Definition und Klassifizierung von UV-Farben und deren Anwendungen
1. Überblick über ultraviolett härtende, trocknende (UV-) Tinte
UV-härtende, trocknende Flexodruckfarbe, auch UV-Tinte genannt, ist im Wesentlichen eine flüssige Druckfarbe, die sich unter der Einwirkung von ultravioletten Strahlen einer bestimmten Wellenlänge in eine feste Farbe verwandeln kann.
Vergleicht man die Zusammensetzung von UV-Tinte mit der von herkömmlicher Tinte, so stellt man fest, dass die beiden sehr unterschiedlich sind. Der Unterschied besteht darin, dass die Filmbildung von UV-Tinte eine chemische Reaktion von Monomer zu Polymer ist, während die Filmbildung von herkömmlicher Tinte ein physikalischer Vorgang ist. Das Harz ist bereits ein Polymer, und das Lösungsmittel ist ein Polymer, das das feste Polymer in eine Flüssigkeit auflöst. Es trägt dazu bei, die Tinte auf dem Substrat zu beschichten, und anschließend verflüchtigt sich das Lösungsmittel oder wird absorbiert, so dass das flüssige Polymer wieder in den ursprünglichen festen Zustand überführt werden kann. UV-Tinte besteht hauptsächlich aus Pigmenten, Präpolymeren, reaktiven Verdünnern, Photoinitiatoren und Additiven.
Die rasante Entwicklung der Druckindustrie erfordert nicht nur hohe Qualität und hohe Effizienz, niedrigere Kosten, sondern auch keine Verschmutzung der Umwelt. UV-Tinte kann auf jedes Substrat gedruckt werden, und die Qualität des Druckerzeugnisses ist besser als die von lösemittelhaltigen und wasserbasierten Flexodruckfarben. gut und kostengünstig. UV-Farbe ist im Ausland weit verbreitet. Im Offsetdruck, Siebdruck, Flexodruck und Buchdruck nimmt der Verbrauch von UV-Farben von Jahr zu Jahr zu. Die jährliche Wachstumsrate von UV-Farben in Europa, Amerika und Japan beträgt 9% bis 12%.
2. die Eigenschaften der UV-Licht härtenden Tinte
Ultraviolettes Licht ist eine elektromagnetische Welle mit einer kürzeren Wellenlänge als sichtbares Licht, und verschiedene Wellenlängen haben unterschiedliche Energien. Im Allgemeinen liegt die Wellenlänge des ultravioletten Lichts, das für die Aushärtung von UV-Licht-härtender Tinte verwendet wird, bei 250-400 nm. Die in der Industrie üblicherweise verwendeten UV-Lichtquellen sind Quecksilberhochdrucklampen und Halogenmetalldampflampen, die den höchsten Wirkungsgrad im Bereich von 200-300 nm bzw. 300-400 nm haben. Daher werden Quecksilberhochdrucklampen in der Regel für farblose UV-härtende Druckfarben verwendet, während Metallhalogenidlampen in der Regel für farbige UV-härtende Druckfarben eingesetzt werden.
Das grundlegende Merkmal der UV-lichthärtenden Tinte, das sich von anderen Arten von Tinte unterscheidet, besteht darin, dass die Tintenschicht durch starke UV-Lichtbestrahlung gehärtet und zu einem Film geformt wird, wobei die filmbildende Substanz durch einen Photoinitiator initiiert wird und eine schnelle Polymerisationsreaktion durchläuft, die innerhalb weniger Sekunden bis zu zehn Sekunden abgeschlossen ist. Wird die Tinte nicht mit starkem UV-Licht bestrahlt, bleibt sie selbst bei Erwärmung lange Zeit in einem klebrigen Zustand und kann nicht ausgehärtet werden. Die Hauptvorteile der UV-Licht härtenden Tinte sind: a. Es kann die dickere Tintenschicht auf einmal aushärten, und die maximale Dicke der Tintenschicht kann 100~150μm erreichen; b. Kurze Aushärtungszeit, weniger Energieverbrauch, Einsparung von Druckraum und Platz und hohe Produktionseffizienz; c. Kein organisches Lösungsmittel, fast 100% gehärteten Film, keine organischen Lösungsmittel Verflüchtigung, Verringerung der Umweltverschmutzung; d. Anwendbar auf den Druck von Substraten mit großer Wärmekapazität; e. Die Drucke sind exquisit, von guter Qualität und hoher Qualität, und die gehärtete Tinte Film hat eine gute Hitzebeständigkeit, Lösungsmittel Widerstand und Kratzfestigkeit.
