摘要 综述了紫外线固化油墨（UV油墨）的基本概念和成膜原理，UV油墨和传统油墨的组成比较，优势比较，介绍了影响UV油墨固化性能的因素及使用方法和注意事项，对UV油墨的市场作了预测。
　　关键词 油墨；紫外线固化；网版印刷
  Abstract This paper specifies the basic concept and filming fundamentals of UV ink and makes a comparision between uv ink and traditional ink in components and advanta-ges.the factors affecting curing property,use instructions and causions are also spe-cified.Meanwhile a forecast for UV ink market is offered.
　　Key works ink; Uv; screen printing
　　一、基本概念和原理
　　紫外光固化油墨（UV油墨）是利用紫外线（ultraviolet）光波感光作用使墨成膜和干燥。UV墨干燥和成膜的机理，是一种化学的变化。利用不同的紫外线光谱（ultraviolet spectrum），产生不同的能量而将不同的预聚物（oligomer）和不同的单体（monomer）聚合成聚合物(polymer)。所以UV墨的色膜具有良好的机械性和化学性。
　　UV油墨的品种有UV磨砂、UV冰花、UV发泡、UV皱纹、UV凸字、UV折光、UV宝石、UV 光固色墨、UV上光油等特种包装油墨。在具有金属镜面光泽的承印物表面，采用网版印刷工艺手段将UV油墨印在上面，经紫外线干燥设备光照处理后，产生一种别具一格的视觉效果，显得高雅、庄重、华贵，主要应用于高档、精美别致的烟、酒、化妆品、保健品、食品、药品等的包装印刷。
　　UV油墨对UV光是选择性吸收的，它的干燥受UV光源辐射光的总能量和不同波长光能量分布的影响、在UV光的照射下，UV油墨中的光聚合引发剂吸收一定波长的光子，激发到激发状态，形成自由基或离子。然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光性单体等高分子变成激发态，产生电荷转移络合体。这些络合体不断交联聚合，固化成膜。
　　UV光源是UV固化系统中发射UV光的装置。通常由灯箱、灯管、反射镜、电源、控制器和冷却装置等部件构成。根据灯管中所充物质的不同，可分为金属卤素灯、高压汞灯和无臭灯等种类。它的性能参数主要有：弧光年度、特征光谱、功率、工作电压、工作电流和平均寿命等。
　　UV光源虽然发射主要的UV光，但它并不是单一波长的光，而是一个波段内的光。不同的UV光源发射光的波段范围不一样，波段内光谱能量的分布也是不同的。UV光源辐射的是一个波段内的光，且各波长光的能量分布是不一样的。其中波长为300~ 310nm，360~390nm的光的能量分布是较好的。UV光源的波长范围很广，波长为于UV-A区域约360nm时效果最佳。
　　二、UV油墨和传统油墨的组成比较
　　UV墨的组成和传统墨有相似的地方。不同之处是UV墨的成膜是化学作用，从单体到聚合作，而传统墨的成膜是物理作用，树脂已经是聚合体，溶剂将固体的聚合物溶解成液状的聚合物，帮助适应印涂在承印物上，然后溶剂经挥发或被吸收，令液状的聚合物再回复成原来的固态状。下面是两种墨的组成对比：
　　UV墨    传统墨
　　颜料     颜料
　　预聚物   树脂
　　单体     溶剂
　　添加剂  添加剂
　　1．颜料
