Domov / Správy / Správy z priemyslu / UV atramenty – prečo sa filmy s tmavým atramentom vždy vytvrdzujú horšie ako svetlé farby?
Správy z priemyslu
UV atramenty · Tlač · Systémy vytvrdzujúce foto
Pri tlači UV atramentom sa často stretávame s javom: pri rovnakej UV lampe, rovnakej rýchlosti tlače a podobnej hrúbke atramentového filmu sa atramenty svetlých farieb vytvrdzujú normálne – ale tmavé atramenty ľahko vytvárajú povrchovú lepivosť, nedostatočnú odolnosť proti oteru a dokonca neadekvátne vytvrdzovanie vo vnútri atramentového filmu. Mnohí pripisujú problém nedostatočnému výkonu UV lampy. Ale v skutočnosti samotná hĺbka farby ovplyvňuje schopnosť UV svetla preniknúť cez atramentový film. Najmä vo vysoko koncentrovaných čiernych, tmavomodrých a tmavočervených systémoch pigment absorbuje svetlo silnejšie, čo sťažuje UV svetlu, aby sa úplne dostalo do atramentového filmu.
1
Vytvrdzovanie atramentu UV v podstate závisí od svetla prenikajúceho do filmu atramentu
UV atrament sa spolieha na UV svetlo, aby aktivoval fotoiniciátor, generoval voľné radikály a inicioval polymerizáciu. To, či UV svetlo môže preniknúť do atramentového filmu, je preto dôležitou podmienkou účinnosti vytvrdzovania. Atramenty svetlých farieb majú relatívne malú odolnosť voči UV svetlu – svetlo môže preniknúť hlbšie a pokračovať v iniciácii vytvrdzovania vo vnútri atramentového filmu. Tmavé atramenty obsahujú viac pigmentu so silnejšou absorpciou a rozptylom svetla, takže UV svetlo, ktoré skutočne prenikne do atramentového filmu, klesá. Výsledok: povrch sa zdá byť vytvrdnutý, ale vnútro zostáva mäkké.
2
Prečo je čierny atrament obzvlášť náchylný na tento problém
Sadzový pigment má silnú schopnosť absorpcie svetla. Keď je hladina pridania sadzí vysoká, UV svetlo vstupujúce do atramentového filmu je z veľkej časti absorbované a svetelná energia sa len ťažko šíri smerom nadol. Aj keď povrchová vrstva dostane dostatočné množstvo UV svetla na úplné vytvrdenie, miesta, ktoré sa postupne nachádzajú hlbšie vo vnútri atramentového filmu, môžu prijímať menej svetelnej energie. To je tiež dôvod, prečo sú čierne UV atramenty zvyčajne viac závislé od dobre navrhnutého systému fotoiniciátora a procesu vytvrdzovania ako systémy svetlých farieb.
3
Čím je film s tmavým atramentom hrubší, tým je problém s vyliečením zreteľnejší
Farba je len jeden faktor – hrúbka atramentového filmu je rovnako dôležitá. Ak už tmavý atrament má silnú schopnosť absorpcie svetla, ktorá je spojená s hrubším filmom vytlačeného atramentu, UV svetlo potrebuje väčšiu vzdialenosť, aby sa dostalo do vnútra. Ako sa hĺbka zvyšuje, svetelná energia schopná dosiahnuť dno postupne klesá. Takže pri výrobe: tenký atramentový film je v podstate normálny, hrubý atramentový film začína byť lepkavý; svetlá farba je normálna, tmavá farba začína vykazovať nedostatočné vytvrdzovanie.
4
Zvýšenie výkonu UV lampy nie je vždy riešením
Po zistení, že tmavý atrament vytvrdzuje nedostatočne, niektoré výrobné prevádzky priamo zvyšujú výkon UV lampy alebo znižujú rýchlosť tlače. Tento prístup niekedy funguje, ale nie je vhodný pre všetky situácie. Ak samotný atramentový systém má nízku účinnosť využitia UV svetla, jednoduché zvýšenie intenzity svetla môže zvýšiť rýchlosť vytvrdzovania povrchu, ale nie nevyhnutne úplne vyriešiť problém vytvrdzovania atramentového filmu vo vnútri. Medzitým môže nadmerné UV žiarenie spôsobiť zvýšenie teploty substrátu a nadmerné vytvrdnutie povrchu.
5
Stav disperzie pigmentu tiež ovplyvňuje UV vytvrdzovanie
Tmavé atramenty zvyčajne obsahujú vyšší podiel pigmentu. Ak je disperzia pigmentu nedostatočná a systém obsahuje väčšie aglomeráty, šírenie UV svetla vo filme atramentu môže byť nerovnomernejšie. Ovplyvní to nielen farbu a jemnosť, ale môže to ovplyvniť aj spôsob distribúcie UV svetla v atramentovom filme. Tmavé UV atramenty sa preto nemôžu zameriavať len na koncentráciu farieb – pozornosť si vyžaduje aj rovnomernosť disperzie pigmentu.
