所謂UV(ultraviolet:紫外線)油墨,是指經UV光線照射瞬間固化的油墨,由于可在非吸收性承印物表面印刷,目前在各個領域均有應用。
·紫外固化的機理
UV油墨所使用的顏料與通常的原色油墨的顏料基本相同。為防止油墨快速固化所導致的變形或開裂、使墨膜穩定,采用分子量大、對UV光無反應的聚酯等中性樹脂。
實際上,UV油墨的固化成分,是環氧丙烯酸酯等丙烯酸系的低聚物和單體。單體即指分子化合物單體,低聚物則是由若干個單體聚合而成,其分子量較小,這些低聚物和單體不斷地聚合從而完成油墨的固化,但僅有這些成分即使是在紫外線照射下聚合也不會發生,必須有光聚合引發劑作為聚合產生的“導火索”。
光聚合引發劑如二苯甲酮在紫外線照射下,成為帶不配對電子的自由基團(圖1)。這一自由基帶有一個不成對的電子,處于不穩定狀態,具有容易發生化學反應的特點。為使基團的電子變為配對,需要將丙烯酸單體或者是低聚物的雙鍵打開后再聚合,這一次丙烯酸單體即變為自由基團(圖2)。這一反應反復進行,分子量逐漸變大,其形態將由液態變為固態。實際上這一反應在瞬間即完成,印品從印刷機出來的時候,已經有90%的油墨完成了固化。
顏料與UV光線穿透力
UV燈隨種類的不同所發出光的波長不同。水銀燈的波長在200-400nm之間,峰值多處于短波長區域,用于不含顏料的UV光油等的固化;金屬鹵素燈波長在200-500nm附近,主要用于彩色油墨的固化。
要使不同類型的光聚合引發劑產生上述反應,所需配置的UV光源的波長是不同的。另外對不同的顏料光線的穿透力往往不同。一般要在一種油墨中加入數種引發劑。
從UV光線對顏料的穿透力來看,黑墨中使用的炭黑會將光線吸收殆盡,因此,減少黑墨中炭黑的比重,可加大洋紅以及藍色等補色顏料的用量,使光聚合反應容易發生。從道理上說,UV油墨若不使用專用的UV燈不會產生固化,尤其是太陽光影響很大。紫外線成分少的熒光燈仍然會使UV油墨產生固化,使用時必須予以注意。