油墨颜色与UV固化

　　UV油墨早在20世纪40年代就已开发出来，但是直到最近20年才得到发展，业界对UV油墨也有了更近一步的认识。但是由于UV油墨价格较高，干燥设备投资较大，使用工艺较常规油墨更复杂，这些都阻碍了其更广泛地应用。

　　现代印刷向着快速、多色一次印刷的方向发展的趋势，也对油墨提出了更新的要求，因此，UV油墨的优势就更显著了。如，UV油墨在印刷机上不干燥，而印到印品上能够迅速干燥，这既符合印刷厂连续印刷的要求，也满足高速、多色印刷机的要求。

　　颜料对固化的影响

　　为了满足高档印刷需求，只靠三原色油墨是远远不够的，需要使用专色油墨，但这对于UV油墨来说，有些颜料颗粒会与光引发剂或光敏剂“争夺”入射的UV辐射能，从而影响后者对辐射能量的吸收，使照射到UV油墨表面的紫外光线不能直接透射过去，而只能经过多次反射和光散射绕过上面授颜料颗粒到达墨层下面，减慢了干燥速度，降低了干燥效率。

　　在UV油墨中包含着成千上万个颜料颗粒，因此，UV光线必须有足够的强度才能到达墨层底部。如果光强不足，墨层底部得不到紫外光线照射，油墨就不能彻底固化，造成墨层外硬内软，由于聚合时的何种收缩而使表面起皱，影响印刷质量。同时要注意，UV油墨的固化与UV光油的固化是有区别的，如图1、图2所示。颜料除了影响UV油墨的固化外，还会影响到墨层的黏度、流动性、润湿性、流平性等；而颜料与反应性基料之间的相互作用还会导致油墨储存期下降或颜色发生变化等问题。

　　颜料颜色与固化

　　在丙烯酸酯和胺类组成的光引发体系中使用某些黄色颜料时，油墨颜色会发生很大变化。比较难以固化的颜料是黑色、白色、酞菁及黄色颜料。白色和黑色呈现出两种极端现象，白色完全反射光线，黑色完全不反射光线。

　　人们甚至认为，让UV光线通过一个具有一定厚度并对该光不透明的膜层，使其达到固化似乎不可能，但优化固化条件就会使含有颜料的UV油墨的良好固化成为可能，有些问题是可以根据颜料对UV光的吸收特点，通过选择光引发剂和颜料来解决或改善，也可以通过调整UV光源来减少固化颜料造成的影响。

　　不同的颜料对光的吸收、反射和散射的特性不同，所以对UV固化的阻碍程度也不同，大多数颜料在部分UV光和可见光范围内都有一定的可透射区，称为该颜料的“光谱窗口”，在该窗口光引发剂可充分吸收UV光辐射能，因此，确定该窗口的位置对选择合适的光引发剂是非常重要的。也就是说，光引发剂应与油墨体系中的颜料相匹配，并且在颜料对UV光吸收较弱的波长范围内。因此，使用UV油墨时应注意细心观察颜料与光引发剂吸收光谱间的关系。

　　不同颜色的UV油墨的固化速度是不相同的，因为各种颜色的颜料颗粒所反射出的光波波长不同，反射的波长越接近UV光的波长，其固化速度就越慢，所需的UV光能量就越高；反之，固化速度就越快，所需的UV光能量就会低。因此，对不同颜色的油墨必须调整UV固化速度，才能减少颜料对油墨固化的影响。

　　普通油墨的颜料几乎不影响干燥速度，不同色相的油墨是由不同颜料，同一基料和同样的助剂组成的，但UV油墨的情况却截然不同，由于不同颜色的颜料对不同光谱波长的光线进行有选择的吸收和有条件的反射，故不同色相油墨的固化速度也不会相同。另外，印刷中需要将不同颜色的油墨进行混合，即配色，由于任何颜色都是对于混合波长刺激的感受结果，UV油墨也是如此；而且还要考虑颜料的着色力，颜料与其他组分之间发生相互作用的可能性、颜色对UV光线的吸收等问题，若是有较强的吸收，势必降低固化速度，并且使固化工艺变得更加复杂，再加上颜料比便的差别，其固化条件也就更难于掌握，必须经过实践，摸索出适宜的固化速度。图3所示为UV光线对浓度为10%的颜料矿物油悬浮液的透过率与UV光线的波长曲线关系。这些曲线随波长的不同而变化，但在给定的波长下，通常是品红颜色具有最大的透过率，其他依次为黄色、青色、黑色，这与UV光照强度与固化速度的实验曲线的排序完全相符，如图4所示。

　　对于含有白色或黑色颜料体系的UV油墨，因为白色对所有的可见光能全反射角，因而固化时需要较高的能量，相反，黑色尽管在理论上对所有的光线都能吸收，但是由于颜料颗粒对于光线的遮挡作用，也阻碍了油墨的深层固化，故也需要较高的能量，所以固化速度较慢。

　　油墨中常用的白色颜料是钛白粉（TiO2），其有效吸收光波长约为380nm，还可全部反射波长为420nm的光，因此，其反射光的波长范围在380~420nm，这就对光引发剂的选择提出了更高的要求。选择光引发剂时应考察其吸收光谱，使其既能与UV灯的发射光谱相匹配，又使其能吸收波峰在选定颜料对UV吸收较弱的波长范围内，这样才能取得事半功倍的固化效果。而黑色颜料则在整个可见光谱范围内都会产生吸收，因此，黑色油墨体系最难固化，对于遮盖力较好的颜料以及黑层厚度达20μm以上的膜层固化就更难了，不同等级的炭黑会对固化产生很大的影响。此外，使用专门的黑色颜料也可能会改变这一状况。

　　现在，UV油墨的颜料在技术上已经取得了一定的成果，如新开发的乙酰磷氧型光引发剂，BASF公司和清华紫光英力化工公司的TPO和汽巴精化的BAPO型都属于这类光引发剂，其紫外光吸收波峰比常规的光引发剂偏向长波，适用于有颜料的固化体系。当然还有很多值得研究的课题，需要业内人士的共同努力。