UV油墨即UV紫外光固化油墨,分丝印、胶印、辊涂、淋涂和喷涂等几大类,本文介绍丝印紫外光固化油墨。
UV丝印紫外光固化油墨,经丝网印刷于承印物表面再经UV紫外光照射干燥成墨膜。而墨膜的厚度、UV紫外光能量的高低以及传送带速度的快慢将直接影响墨膜形成的好坏和UV油墨的干燥程度,从而影响承印物的整体表面效果。因此,在大量印刷前须严格地对承印物和UV油墨进行相关测试。
首先是对承印物进行测试。目前市场承印物主要有:普通纸张(包括金银卡纸、吸水纸,以及表面印溶剂型色墨的纸张等),PVC、PP胶片和履膜纸(如OPP、PET等)。根据其吸油程度不同又分为吸油纸和非吸油纸。其中普通纸张大部份都有一定的吸油性,而像PVC和PP胶片以及履膜纸底材由于其密封性较好,一般不吸油,其过UV灯后的固化程度也有一定的差别。
对普通纸张的测试主要有以下几项,1.无溶剂型色墨底材的附着力、吸油性,对特殊溶剂型色墨底材的附着力和溶剂型色墨在印刷UV油墨后的耐温和耐化学性的测试。由于普通纸张由于具有一定的吸油性,因此附着力都相对较好;如果纸张的吸油性太大,则可经过调整油墨的配方达到其减少吸油的效果;2.对于印有胶印色墨或丝印色墨的基材,则应先检测UV油的附着力方可进行生产印刷;3.对于较浅色的色墨尤其是调色底色的底材,则应检测其底墨的耐温性和耐化学性,同时检测印刷UV产品后,是否会对底墨产生变色的影响。4.耐温性检测则应将没有印UV油的底材放进烤箱中进行烘烤,温度在90℃,时间为72小时烘烤不变色;4.耐化学性检测,则是底材印刷UV油并过UV灯后进行顺叠和面叠(顺叠即承印面和非承印面相层叠,而面叠则是承印面和承印面错位的层叠),并置放烤箱中用5KG左右重物压住烘烤,温度调节在90℃左右,72小时底色墨不变色,UV油墨不脱落则可批量印刷。5.PP、OPP、PET等履膜底材的检测方法主要使用达因笔测试底材的表面张力是否达到UV油墨对底材的张力38达因的要求即可。不论底材是普通纸张还是OPP、PET履膜纸,可分为单铜纸和双铜纸。而两种纸张在印刷UV油后明显的区别在于单铜纸在印刷UV油后的回粘率大大低于双铜纸。6.双铜纸在印刷UV油后应着重检测其回粘性,检测方法是,将印刷好的双铜纸用顺叠和面叠两种方法层叠后,置同一平面内用150KG左右重物压48小时不粘连,则基本可以进行批量印刷。
其次,是对UV油墨进行测试,测试项目主要有:干燥性、柔韧性、对底材的附着力,光泽度、消泡性、流平性。
影响UV油干燥的原因主要由印刷厚度,传递速度和UV紫外光即UV灯管所激发的能量的高低来决定。其中调节光固机传送速度是简单、有效的方法之一。另外一般国产UV灯管的使用寿命在800~1000小时左右,进口UV灯管的使用寿命在1000~1200小时左右,应尽量严格控制这一使用时间范围。检测UV油墨的干燥性主要有指摸、指压和层叠重压法。指摸法是指用1KG左右的力度轻摸过UV后的漆膜不起雾状、不留划痕;指压法是用手指用力压过UV后的漆膜,无指纹印和压痕或粘手现象。层叠重压法如前面所讲,承印物不粘连为已干燥。
柔韧性的检测有内对折和外对折两种方法,如无明显裂痕其柔韧性为优。
附着力的检测主要用美国3M胶带在同一地方连续粘拉三次不脱落即可符合要求。
流平性、消泡性和光泽度一般用目测即可。另光泽度亦可用光泽度测量仪进行测量,这三项主要针对UV罩光油。
UV丝印油墨的问题和处理方法。
UV油在印刷过程中,由于承印物所设计的效果要求不同分为UV丝印色墨、UV罩光油(简称UV光油)、磨砂、折光、皱纹、发泡、雪花、凸字和水晶七彩等。应注意以下几个问题:一、UV油墨的保存;二、UV油墨的印刷环境;第三、UV油墨在印刷过程中容易出现的问题及解决方法;第四、相应的参考工艺。
