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UV燈的波長與功率對油墨附著力影響

時間:2015-10-06 09:25來源:深圳三昆科技有限公司點擊:
UV油墨是一種采用紫外光作為能源,油墨中光引發(fā)劑受到紫外光照射后產(chǎn)生自由基或陽離子引發(fā)聚合物固化的油墨品種。隨著近年來UV油墨的迅速發(fā)展,UV油墨在網(wǎng)版印刷中的應(yīng)用越來越廣泛。但是在使用UV油墨的過程中容易出現(xiàn)一些問題,如固化不良、表面反粘,固化后附著力不良等現(xiàn)象,因此需要在實際應(yīng)用中掌握UV固化原理,影響固化的因素以及解決這些問題的對策。印刷油墨的性能直接影響著印品的質(zhì)量,而油墨性能的兩個重要物理指標(biāo)是膜層的硬度和附著力。
附著力是指油墨膜層與印刷基材的結(jié)合力,它對于UV固化油墨的性能有著重大的影響,如果油墨的附著力不好,其它性能就很難實現(xiàn)。硬度是指油墨經(jīng)UV光固化后交聯(lián)聚合反應(yīng)的充分程度,完全充分固化的油墨膜層表面平滑、有光澤、硬度高,而不完全固化的油墨膜層,表面粗糙、呈粉狀、無光澤、表面硬度低,因此膜層的硬度是衡量油墨性能的重要指標(biāo)。下面就UV油墨在使用中的一些問題進(jìn)行一些探討。
1.UV燈的波長和功率UV燈的波長應(yīng)滿足UV油墨敏感的波長范圍。各種品牌的UV油墨要求的UV波長不盡相同,如果UV燈發(fā)出的波長在油墨敏感的波長范圍內(nèi),UV油墨可以固化,否則會在一定程度上影響固化。
UV光的能量決定了UV油墨墨層在光交聯(lián)時UV光的穿透能力,尤其是對UV油墨深層次的穿透能力。當(dāng)UV能量不足時,紫外光沒有提供足夠的聚合反應(yīng)能量,使固化不充分,即使是在UV光下照射再多的時間也無法實現(xiàn)完全固化,墨層深處無法交聯(lián),從而影響硬度和附著力性能。而UV能量過大則會使墨層表面迅速固化,表面硬度提高,墨層脆性增加,柔軟性降低。這樣的墨層在外力作用下,如裁切時,其刃口部分的墨層就會與基材發(fā)生剝離而脫落。
一般的UV光固化機(jī)配置的UV燈功率在80~120W/cm左右。
2.基材的表面處理如果基材表面有油污、溶劑、未處理的低分子或其他雜質(zhì)等,都會影響UV固化油墨在基材上的附著,所以在印刷之前必須對基材進(jìn)行清潔處理。一般可用乙醇擦拭基材表面,金屬表面在處理掉油污后可用砂紙等處理表面,增大表面粗糙度,增加附著力。
3.表面張力UV固化油墨在基材上的附著力與UV油墨在基材上的潤濕有著重要關(guān)系,而UV油墨在基材上的潤濕主要由UV油墨和基材的表面張力決定,當(dāng)UV油墨的表面張力小于基材的表面張力時,可以達(dá)到良好的潤濕,而潤濕良好則可能達(dá)到好的附著力。所以要想使UV油墨在基材上良好地附著,就必須盡量減少UV油墨的表面張力,同時增大基材的表面張力?刹捎玫囊环N方式是通過添加表面活性劑以降低UV油墨的表面張力;另一方式是用環(huán)己酮擦拭基材表面以提高基材的表面張力,或根據(jù)基材不同的表面張力極極性進(jìn)行化學(xué)氧化處理、電暈處理以及光照處理等,以增大基材的極性,從而提高基材的表面張力,達(dá)到提高基材與油墨附著力的目的。
4.膜層的厚度膜層厚度對附著力和硬度指標(biāo)影響很大。油墨的成膜厚度過厚或局部過厚,使紫外光難以穿透,油墨不能完全固化或僅有表面油墨固化,內(nèi)部的油墨沒有完全固化,這會直接降低油墨的各種耐抗特性、附著力以及成膜硬度。油墨的成膜厚度過薄,則易產(chǎn)生針孔和砂眼,遮蓋力也相應(yīng)降低。所以,必須嚴(yán)格控制油墨的成膜厚度。網(wǎng)版印刷中控制油墨厚度主要靠選用不同的絲網(wǎng)來實現(xiàn),一般有色油墨由于顏料對UV光的遮蓋作用,墨層厚度盡量要求薄一些,采用350目的絲網(wǎng);透明油墨可用目數(shù)比較低的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷;而一些特殊油墨如發(fā)光油墨等,則由于填料的粒徑問題需要使用較小目數(shù)的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷。
