1引言 噴墨打印同電子照相、熱成像一樣均屬非沖擊式打印,是噴射墨滴到基質(zhì)而形成圖像的過程,噴墨打印具有按需打印、高速度、高質(zhì)量、低價格、色彩寬容等優(yōu)點。UV固化油墨是指利用紫外線的能量,使油墨連結(jié)料的分子產(chǎn)生聚合,固化墨滴的一種技術。UV固化油墨具有印品干燥快,可在線作業(yè);無揮發(fā)性溶劑,減少環(huán)境污染;節(jié)省能源消耗;印品穩(wěn)定性好;停車時油墨不會凝固等優(yōu)點。UV固化噴墨油墨結(jié)合了上述 UV固化油墨與噴墨打印技術的全部優(yōu)點,既有UV固化在經(jīng)濟和技術上的優(yōu)勢,還擁有噴墨打印技術在使用和操作上的便利。這些優(yōu)點包括:沒有揮發(fā)性有機物質(zhì);低能量需求;快速固化;適合于多種基材;固化之前不干燥;不堵塞噴頭;油墨組成恒定;良好的打印質(zhì)量,抗摩擦;無油墨浪費等等。因此,21世紀UV固化噴墨技術將是輻射固化領域最具發(fā)展前景的技術之一。2 噴墨打印技術的特點及原理 噴墨打印,是一個噴射墨滴到基質(zhì)而形成圖像的過程,它與電子照相、熱成像一樣都屬于非沖擊式打印?! ?噴墨打印的優(yōu)點:低打印價格,高打印質(zhì)量;與激光裝置相匹配的圖形顯示裝置;可制作高檔產(chǎn)品;色彩容量大;高速度;可變信息的打印和定制;非接觸式。 噴墨打印按打印方式不同可以分為兩大類:連續(xù)式打印(continuous printing)和按需式打印( drop一on一demand)。目前,大多數(shù)按需噴墨打印機使用的是壓電或熱敏法,熱感氣泡式噴墨( Thermal Ink一Jet)屬于DOD的噴墨技術,其運作原理是利用一個薄膜電阻器,在墨水噴出區(qū)中將墨水加熱,而形成一個汽泡。這個汽泡以非常短的時間(< 10us)擴展開來,并迫使墨滴從噴嘴噴出。主要的應用廠商有Canon, HP和Lexmark,但由于其高溫氣化運作原理使得適用液體(主要是水)選擇性低,因而應用領域有限。壓電式噴墨( Piezo binary ink一jet)屬于使用DOD的PZT (pie-zoelectric)技術,是利用壓電陶磁(大部份的材料為鉛 Pb,鋯Zr,Ta),藉由壓晶體管施加電壓使其產(chǎn)生形變,擠壓液體產(chǎn)生高壓而將液體噴出。除了壓電式噴墨頭成功商業(yè)化為高分辨率噴墨(水)打印機外,壓電式噴墨頭因不需將被噴液體氣化,亦可應用于熔融的金屬、高分子塑料等材料之噴射與分配,并在電子工業(yè)制造上,有極大的發(fā)展?jié)摿?。應用在大幅面噴墨的?yōu)點有:不必對噴墨頭加熱,不但速度快更可以有更多種印墨的選擇,如顏料(Pigment)式的墨水,就比染料(Dye)式墨水更能抗紫外線的照射;圖像更銳利,采用壓電式更容易控制墨點的形狀和大小,不像熱氣泡式是采用飛濺的方式到達被印物,因此影像比較清晰銳利;節(jié)省更換噴墨頭的成本,熱氣泡式噴墨頭由于加熱的緣故必須更換噴頭,而壓電式是藉由壓晶體管產(chǎn)生擠壓的動作,不損傷噴頭,可節(jié)省更換的成本。 為了將紫外固化技術應用于噴墨油墨,一種新式的使用壓電式噴頭技術的平床噴墨打印機正在有力推動著紫外固化技術在噴墨油墨中的應用。這種機器用于紫外固化是再理想不過了,因為它是按照“一次通過”概念來設計制造的,并且可以打印在各種軟硬基材之上。2 UV噴墨油墨的組成 UV噴墨組成包括光活性單體、光活性預聚物、光引發(fā)劑、著色劑及其它助劑。2.1光活性單體 引人活性單體主要是為了改善齊聚物的流變性。它們把高分子量的齊聚物分子連結(jié)在一起,而且依靠它們的官能度,通常對加速完全固化有顯著貢獻。雙官能、三官能及更多官能的活性單體皆很易形成交聯(lián)網(wǎng)絡。特別是一組單體混合物,可以提供一個較低的粘度,增強固化速度和改善附著力。單體的非限定性例子為丙烯酸醋、甲基丙烯酸醋及其烷氧基化和多烷氧基化衍生物?! ?活性單體包含單官能、雙官能和三一或更高官能度組分,單官能度單體可選擇丙烯酸酷、甲基丙烯酸醋及其烷氧基化和多烷氧基化衍生物。雙官能度物質(zhì)包含至少一種選自1, 4一丁二醇、新戊二醇、丙氧基化新戊二醇、乙二醇、二亞丙基二醇、三亞丙基二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇和二丙烯酸醋的單體。三一或更能度物質(zhì)包含至少一種選自乙氧基化三經(jīng)甲基丙烷丙烯酸醋和丙氧基化甘油丙烯酸酷的單體。盡管也可使用具有三個以上官能度的化合物,但多數(shù)情況下應該僅包含少量的這些化合物,其中最大容許量應該隨著該化合物官能度增加而減少。這是因為,官能度增加時,交聯(lián)就隨著該化合物官能度的增加而增加,固化產(chǎn)物中的交聯(lián)密度也增加,該化合物的分子量提高,從而導致該化合物粘度增加。油墨中的總能度;即,每個分子的可輻射聚合不飽和碳碳鍵的平均數(shù),如果該值太低打印品往往太軟,但如果太高打印品又往往變脆,因此當打印基材是非吸收性基材時,優(yōu)選所述油墨的單、二和三和更高官能度組分的用量選擇要使得官能度值為1.3一1. 70 單體通常是低粘度的丙烯酸醋,其功能是反應性稀釋劑、交聯(lián)劑和性能增強劑。它們的粘度范圍可達5一25,000cps,分子量比齊聚物低而且官能度變化性大,最長使用的是單,雙和三官能團單體,不過,高達六官能團的單體也早已商業(yè)化了。下表為官能度從1到6的丙烯酸醋的性能?! ?待續(xù))
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