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UV固化技术在喷墨印刷中的应用

   日期:2021-01-27 20:32      中国纸箱网

UV固化(光固化)指利用UV光激发油墨中的单体聚合成聚合物,是固化墨滴的一种技术。近年来,随着数字成像技术的不断提高和应用范围的迅速推广,推动了UV固化技术在印刷领域中的应用,并取得了很好的成效,由于UV固化材料具有快速固化、高效、低污染、节能等特点,使其迅速发展成为一种新型的数字成像材料。

为满足现代印刷业的需要,制造商利用喷墨技术和UV固化技术的优势,将喷墨打印头、打印装置、UV光固化系统和UV光固化墨水结合起来,从而形成了UV光固化喷墨印刷技术。UV固化技术的出现,使得UV喷墨印刷在印刷速度方面获得了极大提升,UV喷墨印刷正在被越来越多的印刷者所采用,可以说UV固化技术拯救了喷墨印刷,使其可以应用于更广泛、更新的市场及领域。

UV固化装置

1.UV灯装置

UV固化装置的重要部分是UV灯装置,用灯装置要满足理想的设计要求,具体要求如下。

1)小型化设计,设备设计紧凑。安装在小型喷墨印刷机上的UV灯,必须是不占容积的结构,并容易装卸的设计,附属设备如灯用制冷吹风等装置也要小型,风量小并且油墨从印刷头喷出时不造成影响。

2)可设置在办公室内,作为复印机来应用。

3)制冷空气。为使发光灯阀的表面温度保持恒定,必须对UV系统灯阀表面进行冷却,多采用空气制冷。

4)在任何基材上都能成像:对没有抗热性的基材,或因热而使基材中的水分急骤蒸发而导致起皱的基材,应采用低热的UV灯装置。

5)无需熟练技术也可获得稳定的图像。

6)发光输出稳定性及长寿命。UV固化反应受到照射照度、发光光谱以及固化反应时温度等影响。照射采用强光及保证发光光谱在使用时间内的稳定性,是很重要的因素。保证照射照度及发光光谱稳定性的关键因素是发光灯阀自身、光学系统以及向发光灯阀提供能源的电源稳定性等。

7)高照度输出及光谱相匹配。为获得高品质的输出图像,要求来自UV灯的高照度输出与固化所需要的光谱带相匹配。这是由于高照度UV灯的照射具有优势,据欧美大多数研究证明,高照度UV灯对氧阻碍的防止有一定的效果,并对提高固化速度有利。

2.UV固化过程

UV固化的过程如下:1)首先,UV油墨被喷射到承印物表面:颜料颗粒、光引发剂、单体和预聚体;2)然后,UV光激发光引发剂变为自由基,与单体和预聚体发生化学反应;3)单体和预聚体继续发生反应,形成感光高分子聚合物;4)最后UV油墨干固,颜料颗粒附着在承印物表面。

UV喷墨油墨

尽管UV固化油墨从上个世纪80年代就应用于网印行业中,现在已经普遍应用于数码印刷上,尤其是应用在喷墨印刷上。由于喷墨技术的进步,印刷精度的提高,在喷墨印刷机上配上合适的UV光源,设计制造出UV喷墨印刷机,再加上制备UV油墨的新原料不断开发,最终使UV油墨进入喷墨印刷领域。

UV喷墨油墨是由光活性单体、光活性预聚物、光引发剂、着色剂及其它助剂组成的。它有三大特点,即节能化干燥、对基材有广泛的印刷适性、因高速固化性可缩短传给后工序的时间。UV喷墨油墨必须具有严格的性能要求,才能从喷头中喷射出来,在所有性能中,黏度和表面张力是两个最重要的方面。

1.黏度。UV喷墨油墨最大的配方问题就是要保持较低的黏度,通常黏度在10~20mPa·s之间,这主要依靠将喷墨设备运转温度提升至40~45℃左右后才能实现。

2.表面张力。UV喷墨墨滴成的优劣主要受表面张力的影响。表面张力太大,油墨不易形成微滴,并可能出现较长的断裂;表面张力太低则会导致液滴不稳定,生成溅射点,影响最终的图案。油墨表面张力应满足0.2×10-3~0.5×10-3N/cm,更理想的范围是在0.22×10-3~0.4×10-3N/cm之间。

3.颜料的润湿性。颜料对基质的润湿性是影响室外应用耐久性的主要因素,因此制造UV喷射油墨的难点在于选择合适的颜料,并使其在低黏度的溶剂中良好地润湿。

4.耐久性。宽幅喷墨技术主要应用于室外广告横幅和标语等印刷,因此耐久性要好些,通常在油墨成分中引入脂肪链以满足要求。

此外,UV固化喷墨油墨还要具有一定的固化速度、柔韧性以及与喷墨承印物及宽幅打印所用的膜材料之间的良好黏附性必须要达到要求。其最重要的瞬间固化特性,使得UV喷墨油墨从喷嘴喷出后没有成分渗入承印物表面,因而对承印物表面性能不会造成影响。

UV固化油墨为喷墨设备带来的最大优势就是不会在喷头固化,因此减轻了清洗喷头来去除不溶成分的麻烦。由于喷墨设备维护时间的缩短,采用UV油墨喷墨印刷可获得更大的生产效率。

 


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