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，油墨中光引發劑受到紫外光照射后產生自由基或陽離子引發聚合物固化的油墨品種。隨著近年來UV油墨的迅速發展，UV油墨在網版印刷中的應用越來越廣泛。但是在使用UV油墨的過程中容易出現一些問題，如固化不良、表面反粘，固化后附著力不良等現象，因此需要在實際應用中掌握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量，而油墨性能的兩個重要物理指標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。硬度是指油墨經UV光固化后交聯聚合反應的充分程度，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。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燈發出的波長在油墨敏感的波長范圍內，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油墨墨層在光交聯時UV光的穿透能力，尤其是對UV油墨深層次的穿透能力。當UV能量不足時，紫外光沒有提供足夠的聚合反應能量，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完全固化，墨層深處無法交聯，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UV油墨的表面張力小于基材的表面張力時，可以達到良好的潤濕，而潤濕良好則可能達到好的附著力。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;另一方式是用環己酮擦拭基材表面以提高基材的表面張力，或根據基材不同的表面張力極極性進行化學氧化處理、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，則易產生針孔和砂眼，遮蓋力也相應降低。所以，必須嚴格控制油墨的成膜厚度。網版印刷中控制油墨厚度主要靠選用不同的絲網來實現，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;透明油墨可用目數比較低的絲網進行印刷;而一些特殊油墨如發光油墨等，則由于填料的粒徑問題需要使用較小目數的絲網進行印刷。

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，膜層交聯反應不充分，只能形成粉狀、粗糙不平、無光澤的膜層，一般來說，適當延長固化時間對保證油墨的成膜硬度是有好處的。當然固化時間過長時，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。

確定適當的固化時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燈發出大量的熱量會對基材產生負面影響，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，冷卻方式有風冷和水冷，采用風冷的方式比較常見，但普遍問題是風冷的效果不理想。

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膠印更好地發揮作用，需要解決的主要問題有如下幾點。1．設計制版制作UV印刷的設計稿必須根據工單決定輸出格式，如膜面正掃或反掃，輸出網線數、網線角度等。有些特殊印件要求更高，如3D印刷的分辨力要很高，網線角度必須與承印材料匹配，避免撞網；透明塑料片材與鍍鋁紙常需加印白墨，應注意印刷材料伸縮的影響，預先通過修正膠片以達到最佳品質。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。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，網點增大嚴重，這就使油墨不容易固化。為了保證印刷質量，印刷壓力不能做很大的調整。解決辦法是首先適度降低印刷速度，使UV燈照射時間適當加長，讓油墨徹底固化；其次是調節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，會導致油墨表層輕微固化，所以應注意環境光對UV油墨的影響。5．色序安排UV膠印色序安排問題比較復雜。由于著墨原理的限制，承印物上的墨層較薄，當需要比較厚實的墨層時，印品難以達到預期的復制效果。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到最高，色彩更加飽滿。6．印刷套準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，從而導致套印不準。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。

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