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UV油墨印刷干燥问题,90%的企业靠这几招搞掂

发布时间:2023-02-23 人气:421

UV油墨印刷干燥问题,90%的企业靠这几招搞掂

UV印刷最能撼动印刷业者的就是它能在各类非吸收性材质上让油墨瞬间固化,避开种种干燥问题,加速后加工处理,以及某些环保方面的优势。UV固化设备已进步到更节能环保的HUV,LE UV以及LED UV新时代;但传统UV固化设备仍将是今后3-5年内,印刷业的主流应用。本文主要针对传统UV印刷设备,探讨UV灯能量对油墨固化的影响。

固化:

1.UV油墨的干燥,我们称为固化(Curing),有别于传统油墨的氧化/渗透干燥模式

2.UV印刷,必须使用UV油墨,配合UV光源,让油墨瞬间固化

3.超额的UV能量会导致固化过头,产生油墨或光油脆化或容易剥离结果

4.UV能量不足,直接影响油墨/光油固化不足,以及种种附着不良问题

5.油墨颜色与墨层厚度(单色或叠色)会非常影响固化结果,油墨越暗或不透明墨,UV能量越不容易通过,固化结果越差。

6.不透明白墨印刷,有时比黑墨更不容易固化;原因是UV光不易透过或深入

7.印刷速度,直接影响材质上油墨接收UV能量的多少;速度越高,所接收到的能量越少。

8.实验证明,在UV油墨固化的过程中,氧气对UV固化是有制约影响的。在没有氧气的环境下,只需更少的UV能量,即可达到相同的固化效果。

9.UV油墨或光油在较高温环境下会比低温时更容易固化。

10.油墨中的光启始剂,需与UV灯光谱能量波段配合, 才能有最经济, 最佳的干燥固化效果。

认识UV光源设备

1. UV灯源真正可用的能量,只有20-25%。其余是可见光和热

2. UV固化可用光源通常分三个波段,UV-A, UV-B, UV-C

3. 含汞UV灯光谱 (标准灯源)

作用在UV-C 波段

适用於有色UV油墨及无色上光油

4. 含镓UV燈 (Gallium Doped Lamp) 光譜

作用在UV-A波段, 频谱极宽

不透明白墨专用UV灯 (油墨深层固化解决方案)

適用于中间干燥座

整合IST GDL灯管与URS反射罩技术

5. 反射罩对UV灯光谱与能量的影响

注意:
UV灯管工作,正常是向四周辐射的,反射罩的功能是将射向四方的UV能量,反射集中射向需要干燥的被印材料表面,产生最佳的固化作用。而反射罩的好坏,更会影响以下UV灯的性能:

影响UV能量反射的强度

UV灯产生的能量中只有25-30%是真正可用于固化作用的。匹配良好的UV反射罩,可以几乎将这些可用能量100%反射到被印材料上,而匹配不良的,老旧的或已污染的反射罩, 往往只能反射10-15%,甚至更低的UV能量。对能源效率而言,是极大的损耗!

影响UV频谱的宽度

UV灯工作时,会产生不同波段的UV频谱,好的反射罩必须能对不同波段的UV能量,进行全反射,达到最佳的能量效率。例如白墨专用的UV灯,可以产生極宽的UV频谱,而一般的反射罩是不一定具备全波段频谱反射功能的。当然就不能产生有效的深层固化效果。

UV灯管散热效率

好的UV反射罩,除了能完整反射所需要的UV能量外,更能透过及吸收不需要的红外线与热能,有效降低印刷面所接受的热量。对于特别是薄塑料材质的被印材料,能有效降低高温带来的不稳定伸缩。同时也能减少UV灯高温带来的其他影响(如灯管变形,室内温度与印刷色彩等)。

6.UV灯寿命与影响因素

一般UV灯管的平均寿命大约为2000到2500小时,其工作寿命由以下几个因素决定:

