光固化UV 油墨ppt

1、1光固化油墨光固化油墨中科院理化技术研究所中科院理化技术研究所234计量单位：吨计量单位：吨欧洲，北美的数据为欧洲，北美的数据为20022002年统计，日本数据为年统计，日本数据为19991999年统计。年统计。工业涂料工业涂料印刷油墨印刷油墨电子工业电子工业黏合剂黏合剂合计合计油墨所占比例油墨所占比例欧洲欧洲64000124002900110084000148%北美北美461501635014900250079900205%日本日本1375079401472848836906215%5UVUV固化油墨的优点固化油墨的优点n 无污染，无溶剂释放无污染，无溶剂释放n 节省成本节省成本n 生产效率

2、高生产效率高n 瞬时干燥，无需喷粉瞬时干燥，无需喷粉n 质量高，网点扩大小，光泽丰满清晰质量高，网点扩大小，光泽丰满清晰n 可用于热敏承印物可用于热敏承印物6光固油墨的分类光固油墨的分类u胶印油墨胶印油墨u柔印油墨柔印油墨u凹印油墨凹印油墨u凸印油墨凸印油墨u转移油墨转移油墨u喷涂油墨喷涂油墨u丝印油墨丝印油墨n 光固油墨的承印物：光固油墨的承印物：n 纸张纸张n 纸板纸板n 金属（金属（Al, Fe, CuAl, Fe, Cu）塑料塑料（PE, PP, PVC) PE, PP, PVC) 玻璃玻璃n 纤维纤维7UVUV印刷油墨配方实例：印刷油墨配方实例：UVUV胶印油墨胶印油墨环氧丙烯酸树脂

3、环氧丙烯酸树脂 20.0 20.0聚酯丙烯酸树脂聚酯丙烯酸树脂 10.0 10.0三羟甲基丙烷三丙烯酸酯三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 10.0 10.0三丙二醇二丙烯酸酯三丙二醇二丙烯酸酯 31.0 31.0二苯甲酮二苯甲酮 5.0 5.0二苯乙二酮二苯乙二酮 3.0 3.0甲基二乙醇胺甲基二乙醇胺 2.0 2.0品品 红红 16.0 16.0 预聚体预聚体稀释单体稀释单体引发剂引发剂颜料颜料8 遮盖和赋予涂料和油墨以彩色遮盖和赋予涂料和油墨以彩色 增加强度增加强度 增加附着力增加附着力 改变流变性能改变流变性能 改善耐侯性改善耐侯性 功能作用功能作用 降低光泽降低光泽 降低成本降低成本9光固油墨颜

4、料光固油墨颜料颜颜料料无机颜料无机颜料有机颜料有机颜料金属颜料金属颜料金属氧化物颜料金属氧化物颜料金属硫化物颜料金属硫化物颜料金属盐颜料金属盐颜料偶氮颜料偶氮颜料酞颜料酞颜料色淀颜料色淀颜料新型盐颜料新型盐颜料10部分颜料的结构式部分颜料的结构式NNNNNNCuPhthalocyanineNHONONHNONONClClYellow 14Carbon BlackRutile and Anatase TiO2NO2CHOSO3Lithol RubineNCa11有机无机颜料性能比较有机无机颜料性能比较有机颜料有机颜料: : 色彩丰富色彩丰富, , 鲜艳鲜艳, ,色泽色泽好好, , 优于无机颜料优

5、于无机颜料无机颜料无机颜料: : 耐光耐光, , 耐热耐热, , 耐溶剂耐溶剂, ,价价格低廉格低廉12彩色油墨固化的固化特性彩色油墨固化的固化特性131415敏化聚合反应通过光敏剂可以使光谱敏感度得到延伸敏化聚合反应通过光敏剂可以使光谱敏感度得到延伸 ( (扩展扩展) )。光敏剂吸收某一波长。光敏剂吸收某一波长 ( (光引发剂在此波长下光引发剂在此波长下不能操作不能操作) ) 的光能形成激发态，然后转移激发能到光的光能形成激发态，然后转移激发能到光引发剂。这种情形下发生的反应称为敏化光聚合反应引发剂。这种情形下发生的反应称为敏化光聚合反应. . 单体单体MMA吸收光谱根本不与光吸收光谱根本不

6、与光源发射光谱匹配，光引发剂源发射光谱匹配，光引发剂(PDO)的吸收光谱与光源在的吸收光谱与光源在330nm处的发射光谱相匹配，光处的发射光谱相匹配，光敏化剂敏化剂(Eosin)在在520nm(激光光激光光谱谱)处有最大吸收，因此，处有最大吸收，因此，Eosin吸收吸收Laser变成激发态，通过转变成激发态，通过转移到移到PDO，形成可以引发聚合的，形成可以引发聚合的自由基。自由基。 161718颜料的加入对光固油墨体系颜料的加入对光固油墨体系产生的影响产生的影响根据根据Beer-Lambert Beer-Lambert 定律，在一个体系中如果同时存在定律，在一个体系中如果同时存在两个或以上的

