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UV胶印油墨的制备及其动态粘弹性的研究

时间:2006-04-27来源:作者:魏先福、孙程博等

  注:作者为:孙程博票证印刷,魏先福,黄蓓青,赵蕾

  摘要:UV胶印油墨在环保包装印刷领域的应用越来越广泛。本论文制备了UV胶印油墨样品,并测试、评价了油墨样品的动态粘弹性。实验结果表明:1)测试条件直接影响UV油墨样品动态粘弹性参数值,2)G’的g依存性曲线存在临界应变值测评,且临界应变值前后G’具有不同的变化趋势,这种变化趋势与UV胶印油墨体系中颜料形成的网状结构的形态有关。

  关键词:UV胶印油墨,网状结构,动态粘弹性

  1.引言
  UV油墨由UV单体(活性稀释剂)、预聚物、光引发剂、颜料以及其它助剂组成,具有印刷品质量高、固化速度快、利于环境保护等优点过度包装,其应用领域越来越广泛。与其它印刷油墨一样,UV胶印油墨的印刷适性主要取决于油墨的流变学性能。影响油墨印刷适性的流变学性能有油墨的粘度、屈服值、触变性、动态粘弹性等。各项流变学参数的综合性能决定了油墨在印刷机上的传输/传递、转移等特性。油墨的流变学参数与连接料的特性、颜料在油墨体系中的分散状态有关。本文制备了UV胶印油墨样品,通过测试样品油墨的动态粘弹性参数,探讨样品油墨在不同测试条件下的流变学特性及其与颜料粒子分散状态的关系,为制备高质量、具有良好印刷适性的UV胶印油墨提供参考。书刊印刷
  
  2.实验
  测试样品为一种研制的UV胶印黄油墨(以下简称样品A)和Micro公司UV胶印黄油墨(以下简称样品B)、杭华UV胶印黄油墨(以下简称样品C)共三种。
  研制的样品油墨基本组分如表1所示。制备方法为:首先将各组分混合预分散油墨,再使用三辊研磨机研磨60分钟制备出油墨样品。油墨组分为预聚物+单体60%、光引发剂6%、颜料15%、助剂19%。色序

显影

  油墨动态粘弹性测试使用美国流变仪公司ARES-RFS Ⅲ(Rheometrics Fluid Spectrometer)旋转型流变仪(锥板夹具),测试温度控制在25±1℃。

  3.实验结果与分析
  3.1 UV胶印油墨稳态粘度
  图1为三种油墨的稳态粘度与切变速率的关系曲线。测试结果显示出典型分散体系的流动特征,即粘度随着剪切速率的增加而减小。这种现象说明随着外在刺激的增大,油墨中颜料粒子形成的内部结构逐渐被破坏,形成更小的凝聚体整合,表观上改善了颜料粒子的分散状态。通常,粘度下降速率的快慢(曲线的形状),可以表征内部结构被破坏的难易程度,高剪切速率领域能否趋于平衡,可以用来表征内部结构的残余程度。三种油墨样品中术语,所研制的UV胶印油墨粘度下降速率最大,说明颜料粒子形成的体系最容易被破坏。高切变速率领域,油墨粘度仍然继续下降,说明在测试范围内,颜料粒子的被破坏程度大于结构恢复的速度。标准及认证


图1 三种油墨样品粘度h与切变速率的关系。(■:样品A印后设备,▲:样品B,●:样品C)显影

  3.2 UV胶印油墨动态粘弹性
  3.2.1  G’,h角频率依存性
  图2表示三种油墨样品动态粘弹性与角频率的关系,(a)、(b)分别为1%应变测试条件下G’、hw的关系。通常,储存弹性率G’反映分散体系中分散粒子形成的内部结构(网状结构)的强度耗材,与网状结构交联点的密度有关,动态粘性率h反映分散粒子形成的网状结构在受到外在刺激时,对抗结构破坏产生的能量损失。从图2(a)中可以看出,三种油墨样品的G’都随角频率的增加而升高,样品A的储存弹性率最高平装无线胶订联动线装机量调查,样品C最低。这表明样品A中颜料粒子所形成的网状结构密度较大,而样品C中颜料粒子形成的网状结构密度最小。绿色印刷
  图2(b)的测试结果表明,三种油墨样品的h都随着角频率的增加而降低,反映出颜料粒子形成的网状结构在外在刺激作用下,网状结构受到不同程度的破坏。h的下降趋势说明颜料粒子形成的网状结构受破坏的难易程度按需印刷,样品A在低角频率范围h较大,但下降速度较快,是因为该样品的网状结构密度大,但结构强度较弱。样品B、样品C的变化趋势相似,样品B的h大于样品C商业印刷,可以认为两者结构强度相似,结构密度前者大于后者。水墨平衡



图2 三种油墨样品动态粘弹性与角频率的关系
(a):G’与w的关系,(b):h’与w的关系。
糊盒

  3.2.2 样品A的动态粘弹性
  图3表示样品A的G’与应变g的关系。G’呈现出低应变区域上升,出现极大值后,在高应变区域下降的变化趋势。低应变区域总体来说G’取值较大书刊印刷,且上升变化缓慢,表明颜料粒子形成的网状结构仍然具有一定的强度。将G’极大值对应的应变称为临界应变,应变值大于临界应变后,G’迅速下降,说明超过临界应变后知识产权,应变的大小对网状结构密度影响增大。在不同角频率的测试条件下,临界应变位于同一位置,对样品而言,临界应变为1%。上海光华


图3:样品A的G’与应变g的关系
(▲:w=0.1,●:w=1故障分析与排除,■:w=10)
包装装潢

  4.结论
  (1)UV胶印油墨具有典型的分散体系流变学性能特征。研制的样品油墨A与样品B、C相比,稳态粘度、动态粘弹性值相对较高,颜料粒子形成的网状结构密度较大。
  (2)研制的样品油墨A的动态弹性率在各应变区域表现出不同的特征,临界应变以下,G’增加缓慢加网,超过临界应变后G’迅速下降,颜料粒子形成的网状结构在不同应变区域表现出不同的形态。喷绘机


魏先福专栏

总访问量:60038 更新时间:2010-12-15 16:20:26

简介:博士后,北京印刷学院印刷与包装工程学院教授、硕士研究生导师。兼任中国印刷技术协会理事、中国油墨标准化技术委员会委员、中国材料网协会理事、全国印刷工程专业教学指导分委员会委员,“印刷工程”国家级特色专业、北京市特色专业负责人,“印刷工程综合训练中心”北京市高等院校实验教学示范中心负责人,获第十届森泽信夫印刷技术二等奖,被评为2007全国新闻出版行业领军人才。主要从事印刷工程、印刷材料流变学、新型材料方面的科研和教学工作。

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