UV油墨与UV光源关系如同兄弟,密不可分-瑞速冷水机转载篇
发表时间:2015-4-2 9:13:45
瑞速是专门为UV光源配套冷水机的厂家。
UV油墨的推广使用,大大解决了热敏纸等特种承印材料高速印刷中印迹不干的问题。但由于材料本身特性的不同,在生产中使用UV油墨时仍然发现有干燥不良的现象。为什么呢?这是因为忽视了UV油墨与UV光源的匹配。
一、UV油墨
1.组成
UV油墨就是在UV光的照射下,发生交联聚合反应,瞬间固化成膜的油墨。它主要由光聚合性预聚物、感光性单体、光聚合引发剂、有机颜料及添加剂等组成。其中光聚合引发剂是整个UV油墨中最重要的组成部分,是光聚合反应的开始。常用的光聚合引发剂有芳香酮类和偶姻醚等。
2.特点
(1)低温瞬间干燥;
(2)光泽好,附着力高;
(3)无溶剂,稳定性好;
(4)印刷适性强,满足多种承印物的需要;
(5)节省能源,提高效率;
(6)环境污染小。
3.固化机理
在UV光的照射下,UV油墨中的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的传递,使聚合性预聚物和感光性单体等高分子变成激发态,产生电荷转移络合体。这些络合体不断交联聚合,固化成膜。
其中D为光聚合引发剂,A为光聚合性预聚物与感光性单体。在UV油墨的固化历程中,光聚合引发剂受激到激发态是关键的一步,它决定了整个光化反应的效率。
, 表示光聚合引发剂在UV光照射下,分子中的电子分布发生变化,分子受激为激发态,产生自由基。大家知道,由于分子运动状态的不同,分子中含有多种能量,其 中以电子能为主体,它的能量分布不是连续的,而是类似阶梯式的能级分布。分子运动状态的改变,就是分子吸收一定波长的辐射光,从低能级激发到高能级,形成 激发态。根据光化学当量定律,物质的光吸收是以光子为单位进行的,分子在同一瞬间只能吸收一个光子;且只有当光子的能量正好等于分子的两个能级之差时方能 被分子吸收。即:
E2-E1=hυ……………(1)
式(1)中:E1是分子吸收光能之前的能级,E2是分子吸收光能之后激发到达的能级,h是普朗克恒量,υ是被吸收光的频率。由式(1)知:
υ=(E2-E1)/h
对于A、B两种不同的分子,则有:
υA=(EA2-EA1)/h
υB=(EB2-EB1)/h
不同的分子:EA2-EA1≠EB2-EB1则:
υA≠υB
即A、B两种分子吸收的是两种不同波长(波长λ=C/υ,C为光速)的光,也就是说物质分子对光是选择吸收的。不同的UV油墨,其中的光聚合引发剂是不同的,它选择吸收的光子也就不一样,所以每种UV油墨只对UV光源光谱中某一特定波长的光敏感。
而且,光化学反应与有效光量子数量有关。有效光子越多,光聚合引发剂吸收该种光子的机率就越大,光化学反应速度就越快。假设一个UV光源辐射光的总能量为E,其中频率为υ的光的能量为Eυ,Eυ在E中占的比例为k,则:
Eυ=kE
在式E2-E1=hυ中,hυ表示的是一个光子的能量,故频率为υ的光子的数量为
N=Eυ/hυ=kE/hυ
可见:N与k、E成正比。即光子的数量是由UV光源的辐射光总能量和各波长光能量的分布来决定的。
由上述可知:UV油墨对UV光的光子是选择性吸收的,它的干燥受UV光源辐射光的总能量和不同波长光能量分布的影响。
二、UV光源
1.构造
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、高压汞灯和无臭氧灯等种类。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。
2.光谱特性
UV光源虽然发射的主要是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。以日本进口的金属卤素灯M08-L41型为例,它的光谱分布如图所示。
由图可知,该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,360~390 nm的光的能量分布是较高的。如果所用UV油墨中的光聚合引发剂选择吸收的是该部分波长的光,那它的干燥效果将是较好的。这种效果在大墨量印刷时尤为明显。
我们在生产印制黑标(黑标要求墨量大)时碰到这样一个问题:同一个UV光源,同样的墨量大小,同样的工作条件,采用日本进口SPA浓缩UV黑墨时印迹不干,而改用国产杭华UV161黑墨时,干燥良好。为什么呢?本人认为这就是一个UV油墨与UV光源匹配的问题。
三、UV油墨与UV光源的匹配
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量子是UV光源光谱中能量分布最高的那一部分。对于一个印刷企业,完全靠自己去分析研究UV光源的光谱特性和UV油墨的光敏性而使两者匹配是不现实的,这样偏离了企业的生产目的。但企业也不应忽视这个问题,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
