UV燈的波長與功率對油墨附著力影響

時間:2015-10-06 09:25來源:深圳三昆科技有限公司點擊: 次

UV油墨是一種采用紫外光作為能源，油墨中光引發(fā)劑受到紫外光照射后產(chǎn)生自由基或陽離子引發(fā)聚合物固化的油墨品種。隨著近年來UV油墨的迅速發(fā)展，UV油墨在網(wǎng)版印刷中的應(yīng)用越來越廣泛。但是在使用UV油墨的過程中容易出現(xiàn)一些問題，如固化不良、表面反粘，固化后附著力不良等現(xiàn)象，因此需要在實際應(yīng)用中掌握UV固化原理，影響固化的因素以及解決這些問題的對策。印刷油墨的性能直接影響著印品的質(zhì)量，而油墨性能的兩個重要物理指標(biāo)是膜層的硬度和附著力。

附著力是指油墨膜層與印刷基材的結(jié)合力，它對于UV固化油墨的性能有著重大的影響，如果油墨的附著力不好，其它性能就很難實現(xiàn)。硬度是指油墨經(jīng)UV光固化后交聯(lián)聚合反應(yīng)的充分程度，完全充分固化的油墨膜層表面平滑、有光澤、硬度高，而不完全固化的油墨膜層，表面粗糙、呈粉狀、無光澤、表面硬度低，因此膜層的硬度是衡量油墨性能的重要指標(biāo)。下面就UV油墨在使用中的一些問題進行一些探討。

1.UV燈的波長和功率UV燈的波長應(yīng)滿足UV油墨敏感的波長范圍。各種品牌的UV油墨要求的UV波長不盡相同，如果UV燈發(fā)出的波長在油墨敏感的波長范圍內(nèi)，UV油墨可以固化，否則會在一定程度上影響固化。

UV光的能量決定了UV油墨墨層在光交聯(lián)時UV光的穿透能力，尤其是對UV油墨深層次的穿透能力。當(dāng)UV能量不足時，紫外光沒有提供足夠的聚合反應(yīng)能量，使固化不充分，即使是在UV光下照射再多的時間也無法實現(xiàn)完全固化，墨層深處無法交聯(lián)，從而影響硬度和附著力性能。而UV能量過大則會使墨層表面迅速固化，表面硬度提高，墨層脆性增加，柔軟性降低。這樣的墨層在外力作用下，如裁切時，其刃口部分的墨層就會與基材發(fā)生剝離而脫落。

一般的UV光固化機配置的UV燈功率在80～120W/cm左右。

2.基材的表面處理如果基材表面有油污、溶劑、未處理的低分子或其他雜質(zhì)等，都會影響UV固化油墨在基材上的附著，所以在印刷之前必須對基材進行清潔處理。一般可用乙醇擦拭基材表面，金屬表面在處理掉油污后可用砂紙等處理表面，增大表面粗糙度，增加附著力。

3.表面張力UV固化油墨在基材上的附著力與UV油墨在基材上的潤濕有著重要關(guān)系，而UV油墨在基材上的潤濕主要由UV油墨和基材的表面張力決定，當(dāng)UV油墨的表面張力小于基材的表面張力時，可以達(dá)到良好的潤濕，而潤濕良好則可能達(dá)到好的附著力。所以要想使UV油墨在基材上良好地附著，就必須盡量減少UV油墨的表面張力，同時增大基材的表面張力。可采用的一種方式是通過添加表面活性劑以降低UV油墨的表面張力;另一方式是用環(huán)己酮擦拭基材表面以提高基材的表面張力，或根據(jù)基材不同的表面張力極極性進行化學(xué)氧化處理、電暈處理以及光照處理等，以增大基材的極性，從而提高基材的表面張力，達(dá)到提高基材與油墨附著力的目的。

4.膜層的厚度膜層厚度對附著力和硬度指標(biāo)影響很大。油墨的成膜厚度過厚或局部過厚，使紫外光難以穿透，油墨不能完全固化或僅有表面油墨固化，內(nèi)部的油墨沒有完全固化，這會直接降低油墨的各種耐抗特性、附著力以及成膜硬度。油墨的成膜厚度過薄，則易產(chǎn)生針孔和砂眼，遮蓋力也相應(yīng)降低。所以，必須嚴(yán)格控制油墨的成膜厚度。網(wǎng)版印刷中控制油墨厚度主要靠選用不同的絲網(wǎng)來實現(xiàn)，一般有色油墨由于顏料對UV光的遮蓋作用，墨層厚度盡量要求薄一些，采用350目的絲網(wǎng);透明油墨可用目數(shù)比較低的絲網(wǎng)進行印刷;而一些特殊油墨如發(fā)光油墨等，則由于填料的粒徑問題需要使用較小目數(shù)的絲網(wǎng)進行印刷。

