行业聚焦：特种油墨概述(三)

　　由于印铁工序中的烘烤工艺成本比较高，而且费时，有时尚能造成油墨变色。所以紫外线固化工艺已被广泛地应用于印铁工艺中。

　　使用紫外线于燥的油墨，只要在印刷机上装上几支紫外线石英灯就可以了，但是灯的功率与装法以及其它一些因数等都会影响到它的固化速率。

　　紫外线油墨的固化是需要适当的能量以使油墨中的组分(光引发剂)活化后才能发生的。紫外线灯就是提供这种能量的，这种灯一般为高压石英水银灯(即在石英玻璃制的弧光管内封入高纯度的汞蒸汽和氩等惰性气体)，其发射波长约为200毫微米上下(光固化所用的光的波长一般在200?450毫微米之间。200毫微米以下的虽然能量较大，但易被吸收，穿透能力较弱)。功率一般为200瓦/时。这种灯工作时的管壁温度可以达到400?800℃。使用寿命一般为1000?1500小时。

　　实际上这种灯的射线中约只有25%在紫外区，且其中只有8%的波长能用来活化光引发剂，另外17%的紫外光对引发剂是不起作用的。其它的射线则为可见光和红外线，对油墨的固化也是无用的。

　　由于紫外线会损害人的眼睛和皮肤，加之这种灯放出的臭氧也有毒，因此，使用这种灯时应当安装排气装置、使灯管冷却的装置以及保护罩等等。目前广泛采用的保护罩有椭圆状及抛物线状两种，罩的内部表面一般涂有一层铝膜，它的功用有二：即反射光线和起保护作用。

　　至于灯的安装部位，则需视印刷机械的结构而定，也是各种各样。在多色印刷机中，有的一个色装一支灯，也有在四个色后面装多支灯的作法，等等。只有当灯的发射光波与光敏剂的吸收光谱相配合时，才有最佳效果。

　　我们知道，有些干性油和树脂在加入一些适当的光引发剂并经紫外线照射后，它们也是可以部分聚合(固化)的，后期再慢慢进行氧化干燥。诚然，这种印刷品是不能立即应用(或再施工)的，因为它的后期干燥时间太长。所以人们又进一步研制发展了经紫外线照射后能全部立即固化的油墨。

　　现代的紫外线干燥油墨一般有三个主要组成部分，即单体(作为连结料)、颜料和光引发剂(光敏剂)。单体可与游离基组合而发生聚合作用，随着活性的转移至新的单元上而造成不断产生分子量很高的聚合物。由于这种情况几乎是立即发生的，所以油墨的干燥约仅需1/150秒时间。

　　一般地说，含有可聚合的不饱和双键的物质，几乎都可用作光固化材料。双键的光固速率按以下次序排列：丙烯酸基>甲基丙烯酸>乙烯基。不饱和聚酯、丙烯酸聚醚、聚酯和醇酸、丙烯酸环氧、丙烯酸聚氨酯、聚丁二烯等物质均可用作光固化的材料。

　　从理想上说来，颜料最好不吸收任何紫外光，实际上当然是不可能的，各种有色体都能吸收不同程度的紫外光，而黑色比起其它各种颜色来又能吸收更多的紫外光，这是人所共知的。可以理解，颜料的透射率应当越高越好，因为光固化材料必须吸收紫外线才能固化，如果颜料的透射率低，则紫外线就不可能照射到膜的内部，从而会延缓固化或使固化不彻底。

　　从四色版油墨的几个颜色的紫外线透射率可以清楚地看出，它们的固化速率顺序为品红、黄、青、黑。这是因为黑颜料透射率最差，炭黑的透射率为零的缘故。后来研制的一种用乙烯单体接枝的炭黑，用这种炭黑制造光固化油墨时，固化速度就快多了。

　　光固化的原理是：由光引发剂的游离基引发树脂(连结料)中的双键，从而发生连锁聚合反应使油墨交联固化，其反应机理与一般的游离基型反应相同，即分为链引发，链增长、链转移和链终止(端基化)。

　　光引发剂在正常情况下是稳定的，但一经适当的光(能)照射后就会形成游离基。这种活性较高的单元就会转移而与单体组合。

　　由光引发游离基聚合的紫外线油墨的固化原理大致可表达如下：

　　(1)引发。高能量的短波长光是能够直接引发聚合作用的，例如光化学引发剂二苯甲酮在紫外光照射后就能分解产生游离基。

　　(2)增长。在引发(期)中形成的链基团由于加入了单体而形成链的增长。

　　(3)终止(端基化)。增长反应可以一直延续至单体用尽为止。端基化反应可以有偶联和歧化两种表达形式。

　　光敏剂一般可归纳为六类(a)羰基化合物，(b)过氧化合物，(c)多硫化合物，(d)偶氮、重氮、叠氮化合物，(e)元素有机化合物，(f)卤素化合物。其中(e)对光聚反应大多有阻聚作用，(f)作为光敏剂形成的自由基极不稳定，(c)在光分解过程中与过氧化物一样难以控制，且易泛黄，(d)在光照分解时会逸出氮气，使成膜产生气泡，相对而言，(a)是比铰理想的。

　　紫外线油墨用光引发剂一般以二苯甲酮类为主，再适当拼入一些别的引发剂类。具体需视颜料种类及印品的要求而定。

　　在这类油墨中采用链转移剂(例如硫甘醇十二烷(基)酯等)可增加固化速率。

　　这类油墨的特点是干燥(固化)快，可以达到所谓瞬间干燥。但干燥情况可随油墨的功能，光照条件、印迹的厚度以及承印物质(例如纸张、铁皮、铝箔、塑料薄膜)的特性等而有差异。一般约在0.2?1秒之间。

　　来源：中国油墨技术网