Определение и классификация УФ-чернил и их применение

9 февраля, 2022 Longchang Chemical

Определение и классификация УФ-красок и их применение
1. Обзор ультрафиолетовой отверждаемой сушки (УФ) чернил

Ультрафиолетовые отверждаемые сушки флексографские чернила, называемые УФ-чернилами, УФ-чернила — это, по сути, жидкие чернила, которые могут превращаться из жидких в твердые под облучением ультрафиолетовыми лучами определенной длины волны.

Сравнивая состав УФ-чернил с составом традиционных чернил, можно обнаружить, что они сильно отличаются. Разница в том, что образование пленки УФ-чернил — это химическая реакция от мономера до полимера; в то время как образование пленки традиционных чернил — это физическое действие, смола уже является полимером, а растворитель — это полимер, который растворяет твердый полимер в жидкость. Это помогает покрыть чернила на подложке, а затем растворитель улетучивается или поглощается, так что жидкий полимер может быть восстановлен до исходного твердого состояния. УФ-чернила в основном состоят из пигментов, преполимеров, реактивных разбавителей, фотоинициаторов и добавок.

Стремительное развитие печатной индустрии требует не только высокого качества и высокой эффективности, снижения затрат, но и отсутствия загрязнения окружающей среды. УФ-чернила могут быть напечатаны на любой подложке, а качество напечатанного продукта лучше, чем у флексографских печатных красок на основе растворителя и на водной основе. УФ-чернила были широко использованы в зарубежных странах. В офсетной печати, трафаретной печати, флексографической печати и буквенной печати, потребление УФ-чернил растет год от года. Ежегодные темпы роста УФ-красок в Европе, Америке и Японии составляют от 9% до 12%.

 

2. характеристики ультрафиолетового света отверждения чернил

Ультрафиолетовый свет представляет собой электромагнитную волну с более короткой длиной волны, чем видимый свет, и различные длины волн имеют различную энергию. Как правило, длина волны ультрафиолетового света, используемого для отверждения УФ-свет отверждаемых чернил составляет 250 ~ 400 нм. В качестве источников ультрафиолетового света в промышленности обычно используются ртутные лампы высокого давления и металлогалогенные лампы, которые имеют наибольшую эффективность в диапазоне 200~300 нм и 300~400 нм соответственно. Поэтому ртутные лампы высокого давления обычно используются для бесцветных УФ-отверждаемых красок, а металлогалогенные лампы — для цветных УФ-отверждаемых красок.

Основная особенность УФ-отверждаемых чернил, которая отличается от других типов чернил, заключается в том, что слой чернил отверждается и формируется в пленку под воздействием сильного ультрафиолетового света, а пленкообразующее вещество инициируется фотоинициатором и подвергается быстрой реакции полимеризации, которая завершается в течение нескольких секунд — десятков секунд. Если чернила не подвергаются воздействию сильного ультрафиолетового света, то даже при нагревании они будут находиться в липком состоянии в течение длительного времени и не смогут отверждаться. Основные преимущества УФ-отверждения света чернил: a. Он может вылечить толстый слой чернил в одно время, и максимальная толщина слоя чернил может достигать 100 ~ 150 мкм; b. Короткое время отверждения, меньшее потребление энергии, экономия печатной площади и пространства, и высокая эффективность производства; c. Отсутствие органического растворителя, почти 100% отвержденная пленка, отсутствие улетучивания органического растворителя, уменьшение загрязнения окружающей среды; d. Применимо к печати субстратов с большой теплоемкостью; e. Отпечатки изысканные, хорошего качества и высокого класса, а отвержденная чернильная пленка имеет хорошую термостойкость, устойчивость к растворителям и устойчивость к царапинам.

 

3. характеристики состава ультрафиолетового света отверждения чернил

Ультрафиолетовый свет отверждения чернил, также известный как ультрафиолетовые чернила сушки или УФ-чернила. Это вид чернил, которые поглощают световую энергию определенной длины волны и производит фотохимическую реакцию под ультрафиолетовым облучением, чтобы быстро завершить преобразование из жидкости в твердое тело.

