UV固化油墨

UV固化印刷油墨 王小妹 （中山大学化学与化工学院） 摘 要：本文从印刷方法、油墨组成特性、油墨配方及制造三方面总结该技术目前的研究状况及发展趋势。 关键词：UV固化 印刷油墨 1． 印刷方法 UV（紫外光）和 EB（电子束）固化油墨的印刷与传统的印刷相比，UV印刷具有许多 优点，由于在环保、技术、产品质量等方面的优越性，近二十几年来在世界范围内得到了迅 速的发展。它广泛应用于纸张、金属、塑料、玻璃等平面及曲面 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的印刷，根据印刷的方 式、版材、承印物及用途有各种各样的 UV油墨。 每一种印刷方法 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 不同的油墨粘度、颜料含量和固化速度。表 1列出几种常用油墨印 刷的参数值。 表 1 印刷方式与油墨、印刷参数 印刷方式 颜料含量（%） 粘度 cps 墨厚 μ 固化速度 m/min 凹版 6-9 150-300 2-4 70-100 柔性版 12-18 250-2000 2-5 60-150 丝网 5-9 5000-10000 10-25 10-25 凸版 12-16 10000-15000 3-8 50-100 干胶印 14-18 12000-18000 1-4 50-100 湿胶印 15-21 18000-30000 1-3 15-400 2． UV固化油墨的基本组成 UV固化油墨的基本组成是：颜料、齐聚物、稀释剂、光引发剂及助剂（流平剂、消泡 剂、表面活性剂、填料）等。目前辐射固化的主要反应历程是由辐射引起光引发剂分解，再 引发乙烯类单体/齐聚物聚合交联。但是固化膜常会有残留的光引发剂及未参与引发聚合的 光分解产物，它们会从固化膜中溶出或渗出。目前关于可聚合的光引发剂的研究正逐渐引起 人们的注意，这些光引发剂和单体齐聚物一起固化后，形成交联骨架。另外，“无引发剂” 光聚合体系也正迅速发展。 2.1齐聚物 齐聚物在 UV固化油墨中的作用相当于一般油墨内的树脂，通常采用以下几种： （1） 不饱和聚酯 （2） 环氧丙烯酸酯 （3） 聚氨酯丙烯酸酯 （4） 聚酯丙烯酸酯 （5） 聚醚丙烯酸酯 （6） 聚丙烯酸酯 齐聚物的性能见表 2，根据不同的性能要求，可选择一种或几种齐聚物拼用。 表 2 UV固化油墨用齐聚物 类型 固化速度 抗张强度 柔性 耐化学性 不变黄 环氧丙烯酸酯 高 高 不好 极好 中 聚氨酯丙烯酸酯 可调 可调 好 好 可调 聚酯丙烯酸酯 可调 中 可调 好 不好 聚醚丙烯酸酯 可调 中 好 不好 聚丙酸酯 慢 低 好 好 极好 不饱和聚酯 慢 高 不好 不好 不好 2.2活性稀释剂 活性稀释剂不仅可以调节体系粘度，还可调节固化后墨膜的性能和固化速度。活性稀 释剂分多官能度（含两个以上双键的单体，如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯）和单官能度（丙烯 酸异辛酯）两类，稀释剂官能度对体系粘度、固化速度、固化墨膜均有影响，详见表 3。 表 3 稀释剂官能度对固化性能的影响 性能 粘度 固化速度 伸长率 硬度 柔性 抗冲击性 热稳定性 耐化学性 抗张强度 官能团提高 — + — + — — + + + 2.3光引发剂 UV固化，是依靠光引发剂吸收辐射能后形成自由基，引发单体和齐聚物发生光交联反 应，形成网状结构的高分子聚合物，从而使液体迅速变成固体。因此，光引发剂的性能对体 系的固化速度起着直接的、关键性的作用。UV光引发剂分为均裂型和提氢型两类，提氢型 光引发剂一般和增感剂配合使用，常用的增感剂为叔胺类化合物，常用的光引发剂列于表 4。 