　　很多类颜料皆适用作UV墨的着色料，不过采用时仍需留意选择。首先，很多颜料在黑暗中会促进载色剂自然聚合，这种自然聚合作用并非立即进行，而是要经过一段长时间才发生，因此会令UV墨的库存时间缩短。另外，不同的色泽吸收紫外光波的快慢有差异，这往往影响UV墨的聚合作用。换句话说，即印刷的干燥快慢受影响，因而降低色膜的机械性和化学性。再者，在UV墨的载色剂中所用的丙烯酸盐并不是一种良好的湿润剂，往往使颜料研磨较困难，影响将来色膜的光滑和均匀度。要能成功调配出一种良好的UV墨，油墨化学师不但要对颜料有经验，而且亦要具备一定的物理学和化学的知识。
　　2．预聚物
　　预聚物是一种高分子量和高粘度的单体，它好比传统墨中的树脂，是成膜的主要化学品，也决定着 UV墨的各种性能，如机械性、化学性、物理性等等。传统墨所用的树脂，是一种已经聚合了的化合物，可能是固态或液态；而这种预聚物则是一种未经聚合的液态化合物，需要受紫外光波的作用而聚合。常用的预聚物有三大类：环氧丙烯酸盐（epoxyacrylates），胺酯丙烯酸盐（urethaneacrylates），聚酯丙烯酸盐(polyesteracrylates)。
　　a．环氧丙烯酸盐
　　环氧树脂和丙烯酸作用产生环氧丙烯酸盐。用环氧丙烯酸盐制成的UV墨干燥极快，色膜光泽好且耐化学性强，同时，成本低廉，极受UV墨生产厂家欢迎。如果用以配制UV光油，涂布于纸张或纸板上，则纸张或纸板能具良好的抗化学和机械性能。
　　环氧丙烯酸盐经紫外光波聚合成聚合物后，往往表现出丙烯酸树脂特有性能，同时亦表现出环氧树脂的抗化学性强结合力。它最大的特点是对颜料的湿润性差，粘度高，如单独被用作UV墨的成膜剂，往往会令色墨的流平和扩散较差。
　　b．按酯丙烯酸盐
　　当异氰酸盐(isocyanate)和丙烯酸中之羟基（hydroxyl）作用，产生胺酯丙烯酸盐。胺酯丙烯酸盐受紫外光波作用而聚合后，具有聚胺酯树脂的特性，色膜光亮度特高，柔韧性高，弹性强，粘合力好。胺酯丙烯酸盐所组成的UV墨，特别适合印刷各种塑料和金属薄片。
　　c．聚醋丙烯酸盐
　　当聚酯中的羟基和丙烯酸作用后，可得聚酯丙烯酸盐。聚酯丙烯酸盐的分子量低，所以粘度亦很低。它的价格很便宜，湿润性好，柔韧性高。常用作研磨颜料的载色剂。有时又可用作UV墨的稀释剂，调节环氧丙烯酸盐和胺酯丙烯酸盐的粘度。它对无孔性作用物和锑片、铝片及塑料片等的表面粘力很强，常被用作这类物品的印刷UV墨。
　　它最大的缺点是抗化学性差，很多碱性化学品皆能侵蚀它。因为分子量低，故聚合时间较长，换句话说，即干燥比较慢。
　　三、UV油墨和传统油墨的比较优势
　　一般来说，UV干燥油墨较之传统溶剂型或环氧型油墨具有较大的耐磨性。最好的例子是电脑键盘上每个键上的符号，它们都是由UV油墨印刷的。有一个有名的大公司曾做过实验，用一机械“手指”重复地对UV油墨印刷的键盘和传统油墨印刷的键盘进行敲打，结果传统油墨印刷的键盘符号在大约100～200万次就磨损了，而UV油墨印刷的键盘符号在大约1300万次才出现磨损。UV油墨的耐磨性是传统油墨的耐磨性的1300％，不仅如此，它的干燥速度也较之传统油墨有极大的提高，从原来的7min降低到了15s，节省了96％的时间。
　　UV油墨在干燥后还具有极高的抗溶剂性。这种抗溶剂性部分源于交联干燥油墨层的高交联密度（大分子重量）。较高程度的交联使得分子间在溶剂作用下也不能彼此分离和溶解。另外，UV油墨也可以与一些抗溶剂性的化学物质配合使用。
　　出于比较的目的，我们看一下环氧型油墨换成UV油墨后的情况。首先，在使用之前不用再混合油墨。其次，当然是节约时间，因为环氧型油墨需要在一定的高温条件下长时间干燥，而UV油墨几乎是即时干燥。这同时也伴随着另一个优点，即减少了加热所带来的油墨层损伤。UV油墨还节省了很大的干燥空间。
　　UV油墨和传统油墨的较多的特点和比较见表1。  

[时间：2003-08-28  作者：庾晋 子荫  来源：丝网印刷]