UV移印油墨綜述
2006-12-19 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
溶劑型油墨在移印工藝上的應用歷史比較長,原因是UV移印油墨遲遲不能進入市場。
通常意義上,油墨對承印材料的附著力主要建立在油墨中樹脂的物理和化學性質與承印材料的匹配性。溶劑型油墨可以方便地選擇各種類型的樹脂來達到良好的附著力。但是UV油墨的樹脂種類非常少,要想僅用某一種類型的感光樹脂來匹配種類繁多的承印材料是很困難的。油墨生產廠家是通過添加多種輔助劑來達到目的的。由于網印版的漏過性對油墨的寬容,制造各種類型的UV網印油墨就簡單一些。但是UV移印油墨就沒有這么簡單。移印膠頭的轉移效果較差,些微的成分差異就很容易導致油墨轉移的問題。所以,絕大多數油墨生產廠家可以生產成熟的UV網印油墨,但是生產不了成熟的UV移印油墨。UV網印油墨不能像溶劑型網印油墨代替溶劑型移印油墨一樣來代替UV移印油墨。
UV油墨的干燥不同于溶劑型油墨,它是油墨中的感光樹脂在紫外光的照射下發生交聯反應的化學結果。由此,反應在UV技術中的關鍵點包含了:感光樹脂和添加劑、紫外光、UV固化等核心內容。首先,針對某一類承印物,我們必須找到感光樹脂并添加一定的輔助劑來達到與承印材料的匹配性,也就是保證它們經過合理的UV照射后緊密地結合在承印材料的表面;其次,我們能夠制作產生UV光的機器,其中心波段的光波長要符合感光樹脂發生化學交聯反應所需的能量;我們還必須掌握UV固化的效果所受控的要素,通過控制它們來達到最佳的固化效果。
UV移印油墨的固化原理
UV移印油墨在紫外線的照射下,體系中的光敏劑激發被分解為自由基,自由基使交聯反應迅速發生。體系所有成分瞬間變成固體,所以,UV移印油墨總體上來講是液體的組分在紫外光的作用下發生反應生成大分子網狀物的化學過程。相比較溶劑型油墨的干燥過程,UV移印油墨的干燥生成了一種新型的樹脂,這種樹脂和承印材料的匹配性非常重要,它決定了油墨的最終附著力。而溶劑型油墨的干燥基本上是一種沉降過程,溶劑揮發了,樹脂沉降成為固體,干燥在承印材料的表面。
光敏劑對紫外線的吸收
UV移印油墨體系中的光敏劑起著關鍵作用,例如二苯甲酮被紫外線波長為310~340nm的波段照射時,會轉變成三線態,三線態奪取活性胺中的H原子,生成兩個自由基,自由基能夠引發感光樹脂和活性稀釋劑單體的聚合交聯反應。自由基進一步促使感光樹脂和活性稀釋劑單體發生聚合交聯反應,生成網狀的高分子化合物,完成UV油墨的干燥過程。
UV固化
UV固化的光源應能夠發出含有300~380nm波段的紫外光。網印和移印行業使用最多的是水銀燈,按照水銀燈發出光線的強度可以分為80W/cm、120W/cm、200W/cm三種,強度越高,所需的固化時間越短。但是要考慮光源離開承印物的距離,因為距離太近很可能使對溫度敏感的承印物變形。實踐上的推薦應保證承印物與光源的距離至少為0.5m。或者在設計固化裝置時能迅速切斷熱源,防止溫度升高對承印物的影響。
UV移印油墨的應用知識
承印材料
隨著全球范圍內環保呼聲的高漲,UV油墨的應用獲得了比較高的認可度。不論是UV膠印領域、UV柔印領域、UV凹印領域、還是UV網印領域,UV技術的應用都已完全成熟,并在向著水性UV油墨的前沿邁進。UV移印油墨作為UV印刷技術環節的后來者得到了油墨業界的普遍重視,國內有很多廠家都聲稱研制成功了UV移印油墨并推向市場。可以說,UV移印技術進入了高速發展期。移印和網印是兩個工藝過程迥異但是面對的是相似的工業環境的兩種特種印刷工藝技術,所以我們都要求所使用的油墨要能針對不同的承印材料有完整的方案,比如添加怎樣的助劑才能適應比較難印的材料,單純的UV油墨不能達到客戶要求時是否要借鑒雙組分模式。從這點來看,UV移印油墨的體系要遠比其他工藝復雜。