一、油墨的保存
由于UV油墨是一种见紫外光就容易固化的液体,因此在贮存时应注意以下两点:
1、UV油墨应置放在阴凉的室内密封保存,存放放在25℃以下为宜,以延长油墨的使用期限。
2、在使用UV油墨时,油墨桶盖开启后应尽快盖好,以免发生外泄及灰尘掉入油墨和由于长时间置放在空气中与空气接触而使油墨产生不良的印刷效果,同时也可减少油墨与紫外线接触的时间。
二、UV油墨的印刷环境
1、UV油墨宜在无太阳直射的室内进行印刷,车间窗户应用黑色窗帘布全部遮住,以避免因阳光的照射而引起油墨固化。
2、在印刷UV油墨时,尽量在无尘无风的环境下进行印刷,这样可避免因风吹起的灰尘飘落在油墨中而影响承印物的表面效果。
三、UV油墨常见问题及解决方法
1、油墨久置分层:在油墨开启后,须充分搅拌均匀,方可上网印刷,可避免因油墨久置分层而影响承印物的表面效果:如流平、消泡等。
2、糊版现象:印刷时网距一般应保持0.8~1.5公分左右,以免因丝网与承印物接触而产生糊版。
3、压力调节:印刷刮刀的压力一般调节在5~8kgf/cm2左右为宜,但亦可根据具体情况而定。
4、刮刀规格:应选用硬度在75度左右的刮刀较为适中,印刷角度调节为45~75度,但刮刀的刮速不宜过快,以免影响印刷效果(如流平、消泡等)和因刮速过快产生油墨喷溅现象。
5、UV光固机应至少安装两支5.6千瓦/支以上规格的灯管,其传送速度在10~30m/min左右为宜(注:因其印刷油墨和机器而定),使其能量始终保持在120mj/cm2以上,以确保油墨在过UV灯时固化。
6、在过UV灯时,应尽量将承印物摆放在UV机的中间位置,以避免承印物上的油墨因承印物过于偏置UV固化灯TP的两头而引起油墨固化不完全,从而发生油墨与纸张粘连现象。
7、承印物承印油墨过UV固化灯后是将承印物暂时放置在空气中,有条件的情况下,可以在出纸处用风扇冷却,待冷却后再进行高层重叠,可避免因散热不畅通无阻而发生粘连现象。
8、须保证UV光固机抽风系统的畅通,以避免因UV光固机散热太慢而造成温度过高,烤坏承印物的表面,从而造成不必要的损失。
9、在使用UV油墨时,尽量避免皮肤和衣物尤其是眼睛接触到UV油,若有接触,须立即用清水和肥皂水清洗干净,以防造成灼伤。
10、下班前将油墨全部回收到油桶内,以免灰尘掉入和外来光线使油墨固化而造成浪费,并将油墨盖好,将网版洗净。
第四、参考工艺
不同的印刷效果应选择相对应的油墨,不同的油墨则应选择不同目数的丝网和调节不同的光固机速度。工艺参考如下(可据实际情况做相应调整):
1、UV局部丝印光油:宜用280~350目(110-140T)丝网印刷,速度调节在10~30m/min,能量保持在120±10mj/cm2左右。
2、凸字光油:宜用150~200目(60~77T)丝网印刷,速度调节在10~25m/min,能量保持在140±10mj/cm2左右。
3、水晶、七彩油:宜用40~80目(18T~36T)丝网印刷,速度在10~30m/min左右,水晶的刮刀硬度应适当加强,七彩葱粉添加量为15%~30%左右,能量保持在140~170 mj/cm2之间。
4、皱纹油:宜用120~200目(48~77T)丝网印刷,因其纹路的大小而调节速度,也可因起纹的快慢而调节其速度,能量保持在120±10mj/cm2左右。
5、磨砂:用200目(77T)丝网印刷,特定可用300、350目或180目丝网印刷,速度在20~40m/min,能量保持在120±10mj/cm2以上。
6、UV色墨用300~350目(120T~140T)以上丝网印刷,速度20~30m/min,能量保持在150~180mj/cm2之间。
7、UV雪花:用300目以上丝网印刷,其速度调节由起花效果而定。
