小議國內外七大類UV油墨技術的新進展
2007-01-03 00:00 來源:《印刷技術》 責編:中華印刷包裝網
近年來,國內外UV油墨技術發展速度非常快,主要體現在以下幾點。
1.陽離子光固化體系UV油墨
陽離子光固化體系UV油墨是目前人們關注的研究領域,因為該體系UV油墨具有以下優點。
(1)不受氧抑制,有利于油墨表面高度交聯,使涂層堅韌而有光澤。而自由基光固化體系油墨受氧抑制嚴重。
(2)陽離子光固化體系UV油墨固化后不產生難聞氣味,并且一旦受UV光照射后生成陽離子,停止光照后固化反應仍能繼續進行,這就有利于厚墨層的深層固化和深層油墨的固化,而這一點是自由基光固化體系所難以實現的。
(3)陽離子光固化體系UV油墨固化后,體積收縮小(一般為3%~5%),因此有利于改善對基材的黏附性。自由基光固化體系油墨固化后體積一般收縮10%,對基材的黏附性影響較大。
因此,采用陽離子光固化體系UV油墨或自由基/陽離子復合光固化體系UV油墨,可以提高光固化速度,特別是對有色的UV油墨和墨膜較厚的網印UV油墨的固化而言,更為有利。
從陽離子固化材料的市場增長率高于UV固化市場總的增長率可以看出,采用陽離子光固化體系或自由基/陽離子復合光固化體系的UV油墨將是UV油墨新的發展方向。
2.水性UV油墨
(3)用混合油墨印刷,經過UV上光后其光澤不會褪去,特別適合對油墨遮蓋要求高的印刷產品。
(4)混合油墨的水墨平衡比較容易控制。因為混合油墨中的UV成分不經UV燈照射不會發生固化,因此混合油墨在印刷機上一直是流動的,不會像普通油墨那樣在墨輥上結皮而引起印刷故障。
5)用混合油墨印刷由于實現了瞬間干燥,故可在印刷機上聯機UV上光而無須用水性上光油打底,其印刷質量絲毫不遜于普通膠印油墨。
(6)混合油墨能印刷出清晰的網點,提高了印刷質量。
(7)目前,大部分CTP印版不宜采用UV油墨印刷,但是可以采用混合油墨印刷。
(8)采用混合油墨投資少。對已有UV技術的印刷廠,只需購買混合油墨即可,而對尚未使用UV技術的印刷廠,購買混合油墨后,只需投資UV固化設備和UV燈即可。
(9)混合油墨適用范圍廣,除適用于紙張印刷外,也適用于印刷塑料、鋁箔、金屬紙等非常吸收性承印材料。解決了非吸收性承印材料上油墨的干燥問題。
(10)混合油墨除可用單張紙印刷機外,還可用于窄幅卷筒紙印刷機。
現在混合油墨越來越多地被用來印刷光澤度要求高的產品,如相冊、藥品和化妝品包裝盒等。
4.新型齊聚物
目前,低黏度齊聚物被開發出來,應用在UV油墨中,可減少油墨中對皮膚有刺激性的活性稀釋劑的用量,并且,若印刷在多孔基材上,不會再出現單體吸附到表面的現象。近來,美國開發出一種以丙烯酸聚酯為基礎的新型柔性版印刷UV油墨,其中不包含單體成分,因而可消除因單體向食品轉移而產生的危害。低黏度齊聚物的使用,非常有利于配制低黏度的凹印UV油墨、柔印版印刷UV油墨,特別是現在發展勢頭正猛的噴墨UV油墨。
另外,隨著UV固化領域中陽離子齊聚物、水性齊聚物的開發,使得陽離子光固化體系、自由基/陽離子復合光固化體系以及水性UV油墨被開發出來,改善了UV油墨的性能和應用范圍。
5.新型活性稀釋劑
不少用做活性稀釋劑的丙烯酸功能單體,由于毒性較大,對皮膚刺激性大而影響應用。但進行烷氧基化后單體的毒性和對皮膚的刺激性大大減小。目前許多烷氧基化丙烯酸功能單體被開發出來。
