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详解UV固化系统对飞星棋牌印刷的影响

文章出处:飞星棋牌 人气:-发表时间:2016-08-29 15:15:00

UV固化系统是UV油墨印刷技术的重要组成部分,对印刷质量的好坏有重大的影响,很多的印刷厂家(尤其是新进入UV印刷行业的厂家),由于对UV固化系统和UV油墨固化原理的不了解,而在出现印刷质量问题的时候无从着手,不知道该如何处理,影响工作进度。下面就来谈谈UV固化系统在UV油墨印刷中的重要作用。

首先说说UV印刷技术的特点

随着UV油墨技术的成熟,UV印刷技术的应用越来越广。与传统印刷相比,采用UV光固化印刷的产品具有光泽度好、立体感强、无有害溶剂挥发、表面光滑度好、印刷面积大、经济实惠、节省能源、不易干版和堵版(凹印)、颜色稳定性好、颜色鲜艳饱满等优点。特别是在油墨干燥方面,UV油墨在UV光照射下可瞬间固化,克服了传统溶剂性油墨干燥周期长、烘干装置占地面积大、因喷粉(胶印)污染产品、印刷速度低等缺点,大大提高了生产效率和印品质量的稳定性。而且,使用UV油墨印刷因没有挥发性溶剂,气味小,提高了生产车间的安全性。UV印刷技术有诸多优点,但UV油墨价格比传统油墨贵很多,因此UV印刷技术目前仅应用在一些高档印刷品上。UV印刷技术除了普通的UV油墨印刷外,还可以做出很多特殊的表面修饰效果,如UV光油、凸油、冰点、冰花等特殊效果,在烟包、酒包装、高档印刷品上应用比较广泛。“云烟”系列产品包装中的玉溪烟盒上应用的冰花效果,以及黄果树烟盒的磨砂效果,都采用了UV印刷技术。UV印刷还可用在电路板等工业印刷、大型喷绘、高档个人画册等。UV印刷技术不仅可以在单张纸印刷上实现,也可以在卷筒纸印刷上实现;不仅可以用于胶印工艺,也可以在网印、柔印、凹印、数字印刷等印刷工艺上应用。

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其次,UV印刷技术的原理

UV油墨是一种光化学反应干燥型油墨,它的主要组分为:反应型连接料、光聚合引发剂、有机颜料、助剂(蜡、流平剂、阻氧剂等)、感光体单体\高分子树脂预聚物等。UV油墨在UV光(紫外光)的照射下,光聚合引发剂分子吸收能量发生化学反应,产生断键生成自由基。自由基在高速活动下,与树脂和单分子化合物产生碰撞,将能量传递给树脂和单分子化合物。树脂和单分子化合物吸收能量后,激发含有聚合性不饱和双键原子团的聚合物和原子团单体(即树脂和单分子化合物)打开双键,开始进行交联链式复合反应,相互交联产生三维结构的光固化产物,使树脂在数秒内由液态转化为固态,即干燥的墨膜。除了UV油墨外,UV印刷技术另外一个关键因素就是UV光源(即UV固化系统)。UV油墨的使用离不开UV光源,目前UV固化装置大多采用UV汞灯或卤素灯作为UV光源,在一定电压和温度下,灯管两端的电极使灯管内的水银气化产生电弧,发出紫外光,提供UV油墨固化反应的能量。UV油墨遇紫外光会发生反应,因自然光中含有一定的紫外光,所以UV油墨需要密封避光保存。UV油墨中光聚合引发剂需要的UV波长应与UV光源一致。在UV印刷过程中需注意,UV灯管正常工作的表面温度超过1000℃,如果有纸张或杂物进入,很快就会起火,有水滴到灯管上也会引起“炸灯”,高温灯管碎片也易起火。

再次,说说UV固化系统常常遇到的问题

普通UV灯发出的光,除了常用的起有效固化作用的265400nm波长的紫外光以外,还有许多其他波长的光,如可见光和红外线。UV灯输入能量中只有约20%的能量产生紫外光,其他的都转化成热量而被浪费。在一些塑料薄膜UV印刷时,因UV灯管发热量过大,导致产品变形,故其应用受到局限。UV灯的使用寿命有限。UV灯辐射能量会随着UV灯使用时间的增加而衰减,特别是卤素灯衰减得更快。正常的UV灯管在10001500h几乎衰减一半,需要及时更换,导致UV固化装置的使用成本较高。在正常生产使用过程中,因UV灯存在UV能量衰减的变化,印刷工艺的控制就出现了难题:多少UV能量才符合印刷工艺的要求?什么时候需要更换新的灯管?过早地更换灯管,会增加生产成本;而过晚更换,则存在印刷后干不透的质量隐患,而出现掉墨、蹭脏等问题。因UV灯表面温度很高,普通的UV能量测量传感器都达不到要求,所以UV灯能量测量比较困难,在高速胶印和凹印中只能使用UV能量试纸进行粗略测量,网印或离线的UV固化装置可以采用圆盘式的测量仪测量。但不管哪种方式,都无法满足印刷设备上时时测量的需求。UV能量不足,会造成印刷品表面干不透、发涩、爽滑度不够、掉墨等问题,是UV油墨印刷中最常遇见的问题。特别是烟包印刷品,在高速的自动化包装机上,UV能量不足会严重影响包装的速度和质量,在包装过程中还会有水雾出现,时间久还会产生发霉等质量问题。这是UV固化系统中待解决的一个难题。那么针对这些问题,人们可以从哪些方面着手解决呢?

