UV 油墨的定义和分类及其应用
Quick answer: For practical formulation work, photoinitiator screening starts with the light source and film build, then checks yellowing, adhesion, and cure completeness under real production conditions.
1.紫外线固化干燥（UV）油墨概述
紫外线固化干燥柔版油墨，简称 UV 油墨，UV 油墨本质上是一种液态油墨，在一定波长的紫外线照射下可由液态变为固态。
比较 UV 油墨和传统油墨的成分，会发现两者有很大不同。不同之处在于，UV 油墨的成膜是单体到聚合物的化学反应；而传统油墨的成膜是物理作用，树脂已经是聚合物，溶剂也是聚合物，能将固态聚合物溶解成液体。它有助于将油墨涂覆在基材上，然后挥发或吸收溶剂，使液态聚合物恢复到原来的固态。UV 油墨主要由颜料、预聚物、活性稀释剂、光引发剂和添加剂组成。
印刷业的快速发展不仅要求高质量、高效率、低成本，还要求对环境无污染。UV 油墨可以在任何承印物上印刷，印刷品的质量优于溶剂型和水性柔版印刷油墨。UV 油墨在国外已得到广泛应用。在胶版印刷、丝网印刷、柔性版印刷和凸版印刷中，UV 油墨的消耗量逐年增加。欧美和日本 UV 油墨的年增长率为 9% 至 12%。
2. 紫外线光固化油墨的特点
紫外线是一种电磁波，波长比可见光短，不同波长的紫外线具有不同的能量。一般来说，用于固化紫外光固化油墨的紫外光波长为 250~400nm。工业上常用的紫外线光源是高压汞灯和金属卤化物灯，它们分别在 200~300nm 和 300~400nm 范围内效率最高。因此，高压汞灯常用于无色紫外线固化油墨，而金属卤化物灯常用于有色紫外线固化油墨。
紫外光固化油墨不同于其他类型油墨的根本特点是，油墨层在强紫外光照射下固化成膜，成膜物质由光引发剂引发，发生快速聚合反应，在几秒到几十秒内完成。如果不受强紫外线照射，即使加热，油墨也会长期处于粘稠状态，无法固化。紫外光固化油墨的主要优点是：a. 可一次性固化较厚的墨层，最大墨层厚度可达 100~150μm；b. 固化时间短，能耗少，节省印刷场地和空间，生产效率高；c.不含有机溶剂，固化膜几乎达到 100%，无有机溶剂挥发，减少环境污染； d. 适用于热容量大的承印物印刷； e. 印品精美，质量好，档次高，固化墨膜具有良好的耐热性、耐溶剂性和抗划伤性。
3. 紫外线光固化油墨的成分特点
紫外线固化油墨，又称紫外线干燥油墨或 UV 油墨。这是一种能吸收一定波长光能的油墨，在紫外线照射下产生光化学反应，迅速完成从液态到固态的转化。
这种油墨中没有溶剂，只有在紫外线照射的条件下才能迅速发生光化学反应，从而达到快速干燥的目的。正是由于这一特点，它克服了油墨在印刷机上容易发生性能变化的问题，也解决了油墨转印到承印物表面后快速干燥的问题。这种油墨不仅能满足高速、多色同时印刷的要求，还能为非吸收性材料的印刷提供方便。
与其他油墨一样，UV 光固化油墨也是由颜料、粘合剂和辅助材料组成，但由于它需要依靠光化学反应来干燥油墨，因此对油墨粘合剂的使用有特定的要求，即使用光固连结料。光固化粘合剂主要由感光树脂或预聚物、交联剂组成、 光引发剂 和其他物质。
1) 颜料
UV 光固化油墨对颜料的要求是混合性好，混合后的 UV 光固化油墨在有效贮存期内不能胶化；颜料配合使用时，光固化油墨中每种颜料的用量必须准确；油墨中颜料的浓度要高，颜色要鲜艳，分散性要好，着色力要足；要选择对紫外光谱吸收率低的颜料，以免妨碍光固化油墨的固化速度；颜料在紫外光下或固化反应时要求不变色。
不同颜料对紫外线光谱的吸收和反射能力不同，因此光固化油墨的固化速度也因颜料不同而不同。透明度好的颜料由于紫外线透过率高，固化速度较快；炭黑对紫外线的吸收能力较强，固化速度最慢；白色颜料反射率高，也会阻碍固化。
根据上述原理，紫外光固化油墨中使用的颜料一般包括二氧化钛、联苯胺黄、酞菁蓝、永固红、桃红、宝石红、耐光深红、炭黑等。
2) 光固化粘接材料
在紫外线光固化油墨中，光固化粘合剂尤为重要。对它的要求是：光固化粘合剂的颜色要浅，透明度要好；光固化活性要高，在紫外线下能瞬间干燥；成膜后的光泽度要好，附着力要强，韧性和抗冲击性要好；光固化粘合剂的酸值不能太高（一般在 20 以下），否则油墨存放时容易凝胶；与颜料的润湿性要好。对于紫外光固化粘合剂，不能只选择一种光固化树脂，大多使用两种或两种以上的光固化树脂或预聚物和交联剂。例如，可以使用一种或多种丙烯酸树脂作为基料。最常用的材料是以聚氨酯、环氧树脂或聚酯树脂为基础的三官能结构。
在实际应用中，很大一部分实际上并不是树脂，而是不饱和化合物（也称为活性单体）的酯类，例如 TMPTA CAS 15625-89-5, NPGDA CAS 2223-82-7, HDDA CAS 13048-33-4, 伊博马 cas 7534-94-3等。不过，它们可以与光固化树脂结合使用，以促进光聚合固化。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯是一种高活性、低粘度（一般为 0.05～0.15Pa-s，25℃）的稀释剂，可提供硬度和亮度，并能提高固化速度，特别适用于需要较低粘度和较高活性的配方。