5.固化時間同膜層厚度一樣，固化時間對硬度也有很大影響。如果固化時間過短，膜層交聯(lián)反應(yīng)不充分，只能形成粉狀、粗糙不平、無光澤的膜層，一般來說，適當(dāng)延長固化時間對保證油墨的成膜硬度是有好處的。當(dāng)然固化時間過長時，由于受到過量UV光照射，使表面硬度提高，表面張力減小，也會造成油墨與基材間附著不好。

確定適當(dāng)?shù)墓袒瘯r間的方法為在一定功率的UV燈下，以一定的速度通過UV固化機，用棉布沾無水乙醇，擦拭墨層表面50次，觀察棉布和基材，看有無UV油墨被擦掉，若被擦掉，則將固化速度減小，延長固化時間，直到基材上的UV油墨無法被擦掉，此時為合適的固化時間。

6.附著力促進劑的添加在UV油墨配方中添加附著力促進劑可以顯著提高油墨的附著力，但不同的附著力促進劑針對不同的基材具有不同的效果，需要通過實驗來確定具體的附著力促進劑品種。

7.固化溫度由于UV固化機在使用中UV燈會發(fā)出大量的熱量，在印刷的基材對溫度比較敏感的情況下，UV燈發(fā)出大量的熱量會對基材產(chǎn)生負(fù)面影響，這時可以通過加大基材與UV燈之間的距離或增加冷卻的方式來解決，但是增大基材與UV燈之間的距離等于降低了UV燈的功率，固化會受到影響。可以采用增加冷卻的方法來降低固化溫度，冷卻方式有風(fēng)冷和水冷，采用風(fēng)冷的方式比較常見，但普遍問題是風(fēng)冷的效果不理想。

采用水冷方式是效果比較好的方法，目前市場上銷售的UV固化機很多都是水冷式UV固化機。要想讓UV膠印更好地發(fā)揮作用，需要解決的主要問題有如下幾點。1．設(shè)計制版制作UV印刷的設(shè)計稿必須根據(jù)工單決定輸出格式，如膜面正掃或反掃，輸出網(wǎng)線數(shù)、網(wǎng)線角度等。有些特殊印件要求更高，如3D印刷的分辨力要很高，網(wǎng)線角度必須與承印材料匹配，避免撞網(wǎng)；透明塑料片材與鍍鋁紙常需加印白墨，應(yīng)注意印刷材料伸縮的影響，預(yù)先通過修正膠片以達(dá)到最佳品質(zhì)。2．附著力由于塑料片材或金銀卡紙等承印物的滲透性能很差，對油墨的吸附力很弱，所以即使使用UV油墨印刷，油墨附著力也很差，印刷質(zhì)量不高。可以通過對材料做表面處理來解決。3．油墨乳化UV油墨的水墨平衡寬容度很窄，印刷中容易造成油墨乳化、臟版，影響印刷品質(zhì)。解決方法：降低印刷速度，把印刷速度控制在5000～8000印／小時。4．固化程度為了提高印品顏色飽和度，在塑料片材等承印物表面進行UV印刷時，印刷壓力較大，墨層較厚，網(wǎng)點增大嚴(yán)重，這就使油墨不容易固化。為了保證印刷質(zhì)量，印刷壓力不能做很大的調(diào)整。解決辦法是首先適度降低印刷速度，使UV燈照射時間適當(dāng)加長，讓油墨徹底固化；其次是調(diào)節(jié)UV燈管和承印物之間的距離，加大UV光照射強度，使油墨固化。UV固化的有效波長范圍是200～400nm，印刷車間中一些光源的波長也在此范圍內(nèi)，會導(dǎo)致油墨表層輕微固化，所以應(yīng)注意環(huán)境光對UV油墨的影響。5．色序安排UV膠印色序安排問題比較復(fù)雜。由于著墨原理的限制，承印物上的墨層較薄，當(dāng)需要比較厚實的墨層時，印品難以達(dá)到預(yù)期的復(fù)制效果。例如四色疊印時，通常使用的印刷色序黑、青、品紅、黃色，因為黑色幾乎占滿了所有空間，青、品紅、黃的著墨力更低，總墨量不夠，就會造成顏色不飽滿。解決方法：更改色序，先印刷墨量較小的顏色，最后印墨量較大的黑色，這樣就可以讓著墨量達(dá)到最高，色彩更加飽滿。6．印刷套準(zhǔn)UV膠印使用UV燈照射進行油墨固化,固化帶來的主要問題是使承印物受熱膨脹，從而導(dǎo)致套印不準(zhǔn)。這與UV油墨固化相矛盾，因為油墨固化需要UV燈照射時間長一點，而印刷套準(zhǔn)則需要UV燈照射時間短一點。解決方法：在最后一色印完后再進行UV固化，這時候即使承印物膨脹，通過放置一段時間降低溫度，也可使承印物變形降到最低。特殊情況下，中間色組也可以開UV燈照射，但照射時間越短越好。或者可以采用冷UV技術(shù)。

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