UV油墨的固化
2006-12-02 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
UV油墨的固化
UV固化材料的物理性能實質上是受用來固化它們的烘干系統的影響的。預期性能的獲得,不管是保護膠、油墨、還是粘合劑,將依賴于這些燈管的參數、設計和控制的方法。UV燈四個關鍵的參數是:
1) UV輻射度(或密度)
2) 光譜分布(波長)
3) 輻射量(或UV能量)
4)紅外輻射。相對于最大輻射度或輻射量,以及不同的UV光譜,油墨和保護膠將會展現出很大不同的特性。鑒別不同的UV燈管特性并使它們與可固化材料的光學特性相匹配的能力,擴展了把UV固化作為一種快速、高效的生產過程的范圍。有許多固化系統的光學和物理性能(除它本身的組成之外)影響固化效果,從而導致了UV固化材料外觀特性(performance)的不同。
水性UV油墨主要是由預聚物(水基光固化樹脂)、光引發劑、顏料、胺類物質、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結合了UV光固化和水性油墨滲透蒸發二種干燥形式,具體說主要有兩種干燥方式:水性體系的預揮發干燥和紫外光固化。
•預揮發干燥機理
預干燥是光固化之前必須有的一道工序,不進行預干燥將導致光固化的最終結果不理想。在水性UV油墨的制造過程中,水基光固化樹脂通過添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水,其中通過加氨水使其成鹽的反應。
•光固化成膜機理
UV固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下,光引發劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基,引發預聚物發生聚合、交聯接枝反應,在很短的時間內固化成三維的網狀高分子聚合物,得到硬化膜,實質是通過形成化學鍵實現化學干燥。其固化過程一般可分為四個階段:
①光與引發劑之間相互作用,它可能包括對光的吸收和光引發劑之間的相互作用;
②光引發劑分子發生重排,形成自由基中間體;
③自由基與齊聚物中的不飽和基團作用引發鏈或聚合反應;
④聚合反應繼續,液態的組分轉變為固體聚合物。
•被固化材料的特性
一只UV燈管的效率,決定于發射光子進入可固化材料以啟動光可觸發分子的難易程度。UV固化決定于光子—分子的碰撞。光可觸發分子通過材料均勻地擴散,但光子卻不同。除UV光源的特質外,被固化的薄膜還有光學及熱動力學特性。它們與輻射能量互相作用,對固化的過程產生了重大影響。
光譜吸收率:能量是物質在逐漸增加的厚度內吸收進波長的作用。表面附近吸收的能量越多,意味著深層得到的能量越少。但這種情況隨波長的不同而不同?偟墓庾V吸收率包括所有來自于光觸發劑,單分子物質,齊聚體以及添加劑包括顏料的影響作用。
反射和散射:相對與吸收,光能更多地是被物質(或在物質內)改變方向;這一般是由于可固化材料中的基質材料和/或色素引起的。這些因素減少了到達深層的UV能量,但卻改進了在反應之處的固化效率。
光學密度:與吸收相似,它由“不透明度”和薄膜的厚度兩個因素構成;包括吸收和散射的光稀釋作用;用一個單獨的數字來表示,而不是作為光譜的分布。
擴散性:一個熱動力學特性包含特定的熱量,傳導性和密度;材料“擴散”、接受熱量的能力;影響由表面驟然進入的紅外能量而導致的薄膜和基質的溫度的升高。
紅外吸收率:溫度對固化反應的速率有著重大的影響;盡管反應中的溫升也對溫度有作用,但來自于UV燈管的輻射(radiant IR)才是表面熱量的根本源頭(不是從周圍的空氣或大氣中傳輸的熱量)。過大的溫度升高是影響固化過程的重要限制因素之一。 (divid)
UV固化材料的物理性能實質上是受用來固化它們的烘干系統的影響的。預期性能的獲得,不管是保護膠、油墨、還是粘合劑,將依賴于這些燈管的參數、設計和控制的方法。UV燈四個關鍵的參數是:
1) UV輻射度(或密度)
2) 光譜分布(波長)
3) 輻射量(或UV能量)
4)紅外輻射。相對于最大輻射度或輻射量,以及不同的UV光譜,油墨和保護膠將會展現出很大不同的特性。鑒別不同的UV燈管特性并使它們與可固化材料的光學特性相匹配的能力,擴展了把UV固化作為一種快速、高效的生產過程的范圍。有許多固化系統的光學和物理性能(除它本身的組成之外)影響固化效果,從而導致了UV固化材料外觀特性(performance)的不同。
水性UV油墨主要是由預聚物(水基光固化樹脂)、光引發劑、顏料、胺類物質、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結合了UV光固化和水性油墨滲透蒸發二種干燥形式,具體說主要有兩種干燥方式:水性體系的預揮發干燥和紫外光固化。
•預揮發干燥機理
預干燥是光固化之前必須有的一道工序,不進行預干燥將導致光固化的最終結果不理想。在水性UV油墨的制造過程中,水基光固化樹脂通過添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水,其中通過加氨水使其成鹽的反應。
•光固化成膜機理
UV固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下,光引發劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基,引發預聚物發生聚合、交聯接枝反應,在很短的時間內固化成三維的網狀高分子聚合物,得到硬化膜,實質是通過形成化學鍵實現化學干燥。其固化過程一般可分為四個階段:
①光與引發劑之間相互作用,它可能包括對光的吸收和光引發劑之間的相互作用;
②光引發劑分子發生重排,形成自由基中間體;
③自由基與齊聚物中的不飽和基團作用引發鏈或聚合反應;
④聚合反應繼續,液態的組分轉變為固體聚合物。
•被固化材料的特性
一只UV燈管的效率,決定于發射光子進入可固化材料以啟動光可觸發分子的難易程度。UV固化決定于光子—分子的碰撞。光可觸發分子通過材料均勻地擴散,但光子卻不同。除UV光源的特質外,被固化的薄膜還有光學及熱動力學特性。它們與輻射能量互相作用,對固化的過程產生了重大影響。
光譜吸收率:能量是物質在逐漸增加的厚度內吸收進波長的作用。表面附近吸收的能量越多,意味著深層得到的能量越少。但這種情況隨波長的不同而不同?偟墓庾V吸收率包括所有來自于光觸發劑,單分子物質,齊聚體以及添加劑包括顏料的影響作用。
反射和散射:相對與吸收,光能更多地是被物質(或在物質內)改變方向;這一般是由于可固化材料中的基質材料和/或色素引起的。這些因素減少了到達深層的UV能量,但卻改進了在反應之處的固化效率。
光學密度:與吸收相似,它由“不透明度”和薄膜的厚度兩個因素構成;包括吸收和散射的光稀釋作用;用一個單獨的數字來表示,而不是作為光譜的分布。
擴散性:一個熱動力學特性包含特定的熱量,傳導性和密度;材料“擴散”、接受熱量的能力;影響由表面驟然進入的紅外能量而導致的薄膜和基質的溫度的升高。
紅外吸收率:溫度對固化反應的速率有著重大的影響;盡管反應中的溫升也對溫度有作用,但來自于UV燈管的輻射(radiant IR)才是表面熱量的根本源頭(不是從周圍的空氣或大氣中傳輸的熱量)。過大的溫度升高是影響固化過程的重要限制因素之一。 (divid)
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