UV胶版油墨的研制
UV油墨及其配方设计
Cure speed of a White Coating containing 40% TiO2 using the Fusion “V” bulb
Blend DEAP:TPO 75:25 DEAP:TPO 50:50 DEAP:TPO 25:75 DEAP:TEPO 75:25 DEAP:TEPO 50:50 DEAP:TEPO 25:75
Good pigment wetting. Good emulsion stability. Gloss enhancement.
Provides improved adhesion, low water pickup, and anti-misting characteristics
CN2100和CN2101对与分散紫罗兰颜料 来说相对于其他齐聚物来说更有效率
（PE, PP, PVC) 玻璃 纤维
光固化油墨与光固化涂料配方的对比
UV印刷油墨配方实例：
UV胶印油墨
预聚体 环氧丙烯酸树脂 聚酯丙烯酸树脂
稀释单体 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 三丙二醇二丙烯酸酯
引发剂 二苯甲酮 二苯乙二酮
颜料 甲基二乙醇胺 品红
20.0 10.0 10.0 31.0
5.0 3.0 2.0 16.0
收缩
低 …… …… …… …… 高
Sartomer 公司用于UV胶印油墨的齐 聚体产品
产品 CN293
产品级别 聚酯丙烯酸酯
CN294
聚酯丙烯酸酯
CN373 CN2200
Amine synergist 聚酯丙烯酸酯
CN2203
聚酯丙烯酸酯
CN2204
环氧丙烯酸酯
CN2901
聚氨酯丙烯酸酯
推荐应用 柔版油墨, 胶印墨 耐磨涂料 柔版, 胶印, 丝网墨 柔版, 胶印, 丝网墨; 涂料 柔版, 胶印, 丝网墨
UV油墨的配方设计
紫外光在颜料中的传播示意图
颜料体系与无颜料体系光吸 收的比较
Absorption of Energy in UV Screen Ink
UVA(320-390) Top Surface of Ink Top of Substrate Absorbed in Ink Available for cure at substrate 2% 8% 6660 138 98% UVB(280-320) 1995 157 92%
各种光源的发射光谱
HOK和HTCl型灯的发射光谱
HPA型灯的发射光谱
氙灯的发射光谱
微波功率灯的发射光谱
各波段紫外在油墨中穿透能 力的比较
光源颜料引发剂匹配实例
Emission spectra of F600-V bulb and absorb/reflection spectra of TiO2
产生自由基(或阳离子)的量子效率高 自由基的反应活性高 光敏引发体系能发生能量转移或电子转移 光固化后不能由于引发剂的原因而产生颜色 无气味, 毒性低 廉价易得, 成本低
能量转移或电子转移效应
BP, ITX 和蓝色颜料的吸 收光谱
UV Absorption of 1-Chloro-4Propoxythloxanthone
协同效应的机理研究
能量转移
能量转移机理
电子转移
电子转移机理
部分光引发剂的结构图
新型双官能团印发剂 LFC 100
O C S
O C
CH3 C CH3 CH3
预聚体和活性稀释单体
油墨印刷适性 油墨在印刷机上顺利的完成到达印刷物表面的转移,油墨必 须具备适宜的印刷适性, 包括:流动性,转移性和流平性 油墨的流动形式 油墨的黏度: 量度流体粘滞性的物理量 油墨的触变性:切变速率保持恒定时,切应力与表观黏度随时 间的延长而减少 油墨的屈服应力: 当切应力小于τ时,流体不发生流动,而当 切应力大于τ时,象牛顿流体一样流动, τ即为流体的屈服 值
水性UV固化导电油墨的制备及性能研究
水性UV固化导电油墨的制备及性能研究水性UV固化导电油墨的制备及性能研究导电油墨是一种具有导电性能的特殊油墨材料，可用于制备导电膜、导电线路等应用领域。
而水性UV固化导电油墨是一种环保性较高的导电油墨，具备操作方便、固化快速、耐候性好等特点。
