UV固化技术是一项、节能、经济、适用性广、环境友好的技术,但目前UV油墨的固化光源还普遍采用高压灯,存在一定的制约:UV灯的使用寿命有限;UV灯的能耗较大,有效利用的能量不高,输入能量中只有大约20%的能量产生紫外线,而有20%是可见光能源,40%是热量,不适应于热敏材料;虽然相比溶剂型油墨来说,没有VOCs排放而具有环保环境友好的特点,但也存在一些隐性的污染,例如灯中的污染及其高压、高温和强辐射,易使周围的氧气分子发生化学反应而产生臭氧,而臭氧不但对大气层有不利影响,而且对身体健康也具有一定的影响。
近年来,LEDUV固化技术逐渐兴起,预计未来将成为主流的固化技术。油墨采用LED灯进行固化,其波长范围很窄(目前多为365~395nm单一波长),LED灯使用寿命更长,能量效率更高,能耗更低,且LED灯可以瞬时开关,无须预热,热辐射极低,不产生臭氧,比传统UV油墨固化时所用的高压灯更安全、更环保、更节能。
广州市涛奕科技有限公司响应国家环保号召,研发生产的UV-LED油墨为客户生产助力,解决国家环保政策下的生产瓶颈,提高了生产效率,节约了生产能耗!
认识UV光源性能特点
油墨固化性能是决定UV印刷产品质量的关键的因素,所以,选择UV油墨主要考量本企业的印刷设备所采用UV灯的发射波长与油墨中光引发剂的触发波长是否匹配。另外,不同厂商提供的不同型号的UV油墨固化速度和附着力等关键性能也不尽相同,一般来说只要白墨和黑墨可满足要求,其他色系的油墨基本不会存在太大问题,所以对黑墨、白墨要重点考察。
UV光的波长范围为200~600nm,但在波长254nm会产生臭氧,而波长在400nm以上会产生热量。臭氧污染环境,损害工人健康;热量不仅造成印刷品尺寸不稳定,甚至严重变形,还造成了能源浪费,两者都是我们不希望在UV印刷中发生的。
目前市场上销售的低能耗UV(HUV/LEC)灯发射波长在280~600nm之间,虽避开了臭氧波段,但仍包含了较多的发热波段,于是LED灯成为近年来UV光源新的发展方向。单波长LED灯可用的波长为365nm、385nm和395nm,避开了臭氧波段和发热波段,而且单波长光源的光能高度集中,油墨固化,使用也更安全。
UV(紫外光固化)油墨是指在紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫外光使油墨连接料中的单体聚合成聚合物,使油墨成膜和干燥的油墨。UV油墨也属于油墨,作为油墨,它们必须具备艳丽的颜色(特殊情况除外),良好的印刷适性,适宜的固化干燥速率。同时有良好的附着力,并具备耐磨、耐蚀、耐候等特性。UV油墨是一种不用溶剂,干燥速度快,光泽好,色彩鲜艳,耐水、耐溶剂、耐磨性好的油墨。UV油墨已成为一种较成熟的油墨技术,其污染物排放几乎为零。
UV油墨有对UV光选择性吸收的特性。干燥受UV光源辐射光的总能量和不同波长光能量分布的影响。在UV光的照射下,UV油墨光聚合引发剂吸收一定波长的光子,激发到激发态,形成自由基或离子。然后通过分子间能量转移,使聚合的预聚物和光敏感的单体和聚合物成为激发态,产生的电荷转移复合体。这些复杂的粒子不断交联聚合,固化成膜。
UV光源是UV固化系统中发射UV光的装置。通常由灯箱、灯管、反射镜、电源、控制器和冷却装置等部件构成。根据灯管中所充物质的不同,可分为金属卤素灯、高压灯和无臭灯等种类。它的性能参数主要有:弧光长度、特征光谱、功率、工作电压、工作电流和平均寿命等。
UV光源虽然发射的主要的UV光,但它并不是单一波长的光,而是一个波段内的光。不同的UV光源,发射光的波段范围不一样,波段内光谱能量的分布也是不同的。UV光源辐射的是一个波段内的光,且各波长光的能量分布是不一样的。其中波长为300~310nm,360~390nm的光的能量分布是较好的。
UV油墨与UV光源的匹配,就是要使所用UV油墨中的光聚合引发剂选择吸收的光是UV光源光谱中能量分布的那一部分。印刷企业技术部门应该从自己的设备供应商那里索取有关UV光源光谱特性的技术资料,然后从油墨供应商那里选择油墨配方的响应曲线与UV光源光谱匹配的UV油墨,这样就可较好地解决两者的匹配,也为考虑其它影响干燥的因素提供了前提条件。
解决好UV油墨与UV光源的匹配,有利于加快油墨的干燥速度,有利于提高劳动生产率,有利于提高能源的利用率,有利于降低企业的生产成本。
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