現(xiàn)今,丙烯酸鹽(自由基)和陽離子是UV工藝中主要的兩種化學方法。陽離子UV油墨印刷多年使用于短版套筒型熱縮膜的印刷;自由基油墨則因墨膜收縮量小而多用于紙類承印物。雖然,這兩種方法很多應用形式,但這里討論的是它們的基本化學組成。
一、 陽離子UV裝置
陽離子UV裝置利用光引發(fā)劑在UV燈照射下,產(chǎn)生出酸性物質來催化發(fā)生聚合反應。陽離子劑誘發(fā)環(huán)氧基團進行連鎖反應直至氧鍵斷裂或生成玻璃狀聚合物,鏈反應中止。UV燈所發(fā)出的紅外線(1R)是控制反應速度和反應完全的關鍵。進行陽離子縮聚反應必須要充分了解薄膜性質、避免油墨龜裂,保證油墨后固化完全。
陽離子油墨的優(yōu)勢在于其反應類型為典型的環(huán)氧基團逐步開環(huán)聚合反應,這提高了油墨的有效成份含量,幾乎是完全轉化為墨膜。由于陽離子縮聚反應速度慢于自由基縮聚,所以需要較長的時間,墨膜在承印物交聯(lián)、附著,以降低承印物所受到的壓力,陽離子固化物的墨膜收縮率小于5%。
陽離子油墨的缺點
反應速度比自由基聚合慢,并且需要高溫固化。但低墨膜率收縮、高溫固化,往往會造成墨膜邊緣不平服、光滑。一般來說,選擇80w以上的UV光源,才能保證陽離子油墨的固化快速完全,如低于此溫度,墨膜的耐久性、粘附性明顯下降,并氣味大。
陽離子縮聚反應會受大氣濕度的影響而終止是它的另一弱點。高濕天氣會導致油墨性質參數(shù)的不斷變化。因此,溫濕度控制系統(tǒng)是陽離子UV印刷必備的裝置。
對陽離子油墨來說,成份的選擇也是一個難題。首先,陽離子油墨基本成份的價格本身就高于自由基的。再則,由于堿性物質會延緩甚至抑制反應的進行,所以油墨中此類物質的含量不能過高。酸性同樣不能過量使用,否則,它會使油墨黏度增大變成凝膠。
為此,油墨工程師必須嚴格控制油墨成份中顏料的類型,他們往往要對顏料進行表面處理,使其PH值達到中性。所以,有許多顏料因無法滿足UV油墨流動性和粘稠度要求而不能使用。
同樣,對分散劑也有很高要求。尤其在一些被報道阻礙陽離子油墨的反應后,分散劑種類有了更嚴格的規(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。
此外,陽離子引發(fā)劑還包含重金屬元素,它會生成釋放出少量的苯類物質,既污染了環(huán)境,更危害了工人健康。然而,這種新自由基UV技術卻可以做到不含重金屬元素、無苯類物質生成,而印刷速度只是略微降低。