UV固化油墨的发展历程及优势

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UV固化油墨的发展历程及优势



了解印刷行业的油墨成分、类型和干燥方法

油墨是由连接材料、着色剂(颜料、染料等)、填料、添加剂和其他物质组成的均匀混合物,主要用于印刷包装行业,是印刷行业最重要的印刷材料之一。


根据印刷方式的不同,油墨产品可分为胶印油墨、凹版油墨、凸版油墨、柔版油墨、丝网印刷油墨、移印油墨和喷墨油墨等。根据承印物的不同,可分为纸张油墨、塑料油墨、金属油墨、玻璃油墨、陶瓷油墨和织物油墨。根据干燥方式的不同,可分为挥发性干燥油墨、渗透性干燥油墨、氧化性干燥油墨、热固化油墨、光固化油墨和电子束固化油墨。此外,用于防伪和特殊用途的油墨包括感光油墨、热敏油墨、压敏油墨、发泡油墨、香味油墨、导电油墨、磁性油墨、液晶油墨、喷墨油墨和微胶囊油墨。


印刷中使用的代表性油墨干燥方法因印刷类型而异,主要有挥发性干燥、渗透性干燥、氧化聚合干燥、热固化和UV/EB固化等方式。


1.挥发性干燥

油墨中的溶剂或水分通过加热蒸发干燥。溶剂型油墨由于含有挥发性有机化合物(VOCs),对环境不利。为了生产水性溶剂型油墨或高沸点溶剂型油墨,干燥过程必须配备大型烘箱,相应的能耗也非常大。干燥后的墨膜仅由附着在基材上的固体成分构成,墨膜的强度也取决于连接材料本身的强度。


2.渗透干燥

这种油墨中的溶剂、水和其他低粘度成分会渗透到基材内部,树脂、颜料和其他固体成分也会附着在基材表面,从而实现油墨的干燥。这种干燥方式适用于纸质多孔吸水性材料,但不适用于不透水性材料(如塑料等)。渗透干燥法常用于报纸印刷,具有干燥时间短、无需干燥设备等优点。使用这种油墨进行彩色印刷时,需要在印刷到基材后让油墨自然干燥,且不能褪色。

3.氧化聚合干燥

氧化聚合型油墨以亚麻籽油、大豆油等含双键的油脂为连接剂,利用空气中的氧气通过氧化聚合反应进行干燥。采用相同的干燥方法,虽然干燥过程无需设备,也不消耗能源,但需要一定的干燥时间,不能立即进入下一工序。此外,还需进行粉末涂层处理,以防止背面沾染污垢,从而避免操作过程中可能造成的环境问题。


4.热固化

热固化油墨以环氧树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂等热固化交联树脂为连接材料,并配合相应的热固化剂,构成双组分体系。当按一定比例混合搅拌后,通过红外烘烤通道或热风加热,发生热交联反应,使薄膜固化。热固化油墨性能优异,但能耗高、溶剂挥发性强,不环保,因此被多种节能环保的UV油墨所取代。


5.紫外线/电子束固化

UV/EB固化型油墨含有活性物质,通过紫外光或电子束照射固化。由于不含溶剂和其他VOC成分,对环境影响小,也可用于塑料和其他非吸收性基材。UV/EB油墨可瞬间固化,印刷完成后即可立即进行下一工序。未经紫外光或电子束照射的UV/EB油墨无法固化,因此无法粘附在印刷机上。


 

UV油墨可瞬间干燥,因此具有印刷后立即进行后续工序的优势。由于需要紫外线照射,其能耗高于氧化聚合和渗透干燥,但远低于挥发性干燥油墨或需要大型烘箱的热固化油墨。UV/EB材料的交联反应使其形成的墨膜非常坚韧。此外,该油墨不会被基材吸收,也无需加热,因此可用于多种基材。


UV油墨是一种环保油墨,因为它不释放溶剂,与普通油墨相比有很多优点:


① 无溶剂排放,既环保又安全;


②生产效率高,打印速度可达100~400米/分钟,光纤墨水速度可达1500~3000米/分钟;


③ 快速固化,使印刷品干燥,堆叠时不会因油墨未干而相互沾染,因此不会产生粉末飞溅,使印刷机和车间环境清洁,无粉尘污染;


④ 油墨在印刷后立即固化,墨点不会扩大,油墨也不会渗入纸张,因此印刷质量极佳,印刷品的色彩饱和度、色彩强度和清晰度明显优于普通油墨;


⑤ 可在线加工,适合流水线生产;


⑥ 适用于热敏基材印刷。


目前UV油墨的主要问题有:


① 价格较高,影响普及和应用;


②部分原料(活性稀释剂、光引发剂)有气味、毒性或皮肤刺激性,影响食品、药品和儿童产品包装印刷的应用;


③ 瞬间固化,导致体积收缩,使得油墨层内部应力增加,降低与基材的附着力,影响金属等产品的应用;


④ 在运输和储存条件下,需要避光、低温(<30℃)。


紫外油墨的连接材料主要为丙烯酸树脂的低聚物,具有光固化特性;紫外油墨不使用溶剂或油类,而是使用活性稀释剂,主要为具有光固化特性的丙烯酸多官能酯;紫外油墨催化剂为光引发剂,紫外光照射可引发光化学反应,产生自由基或阳离子,从而引发丙烯酸低聚物和丙烯酸多官能酯的聚合反应。丙烯酸低聚物和丙烯酸多官能酯的聚合和交联固化,使油墨干燥。


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