油墨顏料對UV光固化的影響

    為了滿足高檔印刷需求，只靠三原色油墨是遠遠不夠的，需要使用專色油墨，但這對于UV油墨來說，有些顏料顆粒會與光引發劑或光敏劑“爭奪”入射的UV輻射能，從而影響后者對輻射能量的吸收，使照射到UV油墨表面的紫外光線不能直接透射過去，而只能經過多次反射和光散射繞過上面的顏料顆粒到達墨層下面，減慢了干燥速度，降低了干燥效率。

　　油墨顏料對UV光固化的影響有哪些？UVLED光固化與油墨顏色有什么關系？

　　在UV油墨中包含著成千上萬個顏料顆粒，因此，UV光線必須有足夠的強度才能到達墨層底部。如果光強不足，墨層底部得不到紫外光線照射，油墨就不能徹底固化，造成墨層外硬內軟，由于聚合時的體積收縮而使表面起皺，影響印刷質量。同時要注意，UV油墨的固化與UV光油的固化是有區別的。顏料除了影響UV油墨的固化外，還會影響到墨層的黏度、流動性、潤濕性、流平性等；而顏料與反應性基料之間的相互作用還會導致油墨儲存期下降或顏色發生變化等問題。


　　顏料顏色與固化


　　在丙烯酸酯和胺類組成的光引發體系中使用某些黃色顏料時，油墨顏色會發生很大變化。比較難以固化的顏料是黑色、白色、酞菁及黃色顏料。白色和黑色呈現出兩種極端現象，白色完全反射光線，黑色完全不反射光線。


　　人們甚至認為，讓UV光線通過一個具有一定厚度并對該光不透明的膜層，使其達到固化似乎不可能，但優化固化條件就會使含有顏料的UV油墨的良好固化成為可能，有些問題是可以根據顏料對UV光的吸收特點，通過選擇光引發劑和顏料來解決或改善，也可以通過調整UV光源來減少固化顏料造成的影響。


　　不同的顏料對光的吸收、反射和散射的特性不同，所以對UV固化的阻礙程度也不同，大多數顏料在部分UV光和可見光范圍內都有一定的可透射區，稱為該顏料的“光譜窗口”，在該窗口光引發劑可充分吸收UV光輻射能，因此，確定該窗口的位置對選擇合適的光引發劑是非常重要的。也就是說，光引發劑應與油墨體系中的顏料相匹配，并且在顏料對UV光吸收較弱的波長范圍內。因此，使用UV油墨時應注意細心觀察顏料與光引發劑吸收光譜間的關系。


　　不同顏色的UV油墨的固化速度是不相同的，因為各種顏色的顏料顆粒所反射出的光波波長不同，反射的波長越接近UV光的波長，其固化速度就越慢，所需的UV光能量就越高；反之，固化速度就越快，所需的UV光能量就會低。因此，對不同顏色的油墨必須調整UV固化速度，才能減少顏料對油墨固化的影響。


　　普通油墨的顏料幾乎不影響干燥速度，不同色相的油墨是由不同顏料、同一基料和同樣的助劑組成的，但UV油墨的情況卻截然不同，由于不同顏色的顏料對不同光譜波長的光線進行有選擇的吸收和有條件的反射，故不同色相油墨的固化速度也不會相同。另外，印刷中需要將不同顏色的油墨進行混合，即配色，由于任何顏色都是對于混合波長刺激的感受結果，UV油墨也是如此；而且還要考慮顏料的著色力、顏料與其他組分之間發生相互作用的可能性、顏色對UV光線的吸收等問題，若是有較強的吸收，勢必降低固化速度，并且使固化工藝變得更加復雜，再加上顏料比例的差別，其固化條件也就更難于掌握，必須經過實踐，摸索出適宜的固化速度。UV光線對濃度為10%的顏料礦物油懸浮液的透過率與UV光線的波長曲線關系。這些曲線隨波長的不同而變化，但在給定的波長下，通常是品紅顏色具有超高的透過率，其他依次為黃色、青色、黑色，這與UV光照強度與固化速度的實驗曲線的排序完全相符。


　　對于含有白色或黑色顏料體系的UV油墨，因為白色對所有的可見光能全反射，因而固化時需要較高的能量，相反，黑色盡管在理論上對所有的光線都能吸收，但是由于顏料顆粒對于光線的遮擋作用，也阻礙了油墨的深層固化，故也需要較高的能量，所以固化速度較慢。


　　油墨中常用的白色顏料是鈦白粉（TiO2），其有效吸收光波長約為380nm，另外，還可全部反射波長為420nm的光，因此，其反射光的波長范圍在三百八十～四百二十nm，這就對光引發劑的選擇提出了更高的要求。選擇光引發劑時應考察其吸收光譜，使其既能與UV燈的發射光譜相匹配，又使其能吸收波峰在選定顏料對UV吸收較弱的波長范圍內，這樣才能取得事半功倍的固化效果。而黑色顏料則在整個可見光譜范圍內都會產生吸收，因此，黑色油墨體系很難固化，對于遮蓋力較好的顏料以及墨層厚度達20μm以上的膜層固化就更難了，不同等級的炭黑會對固化產生很大的影響。此外，使用專門的黑色顏料也可能會改變這一狀況。