В этих чернилах нет растворителя, и только при условии ультрафиолетового облучения фотохимическая реакция может происходить быстро, что позволяет достичь цели быстрого высыхания. Именно благодаря этой особенности краска преодолевает проблему изменения характеристик на печатной машине, а также решает проблему быстрого высыхания после переноса краски на поверхность подложки. Такие краски не только отвечают требованиям высокоскоростной многоцветной печати за один раз, но и обеспечивают удобство при печати на невпитывающих материалах.

Как и другие краски, УФ-отверждаемые чернила состоят из пигментов, связующих и вспомогательных материалов, но поскольку для высыхания чернил необходимо полагаться на фотохимические реакции, существуют особые требования к использованию связующих, то есть к использованию светового твердого связующего материала. Фотоотверждаемый связующий материал в основном состоит из светочувствительной смолы или преполимера, сшивающего агента, фотоинициатора и других веществ.

1) Пигмент

Требование УФ-отверждаемых чернил для пигментов является то, что смешивание свойство хорошо, и УФ-отверждаемых чернил не может быть гель в течение эффективного периода хранения после смешивания; когда пигменты используются вместе, дозировка каждого пигмента в светоотверждаемых чернил должны быть точными; пигменты Концентрация чернил должна быть высокой, цвет должен быть ярким, он должен иметь отличную дисперсность и достаточную прочность тонирования; пигмент с низким коэффициентом поглощения ультрафиолетового спектра должны быть выбраны, чтобы не препятствовать скорости отверждения света чернил; когда пигмент подвергается воздействию ультрафиолетового света или требуется, чтобы не изменить цвет во время реакции отверждения.

Различные пигменты имеют различные поглощения и отражения ультрафиолетового спектра, поэтому, скорость отверждения света чернила также отличается из-за различных пигментов. Пигменты с хорошей прозрачностью быстрее затвердевают благодаря высокой пропускаемости ультрафиолета; сажа имеет более высокую способность к поглощению ультрафиолета и затвердевает медленнее всего; белые пигменты обладают высокой отражающей способностью, что также препятствует затвердеванию.

В соответствии с вышеизложенными принципами, пигменты, используемые в УФ-отверждаемых красках, обычно включают диоксид титана, бензидиновый желтый, фталоцианиновый синий, перманентный красный, персиковый красный, сапфировый красный, светостойкий насыщенный красный, сажу и т.д.

2) Светоотверждаемый связующий материал

В ультрафиолетовых светоотверждаемых чернилах особенно важно фотоотверждаемое связующее. Требования к нему следующие: фотоотверждаемое связующее должно быть светлым по цвету и хорошим по прозрачности; активность фотоотверждения должна быть высокой, и оно должно мгновенно высыхать под ультрафиолетовым светом; блеск после пленки должен быть хорошим, адгезия должна быть сильной, а прочность и ударопрочность должны быть отличными; кислотное число фотоотверждаемого связующего не должно быть слишком высоким (обычно ниже 20), иначе оно легко загустеет при хранении краски; смачиваемость с пигментом должна быть хорошей. Для УФ-отверждаемых связующих может быть выбрана не только одна фотоотверждаемая смола, но чаще всего используются две или более фотоотверждаемых смол или преполимеров и сшивающих агентов. Например, в качестве основы может быть использована одна или несколько акриловых смол. Чаще всего используются трифункциональные конфигурации на основе уретановых, эпоксидных или полиэфирных смол.

В практическом применении большая часть из них представляет собой не смолу, а сложные эфиры ненасыщенных соединений, также известных как активные мономеры, такие как Monomer TMPTA CAS 15625-89-5, Monomer NPGDA CAS 2223-82-7, Monomer HDDA CAS 13048-33-4, Monomer IBOMA CAS 7534-94-3 и т.д. Однако они могут использоваться в сочетании с фотодокументируемыми смолами для облегчения фотополимеризационного отверждения. Триметилолпропан триакрилат является высокореактивным, низковязким (обычно 0,05~0,15 Па-с, 25℃) разбавителем, который может обеспечить твердость и яркость, и может увеличить скорость фиксации, он особенно подходит для составов, требующих более низкой вязкости и высокой реакционной способности.

