光固化油墨及其配方设计

UV油墨及其配方设计

Samuel Cao

UV光固化油墨的分类

•胶印UV油墨 UV油墨的承印物

•柔印UV油墨纸张及纸板：

•凹印UV油墨金属：铁、金、银、铜、铝•柔印UV油墨塑料： PP、PE、PET、

•丝印UV油墨 PVC、PC、ABS等

•移印UV油墨玻璃：无机玻璃、有机玻璃•喷绘UV油墨布料：PP无纺布、PET涤纶布、 NYLON尼龙布等

UV固化油墨的优点

•无污染、无溶剂释放

•节省成本

•生产效率高

•瞬时干燥、无需喷粉

•质量高、网点扩大小、光泽丰满清晰•可用于热敏承印物

UV光固化油墨所用颜料

•无机颜料：金属颜料、金属盐颜料、

金属氧化物颜料、金属硫化物颜料有机颜料：偶氮颜料、酞菁颜料、

色淀颜料、新型盐颜料

颜料的作用

•提供遮盖力、赋予油墨和涂料以色彩•增加强度

•增加附着力

•改善流变性能

•改善耐候性

•功能作用

•降低光泽

•降低成本

有机颜料与无机颜料性能比较

•有机颜料：色彩丰富、鲜艳、色泽好，

优于无机颜料

无机颜料：耐光、耐热、耐溶剂、

价格低廉

颜料体系与无颜料体系光吸收的比

较

在UV丝印油墨中能量的吸收

UVA（320-390） ＵＶＢ（280-320）油墨表层的最上面 6560 1995

基材的最上面 138 157

油墨吸收的能量 98％ 92％

可用于基材固化的能量 2％ ２％

黑色丝印ＵＶ油墨，所用ＵＶ光源为：ＦＵＳＩＯＮ　ＵＶ１　600（240Ｗ／ＣＭ）　Ｄ灯

在ＵＶ丝印光油中的能量吸收

• ＵＶＡ（320-390）ＵＶＢ（280-320）ＵＶＣ（250-260）•光油表层的最上面 2162 2161 254

•基材的最上面 1400 880 15

•油墨吸收的能量 35％ 59％ 94％

•可用于固化基材的能量 65％ 41％ ６％

•丝印ＵＶ光油，所用ＵＶ光源为：ＦＵＳＩＯＮ　ＵＶ１　６００

• （240Ｗ／ＣＭ）　Ｈ灯

光引发体系

•ＵＶ光固化油墨的光固化速度主要取决于光敏引发体系，因此选择好的光引发剂对光固化油墨十分重要。

•光引发剂的选择原则如下：

•光引发剂的紫外－可见光谱吸收、紫外光源的发射光谱和颜料的最小吸收要匹配，也就是紫外光源的最强光谱发射波长，刚好是光引发剂的最大吸收和颜料的最小吸收。

各波段紫外光在UV油墨中穿透能力

的比较

•UVV＞UVA＞UVB＞UVC

各种光源的发射光谱说明

•H灯

在紫外线UVC范围内照射强度大，主要用于表面干燥、薄层的固化（如：油墨、油漆）、杀菌（外表面、液体）

G灯

在短波可见光和紫外线ＵＶＣ范围内照射强度大、主要用于深层固化（如聚酯树脂）

　Ｆ灯

　在紫外线ＵＶＡＵＶＢ及可见光范围内，宽广的光谱具有高的辐射强度。主要用于表面固化和深层固化（如：粘结剂、塑料和填料）、荧光性激发

固化速度

丝印UV蓝墨，在玻璃板上12微米膜厚，2%引发剂+3%MDEA，摆杆硬度：2H

摆杆硬度

丝印UV光油，50微米膜厚，2.5米/分，2%引发剂+3%MEDA

氧的阻聚•光引发过程

hv O2•PI →1(PI) ﹡→3(PI) ﹡→猝灭•↓

• R1O2·← R1·+R2·→R1M·• O2 M·

克服氧阻聚的方法

•（1）. 增大光强；

•（2）. 加入胺类化合物；•（3）. 改变光引发剂；•（4）. 改变低聚物或单体；•（5）. 在惰性气氛中进行光照。

胺类抗氧阻聚的机理

• ·•RO2·+R1CH2NR2R3→ROOH+R1CHNR2R3

预聚体和活性稀释单体的作用

•油墨的主要组成成分，“是油墨的心脏”

•活性连接体：颜料的连接料，可光聚合成网状大分子

•赋予油墨理想的物理机械性能

•包括：强度，硬度，柔韧性，光泽度，耐溶剂，耐老化，耐磨

•调节活性官能团，提高光固化速度

•给颜料以润湿、分散和稳定作用

•给油墨印刷适性：粘度、粘性、屈服值、流变性、油墨转移性能

预聚体：如二到四官能度的丙烯酸酯•例如环氧丙烯酸酯：

•双酚A环氧丙烯酸酯

•大豆油改性环氧丙烯酸酯

•酸酐改性环氧丙烯酸酯

•胺改性环氧丙烯酸酯

•脂肪酸改性环氧丙烯酸酯酚醛环氧丙烯酸酯•乙氧（丙氧）改性环氧丙烯酸酯

预聚物

•聚醚丙烯酸酯：二官能度、四官能度•聚酯丙烯酸酯：二、三、四、六官能度，氯化，低粘度、高粘度

•聚氨酯丙烯酸酯：二、三、四、五、六官能度，芳香族，脂肪族，聚醚型

颜料的分散分为三个过程•润湿、分散、稳定

微细颗粒在液相介质中的分散过程

•颗粒在液相中的浸润；

•颗粒聚团在机械作用下的解体和分散；•将原生颗粒或较小的聚团稳定，阻止再进一步不发生团聚。

颗粒分散的稳定性

•在颗粒悬浮体系中，颗粒分散的稳定性取决于颗粒间相互作用的总作用能；

•当颗粒间的排斥作用大于其相互吸引作用时，则颗粒间处于稳定的分散状态，反之，则颗粒间产生团聚。

颜料粒子稳定的两种方式

•电荷保护作用

•立体保护作用（空间位阻效应）