UV印刷最能撼動印刷業(yè)者的就是它能在各類非吸收性材質(zhì)上讓油墨瞬間固化,避開種種干燥問題,加速后加工處理,以及某些環(huán)保方面的優(yōu)勢。UV固化設(shè)備已進步到更節(jié)能環(huán)保的HUV,LE UV以及LED UV新時代;但傳統(tǒng)UV固化設(shè)備仍將是今后3-5年內(nèi),印刷業(yè)的主流應(yīng)用。本文主要針對傳統(tǒng)UV印刷設(shè)備,探討UV燈能量對油墨固化的影響。
固化:
— Curing —
1. UV油墨的干燥,我們稱為固化(Curing),有別于傳統(tǒng)油墨的氧化/滲透干燥模式
2. UV印刷,必須使用UV油墨,配合UV光源,讓油墨瞬間固化
3. 超額的UV能量會導(dǎo)致固化過頭,產(chǎn)生油墨或光油脆化或容易剝離結(jié)果
4. UV能量不足,直接影響油墨/光油固化不足,以及種種附著不良問題
5. 油墨顏色與墨層厚度(單色或疊色)會非常影響固化結(jié)果,油墨越暗或不透明墨,UV能量越不容易通過,固化結(jié)果越差。
6. 不透明白墨印刷,有時比黑墨更不容易固化;原因是UV光不易透過或深入
7. 印刷速度,直接影響材質(zhì)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. 實驗證明,在UV油墨固化的過程中,氧氣對UV固化是有制約影響的。在沒有氧氣的環(huán)境下,只需更少的UV能量,即可達到相同的固化效果。
9. UV油墨或光油在較高溫環(huán)境下會比低溫時更容易固化。
10. 油墨中的光啟始劑,需與UV燈光譜能量波段配合, 才能有最經(jīng)濟, 最佳的干燥固化效果。
認識UV光源設(shè)備
1. UV燈源真正可用的能量,只有20-25%。其余是可見光和熱

2. UV固化可用光源通常分三個波段,UV-A, UV-B, UV-C

3. 含汞UV燈光譜 (標準燈源)
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作用在UV-C 波段
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適用於有色UV油墨及無色上光油

4. 含鎵UV燈 (Gallium Doped Lamp) 光譜
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作用在UV-A波段, 頻譜極寬
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不透明白墨專用UV燈 (油墨深層固化解決方案)
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適用于中間干燥座
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整合IST GDL燈管與URS反射罩技術(shù)

