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UV灯的波长与功率对油墨附着力影响

时间:2015-10-06 09:25来源:深圳三昆科技有限公司点击:
UV油墨是一种采用紫外光作为能源,油墨中光引发剂受到紫外光照射后产生自由基或阳离子引发聚合物固化的油墨品种。随着近年来UV油墨的迅速发展,UV油墨在网版印刷中的应用越来越广泛。但是在使用UV油墨的过程中容易出现一些问题,如固化不良、表面反粘,固化后附着力不良等现象,因此需要在实际应用中掌握UV固化原理,影响固化的因素以及解决这些问题的对策。印刷油墨的性能直接影响着印品的质量,而油墨性能的两个重要物理指标是膜层的硬度和附着力。
附着力是指油墨膜层与印刷基材的结合力,它对于UV固化油墨的性能有着重大的影响,如果油墨的附着力不好,其它性能就很难实现。硬度是指油墨经UV光固化后交联聚合反应的充分程度,完全充分固化的油墨膜层表面平滑、有光泽、硬度高,而不完全固化的油墨膜层,表面粗糙、呈粉状、无光泽、表面硬度低,因此膜层的硬度是衡量油墨性能的重要指标。下面就UV油墨在使用中的一些问题进行一些探讨。
1.UV灯的波长和功率UV灯的波长应满足UV油墨敏感的波长范围。各种品牌的UV油墨要求的UV波长不尽相同,如果UV灯发出的波长在油墨敏感的波长范围内,UV油墨可以固化,否则会在一定程度上影响固化。
UV光的能量决定了UV油墨墨层在光交联时UV光的穿透能力,尤其是对UV油墨深层次的穿透能力。当UV能量不足时,紫外光没有提供足够的聚合反应能量,使固化不充分,即使是在UV光下照射再多的时间也无法实现完全固化,墨层深处无法交联,从而影响硬度和附着力性能。而UV能量过大则会使墨层表面迅速固化,表面硬度提高,墨层脆性增加,柔软性降低。这样的墨层在外力作用下,如裁切时,其刃口部分的墨层就会与基材发生剥离而脱落。
一般的UV固化机配置的UV灯功率在80~120W/cm左右。
2.基材的表面处理如果基材表面有油污、溶剂、未处理的低分子或其他杂质等,都会影响UV固化油墨在基材上的附着,所以在印刷之前必须对基材进行清洁处理。一般可用乙醇擦拭基材表面,金属表面在处理掉油污后可用砂纸等处理表面,增大表面粗糙度,增加附着力。
3.表面张力UV固化油墨在基材上的附着力与UV油墨在基材上的润湿有着重要关系,而UV油墨在基材上的润湿主要由UV油墨和基材的表面张力决定,当UV油墨的表面张力小于基材的表面张力时,可以达到良好的润湿,而润湿良好则可能达到好的附着力。所以要想使UV油墨在基材上良好地附着,就必须尽量减少UV油墨的表面张力,同时增大基材的表面张力。可采用的一种方式是通过添加表面活性剂以降低UV油墨的表面张力;另一方式是用环己酮擦拭基材表面以提高基材的表面张力,或根据基材不同的表面张力极极性进行化学氧化处理、电晕处理以及光照处理等,以增大基材的极性,从而提高基材的表面张力,达到提高基材与油墨附着力的目的。
4.膜层的厚度膜层厚度对附着力和硬度指标影响很大。油墨的成膜厚度过厚或局部过厚,使紫外光难以穿透,油墨不能完全固化或仅有表面油墨固化,内部的油墨没有完全固化,这会直接降低油墨的各种耐抗特性、附着力以及成膜硬度。油墨的成膜厚度过薄,则易产生针孔和砂眼,遮盖力也相应降低。所以,必须严格控制油墨的成膜厚度。网版印刷中控制油墨厚度主要靠选用不同的丝网来实现,一般有色油墨由于颜料对UV光的遮盖作用,墨层厚度尽量要求薄一些,采用350目的丝网;透明油墨可用目数比较低的丝网进行印刷;而一些特殊油墨如发光油墨等,则由于填料的粒径问题需要使用较小目数的丝网进行印刷。
