UV固化技术问与答

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇UV固化技术问与答范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

作为全球知名的uv固化系统供应商，德国IST METZ集团公司以其强大的研发实力、专业的研发团队，为全球客户带来了低能耗、高效率的UV固化系统。除了对UV固化解决方案优异性能的赞不绝口，IST METZ集团公司的用户更是享受到了贴心、周到的专业服务。伊斯特梅茨紫外线固化设备贸易（上海）有限公司（以下简称“伊斯特梅茨”）的成立，正是IST METZ集团公司更好地服务中国客户的最好印证。近期，伊斯特梅茨UV技术开发总监包容博士与印刷行业中从事UV固化研究的专业人士一起就UV固化技术组织了一个小型的研讨交流活动，本刊记者从中整理出了一些UV固化的基础知识与读者共享，希望这些知识能为行业人士合理、科学地选购和使用UV固化系统提供参考和指导。

什么是UV光源？

UV是Ultra-Violet Ray（紫外线）的英文缩写，UV能量是指光源波长在200～425nm范围内的能量。按波长不同，UV光源又可分为UVA（波长为320～420nm）、UVB（波长为275～320nm）、UVC（波长为200～275nm）和UVD（波长为100～200nm），其用途不尽相同。

不同波段UV光源的作用是什么？

在固化过程中，UVA的作用是促进涂层的底层固化，使UV涂层与基材牢固结合，不脱落、不掉墨。UVA呈现出以375nm为中心的能量分布，具有相对较低的能量。因固化过程中，单体、预聚物、光引发剂及颜料等物质对UVA的吸收和阻挡作用较弱，因此UVA具有较强的穿透能力。如果配方恰当，对于透明涂层，UVA的穿透能力可达1～2cm；对于有色涂层（如油墨），UVA的穿透能力可达5～20μm。

UVB伴随着UVA，主要用于聚合反应。

UVC主要用于降低氧气的阻聚作用，改善涂层表面（接触空气的部分）固化情况，提高涂层表面性能，如耐磨性、抗污染能力等。短波长的UVC，尤其是波长为240～250nm的UVC，具有相对较高的能量。但由于固化过程中，单体、预聚物、光引发剂及颜料等物质对UVC有较强的吸收和阻挡作用，因此其穿透能力相对较弱。对于一般的透明涂层，UVC的穿透能力为5～10μm；对于有色涂层，UVC的穿透能力为1～5μm。穿透能力的大小主要取决于涂层中颜料、光引发剂的固含量。

UV固化的反应原理是什么？

UV固化是指在紫外光的照射下，光引发剂吸收紫外光的辐射能量后分裂成自由基，引发预聚物发生聚合、交联、接枝反应，在很短的时间内固化成网状高分子聚合物。由此使得UV涂料、油墨、黏合剂等在数秒内由液态转化为固态，形成硬化膜。

UV固化过程一般可分为以下五个阶段。

（1）光引发剂吸收紫外光，成为激发态的光引发剂。

（2）激发态的光引发剂不稳定，易分解形成自由基。

（3）自由基与预聚物中的不饱和基团相互作用引发加成、交联或聚合反应，形成自由基中间体。

（4）自由基中间体通过链增长反应，得到长链或网状的高分子聚合物自由基中间体。

（5）长链或网状的高分子聚合物自由基中间体产生链终止反应，原来的液态组分转变为固体聚合物。

UV固化的影响因素有哪些？

影响UV固化反应的主要因素有：UV固化设备中UV灯管的发射光谱和辐射强度，以及UV油墨、涂料或黏合剂中光引发剂的吸收光谱及其配方组成。

在UV固化反应中，最重要的是确定UV固化设备中UV灯管的发射光谱是否与UV油墨、涂料或黏合剂中光引发剂的吸收光谱相匹配。若二者不匹配，那么光引发剂就不能被激发，UV固化反应也就无法顺利完成；若二者不完全匹配，则易导致UV固化反应不完全；若二者匹配，那么固化效果与UV光源的辐射强度直接相关。

除了光谱的匹配问题之外，在固化反应中UV固化设备、UV油墨、涂料和黏合剂的选择也要兼顾表面固化和深层固化的效果，以达到不同的应用要求。

通常情况下，UV固化使用高压汞灯作为固化光源（需要注意的是，UV灯管的质量和使用寿命直接影响UV固化反应的程度）。当然，根据不同的需求，也可以选择加入不同添加剂的灯管（如铁灯、镓灯等），以改变UV灯管的输出光谱，满足特定的固化需求。

一般而言，高的UV光源辐射强度可以提高UV油墨、涂料和黏合剂的表面固化和深层固化效果。

如何减少UV固化时特殊气味的产生？

UV固化时散发出的气味是光引发剂的分解产物，如苯甲醛或硫醇等，这些物质带有特殊的气味。

我们知道，在UV固化反应时，常采用氮气作为保护气体，以减少氧气和水蒸气对UV固化反应的影响（氧气和水蒸气会参与到UV固化反应中，损耗UV光源的能量，并产生臭氧）。除此之外，在氮气保护条件下进行UV固化反应，光引发剂的用量仅为常规固化条件下的1/5。随着光引发剂用量的减少，由其分解出来的苯甲醛或硫醇的量也会随之减少，这样UV固化反应中的气味也会相对小些。

由此可见，采用氮气保护能在某种程度上减少特殊气味的产生，而解决UV固化时特殊气味产生的更有效的方案就是，选择可聚合的光引发剂或大分子量的光引发剂，以降低其分解产物苯甲醛或硫醇的挥发度。

不同承印基材对气味持续时间的影响？

苯甲醛或硫醇等光引发剂分解产物是产生UV固化气味的根本原因，但在生产不同印刷品时，气味持续时间也不同，这是由承印基材表面结构所决定的。

承印基材表面结构不同，光引发剂分解产物的存留时间就不同。例如，对于表面结构较疏松的承印基材（如纸张），光引发剂的分解产物易渗透到承印基材的深层结构中，导致带有气味的物质挥发慢，气味难消除；而对于表面结构紧密的承印基材（如塑料、铝箔、玻璃），光引发剂的分解产物挥发较快，气味持续时间较短。