一、光固化水性油墨的印刷和固化特點(diǎn)
光固化水性油墨使用水作為稀釋劑，采用除濕和UV 輻照固化兩種技術(shù)的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)印刷過程。由于這類油墨以水作溶劑，因此，其印刷工藝是：在油墨固化前對(duì)濕墨進(jìn)行除水干燥，得到可指觸的干膜，然后進(jìn)行UV 光輻射，實(shí)現(xiàn)UV 油墨的交聯(lián)固化。見光部位交聯(lián)，未見光部分沒有交聯(lián)，沖洗掉后可制得各種圖案的固化膜，這是一般的水性油墨難以實(shí)現(xiàn)的。光固化水性油墨可以應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷油墨、凹版及柔版印刷油墨。然而光固化水性油墨技術(shù)在國內(nèi)至今基本上是空白，應(yīng)該是大有發(fā)展前景的。
光固化水性油墨因其黏度較低，要求墨膜的厚度比較薄，多為微米級(jí)，若膜太厚，有可能因上層膜的光屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致下層墨膜的光固化不完全。濕膜干燥方法有直接加熱烘干法、高速氣干法和紅外輻射法，其中氣干法特別適合于紙質(zhì)或木質(zhì)等吸收性底材。對(duì)于吸收性承印材料，有時(shí)無需特別干燥，少量水分能直接被底材吸收。
在水性UV 固化油墨中，由于光引發(fā)劑本身用量小，且具有一定的水蒸氣揮發(fā)度，故干燥溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，干燥時(shí)間不可以太長(zhǎng)，否則易造成光引發(fā)劑的損失。
油墨成膜過程對(duì)于固化膜的最終性能非常重要，水分散性連結(jié)料油墨的成膜過程相對(duì)于水溶性連結(jié)料油墨較難控制。水分散性油墨的成膜過程實(shí)際上是體系中單個(gè)粒子（乳液?；蛩苣z粒）之間的聚結(jié)過程，當(dāng)大部分水分蒸發(fā)掉時(shí)，這些微粒將變形、相互滲透，聚結(jié)成無數(shù)小塊。最理想的聚結(jié)發(fā)生在聚合物分子間，這樣可得到非常均勻的膜。光固化水分散性油墨的除水干燥過程因溫度升高，也有利于成膜。
二、光固化水性油墨的固化過程
光固化水性油墨的固化一般采用中壓汞燈，固化程度與墨膜所受的輻射量有關(guān)，這一方面取決于光引發(fā)劑的有效吸光能力和光引發(fā)效率；另一方面，也與汞燈的線功率（w/cm ）、輻照時(shí)間及輻照距離有關(guān)。
光固化水性油墨經(jīng)紫外光固化后已經(jīng)形成交聯(lián)干膜，一般不需要進(jìn)一步的后固化。但由于光固化水性油墨常常含有羧基以便獲得水溶性或水分散性的系統(tǒng)，這些羧基在光固化后仍然存在于干膜涂層中，對(duì)涂層性能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響（如墨膜的抗水性能變差等），因此在許多應(yīng)用中都加入了后固化交聯(lián)劑，使墨膜在光固化期間或之后進(jìn)一步固化，消耗掉親水性的羧基。
此外，由于光照是成膜的關(guān)鍵，光固化水性油墨的干燥除水操作基本不影響最終固化膜的性能。因此將光固化技術(shù)引入水性油墨技術(shù)后，交聯(lián)固化反應(yīng)可以完全不在配料、儲(chǔ)存、涂裝及干燥等工藝過程中發(fā)生，僅在光照下才進(jìn)行交聯(lián)固化，使最終固化膜的性能易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，明顯減少了油墨的施工難度。
三、光固化水性油墨的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