ABS
ABS材料在工業領域的應用非常廣泛,它兼有極好的物理特性和良好的印刷適性兩大優點,因此它是網印和移印技術最常面對的承印材料,占到整個油墨消耗環節的56%。時至今日,ABS表面的UV移印油墨仍是最為成熟和穩定的。它不需要印前處理,也不需要添加助劑來改善適性,一般情況下,不需要添加硬化劑就能達到滿意的墨層性質。
PP、PE
PP、PE在印刷前進行印前處理是眾所周知的,UV移印油墨也不例外。印前處理有三種:火焰處理、高頻處理和化學處理。因為移印涉及的產品通常是不規則的,所以火焰處理也好,高頻處理也好,不像中空容器的火焰處理機和薄膜的高頻處理機那樣具有相對標準的形式,必須根據產品的形狀和印刷位置設計獨特的噴火裝置和高頻噴頭。一些自動化的移印設備上配備的火焰處理機和高頻處理機的噴頭都具有靈活的調整模式來適應種類繁多的承印產品。所謂化學處理就是采用一些強氧化物對PP、PE材料進行浸潤,在非極性的PP、PE分子間導入氧原子來改變表面極性特征的方法。事實證明,化學處理有時是非常有效的印前處理方法,但是在大批量的生產過程中如何連續性地操作是一個問題,人工擦拭的方法難以形成高的工作效率。印前處理的效果可以用材料表面的表面張力值來表征,MARABU公司的試驗結果是48MN/M為獲得良好附著的張力值。
即便是采用了印前處理,UV移印油墨在PP、PE材料表面的附著力的穩定性也并非無可挑剔,原因是沒有哪個廠家僅僅使用純粹的材料。還有另外一種情況:客戶對墨層的化學性質和物理性質有特別高的要求,這時添加適當的硬化劑將會帶來顯而易見的效果。UV油墨是UV體系,硬化劑則是溶劑油墨體系中雙組分油墨的一類,兩者的結合在某種程度上解決了UV移印油墨在轉移能力和適應性方面的脆弱。
金屬
金屬方面的印刷比較成熟的方案是雙組分油墨,通過添加硬化劑使得油墨體系中的樹脂發生化學反應生成堅韌的網狀物緊緊抓住金屬表面。UV移印油墨基本上是這種金屬油墨所用的樹脂和感光樹脂組成的混合體。UV金屬移印油墨的干燥過程伴隨著UV固化干燥和雙組分化學反應兩個過程,UV固化的部分熱量也會促使雙組分的化學反應過程。當然這個過程以UV固化為主要環節,應避免硬化劑的過量添加。
UV移印工藝的特點
移印過程要求油墨在印版表面干燥得越慢越好,這樣印版上的文字不容易被油墨封閉,但在轉移到承印材料表面后要干燥得越快越好,這樣即使是同一類型的材料也有可能存在差異,進行初步的測試是很關鍵的。
適性穩定性
追求油墨適性的穩定基本是所有印刷工藝的目標,但是受油墨類型、環境條件等因素的制約,油墨適性的改變是必然的,特別是溶劑型油墨,適性改變意味著要采取必要的措施來調整,UV移印油墨和其他UV油墨一樣,干燥過程受環境影響很小,適性改變也很有限,這為連續持久性的印刷帶來便利。
即時的干燥
UV油墨是在UV光的照射下完成的干燥,效率高,只要UV燈功率和UV移印油墨達到完美的匹配性,固化后的產品將基本可以瞬時交貨,這對于企業的市場生存能力無疑是一個幫助。移印應用于工業領域要求其具有高遮蓋力,但是移印的間接轉移特點使其遮蓋力受到明顯制約,這是兩個矛盾的因素,而溶劑型油墨中溶劑的揮發進一步加重了遮蓋力的損失。UV移印油墨則沒有這個缺點。
利于四色移印
涉及到階調印刷的移印是比較有挑戰性的工作,因為油墨之間存在濕壓濕的疊印,保證四色油墨具有相同的固化條件將顯著減少油墨固化后的色差。四原色油墨的透明性為一次固化提供了條件,而色間的干燥勢必會帶來墨層之間的附著力乃至顏色衰變的弊端,F在國內設計的四色機無論是油盤式移印機還是油盅式移印機都是針對溶劑型油墨,UV移印油墨基本上無法使用。如果使用UV移印油墨,僅限于四色階調移印,然后進行一次性UV固化;如果是不透明UV移印油墨的多色移印,應該采取單色移印機一色一色地印刷,進行色間的干燥。(divid)
