UV喷墨印刷技术应用(2)

2010/8/29 18:11:45

UV固化装置的性能和光聚合的课题

对UV喷墨油墨用灯装置的要求有：

① 紧凑的设备设计。
② 可在办公室内设置。
③ 可当作复印机应用。
④ 不挑选供作媒介用的基材。
⑤ 在任何基材上都能成像。
⑥ 不需熟练技术也可获得稳定的图像。
⑦ 使用者对设备的维修管理很方便。
为满足上述理想的设计要求，对UV灯装置的设计表述如下。

● 小型化设计
安装在小型喷墨印刷机上的UV灯，必须是不占容积的结构并容易装卸的设计才行，同时附属设备如灯用致冷吹风等装置也要小型，风量小且油墨从印刷头喷出时不造成影响的才行。

● 高照度输出及光谱匹配
为了获得高品质输出图像，要求来自UV灯的高照度输出与固化所需要的光谱带相匹配。

①　固化速度
不使用稀释溶剂就能实现低粘度(约5～20mP·s)的油墨才好，否则从印刷头喷不出油墨。使用此低粘度油墨，要想追求高品质图像，在油墨落到基材上后，必须立即完成光聚合，否则落着的点子形状发生变化导致图像品质恶化。UV油墨应维持大的表面张力，设法使落着的油墨形状能长时间保持下来。要想在各种基材和油墨之间保持一定的表面张力是困难的，然而重要的是油墨的固化速度应根据UV灯来提升。

表2 是使用拉曼分光计测得的丙烯酸酯单体的C=C转换的数据，测试分别使用高照度及低照度的UV灯，在同等的累计光量下进行测定。高照度灯场合，以1s以下的照射时间针对约20μm厚的墨膜,可得86%的转换率，相比之下，低照度灯的场合，照射时间花费56s，却只得到17%的转换率。由此证明高照度输出灯对提高固化速度更为有利。

②　沿深度方向的固化

对于纸基材这一类具有吸墨性的材料，必须使渗透到基材内部的油墨也能实现UV固化。不仅是在高速下将油墨表面固化，而且在深度上也要完成充分的固化，因此不能将油墨的吸光度提得太高。因为如果将吸光度提得太高，墨膜的上层部分和下层部分之间，吸光度差异变大，从而使下层部位固化不足。这可以根据朗巴持一比耳的定律解明。图3（见下页）中的固化墨膜的吸光度的变化情况是，在墨膜下层部位 (Bottoml%)，吸光度若超过一定数值（0.43），吸光量便减少；而墨膜上层部位(Topl%)的吸光量则与吸光度成比例地增加。