本文将介绍水性UV固化导电油墨的制备方法以及其性能研究成果。
一、水性UV固化导电油墨的制备方法水性UV固化导电油墨的制备涉及到材料的选择、配方设计等步骤。
首先，需要选择合适的导电材料作为油墨的导电填料，常见的导电填料有银粉、银浆、碳黑等。
导电填料的选择应考虑其导电性能、价格以及与水性体系的相容性。
其次，需要选择适合的增稠剂、分散剂和湿润剂等辅助材料来调控油墨的流变性能和分散性。
最后，还需要添加光引发剂来使油墨在UV光照下发生固化反应。
在具体配方设计上，可以根据不同的导电要求和应用领域来确定导电填料的含量和组分，并优化辅助材料的配比。
例如，当要求导电性能较高时，可以增加导电填料的负载量；当要求油墨的黏度适中时，可以适量添加增稠剂；当要求油墨的分散性好时，可以适量添加分散剂等。
二、水性UV固化导电油墨的性能研究水性UV固化导电油墨的性能研究主要包括导电性能、固化性能、耐候性等方面。
其中，导电性能是导电油墨的核心性能之一。
导电性能的测试可以采用四探针法或电阻率仪进行。
研究结果显示，导电油墨的导电性能随导电填料含量的增加而提高。
但是，在一定范围内增加导电填料含量对导电性能的提高效果递减，甚至可能引发油墨的黏度升高。
固化性能是水性UV固化导电油墨的另一个重要性能指标。
研究表明，水性UV固化导电油墨具有较短的固化时间和较高的固化度。
固化度的测试可以采用紫外可见光谱仪进行，研究结果显示，导电油墨经过一定时间的紫外照射后，可得到固化度较高的导电膜。
耐候性是水性UV固化导电油墨重要的使用性能之一。
研究表明，在不同的环境条件下，水性UV固化导电油墨均具有良好的耐候性。
例如，在高温高湿环境下，导电油墨的导电性能和固化度仍能保持较高水平。
UV玻璃保护油墨的研发与应用
2、主要原材料
UV树脂：聚酯丙烯酸酯树脂B-51，聚酯丙烯酸酯树脂B-505，改性聚酯丙烯酸酯树脂B-531，改性环氧丙烯 酸树脂B-186，磷酸酯丙烯酸酯单体B-02，广东博兴新材料科技有限公司；
光引发剂：1-羟基-环已基-苯基甲酮（184），2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO),2,4-二乙基硫杂 蒽酮(DETX),天津久日新材料股份有限公司；
将巳经研磨好的成品油墨，充分搅拌，静置10分钟。取适量置于200目的丝印网版上，将油墨丝印到巳预处 理的干净的手机玻璃表面，稍放置待气泡完全消失。UV光固机的能量调节到1500mj/cm2，将丝印好的玻 璃板置于UV光固机的履带上经紫外光光照固化，制得有保护油墨的待测试玻璃板。
5、性能测试方法
表干性能：经UV固化机光照固化的玻璃板，手指触压油墨表面，测试干燥程度； 硬度测试：用铅笔硬度计测量； 附着力测试：用百格测试法测试； 耐切削液测试：取8%浓度的切削液于烧杯中，用恒温加热套加热到50度并恒温。将待测试玻璃板放入该切
100/100
0.5 50
E14 35
-
15 3 1.5 0.5 10 10 23 0.5 0.5 1 干爽 2H
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E15 35
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1.5 28
9、光引发剂对油墨表干性能的影响
光引发剂是UV光固化油墨体系中必不可少的成分，不同的光引发剂有不同的吸引波长和响应速度。 184以其卓越的光引发性能及其他综合平衡性能而受用户欢迎；TPO光引发效率高，特别适用于有颜色的体
手机设计的差异化是不少手机厂商争取有利竞争的法宝，屏幕作为我们接触手机最直观的部件，对于手机的 体验也起着决定性的因素。玻璃屏幕的复杂化和变大趋势，加工所用时间也在延长，这就要求相应的玻璃保 护油墨有更好的耐切削液性能以保证加工过程的可靠性。目前市面上的UV玻璃保护油墨产品，大部分不能 满足客户提出的要求，本试验的目的就是要研制出一种超耐切削的UV玻璃保护油墨。
探索UV胶印油墨的研制与应用
