套筒型熱縮膜市場的利潤額到2007年預(yù)計(jì)將達(dá)到525億美元,這被視為是低成本柔印市場的功勞。一直以來,由于雕刻凹版滾筒和溶劑回收裝置價(jià)格昂貴,使得凹印印刷成本高出柔印很多,凹印的這一不足也限制了套筒型熱縮膜市場的發(fā)展速度。UV油墨化學(xué)組成的選擇 現(xiàn)今,丙烯酸鹽(自由基)和陽離子是UV工藝中最主要的兩種化學(xué)方法。陽離子UV油墨印刷多年使用于短版套筒型熱縮膜的印刷;自由基油墨則因墨膜收縮量小而多用于紙類承印物。雖然,這兩種方法很多應(yīng)用形式,但這里討論的是它們的基本化學(xué)組成。陽離子UV裝置 陽離子UV裝置利用光引發(fā)劑在UV燈照射下,產(chǎn)生出酸性物質(zhì)來催化發(fā)生聚合反應(yīng)。陽離子劑誘發(fā)環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行連鎖反應(yīng)直至氧鍵斷裂或生成玻璃狀聚合物,鏈反應(yīng)中止。UV燈所發(fā)出的紅外線(1R)是控制反應(yīng)速度和反應(yīng)完全的關(guān)鍵。進(jìn)行陽離子縮聚反應(yīng)必須要充分了解薄膜性質(zhì)、避免油墨龜裂,保證油墨后固化完全。 陽離子油墨的優(yōu)勢在于其反應(yīng)類型為典型的環(huán)氧基團(tuán)逐步開環(huán)聚合反應(yīng),這提高了油墨的有效成份含量,幾乎是完全轉(zhuǎn)化為墨膜。 由于陽離子縮聚反應(yīng)速度慢于自由基縮聚,所以需要較長的時(shí)間,墨膜在承印物交聯(lián)、附著,以降低承印物所受到的壓力,陽離子固化物的墨膜收縮率小于5%。陽離子油墨的缺點(diǎn) 反應(yīng)速度比自由基聚合慢,并且需要高溫固化。但低墨膜率收縮、高溫固化,往往會造成墨膜邊緣不平服、光滑。一般來說,選擇80w以上的UV光源,才能保證陽離子油墨的固化快速完全,如低于此溫度,墨膜的耐久性、粘附性明顯下降,并氣味大。 陽離子縮聚反應(yīng)會受大氣濕度的影響而終止是它的另一弱點(diǎn)。高濕天氣會導(dǎo)致油墨性質(zhì)參數(shù)的不斷變化。因此,溫濕度控制系統(tǒng)是陽離子UV印刷必備的裝置。 對陽離子油墨來說,成份的選擇也是一個難題。首先,陽離子油墨基本成份的價(jià)格本身就高于自由基的。再則,由于堿性物質(zhì)會延緩甚至抑制反應(yīng)的進(jìn)行,所以油墨中此類物質(zhì)的含量不能過高。酸性同樣不能過量使用,否則,它會使油墨黏度增大變成凝膠。 為此,油墨工程師必須嚴(yán)格控制油墨成份中顏料的類型,他們往往要對顏料進(jìn)行表面處理,使其PH值達(dá)到中性。所以,有許多顏料因無法滿足UV油墨流動性和粘稠度要求而不能使用。 同樣,對分散劑也有很高要求。尤其在一些被報(bào)道阻礙陽離子油墨的反應(yīng)后,分散劑種類有了更嚴(yán)格的規(guī)定,這又限制了油墨中顏料的添加量,致使印刷墨層色彩表現(xiàn)力差,圖文色彩不鮮艷。 此外,陽離子引發(fā)劑還包含重金屬元素,它會生成釋放出少量的苯類物質(zhì),既污染了環(huán)境,更危害了工人健康。然而,這種新自由基UV技術(shù)卻可以做到不含重金屬元素、無苯類物質(zhì)生成,而印刷速度只是略微降低。自由基UV油墨裝置 自由基UV油墨裝置同樣是利用UV燈照射光引發(fā)劑來誘發(fā)丙烯酸鹽的連鎖縮聚反應(yīng),直至自由基與顏料、氧氣、添加劑或其他自由基反應(yīng),或玻璃化而終止鏈鍛反應(yīng)。 一般情況下,油墨在UV燈照射下完成固化后會有少部分二次分裂,但其實(shí)很少有真正的后固化工序。所以,油墨在承印物上冷卻、附著時(shí),會出現(xiàn)黏著、劃痕等現(xiàn)象。UV燈所發(fā)出的紅外線(IR)則可以加快固化速度,這一點(diǎn)自由基反應(yīng)的確稍差于陽離子反應(yīng),但還是有其他方法可以得到理想的固化效果的。自由基油墨的優(yōu)點(diǎn) 此裝置速度快,自由基油墨的固化無太高溫度要求,低能光源下,即可快速固化,這就很大程度的減少了承印物的受熱,避免了熱收縮膜在印刷過程中的收縮。而它對于油墨的要求也沒有陽離子油墨那樣苛刻。這樣,多樣顏料選擇足以保證油墨在YAG網(wǎng)紋輥上有良好的流變性。此外,高顏料填充使得油墨可揮發(fā)成份減少,降低收縮率和氣味。 由于自由基油墨在成份選擇上無過多限制,所以它可以印刷堿性較強(qiáng)的承印物和與堿溶性、水溶性柔印油墨聯(lián)合印刷。自由基油墨的缺點(diǎn) 自由基油墨反應(yīng)快,可迅速將所有成份固化在一起,這會使承印物受壓增大。在印刷熱收縮膜時(shí),過大的壓力和固化UV燈的少量熱能會導(dǎo)致薄膜的收縮變形。而收縮也會是使自由基UV油墨同其它UV油墨一樣柔性下降,親和性、黏附性變差。 自由基油墨還極易被氧化。不過,這一點(diǎn)可以采取高能光源、高效成份亦或是選用可吸收氧氣的引發(fā)劑(如二元胺和三元胺類)。要說明的是,這是在空氣條件相對穩(wěn)定、無太大起伏的條件下,得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。若用于實(shí)際生產(chǎn)中,還需做進(jìn)一步論證。速度 干燥速度快,高黏附性使自由基油墨可以瞬時(shí)黏附于承印物并在低能光源照射下迅速固化:在這一過程中,承印材料不受熱,而陽離子油墨卻因固化能量要求高而無法高速印刷。這恰恰解決了UV柔印生產(chǎn)力低于凹印的問題。適當(dāng)?shù)墓袒b置和壓力設(shè)定,自由基油墨將沖出這一瓶頸。 來源:21世紀(jì)精細(xì)化工網(wǎng)
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