通常意義上,油墨對承印材料的附著力主要建立在油墨中樹脂的物理和化學性質與承印材料的匹配性。溶劑型油墨可以方便地選擇各種類型的樹脂來達到良好的附著力。但是UV油墨的樹脂種類非常少,要想僅用某一種類型的感光樹脂來匹配種類繁多的承印材料是很困難的。油墨生產廠家是通過添加多種輔助劑來達到目的的。由于網印版的漏過性對油墨的寬容,制造各種類型的UV網印油墨就簡單一些。但是UV移印油墨就沒有這么簡單。移印膠頭的轉移效果較差,些微的成分差異就很容易導致油墨轉移的問題。所以,絕大多數油墨生產廠家可以生產成熟的UV網印油墨,但是生產不了成熟的UV移印油墨。UV網印油墨不能像溶劑型網印油墨代替溶劑型移印油墨一樣來代替UV移印油墨。
UV油墨的干燥不同于溶劑型油墨,它是油墨中的感光樹脂在紫外光的照射下發生交聯反應的化學結果。由此,反應在UV技術中的關鍵點包含了:感光樹脂和添加劑、紫外光、UV固化等核心內容。首先,針對某一類承印物,我們必須找到感光樹脂并添加一定的輔助劑來達到與承印材料的匹配性,也就是保證它們經過合理的UV照射后緊密地結合在承印材料的表面;其次,我們能夠制作產生UV光的機器,其中心波段的光波長要符合感光樹脂發生化學交聯反應所需的能量;我們還必須掌握UV固化的效果所受控的要素,通過控制它們來達到最佳的固化效果。
UV移印油墨的固化原理
UV移印油墨在紫外線的照射下,體系中的光敏劑激發被分解為自由基,自由基使交聯反應迅速發生。體系所有成分瞬間變成固體,所以,UV移印油墨總體上來講是液體的組分在紫外光的作用下發生反應生成大分子網狀物的化學過程。相比較溶劑型油墨的干燥過程,UV移印油墨的干燥生成了一種新型的樹脂,這種樹脂和承印材料的匹配性非常重要,它決定了油墨的最終附著力。而溶劑型油墨的干燥基本上是一種沉降過程,溶劑揮發了,樹脂沉降成為固體,干燥在承印材料的表面。
光敏劑對紫外線的吸收
UV移印油墨體系中的光敏劑起著關鍵作用,例如二苯甲酮被紫外線波長為310~340nm的波段照射時,會轉變成三線態,三線態奪取活性胺中的H原子,生成兩個自由基,自由基能夠引發感光樹脂和活性稀釋劑單體的聚合交聯反應。自由基進一步促使感光樹脂和活性稀釋劑單體發生聚合交聯反應,生成網狀的高分子化合物,完成UV油墨的干燥過程。
UV固化
UV固化的光源應能夠發出含有300~380nm波段的紫外光。網印和移印行業使用最多的是水銀燈,按照水銀燈發出光線的強度可以分為80W/cm、120W/cm、200W/cm三種,強度越高,所需的固化時間越短。但是要考慮光源離開承印物的距離,因為距離太近很可能使對溫度敏感的承印物變形。實踐上的推薦應保證承印物與光源的距離至少為0.5m。或者在設計固化裝置時能迅速切斷熱源,防止溫度升高對承印物的影響。
UV移印油墨的應用知識
承印材料
隨著全球范圍內環保呼聲的高漲,UV油墨的應用獲得了比較高的認可度。不論是UV膠印領域、UV柔印領域、UV凹印領域、還是UV網印領域,UV技術的應用都已完全成熟,并在向著水性UV油墨的前沿邁進。UV移印油墨作為UV印刷技術環節的后來者得到了油墨業界的普遍重視,國內有很多廠家都聲稱研制成功了UV移印油墨并推向市場。可以說,UV移印技術進入了高速發展期。移印和網印是兩個工藝過程迥異但是面對的是相似的工業環境的兩種特種印刷工藝技術,所以我們都要求所使用的油墨要能針對不同的承印材料有完整的方案,比如添加怎樣的助劑才能適應比較難印的材料,單純的UV油墨不能達到客戶要求時是否要借鑒雙組分模式。從這點來看,UV移印油墨的體系要遠比其他工藝復雜。
ABS
