?水性UV油墨的干燥(固化)速度是預(yù)干燥(水分蒸發(fā))與 UV 固化兩個(gè)階段共同作用的結(jié)果,其快慢受原材料配方、工藝參數(shù)、設(shè)備條件等多方面因素影響,具體可分為以下幾類:
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一、原材料配方因素
水性樹脂類型與含量
樹脂是油墨成膜的核心,其水溶性、分子量及交聯(lián)活性直接影響干燥效率:
若采用低分子量、高反應(yīng)活性的改性丙烯酸酯樹脂(如自交聯(lián)型),UV 固化階段的聚合速度更快;
樹脂含量過高時(shí),油墨黏度上升,可能導(dǎo)致預(yù)干燥階段水分難以蒸發(fā),間接延長整體干燥時(shí)間;含量過低則會(huì)影響固化膜強(qiáng)度,需平衡配比。
光引發(fā)劑的種類與添加量
光引發(fā)劑是 UV 固化的 “觸發(fā)器”,其效率直接決定固化速度:
選擇吸收 UV 光范圍廣(如同時(shí)吸收 250-365nm 波長)、分解速率快的類型(如苯乙酮類、膦氧化物類),可縮短固化時(shí)間;
添加量不足時(shí),自由基生成少,固化不徹底;過量則可能導(dǎo)致殘留(影響環(huán)保性),且可能因光引發(fā)劑團(tuán)聚降低效率,需控制在 3%-8%(占油墨總量)的合理范圍。
顏料特性與含量
顏料的顏色、粒徑及分散性會(huì)影響 UV 光的穿透性和水分蒸發(fā)效率:
深色顏料(如黑色、深藍(lán)色)對(duì) UV 光的吸收能力強(qiáng),會(huì)削弱到達(dá)光引發(fā)劑的光能量,導(dǎo)致固化速度變慢(需增加 UV 功率補(bǔ)償);淺色顏料(如白色、黃色)影響較??;
顏料粒徑過大或分散不均,會(huì)阻礙水分蒸發(fā),同時(shí)可能遮擋 UV 光,延長干燥時(shí)間。
助劑的影響
消泡劑、流平劑等助劑若添加過量,可能在油墨表面形成薄膜,阻礙水分蒸發(fā);
保濕劑(如乙二醇)雖能改善油墨儲(chǔ)存穩(wěn)定性,但會(huì)降低預(yù)干燥階段的水分蒸發(fā)速度,需控制用量。
二、工藝與設(shè)備參數(shù)因素
預(yù)干燥條件
水性 UV 油墨需先通過預(yù)干燥去除大部分水分(通常蒸發(fā) 70%-90% 水分),再進(jìn)入 UV 固化階段,預(yù)干燥效果直接影響后續(xù)固化效率:
溫度:低溫(如 40-60℃)下水分蒸發(fā)慢,預(yù)干燥時(shí)間長;溫度過高(超過 80℃)可能導(dǎo)致油墨表面過早結(jié)膜,內(nèi)部水分無法排出,固化后易出現(xiàn)氣泡或針孔;
風(fēng)速與風(fēng)量:熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)速大、風(fēng)量足時(shí),可加速水分揮發(fā),縮短預(yù)干燥時(shí)間(需避免風(fēng)速過大導(dǎo)致油墨流掛);
干燥時(shí)間:預(yù)干燥不充分會(huì)導(dǎo)致 UV 固化時(shí)水分受熱汽化,破壞固化膜,需根據(jù)油墨厚度調(diào)整干燥時(shí)間(通常 10-30 秒)。
UV 固化設(shè)備參數(shù)
UV 固化階段的能量供給、光照時(shí)間是關(guān)鍵:
UV 燈功率與類型:高壓汞燈(功率 80-120W/cm)、LED-UV 燈(365nm 或 395nm 波長)的能量輸出不同,功率越高、波長越匹配光引發(fā)劑吸收范圍,固化速度越快(如 LED-UV 燈針對(duì)特定光引發(fā)劑,固化效率比傳統(tǒng)汞燈高 20%-30%);
燈距與照射時(shí)間:UV 燈與承印物的距離過遠(yuǎn)(超過 15cm)會(huì)導(dǎo)致能量衰減,需縮短燈距(通常 5-10cm);傳送帶速度越快(照射時(shí)間越短),需更高功率補(bǔ)償,否則固化不徹底。
印刷膜厚
油墨涂布厚度過厚(如超過 15μm)時(shí):
預(yù)干燥階段水分需更長時(shí)間才能蒸發(fā)完全;
UV 光難以穿透穿透至油墨底層的能量減弱,易出現(xiàn) “表面固化、內(nèi)部未干” 的情況,需降低膜厚或分多次印刷。
三、承印材料特性
表面滲透性
承印材料的吸水性 / 滲透性直接影響預(yù)干燥速度:
多孔材料(如紙張、紙板)會(huì)吸收油墨中的水分,加速預(yù)干燥(但需注意吸水油墨過度吸水導(dǎo)致油墨發(fā)色不均);
非滲透性材料(如 PET、PP 薄膜、金屬箔)無吸水能力,水分只能通過表面蒸發(fā),預(yù)干燥時(shí)間更長,需提高干燥溫度或延長時(shí)間。
表面溫度與平整度
承印材料表面溫度過低(如低于 25℃)會(huì)降低水分蒸發(fā)速率;表面不平整(如粗糙的牛皮紙)會(huì)增加油墨與空氣的接觸面積,輕微加速水分蒸發(fā),但可能導(dǎo)致 UV 光反射不均,影響固化一致性。
四、環(huán)境因素
環(huán)境溫度與濕度
溫度過低(如低于 15℃)會(huì)減緩水分蒸發(fā)和 UV 固化的化學(xué)反應(yīng)速率;溫度過高(超過 35℃)可能導(dǎo)致油墨在印刷過程中提前變稠,影響涂布均勻性;
相對(duì)濕度過高(超過 65%)時(shí),空氣中水分含量大,油墨中水分蒸發(fā)受阻,預(yù)干燥時(shí)間延長;濕度過低(低于 30%)則可能導(dǎo)致油墨表面快速干燥,出現(xiàn)橘皮紋。
空氣流通性
車間通風(fēng)良好時(shí),可及時(shí)排出預(yù)干燥階段蒸發(fā)的水分,避免局部濕度升高,加速干燥;密閉環(huán)境中水分易積聚,會(huì)顯著延長預(yù)干燥時(shí)間。