详解油墨固化与UV干燥技术

油墨固化UV干燥UV

  提高印刷速度对于印刷机本身而言很有潜力,但油墨的干燥速度是发展的瓶颈。因此,近几年对油墨的UV固化、热干燥及速干油墨的研究很活跃。本文主要从油墨的干燥原理出发,讨论目前油墨的UV固化及热干燥光源、装置设计的发展。

  印刷油墨的干燥主要有氧化结膜干燥、渗透干燥、挥发干燥及辐射干燥。

  1.氧化结膜干燥

  油墨中含有干性油,该油分子结构中的不饱和脂肪酸与空气中的氧发生化学反应,由小分子直链结构聚合成大分子网状结构,形成固体物质,这一化学反应过程称为氧化结膜干燥。

  2.渗透干燥

  油墨连结料中含有较多的矿物油,如汽油、高沸点煤油等,当油墨中的矿物油渗透到多孔隙纸张纤维中,颜料即固着在纸张表面形成固态膜层,称为渗透干燥。

  3.挥发干燥

  油墨中含有大量挥发物质,如脂肪烃类松香酯、芳香烃类溶剂、醇类、酮类、酯类溶剂等。油墨转移到承印材料表面后,溶剂挥发,颜料固着,形成固态膜层,称为挥发干燥。

  4.辐射固化

  辐射固化是化学单体交联成高分子网状结构形成固体的化学反应,且固化速度快,形成的膜层坚硬、光亮,但附着力欠佳。目前常用的辐射固化方式有3种。

  (1)红外线辐射干燥。油墨中含有螯合剂,可采用波长3~30μm的中波红外光照射,加速聚合反应,同时产生的热量促进溶剂挥发,加速油墨干燥。短波、长波红外线不利于油墨的干燥。

  (2)紫外线(UV)辐射固化。油墨中含有光引发剂,如二苯甲酮(吸收波长240~340nm)、 2-氯化硫杂蒽酮(吸收波长 200~400nm)等衍生物,光引发剂在波长为250~420nm范围内的UV光照射下,不到0.1秒即可迅速打开不饱和双键引发树脂,如聚氨基甲酸乙酯、环氧丙烯酸酯等交联固化为固体而干燥。UV固化油墨中基本不含溶剂。

  (3)电子束(EB)辐射固化。热离子阴极管发出高能量辐射电子束,通过调节阴极管发射器选择辐射波长,因而没有可见光和红外线伴随辐射,完全是冷光源。电子束有效辐射强度很高,可直接引发树脂聚合成固体,因此,EB油墨中可不采用光引发剂。将 UV油墨中的光引发剂去除或少量添加就可作为电子束固化油墨。

  通常,印刷油墨的干燥并不是单一的干燥方式,而是几种干燥同时发生。如胶印油墨的干燥就是氧化结膜、渗透、挥发等几种方式同时发生,以氧化结膜干燥为主;报纸印刷油墨以渗透干燥为主;凹印油墨以挥发干燥为主。

[时间:2013-04-01]

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