LED UV固化機(jī)設(shè)備廠家講述水性UV油墨固化干燥機(jī)理的相關(guān)見(jiàn)解，作為一家LED UV固化機(jī)設(shè)備廠，主要經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)品是為客戶解決紫外線光照固化的疑難問(wèn)題。幫助客戶提升產(chǎn)能，改善生產(chǎn)制造中不科學(xué)的方式。
普通UV墨中的預(yù)聚物黏度一般都很大書(shū)刊印刷，需加入活性稀釋劑稀釋，而目前用的稀釋劑丙烯酸酯類化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性，同時(shí)許多反應(yīng)性稀釋單體在紫外光輻射過(guò)程中還存在反應(yīng)不完全的問(wèn)題，殘留單體具有可滲透性，易帶來(lái)衛(wèi)生隱患供水/潤(rùn)版，并影響固化膜的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定。水性油墨雖具有易調(diào)節(jié)的低粘度和低的有機(jī)揮發(fā)物，但其干燥時(shí)間一般較長(zhǎng)，大多需進(jìn)行加熱，基材耐熱性亦受限制，干燥與固化交聯(lián)可能同時(shí)發(fā)生等不足之處。水性UV油墨以水和乙醇等作為稀釋劑標(biāo)簽，結(jié)合了水性油墨與UV油墨的特點(diǎn)，是目前UV油墨領(lǐng)域的一個(gè)新的研究方向。 1.LED UV固化機(jī)設(shè)備廠家講述水性UV油墨固化干燥機(jī)理
水性UV油墨主要是由預(yù)聚物（水基光固化樹(shù)脂）、光引發(fā)劑、顏料、胺類物質(zhì)、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結(jié)合了UV光固化和水性油墨滲透蒸發(fā)二種干燥形式，具體說(shuō)主要有兩種干燥方式：水性體系的預(yù)揮發(fā)干燥和紫外光固化。
①預(yù)揮發(fā)干燥機(jī)理
預(yù)干燥是光固化之前有的一道工序，不進(jìn)行預(yù)干燥將導(dǎo)致光固化的結(jié)果不理想。在水性UV油墨的制造過(guò)程中，水基光固化樹(shù)脂通過(guò)添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水書(shū)刊印刷，其中通過(guò)加氨水使其成鹽的反應(yīng)可示為：
R-COOH+NH→R-COO+NH（水溶性）反過(guò)來(lái)，在預(yù)干燥過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是：
R-COO+NH→R-COOH（水不溶）+NH↑
②光固化成膜機(jī)理
UV固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基，引發(fā)預(yù)聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)接枝反應(yīng)，在很短的時(shí)間內(nèi)固化成三維的網(wǎng)狀高分子聚合物色彩，得到硬化膜，實(shí)質(zhì)是通過(guò)形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。其固化過(guò)程一般可分為四個(gè)階段：①光與光引發(fā)劑之間相互作用，它可能包括對(duì)光的吸收和光引發(fā)劑之間的相互作用；②光引發(fā)劑分子發(fā)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(tuán)作用引發(fā)鏈或聚合反應(yīng)；④聚合反應(yīng)繼續(xù)，液態(tài)的組分轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物。
2.影響水性UV油墨固化干燥的因素
影響水性UV油墨固化干燥的因素很多上海電氣，本文只對(duì)其主要的影響因素進(jìn)行討論，這些因素有以下幾方面：
①水性體系的預(yù)干燥對(duì)光固化的影響