8、UV发泡:用120~200目丝网印刷,特定可用250或300目,速度在20~30m/min,能量保持在110±10mj/cm2左右。
9、折光油墨:用380或以上网目印刷,速度20~30m/min之间,能量保持在110±10mj/cm2左右。
各种油墨容易出现的相关问题。
水晶七彩油:水晶七彩油一般是指将彩葱粉调入UV油中或将彩葱粉撒在UV油的表面从而形成特殊的七彩效果。在过UV灯后一般容易出现以下的后续问题:
1、干燥不完全。由于彩粉具有折射光线和阻挡光线的问题,故而很容易挡住彩粉下面的UV油吸收UV紫外光的能量,从而影响UV油的固化率。因此,UV油中残留并且有迁移特性的活性单体经长时间层叠后,易迁移至UV漆膜的表面,从而容易影响面叠承印物的整体效果。
2、回粘性。由于干燥不完全经长时间重压可能引起纸油相粘连,因此应保证UV机的能量。
3、针对在复膜纸,如哑膜、光膜纸,建议采用UVH-14009C水晶,可以提供长久的附着力和良好的柔韧性。
UV光油。影响其表面效果主要有以下条件:(1)气候条件。当气温骤升时易出现如下几个个问题:
①气温骤降时易引起油面有泡点、流平不佳等。
②当气温骤升时易引起漏网和起边等问题。
因此当气温骤升骤降时,应提醒客户选择适当粘度的油墨或配备相应的UV稀释剂进行印刷。
(2)印刷环境。
应在阴凉通风的厂房内进行印刷,以免因阳光照射到网上的UV油而引发油墨变质。
(3)印刷前的准备工作。
UV油在印刷前须做好充分的准备工作,尤其是UV油在上网印刷前须得充分搅拌均匀,否则易因油墨不均匀,印刷光油会出现条纹油路,消泡、流平欠佳或因助剂浮移而使油墨产生不干燥的现象。
UV皱纹油墨。由于其具有比较特殊的花纹效果,故在其过皱纹灯时因严格控制好其传送速度和印刷网目,这将直接影响皱纹的大小和起花纹的总体效果,纹路起得越充分其附着力将表现得越好。皱纹油墨还需注意的另一个问题就是具有发霉的现象。其主要原因可归结为当承印物承印皱纹并过UV固化灯后,由于UV油通常具有一定的残留并具有迁移之特性,故而承印物久置空气中易吸收空气中的水份,从而产生霉变。
UV磨砂油墨。在印刷UV磨砂时一定要注意印刷时的网距和刮刀力度。否则易出现糊版或不起砂感的现象。
UV折光油墨。在印刷UV折光时,除了要注意网距和刮刀力度以防止糊版现象,还应严格控制其丝网的目数。一般在420目或以上,以降低糊版机率,同时对于折光油墨而言,折光效果的的菲林、网版晒制也是关键的环节。
UV发泡油墨。视其发泡的大小确定网目。注意当丝网印刷过其他油墨后,网版要洗得特别干净后方可印刷发泡油墨,否则将不起泡或起泡不充分。
UV凸字油墨。在低目数(40~80目)印刷时可能虚边或气泡问题。因此应当调节好其刮刀的角度以及印刷速度,角度要偏小速度偏慢为宜。
UV雪花油墨。在放大镜下,其纹路与皱纹基本相同。但由于其印刷网目,操作工艺和视觉感官以及不同的手感,这也是将雪花和皱纹区分开来的主要原因。雪花和皱纹的另一个区别在于雪花要求,4支×5.6千瓦/支以上的UV光固灯,而皱纹只需两支;另外雪花可以不过卤素灯(或低压汞灯),而皱纹则须经过卤素灯(或低压汞灯)。
因此,无论是针对印刷底材还是UV油墨,都应该进行严格的检测。小批量试产合格后再量产,是降低风险的有效的方法。
UV油墨使用常见故障的处理
1、附着力不佳主要受以下三方面因素影响:
1)、UV紫外线强度:由于UV油墨受UV波长强度激发产生干燥,油墨附着力取决于油墨干燥性,油墨在全固化后,才能有附着力,通常需要功率80-120w/㎝2
2)、油墨:由于UV油墨所采用材料,决定该油墨针对哪类型底材所起作用,如一般纸张、卡纸或塑料如PP、PET等材料对油墨附着力要求,就有不同。或有油墨本身所受固华能量也有不同,有些80w/㎝2可干燥,但有些需120w/㎝2才能干燥。
