UV油墨与UV光源的匹配

UV油墨的推广使用，大大解决了热敏纸等特种承印材料高速印刷 中印迹不干的问题。但由于材料本身特性的不同，在生产中使用UV油 墨时仍然发现有干燥不良的现象。 为什么呢？这是因为忽视了UV油墨 与UV光源的匹配。一、UV油墨1.组成 UV油墨就是在UV光的照射下，发生交联聚合反应，瞬间固化成膜的油墨。它主要由光聚合性预聚 物、感光性单体、光聚合引发剂,有机颜料及添加剂等组成。其中光聚合引发剂是整个UV油墨中***重要的组成部分，是光聚合反应的开始。常用的光聚合引发剂有芳香酮类和偶姻醚等。2.特点（1）低温瞬间干燥； （2）光泽好，附着力高； （3）无溶剂，稳定性好； （4）印刷适性强，满足多种承印物的需要；（5）节省能源，提高效率； （6）环境污染小。3.固化机理在UV光的照射下，UV油墨中的 光聚合引发剂吸收一定波长的光子，激发到激发态，形成自由基或离子。然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光性单体等高分子变成激发态，产生电荷转移络合体。这些络合体不断交联聚合，固化成膜。它的光化反应历程可表示为：其中D为光聚合引发剂，A为光 聚合性预聚物与感光性单体。在UV油墨的固化历程中，光聚合引发剂 受激到激发态是关键的一步，它决定了整个光化反应的效率。表示光聚合引发剂在UV光照射下，分子中的电子 分布发生变化，分子受激为激发态，产生自由基。大家知道，由于分子运动状态的不同，分子中含有多种能量，其中以电子能为主体，它的能量分布不是连续的，而是类似阶梯式的能***分布。分子运动状态的改变，就是分子吸收一定波长的辐射光，从低能***激发到高能***，形成激发态。根据光化学当量 定律，物质的光吸收是以光子为单 位进行的，分子在同一瞬间只能吸收一个光子；且只有当光子的能量 正好等于分子的两个能***之差时方能被分子吸收,也就是说物质分子对光是选择吸收的。不同的UV油墨，其中的 光聚合引发剂是不同的，它选择吸收的光子也就不一样，所以每种UV油墨只对UV光源光谱中某一特定波长的光敏感。而且，光化学反应与有效光量子数量有关。有效光子越多，光聚合引发剂吸收该种光子的机率就越大，光化学反应速度就越快。假设 一个UV光源辐射光的总能量为E，其 中频率为υ的光的能量为Eυ，Eυ在E中占的比例为k，则：Eυ=kE 在式E2-E1=hυ中，hυ表示的是 一个光子的能量，故频率为υ的光 子的数量为N=Eυ/hυ=kE/hυ 可见：N与k、E成正比。即光子的数量是由UV光源的辐射光总能量 和各波长光能量的分布来决定的。由上述可知：UV油墨对UV光的 光子是选择性吸收的，它的干燥受 UV光源辐射光的总能量和不同波长 光能量分布的影响。二、UV光源 1.构造UV光源是UV固化系统中发射UV 光的装置。通常由灯箱、灯管、反射镜、电源、控制器和冷却装置等 部件构成。根据灯管中所充物质的 不同，可分为金属卤素灯、高压汞 灯和无臭氧灯等种类。它的性能参数主要有：弧光长度、特征光谱功率、工作电压、工作电流和平均寿命等。2.光谱特性UV光源虽然发射的主要是UV光，但它并不是单一波长的光，而是一个波段内的光。不同的UV光源，发射光的波段范围不一样，波段内光谱能量的分布也是不同的。 以日本进口的金属卤素灯M08-L41型 为例，它的光谱分布如图1所示。由图1可知，该UV光源辐射的是 一个波段内的光，且各波长光的能量分布是不一样的。其中波长为 300～310 nm，360～390 nm的光的 能量分布是较高的。如果所用UV油墨中的光聚合引发剂选择吸收的是该部分波长的光，那它的干燥效果将是较好的。这种效果在大墨量印刷时尤为明显。我们在生产印制黑标（黑标要求 墨量大）时碰到这样一个问题：同一 个UV光源，同样的墨量大小，同样的工作条件，采用日本进口SPA浓缩 UV黑墨时印迹不干，而改用国产杭 华UV161黑墨时，干燥良好。为什么 呢？本人认为这就是一个UV油墨与 UV光源匹配的问题。三、UV油墨与UV光源的匹配UV油墨与UV光源的匹配，就是要使所用UV油墨中的光聚合引发 剂选择吸收的光量子是UV光源光谱 中能量分布***高的那一部分。对于一个印刷企业，完全靠自己去分析 研究UV光源的光谱特性和UV油墨的光敏性而使两者匹配是不现实的，这样偏离了企业的生产目的。 但企业也不应忽视这个问题，技术部门应该从自己的设备供应商 那里索取有关UV光源光谱特性的技术资料，然后从油墨供应商那里 选择油墨配方的响应曲线与UV光源光谱匹配的UV油墨，这样就可 较好地解决两者的匹配，也为考虑 其它影响干燥的因素提供了前提 条件。解决好UV油墨与UV光源的匹配，有利于加快油墨的干燥速度， 有利于提高劳动生产率，有利于提高能源的利用率，有利于降低企业的生产成本。