不饱和聚酯是一种具有不饱和双键线性结构的高聚物。任何可与这种高聚物交联和共聚的单体都称为交联剂，也称为 "架桥剂"。聚酯通过交联形成网络结构。交联剂的主要功能有两个：在光聚合中交联和固化；作为稀释剂，它可以降低体系的粘度，提高树脂的流动性。理想的交联剂也是理想的活性稀释剂，可根据以下原则进行选择。与树脂有较好的混溶性，能溶解和稀释不饱和聚酯，能参与光固化反应；具有良好的光敏性和优异的光固化活性；能改善固化后薄膜的物理性能；挥发性低、无味、无毒；来源丰富、价格便宜。要选择合适的交联剂，还需要考虑树脂本身的特性，综合各种因素，相互借鉴，才能取得更好的效果。
在聚合体系中，除单体外，还添加了一种易被光分解或激发的化合物，称为光敏剂（也称敏化剂）。由此产生的光聚合称为光敏化光聚合。用于增强光聚合的光敏剂通常会吸收比单体波长更长的光，并分解产生自由基；或者光激发引起二次反应产生自由基，这两种反应都会导致光聚合。
紫外光固化油墨中常用的光敏剂主要有两大类：酮类，如二苯甲酮、联苯甲酰、朱赤酮、对苯基二苯甲酮、卤代苯乙酮等；安息香及其醚类，如安息香、安息香甲醚、安息香醚、安息香丁醚、α-甲基安息香、α-苯基安息香等。它们的共同特点是都含有Ⅴ基和芳香酮基。它们之间的区别在于，安息香本身可以通过光化学作用引发烯烃单体，因此既是光敏剂又是光引发剂；而安息香在光化学作用后往往需要与其他分子发生作用。为了引发乙烯单体的聚合，它严格来说是一种光敏剂，而不是良好的光引发剂，通常需要与其他化合物配合使用。尽管如此，这两类物质的共同特点是基团中含有芳香族酮基，首先进行光敏化。紫外线固化油墨中光敏剂的用量一般为 1% 至 10%（质量分数），最好为 3% 至 6%。光敏剂用量过少时，光的 "架桥 "速度会减慢，不利于应用。另一方面，如果光敏剂用量过多，光固化速度不一定会提高，这不仅在经济上不合理，而且会降低固化结膜的强度，影响墨膜的性能。
在自由基聚合过程中，由于某些少量物质的存在，单体和不饱和树脂的聚合不能发生，这就是所谓的聚合抑制，造成这种现象的物质称为聚合抑制剂。01%〜0.20%。 阻聚剂不应该抑制光固化反应，只是为了防止热聚合反应才加入的，因此，不饱和聚酯的用量为 0.
3) 辅助
蜡通常用作油墨的辅助剂，以提高油墨的耐摩擦性并降低粘度。在油墨中使用蜡的基本要求是高熔点和微晶。可用于油墨的蜡有微晶蜡和聚乙烯蜡。此外，还可添加少量叔胺、膦的衍生物等作为辅助剂。
4.紫外线固化油墨的技术指标和印刷适性
1) 紫外线固化油墨的规格
颜色与标准样品相似；细度为 15～25μm；流动性为 20～35mm；着色强度为 90%～110%；粘度为 15～25（32℃）；冲击强度为 29.4N m；1～2s。
2) 紫外线固化油墨的可印刷性
油墨的混合。光固化油墨可以相互混合，但不能与普通油墨混合。从原来的油墨换成光固油墨时，应在印刷前进行清洗。
油墨清洗。适用于清洁溶剂的光固化油墨专用产品。在印刷过程中，如果清洁溶剂残留在墨辊、橡皮布和水辊上，就会成为油墨干燥不良和着墨不良的原因，因此必须彻底清除。
辅助材料。辅助材料中有降粘剂、干燥剂和硬化剂。降粘剂用于降低油墨的粘度，添加量应在 5% 以内。干燥剂用于提高光固油墨的同化速度，添加量应在 2% 以内；固化剂的最大添加量为 10%，超过此值则无效果。本助剂为光固化油墨专用产品，一般助剂不能使用。
5.使用 UV 光固化油墨的要点
由于 UV 油墨的干燥特性，它的应用范围非常广泛，尤其适合在非吸收性材料上印刷。如果不考虑价格因素，UV 光固化油墨可用于各种印刷方式的印刷机，印刷材料包括纸张、塑料和塑料薄膜、铝箔、金属等。
使用紫外线光固化油墨印刷时，印刷机各色组的出纸部分应配备紫外线光照射装置，灯管的长度和功率应根据印刷幅面确定。一般情况下，灯管与印刷品之间的距离约为 20 厘米或更短。一般配有专用的印刷墨辊和橡皮布。
在使用 UV 油墨的过程中，不能与一般油墨混用。在印刷中，由原来的油墨转换为 UV 光固化油墨时，应将原来的油墨清洗干净，然后换成 UV 光固化油墨，同时必须使用特殊的辅助剂来调整油墨的适应性。如降粘剂、固化剂、干燥剂等。专用降粘剂的作用是降低 UV 光固化油墨的粘度，其添加量应控制在 5% 以内，否则会降低油墨的硬度；涂膜硬化剂的作用是提高墨层的强度，其最大限量为 10%；催干剂的作用是加快油墨的固化速度，其添加量应控制在 2% 以内。
印刷中途或印刷结束时，必须清洗墨辊、橡皮布、印版、水辊和润墨器。应使用紫外光固化油墨专用清洗溶剂，清洗必须彻底，以免上墨不良或油墨干燥不良。
UV 光固化油墨的使用和贮存应避免阳光直射，应贮存在 20 ° C 的暗处，贮存期不宜过长，一般有效期为 6 个月。
How formulators usually evaluate this photoinitiator topic
When technical buyers or formulators screen photoinitiators, the most useful decision frame is usually cure quality plus application fit: which package cures reliably, keeps appearance acceptable, and still works under the lamp, film thickness, and substrate conditions of the actual process.
- Match the package to the lamp first: mercury lamps, UV LEDs, and visible-light systems can rank the same photoinitiators very differently.