3)、印刷底材。UV油墨对底材表面张力(达因)是有一定要求,表面张力越大,附着力相对会较好,反之表面张力太小UV油墨就很难附着。底材表面要求洁净。由于有部分印刷品或底材有灰尘、油污、浮在表面,也会导致附着力不佳。只有设备(UV)油墨(UV)、底材三者配合好,才能出好效果。
2、油墨久置分层:在油墨开启后,须充分搅拌均匀,方可上网印刷,可避免因油墨久置分层而影响承印物的表面效果:如流平、消泡等。
3、糊版现象:印刷时丝网与承印物接触就容易产生糊版,网距一般应保持0.8~1.5公分左右,就可以避免糊版现象。
4、UV油墨固化不良:
1)、光固机应至少安装两支5.6千瓦/支以上规格的灯管,其传送速度在10~30m/min左右为宜(注:因其印刷油墨和机器而定),使其能量始终保持在120mj/cm2以上,以确保油墨在过UV灯时固化。
2)、在过UV灯时,应尽量将承印物摆放在UV机的中间位置,以避免承印物上的油墨因承印物过于偏置UV固化灯TP的两头而引起油墨固化不完全。
5、油墨回粘:承印物承印油墨过UV固化灯后是将承印物暂时放置在空气中,有条件的情况下,可以在出纸处用风扇冷却,待冷却后再进行高层重叠,可避免因散热不畅通无阻而发生粘连现象。
6、油墨存放失效:印刷完成后应该将油墨全部回收到油桶内密封保存,以免灰尘掉入和外来光线使油墨固化而造成浪费。
7、印刷水晶七彩油的常见故障分析:水晶七彩油一般是指将彩葱粉调入UV油中或将彩葱粉撒在UV油的表面从而形成特殊的七彩效果。在过UV灯后容易出现:
1)、干燥不完全:由于彩粉具有折射光线和阻挡光线的问题,很容易挡住彩粉下面的UV油吸收UV紫外光的能量,从而影响UV油的固化率。因此,UV油中残留并且有迁移特性的活性单体经长时间层叠后,易迁移至UV漆膜的表面,从而容易影响承印物的整体效果。
2)、印刷品产生回粘性。由于干燥不完全经长时间重压可能引起纸油相粘连,因此应保证UV机的能量和合理存放。
3)、附着力不良或柔韧性差。
UV光油的常见故障分析:影响局部丝印光油总体表面效果主要有以下条件:
1)、气候条件:当气温骤降时由于油墨粘度增大易引起油面有泡点、流平不佳等;当气温骤升时油墨粘度减小易引起漏网和起边等问题。因此当气温骤升骤降时,应提醒客户选择适当粘度的油墨或配备相应的UVH-1#稀释剂进行印刷。
2)、印刷环境:应在阴凉通风的环境中印刷,以免因阳光照射到网上的UV油而引发油墨变质。
3)、印刷前的准备工作:UV油在印刷前须做好充分的准备工作,尤其是UV油在上网印刷前须得充分搅拌均匀,否则易因油墨不均匀,印刷光油会出现条纹油路,消泡、流平欠佳或因助剂浮移而使油墨产生不干燥的现象。
UV皱纹油墨:由于其具有比较特殊的花纹效果,其过皱纹灯时应严格控制好其传送速度和印刷网目,这将直接影响皱纹的大小和起花纹的总体效果,纹路起得越充分其附着力将表现得越好。皱纹油墨还需注意的另一个问题就是具有发霉的现象。其主要原因可:当承印物承印皱纹并过UV固化灯后,由于UV油通常具有一定的残留并具有迁移之特性,当承印物久置空气中易吸收空气中的水份,从而产生霉变。
UV磨砂油墨:在印刷UV磨砂时一定要注意印刷时的网距和刮刀力度。否则易出现糊版或不起砂感的现象。
UV折光油墨:在印刷UV折光时,除了要注意网距和刮刀力度以防止糊版现象,还应严格控制其丝网的目数。一般在420目或以上,以降低糊版机率,同时对于折光油墨而言,准确的的菲林晒制是关键的环节。
UV凸字油墨。在印刷UV凸字油墨时,须注意的是在低目数(40~80目)印刷时可能虚边或气泡问题。因此应当调节好其刮刀的角度以及印刷速度,角度要偏小速度偏慢为宜。