探索UV胶印油墨的研制与应用探索UV胶印油墨的研制与应用胶印油墨是由预聚物、稀释剂、光敏剂、颜料、助剂和填料经搅拌、研磨而成的。
紫外固化，具有高速、多色、节能清洁等优点。
现将本人的实践经验作简要叙说，望能起到抛砖引玉的作用。
一、几个基本参数1、HLB值胶印理论基础是水油不相容原理。
HLB值正好反映了亲油亲水的大致水平。
通过戴维思公式HLB=7+∑M-∑Mo(M亲水基团，Mo亲油基团）可以估算出油墨所具有的亲水能力。
通常胶印油墨的HLB 值居于(3,6)之间。
但并不是油墨与水越不相溶越好。
良好状况是轻微W/O型乳化，油墨粘度微降，从而改善流动性，有利于油墨转移。
当乳化油墨中水相体积为26％时，油墨转移性好，印刷质量最好。
当乳化严重时，油墨粘度迅速下降，墨丝变短，油墨转移性变差。
2、Tg值玻璃化温度Tg是选择树脂组成的一个重要参数。
自由体积理论认为玻璃态高聚物的自由体积比为2.5％左右。
从微观看，高聚物分子链内旋转能及其能垒低者Tg低；侧基体积大，位阻大者Tg高。
对胶印树脂而言，T g过高，油墨屈服值太大，流动转移性差：Tg 过低，油墨粘度太小，网点易扩散，印刷效果不好。
3、粘度和稠度二、配方设计1、树脂选择选择树脂主要应分析树脂的乳化特性及流变特性。
其次，应分析树脂的光固化速度。
A)乳化特性分别将环氧丙烯酸脂EV520、聚氨酯丙烯脂PU100、聚酯丙烯酸脂PT20进行剪切乳化实验，得到含水量依次为21％、17％；28％。
（乳化实验参见五、附录1）B)流变特性决定油墨稠度，但其关键参数取决于树脂的分子构成玻璃化温度Ｔg，ＵＶ胶印墨中树脂、官能度显得格外重要。
将几种树脂搭配使用可以充分利用各自的优点，避免其缺陷。
2、稀释剂选择UV胶印墨要求所用稀释剂具有较快的光固化速度和较低的刺激性，还应具有合适的粘度。
低粘度聚酯A与TMPTA,TPGDA,HDDA 比较，前两种较好。
3、颜料及填料的选择先要考虑颜料的色泽、色相及着色力，对已选定的树脂，颜料要有良好的展色性及贮存稳定性。
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UV胶版油墨的研制
何四地
一、前言
UV印刷技术和UV油墨制造在近十年来有了长足的发展，与传统胶印油墨相比，其技术优势是显著的。
油墨的印刷效果与很多因素有关，但一般认为，油墨的印刷适性与油墨的流变特性有很大的关系，即在高速、高剪切条件下存在飞墨、网点扩大、转移性不良等方面和进口油墨相比仍然有差距，既要有很好的流动性能又要良好的弹性以保证适应高速印刷、网点清晰、锐利、不飞墨是油墨技术的难点。
笔者在试制油墨过程中比较了市场上使用的进口油墨、国产油墨各项性能后发现粘弹性问题在国产油墨普遍存在，目前国内UV油墨行业尚未有将UV连接料凝胶化处理的报道，为此对UV胶版油墨的粘弹性做了研究试验，并试制了UV凝胶油，对国产UV油墨的配方结构做了分析并加以改进优化，其粘弹性有了显著提高。
二、实验部分
1.实验材料和仪器
主要仪器：粘性仪（Ink-O-Meter），三辊机（布勒SDY 200），流变仪（美国R/S-CPS+），印刷机（荷兰IGT orange proofer），流动板（自制），平行板粘度计（Spread Meter）
主要材料：聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂----RAHN、巴斯夫（BASF）、氰特（UCB）、沙多玛（Sartomer）、广东千叶、日本大曹、台湾长兴、广州五行、美国Bomar、日本东亚合成。
蜡粉、滑石粉、引发剂、流平剂、阻聚剂等
2.样品分析对比
从市场上收集到日本、国产的油墨样品，测试数据如下表：
Flow：mm/10min/25℃/30°
（3）流变性能：D-η关系、D-τ关系如下图
流变曲线测试条件：温度：30℃，剪切速率为：0.2—100s-1，时间为单程60s。
图1 图2
※进口红○国产红
图3 图4
※进口黄○国产黄
图5 图6
※进口蓝○国产蓝
图7 图8
※进口黑○国产黑
从图1—8剪切速率和粘度、剪切速率和剪切应变可以看出，进口油墨都具有
