以下對(duì)收縮標(biāo)簽上使用的油墨進(jìn)行一一分析。
目前,可以用作熱收縮材料印刷的油墨有 4 種:陽(yáng)離子 UV 油墨、自由基 UV 油墨、溶劑型油墨及水性油墨。
陽(yáng)離子
UV油墨在熱收縮膜印刷領(lǐng)域使用較少,主要因?yàn)槠鋬r(jià)格太高,需要利用特定裝置,通過(guò)利用光引發(fā)劑在 UV燈照射下,產(chǎn)生出酸性物質(zhì)來(lái)催化發(fā)生聚合反應(yīng)。陽(yáng)離子劑誘發(fā)環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行連鎖反應(yīng),直至氧鍵斷裂或生成玻璃狀聚合物,鏈反應(yīng)中止。UV燈所發(fā)出的紅外線是控制反應(yīng)速度和反應(yīng)完全的關(guān)鍵。進(jìn)行陽(yáng)離子縮聚反應(yīng)必須要充分了解薄膜性質(zhì),避免油墨龜裂,保證油墨固化完全。
● 陽(yáng)離子油墨優(yōu)點(diǎn)
其反應(yīng)類(lèi)型為典型的環(huán)氧基團(tuán)逐步開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng),提高了油墨的有效成分含量,幾乎是完全轉(zhuǎn)化為墨膜。
● 陽(yáng)離子油墨缺點(diǎn)
�、佥^長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。由于陽(yáng)離子縮聚反應(yīng)速度慢于自由基縮聚,所以需要較長(zhǎng)的時(shí)間,墨膜在承印物交聯(lián)、附著,以降低承印物所受到的壓力,陽(yáng)離子固化物的墨膜收縮率一般小于5%。
�、谟捎诜磻�(yīng)速度比自由基聚合慢,因此往往需要高溫固化。高溫固化加上低墨膜率收縮,往往會(huì)造成墨膜邊緣不平服、不光滑。一般來(lái)說(shuō),選擇80W以上的UV光源,才能保證陽(yáng)離子油墨的固化快速完全,如低于此溫度,墨膜的耐久性、黏附性明顯下降,且氣味大。
�、坳�(yáng)離子縮聚反應(yīng)會(huì)受大氣濕度的影響而終止。高溫潮濕天氣會(huì)導(dǎo)致油墨性質(zhì)參數(shù)的不斷變化。因此,溫、濕度控制系統(tǒng)是陽(yáng)離子UV印刷必備的裝置。
�、苡湍煞诌x擇較難。首先,陽(yáng)離子油墨基本成分的價(jià)格本身就高于自由基油墨。其次,由于堿性物質(zhì)會(huì)延緩甚至抑制反應(yīng)的進(jìn)行,所以油墨中此類(lèi)物質(zhì)的含量不能過(guò)高。酸性物質(zhì)同樣不能過(guò)量使用,否則會(huì)使油墨黏度增大變成凝膠。為此,油墨工程師必須嚴(yán)格控制油墨成分中顏料的類(lèi)型,對(duì)顏料進(jìn)行表面處理,使其pH值達(dá)到中性。所以,有許多顏料因無(wú)法滿足
UV油墨流動(dòng)性和黏度要求而不能使用。
�、輰�(duì)分散劑有很高要求。陽(yáng)離子油墨對(duì)分散劑種類(lèi)有著嚴(yán)格的規(guī)定,這又限制了油墨中顏料的添加量,致使印刷墨層色彩表現(xiàn)力差,圖文色彩不鮮艷。
⑥陽(yáng)離子引發(fā)劑包含重金屬元素,還會(huì)釋放出少量的苯類(lèi)物質(zhì),既污染了環(huán)境,更危害了工人健康。
自由基