Ненасыщенный полиэфир — это высокомолекулярный полимер с линейной структурой ненасыщенных двойных связей. Любой мономер, который может быть сшит и сополимеризован с этим высоким полимером, называется сшивающим агентом, также известным как «мостиковый агент». Полиэстер сшивается в сетевую структуру. Существует две основные функции сшивающего агента: сшивание и отверждение при фотополимеризации; в качестве разбавителя он снижает вязкость системы и улучшает текучесть смолы. Идеальный сшивающий агент также является идеальным реактивным разбавителем, который может быть выбран в соответствии со следующими принципами. Он лучше смешивается со смолой, может растворять и разбавлять ненасыщенные полиэфиры и участвовать в реакции фотоотверждения; обладает хорошей светочувствительностью и отличной фотоотверждаемостью. Активность; улучшение физических свойств пленки после отверждения; низкая летучесть, отсутствие запаха, нетоксичность; богатые источники, дешевизна. Чтобы выбрать подходящий сшивающий агент, необходимо также учитывать характеристики самой смолы, интегрировать различные факторы и учиться друг у друга, чтобы добиться лучших результатов.

В системе полимеризации в дополнение к мономеру добавляется соединение, которое легко разлагается или возбуждается светом, — фотосенсибилизатор (также называемый сенсибилизатором). Получаемая в результате фотополимеризация называется фотосенсибилизированной фотополимеризацией. Фотосенсибилизатор, используемый для усиления фотополимеризации, обычно поглощает свет с большей длиной волны, чем мономер, и разлагается с образованием свободных радикалов; или же фотовозбуждение вызывает вторичные реакции с образованием свободных радикалов, что в обоих случаях приводит к фотополимеризации.

Существуют две основные категории фотосенсибилизаторов, обычно используемых в УФ-отверждаемых красках: кетоны, такие как бензофенон, бибензоил, кетон жучи, п-фенилбензофенон, галогенированный ацетофенон; бензоин и его эфиры, такие как бензоин, бензоин метиловый эфир, бензоиновый эфир, бензоин бутиловый эфир, альфа-метил бензоин, альфа-фенил бензоин. Их общей особенностью является то, что все они содержат основания и ароматические кетоновые группы. Разница между ними заключается в том, что бензоины сами могут инициировать полимеризацию олефиновых мономеров путем фотохимического воздействия, поэтому они являются одновременно фотосенсибилизаторами и фотоинициаторами; в то время как бензоины часто должны взаимодействовать с другими молекулами после фотохимического воздействия. Для того чтобы инициировать полимеризацию этиленовых мономеров, он является строго фотосенсибилизатором, а не хорошим фотоинициатором, и часто должен использоваться в сочетании с другими соединениями. Тем не менее, общей чертой этих двух типов веществ является наличие в их составе ароматических кетоновых групп, которые первыми осуществляют фотосенсибилизацию. Дозировка фотосенсибилизатора в чернилах, отверждаемых УФ-светом, обычно составляет от 1% до 10% (массовая доля), предпочтительно от 3% до 6%. Если количество фотосенсибилизатора слишком мало, скорость «перекрытия» света замедляется, что не способствует применению. С другой стороны, если количество фотосенсибилизатора слишком велико, скорость фотоотверждения не обязательно увеличится, что не только экономически нецелесообразно, но и приведет к снижению прочности отвержденной конъюнктивы и повлияет на эксплуатационные характеристики чернильной пленки.

В процессе свободнорадикальной полимеризации из-за наличия небольшого количества веществ полимеризация мономеров и ненасыщенных смол не может происходить, что называется ингибированием полимеризации, а вещества, вызывающие это явление, называются ингибиторами полимеризации. 01%〜0. 20%。 Ингибитор полимеризации не должен ингибировать реакцию фотоотверждения, только для предотвращения реакции термической полимеризации был добавлен, поэтому количество ненасыщенного полиэфира 0. 01% ~ 0. 20%.