3. die Zusammensetzungsmerkmale der mit ultraviolettem Licht härtenden Tinte
Mit ultraviolettem Licht härtende Tinte, auch bekannt als ultraviolett trocknende Tinte oder UV-Tinte. Dabei handelt es sich um eine Art von Tinte, die Lichtenergie einer bestimmten Wellenlänge absorbiert und unter ultravioletter Bestrahlung eine photochemische Reaktion auslöst, um die Umwandlung von Flüssigkeit in Feststoff schnell abzuschließen.
Diese Tinte enthält kein Lösungsmittel, und nur unter der Bedingung ultravioletter Bestrahlung kann die photochemische Reaktion schnell ablaufen, so dass der Zweck der schnellen Trocknung erreicht wird. Dadurch wird das Problem der Anfälligkeit der Tinte für Leistungsänderungen auf der Druckmaschine überwunden und auch das Problem der schnellen Trocknung nach der Übertragung der Tinte auf die Oberfläche des Substrats gelöst. Diese Druckfarben erfüllen nicht nur die Anforderungen des Hochgeschwindigkeits- und Mehrfarbendrucks, sondern eignen sich auch für den Druck von nicht saugfähigen Materialien.
Wie andere Druckfarben besteht auch die UV-Licht härtende Druckfarbe aus Pigmenten, Bindemitteln und Hilfsstoffen. Da die Trocknung der Druckfarbe jedoch auf fotochemischen Reaktionen beruht, gelten besondere Anforderungen für die Verwendung von Druckfarbenbindemitteln, d. h. für die Verwendung von lichtfesten Bindemitteln. Das lichthärtende Bindemittel besteht hauptsächlich aus lichtempfindlichem Harz oder Präpolymer und Vernetzungsmittel, Fotoinitiator und andere Stoffe.
1) Pigment
Die Anforderung an die UV-lichthärtende Tinte für Pigmente ist, dass die Mischeigenschaft gut ist und die UV-lichthärtende Tinte nach dem Mischen innerhalb der effektiven Lagerzeit nicht gelieren kann; wenn Pigmente zusammen verwendet werden, muss die Dosierung der einzelnen Pigmente in der lichthärtenden Tinte genau sein; Pigmente Die Konzentration der Tinte sollte hoch sein, die Farbe sollte leuchtend sein, sie sollte eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit und eine ausreichende Farbstärke haben; das Pigment mit einer niedrigen Absorptionsrate des ultravioletten Spektrums sollte ausgewählt werden, um die Aushärtungsgeschwindigkeit der lichthärtenden Tinte nicht zu behindern; wenn das Pigment ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, darf sich die Farbe während der Aushärtungsreaktion nicht ändern.
Verschiedene Pigmente haben eine unterschiedliche Absorption und Reflexion des ultravioletten Spektrums, daher ist auch die Aushärtungsgeschwindigkeit der lichthärtenden Farbe aufgrund der verschiedenen Pigmente unterschiedlich. Pigmente mit guter Transparenz härten aufgrund ihrer hohen UV-Durchlässigkeit schneller aus; Ruß hat eine höhere UV-Absorptionskapazität und härtet am langsamsten aus; weiße Pigmente sind stark reflektierend, was die Aushärtung ebenfalls behindert.
Zu den Pigmenten, die in UV-Licht härtenden Druckfarben verwendet werden, gehören Titandioxid, Benzidingelb, Phthalocyaninblau, Permanentrot, Pfirsichrot, Saphirrot, lichtechtes Tiefrot, Ruß, usw.
