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紫外光光固化(UV)技術(shù)全面剖析

目前,在印刷行業(yè),光固化技術(shù)是一種較先進(jìn)的新技術(shù),,光固化技術(shù)又主要以紫外光光固化(Uhraviolet)為主,簡稱UV固化,,其余還有紅外光,可見光固化等,。

UV固化是利用紫外線中的200-450nm光子源進(jìn)行照射,,在光引發(fā)劑的作用下,使UV油墨連結(jié)料中的碳碳雙鍵的自由基聚合或環(huán)氧及烯醚的陽離子聚合而干燥結(jié)膜,,因而UV油墨的性能對于UV固化最終結(jié)果有著至關(guān)重要的決定意義,。

UV固化不需要熱源、不含溶劑,,并且能快速固化(固化時(shí)間可少于一秒),,正因?yàn)槿绱耍赃@種技術(shù)一面世便受到許多應(yīng)用廠商的青睞,,這也正是這種技術(shù)得到迅速推廣和運(yùn)用的主要原因,。隨著我國印刷行業(yè)的不斷發(fā)展,推廣普及這一先進(jìn)技術(shù)必將有著美好的前景,。

二,、UV固化的優(yōu)點(diǎn)

首先,,這種固化最大的優(yōu)點(diǎn)是整個固化體系為無溶劑體系,即100%無溶劑配方,,無VOC(Volatile Organic Compound揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)),,這一方面適應(yīng)環(huán)境污染法規(guī)的要求,由于時(shí)代的不斷發(fā)展,,人們對自然環(huán)境的要求越來越高,,而傳統(tǒng)型油墨或多或少都存在著溶劑揮發(fā)而造成的環(huán)境污染,UV油墨從根本上克服了這一缺陷,;另一方面,,可以免除溶劑回收的費(fèi)用。

其次,,UV固化是一種低溫工藝,,是在室溫下的固化,這就能滿足一些特殊承涂(印)物的要求,,如在一些熱敏承涂(印)物中應(yīng)用UV油墨能得到非常滿意的結(jié)果,象軟塑料,,光盤,,紙盒等方面。

最后,,UV固化的突出優(yōu)點(diǎn)是能給投資者帶來總體經(jīng)濟(jì)效益,,體現(xiàn)在計(jì):多方面:如高生產(chǎn)率及高工序產(chǎn)量,可實(shí)現(xiàn)400米/分的線速,;低的能源消耗,,實(shí)地反應(yīng)技術(shù)表現(xiàn)了極大的配方靈活性,可在承涂(印)物上現(xiàn)制"樹脂",,這樣可減少原材料和成品的倉儲,。

三、UV固化的應(yīng)用范圍

由于UV固化具有如此多的優(yōu)點(diǎn),,所以它有著極其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,,具體有以下的幾個方面:

1)印刷業(yè)

書刊雜志、各種紙包裝,、塑膜等,。

2)電子光致預(yù)制版。

3)工業(yè)制版

印刷線路版:電鍍及蝕刻光刻膠,、陰焊油墨,、光致成象、保型涂料,、導(dǎo)電涂料,。

4)金屬飾涂與裝璜

標(biāo)簽,、家用品、厚膜,、汽車部件,、摩托車部件、無蠟地板,、鑲木地板,、條木地板、家具,。

5)激光立體造型,、光纖、光盤,、軟包裝,、紫外壓敏膠、光學(xué)鏡片,。

6)其他新領(lǐng)域,。

四、UV油墨的組成及反應(yīng)機(jī)理

UV油墨主要由齊聚體,、單光引發(fā)劑,、添加劑等成份組

1)齊聚體

它是構(gòu)成UV油墨連結(jié)料的主體部分。一般要求具有較淺的樹脂顏色,、更快的固化速度,、良好的耐候性、以及耐化學(xué)品腐蝕等性能,,具體結(jié)構(gòu)類型有以下幾種:

①聚氨酯丙烯酸酯

脂肪類

芳香類

②環(huán)氧丙烯酸酯

雙酚A

大豆油

酚醛樹脂

改性環(huán)氧

③丙烯酸結(jié)構(gòu)樹脂

甲基丙烯酸酯

丙烯酸酯

④低粘度齊聚體

脂肪族單官能齊聚體

芳香族單官能齊聚體

脂肪族雙官能齊聚體

2)單體

一般分為甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯,。它能與不飽和雙鍵和線型結(jié)構(gòu)的高聚物進(jìn)行交聯(lián)共聚而生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的成膜物。

3)光引發(fā)劑

它是一種易受光激發(fā)的化合物,,在吸收光子激發(fā)后生成自由基,,能量轉(zhuǎn)移給感光性高分子,使UV油墨發(fā)生光固化反應(yīng),。

4)添加劑

使產(chǎn)品性能趨向穩(wěn)定而添加的輔助劑,,一般有紫外光吸收劑和受阻胺穩(wěn)定劑,兩者協(xié)同作用能產(chǎn)生令人滿意的效果,。

五,、UV油墨的配比及產(chǎn)品性能

1)紫外固化體系與溶劑型體系配方比較

紫外體系 溶劑型體系

*齊聚體 *樹脂

實(shí)地反應(yīng) 受制于供應(yīng)商

產(chǎn)生樹脂

*單體 *溶劑

實(shí)地反應(yīng) 易揮發(fā)

影響膜性能 降低粘度

*添加劑 *添力口劑

*光引發(fā)劑 *催化劑

2)UV油墨配比范圍

顏料15-25(色墨)

50-60(白墨)

UV連結(jié)料40~70(齊聚體和單體)

光引發(fā)劑 1~10

添加劑 0.0l-2

3)產(chǎn)品性能

*光澤(亞光到高光)

*耐磨損、耐刻劃

*耐化學(xué)品(酸堿及溶劑等)

*耐高低溫(240%到-40~C)

*耐候(3000小時(shí)QOV試驗(yàn))

六,、UV光燈

除去UV油墨的光化學(xué)之外,,UV固化系統(tǒng)最重要部份是UV燈系統(tǒng)本身。

1)光譜

UV油墨相匹配的I_lV光燈的發(fā)射光譜一般為200~450nm,。

2)類型

汞蒸汽電弧燈(電弧)

微波動力燈 (等離子體)

3)輸出功率及效率

總的UV輸出功率一般為800~2000W,;效率為20%~40%,。

七、小結(jié)

UV油墨是六十年代末最早由美國研制成功的,,它是為了適應(yīng)環(huán)境污染法規(guī)的要求和應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛的需要而產(chǎn)生,,目前,日本,、英國,、德國等國也相繼開發(fā)了UV油墨及其印刷設(shè)備。我國起步較晚,,從八十年代開始著手研制UV油墨,。隨著國外UV固化印刷設(shè)備的引進(jìn),我國UV油墨也不斷向前發(fā)展,,現(xiàn)已有不少企業(yè)生產(chǎn)UV油墨,,同時(shí)從天津印罐廠引進(jìn)第一條UV固化生產(chǎn)線開始,到目前為止,,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),,我國已先后引進(jìn)了二十多條UV固化生產(chǎn)線,分布在天津,、北京,、杭州、上海,、武漢、南京,、哈爾濱等地,。 隨著我國印刷行業(yè)不斷發(fā)展,我國的UV固化也將有著廣闊前景和未來,。

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