UV油墨裝置同樣是利用UV燈照射光引發(fā)劑來(lái)誘發(fā)丙烯酸鹽的連鎖縮聚反應(yīng),直至自由基與顏料、氧氣、添加劑或其他自由基反應(yīng),或玻璃化而終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
一般情況下,油墨在UV燈照射下完成固化后會(huì)有少部分二次分裂,但其實(shí)很少有真正的后固化工序。所以,油墨在承印物上冷卻、附著時(shí),會(huì)出現(xiàn)黏著、劃痕等現(xiàn)象。UV燈所發(fā)出的紅外線則可以加快固化速度,這一點(diǎn)自由基反應(yīng)稍差于陽(yáng)離子反應(yīng),但還是有其他方法得到理想的固化效果的。
●自由基油墨優(yōu)點(diǎn)
�、俜磻�(yīng)速度快。自由基油墨的固化對(duì)溫度無(wú)太高要求,低能光源下即可快速固化,這就很大程度地減少了承印物的受熱,避免了熱收縮膜在印刷過(guò)程中的收縮。而它對(duì)于油墨的要求也沒(méi)有陽(yáng)離子油墨那樣苛刻。這樣,多樣顏料選擇足以保證油墨在YAG網(wǎng)紋輥上有良好的流變性。此外,高顏料填充使得油墨可揮發(fā)成分減少,降低收縮率和氣味。
②適印性廣。由于自由基油墨在成分選擇上無(wú)過(guò)多限制,所以它可以印刷堿性較強(qiáng)的承印物,或者堿溶性、水溶性柔性版印刷油墨聯(lián)合印刷。
③干燥速度快。高黏附性使自由基油墨可以瞬時(shí)黏附于承印物,并在低能光源照射下迅速固化。在這一過(guò)程中,承印材料不受熱,而陽(yáng)離子油墨卻因固化能量要求高而無(wú)法高速印刷。這恰恰解決了UV柔性版印刷生產(chǎn)力低于凹印的問(wèn)題。適當(dāng)?shù)墓袒b置和壓力設(shè)定,自由基油墨將突破這一瓶頸。
�、苄伦杂苫� UV 技術(shù)可以做到不含重金屬元素、無(wú)苯類(lèi)物質(zhì)生成,只是印刷速度略微降低。
●自由基油墨缺點(diǎn)
�、僮杂苫湍磻�(yīng)快,可迅速將所有成分固化在一起,這會(huì)使承印物受壓增大。在印刷熱收縮膜時(shí),過(guò)大的壓力和 UV燈的少量熱能會(huì)導(dǎo)致薄膜的收縮變形。而收縮也會(huì)使自由基 UV 油墨同其他 UV 油墨一樣柔性下降,親和性、黏附性變差。
�、谧杂苫湍珮O易被氧化。這一點(diǎn)可以采取高能光源、高效成分或是選用可吸收氧氣的引發(fā)劑 ( 如二元胺和三元胺類(lèi) )解決。要說(shuō)明的是,這是在空氣條件相對(duì)穩(wěn)定、無(wú)太大起伏的條件下得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。若用于實(shí)際生產(chǎn)中,還需做進(jìn)一步論證。
現(xiàn)在一些公司 , 如 XSYS 推出的 Flexocure XS UV自由基聚合型柔版油墨,通過(guò)測(cè)試表明其可實(shí)現(xiàn)70%的收縮率,并且產(chǎn)品也有很好的附著力,適用材料范圍廣泛,例如 PVC、OPS、OPP、PETG 等。
即使在收縮率達(dá)到70%的條件下,這些新技術(shù)的自由基聚合型柔性版印刷油墨也能夠體現(xiàn)出良好的耐摩擦性能,無(wú)需底涂和光油的配合使用。這類(lèi)產(chǎn)品擁有高色強(qiáng)、固化速度快、優(yōu)異的印刷適性及印品性能等優(yōu)點(diǎn)。它可實(shí)現(xiàn)表印和里印兩種工藝,同時(shí)其優(yōu)異的固化性能和低黏度是產(chǎn)能的有效保證。
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