2) Lichthärtendes Klebematerial
Bei der ultraviolett-härtenden Tinte ist das lichthärtende Bindemittel besonders wichtig. Die Anforderungen an das Bindemittel sind: das fotohärtbare Bindemittel sollte eine helle Farbe und eine gute Transparenz haben; die fotohärtbare Aktivität sollte hoch sein, und es sollte unter UV-Licht sofort getrocknet werden; der Glanz nach dem Film sollte gut sein, die Haftung sollte stark sein, und die Zähigkeit und Schlagfestigkeit sollte ausgezeichnet sein; die Säurezahl des fotohärtbaren Bindemittels sollte nicht zu hoch sein (im Allgemeinen unter 20), da es sonst leicht geliert, wenn die Tinte gelagert wird; die Benetzbarkeit mit dem Pigment sollte gut sein. Für UV-härtbare Bindemittel kann nicht nur ein photohärtbares Harz gewählt werden, sondern es werden meist zwei oder mehr photohärtbare Harze oder Präpolymere und Vernetzer verwendet. Zum Beispiel können ein oder mehrere Acrylharze als Basis verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten Materialien sind trifunktionale Konfigurationen auf der Basis von Urethan-, Epoxid- oder Polyesterharzen.
In der praktischen Anwendung ist ein großer Teil davon kein Harz, sondern ein Ester aus ungesättigten Verbindungen, die auch als aktive Monomere bezeichnet werden, wie z. B. TMPTA CAS 15625-89-5, NPGDA CAS 2223-82-7, HDDA CAS 13048-33-4, IBOMA CAS 7534-94-3usw. Sie können jedoch in Kombination mit photohärtbaren Harzen verwendet werden, um die Aushärtung durch Photopolymerisation zu erleichtern. Trimethylolpropantriacrylat ist ein hochreaktives Verdünnungsmittel mit niedriger Viskosität (in der Regel 0,05～0,15Pa-s, 25℃), das für Härte und Helligkeit sorgen und die Fixiergeschwindigkeit erhöhen kann; es eignet sich besonders für Formulierungen, die eine niedrigere Viskosität und höhere Reaktivität erfordern.
Ungesättigter Polyester ist ein Hochpolymer mit einer linearen Struktur aus ungesättigten Doppelbindungen. Jedes Monomer, das mit diesem Hochpolymer vernetzt und copolymerisiert werden kann, wird als Vernetzer, auch "Brückenbildner" genannt. Der Polyester wird zu einer Netzwerkstruktur vernetzt. Das Vernetzungsmittel hat zwei Hauptfunktionen: Vernetzung und Aushärtung bei der Photopolymerisation; als Verdünnungsmittel verringert es die Viskosität des Systems und verbessert die Fließfähigkeit des Harzes. Das ideale Vernetzungsmittel ist auch ein ideales Reaktivverdünnungsmittel, das nach den folgenden Grundsätzen ausgewählt werden kann. Es hat eine bessere Mischbarkeit mit dem Harz, kann ungesättigte Polyester auflösen und verdünnen und kann an der Photohärtungsreaktion teilnehmen; es hat eine gute Lichtempfindlichkeit und eine ausgezeichnete Photohärtung. Aktivität; Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Films nach dem Aushärten; geringe Flüchtigkeit, geruchlos, ungiftig; reiche Quellen, billig. Um ein geeignetes Vernetzungsmittel auszuwählen, müssen auch die Eigenschaften des Harzes selbst berücksichtigt werden, verschiedene Faktoren einbezogen und voneinander gelernt werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen.
Im Polymerisationssystem wird dem Monomer zusätzlich eine Verbindung zugesetzt, die durch Licht leicht zersetzt oder angeregt wird, ein so genannter Photosensibilisator (auch Sensibilisator genannt). Die resultierende Photopolymerisation wird als photosensibilisierte Photopolymerisation bezeichnet. Der Photosensibilisator, der zur Verstärkung der Photopolymerisation verwendet wird, absorbiert in der Regel Licht mit einer längeren Wellenlänge als das Monomer und zersetzt sich, um freie Radikale zu erzeugen; oder die Photoanregung führt zu Sekundärreaktionen, um freie Radikale zu erzeugen, die in beiden Fällen die Photopolymerisation verursachen.