5.固化時間同膜層厚度一樣,固化時間對硬度也有很大影響。如果固化時間過短,膜層交聯(lián)反應(yīng)不充分,只能形成粉狀、粗糙不平、無光澤的膜層,一般來說,適當(dāng)延長固化時間對保證油墨的成膜硬度是有好處的。當(dāng)然固化時間過長時,由于受到過量UV光照射,使表面硬度提高,表面張力減小,也會造成油墨與基材間附著不好。
確定適當(dāng)?shù)墓袒瘯r間的方法為在一定功率的UV燈下,以一定的速度通過UV固化機(jī),用棉布沾無水乙醇,擦拭墨層表面50次,觀察棉布和基材,看有無UV油墨被擦掉,若被擦掉,則將固化速度減小,延長固化時間,直到基材上的UV油墨無法被擦掉,此時為合適的固化時間。
6.附著力促進(jìn)劑的添加在UV油墨配方中添加附著力促進(jìn)劑可以顯著提高油墨的附著力,但不同的附著力促進(jìn)劑針對不同的基材具有不同的效果,需要通過實驗來確定具體的附著力促進(jìn)劑品種。
7.固化溫度由于UV固化機(jī)在使用中UV燈會發(fā)出大量的熱量,在印刷的基材對溫度比較敏感的情況下,UV燈發(fā)出大量的熱量會對基材產(chǎn)生負(fù)面影響,這時可以通過加大基材與UV燈之間的距離或增加冷卻的方式來解決,但是增大基材與UV燈之間的距離等于降低了UV燈的功率,固化會受到影響?梢圆捎迷黾永鋮s的方法來降低固化溫度,冷卻方式有風(fēng)冷和水冷,采用風(fēng)冷的方式比較常見,但普遍問題是風(fēng)冷的效果不理想。
采用水冷方式是效果比較好的方法,目前市場上銷售的UV固化機(jī)很多都是水冷式UV固化機(jī)。要想讓UV膠印更好地發(fā)揮作用,需要解決的主要問題有如下幾點。1.設(shè)計制版制作UV印刷的設(shè)計稿必須根據(jù)工單決定輸出格式,如膜面正掃或反掃,輸出網(wǎng)線數(shù)、網(wǎng)線角度等。有些特殊印件要求更高,如3D印刷的分辨力要很高,網(wǎng)線角度必須與承印材料匹配,避免撞網(wǎng);透明塑料片材與鍍鋁紙常需加印白墨,應(yīng)注意印刷材料伸縮的影響,預(yù)先通過修正膠片以達(dá)到最佳品質(zhì)。2.附著力由于塑料片材或金銀卡紙等承印物的滲透性能很差,對油墨的吸附力很弱,所以即使使用UV油墨印刷,油墨附著力也很差,印刷質(zhì)量不高?梢酝ㄟ^對材料做表面處理來解決。3.油墨乳化UV油墨的水墨平衡寬容度很窄,印刷中容易造成油墨乳化、臟版,影響印刷品質(zhì)。解決方法:降低印刷速度,把印刷速度控制在5000~8000印/小時。4.固化程度為了提高印品顏色飽和度,在塑料片材等承印物表面進(jìn)行UV印刷時,印刷壓力較大,墨層較厚,網(wǎng)點增大嚴(yán)重,這就使油墨不容易固化。為了保證印刷質(zhì)量,印刷壓力不能做很大的調(diào)整。解決辦法是首先適度降低印刷速度,使UV燈照射時間適當(dāng)加長,讓油墨徹底固化;其次是調(diào)節(jié)UV燈管和承印物之間的距離,加大UV光照射強(qiáng)度,使油墨固化。UV固化的有效波長范圍是200~400nm,印刷車間中一些光源的波長也在此范圍內(nèi),會導(dǎo)致油墨表層輕微固化,所以應(yīng)注意環(huán)境光對UV油墨的影響。5.色序安排UV膠印色序安排問題比較復(fù)雜。由于著墨原理的限制,承印物上的墨層較薄,當(dāng)需要比較厚實的墨層時,印品難以達(dá)到預(yù)期的復(fù)制效果。例如四色疊印時,通常使用的印刷色序黑、青、品紅、黃色,因為黑色幾乎占滿了所有空間,青、品紅、黃的著墨力更低,總墨量不夠,就會造成顏色不飽滿。解決方法:更改色序,先印刷墨量較小的顏色,最后印墨量較大的黑色,這樣就可以讓著墨量達(dá)到最高,色彩更加飽滿。6.印刷套準(zhǔn)UV膠印使用UV燈照射進(jìn)行油墨固化,固化帶來的主要問題是使承印物受熱膨脹,從而導(dǎo)致套印不準(zhǔn)。這與UV油墨固化相矛盾,因為油墨固化需要UV燈照射時間長一點,而印刷套準(zhǔn)則需要UV燈照射時間短一點。解決方法:在最后一色印完后再進(jìn)行UV固化,這時候即使承印物膨脹,通過放置一段時間降低溫度,也可使承印物變形降到最低。特殊情況下,中間色組也可以開UV燈照射,但照射時間越短越好;蛘呖梢圆捎美銾V技術(shù)。

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