紫外线固化油墨是在紫外线(UltraViolet)光波的照射下发生交联反应，能够瞬间由液态变为固态的油墨，故又称"UV"油墨。它的主要成分包括光聚合性预聚物、感旋光性单体、有机颜料
、光聚合引发剂、以及添加剂等。其中光聚合引发剂是UV锚油墨中最重要的组全局消息钩子
成部分，是光聚合反应的开始。常用的光聚合引发剂有芳香酮类等。 UV油墨固化的主要原因是由于紫外线的作用，在紫外线的照射下，UV油墨中的光聚合引发剂吸收一定波长的光子后转为游离态分子，成为自由基，然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感旋光性单体变为激发态，产生电荷转移络合体，络合体间不断交联聚合，固化成膜。UV油墨的固化过程是一个光化学反应的过程，即在紫外线能量的作用下，预聚物在极短的时间内固化成膜，紫外线除了造成油墨的表面固化外，更能竖流沉淀池
渗透深入液状的紫外线固化油墨中，并刺激深层墨膜的进一步固化。传统油墨中以油为主要基础的油墨是在氧化作用下凝固的，而以溶剂
或水为基础的油墨主要是靠水或溶剂
的蒸发而固化，部分油墨能渗入纸张。因此与传统油墨相比较，紫外线固化油墨的聚合干燥要更为彻底，没有任何蒸发或溶剂
性的污染物，墨膜100％的固化。
UV固化油量的主要特点
1．干燥性能优良。由于UV油墨只有在紫外线光的照射下才会干燥，即使油墨在墨斗中长期存放，其性能也能保持稳定，也不会出现在墨辊上结皮的现象。而且一经紫外线的照射，油墨便能达到瞬间干燥且彻底，它的固化时间很短，一般只需1/10S即可彻底干燥固着在基材的表面，对于传统的热固型油墨和单张纸胶印油墨，干燥时间可能需要几分钟，甚至几天时间才能彻底干燥，故用UV固化油墨印刷活件，交货时间短，能够与柔印、凹印相媲美，且大大提高了印刷的生产效率。 2. 有利于后加工工序的进行。UV油墨印刷后再进行UV上光连机加工，获得的印刷品光泽度高，且表面平整均匀一致。连机上光后，就可使模切、压痕、上胶和烫金等包装加工工艺立刻能够完成，这样非常有利于高速印刷发展的需要。 3．耐久性能好。UV紫外线固化油墨除了能够提供鲜艳、光亮的彩外，还具有较强的抗磨擦性。UV油墨中的化学物质通过交联反应形成了高分子立体网状聚合物，因此使用UV油墨能够使印品墨层结实、快干及交联，这样的墨层具有较高的耐磨擦性能和耐化学性能。许多用于直接邮寄的由uv油墨印刷在铜版纸上的印品可以经受多次折迭，并能承受再次激光印刷时的强辐射，因此UV油墨可用于需要耐磨的外包装印刷。 4．环保性能好。紫外线固化油墨的另一个重要的特点是它的环保性能，因UV油墨固化后固含量接
近经编布100％，几乎不含VOC(有机挥发物)，即固化过程中不会或很少放射出挥发性的有机化合物，不会造成危害性较强的环境污染，而且浪费较少，又节省能源，也不必担心处理有害的易燃易爆材料，它是属于一种环保型的油墨。 5．印刷适应性强，能满足于多种承印物的需要。当然，紫外线固化油墨也有一些缺点：有些需要NBR胶辊或EPDM胶辊，有时可能还需要专用的橡皮布，橡皮布可能还需特殊的清洗剂清洗，以防止橡皮布过度收缩、膨胀或降低质量。其次，它的成本比传统油墨要高一些。然而，成本高与最终获得的印刷品性能相比是值得的。
UV油墨的最新技术进步
随着油墨加工技术的不断更新，UV油墨在性能方面也有了很大的改进，尽管不同厂家的混合油墨产品在性能方面有些差异，但一般都具有以下特性： 1．可以应用在配置了连机固化单元的各类型普通印刷机印刷。 2．不需重新更换胶辊、橡皮布、印版或印刷机用到的各种化学药品。 3．在连机印刷加工中，可获较高的印刷品光泽度。 4．采用常规清洗剂即可清洗胶辊、橡皮布等。 5．在印刷机上的印刷加工适性与传统油脂型油墨不相上下。
UV油墨的承印范围
一般而言，UV油墨并不专应用于平版印刷，它可以应用于各种传统的印刷方式，包含有凸版、平版、网版等印刷，因此UV技术可印刷范围非常广泛如纸张印刷、塑料印刷、卷尺印刷、印刷电路板、铬版印刷、电子零件印刷、金属表面印刷、铝箔面印刷等。UV油墨包括UV磨砂、UV冰花、UV发泡、UV皱纹、UV捕鼠器制作凸字、UV折光、UV宝石、UV光固墨、UV上光油等特种包装油墨。右具有金属镜面光泽的承印物表面，采用丝网印刷工艺手段将UV油墨印在其表面上，经紫外线干燥设备光照处理后，能够产生一种别具一格的视觉效果，显得高雅、庄重、华贵。产品主要应用于高档、精美别致的烟、酒、化妆品、保健品、食品、药品等包装印刷。
1 前 言ＵＶ油墨,即紫外光固化油墨,是在波长为200～450ｎｍ的紫外光线照射下,能够从液态转成固态而干燥的油墨。它具有干燥速度快,印刷
