首页展会资讯包装资讯双固化油墨的发展，及UV LED的未来！

双固化油墨的发展，及UV LED的未来！

来源: 聚展网2023-08-16 17:14:16 208分类: 包装资讯

关注

印刷行业正从汞基UV固化转向UV LED固化，双固化油墨的开发已帮助印刷商实现这一转变。双固化油墨的兴起为一个非常现实的行业困境提供了一个巧妙的解决方案。事实上，UV固化已经存在很长时间了，但传统固化技术（大多数柔印行业仍在使用）在多种因素方面被认为不太理想，特别是在高价格时期的能源使用和环境影响。

UV LED固化技术发展迅速，有望取得进步，并被大多数观察家视为未来。它运行成本更低、更可靠、使用更安全并且对环境更有利。然而，印刷行业从汞基UV固化投资转向LED技术还需要一段时间，与此同时，大量的油墨研发在推动这种平稳过渡做出努力。

最终的结果是双固化油墨，当然，现在这些现在也不是新鲜事了，但随着更多行业开始转向UV LED固化技术，其使用开始真正起飞。

Pulse Roll Label Products董事总经理加里·苏厄德表示：“双固化油墨使企业能够在适合自己的时间范围内，逐台印刷机从传统UV转换为UV LED。我们的PureTone DC等定制配方能够响应传统的UV和LED光，为加工商提供在可持续发展和成本方面竞争所需的工具，同时还为印刷机的未来发展提供完美的解决方案。”

加里·苏厄德的观点是，双固化油墨“现在正在席卷市场”，盛威科的汉斯鲁迪·内夫报告称，双固化柔印油墨市场“显示出逐年强劲增长”。与此同时，开发EkoCure系列油墨和涂料（其中包括双固化油墨）的富林特产品经理尼克拉斯·奥尔森将双固化油墨的开发描述为“最令人兴奋的开发领域之一”。该公司自己与客户讨论的数据显示，高达40%的新型窄幅卷筒纸印刷机配备了LED，其中北美和亚太地区的采用率最快。

在相同的波长

那么，如何为柔印市场制造双固化油墨，以及这个市场将如何继续发展？现在是快速了解一些科学的时候了。这是非常简单的科学，正如Paragon Inks的研发化学家费尔南多·格瑞特巴奇指出的那样：“双固化系统之所以可行，是因为普通电弧/MPM灯的多峰值输出与LED系统的单峰值输出相交叉。” Paragon的双固化油墨包括Luna和Aura+，适用于食品接触。

通常，汞基UV固化灯发出的紫外线波长范围在200-440 纳米之间，而UV LED光的波长范围要窄得多，通常在385-405纳米范围内。这意味着传统UV光源和LED UV光源重叠时存在某种最佳点。LED的较窄光谱还意味着它会在与基材接触的位置直接开始固化油墨，而不是从上到下，Pulse Roll Label Products加里·苏厄德示，这会带来更强、更快的附着力并提高生产线速度。反过来，这降低了油墨的迁移潜力，使其更适合食品接触应用。

拼图游戏

双固化油墨的制造是为了在UV和UV LED光谱的重叠点（通常在395nm左右）发挥作用。这说起来很容易，但要在实验室中制定必要的标准并进行大规模生产则要困难得多。

Paragon Inks的费尔南多·格瑞特巴奇将此比作拼凑一个复杂的拼图游戏，“作为一家油墨和涂料制造商，创造新配方就像拼凑一个多块拼图，其中所有的碎片，即成分和制造过程必须配合并协同工作才能给出最终的图片或产品。

盛威科的双重固化产品是低迁移油墨系列Sicura Nutriflex LEDTec和非低迁移Sicura Flex Dual Cure，该公司的窄幅卷筒纸产品经理汉斯鲁迪·内夫介绍了此类油墨的配方工艺的更多细节，“UV LED固化和UV汞灯固化油墨由相似的原材料组成，如粘合剂、单体和低聚物、颜料、光引发剂和添加剂。所用原材料的正确选择和浓度对于实现双重固化性能至关重要。”

例如，双固化油墨必须包含对UV汞灯光谱发生反应的光引发剂，以及对LED-UV光谱发生反应的光引发剂。然而，为了获得最佳的油墨性能和印刷适性，不仅需要引发交联油墨和涂料所需的链式反应的光引发剂，而且还必须将粘合剂、单体和低聚物体系以及添加剂调整为两者完全匹配。为了获得最佳的双重固化性能，两种技术的最佳组合是关键。

Resino首席商务官尼尔斯·尼尔森还解释了双固化油墨中组件匹配所需的精度，因为它们会影响彼此的性能。Resino的Resucat油墨使用一系列光引发剂和增效剂来启动固化，并且使用汞灯，增效剂通过提取更长的波长来帮助更快地固化。

