UV固化技術在噴墨印刷中的應用

UV固化（光固化）指利用UV光激發(fā)油墨中的單體聚合成聚合物，是固化墨滴的一種技術。近年來，隨著數字成像技術的不斷提高和應用范圍的迅速推廣，推動了UV固化技術在印刷領域中的應用，并取得了很好的成效，由于UV固化材料具有快速固化、高效、低污染、節(jié)能等特點，使其迅速發(fā)展成為一種新型的數字成像材料。

為滿足現代印刷業(yè)的需要，制造商利用噴墨技術和UV固化技術的優(yōu)勢，將噴墨打印頭、打印裝置、UV光固化系統(tǒng)和UV光固化墨水結合起來，從而形成了UV光固化噴墨印刷技術。UV固化技術的出現，使得UV噴墨印刷在印刷速度方面獲得了極大提升，UV噴墨印刷正在被越來越多的印刷者所采用，可以說UV固化技術拯救了噴墨印刷，使其可以應用于更廣泛、更新的市場及領域。

UV固化裝置

1.UV燈裝置

UV固化裝置的重要部分是UV燈裝置，用燈裝置要滿足理想的設計要求，具體要求如下。

1）小型化設計，設備設計緊湊。安裝在小型噴墨印刷機上的UV燈，必須是不占容積的結構，并容易裝卸的設計，附屬設備如燈用制冷吹風等裝置也要小型，風量小并且油墨從印刷頭噴出時不造成影響。

2）可設置在辦公室內，作為復印機來應用。

3）制冷空氣。為使發(fā)光燈閥的表面溫度保持恒定，必須對UV系統(tǒng)燈閥表面進行冷卻，多采用空氣制冷。

4）在任何基材上都能成像：對沒有抗熱性的基材，或因熱而使基材中的水分急驟蒸發(fā)而導致起皺的基材，應采用低熱的UV燈裝置。

5）無需熟練技術也可獲得穩(wěn)定的圖像。

6）發(fā)光輸出穩(wěn)定性及長壽命。UV固化反應受到照射照度、發(fā)光光譜以及固化反應時溫度等影響。照射采用強光及保證發(fā)光光譜在使用時間內的穩(wěn)定性，是很重要的因素。保證照射照度及發(fā)光光譜穩(wěn)定性的關鍵因素是發(fā)光燈閥自身、光學系統(tǒng)以及向發(fā)光燈閥提供能源的電源穩(wěn)定性等。

7）高照度輸出及光譜相匹配。為獲得高品質的輸出圖像，要求來自UV燈的高照度輸出與固化所需要的光譜帶相匹配。這是由于高照度UV燈的照射具有優(yōu)勢，據歐美大多數研究證明，高照度UV燈對氧阻礙的防止有一定的效果，并對提高固化速度有利。

2.UV固化過程

UV固化的過程如下：1）首先，UV油墨被噴射到承印物表面：顏料顆粒、光引發(fā)劑、單體和預聚體；2）然后，UV光激發(fā)光引發(fā)劑變?yōu)樽杂苫�，與單體和預聚體發(fā)生化學反應；3）單體和預聚體繼續(xù)發(fā)生反應，形成感光高分子聚合物；4）最后UV油墨干固，顏料顆粒附著在承印物表面。

UV噴墨油墨

盡管UV固化油墨從上個世紀80年代就應用于網印行業(yè)中，現在已經普遍應用于數碼印刷上，尤其是應用在噴墨印刷上。由于噴墨技術的進步，印刷精度的提高，在噴墨印刷機上配上合適的UV光源，設計制造出UV噴墨印刷機，再加上制備UV油墨的新原料不斷開發(fā)，最終使UV油墨進入噴墨印刷領域。

UV噴墨油墨是由光活性單體、光活性預聚物、光引發(fā)劑、著色劑及其它助劑組成的。它有三大特點，即節(jié)能化干燥、對基材有廣泛的印刷適性、因高速固化性可縮短傳給后工序的時間。UV噴墨油墨必須具有嚴格的性能要求，才能從噴頭中噴射出來，在所有性能中，黏度和表面張力是兩個最重要的方面。

1.黏度。UV噴墨油墨最大的配方問題就是要保持較低的黏度，通常黏度在10～20mPa·s之間，這主要依靠將噴墨設備運轉溫度提升至40～45℃左右后才能實現。

2.表面張力。UV噴墨墨滴成的優(yōu)劣主要受表面張力的影響。表面張力太大，油墨不易形成微滴，并可能出現較長的斷裂；表面張力太低則會導致液滴不穩(wěn)定，生成濺射點，影響最終的圖案。油墨表面張力應滿足0.2×10-3～0.5×10-3N/cm，更理想的范圍是在0.22×10-3～0.4×10-3N/cm之間。

3.顏料的潤濕性。顏料對基質的潤濕性是影響室外應用耐久性的主要因素，因此制造UV噴射油墨的難點在于選擇合適的顏料，并使其在低黏度的溶劑中良好地潤濕。

4.耐久性。寬幅噴墨技術主要應用于室外廣告橫幅和標語等印刷，因此耐久性要好些，通常在油墨成分中引入脂肪鏈以滿足要求。

此外，UV固化噴墨油墨還要具有一定的固化速度、柔韌性以及與噴墨承印物及寬幅打印所用的膜材料之間的良好黏附性必須要達到要求。其最重要的瞬間固化特性，使得UV噴墨油墨從噴嘴噴出后沒有成分滲入承印物表面，因而對承印物表面性能不會造成影響。

UV固化油墨為噴墨設備帶來的最大優(yōu)勢就是不會在噴頭固化，因此減輕了清洗噴頭來去除不溶成分的麻煩。由于噴墨設備維護時間的縮短，采用UV油墨噴墨印刷可獲得更大的生產效率。

責任編輯：李敏