油墨
油墨颜色与UV固化
2004-06-23 12:12  ???:3097

  UV油墨早在20世纪40年代就已开å‘出æ¥ï¼Œä½†æ˜¯ç›´åˆ°æœ€è¿‘20å¹´æ‰å¾—到å‘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å¤æ‚,这些都阻ç¢äº†å…¶æ›´å¹¿æ³›åœ°åº”用。

  现代å°åˆ·å‘ç€å¿«é€Ÿã€å¤šè‰²ä¸€æ¬¡å°åˆ·çš„æ–¹å‘å‘展的趋势,也对油墨æ出了更新的è¦æ±‚,因此,UV油墨的优势就更显著了。如,UV油墨在å°åˆ·æœºä¸Šä¸å¹²ç‡¥ï¼Œè€Œå°åˆ°å°å“上能够迅速干燥,这既符åˆå°åˆ·åŽ‚è¿žç»­å°åˆ·çš„è¦æ±‚,也满足高速ã€å¤šè‰²å°åˆ·æœºçš„è¦æ±‚。

  颜料对固化的影å“

  为了满足高档å°åˆ·éœ€æ±‚,åªé ä¸‰åŽŸè‰²æ²¹å¢¨æ˜¯è¿œè¿œä¸å¤Ÿçš„,需è¦ä½¿ç”¨ä¸“色油墨,但这对于UV油墨æ¥è¯´ï¼Œæœ‰äº›é¢œæ–™é¢—粒会与光引å‘剂或光æ•å‰‚“争夺â€å…¥å°„çš„UVè¾å°„能,从而影å“åŽè€…对è¾å°„能é‡çš„å¸æ”¶ï¼Œä½¿ç…§å°„到UV油墨表é¢çš„紫外光线ä¸èƒ½ç›´æŽ¥é€å°„过去,而åªèƒ½ç»è¿‡å¤šæ¬¡å射和光散射绕过上é¢æŽˆé¢œæ–™é¢—粒到达墨层下é¢ï¼Œå‡æ…¢äº†å¹²ç‡¥é€Ÿåº¦ï¼Œé™ä½Žäº†å¹²ç‡¥æ•ˆçŽ‡ã€‚

  在UV油墨中包å«ç€æˆåƒä¸Šä¸‡ä¸ªé¢œæ–™é¢—粒,因此,UV光线必须有足够的强度æ‰èƒ½åˆ°è¾¾å¢¨å±‚底部。如果光强ä¸è¶³ï¼Œå¢¨å±‚底部得ä¸åˆ°ç´«å¤–光线照射,油墨就ä¸èƒ½å½»åº•å›ºåŒ–,造æˆå¢¨å±‚外硬内软,由于èšåˆæ—¶çš„何ç§æ”¶ç¼©è€Œä½¿è¡¨é¢èµ·çš±ï¼Œå½±å“å°åˆ·è´¨é‡ã€‚åŒæ—¶è¦æ³¨æ„,UV油墨的固化与UV光油的固化是有区别的,如图1ã€å›¾2所示。颜料除了影å“UV油墨的固化外,还会影å“到墨层的é»åº¦ã€æµåŠ¨æ€§ã€æ¶¦æ¹¿æ€§ã€æµå¹³æ€§ç­‰ï¼›è€Œé¢œæ–™ä¸Žå应性基料之间的相互作用还会导致油墨储存期下é™æˆ–颜色å‘生å˜åŒ–等问题。