1.灯管的开闭次数

2.使用中与关闭后的冷却状态

3.周围环境温湿度与粉尘,墨雾多少条件

4.启动控流器的质量

5.是否定期清洁

UV固化程度的检查

我们使用UV印刷,最大的目的就是瞬间干燥,加速后加工进程。而实际作业中,面对最大的困扰却是油墨或光油干燥过度,干燥不足以及附着力的问题。

干燥过头,油墨或光油会产生脆化现象,裁切或模切压痕,也会有边缘墨层剥离/脱落等问题。干燥固化不足,同样会有墨层/光油易脱落,不耐磨,附着不良等问题。

关注:

如何知道或判断油墨/光油是否已完全干燥固化呢?以下几件事值得我们特别关注:

1.如何判断UV油墨或光油已完全干燥固化?

通过UV灯能量照射后,通常检测油墨或光油是否干透或完全固化,我们常用的方法有:

拇指按压扭转法

指甲刮涂法

胶带拉拔法 (使用胶性稳定的3M 600或3M Scotch 810胶带)

溶剂涂擦法 (使用丙酮,手工或仪器摩擦)

十字刀切割+胶带拉拔法 (使用十字切割刀+ 3M 600胶带拉拔)

进行UV油墨或光油固化程度测试时,必须考虑以下几种状态:

单独UV油墨固化检测

UV油墨 + UV光油固化检测 (可能上层光油已干,但下层油墨未完全固化)

传统油墨 + 底油 + UV光油的固化检测 (需确认传统油墨已干燥)

油墨与底纸的附着力 (是否能连底纸一起撕起?)

光油与油墨间的附着力 (是否只拉起光油层?)

光油与底纸间的附着力检测

2. 达到完全固化所需要的UV能量?

如果我们已能确认UV油墨或光油已完全固化,无脆化,附着状态良好且符合要求,我们应立即记录固化当时的车速与UV能量,这样下次翻单或印刷类似订单时,就能设定到相同UV条件下进行印刷及上光,保证良好的固化效果。

UV能量的测试,通常有两种方式:

(1)使用UV能量测试仪检测,通常有探针式与圆盘式两种主要类型:

探针式的可将探针直接插入UV灯内,检查UV实际辐射能量。通常须有设计好的专用插孔,以维护检测者的安全。圆盘式的通常用于有输送带的UV固化装置,将圆盘式测量仪置于输送带上,在一定速度下通过UV灯下,量测所接收到的UV总能量。好的UV能量检测仪,应说明或显示以下量测规格:

UV能量显示:xxx mj/cm2, mW/cm2, W/cm2

可检测的UV波段:如UV-A,UV-B,UV-C或UV-V

可检测的UV波长范围: 如280 – 400 nm

能显示不同波段所接收到的UV能量值

(2)使用UV能量贴纸检测

UV能量测试条,是利用在薄条纸片上涂布特殊感光涂层,通过UV灯照射后,根据颜色的变化,比对标准色块来判断所接收到的UV能量 (以mJ/cm2来表示)。此种方式适合用在印刷薄片材料的印刷设备上,测量材料面所接收到的UV总能量。只需将能量条贴于待测印刷材料上,印刷时通过UV灯照射后,即可得知接收能量的参数。通常能量测试条所能显示的只有所接收到所有波段能量的总和值。

UV能量测试条

10-200 mj/cm2

200-600 mj/cm2

同样在选择UV能量测试条时,应留意能量可检测的范围与波段:

可检测的UV波长: 如280 – 400 nm

UV能量显示:xxx mj/cm2或mW/cm2

UV能量检测和显示的范围:如10-200 mj/cm2或 200-600 mj/cm2

可检测的UV波段:如UV-A,UV-B,UV-C,UV-VIS

结论:

UV印刷,要求的是立即干燥/固化,而实际面对最多的问题就是固化不良,固化过头与附着不良。我们最希望提请关注的是:固化不足,直接与UV设备状态与维护有关,而固化过头,牵涉能量的浪费;两者都可能是资源的损耗。

   

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