ABS材料在工業領域的應用非常廣泛,它兼有極好的物理特性和良好的印刷適性兩大優點,因此它是網印和移印技術最常面對的承印材料,占到整個油墨消耗環節的56%。時至今日,ABS表面的UV移印油墨仍是最為成熟和穩定的。它不需要印前處理,也不需要添加助劑來改善適性,一般情況下,不需要添加硬化劑就能達到滿意的墨層性質。
PP、PE
PP、PE在印刷前進行印前處理是眾所周知的,UV移印油墨也不例外。印前處理有三種:火焰處理、高頻處理和化學處理。因為移印涉及的產品通常是不規則的,所以火焰處理也好,高頻處理也好,不像中空容器的火焰處理機和薄膜的高頻處理機那樣具有相對標準的形式,必須根據產品的形狀和印刷位置設計獨特的噴火裝置和高頻噴頭。一些自動化的移印設備上配備的火焰處理機和高頻處理機的噴頭都具有靈活的調整模式來適應種類繁多的承印產品。所謂化學處理就是采用一些強氧化物對PP、PE材料進行浸潤,在非極性的PP、PE分子間導入氧原子來改變表面極性特征的方法。事實證明,化學處理有時是非常有效的印前處理方法,但是在大批量的生產過程中如何連續性地操作是一個問題,人工擦拭的方法難以形成高的工作效率。印前處理的效果可以用材料表面的表面張力值來表征,MARABU公司的試驗結果是48MN/M為獲得良好附著的張力值。
即便是采用了印前處理,UV移印油墨在PP、PE材料表面的附著力的穩定性也并非無可挑剔,原因是沒有哪個廠家僅僅使用純粹的材料。還有另外一種情況:客戶對墨層的化學性質和物理性質有特別高的要求,這時添加適當的硬化劑將會帶來顯而易見的效果。UV油墨是UV體系,硬化劑則是溶劑油墨體系中雙組分油墨的一類,兩者的結合在某種程度上解決了UV移印油墨在轉移能力和適應性方面的脆弱。
金屬
金屬方面的印刷比較成熟的方案是雙組分油墨,通過添加硬化劑使得油墨體系中的樹脂發生化學反應生成堅韌的網狀物緊緊抓住金屬表面。UV移印油墨基本上是這種金屬油墨所用的樹脂和感光樹脂組成的混合體。UV金屬移印油墨的干燥過程伴隨著UV固化干燥和雙組分化學反應兩個過程,UV固化的部分熱量也會促使雙組分的化學反應過程。當然這個過程以UV固化為主要環節,應避免硬化劑的過量添加。
UV移印工藝的特點
移印過程要求油墨在印版表面干燥得越慢越好,這樣印版上的文字不容易被油墨封閉,但在轉移到承印材料表面后要干燥得越快越好,這樣即使是同一類型的材料也有可能存在差異,進行初步的測試是很關鍵的。
適性穩定性
追求油墨適性的穩定基本是所有印刷工藝的目標,但是受油墨類型、環境條件等因素的制約,油墨適性的改變是必然的,特別是溶劑型油墨,適性改變意味著要采取必要的措施來調整,UV移印油墨和其他UV油墨一樣,干燥過程受環境影響很小,適性改變也很有限,這為連續持久性的印刷帶來便利。
即時的干燥
UV油墨是在UV光的照射下完成的干燥,效率高,只要UV燈功率和UV移印油墨達到完美的匹配性,固化后的產品將基本可以瞬時交貨,這對于企業的市場生存能力無疑是一個幫助。移印應用于工業領域要求其具有高遮蓋力,但是移印的間接轉移特點使其遮蓋力受到明顯制約,這是兩個矛盾的因素,而溶劑型油墨中溶劑的揮發進一步加重了遮蓋力的損失。UV移印油墨則沒有這個缺點。
利于四色移印
涉及到階調印刷的移印是比較有挑戰性的工作,因為油墨之間存在濕壓濕的疊印,保證四色油墨具有相同的固化條件將顯著減少油墨固化后的色差。四原色油墨的透明性為一次固化提供了條件,而色間的干燥勢必會帶來墨層之間的附著力乃至顏色衰變的弊端,F在國內設計的四色機無論是油盤式移印機還是油盅式移印機都是針對溶劑型油墨,UV移印油墨基本上無法使用。如果使用UV移印油墨,僅限于四色階調移印,然后進行一次性UV固化;如果是不透明UV移印油墨的多色移印,應該采取單色移印機一色一色地印刷,進行色間的干燥。(divid)
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