一、UV油墨
1.组成
UV油墨就是在UV光的照射下,发生交联聚合反应,瞬间固化成膜的油墨。它主要由光聚合性预聚物、感光性单体、光聚合引发剂、有机颜料及添加剂等组成。其中光聚合引发剂是整个UV油墨中最重要的组成部分,是光聚合反应的开始。常用的光聚合引发剂有芳香酮类和偶姻醚等。
2.特点
(1)低温瞬间干燥;
(2)光泽好,附着力高;
(3)无溶剂,稳定性好;
(4)印刷适性强,满足多种承印物的需要;
(5)节省能源,提高效率;
(6)环境污染小。
3.固化机理
在UV光的照射下,UV油墨中的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的传递,使聚合性预聚物和感光性单体等高分子变成激发态,产生电荷转移络合体。这些络合体不断交联聚合,固化成膜。
其中D为光聚合引发剂,A为光聚合性预聚物与感光性单体。在UV油墨的固化历程中,光聚合引发剂受激到激发态是关键的一步,它决定了整个光化反应的效率。
, 表示光聚合引发剂在UV光照射下,分子中的电子分布发生变化,分子受激为激发态,产生自由基。大家知道,由于分子运动状态的不同,分子中含有多种能量,其 中以电子能为主体,它的能量分布不是连续的,而是类似阶梯式的能级分布。分子运动状态的改变,就是分子吸收一定波长的辐射光,从低能级激发到高能级,形成 激发态。根据光化学当量定律,物质的光吸收是以光子为单位进行的,分子在同一瞬间只能吸收一个光子;且只有当光子的能量正好等于分子的两个能级之差时方能 被分子吸收。即:
E2-E1=hυ……………(1)
式(1)中:E1是分子吸收光能之前的能级,E2是分子吸收光能之后激发到达的能级,h是普朗克恒量,υ是被吸收光的频率。由式(1)知:
υ=(E2-E1)/h
对于A、B两种不同的分子,则有:
υA=(EA2-EA1)/h
υB=(EB2-EB1)/h
不同的分子:EA2-EA1≠EB2-EB1则:
υA≠υB
即A、B两种分子吸收的是两种不同波长(波长λ=C/υ,C为光速)的光,也就是说物质分子对光是选择吸收的。不同的UV油墨,其中的光聚合引发剂是不同的,它选择吸收的光子也就不一样,所以每种UV油墨只对UV光源光谱中某一特定波长的光敏感。
而且,光化学反应与有效光量子数量有关。有效光子越多,光聚合引发剂吸收该种光子的机率就越大,光化学反应速度就越快。假设一个UV光源辐射光的总能量为E,其中频率为υ的光的能量为Eυ,Eυ在E中占的比例为k,则:
Eυ=kE
在式E2-E1=hυ中,hυ表示的是一个光子的能量,故频率为υ的光子的数量为
N=Eυ/hυ=kE/hυ
可见:N与k、E成正比。即光子的数量是由UV光源的辐射光总能量和各波长光能量的分布来决定的。
由上述可知:UV油墨对UV光的光子是选择性吸收的,它的干燥受UV光源辐射光的总能量和不同波长光能量分布的影响。
二、UV光源
1.构造
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、高压汞灯和无臭氧灯等种类。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。
2.光谱特性
UV光源虽然发射的主要是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。以日本进口的金属卤素灯M08-L41型为例,它的光谱分布如图所示。
由图可知,该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,360~390 nm的光的能量分布是较高的。如果所用UV油墨中的光聚合引发剂选择吸收的是该部分波长的光,那它的干燥效果将是较好的。这种效果在大墨量印刷时尤为明显。
我们在生产印制黑标(黑标要求墨量大)时碰到这样一个问题:同一个UV光源,同样的墨量大小,同样的工作条件,采用日本进口SPA浓缩UV黑墨时印迹不干,而改用国产杭华UV161黑墨时,干燥良好。为什么呢?本人认为这就是一个UV油墨与UV光源匹配的问题。
三、UV油墨与UV光源的匹配
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量子是UV光源光谱中能量分布最高的那一部分。对于一个印刷企业,完全靠自己去分析研究UV光源的光谱特性和UV油墨的光敏性而使两者匹配是不现实的,这样偏离了企业的生产目的。但企业也不应忽视这个问题,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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