表 4 UV油墨常用光引发剂 光引发剂 商品名 吸收峰（ηm） 最长吸收波 长（ηm） 优点 缺点 用途 二苯甲酮 BP 260 370 廉价，与叔胺 配合有较好 表干作用 有气味，挥发 性大 安息香甲醚 651 330-340 390 价格便宜，热 稳定性好，光 引发效率高 泛黄 阻焊油墨 α—羟基异丙基 苯甲酮 1173 320-335 370 不泛黄，热稳 定性好，光引 发效率高 挥发大 纸张、塑料、 金属上光油 α—羟基环己基 苯甲酮 184 325-330 370 不泛黄，热稳 定性好，光引 发效率高 纸张、塑料、 金属上光油 异丙基硫杂蒽酮 ITX 375-385 430 分光感读范 围宽，与叔胺 配合引发效 率高 带浅黄色 白色油墨 2（4—甲硫基苯 甲酰基）—2—吗 啉基丙烷 907 320-325 385 分光感读范 围宽，高 UV 吸收性 有臭味，泛淡 米色，价高 凹版、丝网、 柔版油墨 （4—吗啉基甲 酰基）1—卞基， 1（二甲胺基）丙 烷 369 325-335 440 分光感读范 围宽，高 UV 吸收性 淡黄色，价高 凹版、丝网、 柔版油墨、阻 焊油墨 3． 油墨制造及配方 3.1 UV油墨的影响因素 在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 油墨的配方时，要考虑许多因素。例如： （1） 油墨的不透明性或透明度 （2） 油墨的油水平衡（在平板印刷中） （3） 印刷光泽 （4） 油墨粘性 （5） 油墨粘度和屈服值 （6） 颜料分散程度 （7） 固化速度 （8） 颜色顺序 （9） 油墨对片基的粘附力 （10） 在印刷墨膜上烫金或上光油 （11） 油墨墨膜的耐性（物理或化学性能） （12） 油墨墨膜的柔软性 （13） 耐光性 3.2 油墨配方设计 为了进一步说明这些材料是如何使用的，本文通过分析国外 UV 油墨样板，提供三 个初始 UV油墨配方，并列出油墨粘度、固化速度及用途。 （1） UV固化柔性版油墨 颜料 12% 聚氨酯丙烯酸酯 24% 聚酯丙烯酸酯 10% 稀释剂 42% 光引发剂 10% 助剂 2% UV幽默粘度为 560cps/25 oC，固化速度是 50m/min，对 PVC及经处理过的 PP附 着很好。 （2） UV固化丝网油墨 颜料 5% 聚氨酯丙烯酸酯 30% 环氧丙烯酸酯 10% 稀释剂 30% 光引发剂 10% 助剂 15% UV油墨粘度为 5000cps/25oC，固化速度是 15m/min，在 PVC上附着很好。 （3） UV固化平版油墨 颜料 18% 聚酯丙烯酸酯 22% 环氧丙烯酸酯 15% 聚氨酯丙烯酸酯 22% 稀释剂 7% 光引发剂 10% 助剂 5% UV油墨粘度为 3000cps/25oC，固化速度是 150m/min，在纸张及某些塑料上附着良好。 3.3问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 讨论 （1） 颜料润湿 丙烯酸酯对颜料的润湿性并不十分好，特别是对平版和柔性版 UV油墨。在平版 UV 油墨中要求改善颜料润湿性给出较好的油水平衡、印刷品光泽和流变性。对柔性版油墨 UV 油墨随着颜料含量增加，容易产生颜料絮凝。在平版和柔版印刷中，油墨转移性与颜料润 湿性密切相关。 另一方面，颜料润湿性影响油墨制造成本、研磨效率及颜料分散程度。 印刷的承印物不同，要求采用的润版液要具有相应的适性，以保证良好的印刷质量。 （2） 固化速度 目前印刷速度在不断提高，在平版印刷中，卷筒纸印速达 400m/min，单张给纸为 15000 张/每小时。柔版印刷速度超过 150m/min 为了达到较快的印刷速度，可采用官能度高的齐聚物和稀释剂。 （3） 附着力 UV油墨在固化干燥时，发生交联聚合反应，瞬间体积缩小，产生较大内应力。与油性 油墨及溶剂油墨相比，存在附着力低的问题。尤其在某些塑料、玻璃等的附着较难，可对 承印物表面进行改性处理来解决。研究表明：当承印物表面能比油墨膜层表面张力大 10 达因/厘米时，可达到良好的粘附效果。亦可采用附着力较好的聚氨酯丙烯酸酯、低、中粘 度的聚酯丙烯酸酯，单官能度的稀释剂，减少收缩应力，改善 UV油墨的润湿性，提高附 着力。 另外，目前还发展一种超支化齐聚物，它具有粘度低、固化速度快、相容性好和膜收 缩率低等优点，尤其因为粘度低，在配方中可以少加或不加单体。 结论 据估计，现在国外市场 60%的油墨是 UV固化油墨，最终将达到 75%到 80%的份额， 最广泛应用的技术是丝网和平（胶）印，柔印是一个潜力很大的市场。近几年来由于中国 经济的快速发展也带动了辐射固化技术的飞速发展，人们的消费要求不断提高，环保意识 增强，因此可以预计在二十一世纪的油墨行业中 UV固化油墨和水性油墨将得到更快的发 展和更广泛的应用。