3) Вспомогательные вещества

Воски часто используются в качестве вспомогательных веществ в красках для улучшения сопротивления трения красок и снижения вязкости. Основными требованиями для использования восков в красках являются высокая температура плавления и микрокристаллическая структура. Воски, которые могут быть использованы в красках, — это микрокристаллические воски и полиэтиленовые воски. Кроме того, в качестве вспомогательных веществ добавляется небольшое количество третичных аминов, производных фосфина и т. д.

4. Технические показатели и пригодность УФ-отверждаемых красок к печати
1) Технические характеристики УФ-отверждаемых чернил

Цвет аналогичен стандартному образцу; тонкость 15~25μm; текучесть 20~35mm; прочность тонирования 90%~110%; вязкость 15~25 (32℃); сила удара 29.4N m; 1~2s.

2) Печатаемость УФ-отверждаемых красок

Смешивание красок. Светоотверждаемые краски можно смешивать друг с другом, но не с обычными красками. При переходе от оригинальных чернил к светоотверждаемым чернилам, их необходимо промыть перед печатью.

Очистка чернил. Специальное средство для светоотверждаемых чернил, применяемое для очистки растворителей. Во время печати, если чистящий растворитель останется на чернильном валике, покрытии и водяном валике, он станет причиной плохого высыхания чернил и некачественной печати, поэтому его необходимо полностью удалить.

Вспомогательные материалы. Во вспомогательных материалах есть понизители вязкости, осушители и отвердители. Понизитель вязкости используется для снижения вязкости чернил, и количество добавок должно быть в пределах 5%. Если превысить это количество, затвердевание чернил будет снижено; осушитель используется для увеличения скорости ассимиляции светло-твердых чернил, и количество добавок должно быть в пределах 2%; максимальное количество отвердителя составляет 10%, за пределами которого нет никакого эффекта. Этот адъювант является специальным продуктом для светоотверждаемых чернил, и общие адъюванты не могут быть использованы.

5. Основные моменты использования ультрафиолетового света отверждения чернил

Благодаря характеристикам высыхания УФ-чернил, они имеют широкий спектр применения и особенно подходят для печати на невпитывающих материалах. Если не учитывать ценовой фактор, то УФ-чернила могут использоваться в печатных машинах различных способов печати, а материалами для печати являются бумага, пластик и пластиковая пленка, алюминиевая фольга, металл и т.д.

При печати УФ-краской выходная часть бумаги каждой цветовой группы печатной машины должна быть оснащена устройством облучения УФ-светом, а длина и мощность ламповой трубки должны быть определены в зависимости от формата печати. Как правило, расстояние между трубкой лампы и запечатываемым материалом составляет около 20 см или меньше. Как правило, они оснащены специальным валиком для печатной краски и покрывалом.

В процессе использования УФ-чернил, они не должны быть смешаны с общими чернилами. В печати, при преобразовании из оригинальных чернил в УФ-отверждаемые чернила, оригинальные чернила должны быть очищены, а затем заменить УФ-отверждаемые чернила, и специальные вспомогательные средства должны быть использованы для настройки адаптации чернил. Такие как вязкость редуктор, отвердитель, сушилка и т.д. Функция специального редуктора вязкости заключается в снижении вязкости УФ-отверждения света чернил, и его количество добавки должны контролироваться в пределах 5%, в противном случае твердость чернил будет уменьшена; фильм отвердитель для улучшения прочности слоя чернил, и максимальный предел составляет 10%; роль сушки агента является ускорить скорость отверждения чернил, и количество добавки должны быть контролируется в пределах 2%.

В середине печати или в конце печати, необходимо очистить чернильный валик, одеяло, печатную форму, водяной валик и фонтанчик для чернил. Следует использовать специальный промывочный растворитель для ультрафиолетовых светоотверждаемых чернил, и очистка должна быть тщательной, чтобы избежать плохой печати или плохого высыхания чернил.