“在LED中，只有更长的波长才能获取能量，”尼尔森说，“增效剂-光引发剂的相互作用在汞固化中很重要，但在LED固化中它是阿尔法-欧米伽（开始和结束），因为所有能量都必须通过增效剂进入光引发剂。为每种颜色选择正确的增效剂和光引发剂是关键，而优化两者的用量是实现良好双重固化的关键。”

太阳化学的产品经理马克·沃克林表示，通常必须选择光引发剂的混合物，以确保考虑到表面固化和彻底固化的需求以及油墨中使用的颜料。太阳化学销售多种柔印颜色和不透明白色的SolarWave双固化油墨，并提供符合迁移标准的选项。

“转向UV LED，在所需波长下有效响应的光引发剂的选择是有限的，”沃克林说，“因为实际上光引发剂只有单一波长可供使用，所以我们必须选择那些反应最有效并产生有效固化油墨或涂层所需的大量自由基的光引发剂。” 正是这种大量的自由基导致大多数经过优化以在UV LED下固化的产品在Hg-UV（汞）下也能有效固化，因此出现了“双重固化”这一颇具误导性的术语。

生产注意事项

在使用双固化油墨时，印刷商需要考虑自然光和机械产生的热量的影响。由于油墨通常被配制为在395nm下固化，因此它们自然比传统的UV固化油墨对可见光更敏感，可见光的范围为400-700nm。这意味着印刷车间的适当照明以及防止阳光透过窗户或屋顶灯照射比传统的UV固化油墨更为重要。

印刷商可能还需要更改机器设置和工作程序，以在仅使用LED-UV固化时实现双固化油墨的最佳印刷和固化性能，因为LED固化在印刷机上产生的热量比汞基UV固化少。Resino观察到，在CI柔印中，使用双固化油墨进行印刷并使用LED进行固化时，CI滚筒的温度能力非常重要，因为与传统UV相比，固化过程中带入基材的热量较少

尼尔斯·尼尔森表示：“如果进行改装，检查CI鼓的温度可以达到多高非常重要。通常，为UV制造的柔印机可以达到+35C，这是一个不错的温度，但一些最初为溶剂制造的柔印机的最高CI温度较低，因此这可能会妨碍获得良好的LED效果。”

自然光和机器产生的热量这些因素都表明，首次使用双固化油墨的公司应寻求专家的建议和支持，以确保其生产环境针对其使用进行优化。

未来展望

因此，从传统UV到LED的过渡正在顺利进行，而双固化油墨在促进这种迁移方面发挥着关键作用。富林特集团的尼克拉斯·奥尔森认为，这些油墨的兴起对于包装行业来说是一个关键时刻。“从表面上看，我们可能认为双固化油墨只是一个高度特定的变革领域，但双固化油墨的兴起体现了包装行业内更广泛的变化动态。可持续发展一度被认为是一件好事，但现在已成为企业在日益意识到其生态足迹的世界中蓬勃发展的基本要求。消费者需要可持续的产品，整个供应链必须跟上。”

奥尔森继续说道：“作为一个行业，我们必须要求更多。显然，碳排放等指标正在指导消费者的购买决策，因此技术必须比以往更进一步——而这首先从油墨和涂料的选择开始。通过采用双固化油墨，印刷商可以提高声誉，吸引具有环保意识的品牌，并通过运营效率提高利润。”

盛威科的汉斯鲁迪·内夫表示，可能正在朝这个方向进一步推进。他提请大家注意《关于汞的水俣公约》，该公约由联合国推动，截至2023年6月已获得143个国家的批准。该公约的目标是在有替代解决方案的情况下完全减少汞的使用。印刷行业，以及其他使用UV汞灯进行固化的行业获得了豁免。

“然而，鉴于最新的发展、UV LED固化装置的辐照度和效率输出的不断提高，以及油墨和光油显示出显著改善的固化和印刷性能，进一步延长授予该行业的地位是相当值得怀疑的，”他说，“如果有关各方考虑在当前规定的最后期限之后进一步延期，目前《水俣公约》的豁免有效期至2027年，肯定会受到挑战。对于许多人来说，在瞬息万变的世界中，2027年听起来很遥远，但时间过得真快。”

LED的采用无疑越来越受到印刷商面临的高能源成本的影响，据说UV LED固化所需的能源消耗比传统方式减少约50%。因此，朝这个方向发展具有经济和环境意义，并且由于双固化油墨在市场上很常见，这是帮助柔印印刷商实现这种转换的另一块拼图。

参考资料：

undefined