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UV喷墨油墨在数码标签印刷中的性能要求

日期:2020-3-12 阅读1136次

  1、黏度
  为了保证UV喷墨油墨能从喷嘴顺利喷出、获得品质优良的数码标签印品,其黏度必须控制在一定范围内。若黏度太高,UV喷墨油墨在断裂时会拖尾并呈拉丝状;若黏度太低,喷出的墨滴易破碎。同时,UV喷墨油墨的黏度对墨滴的喷射速度也有较大影响。若黏度太高,相应地喷射速度降低,甚至导致墨滴无法落在目标位置上,出现残次数码标签印品;若黏度过低,有可能无法正常喷出墨滴,而是从喷嘴处向外滴墨。
  影响UV喷墨油墨黏度的因素有很多,如其组成部分,即预聚物、单体以及颜料等。通常分子量大的预聚物,其自身黏度也较大,所以在制备UV喷墨油墨时,建议选择黏度较小的预聚物。UV喷墨油墨体系的黏度主要靠单体来调节,一般来说,单体的官能度越高,由其制成的UV喷墨油墨体系黏度也越大。
  笔者曾做过这样的一组实验,得到的结果与上述结论一致。在保证其他组分和比例一定的条件下,选择三种不同官能度的单体(单官能团单体EOEOEA、双官能团单体TPGDA和三官能团单体TMPTA)分别制备UV喷墨油墨,并研究不同单体对黏度的影响。随着单体官能度的增加,UV喷墨油墨的黏度也相应增加。这主要是由于单体官能度增加,分子间的相互作用力随之增大,单体的稀释作用减弱,从而导致油墨体系黏度上升。
  此外,UV喷墨油墨的黏度还要受到颜料颗粒的粒径、分散状态等因素的影响。一般的,UV喷墨油墨所选用颜料颗粒的粒径小于0.5μm。颜料在UV喷墨油墨体系中的分散效果好,不易发生凝聚现象,UV喷墨油墨体系的黏度也就越小。
  2、固化速度
  UV喷墨油墨的优势就在于其瞬时固化的特性。较高的固化速度对于满足当前越来越强烈的短版化、美观化、多元化等数码标签的印刷需求是非常有利的。
  UV喷墨油墨的固化速度受到多重因素的影响。笔者在制备UV喷墨油墨时发现:光引发剂的光谱特性与UV光源辐照峰的匹配性决定了UV喷墨油墨能否顺利固化,只有当光引发剂的吸收光谱与UV光源辐照峰相匹配时,UV喷墨油墨才能被引发,从而固化。在保证其他组分和比例一致的条件下,选用四种不同光引发剂(光引发剂TPO、光引发剂184、光引发剂1173、光引发剂ITX)制备UV喷墨油墨(黄色),研究光引发剂种类对固化速度的影响(所选UV光源的辐照峰在250nm、310nm、380nm附近;以固化率来表征固化速度)。
  制备UV喷墨油墨所选用的黄色颜料对紫外光的吸收较弱,其UV光源的透光窗口在245~255nm和290~315nm附近。光引发剂184的主吸收峰在245nm附近,接近黄色颜料的透光窗口,与UV光源的辐照峰250nm相接近。光引发剂TPO在269nm、298nm、379nm、393nm多处有吸收峰,其中298nm处的吸收峰位于黄色颜料的透光窗口290~315nm内,与UV光源的辐照峰310nm附近相对应。由此可见,光引发剂184和光引发剂TPO的固化率较高。而光引发剂1173的吸收峰在330nm及320nm附近,光引发剂ITX在380nm处有吸收峰,与透光窗口相差较远,再加之这两种光引发剂自身的引发效率不高,所以固化率较低。
  单体官能度、预聚物种类以及颜料浓度也是影响UV喷墨油墨固化速度的主要因素。通常,单体官能度越高,活性越大,固化速度也越快;但在选择较高官能度单体的同时,也要充分考虑到单体对UV喷墨油墨黏度的影响。也就是说,在制备UV喷墨油墨时,要充分考虑各影响因素,合理提高固化速度,同时又不能以降低其他性能为代价。
  3、表面张力
  在UV喷墨油墨体系中,表面张力主要是由预聚物和单体的表面张力所决定的。通常可以通过添加辐射固化类助剂(如润湿剂)来调节UV喷墨油墨的表面张力。
  表面张力对UV喷墨油墨在喷射过程中墨滴的形成和喷墨印刷质量有着重要影响。若表面张力过高,一方面会导致细小墨滴难以形成,可能出现墨滴断裂长度大,形成拖尾,直接影响成像质量;另一方面,过高的表面张力使喷嘴表面不易被润湿,影响墨滴的线性运行,也影响墨滴在承印材料上的润湿性、渗透性及油墨的干燥性。若表面张力过低,会导致墨滴形状不稳定,容易出现星状溅射问题,造成非图文部分带脏,影响图像质量。因此,UV喷墨油墨的表面张力应控制在既能够满足油墨在承印材料上顺利铺展,又能满足其在喷墨过程中形成足够细小墨滴的需求。一般来说,数码印刷中UV喷墨油墨的表面张力应控制在22~44mN/m,具体还要考虑所采用的喷墨印刷设备类型及承印材料性能。
  除了上述三种主要性能之外,在数码标签的印刷过程中,UV喷墨油墨的pH值、分散特性、颜料颗粒的粒径等其他性能均对数码标签的印刷质量有一定的影响。因此,在选择和配制UV喷墨油墨过程中,要注意综合考虑UV喷墨油墨的各项性能以及UV喷墨油墨与承印材料、喷墨印刷设备等其他因素的匹配性。