LED固化型油墨的原理与特点 (2)

　　1)瞬间固化

　　近年来，胶印机按照高效化和短交期的要求，在印刷机高速化上下功夫，单张机印速达到了18000张/ h(240m / min)。装有UV印刷系统的印刷机的实际速度依赖于照射装置的能力(高输出功率、多灯等)，速度达到300m/ min的UV高速印刷系统也已达到实用水平。

　　在这样的背景下，我们着手进行了这样的试验：使用粘接剂固化用LED照射装置和通常的UV油墨进行油墨的固化试验，对油墨的固化情况进行确认。结果在20m/ min的低速情况下也无法满足油墨固化的要求。

　　2)发光光谱

　　普遍使用的高压水银灯之类灯具的光谱，其峰值位于紫外光部分365nm处，光能量集中分布在254nm～313nm附近，尤其405nm和436nm处是水银灯在可见光部分特有的峰值区。另外，金属卤素灯是在高压水银灯基础上增添金属卤化物而制成的，与高压水银灯光谱相比，从254nm到436nm段呈连续发光光谱分布，特别是在350nm～450nm附近的光能量大。

　　而对于LED来说，基于元件中半导体材料的禁带光谱宽度的限制，虽然其光谱能量超强，但波长分布极端狭窄。由此看出有这样的特点：在LED特定光谱处发出的光能量强度与传统的光源在同一光谱处发出的光能相比更大，但从发光光谱整体的积分光量来讲，LED不如普通放电灯，要使UV油墨瞬间固化存在困难。也即是说，使用LED的照射装置与用于粘接剂用途的照射装置是不一样的，人们期望具有高输出功率的LED问世，以便在高速情况下实现瞬间固化，同时在油墨方面，也必须推出能在LED照射下瞬间固化的油墨。

　　5 LED固化型油墨的开发

　　1)与光固化引发剂的相生性

　　光固化引发剂是UV油墨中决定油墨的硬化性，耐蚀性以及油墨其它特性的重要成份。如前所述，UV油墨的固化，是油墨中所含有的光发剂吸收UV光产生活性成份引起的。在使用以往的放电型光源之类的多波长发光光源场合，由于其发出的光谱中紫外线区域广，油墨中可将吸收不同波长光能的光引发剂和增感剂组合使用，从而在油墨表面和内部均能获得良好的硬化性。尤其是能够设计将颜料吸收性考虑进去的光固化引发剂。

　　但是，在使用LED之类发光光谱极窄单一波长光源的场合下，要使用仅吸收LED发光光谱段光能的光引发剂，而且必须要同时实现表面和内部的固化。因此，在选择具有最佳吸收特性的新的光引发剂的同时，还必须开发出能将有限的光能尽可能地吸收的光引发剂组合并使其浓度达到最佳。尤其是在光油等透明类光油方面，必须在有限种类的光引发剂范围内，寻得光油的黄变性和固化性两者的平衡。

　　2)颜料的相生性

　　相对于LED的发光波长，由于UV油墨中含有颜料之类的物质与光引发剂的吸收波长相重合，所以与不含颜料的透明光油等相比，固化特性变得极差。特别是在胶印场合，通常采用黑→青→品红→黄的色顺叠印，最先印上的墨色油墨(UV油墨的穿透率最低)必须通过穿过黄、品红、青诸色之后变弱的UV光线来固化，因此，LED固化型与以往的UV油墨相比，必须选用一种对于所使用的特定UV光波长而言穿透性最好的(吸收性小)的颜料，这一点对于开发来说是关键因素之一。与此同时使用着色能力特佳的颜料，而且油墨更尽可能地浓一些。印刷时减少堆墨量(避免墨膜较厚)，是提高油墨固化性的有效手段。

　　6 LED-UV印刷系统的诞生

　　在2008年5月举办的Drupa 2008上，利优比尝试推出了一种由松下电工制作的照射装置等组成的新的UV印刷系统，在该系统上采用东洋油墨公司开发的LED固化型油墨?FD LED系列产品进行了现场演示。经检查确认，在印刷速度达到15000张/ h(110m / min)情况下，油墨的固化没有问题，可获得良好的印刷品。

　　是对新开发的LED?UV印刷系统与传统的UV印刷系统在硬件方面所作的比较。从表1可以看出，通过将此次开发的LED固化油墨与上述LED-UV印刷系统组合使用，具有以下优点：

　　①LED与紫外灯方式相比，只需要其1 / 4的电能消耗，可节省能耗费用，大大减少了CO2的排放量。

　　②由于LED发热少，对于塑膜等耐热性差的承印材料的印刷以及印刷机的热影响小，只需对印刷精度稍作调整即可，纸张损耗随之减少。

　　③LED光源元件与紫外线灯相比寿命约为其12倍，光源更换频度大幅降低，器材耗用随之减少。

　　④LED可做到瞬间开启或关闭，无需UV灯方式所必须的预热及降温时间，作业效率得到提高。

　　⑤由于紫外线照射装置与相关配套装置非常紧凑，无需以往那种较大的机械安装空间以及管道施工，设置简单容易。

　　由于上述各种优势，可以说LED-UV印刷系统进一步增强了传统UV印刷系统的环境协调性。

　　7 发光波长区域的扩大成为新的课题

　　目前，根据印刷厂家使用的已实用化的紫外线LED的类型，以及根据所使用的LED照射装置发射的UV光的波长，油墨厂家均须相应地改变LED固化型油墨的光吸收特性，在油墨设计方面制约很大。今后，期望有能将数种的LED组合、发射波长范围广的UV照射装置在市场上问世。

　　来源：印刷世界