  颜料颜色与固化

  在丙烯酸酯和胺类组æˆçš„光引å‘体系中使用æŸäº›é»„色颜料时,油墨颜色会å‘生很大å˜åŒ–。比较难以固化的颜料是黑色ã€ç™½è‰²ã€é…žèåŠé»„色颜料。白色和黑色呈现出两ç§æžç«¯çŽ°è±¡ï¼Œç™½è‰²å®Œå…¨å射光线,黑色完全ä¸å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ä¸é€æ˜Žçš„膜层,使其达到固化似乎ä¸å¯èƒ½ï¼Œä½†ä¼˜åŒ–固化æ¡ä»¶å°±ä¼šä½¿å«æœ‰é¢œæ–™çš„UV油墨的良好固化æˆä¸ºå¯èƒ½ï¼Œæœ‰äº›é—®é¢˜æ˜¯å¯ä»¥æ ¹æ®é¢œæ–™å¯¹UV光的å¸æ”¶ç‰¹ç‚¹ï¼Œé€šè¿‡é€‰æ‹©å…‰å¼•å‘剂和颜料æ¥è§£å†³æˆ–改善,也å¯ä»¥é€šè¿‡è°ƒæ•´UVå…‰æºæ¥å‡å°‘固化颜料造æˆçš„å½±å“。

  ä¸åŒçš„颜料对光的å¸æ”¶ã€å射和散射的特性ä¸åŒï¼Œæ‰€ä»¥å¯¹UV固化的阻ç¢ç¨‹åº¦ä¹Ÿä¸åŒï¼Œå¤§å¤šæ•°é¢œæ–™åœ¨éƒ¨åˆ†UV光和å¯è§å…‰èŒƒå›´å†…都有一定的å¯é€å°„区,称为该颜料的“光谱窗å£â€ï¼Œåœ¨è¯¥çª—å£å…‰å¼•å‘剂å¯å……分å¸æ”¶UVå…‰è¾å°„能,因此,确定该窗å£çš„ä½ç½®å¯¹é€‰æ‹©åˆé€‚的光引å‘剂是éžå¸¸é‡è¦çš„。也就是说,光引å‘剂应与油墨体系中的颜料相匹é…,并且在颜料对UVå…‰å¸æ”¶è¾ƒå¼±çš„波长范围内。因此,使用UV油墨时应注æ„细心观察颜料与光引å‘剂å¸æ”¶å…‰è°±é—´çš„关系。

  ä¸åŒé¢œè‰²çš„UV油墨的固化速度是ä¸ç›¸åŒçš„,因为å„ç§é¢œè‰²çš„颜料颗粒所å射出的光波波长ä¸åŒï¼Œå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é‡å°±è¶Šé«˜ï¼›å之,固化速度就越快,所需的UV光能é‡å°±ä¼šä½Žã€‚因此,对ä¸åŒé¢œè‰²çš„油墨必须调整UV固化速度,æ‰èƒ½å‡å°‘颜料对油墨固化的影å“。

  普通油墨的颜料几乎ä¸å½±å“干燥速度,ä¸åŒè‰²ç›¸çš„油墨是由ä¸åŒé¢œæ–™ï¼ŒåŒä¸€åŸºæ–™å’ŒåŒæ ·çš„助剂组æˆçš„,但UV油墨的情况å´æˆªç„¶ä¸åŒï¼Œç”±äºŽä¸åŒé¢œè‰²çš„颜料对ä¸åŒå…‰è°±æ³¢é•¿çš„光线进行有选择的å¸æ”¶å’Œæœ‰æ¡ä»¶çš„å射,故ä¸åŒè‰²ç›¸æ²¹å¢¨çš„固化速度也ä¸ä¼šç›¸åŒã€‚å¦å¤–,å°åˆ·ä¸­éœ€è¦å°†ä¸åŒé¢œè‰²çš„油墨进行混åˆï¼Œå³é…色,由于任何颜色都是对于混åˆæ³¢é•¿åˆºæ¿€çš„æ„Ÿå—结果,UV油墨也是如此;而且还è¦è€ƒè™‘颜料的ç€è‰²åŠ›ï¼Œé¢œæ–™ä¸Žå…¶ä»–组分之间å‘生相互作用的å¯èƒ½æ€§ã€é¢œè‰²å¯¹UV光线的å¸æ”¶ç­‰é—®é¢˜ï¼Œè‹¥æ˜¯æœ‰è¾ƒå¼ºçš„å¸æ”¶ï¼ŒåŠ¿å¿…é™ä½Žå›ºåŒ–速度,并且使固化工艺å˜å¾—更加å¤æ‚,å†åŠ ä¸Šé¢œæ–™æ¯”便的差别,其固化æ¡ä»¶ä¹Ÿå°±æ›´éš¾äºŽæŽŒæ¡ï¼Œå¿…é¡»ç»è¿‡å®žè·µï¼Œæ‘¸ç´¢å‡ºé€‚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é€è¿‡çŽ‡ä¸ŽUV光线的波长曲线关系。这些曲线éšæ³¢é•¿çš„ä¸åŒè€Œå˜åŒ–,但在给定的波长下,通常是å“红颜色具有最大的é€è¿‡çŽ‡ï¼Œå…¶ä»–ä¾æ¬¡ä¸ºé»„色ã€é’色ã€é»‘色,这与UV光照强度与固化速度的实验曲线的排åºå®Œå…¨ç›¸ç¬¦ï¼Œå¦‚图4所示。