光固化水性油墨以水作為稀釋劑，采用UV輻照固化技術(shù)，很大程度地發(fā)揮了兩者的綜合效能。相對(duì)于傳統(tǒng)的油溶性UV 光固化油墨，光固化水性油墨有如下優(yōu)點(diǎn)：
（１）不必借助活性稀釋劑來調(diào)節(jié)黏度，可解決V O C 及毒性、刺激性問題；
（２）可用水或增稠劑控制油墨黏度和流變性；（３）可得到極薄的涂層；
（４）設(shè)備、容器等易于清洗；
（５）光固化前已可指觸，可堆放和修理，保證了固化膜的光潔度，簡(jiǎn)化了防塵操作；
（６）大大減少火災(zāi)危害。
當(dāng)然，光固化水性油墨也有其缺點(diǎn)。不同于傳統(tǒng)油溶性光固化油墨，光固化水性油墨在實(shí)施光固化前，大多要對(duì)濕膜進(jìn)行干燥除水，導(dǎo)致能耗增加。一般，在現(xiàn)有的光固化生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上需要增加干燥裝置，這將增加設(shè)備的占用空間，同時(shí)，由于干燥步驟的加入還延長(zhǎng)了生產(chǎn)時(shí)間，使生產(chǎn)效率下降。除此之外，水的高表面張力（72mN/m）也會(huì)帶來一系列問題，如對(duì)基材（特別是低表面能者）和顏料的潤(rùn)濕性能差、易引起分散不均勻等一些印刷故障，這可以通過加入共溶劑或表面活性劑解決。同時(shí)，水的凝固點(diǎn)比一般有機(jī)溶劑高，在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏過程中需要加入防凍劑，水性體系容易產(chǎn)生細(xì)菌，需加入防霉劑，使配方復(fù)雜化。
四、光固化水性油墨的分類
按照組成和水分散手段的不同，可以把光固化水性油墨分為以下幾類。
１．光固化水性油墨——乳化型。通過外加表面活性劑（乳化劑），并輔以高剪切力，有可能把傳統(tǒng)的光固化樹脂乳化，變成水分散體系（水包油體系）。這種乳液具有較高的固含量，可以直接利用現(xiàn)成的油墨原料，生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)便。其乳化劑的選擇將會(huì)直接影響樹脂的分散性能及油墨的穩(wěn)定性能、流變性能等。乳化劑由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)組成，后者一般為長(zhǎng)的烷烴鏈，與樹脂液滴混溶后，親水基團(tuán)位于水中，使樹脂液滴分散穩(wěn)定。液滴之間存在很多相互作用，例如靜電作用、熱擴(kuò)散作用、重力作用、乳化劑分子的空間排斥作用，在這些力的共同作用下系統(tǒng)的液滴能夠保持一定距離，保持穩(wěn)定，在一定時(shí)期內(nèi)不會(huì)聚集，因此，可以把油墨樹脂組分穩(wěn)定地分散成乳液狀。體系中的酸堿性會(huì)改變離子基團(tuán)的狀態(tài)，影響乳液滴的穩(wěn)定，所以這種外乳化型油墨對(duì)p H 值的變化非常敏感。但是外加的乳化劑在固化后仍會(huì)存在于涂膜中，使耐潮性能下降，并影響干膜的質(zhì)量。
２．光固化水性油墨——與水分散樹脂液混合。由光固化親水聚合物與物理干燥型水分散樹脂（通常為丙烯酸類樹脂）混合，光固化水性聚合物組分通過非光固化的水分散性丙烯酸樹脂分散在水相中。但是因?yàn)楣夤袒M分在整個(gè)體系中的含量較低，所得固化膜的交聯(lián)密度不高，因而與傳統(tǒng)光固化體系相比，其化學(xué)耐抗性也較低。
３．光固化水性油墨——離子基自乳化型。把離子基引入樹脂骨架中，然后用反離子中和分子鏈上的離子，這樣得到的樹脂具有很好的自乳化性能。由于優(yōu)良的潤(rùn)濕性，在水中可以形成很小的顆粒，因而保存期長(zhǎng)，并具有非常好的剪切穩(wěn)定性。
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