Es gibt zwei Hauptkategorien von Photosensibilisatoren, die üblicherweise in UV-Licht härtenden Druckfarben verwendet werden: Ketone, wie Benzophenon, Bibenzoyl, Zhuchi-Keton, p-Phenylbenzophenon, halogeniertes Acetophenon; Benzoin und seine Ether, wie Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinether, Benzoinbutylether, alpha-Methylbenzoin, alpha-Phenylbenzoin. Ihr gemeinsames Merkmal ist, dass sie alle Basen und aromatische Ketongruppen enthalten. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass Benzoine selbst durch photochemische Wirkung Olefinmonomere auslösen können, so dass sie sowohl Photosensibilisatoren als auch Photoinitiatoren sind, während Benzoine nach der photochemischen Wirkung oft mit anderen Molekülen interagieren müssen. Um die Polymerisation von ethylenischen Monomeren zu initiieren, ist es ein reiner Photosensibilisator, kein guter Photoinitiator, und muss oft in Verbindung mit anderen Verbindungen verwendet werden. Die Gemeinsamkeit dieser beiden Substanztypen besteht jedoch darin, dass sie aromatische Ketongruppen enthalten, die als erstes die Photosensibilisierung durchführen. Die Dosierung des Photosensibilisators in UV-Licht härtender Tinte beträgt im Allgemeinen 1% bis 10% (Massenanteil), vorzugsweise 3% bis 6%. Wenn die Menge des Photosensibilisators zu gering ist, wird die Geschwindigkeit der Lichtüberbrückung" verlangsamt, was für die Anwendung nicht förderlich ist. Ist die Menge an Photosensibilisator dagegen zu groß, erhöht sich die Lichthärtungsgeschwindigkeit nicht unbedingt, was nicht nur wirtschaftlich unvernünftig ist, sondern auch die Festigkeit der gehärteten Bindehaut verringert und die Leistung des Farbfilms beeinträchtigt.
Bei der radikalischen Polymerisation kann die Polymerisation von Monomeren und ungesättigten Harzen aufgrund geringer Mengen von Stoffen nicht stattfinden, was als Polymerisationshemmung bezeichnet wird, und die Stoffe, die dieses Phänomen verursachen, werden als Polymerisationsinhibitoren bezeichnet. 01%〜0. 20%。 Der Polymerisationsinhibitor sollte die Photohärtungsreaktion nicht hemmen, nur um die thermische Polymerisationsreaktion zu verhindern, wurde daher die Menge an ungesättigtem Polyester 0. 01% ~ 0. 20% hinzugefügt.
3) Hilfsmittel
Wachse werden häufig als Hilfsmittel in Druckfarben verwendet, um deren Reibungswiderstand zu verbessern und die Viskosität zu verringern. Die Grundvoraussetzungen für die Verwendung von Wachsen in Druckfarben sind ein hoher Schmelzpunkt und mikrokristallin. Die Wachse, die in Druckfarben verwendet werden können, sind mikrokristalline Wachse und Polyethylenwachse. Außerdem werden geringe Mengen an tertiären Aminen, Phosphinderivaten usw. als Hilfsstoffe zugesetzt.
4. Technische Indikatoren und Bedruckbarkeit von UV-härtenden Druckfarben
1) Spezifikationen der UV-härtenden Tinte
Die Farbe ist ähnlich der Standardprobe; die Feinheit beträgt 15~25μm; die Fließfähigkeit beträgt 20~35mm; die Färbekraft beträgt 90%~110%; die Viskosität beträgt 15~25 (32℃); die Schlagzähigkeit beträgt 29,4N m; 1～2s.
2) Bedruckbarkeit von UV-härtenden Druckfarben
Mischen von Druckfarben. Lichthärtende Tinten können miteinander gemischt werden, jedoch nicht mit allgemeinen Tinten. Beim Wechsel von der Originaltinte zur lichthärtenden Tinte sollte diese vor dem Druck gewaschen werden.