Использование и хранение ультрафиолетового света отверждения чернил следует избегать прямых солнечных лучей, и должны храниться в темном месте при 20 ° C. Срок хранения не должен быть слишком долго, и общий срок годности составляет 6 месяцев.

UV Photoinitiator Same series products

Product name CAS NO. Chemical name
Photoinitiator TPO 75980-60-8 Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide
Photoinitiator TPO-L 84434-11-7 Ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinate
Photoinitiator 819/920 162881-26-7 Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide
Photoinitiator 819 DW 162881-26-7 Irgacure 819 DW
Photoinitiator ITX 5495-84-1 2-Isopropylthioxanthone
Photoinitiator DETX 82799-44-8 2,4-Diethyl-9H-thioxanthen-9-one
Photoinitiator BDK/651 24650-42-8 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone
Photoinitiator 907 71868-10-5 2-Methyl-4′-(methylthio)-2-morpholinopropiophenone
Photoinitiator 184 947-19-3 1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone
Photoinitiator MBF 15206-55-0 Methyl benzoylformate
Photoinitiator 150 163702-01-0 Benzene, (1-methylethenyl)-, homopolymer,ar-(2-hydroxy-2-methyl-1-oxopropyl) derivs
Photoinitiator 160 71868-15-0 Difunctional alpha hydroxy ketone
Photoinitiator 1173 7473-98-5 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone
Photoinitiator EMK 90-93-7 4,4′-Bis(diethylamino) benzophenone
Photoinitiator PBZ 2128-93-0 4-Benzoylbiphenyl
Photoinitiator OMBB/MBB 606-28-0 Methyl 2-benzoylbenzoate
Photoinitiator 784/FMT 125051-32-3 BIS(2,6-DIFLUORO-3-(1-HYDROPYRROL-1-YL)PHENYL)TITANOCENE
Photoinitiator BP 119-61-9 Benzophenone
Photoinitiator 754 211510-16-6 Benzeneacetic acid, alpha-oxo-, Oxydi-2,1-ethanediyl ester
Photoinitiator CBP 134-85-0 4-Chlorobenzophenone
Photoinitiator MBP 134-84-9 4-Methylbenzophenone
Photoinitiator EHA 21245-02-3 2-Ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate
Photoinitiator DMB 2208-05-1 2-(Dimethylamino)ethyl benzoate
Photoinitiator EDB 10287-53-3 Ethyl 4-dimethylaminobenzoate
Photoinitiator 250 344562-80-7 (4-Methylphenyl) [4-(2-methylpropyl)phenyl] iodoniumhexafluorophosphate
Photoinitiator 369 119313-12-1 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-4′-morpholinobutyrophenone
Photoinitiator 379 119344-86-4 1-Butanone, 2-(dimethylamino)-2-(4-methylphenyl)methyl-1-4-(4-morpholinyl)phenyl-
Photoinitiator 938 61358-25-6 Bis(4-tert-butylphenyl)iodonium hexafluorophosphate
Photoinitiator 6992 MX 75482-18-7 & 74227-35-3 Cationic Photoinitiator UVI-6992
Photoinitiator 6992 68156-13-8 Diphenyl(4-phenylthio)phenylsufonium hexafluorophosphate
Photoinitiator 6993-S 71449-78-0 & 89452-37-9 Mixed type triarylsulfonium hexafluoroantimonate salts
Photoinitiator 6993-P 71449-78-0 4-Thiophenyl phenyl diphenyl sulfonium hexafluoroantimonate
Photoinitiator 1206 Photoinitiator APi-1206

Contact Us Now!

If you need COA, MSDS or TDS, please fill in your contact information in the form below, we will usually contact you within 24 hours. You could also email me info@longchangchemical.com during working hours ( 8:30 am to 6:00 pm UTC+8 Mon.~Sat. ) or use the website live chat to get prompt reply.

Свяжитесь с нами

Мы приглашаем вас связаться с нами для получения дополнительной информации о любой из наших продуктов или услуг.