UV油墨印刷时流平问题的产生与处理
在使用UV油墨时,出现有针孔、缩油等情况
1、油墨使用时未有充分搅拌,由于油墨在存放中可能出现分层现象(由于各材料比重不一样)
2、印刷底材
A、吸湿性不同,由于部分材料吸湿性强,油墨不能形成均匀墨层,导致出现很多小麻点。
B、印材表面洁净度,如一些材料表面油质比较重,或很光滑(如UV油墨),油墨不能粘附着,含油墨散开,导致流平不好。
C、气泡,由于油墨在印刷时,产生小气包,过?后,泡点破掉,出现细小针孔壮麻点。
(1)、油墨消泡状过不好,加入适量UV消泡剂
(2)、印刷时,速度过快,压力不够或在网板上油墨不够,也会导引起泡。
UV能量计算方法
如何计算UV能量,首先从灯管供应商处取得灯管一些相关参数,包括:灯管线性功率W/cm,灯管发光长度cm,灯管功率W或者KW-用来考评灯管是否达到指标,视乎灯管口径.接着计算光强mW/cm*cm.公式为灯管线性功率W/cm*灯管发光长度cm*有效UV光谱17%*10%/12cm*灯管发光长度cm,计算出来的结果单位为:mW/cm*cm.
下一步,计算产品曝光时间,视乎灯管排放方式,直放按灯管实际发光长度算,单位cm,(单管),再除以机器运转速度(cm/秒,s),横放按12cm算(单管),计算方法同上,如果多支灯管排放,则取时间总和.
计算出UV曝光量=光强mW/cm*cm*时间s(秒),计算出来的结果为:mj/cm*cm.现在通常的UV检测方法,是测试UV灯管工作时峰值强度peak值,单位为:w/cm*cm或mw/cm*cm,和UV能量密度--曝光量,单位J/cm*cm或者mj/cm*cm,峰值强度体现灯管UV射线的聚焦和衰减状况,来评估灯管适用性,UV曝光量(J/cm*cm)是我们关注的参数,对涂层固化至关重要,很多情况下涂层会标定基本的能量要求,即,涂料配方设计时设定好的曝光量范围,对传送带型UV机器,可以通过调整速度来控制UV曝光量,而对于UV灯反光罩,可以通过曝光时间补偿或者对UV灯管强度调整来达到要求UV曝光能量.
通常工业上根据应用将UV射线分为四个波段,UVA UVB UVC UVV,各个UV能量计厂家对波段的定义有细微差别,UVA(320-390nm),UVB(280-320nm),UVC(250-260nm),UVV(395-445nm),各种灯管的光谱分布不同.通常在选择UV能量计时,要先了解,您关注的UV波段是哪一个区域,再作出选择相应的单波段UV能量计(UVICURE PLUS),当然如果需要更多的信息,或是经常更换不同涂层的应用,选择四波段的UV能量计(POWER PUCK).
椐相关文献披露,在保证UV曝光量的前提下,UV机器在进行设计时,可以采取双灯混合固化,双灯可以提供有的固化优势,混合4种不同光谱灯管。比如,传送带一个灯管用UVB固化表面,防止臭氧影响表面褶皱,形成光滑表面。二个灯管适用UVA型灯泡,长波长可以更有效渗透,实现深层的固化。这种方法优化涂层的反应速度.
UV曝光能量大小,还受到物距,外部电源电压电流,灯管质量,好的灯管UV有效光谱可达到25%,正常状态下,物距取15cm上下,此时距离因子取0.1.故,以公式计算出来的数据只是表述UV曝光能量落在哪一个范畴,为了更加准确的数据,必要时还需要修正UV有效光谱参数以及距离因子.但是,所计算出来的数据与好的能量计所测量出来的数值并不会相差太大,相差10%左右还是能够接受.能量计生产产家很多,有国产的也有进口的,可以这样说,不同牌子的能量计所测出来的数据都有差别,个别牌子甚至落差很.这个时候,以公式法计算实际UV曝光强度就起到了一个重要的参照作用,市面上,一般采用德国产的能量计测量。