另一類新開發的活性稀釋劑為乙烯基醚類單體,具有黏度小、活性大、毒性弱和對皮膚的刺激性小等優點。同時,這類單體既能發生自由基光固化反應,又能進行陽離子光固化反應,是非常有前途的活性稀釋劑。另外,還有一些適用于UV油墨印刷的其化陽離子型活性稀釋劑被開發出來。
6.新型光引發劑
為了使墨膜深處和有色膜層很好地固化,目前開發了;氧化物光引發劑。它對400nm的光波有很好的吸收性,光引發效率高;生成的自由基吸收向短波移動,具有“光漂白”作用,有利于墨膜深處的光固化反應;最終產物無色,故不泛黃,非常適用于墨膜較厚的網印UV油墨。這類光引發還有新近開發的有機金屬光引發劑。
由于大多數光引發劑是小分子光引發劑,在儲存過程中容易揮發和遷移,導致光聚合效率低、產品有難聞氣味,甚至帶有毒性,影響了UV油墨在食品包裝中的使用。目前開發出一些低氣味、無毒的光引發劑。例如高分子光引發劑,它具有較優良的性能,可減輕遷移作用。同時,高分子光引發劑還具有以下特點:調節光敏基團間的距離,可獲得具有不同反應活性的高分子光引發劑;利用光活性基團的協同作用提高光敏性能;防止墨層的黃變及老化。采用高分子光引發劑的UV油墨可用于食品包裝的印刷,且具有較好的固化性能。
另外,隨著水性光引發劑、陽離子光引發劑、復合光引發劑和混雜光引發劑的開發,UV油墨的性能被進一步提高,應用范圍進一步擴大。其中,復合光引發劑是將自由基光引發劑和陽離子光引發劑復合,采用了復合光引發劑的UV油墨固化速度有了極大的提高;而混雜光引發劑是在UV光照下,既可生成自由基又可生成陽離子,采用了混雜光引發劑的UV油墨可以同時克服氧氣對自由基的阻聚及陽離子聚合對水的敏感性,提高墨膜的固化度和物化性能。
7.新型UV固化光源
(1)無極汞燈.可以瞬時開關,且壽命長、功效大。與中壓汞燈的光譜不同,用于UV固化的無極汞燈的光譜是一個連續的光譜,可用于較厚墨膜的固化。
(2)新型發光二極管UV固化光源。發光二極管具有很多優點,例如:瞬時接通和關閉、5萬多小時的照明壽命、操作電壓低、電損耗低以及可以進行連續的能量輸出等,可以說使用非常方便而且經濟。這種光源本身發熱量很小,非常適合對溫度敏感的印刷品的干燥。發光二極管發射的幾乎都是單色光(發射波長的半峰值約為25μm),對有特殊要求的UV固化,發射波長可以達到450nm。
(3)受激準分子燈。所謂受激準分子(受激二聚物、三聚物)是一種無穩定基態而只呈現弱鍵受激態的分子形式。一些重要的受激準分子是由稀有氣體、稀有氣體氯化物、鹵素以及汞與鹵素混合物經電子激發而形成的。目前開發出的幾種受激準分子燈產品,主要是在波長為172nm、222nm、308nm和351nm處有UV光發射的光源。受激準分子燈波段分布極窄,并具有高能量,能使UV油墨快速固化。波長為172nm的受激準分子燈可使丙烯酸酯直接活化。一種氯化氙受激準分子燈在波長308nm處產生的能量,能使UV油墨快速固化。此外,受激準分子燈在固化UV油墨過程中不產生臭氧,對基材和生產設備無熱量轉移。據悉,波長308nm的受激準分子燈對陽離子光固化體系UV油墨的固化特別有效。
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