Шта је УВ мастило? Како функционише УВ очвршћавање?

 

Дефиниција УВ мастила

УВ мастило је мастило{0}}очврсљиво које се мења из течног у чврсто након излагања ултраљубичастом светлу. За разлику од мастила на бази растварача{2}}, не суши се испаравањем. Уместо тога, ултраљубичаста енергија покреће реакцију полимеризације која формира чврсти умрежени филм на површини супстрата.

УВ мастило се обично користи у:

• Инкјет штампање
• Сито штампа
• Флексографска штампа
• Офсет штампа

Материјал може да штампа директно на -неупијајућим подлогама, укључујући стакло, метал, акрил, керамику, ПВЦ и ПЕТ филмове.

 

Основни принцип рада УВ мастила

Процес очвршћавања почиње када фотоиницијатори унутар мастила апсорбују ултраљубичасто светло, обично у опсегу таласних дужина од 360–395 нм. Апсорбована енергија ствара реактивне слободне радикале или катјоне који започињу реакције полимеризације између олигомера и мономера.

Редослед лечења укључује:

• УВ светлост допире до слоја мастила
• Фотоиницијатори апсорбују УВ енергију
• Реактивне врсте се формирају унутар течног мастила
• Мономери и олигомери се полимеризују
• Развија се умрежени чврсти филм

У зависности од интензитета лампе, дебљине филма и брзине транспортера, очвршћавање се може завршити за мање од једне секунде.

 

Главне компоненте УВ мастила

 

Олигомери који се могу полимеризовати

Олигомери чине структурну кичму очврслог слоја мастила. Њихова хемијска структура одређује тврдоћу, флексибилност, адхезију и хемијску отпорност.

Уобичајени материјали укључују:

• Епоксидни акрилати
• Полиуретански акрилати
• Полиестер акрилати

Епоксидни акрилати повећавају површинску тврдоћу, док полиуретански акрилати побољшавају флексибилност и отпорност на ударце.

 

Реацтиве Дилуентс

Реактивни разблаживачи смањују вискозитет и учествују у реакцији очвршћавања. За разлику од традиционалних растварача, они остају унутар очврслог филма након полимеризације.

Њихове функције укључују:

Подешавање вискозности штампања

Побољшање влажења подлоге

Контролисање густине унакрсних веза

Подржава формирање инкјет капљица

 

Фотоиницијатори

Фотоиницијатори претварају УВ зрачење у хемијску активност. Након што апсорбују ултраљубичасту енергију, стварају реактивне врсте које започињу полимеризацију.

Различити фотоиницијатори се бирају према:

УВ таласна дужина

Тип лампе

Дебљина мастила

Концентрација пигмента

ЛЕД УВ системи обично захтевају фотоиницијаторе оптимизоване за изворе светлости од 385 нм или 395 нм.

 

Пигменти и адитиви

Пигменти дају боју и непрозирност. Адитиви контролишу понашање штампања и перформансе површине.

Типични адитиви укључују:

• Модификатори протока
• Дефоамерс
• Промотори адхезије
• Воскови{0}}отпорни на абразију

У УВ инкјет системима, величина честица пигмента мора да остане контролисана како би се спречила блокада млазница током -штампе високе фреквенције.

 

Основне карактеристике УВ мастила

 

Не-очвршћавање на ниској температури

УВ очвршћавање се дешава фотохемијским реакцијама, а не преносом топлоте. Ово омогућава штампање на материјалима{1}}осетљивим на топлоту као што су:

• Танке пластичне фолије
• ПВЦ лимови
• Декоративни ламинати
• Електронске мембране

Нижа температура процеса смањује деформацију подлоге током континуиране производње.

 

Смањене емисије ВОЦ

Традиционална мастила на бази растварача{0}}ослобађају испарљива органска једињења током сушења. УВ мастила садрже мало или нимало растварача који испарава јер се очвршћавање дешава кроз реакције умрежавања.

као резултат:

Захтеви за третман издувног ваздуха се смањују

Пећнице за сушење могу бити непотребне

Емисије растварача остају ниске

 

Површинска тврдоћа и хемијска отпорност

Након очвршћавања, слој мастила формира густу полимерну мрежу са повећаном тврдоћом и отпорношћу на хабање.

Осушена површина може издржати:

Алкохолна средства за чишћење

Механичко гребање

Благе киселине и алкалије

Поновљено трење при руковању

Ова својства су важна за индустријске етикете, панеле уређаја и аутомобилску графику.

 

Компатибилност са{0}}неупијајућим подлогама

Традиционална мастила често захтевају порозне материјале за сушење. Уместо тога, УВ мастило очвршћава директно на површини подлоге.