固化前的干燥條件對(duì)固化速度的影響很大，不干燥或干燥不完全時(shí)，固化速度較慢，且隨曝光時(shí)間的延長(zhǎng)紙品包裝，膠凝率無(wú)明顯提高。這是因?yàn)椋M管水對(duì)氧的阻聚作用有一定的效果，但是這只能使墨膜表面迅速固化，只達(dá)到表干，而不能達(dá)到實(shí)干。由于體系內(nèi)含有大量的水平版印刷，體系在一定溫度下固化時(shí)，隨著墨膜表面水分的迅速揮發(fā)，墨膜表面迅速固化，膜層里面的水則難以逸出，大量的水殘留在墨膜中媒體，阻止了墨膜的進(jìn)一步固化，固化速度降低。另外，UV照射時(shí)的周圍溫度對(duì)UV油墨的固化有很大的影響。溫度越高，固化性越好。因此施行預(yù)熱的話，油墨的固化性會(huì)增強(qiáng)印后設(shè)備，附著性更好。
②水性UV固化樹(shù)脂對(duì)光固化的影響
水性UV固化樹(shù)脂要進(jìn)行自由基光固化，這就要求樹(shù)脂分子帶有不飽和基團(tuán)，在紫外光的照射下，分子中的不飽和基團(tuán)互相交聯(lián)，由液態(tài)涂層變成固態(tài)涂層。通常采用引入丙烯?；?、甲基丙烯酰基、乙烯基醚或烯丙基的方法標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證，使合成的樹(shù)脂具有不飽和基團(tuán)，從而可以在合適的條件下進(jìn)行固化，丙烯酸酯由于其反應(yīng)活性高而經(jīng)常被使用。對(duì)于自由基型紫外光固化體系，隨分子中雙鍵含量的增加，涂膜的交聯(lián)速度會(huì)增，固化速度將加快。而且不同結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂對(duì)固化速度影響不同，各種官能團(tuán)的反應(yīng)活性一般按以下順序升高：乙烯基醚<烯丙基<甲基丙烯酰基<丙烯?；?。因此一般以引入丙烯?；图谆；鶠橹?，使樹(shù)脂具有較快的固化速度。
③顏料對(duì)水性UV油墨光固化的影響
作為水性UV固化油墨中非光敏性的組分，顏料與引發(fā)劑競(jìng)爭(zhēng)吸收UV光，這在很大程度上影響到UV固化體系中體系的固化特點(diǎn)。由于顏料能夠吸收一部分輻射能量陜西北人，這將會(huì)影響到光引發(fā)劑對(duì)于光的吸收，并進(jìn)而影響到能夠生成的自由基的濃度，結(jié)果會(huì)降低固化速度。各色顏料對(duì)不同波長(zhǎng)的光線有不同的吸收率（透光率），顏料的吸收率越小，透光率越大組合印刷，涂層的固化速度越快。炭黑的紫外線吸收能力較高，固化得慢，白色顏料反光性強(qiáng)，也妨礙了固化。一般而言，對(duì)紫外光的吸收順序?yàn)椋汉谏?gt;紫色>藍(lán)色>青色>綠色>黃色>紅色。
相同的顏料的配比濃度不同噴墨，對(duì)墨膜固化速度的影響是不同的。隨著顏料用量的增加，墨膜的固化速率均有不同程度的下降。其中黃色顏料的用量對(duì)墨膜的固化速率影響大，其次為紅色顏料、綠色顏料。由于黑色對(duì)紫外光的吸收率大，使得黑墨的透光率低，所以其用量的變化對(duì)墨膜的固化速率反而沒(méi)有明顯的影響。當(dāng)顏料的用量過(guò)大時(shí)華光精工，墨膜表層的固化速率雖快，但是表層的顏料吸收大量紫外光，降低了紫外光的透光率，影響深層墨膜的固化，導(dǎo)致了墨膜表層固化而底層不固化版式設(shè)計(jì)，易產(chǎn)生“皺皮”現(xiàn)象。 ④光引發(fā)劑對(duì)水性UV光固化的影響
光引發(fā)劑的作用是在其吸收紫外光能后煙草包裝，經(jīng)分解產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)體系中不飽和鍵聚合，交聯(lián)固化成一整體。光引發(fā)劑的性能是水性光固化體系能否順利聚合固化的關(guān)鍵。根據(jù)不同的引發(fā)劑有一個(gè)吸收波長(zhǎng)的原理，在選擇光固化引發(fā)劑的時(shí)候應(yīng)該使得光引發(fā)劑的吸收紫外線的波長(zhǎng)區(qū)正好在顏料非吸收區(qū)或是微吸收區(qū)（顏料有一個(gè)適于引發(fā)劑吸收的波長(zhǎng)窗口），即顏料的盡量透過(guò)的波長(zhǎng)區(qū)應(yīng)與自由基引發(fā)劑的吸收波長(zhǎng)區(qū)能重合。另外光引發(fā)劑的吸收波峰應(yīng)盡可能與光源發(fā)射的主波長(zhǎng)相近。