  对于å«æœ‰ç™½è‰²æˆ–黑色颜料体系的UV油墨,因为白色对所有的å¯è§å…‰èƒ½å…¨å射角,因而固化时需è¦è¾ƒé«˜çš„能é‡ï¼Œç›¸å,黑色尽管在ç†è®ºä¸Šå¯¹æ‰€æœ‰çš„光线都能å¸æ”¶ï¼Œä½†æ˜¯ç”±äºŽé¢œæ–™é¢—粒对于光线的é®æŒ¡ä½œç”¨ï¼Œä¹Ÿé˜»ç¢äº†æ²¹å¢¨çš„深层固化,故也需è¦è¾ƒé«˜çš„能é‡ï¼Œæ‰€ä»¥å›ºåŒ–速度较慢。

  油墨中常用的白色颜料是钛白粉(TiO2),其有效å¸æ”¶å…‰æ³¢é•¿çº¦ä¸º380nm,还å¯å…¨éƒ¨å射波长为420nm的光,因此,其å射光的波长范围在380~420nm,这就对光引å‘剂的选择æ出了更高的è¦æ±‚。选择光引å‘剂时应考察其å¸æ”¶å…‰è°±ï¼Œä½¿å…¶æ—¢èƒ½ä¸ŽUVç¯çš„å‘射光谱相匹é…,åˆä½¿å…¶èƒ½å¸æ”¶æ³¢å³°åœ¨é€‰å®šé¢œæ–™å¯¹UVå¸æ”¶è¾ƒå¼±çš„波长范围内,这样æ‰èƒ½å–得事åŠåŠŸå€çš„固化效果。而黑色颜料则在整个å¯è§å…‰è°±èŒƒå›´å†…都会产生å¸æ”¶ï¼Œå› æ­¤ï¼Œé»‘色油墨体系最难固化,对于é®ç›–力较好的颜料以åŠé»‘层厚度达20μm以上的膜层固化就更难了,ä¸åŒç­‰çº§çš„炭黑会对固化产生很大的影å“。此外,使用专门的黑色颜料也å¯èƒ½ä¼šæ”¹å˜è¿™ä¸€çŠ¶å†µã€‚

  现在,UV油墨的颜料在技术上已ç»å–得了一定的æˆæžœï¼Œå¦‚æ–°å¼€å‘的乙酰磷氧型光引å‘剂,BASFå…¬å¸å’Œæ¸…åŽç´«å…‰è‹±åŠ›åŒ–工公å¸çš„TPO和汽巴精化的BAPO型都属于这类光引å‘剂,其紫外光å¸æ”¶æ³¢å³°æ¯”常规的光引å‘剂åå‘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è¦ä¸šå†…人士的共åŒåŠªåŠ›ã€‚