按照國(guó)標(biāo)要求,印刷生產(chǎn)車間中苯的最高容許濃度10mg/m3、甲苯為100mg/m3、二甲苯為100mg/m3,這些印刷廠苯的平均濃度超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2.2倍,甲苯超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4.2倍,二甲苯平均濃度也超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。從醫(yī)學(xué)角度來(lái)說(shuō),這會(huì)減弱機(jī)體中抗氧化酶的活性,使得整個(gè)酶性保護(hù)系統(tǒng)全線崩潰,導(dǎo)致不可逆性的細(xì)胞損傷,造成肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)的損害,給印刷工人的健康帶來(lái)極大危害。
如上所述,當(dāng)前我國(guó)印刷業(yè)面臨的環(huán)境污染以及對(duì)于生產(chǎn)工人造成的危害是非常嚴(yán)重的,在印刷行業(yè)的環(huán)境污染中,油墨造成的危害是不能小視的。從我國(guó)的當(dāng)前實(shí)際和國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)出發(fā),對(duì)油墨的研發(fā)工作首先要著眼于它的環(huán)保性能上。這里講的環(huán)保型油墨就是指VOC少排放或者零排放的油墨,具體來(lái)說(shuō)就是以水為溶劑的油墨或者稱為水墨,以及輻射固化油墨,本文著重要介紹UV(紫外線)固化絲網(wǎng)印刷油墨。
與普通油墨相比,UV油墨也是由色料、連結(jié)料和助劑組成。不過(guò)U V 油墨的連結(jié)料是由光引發(fā)劑(或光敏劑)、預(yù)聚物、活性單體和油墨助劑組成。家用電器外殼噴涂印刷的UV固化油墨的基本組成是:顏料、預(yù)聚物、活性單體、光引發(fā)劑及助劑(流平劑、消泡劑、表面活性劑、填料)等。
UV固化油墨與普通油墨原材料的對(duì)比名稱UV油墨傳統(tǒng)油墨連結(jié)料反應(yīng)性預(yù)聚物各類樹脂稀釋劑活性單體各類油、溶劑揮發(fā)成分原則不用油和溶劑催干劑光引發(fā)劑、光增感劑金屬皂類撤粘劑蠟類蠟類
一、UV固化油墨的組成UV固化油墨主要是由光固連結(jié)料、顏料、光聚合引發(fā)劑和輔助劑組成。
1.連結(jié)料的選擇連結(jié)料有兩種功能:
①給予油墨以適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性,從墨斗到版面,到承印材料,使油墨順利的轉(zhuǎn)移(印刷適性)。
②印刷后,經(jīng)干燥后轉(zhuǎn)變成固體膜,使顏料固著在印刷面上(干燥性)。連結(jié)料的性質(zhì)對(duì)油墨的特征和適應(yīng)性有很大影響,因此,光固連結(jié)料的選擇特別重要。
① 光固連結(jié)料色澤要淺,透明度要好。
② 光固化活性要高,在紫外光照射下能夠瞬間干燥。
③ 固化成膜后光澤要好,附著力要牢,韌性和耐沖擊性優(yōu)良。
④ 光固連結(jié)料的酸值不能過(guò)高(一般在2.0以下),否則在油墨儲(chǔ)存時(shí)易發(fā)生膠化,抗水性能也不佳。
⑤ 與顏料的潤(rùn)濕性要好。
家用電器外殼噴涂印刷的UV固化油墨的連結(jié)料,不能只選用一種光固樹脂,大都采用兩種或多種光固樹脂進(jìn)行拼合。光固連結(jié)料的選擇還要根據(jù)使用對(duì)象、施工方法及涂膜性質(zhì)來(lái)決定。以丙烯酸型不飽和聚酯作為油墨的主要連結(jié)料效果最好,這種樹脂具有極高的紫外光反應(yīng)性,可生成堅(jiān)硬的亮光膜,具有合適的柔韌性,能夠滿足紫外光固印刷的需要。
2.顏料的選擇顏料選擇要求為:① 顏料的拼混性要好,拼混后不會(huì)使UV固化油墨在有效存放期內(nèi)膠化;② 顏料合用時(shí),每種顏料在光固油墨中的用量一定要準(zhǔn)確;③ 顏料的濃度要高,色澤鮮艷,具有優(yōu)良的分散性和足夠的著色力;④ 選用對(duì)于紫外線光譜吸收率小的顏料,以免影響光固油墨的固化速度;⑤ 當(dāng)顏料暴露在紫外光下或在固化反應(yīng)時(shí)要不變色。
不同的顏料對(duì)于紫外光譜的吸收和反射率是不同的,因此,光固油墨的固化速度也會(huì)因顏料的不同而有區(qū)別。透明度好的顏料,紫外線透射率高,固著速度快;炭黑的紫外線吸收能力較高,固化最慢;白色顏料反光性強(qiáng),會(huì)影響固化。根據(jù)以上原則,紫外線干燥油墨選用的顏料大致以鈦白粉、聯(lián)苯胺黃、酞菁藍(lán)、永久紅、桃紅、寶紅、耐曬深紅、炭黑等作為主要的原料。
3.光聚合引發(fā)劑的選擇在加光聚合引發(fā)劑時(shí),如果在光固樹脂中已加入了一部分光聚合引發(fā)劑,在設(shè)計(jì)油墨配方時(shí),應(yīng)根據(jù)顏料的不同,再加入適量的光聚合引發(fā)劑。一般,加光聚合引發(fā)劑的方法有兩種:一是先在光固連結(jié)料中加入少量的光聚合引發(fā)劑,配墨時(shí)再加入一部分;二是在光固連結(jié)料中不加光聚合引發(fā)劑,配墨時(shí)再加入。
4.輔助劑的選擇 油墨中常以蠟類作為輔助劑,以改善油墨的耐磨擦性能,降低粘性。對(duì)油墨用蠟的基本要求是高熔點(diǎn)、微結(jié)晶,如微結(jié)晶蠟和聚乙烯蠟,另外,還要加入少量的叔胺類、磷化氫的衍生物等。
二、家用電器外殼噴涂印刷的UV固化油墨的配方及技術(shù)指標(biāo)
一般,UV固化油墨的配比應(yīng)在以下范圍內(nèi)。
顏料:15%~25%(色墨)
50%~60%(白墨)
光固連結(jié)料:40%~70%
光聚合引發(fā)劑:1%~10%
輔助劑:0.01%~2%
U V 固化油墨的技術(shù)指標(biāo)為
顏色:近似標(biāo)樣
細(xì)度:15~15μm
流動(dòng)度:20~35mm
著色力:90%~110%
粘性:15~25(32℃)
沖擊強(qiáng)度:29.4N·m
光固時(shí)間:1~3s
設(shè)計(jì)U V 固化油墨需要考慮的因素:
1.油墨的透明度問(wèn)題和光澤度問(wèn)題;
2.油墨對(duì)承印物材料的附著力大??;
3.油墨的流變性:粘性、粘度和屈服值;
4.油墨對(duì)顏料分散程度的要求;
5.印刷品對(duì)墨膜耐抗性能(物理或化學(xué)性能)、柔軟性的要求;
6.在印刷過(guò)程中對(duì)固化速度的要求;
7.印刷色序安排。