  1. 惰性气体(氮气)保护UV印刷技术

随着印刷业利润的下降,国家节能降耗和对环保要求的提升,特别是食品包装行业对印刷品包装盒VOCs残留含量的严格控制,普通UV印刷技术面临着挑战。UV油墨中的光聚合引发剂分子在断键生成自由基的瞬间是完全暴露在空气中的,空气中含有大量非常活跃的氧分子,这些活跃的氧分子会立即与断键的光聚合引发剂进行结合,消耗大量的光聚合引发剂。因光聚合引发剂产生的大量自由基被活跃氧分子吸收,油墨中用来干燥的光聚合引发剂数量减少,UV油墨固化的速率和效果减弱。要想达到好的固化效果,必须增加大功率的UV能量或加入更多的光聚合引发剂来实现。光聚合引发剂分子中含有苯环结构,当光聚合引发剂分子断键时,苯环结构会被单独断键出来,并与活跃的氧分子结合,生成带有气味的苯分子。经过的UV灯越多,相应的气味就越大,产品上苯含量就会增加。特别是卷筒纸凹印机因其印刷速度快,为达到干燥效果,需要410UV灯,还需在UV油墨中加入更多的光聚合引发剂,导致印刷品上苯残留的概率增加,气味也就更大。要解决此问题,就要在UV油墨光固化过程中先将活跃的氧分子屏蔽掉,在印刷品油墨表面充入不易发生反应的惰性气体,这称为惰性气体保护UV印刷技术。当光聚合引发剂分子断键的瞬间,不给氧分子与之发生反应的机会。空气中的氮气是一种非常廉价的隋性气体,在UV灯和印刷品间的腔体内充满足够纯净的氮气,迫使断键的光聚合引发剂分子只能与油墨中的树脂、预聚物等发生反应,提高光聚合引发剂的有效利用率,加快产品固化的速度。同时,UV油墨中所需的光聚合引发剂量也就降低了很多,所需的UV灯能量也随之下降,所产生的气味及苯残留也大大减少了。但这种技术大都应用在卷筒纸印刷设备上,单张纸印刷设备因空间问题目前还很难应用。惰性气体保护UV印刷技术解决了普通UV印刷的高耗能、不环保的问题,但一次性投资也大,只在一些大规模印刷企业或特殊的印刷中应用。

  2. 使用以LED UV光源作为固化系统的UV印刷技术

LED UV光源具有很多传统UV光源没有的优点。首先,它发出的是高纯度、单一波段的紫外光,没有红外光,所以热辐射小,被照承印材料表面温升低、发热量小, 可有效避免活件因受热而变形。其次,LED UV光源的使用寿命长,是传统UV汞灯的10倍以上,且使用寿命不受开关次数的影响,可瞬间开关,不需要预热即可达到最大功率的紫外光输出,关闭后可以瞬间重新开机,可大大节约使用成本。最后,LED UV光源与相关配套装置的结合非常紧凑,所需安装空间小,设置简单。LED UV光源具有如此多的优点,但在印刷行业却迟迟没有被推广应用。究其原因,是因为LED UV光源是单一波长的光源,而目前印刷行业使用的UV油墨大多需要多波长固化(例如以365nm为主峰的320400nm波段)。因此采用LED灯管作为UV固化光源,对印刷油墨的要求相当高,增加了油墨成本,极大地阻碍了LED UV光源作为固化光源在印刷行业中的应用。LED UV光源目前在印刷行业使用最多的是在数字印刷或单色印刷(二维码、光油)领域,然后是和传统UV光源的搭配使用,利用其优点解决需要单一波长的紫外光固化。

此外,大多数情况下,印刷厂家在遇到油墨固化不完全的时候,可以通过使用一些小技巧而避免对设备的大修大改。例如:适当延长UV光固化时间、更换能量较高的汞灯光源、添加合适的固化剂等,使油墨完全固化,避免出现印刷质量问题。

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