Što je UV tinta? Kako djeluje UV stvrdnjavanje?

 

Definicija UV tinte

UV tinta je radijacijska-tinta koja se mijenja iz tekuće u krutu nakon izlaganja ultraljubičastom svjetlu. Za razliku od tinti-na bazi otapala, ne suši se isparavanjem. Umjesto toga, ultraljubičasta energija pokreće reakciju polimerizacije koja stvara čvrsti umreženi film na površini supstrata.

UV tinta se obično koristi u:

• Inkjet ispis
• Sitotisak
• Fleksotisak
• Offset tisak

Materijal može ispisivati ​​izravno na ne{0}}upijajuće podloge uključujući staklo, metal, akril, keramiku, PVC i PET filmove.

 

Osnovni princip rada UV tinte

Proces stvrdnjavanja počinje kada fotoinicijatori unutar tinte apsorbiraju ultraljubičasto svjetlo, obično unutar raspona valne duljine 360–395 nm. Apsorbirana energija stvara reaktivne slobodne radikale ili katione koji pokreću reakcije polimerizacije između oligomera i monomera.

Redoslijed stvrdnjavanja uključuje:

• UV svjetlost dopire do sloja tinte
• Fotoinicijatori apsorbiraju UV energiju
• Reaktivne vrste se stvaraju unutar tekuće tinte
• Monomeri i oligomeri polimeriziraju
• Razvija se umreženi čvrsti film

Ovisno o intenzitetu lampe, debljini filma i brzini pokretne trake, stvrdnjavanje može završiti za manje od jedne sekunde.

 

Glavne komponente UV tinte

 

Polimerizabilni oligomeri

Oligomeri čine strukturnu okosnicu očvrslog sloja tinte. Njihova kemijska struktura određuje tvrdoću, fleksibilnost, adheziju i kemijsku otpornost.

Uobičajeni materijali uključuju:

• Epoksi akrilati
• Poliuretanski akrilati
• Poliesterski akrilati

Epoksidni akrilati povećavaju tvrdoću površine, dok poliuretanski akrilati poboljšavaju fleksibilnost i otpornost na udarce.

 

Reaktivni razrjeđivači

Reaktivni razrjeđivači smanjuju viskoznost i sudjeluju u reakciji stvrdnjavanja. Za razliku od tradicionalnih otapala, nakon polimerizacije ostaju unutar stvrdnutog filma.

Njihove funkcije uključuju:

Podešavanje viskoznosti tiska

Poboljšanje vlaženja podloge

Kontrola gustoće umrežavanja

Podržava stvaranje kapljica za inkjet

 

Fotoinicijatori

Fotoinicijatori pretvaraju UV zračenje u kemijsku aktivnost. Nakon što apsorbiraju ultraljubičastu energiju, stvaraju reaktivne vrste koje započinju polimerizaciju.

Različiti fotoinicijatori odabiru se prema:

UV valna duljina

Vrsta svjetiljke

Debljina tinte

Koncentracija pigmenta

LED UV sustavi obično zahtijevaju fotoinicijatore optimizirane za izvore svjetlosti od 385 nm ili 395 nm.

 

Pigmenti i aditivi

Pigmenti daju boju i neprozirnost. Aditivi kontroliraju ponašanje ispisa i učinak površine.

Tipični aditivi uključuju:

• Modifikatori protoka
• Sredstva protiv pjenjenja
• Promotori prianjanja
• Voskovi-otporni na abraziju

U UV inkjet sustavima, veličina čestica pigmenta mora ostati kontrolirana kako bi se spriječilo začepljenje mlaznica tijekom visoko-frekventnog ispisa.

 

Osnovne karakteristike UV tinte

 

Stvrdnjavanje-na niskoj temperaturi

UV stvrdnjavanje događa se fotokemijskim reakcijama, a ne prijenosom topline. To omogućuje ispis na materijale-osjetljive na toplinu kao što su:

• Tanke plastične folije
• PVC ploče
• Dekorativni laminati
• Elektroničke membrane

Niža procesna temperatura smanjuje deformaciju podloge tijekom kontinuirane proizvodnje.

 

Smanjene emisije HOS-a

Tradicionalne tinte-na bazi otapala oslobađaju hlapljive organske spojeve tijekom sušenja. UV tinte sadrže malo ili nimalo otapala za isparavanje jer se stvrdnjavanje odvija kroz reakcije umrežavanja.

Kao rezultat toga:

Potrebe za obradom ispušnog zraka se smanjuju

Pećnice za sušenje mogu biti nepotrebne

Emisije otapala ostaju niske

 

Površinska tvrdoća i kemijska otpornost

Nakon stvrdnjavanja, sloj tinte tvori gustu polimernu mrežu s povećanom tvrdoćom i otpornošću na abraziju.

Stvrdnuta površina može biti otporna na:

Alkoholna sredstva za čišćenje

Mehaničko grebanje

Blage kiseline i lužine

Ponovljeno trenje rukovanja

Ta su svojstva važna za industrijske oznake, ploče uređaja i automobilsku grafiku.

 

Kompatibilnost s ne{0}}upijajućim podlogama

Tradicionalne tinte često zahtijevaju porozne materijale za sušenje. UV tinta se umjesto toga stvrdnjava izravno na površini podloge.

To omogućuje izravan ispis na:

Staklo

Metal

Akril

Polikarbonat

Keramičke prevlake

Dodatni primeri mogu biti potrebni ovisno o površinskoj energiji podloge i zahtjevima za prionjivost.

