English
Español
Français
Главная / Новости / Новости отрасли / УФ-чернила — почему темные чернильные пленки всегда отверждаются хуже, чем светлые?
Новости отрасли
УФ-чернила · Печать · Фотоотверждаемые системы
При печати УФ-чернилами часто встречается явление: при одной и той же УФ-лампе, одинаковой скорости печати и одинаковой толщине красочной пленки светлые краски отверждаются нормально, а темные чернила легко приобретают поверхностную липкость, недостаточную стойкость к истиранию и даже недостаточное отверждение внутри красочной пленки. Многие связывают проблему с недостаточной мощностью УФ-лампы. Но на самом деле глубина цвета сама по себе влияет на способность УФ-излучения проникать через красочную пленку. В частности, в черных, темно-синих и темно-красных системах с высокой концентрацией пигмент сильнее поглощает свет, что затрудняет полное проникновение ультрафиолетового света внутрь красочной пленки.
1
УФ-отверждение чернил в основном зависит от света, проникающего через красочную пленку
УФ-чернила основаны на УФ-свете, который активирует фотоинициатор, генерируя свободные радикалы и инициируя полимеризацию. Таким образом, проникновение ультрафиолетового света в красочную пленку является важным условием эффективности отверждения. Чернила светлых цветов имеют относительно низкую устойчивость к ультрафиолетовому излучению — свет может проникать глубже, продолжая инициировать отверждение внутри красочной пленки. Темные чернила содержат больше пигмента с более сильным поглощением и рассеянием света, поэтому УФ-свет, проникающий внутрь красочной пленки, уменьшается. Результат: поверхность кажется затвердевшей, но внутренняя часть остается мягкой.
2
Почему черные чернила особенно подвержены этой проблеме
Пигмент углеродной сажи обладает сильной светопоглощающей способностью. Когда уровень добавления сажи высок, ультрафиолетовый свет, попадающий в красочную пленку, в значительной степени поглощается, и световой энергии становится трудно продолжать распространяться вниз. Даже если поверхностный слой получает достаточное количество ультрафиолетового света для полного отверждения, места, находящиеся глубже внутри красочной пленки, могут получать меньше световой энергии. Именно поэтому черные УФ-чернила обычно в большей степени зависят от хорошо продуманной системы фотоинициатора и процесса отверждения, чем системы светлых цветов.
3
Чем толще темная красочная пленка, тем очевиднее проблема с отверждением.
Цвет — это только один из факторов, толщина красочной пленки не менее важна. Если темные чернила уже обладают сильной светопоглощающей способностью, усугубляемой более толстой печатной красочной пленкой, УФ-излучению требуется большее расстояние, чтобы достичь внутренней части. По мере увеличения глубины световая энергия, способная достичь дна, постепенно уменьшается. Итак, в производстве: тонкая красочная пленка в принципе нормальна, толстая красочная пленка начинает становиться липкой; светлый цвет является нормальным, темный цвет указывает на недостаточное отверждение.
4
Увеличение мощности УФ-лампы не всегда является решением
Обнаружив, что темные чернила недостаточно затвердевают, некоторые производственные предприятия напрямую увеличивают мощность УФ-лампы или снижают скорость печати. Этот подход иногда работает, но подходит не для всех ситуаций. Если сама система подачи чернил имеет низкую эффективность использования УФ-излучения, простое увеличение интенсивности света может увеличить скорость отверждения поверхности, но не обязательно полностью решить проблему внутреннего отверждения красочной пленки. Между тем, чрезмерное УФ-облучение может привести к повышению температуры подложки и переотверждению поверхности.
5
Состояние дисперсии пигмента также влияет на УФ-отверждение
Темные чернила обычно содержат более высокую долю пигмента. Если дисперсия пигмента недостаточна и система содержит более крупные агломераты, распространение УФ-излучения в красочной пленке может стать более неравномерным. Это повлияет не только на цвет и тонкость, но также может повлиять на распределение ультрафиолетового света внутри красочной пленки. Поэтому темные УФ-чернила не могут фокусироваться только на концентрации цвета — внимания также требует однородность дисперсии пигмента.