5. 反射罩對UV燈光譜與能量的影響
UV燈管工作,正常是向四周輻射的,反射罩的功能是將射向四方的UV能量,反射集中射向需要干燥的被印材料表面,產(chǎn)生最佳的固化作用。而反射罩的好壞,更會影響以下UV燈的性能:
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影響UV能量反射的強度
UV燈產(chǎn)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,可以幾乎將這些可用能量100%反射到被印材料上,而匹配不良的,老舊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。對能源效率而言,是極大的損耗!
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影響UV頻譜的寬度
UV燈工作時,會產(chǎn)生不同波段的UV頻譜,好的反射罩必須能對不同波段的UV能量,進行全反射,達到最佳的能量效率。例如白墨專用的UV燈,可以產(chǎn)生極寬的UV頻譜,而一般的反射罩是不一定具備全波段頻譜反射功能的。當(dāng)然就不能產(chǎn)生有效的深層固化效果。
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UV燈管散熱效率
好的UV反射罩,除了能完整反射所需要的UV能量外,更能透過及吸收不需要的紅外線與熱能,有效降低印刷面所接受的熱量。對于特別是薄塑料材質(zhì)的被印材料,能有效降低高溫帶來的不穩(wěn)定伸縮。同時也能減少UV燈高溫帶來的其他影響(如燈管變形,室內(nèi)溫度與印刷色彩等)。
6. UV燈壽命與影響因素
一般UV燈管的平均壽命大約為2000到2500小時,其工作壽命由以下幾個因素決定:
1. 燈管的開閉次數(shù)
2. 使用中與關(guān)閉后的冷卻狀態(tài)
3. 周圍環(huán)境溫濕度與粉塵,墨霧多少條件
4. 啟動控流器的質(zhì)量
5. 是否定期清潔
UV固化程度的檢查
我們使用UV印刷,最大的目的就是瞬間干燥,加速后加工進程。而實際作業(yè)中,面對最大的困擾卻是油墨或光油干燥過度,干燥不足以及附著力的問題。
干燥過頭,油墨或光油會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象,裁切或模切壓痕,也會有邊緣墨層剝離/脫落等問題。干燥固化不足,同樣會有墨層/光油易脫落,不耐磨,附著不良等問題。
關(guān)注:
如何知道或判斷油墨/光油是否已完全干燥固化呢?以下幾件事值得我們特別關(guān)注:
1. 如何判斷UV油墨或光油已完全干燥固化?
通過UV燈能量照射后,通常檢測油墨或光油是否干透或完全固化,我們常用的方法有:
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拇指按壓扭轉(zhuǎn)法
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指甲刮涂法
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膠帶拉拔法 (使用膠性穩(wěn)定的3M 600或3M Scotch 810膠帶)
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溶劑涂擦法 (使用丙酮,手工或儀器摩擦)
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十字刀切割+膠帶拉拔法 (使用十字切割刀+ 3M 600膠帶拉拔)
進行UV油墨或光油固化程度測試時,必須考慮以下幾種狀態(tài):
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單獨UV油墨固化檢測
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UV油墨 + UV光油固化檢測 (可能上層光油已干,但下層油墨未完全固化)
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傳統(tǒng)油墨 + 底油 + UV光油的固化檢測 (需確認傳統(tǒng)油墨已干燥)
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油墨與底紙的附著力 (是否能連底紙一起撕起?)
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光油與油墨間的附著力 (是否只拉起光油層?)
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光油與底紙間的附著力檢測
2. 達到完全固化所需要的UV能量?
如果我們已能確認UV油墨或光油已完全固化,無脆化,附著狀態(tài)良好且符合要求,我們應(yīng)立即記錄固化當(dāng)時的車速與UV能量,這樣下次翻單或印刷類似訂單時,就能設(shè)定到相同UV條件下進行印刷及上光,保證良好的固化效果。
UV能量的測試,通常有兩種方式:
(1)使用UV能量測試儀檢測,通常有探針式與圓盤式兩種主要類型:
探針式的可將探針直接插入UV燈內(nèi),檢查UV實際輻射能量。通常須有設(shè)計好的專用插孔,以維護檢測者的安全。圓盤式的通常用于有輸送帶的UV固化裝置,將圓盤式測量儀置于輸送帶上,在一定速度下通過UV燈下,量測所接收到的UV總能量。好的UV能量檢測儀,應(yīng)說明或顯示以下量測規(guī)格:
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UV能量顯示:xxx mj/cm2, mW/cm2, W/cm2
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可檢測的UV波段:如UV-A,UV-B,UV-C或UV-V
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可檢測的UV波長范圍: 如280 - 400 nm
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能顯示不同波段所接收到的UV能量值
(2)使用UV能量貼紙檢測
UV能量測試條,是利用在薄條紙片上涂布特殊感光涂層,通過UV燈照射后,根據(jù)顏色的變化,比對標準色塊來判斷所接收到的UV能量 (以mJ/cm2來表示)。此種方式適合用在印刷薄片材料的印刷設(shè)備上,測量材料面所接收到的UV總能量。只需將能量條貼于待測印刷材料上,印刷時通過UV燈照射后,即可得知接收能量的參數(shù)。通常能量測試條所能顯示的只有所接收到所有波段能量的總和值。
UV能量測試條

同樣在選擇UV能量測試條時,應(yīng)留意能量可檢測的范圍與波段:
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可檢測的UV波長: 如280 - 400 nm
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UV能量顯示:xxx mj/cm2或mW/cm2
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UV能量檢測和顯示的范圍:如10-200 mj/cm2或 200-600 mj/cm2
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可檢測的UV波段:如UV-A,UV-B,UV-C,UV-VIS
結(jié)論:
UV印刷,要求的是立即干燥/固化,而實際面對最多的問題就是固化不良,固化過頭與附著不良。我們最希望提請關(guān)注的是:固化不足,直接與UV設(shè)備狀態(tài)與維護有關(guān),而固化過頭,牽涉能量的浪費;兩者都可能是資源的損耗。
在激烈競爭的環(huán)境中,如能精確掌握UV能量的控制,降低能源的損耗,同時,減少干燥固化不良帶來的時間與物料損失,我們就在為企業(yè)創(chuàng)造明天的競爭力。
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