5.固化时间同膜层厚度一样,固化时间对硬度也有很大影响。如果固化时间过短,膜层交联反应不充分,只能形成粉状、粗糙不平、无光泽的膜层,一般来说,适当延长固化时间对保证油墨的成膜硬度是有好处的。当然固化时间过长时,由于受到过量UV光照射,使表面硬度提高,表面张力减小,也会造成油墨与基材间附着不好。
确定适当的固化时间的方法为在一定功率的UV灯下,以一定的速度通过UV固化机,用棉布沾无水乙醇,擦拭墨层表面50次,观察棉布和基材,看有无UV油墨被擦掉,若被擦掉,则将固化速度减小,延长固化时间,直到基材上的UV油墨无法被擦掉,此时为合适的固化时间。
6.附着力促进剂的添加在UV油墨配方中添加附着力促进剂可以显著提高油墨的附着力,但不同的附着力促进剂针对不同的基材具有不同的效果,需要通过实验来确定具体的附着力促进剂品种。
7.固化温度由于UV固化机在使用中UV灯会发出大量的热量,在印刷的基材对温度比较敏感的情况下,UV灯发出大量的热量会对基材产生负面影响,这时可以通过加大基材与UV灯之间的距离或增加冷却的方式来解决,但是增大基材与UV灯之间的距离等于降低了UV灯的功率,固化会受到影响。可以采用增加冷却的方法来降低固化温度,冷却方式有风冷和水冷,采用风冷的方式比较常见,但普遍问题是风冷的效果不理想。
采用水冷方式是效果比较好的方法,目前市场上销售的UV固化机很多都是水冷式UV固化机。要想让UV胶印更好地发挥作用,需要解决的主要问题有如下几点。1.设计制版制作UV印刷的设计稿必须根据工单决定输出格式,如膜面正扫或反扫,输出网线数、网线角度等。有些特殊印件要求更高,如3D印刷的分辨力要很高,网线角度必须与承印材料匹配,避免撞网;透明塑料片材与镀铝纸常需加印白墨,应注意印刷材料伸缩的影响,预先通过修正胶片以达到最佳品质。2.附着力由于塑料片材或金银卡纸等承印物的渗透性能很差,对油墨的吸附力很弱,所以即使使用UV油墨印刷,油墨附着力也很差,印刷质量不高。可以通过对材料做表面处理来解决。3.油墨乳化UV油墨的水墨平衡宽容度很窄,印刷中容易造成油墨乳化、脏版,影响印刷品质。解决方法:降低印刷速度,把印刷速度控制在5000~8000印/小时。4.固化程度为了提高印品颜色饱和度,在塑料片材等承印物表面进行UV印刷时,印刷压力较大,墨层较厚,网点增大严重,这就使油墨不容易固化。为了保证印刷质量,印刷压力不能做很大的调整。解决办法是首先适度降低印刷速度,使UV灯照射时间适当加长,让油墨彻底固化;其次是调节UV灯管和承印物之间的距离,加大UV光照射强度,使油墨固化。UV固化的有效波长范围是200~400nm,印刷车间中一些光源的波长也在此范围内,会导致油墨表层轻微固化,所以应注意环境光对UV油墨的影响。5.色序安排UV胶印色序安排问题比较复杂。由于着墨原理的限制,承印物上的墨层较薄,当需要比较厚实的墨层时,印品难以达到预期的复制效果。例如四色叠印时,通常使用的印刷色序黑、青、品红、黄色,因为黑色几乎占满了所有空间,青、品红、黄的着墨力更低,总墨量不够,就会造成颜色不饱满。解决方法:更改色序,先印刷墨量较小的颜色,最后印墨量较大的黑色,这样就可以让着墨量达到最高,色彩更加饱满。6.印刷套准UV胶印使用UV灯照射进行油墨固化,固化带来的主要问题是使承印物受热膨胀,从而导致套印不准。这与UV油墨固化相矛盾,因为油墨固化需要UV灯照射时间长一点,而印刷套准则需要UV灯照射时间短一点。解决方法:在最后一色印完后再进行UV固化,这时候即使承印物膨胀,通过放置一段时间降低温度,也可使承印物变形降到最低。特殊情况下,中间色组也可以开UV灯照射,但照射时间越短越好。或者可以采用冷UV技术。

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