生产效率高;低温固化能耗低;固化膜光泽度高,耐抗性好;无溶剂
挥发,有利于环保等优点,在印刷
工业中得到越来越广泛的应用,成为油墨的发展方向。ＵＶ油墨的固化,是依靠光引发剂吸收辐射能后形成的自由基引发单 体与单体,以及预聚物发生光聚合和交联反应,形成交联的立体网状结构的高分子聚合物而实现的。其中,光引发剂对油墨的固化速度起到直接关键的作用。作为一个好的光引发剂,应能充分吸收光源发出的紫外光,这对于单一的光引发剂来说是较困难的,因此在实际应用上,往往将多种光引发剂搭配起来使用,即采用复合光引发剂。本文主要是针对固化速度较慢的黑丝印ＵＶ油墨,采用正交设计实验,选择6种光引发剂进行复合配制油墨,通过对所配制油墨的固化速度测试,得到了配制黑丝印ＵＶ油墨的最佳复合光引发剂及其含量,并研究了复合光引发剂对ＵＶ油墨固化速度的影响。
弯头制作2 实 验
2.1 实验材料颜 料:碳黑光引发剂:ＢＰ,651,1700,907,819,ＩＴＸ胺促进剂:ＥＤＡＢ主要的光引发剂和胺促进剂的光谱吸收峰和最长吸收波长见表1。
2.2 实验仪器小型三辊研磨机小型紫外光固化机(光源:100Ｗ/ｃｍ×2;速度:0～29.4ｍ/ｍｉｎ)手动丝网印刷机紫外可见光分光光度仪
2.3 实验内容ａ 测试碳黑颜料的光谱吸收曲线ｂ 采用正交设计实验,在油墨其他组分固定的情况下,选择6种光引发剂进行复合配制黑丝印ＵＶ油墨。通过对所配油墨的固化速度的测试,从而选出最佳复合光引发剂的配方。ｃ 比较复合光引发剂和单一光引发剂对油墨固化速度的影响。在油墨的其他组分相同的情况下,分别用相同含量的最佳复合光引发剂,以及对ＵＶ油墨固化速度贡献最好的单一光引发剂819配制黑丝印ＵＶ油墨,测试它们的固化速度并进行比较。
ｄ 在油墨其他组分不变的条件下,改变最佳复合光引发剂的含量,分别配制黑丝印油墨并测试它们的固化速度,以考察复合光引发剂的含量对油墨固化速度的影响。
3 实验结果与讨论
3.1 碳黑颜料的光谱吸收曲线首先,测试碳黑颜料的光谱吸收曲线,见图1。
3.2 复合光引发剂的选择选用6种光引发剂,在油墨其他组分不变的条件下,利用正交设计实验对光引发剂进行复合配制黑丝印ＵＶ油墨。通过对所配油墨的固化速度的测试,从而得到在本实验条件下,黑丝印ＵＶ油墨的最佳复合光引发剂为:ｍ(651)∶ｍ(819)∶ｍ(907)∶ｍ(ＩＴＸ)∶ｍ(ＢＰ)∶ｍ(ＥＤＡＢ)=2∶1∶1∶1∶1∶2。由图1可看出,本实验所用的碳黑颜料在240ｎｍ附近对光的吸收较强,而从表1可知,1700在240ｎｍ附近也有吸收峰,造成二者对紫外光吸收的竞争,使得1700不能很好地吸收光而产生引发作用,因此被淘汰。由图1还可看出,本实验所用的碳黑颜料在300ｎｍ处为吸收波谷,而651、819、907在300ｎｍ附近
都有吸收峰(见表1),它们都可充分有效地吸收紫外光而不受颜料的干扰,另外,从表1还可知ＩＴＸ、ＢＰ的吸收峰与光源发出的主波长较一致,因此在黑丝印ＵＶ油墨中,651、819、907、ＩＴＸ、ＢＰ这5种光引发剂都可充分有效地吸收光源辐射的紫外光,对油墨的固化速度贡献都很大,所以在复合光引发剂中都被保留。
3.3 复合光引发剂与单一光引发剂的比较若只用一种光引发剂配制黑丝印ＵＶ油墨,通过实验可知,在这6种光引发剂中,采用819的固化速度最快。因此,在油墨其他组分相同的条件下,选用819和最佳复合光引发剂分别配制油墨,测试这2种油墨的固化速度,结果如表2所示。
由表2可知,选用复合光引发剂配制油墨的固化速度比单一光引发剂要快,这主要是由于复合光引发剂能充分吸收光源发出的紫外光,因而效果好。
3.4 复合光引发剂的含量与油墨固化速度的关系固定油墨的其他组分,改变复合光引发剂在油墨中的含量,配制黑丝印ＵＶ油墨,测试油墨的固化速度,结果见图2。
由图2可看出,油墨的固化速度开始时随着复合光引发剂量的增加而增加,但当复合光引发剂
量增加到一定值时,再增加其含量,固化速度则会下降。在本实验条件下,可达到最大固化速度的复合光引发剂含量为10%。
4 结 论ａ 用复合光引发剂比用单一光引发剂配制ＵＶ油墨的固化速度快。ｂ 要提高ＵＶ油墨的固化速度,+吸收光谱与颜料的吸收光谱相匹配,即光引发剂的吸收波峰要与颜料的吸收波谷相接近;并还应选择吸收峰与光源发出的主波长较一致的光引发剂,这样的复合光引发剂的效果比较好。ｃ 体系中复合光引发剂的含量要适量,既不能过低,也不能过高,应有最佳含量。
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