 

Osnovni princip UV stvrdnjavanja

UV stvrdnjavanje je fotokemijski proces koji pretvara tekuće premaze ili boje u čvrste polimerne filmove pomoću ultraljubičastog zračenja.

U usporedbi s toplinskim sušenjem, UV stvrdnjavanje se oslanja na molekularnu aktivaciju umjesto na isparavanje otapala ili prodiranje topline.

 

Funkcija fotoinicijatora

Fotoinicijator je reaktivni centar sustava otvrdnjavanja. Nakon što apsorbira UV svjetlo, prelazi u pobuđeno stanje i stvara reaktivne slobodne radikale ili katione.

Ove reaktivne vrste napadaju akrilatne dvostruke veze unutar formulacije tinte i započinju reakcije lančane polimerizacije.

 

Početak polimerizacije

Nakon što polimerizacija započne, monomeri i oligomeri se brzo povezuju u umrežene molekularne mreže.

Tijekom ovog procesa:

Viskoznost se brzo povećava

Tekući film se skrutne

Površinska tvrdoća se razvija

Otpornost na kemikalije se poboljšava

Brzina stvrdnjavanja ovisi o intenzitetu UV zraka, udaljenosti izloženosti, koncentraciji kisika i debljini boje.

 

Karakteristike reakcije UV stvrdnjavanja

UV stvrdnjavanje ima nekoliko karakteristika procesa:

Pretvorba-tekućine u-krutinu događa se u roku od nekoliko sekundi

Nije potreban stupanj isparavanja otapala

Proizvodnja topline ostaje relativno niska

Umreženi filmovi otporni su na habanje i kemikalije

Budući da stvrdnjavanje ovisi o intenzitetu zračenja, a ne o difuziji topline, proizvodne linije mogu raditi pri većim brzinama transporta.

 

Primjena UV stvrdnjavanja u tisku

Zahtjev za trenutno stvrdnjavanje

Inkjet ispis taloži izuzetno male kapljice na površinu podloge. Ako se stvrdnjavanje odgodi, kapljice se mogu raširiti ili pomiješati prije skrućivanja.

To može uzrokovati:

Rubno krvarenje

Miješanje boja

Smanjena rezolucija ispisa

Površinska kontaminacija

UV stvrdnjavanje stabilizira oblik kapljice odmah nakon tiskanja.

 

Ispis na ne{0}}upijajuće materijale

Staklo, metal i kruta plastika ne mogu učinkovito apsorbirati konvencionalne tekuće tinte. UV stvrdnjavanje rješava ovaj problem stvaranjem polimernog filma izravno na površini materijala.

Ovaj se postupak obično koristi u:

Dekorativni tisak na staklu

Industrijske oznake

Proizvodnja membranskih prekidača

Dekoracija kozmetičke ambalaže

 

Zahtjevi za industrijski ispis

Sustavi industrijskog ispisa zahtijevaju stabilnu brzinu stvrdnjavanja u uvjetima kontinuirane proizvodnje.

Moduli za UV stvrdnjavanje integriraju se s:

Transportni sustavi

Roll{0}}to-pisači

Multi{0}}inkjet glave

Automatizirane proizvodne linije

Brzina stvrdnjavanja izravno utječe na propusnost linije i učinkovitost rukovanja nizvodno.

 

Važnost tehnologije UV stvrdnjavanja

 

Utjecaj na kvalitetu ispisa

Uvjeti stvrdnjavanja izravno utječu na:

Čvrstoća prianjanja

Ravnost površine

Tvrdoća

Razina sjaja

Oštrina rubova

Nepotpuno stvrdnjavanje može uzrokovati lošu adheziju ili ljepljivost površine.

 

Utjecaj na učinkovitost proizvodnje

Sustav stvrdnjavanja jedno je od glavnih ograničenja brzine u industrijskim tiskarskim linijama.

Veći intenzitet stvrdnjavanja omogućuje:

Veća brzina pokretne trake

Trenutno slaganje ili premotavanje

Smanjeno vrijeme čekanja

Kontinuirana naknadna-obrada

 

Utjecaj na potrošnju energije

UV lampe i LED moduli za stvrdnjavanje glavne su{0}}komponente u opremi za UV ispis koje troše energiju.

Živine žarulje stvaraju dodatnu infracrvenu toplinu i obično zahtijevaju sustave hlađenja. LED UV sustavi smanjuju toplinsko opterećenje jer emitiraju uže pojaseve valnih duljina.

Potrošnja energije ovisi o:

Vrsta svjetiljke

Intenzitet zračenja

Udaljenost ekspozicije

Brzina proizvodnje

 

Utjecaj na održavanje opreme

Izvor svjetla za polimeriziranje utječe na učestalost održavanja i troškove rada.

Živine žarulje postupno gube intenzitet zračenja tijekom rada i zahtijevaju povremenu zamjenu. LED moduli općenito pružaju dulji vijek trajanja i brže pokretanje bez vremena-zagrijavanja.

Rutinsko održavanje obično uključuje:

Čišćenje reflektorskih površina

Praćenje intenziteta zračenja

Zamjena filtera za hlađenje

Provjera stabilnosti valne duljine

Nepravilno održavanje može smanjiti učinkovitost stvrdnjavanja i rezultirati nepotpunom polimerizacijom tijekom proizvodnje.