较高的触变性，触变环面积大于国产油墨，从应变看，其稳定性高于国产油墨，虽然触变性较高，但是仍然有很好的流动性能。
（4）墨性评价：便于讨论，选则一种品红油墨主要从几个方面：粘弹性、身骨、
转移性：印刷机（IGT orange proofer）
3.油墨试制
UV印刷油墨的配方设计是按照印刷对产品性能的具体要求，结合油墨各结构组分的特性与功用以及各组分的选择原则，对油墨各组分进行优化选择和合理复配，最终形成一支具有良好印刷适性的UV印刷油墨。
尽管由于印刷方式、印刷设备、印刷对象及印刷品性能要求等与油墨性能相关因素的多变性，致使UV 印刷油墨配方千变万化，UV印刷油墨配方设计的基本原则是不变的。
基本机构是聚酯丙烯酸树脂为主体，配合聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、引发剂、阻聚剂、分散剂、填料等。
当然是根据每类树脂的性能加以复配以适应印刷条件要求。
国产油墨目前主要是采用日系和欧系技术，在此基础上加以调整，形成自己的体系。
由于对国外技术的消化吸收上的差异以及国内原材料上的差异，虽然做出的油墨在基本的技术指标上能够达到国外产品的标准范围，但在印刷适性上有显著差别，如高速印刷时的飞墨，自然流动，转移性能，乳化性能等方面。
笔者开始研制时参考国内外UV油墨配方和经验，经过反复打样的配方：
颜料：17—20
聚酯丙烯酸树脂：22
改性聚酯丙烯酸：自制35% 35
改性环氧丙烯酸树脂：8
单体： 4
填料： 2
分散剂： 1
引发剂：7
蜡：0.5
稳定剂：0.5
性能指标：
油墨在高剪切下良好的流动性能与粘弹性是一对立的矛盾，为了调整印刷适性（墨性），笔者试验了几十种树脂，反复调整配方，但要不就是流动差、丝头短、墨硬，转移性差，反之就是流动大、丝头长、无弹性、飞墨严重。
4.UV油墨用凝胶油（胶质油）的试制
由于高速印刷将增加印刷滚筒与油墨之间的摩擦, 所以就要求油墨的树脂和连结料体系在具有良好流动性的基础上,保持相对高的粘度值,以保持油墨体系具有一定粘弹性的流变行为.为此.要求树脂和连结料体系应具有更好的结构稳定性,即具有更高的内聚力.提高油墨的耐热性,降低对温度的敏感程度,由于具有一定粘弹性流变行为的树脂连结料或油墨体将的较的减少飞墨。
并获得良好的网点还原性能，所以，调整连接料的结构或者粘弹性就成为控制印刷过程中飞墨和网点还原性能的有效途径.同样,对树脂连结料进行凝胶化外理的目的是为了弥补树脂的结构性,提高体系粘弹性,增加油墨的稳定性，从而减少飞墨,适应高速成印刷。
而UV树脂由于其分子量小、粘性高、粘度大，内聚力小，剪切变稀严重，对其结构进行调整显得非常必要。
按照普通油墨胶质油（胶凝油）的思路，筛选了九种UV油墨用树脂，包括聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及三种单体，按照树脂：单体=1：1比例，凝胶剂选择进口产品，凝胶剂用量选择2%、4%，凝胶温度设定在80℃，进行胶质油的试验，如下表：
4.1调整后的油墨配比：
颜料：17—20
胶质油： 6
聚酯丙烯酸树脂：20
改性聚酯丙烯酸：自制35% 32
改性环氧丙烯酸树脂：8
单体： 4
填料： 2
分散剂： 1
引发剂：7
蜡：0.5
稳定剂：0.5
性能测试：
A样品：未加凝胶油（胶质油）B样品：加入凝胶油（胶质油）
与进口样品比较的流变曲线：
图9 ※进口红○国产红▲自制红图10※进口红○自制样品
从图9和图10看，加入凝胶油后流变性基本接近进口油墨样品。
三、结束语
自制油墨在加入胶质油后与未加胶质油样品比，动态粘弹性提高，接近进口油墨。
理想的油墨应该是高粘度、低粘性、一定的粘弹性，这样才有良好的印刷
适性，只有不断的改进和提高，才能使国产油墨质量赶超国外水平。
也希望对同行是一个启发。
参考文献：
1.“胶印油墨流变性研究”—王正青
2.“胶印油墨的流动曲线与分散型”—魏先福苏永宪、北京印刷学院学报
-1999-12
3.《油墨技术手册》—凌云星薛生连
4.“UV胶印油墨的研制及其印刷适性的研究”—赵蕾（硕士论文）。