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UV固化油墨行业进展与应用领域详述

2006-12-22 00:00 来源：中华印刷包装网责编：中华印刷包装网

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1、前言
环保油墨逐步取代传统的、挥发有机溶剂油墨，是印刷业发展的方向和趋势。决定环保油墨的三大因素：

低VOC（Volatile Organic Compound挥发性有机物质）排放：目前，国内外在柔性印刷和凹版印刷中，已部分或全部采用水性油墨，用水的渗透和挥发作为干燥手段，在很大程度上减少了油墨的VOC含量。而UV固化油墨的发展进一步改善了这一状况。

易降解：油墨的原材料必须在物理、化学和生物的作用下，易降解。通常以植物中提取出来的物质作为原材料，比如大豆油，这样的油墨比由其他化工材料合成的油墨更易降解。

原材料可再生：植物合成的油墨可再生，由煤炭等化工类产品制造出来的油墨不可再生的。

所谓UV（Ultraviolet：紫外线）油墨，是指经紫外光线照射瞬间固化的油墨。UV固化油墨由连结料、颜料及有关助剂3部分组成。UV自由基固化油墨在紫外光照射下，引发剂引发连结料中的不饱和键发生自由基聚合，油墨固化成膜。UV固化油墨在国外早已有研究，近年来有不少产品推向市场。由于可在非吸收性承印物表面印刷，目前在各个领域均有应用。UV固化油墨属反应性油墨，数秒就可以固化，适合高速印刷。因反应性干燥交联过程，对绝大多数底材的附着力良好。传统的溶剂型油墨施印后一般需经过干燥，干燥过程需要消耗大量热源，速度较慢，且有溶剂挥发，干燥以后的附着力不理想，对后续工艺也产生影响.

在UV油墨中，液态的单体和低聚物取代了树脂连结料，使颜料分子可以分散其中。由于没有任何溶剂的挥发，固化后的油墨层厚度同固化前的厚度完全一样，因此我们通常称UV油墨为“100%固体”油墨。

在UV油墨发展初期，受条件限制，配制油墨的化学原材料（光引发剂、树脂、单体等）的选择性很小，也缺乏适合工业应用的紫外光源。如今油墨制造商可以在数千种原材料中进行选择。UV固化整个固化体系为无溶剂体系，UV油墨印刷有稳定的适应性，可提高实际生产效率并可降低成本，能给投资者带来高生产率及高产量等经济效益。正因为如此，这种技术受到许多应用厂商的青睐，这也正是这种技术得到迅速推广和运用的主要原因。近年来，欧洲对能量固化油墨和光油的需求呈增长态势，尤其是在包装印刷领域。20世纪90年代后，UV固化油墨开始大规模进入使用阶段。

2、UV固化油墨优势以及常见问题

UV光固油墨具有很多优点，主要表现在：

①固化速度快，省时省力节能。②设备占地面积小，经济实惠。③属于无溶剂型油墨，不存在自然挥发，油墨粘度稳定性好，印刷中不会有拉丝现象。④光泽度高，墨层固化后有较好的耐摩擦和耐抗性。⑤UV光固油墨固体颗粒小，故可印刷精致图纹。⑥不存在有机挥发物，环保等。

UV光固油墨正因为具备诸多优点，所以近年来得到很广泛的应用。但在使用中会存在以下问题，归类如下：

①承印物和油墨不相容以及承印物表面受到污染导致的无附着力。②叠印时层间附着力弱。③出现条纹、斑纹。④油墨固化后成斑纹状。⑤不能固化或表面发粘和残留气味大。⑥分辨率或清晰度不够。⑦点的印迹扩大。⑧边缘卷曲。⑨鱼眼、白点。⑩光泽度低等。

UV油墨有多种系列，其组成的多样性构成了其影响因素的复杂性。影响油墨固化充分性和最佳固化速度的主要因素有如下几个方面：外部条件有固化时的温度、固化的环境条件、光引发剂、光源的辐射强度等；内部条件有颜料性质、油墨墨层厚度、承印材料的表面性质等。

株式会社研制出了提供在印刷品上不发生锯齿纹、搭色、针眼、透色等缺陷、具有稳定的适印性、并且可制造呈现高度的镜面光泽、彩色镜面光泽的印刷品的特殊丝网印刷油墨。

日立麦克赛尔株式会社发明提供了一种油性颜料油墨组合物，该油性颜料油墨组合物与现有技术相比，不存在使用有机溶剂油墨组合物所存在的安全性和异味的问题，可以在没有接受层的聚氯乙烯类低成本薄膜的印字媒体上印字，可以适用于室外环境。

（1）UV丝网印刷油墨

丝网印刷是目前主流印刷工艺之一，属于孔版印刷，应用广泛。丝印可以产生比较厚的墨膜，承印面可以是平面，也可以是曲面，成本低。但印刷速率不高，UV丝印油墨厚度较高，对底层固化提出了挑战。油墨越厚，底层固化速率越低，好在丝网印刷本身速率不高。UV网印最适合需要厚墨层印刷的场合，如海报印刷。

UV固化常采用自由基和阳离子聚合的方法。近年来阳离子UV 油墨（也称阳离子油墨）是随着UV技术发展而研发的一种新型特种油墨。阳离子UV油墨多用于短版套筒型热缩膜的印刷，自由基油墨则因墨膜收缩量小而多用于纸类承印物。阳离子UV油墨的优势在于反应类型为典型的环氧基团逐步开环聚合反应，能明显提高油墨的有效成分含量。

自由基油墨反应速度快，但会导致自由基UV油墨的柔性下降、亲和性、粘附性变差。相比之下，自由基油墨基本上只能利用UV曝光才能彻底干燥，导致挥发量增加。阳离子UV油墨固化速度稍逊于自由基油墨，可二次固化，不易被氧化，无收缩量，附着性优良等特点。阳离子UV油墨具有挥发性低、气味小，但颜料大多含有强亲核性的基团，而且阳离子光引发剂的选择余地太小，价格太高。

UV网印金属油墨主要由光敏树脂、光敏剂、颜料和助剂组成。UV网印金属油墨在应用过程中，具有节省能源和场地，提高工作效率的特点。在印刷过程中，由于网版上的油墨未能接触紫外线的照射，因此它永远不会堵网，这给印刷精确的图文和连续性操作带来了很大的方便。UV网印金属油墨由于在环保、成本、效率方面与普通的溶剂型金属油墨相比具有明显的优势。因此，它的应用前景必定十分广阔。同时，这种油墨也正被印刷厂家逐渐了解和采用。目前国内市场上应用成熟的UV金属网印油墨有德国的lougre油墨和杭州恒基油墨涂料有限公司出品的UV-5000网印金属油墨，颜色有常规色墨和磨砂两个系列。 (divid)