV的产品在没有干燥前,对皮肤有刺激,在操作时应穿戴护肤手套和护目眼罩以减少危害; ◆ 印刷工艺比传统印刷工艺较难掌握,对承印物的适应性不如溶剂型油墨; ◆ 附着力较差,要增加附着力时必须先过一层UV底油; ◆ 强紫外线照射3个氧气分子会变成2个臭氧分子,需使用排气管将臭氧排出工作区域; ◆ UV油墨印在纸上后,墨迹不好清除,影响废纸的回收。 (待续)