- Check depth cure and surface cure separately: a film that feels dry on top can still be weak underneath.
- Balance yellowing with reactivity: the strongest deep-cure route is not always the best commercial choice if color or migration risk becomes unacceptable.
- Use the final formula as the benchmark: pigment load, monomer package, and film thickness can all change the apparent ranking of the same initiator.
Recommended product references
- CHLUMINIT 819: Useful when a formulation needs stronger absorption and deeper cure support.
- CHLUMINIT 1173: A practical comparison point for classic short-wave UV initiation.
- CHLUMINIT ITX: A useful long-wave support route in many printing-ink packages.
- CHLUMINIT CQ: A direct reference for visible-light and color-sensitive curing discussions.
FAQ for buyers and formulators
Why are blended photoinitiator packages so common?
Because one product may control yellowing or lamp fit well while another improves cure depth or line-speed performance, so the full package is often stronger than any single grade.
Should incomplete cure always be solved by adding more initiator?
Not automatically. The real limitation may be the lamp, film thickness, pigment shading, or the rest of the reactive system rather than simple under-dosage.
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| 光引发剂 TPO | 化学文摘社编号 75980-60-8 |
| 光引发剂 TMO | cas 270586-78-2 |
| 光引发剂 PD-01 | 化学文摘社编号 579-07-7 |
| 光引发剂 PBZ | 化学文摘社编号 2128-93-0 |
| 光引发剂 OXE-02 | cas 478556-66-0 |
| 光引发剂 OMBB | 化学文摘社 606-28-0 |
| 光引发剂 MPBZ (6012) | CAS 86428-83-3 |
| 光引发剂 MBP | 化学文摘社编号 134-84-9 |
| 光引发剂 MBF | 化学文摘社编号 15206-55-0 |
| 光引发剂 LAP | 化学文摘社编号 85073-19-4 |
| 光引发剂 ITX | CAS 5495-84-1 |
| 光引发剂 EMK | 化学文摘社编号 90-93-7 |
| 光引发剂 EHA | 化学文摘社编号 21245-02-3 |
| 光引发剂 EDB | CAS 10287-53-3 |
| 光引发剂 DETX | 化学文摘社编号 82799-44-8 |
| 光引发剂 CQ / 樟脑醌 | 化学文摘社编号 10373-78-1 |
| 光引发剂 CBP | 化学文摘社编号 134-85-0 |
| 光引发剂 BP / 二苯甲酮 | 化学文摘社编号 119-61-9 |
| 光引发剂 BMS | 化学文摘社 83846-85-9 |
| 光引发剂 938 | 化学文摘社编号 61358-25-6 |
| 光引发剂 937 | CAS 71786-70-4 |
| 光引发剂 819 DW | cas 162881-26-7 |
| 光引发剂 819 | cas 162881-26-7 |
| 光引发剂 784 | cas 125051-32-3 |
| 光引发剂 754 | CAS 211510-16-6 442536-99-4 |
| 光引发剂 6993 | 化学文摘社编号 71449-78-0 |
| 光引发剂 6976 | cas 71449-78-0 89452-37-9 108-32-7 |
| 光引发剂 379 | cas 119344-86-4 |
| 光引发剂 369 | cas 119313-12-1 |
| 光引发剂 160 | 化学文摘社编号 71868-15-0 |
| 光引发剂 1206 | |
| 光引发剂 1173 | 化学文摘社编号 7473-98-5 |