Reinigung von Tinten. Spezielles Produkt für lichthärtende Druckfarben, die auf Reinigungslösungsmittel aufgetragen werden. Wenn das Reinigungslösungsmittel während des Drucks auf der Farbwalze, dem Gummituch und der Wasserwalze verbleibt, wird es zur Ursache für eine schlechte Farbtrocknung und eine schlechte Farbgebung, weshalb es vollständig entfernt werden muss.
Hilfsstoffe. Die Hilfsstoffe bestehen aus Viskositätsreduzierern, Trocknern und Härtern. Der Viskositätsreduzierer wird verwendet, um die Viskosität der Tinte zu verringern, und die Zugabemenge sollte innerhalb von 5% liegen. Der Trockner wird verwendet, um die Assimilationsgeschwindigkeit der leichtflüssigen Tinte zu erhöhen, und die Zugabemenge sollte innerhalb von 2% liegen; der maximale Härter ist 10%, darüber hinaus gibt es keinen Effekt. Dieser Hilfsstoff ist ein spezielles Produkt für lichthärtende Tinte, und allgemeine Hilfsstoffe können nicht verwendet werden.
5. Die wichtigsten Punkte bei der Verwendung von UV-Licht härtender Tinte
Aufgrund der Trocknungseigenschaften von UV-Tinte hat sie ein breites Anwendungsspektrum und eignet sich besonders für den Druck auf nicht saugfähigen Materialien. Wenn der Preisfaktor nicht berücksichtigt wird, kann UV-Licht härtende Tinte in Druckmaschinen verschiedener Druckverfahren verwendet werden, und die Druckmaterialien sind Papier, Kunststoff und Kunststofffolie, Aluminiumfolie, Metall usw.
Beim Druck mit UV-Licht härtender Tinte sollte der Papierausgabeteil jeder Farbgruppe der Druckmaschine mit einer UV-Licht-Bestrahlungsvorrichtung ausgestattet sein, und die Länge und Leistung der Lampenröhre sollte entsprechend dem Druckformat festgelegt werden. Im Allgemeinen beträgt der Abstand zwischen der Lampenröhre und dem Druckgut etwa 20 cm oder weniger. In der Regel mit spezieller Druckfarbenwalze und Gummituch ausgestattet.
Bei der Verwendung von UV-Farbe sollte diese nicht mit normaler Farbe gemischt werden. Bei der Umstellung von der Originaldruckfarbe auf die UV-lichthärtende Druckfarbe sollte die Originaldruckfarbe gereinigt und dann durch die UV-lichthärtende Druckfarbe ersetzt werden, und es müssen spezielle Hilfsmittel verwendet werden, um die Anpassungsfähigkeit der Druckfarbe einzustellen. Dazu gehören Viskositätsreduzierer, Härter, Trockner usw. Die Funktion des speziellen Viskositätsreduzierers ist es, die Viskosität der UV-Licht härtenden Tinte zu reduzieren, und seine Zugabemenge sollte innerhalb von 5% kontrolliert werden, andernfalls wird die Härte der Tinte reduziert; der Filmhärter ist es, die Festigkeit der Tintenschicht zu verbessern, und die maximale Grenze ist 10%; Die Rolle des Trockenmittels ist es, die Aushärtungsgeschwindigkeit der Tinte zu beschleunigen, und die Zugabemenge sollte innerhalb von 2% kontrolliert werden.
In der Mitte oder am Ende des Druckvorgangs müssen Farbwalze, Gummituch, Druckplatte, Wasserwalze und Farbkasten gereinigt werden. Es sollte ein spezielles Waschmittel für ultraviolett härtende Farbe verwendet werden, und die Reinigung muss gründlich sein, um eine schlechte Einfärbung oder ein schlechtes Trocknen der Farbe zu vermeiden. abwarten.
Die Verwendung und Lagerung von UV-Licht härtende Tinte sollte direktes Sonnenlicht zu vermeiden, und sollte an einem dunklen Ort bei 20 ° C gelagert werden. Die Lagerzeit sollte nicht zu lange sein, und die allgemeine Gültigkeitsdauer beträgt 6 Monate.
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