6
Systém fotoiniciátora potrebuje úpravu pre tmavé atramentové formulácie
Rôzne farebné UV atramenty nemusia nevyhnutne vyhovovať úplne identickým systémom fotoiniciátorov. V prípade tmavých atramentov je UV svetlo, ktoré môže skutočne vstúpiť do vnútra atramentového filmu, už ovplyvnené pigmentom, takže fotoiniciátor potrebuje dobrú účinnosť využitia svetla a musí zodpovedať pásmu vlnových dĺžok skutočného zdroja UV svetla. Ak výber fotoiniciátora nie je vhodný, aj keď povrch môže vytvrdnúť, interiér môže stále vykazovať nedostatočné vytvrdnutie.
7
Môžu aditíva zlepšiť vytvrdzovanie tmavého UV atramentu?
Aditíva nemôžu priamo nahradiť fotoiniciátory, ale môžu poskytnúť pomoc z aspektov, ako je stabilita systému a disperzia pigmentu. Dobre prispôsobený disperzný systém môže znížiť aglomeráciu pigmentu, rovnomernejšie rozložiť pigment v atramente a znížiť lokálne optické rozdiely. Pri tmavých atramentoch to pomáha zlepšiť konzistenciu atramentového filmu. Pri optimalizácii tmavých UV atramentov je preto potrebné brať do úvahy aj disperziu pigmentu a celkovú kompatibilitu zloženia — nezameriavať sa len na fotoiniciátor a UV lampu.
8
Ako diagnostikovať nedostatočné vytvrdzovanie tmavého UV atramentu?
Pri nedostatočnom vytvrdnutí tmavých atramentov skontrolujte v nasledujúcom poradí: najprv potvrďte hrúbku atramentového filmu → skontrolujte energiu a vlnovú dĺžku UV lampy → porovnajte výkon vytvrdzovania rôznych farieb → skontrolujte koncentráciu a disperziu pigmentu → potom upravte systém fotoiniciátora. Ak nedostatočne vytvrdzuje iba hrubý atramentový film, uprednostnite kontrolu svetelnej energie a hrúbky filmu. Ak sa pri rovnakej hrúbke filmu tmavá farba vytvrdzuje výrazne ťažšie ako svetlá farba, zamerajte sa na absorpciu svetla a rozptylový vplyv pigmentu.
Zhrnutie
Tmavý UV atramentový film, ktorý sa ťažšie vytvrdzuje ako svetlá farba, nie je jednoducho preto, že „farba je hlbšia“ – je to preto, že tmavé pigmenty majú silnejšiu absorpciu a rozptyl UV svetla, čím sa znižuje svetelná energia, ktorá môže vstúpiť do vnútra atramentového filmu. Riešenie problémov s vytvrdzovaním tmavého UV atramentu sa nemôže spoliehať len na zvýšenie výkonu UV lampy, ale malo by byť komplexne upravené z hľadiska disperzie pigmentu, systému fotoiniciátora, hrúbky atramentového filmu, reaktivity živice a prispôsobenia zdroja UV svetla. Skutočne ťažko riešiteľný problém pri tmavých UV atramentoch nie je to, či môže povrch vytvrdnúť, ale či UV svetlo môže preniknúť dovnútra atramentového filmu.
Často kladené otázky
Existuje zmysluplný rozdiel medzi povrchovým vytvrdzovaním a vytvrdzovaním v kontexte UV atramentu?
Áno – povrchové vytvrdzovanie sa vzťahuje na povrchovú vrstvu alebo povrchovú vrstvu atramentového filmu, ktorá dosahuje primeranú hustotu zosieťovania, zatiaľ čo vytvrdzovanie znamená, že celá hrúbka atramentového filmu dosiahla cieľový stupeň polymerizácie. Film môže byť na povrchu suchý a nelepivý (povrchovo vytvrdený), pričom má stále nedostatočne vytvrdený interiér s nižšou kohéznou pevnosťou a odolnosťou proti oteru. Pre funkčné aplikácie, kde atramentový film vyžaduje priľnavosť, pružnosť a odolnosť proti oteru v celej svojej hrúbke – nielen na povrchu – je relevantným opatrením vytvrdzovanie.
Má typ sadze vplyv na náročnosť vytvrdzovania čiernych UV atramentov UV žiarením?
Áno výrazne. Rôzne druhy sadzí sa líšia veľkosťou primárnych častíc, štruktúrou a povrchovou chémiou – všetky ovplyvňujú ich optickú hustotu na jednotku hmotnosti. Jemné sadze s vysokou štruktúrou (ako sú kanálové sadze alebo vysokopovrchové sadzové sadze) absorbujú viac UV svetla na jednotku pigmentu ako hrubšie druhy, čo sťažuje vytvrdzovanie pri ekvivalentnej hustote sadzí. Výber najmenej absorbujúcich sadzí, ktoré spĺňajú požadovanú čiernosť, v kombinácii s optimalizovaným systémom fotoiniciátora, je najefektívnejší prístup na vyváženie hustoty čiernej s výkonom vytvrdzovania.