6
Система фотоинициатора требует корректировки для рецептур темных чернил
УФ-чернила разных цветов не обязательно подходят для полностью идентичных фотоинициаторных систем. Для темных чернил УФ-свет, который действительно может проникнуть внутрь красочной пленки, уже подвержен влиянию пигмента, поэтому фотоинициатору необходима хорошая эффективность использования света и он должен соответствовать диапазону длин волн фактического источника УФ-света. Если выбор фотоинициатора неправильный, даже если поверхность может отвердеть, внутренняя часть все равно может оказаться недостаточно отвержденной.
7
Могут ли добавки помочь улучшить отверждение темных УФ-чернил?
Добавки не могут напрямую заменить фотоинициаторы, но они могут помочь в таких аспектах, как стабильность системы и дисперсия пигментов. Хорошо подобранная дисперсионная система может уменьшить агломерацию пигмента, более равномерно распределяя пигмент в чернилах и уменьшая локальные оптические различия. Для темных чернил это помогает улучшить консистенцию красочной пленки. Поэтому при оптимизации темных УФ-чернил необходимо также учитывать дисперсию пигмента и общую совместимость рецептуры, а не фокусироваться только на фотоинициаторе и УФ-лампе.
8
Как диагностировать недостаточное отверждение темных УФ-чернил?
При обнаружении недостаточного отверждения темных чернил выполните проверку в следующем порядке: сначала проверьте толщину красочной пленки → проверьте энергию и длину волны УФ-лампы → сравните эффективность отверждения различных цветов → проверьте концентрацию и дисперсию пигмента → затем отрегулируйте систему фотоинициатора. Если только толстая красочная пленка показывает недостаточное отверждение, в первую очередь проверьте энергию света и толщину пленки. Если при одинаковой толщине пленки темный цвет отверждается заметно труднее, чем светлый, сосредоточьтесь на светопоглощающем и рассеивающем воздействии пигмента.
Резюме
Темную пленку УФ-чернил труднее отверждать, чем светлую цветную, не просто потому, что «цвет более глубокий», а потому, что темные пигменты сильнее поглощают и рассеивают УФ-свет, уменьшая световую энергию, которая может проникнуть внутрь пленки чернил. Решение проблем с отверждением темных УФ-чернил не может зависеть только от увеличения мощности УФ-лампы, но должно быть всесторонне скорректировано с учетом дисперсии пигмента, системы фотоинициатора, толщины красочной пленки, реакционной способности смолы и соответствия источника УФ-излучения. Действительно трудная проблема, которую нужно решить при использовании темных УФ-чернил, заключается не в том, может ли поверхность отвердеть, а в том, может ли УФ-свет проникнуть внутрь красочной пленки.
Часто задаваемые вопросы
Есть ли значимая разница между поверхностным и сквозным отверждением в контексте УФ-красок?
Да — поверхностное отверждение означает, что поверхностный или поверхностный слой красочной пленки достигает достаточной плотности сшивок, тогда как сквозное отверждение означает, что вся толщина красочной пленки достигла целевой степени полимеризации. Пленка может казаться сухой и нелипкой на поверхности (поверхностно-отвержденная), но при этом иметь недостаточно отвержденную внутреннюю часть с более низкой когезионной прочностью и устойчивостью к истиранию. Для функциональных применений, где красочная пленка нуждается в адгезии, гибкости и устойчивости к истиранию по всей ее толщине, а не только на поверхности, подходящей мерой является сквозное отверждение.
Влияет ли тип технического углерода на сложность УФ-отверждения черных УФ-чернил?
Да, значительно. Различные сорта технического углерода различаются по размеру первичных частиц, структуре и химическому составу поверхности — все это влияет на их оптическую плотность на единицу массы. Мелкодисперсный технический углерод с высокой структурой (например, канальная сажа или печная сажа с высокой поверхностью) поглощает больше УФ-излучения на единицу пигмента, чем более грубые сорта, что затрудняет сквозное отверждение при эквивалентной плотности сажи. Выбор наименее поглощающей сажи, соответствующей требуемой черноте, в сочетании с оптимизированной системой фотоинициатора является наиболее эффективным подходом для достижения баланса между плотностью сажи и эффективностью отверждения.