光引發(fā)劑要具有與水性光固化體系一定的相溶性以及低的水蒸氣揮發(fā)度設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)，以使光引發(fā)劑得以發(fā)散，有利于得到滿意的固化效果。否則，在干燥的過(guò)程中，光引發(fā)劑會(huì)隨著水蒸氣一起揮發(fā)掉，降低引發(fā)劑的效率。不同的光引發(fā)劑綠色印刷，具有不同的吸收波長(zhǎng)，它們的配合使用可充分吸收不同波長(zhǎng)的紫外線，提高紫外光輻射量的吸收，從而大大加快墨膜的固化速率。所以可以通過(guò)多種光引發(fā)劑的配合使用，并調(diào)整各種光引發(fā)劑的配比以獲得固化速率快且性能優(yōu)異的墨膜。體系中復(fù)合光引發(fā)劑的含量要適量糊盒，過(guò)低不利于同顏料的吸收競(jìng)爭(zhēng)；過(guò)高光線不能順利地進(jìn)入涂層。油墨的固化速度開(kāi)始時(shí)隨著復(fù)合光引發(fā)劑的增加而增加，但當(dāng)復(fù)合光引發(fā)劑量增加到一定值時(shí)，再增加其含量，固化速度反而會(huì)下降。
⑤UV光源、輻照距離和光固化時(shí)間的影響
UV光源輻射的是一個(gè)波段內(nèi)的光，且各波長(zhǎng)光的能量分布是不一樣的。其中波長(zhǎng)為300nm～310nm重組，360nm～390nm的光的能量分布是較好的，波長(zhǎng)位于UV-A區(qū)域約360nm效果佳。為使固化體系達(dá)到優(yōu)的組合，UV光源的選擇既要考慮體系所含顏料的UV光的吸收特性，同時(shí)又要兼顧到引發(fā)劑的UV吸收特性。
在水性UV油墨的干燥固化過(guò)程中，輻照距離和光固化時(shí)間也會(huì)對(duì)光固化產(chǎn)生影響。輻照距離越近收購(gòu)，光照越強(qiáng)，光引發(fā)劑生成自由基的速度越快，引起聚合的雙鍵數(shù)目越多，樹(shù)脂的交聯(lián)程度也就越高，墨膜的固化速度就越快RIP，反之越慢。水性UV油墨的光固化還要有一個(gè)合適的光固化時(shí)間，時(shí)間太短，油墨的固化不完全，當(dāng)達(dá)到一個(gè)合適光固化時(shí)間時(shí)，固化膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到平裝無(wú)線膠訂聯(lián)動(dòng)線裝機(jī)量調(diào)查，繼續(xù)增加光固化時(shí)間，固化膜的拉伸強(qiáng)度反而下降，并且固化樹(shù)脂出現(xiàn)黃變現(xiàn)象。
3.結(jié)語(yǔ)
目前，目前水性UV墨已研制成功，并在一些印刷中獲得應(yīng)用。美國(guó)Nazdar油墨公司的HU1000系列水性UV油墨乳品包裝，麗色達(dá)公司的Hydra-UV水性UV油墨都已進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。北京英力科技和北京鴻基印務(wù)聯(lián)合開(kāi)發(fā)出了鴻英牌水性UV油墨，中山市中僑涂料粘膠有限公司也推出了自己的水性UV油墨系列。深圳云上固化科技公司推出395nm和365nm波段的紫外線光照固化燈設(shè)備。隨著印刷界對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，水性UV油墨將是未來(lái)油墨應(yīng)用與研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 水性UV油墨是借取了油墨應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，然后利用技術(shù)及化學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配而得出現(xiàn)在市場(chǎng)上成熟的水性UV油墨。水性UV油墨的突破不只是在油墨應(yīng)用的工業(yè)范圍，對(duì)于人們的日常生活也起到了巨大的幫助。
東莞市云上固化光電有限公司緊緊關(guān)注UV油墨新動(dòng)態(tài)，水性UV油墨的升級(jí)更有利于LED UV固化機(jī)設(shè)備的工業(yè)制造應(yīng)用。