UV紫外光固化的的基本原理是——UV油墨/光油經(jīng)紫外線照射后,其組分中的光引發(fā)劑吸收光能量,經(jīng)激發(fā)產生游離基,引發(fā)并導致不飽和丙烯酸酯低聚物和活性單體的光聚合交聯(lián)反應,形成固化墨層/涂層。
紫外線(UV)從本質上說,是一種具有特定頻率(波長)的電磁輻射波。紫外光是波長為40~400nm的光,擁有較大能量見下表,可引發(fā)光化學反應。
紫外光又可分為真空紫外光(<200nm)、中紫外光(200~300nm)和近紫外光(300—400nm),由于小于200nm的真空紫外光(也叫遠紫外光)在空氣中易被吸收消耗,只有在真空中才能傳播,在光固化應用中沒有實際意義,因此UV油墨的固化主要是選擇200—400nm的紫外光,特別是300~400nm的近紫外光。對紫外線油墨的固化最有效的波長范圍是350-420nm,這是因為紫外線油墨的顏料在360NM波長的照射時,具有最大的透過率。當流體狀的油墨,經(jīng)過印刷到印刷品上,再經(jīng)過紫外線光的照射,于是便完成光固化過程。
對于UV油墨/光油來說,由于普遍采用的多為不飽和丙烯酸酯體系材料,而該體系的固化干燥屬于游離基引發(fā)下的光聚合交聯(lián)反應,盡管光固化的過程是在瞬間完成的,但從機理上來說,它經(jīng)歷了游離基的形成、鏈的引發(fā)和增長、鏈的終止等反應歷程。
當光引發(fā)劑(R)吸收紫外光能量后,即處于不穩(wěn)定的能量激發(fā)態(tài)(R·),并迅速分解為活性大的游離基(R.),該游離基會立即引發(fā)體系中的不飽和化合物(M)發(fā)生聚合交聯(lián)反應,并生成新的游離基(RM.),該游離基繼續(xù)與周邊不飽和化合物分子發(fā)生類似反應,分子鏈不斷增長,形成增長中的游離基(RMm·或RMn·),隨著反應不斷深入,分子量迅速增長(RMm+1·或RMn+1·),當兩個新生成的游離基(RMm·和RMn·)在光化學反應過程中相互結合成鏈,生成電中性的分子(Pm、Pn或Pm+n)后,即失去各自的活性,鏈的增長便告終止。UV油墨/光油也就由膠體/液態(tài)轉化為固態(tài),成為具有多種優(yōu)異性能的不溶難熔的網(wǎng)狀硬涂層。
UV油墨相對于普通膠印油墨,優(yōu)點是瞬間固化、100%固化體系、機上不干、極低VOCs;缺點是相對于普通膠印油墨,UV油墨的流動性相對較差、水幅較窄、印刷光澤較低,對膠輥有選擇,更容易干輥,需配套專用輔料。LED-UV相對于傳統(tǒng)汞燈,優(yōu)點是低功耗、無臭氧、長壽命、低維護成本;缺點是低波段芯片<315nm還沒有量產且壽命短、成本高,比較成熟的365nm、385nm、395nm等波段,需匹配合適LED-UV油墨和光油,配套引發(fā)劑成本較高且有黃變,其中LED-UV涂布光油最難解決和被客戶接受。四色油墨的問題,主要是黃變引起藍墨、黑墨的b值偏高,和LED-UV油墨成本的居高不下。
在正式印刷之前,必須保證UV印刷適應性。對于新膠輥、兼用機從普通膠印切換到UV過程以及長時間印刷以后,都可能產生干輥現(xiàn)象,造成油墨傳遞性差的情況。對于此問題的處理過程是:UV洗車誰清洗——UV調墨油潤濕——上墨——印刷(選擇圖文較多的印版)——觀察——連續(xù)印刷。這個過程中,一旦發(fā)現(xiàn)印刷濃度下降、實地發(fā)虛、拉紙毛等情況,需停機觀察膠輥上油墨狀態(tài),如果判斷為干輥,則需重復處理過程,調墨油潤濕時間可能長達3-10小時。我們不太建議設備兩用,從普通膠印轉UV的過程中,前幾個印單肯定會出現(xiàn)印刷效果不佳的情況。
LED-UV系統(tǒng)改裝完成后,隨著印刷過程各版輥壓力會變化,建議正式印刷1周后重新確認和調節(jié)各個壓力到合理狀態(tài)。印刷2周以后,如果整體印刷狀態(tài)穩(wěn)定的話,可進行印刷曲線的制作,否則需要判斷問題原因,并對癥下藥。
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