Ово омогућава директно штампање на:

стакло

Метал

Акрил

Поликарбонат

Керамичке облоге

Додатни прајмери ​​могу и даље бити неопходни у зависности од површинске енергије подлоге и захтева пријањања.

 

Основни принцип УВ очвршћавања

УВ очвршћавање је фотохемијски процес који претвара течне премазе или мастила у чврсте полимерне филмове коришћењем ултраљубичастог зрачења.

У поређењу са термичким сушењем, УВ сушење се ослања на молекуларну активацију уместо на испаравање растварача или продирање топлоте.

 

Функција фотоиницијатора

Фотоиницијатор је реактивни центар система очвршћавања. Након апсорбовања УВ светлости, прелази у побуђено стање и ствара реактивне слободне радикале или катјоне.

Ове реактивне врсте нападају акрилатне двоструке везе унутар формулације мастила и започињу ланчане реакције полимеризације.

 

Покретање полимеризације

Једном када полимеризација почне, мономери и олигомери се брзо повезују у умрежене молекуларне мреже.

Током овог процеса:

Вискозитет се брзо повећава

Течни филм се учвршћује

Површинска тврдоћа се развија

Хемијска отпорност се побољшава

Брзина очвршћавања зависи од УВ интензитета, удаљености излагања, концентрације кисеоника и дебљине мастила.

 

Карактеристике реакције УВ очвршћавања

УВ очвршћавање има неколико карактеристика процеса:

Конверзија из течног-у-чврсто стање се дешава у року од неколико секунди

Није потребна фаза испаравања растварача

Производња топлоте остаје релативно ниска

Умрежене фолије отпорне су на абразију и хемикалије

Пошто очвршћавање зависи од интензитета зрачења пре него од дифузије топлоте, производне линије могу да раде при већим брзинама транспорта.

 

Примена УВ очвршћавања у штампи

Захтев за тренутно очвршћавање

Инкјет штампа наноси изузетно мале капљице на површину подлоге. Ако се очвршћавање одложи, капљице се могу ширити или мешати пре очвршћавања.

Ово може узроковати:

Ивица крварења

Мешање боја

Смањена резолуција штампања

Површинска контаминација

УВ очвршћавање стабилизује облик капљице одмах након штампања.

 

Штампање на -неупијајућим материјалима

Стакло, метал и чврста пластика не могу ефикасно да апсорбују конвенционална течна мастила. УВ очвршћавање решава овај проблем формирањем полимерног филма директно на површини материјала.

Овај процес се обично користи у:

Декоративна штампа на стаклу

Индустријске етикете

Производња мембранског прекидача

Декорација козметичке амбалаже

 

Захтеви за индустријско штампање

Системи за индустријско штампање захтевају стабилну брзину очвршћавања у условима континуиране производње.

Модули за УВ очвршћавање се интегришу са:

Транспортни системи

Ролл-то- штампачи

Више-главе за инкџет

Аутоматизоване производне линије

Брзина очвршћавања директно утиче на пропусност линије и ефикасност руковања низводно.

 

Важност технологије УВ очвршћавања

 

Утицај на квалитет штампе

Услови очвршћавања директно утичу на:

Снага пријањања

Равност површине

Тврдоћа

Ниво сјаја

Оштрина ивица

Непотпуно очвршћавање може изазвати слабо пријањање или лепљивост површине.

 

Утицај на ефикасност производње

Систем очвршћавања је једно од главних ограничења брзине у индустријским штампарским линијама.

Већи интензитет очвршћавања омогућава:

Већа брзина транспортера

Одмах слагање или премотавање

Смањено време чекања

Континуирана пост{0}}обрада

 

Утицај на потрошњу енергије

УВ лампе и ЛЕД модули за очвршћавање су главне компоненте{0}}које троше енергију у опреми за УВ штампање.

Живине лампе стварају додатну инфрацрвену топлоту и обично захтевају системе за хлађење. ЛЕД УВ системи смањују топлотно оптерећење јер емитују уже таласне дужине.

Потрошња енергије зависи од:

Тип лампе

Интензитет зрачења

Удаљеност експозиције

Брзина производње

 

Утицај на одржавање опреме

Извор светлости за очвршћавање утиче на учесталост одржавања и оперативне трошкове.

Живине лампе постепено губе интензитет зрачења током рада и захтевају периодичну замену. ЛЕД модули генерално обезбеђују дужи радни век и брже покретање без времена-загревања.

Рутинско одржавање обично укључује:

Чишћење рефлекторских површина

Праћење интензитета зрачења

Замена филтера за хлађење

Провера стабилности таласне дужине

Неправилно одржавање може смањити ефикасност очвршћавања и довести до непотпуне полимеризације током производње.