7、吸光物质，则光吸收定律可以表示为：两个或以上的吸光物质，则光吸收定律可以表示为：IA=I0(110-d( 1C1+ 2C2+)=I0(110-A)I I0 0为光的初始强度，为光的初始强度， I IA A为被吸收光的强度，为被吸收光的强度， 和和C C分别为光吸分别为光吸收介质的吸光系数和浓度，收介质的吸光系数和浓度，d d 为光路长度。如果为光路长度。如果1 1代表的是代表的是光引发剂，则光引发剂的吸收光强与总吸收量的比值为：光引发剂，则光引发剂的吸收光强与总吸收量的比值为： I IA1A1/I/IA A = = 1 1C C1 1/(/( 1 1C C1 1 + + 2 2C C2 2 +

8、) +)所以在体系中加入吸光的颜料时，光引发剂吸收光子的总量所以在体系中加入吸光的颜料时，光引发剂吸收光子的总量下降。下降。19颜料体系与无颜料体系光吸收颜料体系与无颜料体系光吸收的比较的比较Absorption of Energy in UV Screen InkAbsorption of Energy in UV Screen Ink UVA(320-390) UVB(280-320) UVA(320-390) UVB(280-320) Top Surface of Ink 6660 1995Top Surface of Ink 6660 1995Top of Substrate 138

9、157Top of Substrate 138 157Absorbed in Ink 98% 92%Absorbed in Ink 98% 92%Available for cureAvailable for cureat substrate 2% 8%at substrate 2% 8%黑色丝印油墨，所用光源为：黑色丝印油墨，所用光源为：Fusion UV1 Fusion UV1 600 (240W/cm) D600 (240W/cm) D灯灯20Absorption of Energy in UV Screen CoatingAbsorption of Energy in UV Scree

10、n Coating UVA(320-390) UVB(280-320) UVC(250-260) UVA(320-390) UVB(280-320) UVC(250-260)Top Surface of coating 2162 2161 254Top Surface of coating 2162 2161 254Top of Substrate 1400 880 15Top of Substrate 1400 880 15Absorbed in Ink 35% 59% 94%Absorbed in Ink 35% 59% 94%Available for cureAvailable for

11、 cureat substrate 65% 41% 6% at substrate 65% 41% 6% 清漆，所用光源为：清漆，所用光源为：Fusion UV1 600 Fusion UV1 600 (240W/cm) H(240W/cm) H灯灯21各种白色颜料的吸收光谱各种白色颜料的吸收光谱22含不同白色颜料的油墨配方的含不同白色颜料的油墨配方的光固化过程光固化过程23光光 引引 发发 体体 系系光固油墨的固化速度主要光固油墨的固化速度主要取决于光敏引发体系取决于光敏引发体系, , 因因此选择好的光引发剂对光此选择好的光引发剂对光固油墨体系十分重要固油墨体系十分重要光引发剂的选择原则如下

12、光引发剂的选择原则如下: :光引发剂的紫外光引发剂的紫外- -可见光谱吸收可见光谱吸收, ,光源的发射光谱和颜光源的发射光谱和颜料的最小吸收要相匹配料的最小吸收要相匹配, , 也就是光源的最强发射光谱也就是光源的最强发射光谱波长波长, , 刚好是光引发剂的最大吸收和颜料的最小吸收刚好是光引发剂的最大吸收和颜料的最小吸收24光源颜料引发剂匹配实例光源颜料引发剂匹配实例Emission spectra of F600-V bulb and absorb/reflection spectra of TiO225EmissionspectraofVIP397/418bulbandabsorb/refl

13、ectionspectraofTiO226光引发剂的吸收与颜料的透过之间光引发剂的吸收与颜料的透过之间的窗口效应的窗口效应Transmittancespectrumofrutiletitaniumdioxideandabsorbancespectraofphotoinitiator27Absorbance spectra of 10m thick screen ink films containing 7wt. % pigment (no photoinitiator sensitiser added)28Absorbancespectraofphotoinitiators1and2andis

14、opropyl-thioxanthoneinanon-pigmentedscreeninkfilm(10m)29各种光源的发射光谱各种光源的发射光谱3031323334各波段紫外在油墨中穿透能力的比较各波段紫外在油墨中穿透能力的比较35F600-V F600-V 和和VIP 397/418VIP 397/418输出功率的比较输出功率的比较200-250nm250-300nm300-350nm390-420nm200-600nmF600-V371902325471797VIP397/418703363937942440对于配方：对于配方：TiO218%CN120/HDDA(1:1),Dacure

15、42651.5%1840.5%VIPF600固化硬度同样达到固化硬度同样达到17Swings.固化速度：固化速度：300fpm,200fpm同样的固化速度，硬度同样的固化速度，硬度VIP比比F600提高提高4050%耐溶剂提高耐溶剂提高60%不含不含TiO2的清漆也存在同样的效果的清漆也存在同样的效果36BP, ITX BP, ITX 和蓝色颜料的吸收光谱和蓝色颜料的吸收光谱3738ITXCTXMPTX CPTX4-PTX2-PTX固化速度固化速度39ITXCTXMPTX CPTX4-PTX2-PTX40UV Absorption of 1-Chloro-4-Propoxythloxanthone41能量转移或电子转移效应能量转移或电子转移效应4243固化速度与光敏剂浓度的关系固化速度与光敏剂浓度的关系44固化速度与光敏剂浓度的关系固化速度与光敏剂浓度的关