Domů / Novinky / Novinky z oboru / UV inkousty — Proč se tmavé inkoustové filmy vždy vytvrzují hůře než světlé barvy?
Novinky z oboru
UV inkousty · Tisk · Foto-vytvrzovatelné systémy
Při tisku UV inkoustem se často setkáváme s jevem: se stejnou UV lampou, stejnou rychlostí tisku a podobnou tloušťkou inkoustového filmu vytvrzují světlé barvy normálně – ale tmavé inkousty snadno vytvářejí povrchovou lepivost, nedostatečnou odolnost proti otěru a dokonce i nedostatečné vytvrzení uvnitř inkoustového filmu. Mnozí připisují problém nedostatečnému výkonu UV lampy. Ale ve skutečnosti samotná hloubka barvy ovlivňuje schopnost UV světla pronikat inkoustovým filmem. Zejména ve vysoce koncentrovaných černých, tmavě modrých a tmavě červených systémech pigment absorbuje světlo silněji, takže je obtížné pro UV světlo plně proniknout do inkoustového filmu.
1
Vytvrzování UV inkoustu v zásadě závisí na světle pronikajícím inkoustovým filmem
UV inkoust se spoléhá na UV světlo, které aktivuje fotoiniciátor, generuje volné radikály a iniciuje polymeraci. Důležitou podmínkou účinnosti vytvrzování je tedy to, zda může UV světlo vstoupit do inkoustového filmu. Světlé inkousty mají relativně malou odolnost vůči UV záření – světlo může pronikat hlouběji a pokračovat ve vytvrzování uvnitř inkoustového filmu. Tmavé inkousty obsahují více pigmentu se silnější absorpcí a rozptylem světla, takže UV světlo, které skutečně pronikne dovnitř inkoustového filmu, klesá. Výsledek: povrch se zdá být vytvrzený, ale vnitřek zůstává měkký.
2
Proč je černý inkoust obzvláště náchylný k tomuto problému
Pigment sazí má silnou schopnost absorpce světla. Když je hladina přídavku sazí vysoká, UV světlo vstupující do inkoustového filmu je z velké části absorbováno a světelná energie se obtížně dále šíří směrem dolů. I když povrchová vrstva přijme dostatečné množství UV světla k úplnému vytvrzení, místa, která jsou postupně hlouběji uvnitř inkoustového filmu, mohou přijímat méně světelné energie. To je také důvod, proč jsou černé UV inkousty obvykle více závislé na dobře navrženém systému fotoiniciátoru a procesu vytvrzování než systémy se světlými barvami.
3
Čím tlustší je tmavý inkoustový film, tím je problém vyléčení zjevnější
Barva je pouze jeden faktor – stejně důležitá je tloušťka inkoustového filmu. Pokud již tmavý inkoust má silnou schopnost absorpce světla, doplněnou silnějším potištěným inkoustovým filmem, potřebuje UV světlo větší vzdálenost, aby dosáhlo vnitřku. Jak se hloubka zvětšuje, světelná energie schopná dosáhnout dna postupně klesá. Takže ve výrobě: tenký inkoustový film je v podstatě normální, silný inkoustový film začíná být lepkavý; světlá barva je normální, tmavá barva začíná vykazovat nedostatečné vytvrzení.
4
Zvýšení výkonu UV lampy není vždy řešením
Po zjištění, že tmavý inkoust vytvrzuje nedostatečně, některá výrobní místa přímo zvýší výkon UV lampy nebo sníží rychlost tisku. Tento přístup někdy funguje, ale není vhodný pro všechny situace. Pokud samotný inkoustový systém má nízkou účinnost využití UV světla, pouhé zvýšení intenzity světla může zvýšit rychlost vytvrzování povrchu, ale ne nezbytně plně vyřešit problém s vytvrzením inkoustového filmu uvnitř. Mezitím může nadměrné UV záření způsobit zvýšení teploty substrátu a nadměrné vytvrzení povrchu.
5
Stav disperze pigmentu také ovlivňuje vytvrzování UV zářením
Tmavé inkousty obvykle obsahují vyšší podíl pigmentu. Pokud je disperze pigmentu nedostatečná a systém obsahuje větší aglomeráty, může být šíření UV světla v inkoustovém filmu nerovnoměrnější. To neovlivní pouze barvu a jemnost – může to také ovlivnit to, jak je UV světlo distribuováno v inkoustovém filmu. Tmavé UV inkousty se proto nemohou soustředit pouze na koncentraci barev – pozornost také vyžaduje rovnoměrnost disperze pigmentu.
6
Systém fotoiniciátoru potřebuje úpravu pro formulace tmavého inkoustu
Různé barevné UV inkousty nemusí nutně vyhovovat zcela identickým systémům fotoiniciátorů. U tmavých inkoustů je UV světlo, které může skutečně vstoupit do vnitřku inkoustového filmu, již ovlivněno pigmentem, takže fotoiniciátor potřebuje dobrou účinnost využití světla a musí odpovídat pásmu vlnových délek skutečného zdroje UV světla. Pokud není výběr fotoiniciátoru vhodný, i když povrch může vytvrdnout, interiér může stále vykazovat nedostatečné vytvrzení.
7
Mohou aditiva zlepšit vytvrzení tmavého UV inkoustu?
Aditiva nemohou přímo nahradit fotoiniciátory, ale mohou poskytnout pomoc z aspektů, jako je stabilita systému a disperze pigmentu. Dobře přizpůsobený disperzní systém může snížit aglomeraci pigmentu, distribuovat pigment rovnoměrněji v inkoustu a snížit místní optické rozdíly. U tmavých inkoustů to pomáhá zlepšit konzistenci inkoustového filmu. Při optimalizaci tmavých UV inkoustů je proto nutné vzít v úvahu i disperzi pigmentu a celkovou kompatibilitu složení — nezaměřovat se pouze na fotoiniciátor a UV lampu.
8
Jak diagnostikovat nedostatečné vytvrzení tmavého UV inkoustu?
Při nedostatečném vytvrzení tmavých inkoustů zkontrolujte v následujícím pořadí: nejprve potvrďte tloušťku inkoustového filmu → zkontrolujte energii a vlnovou délku UV lampy → porovnejte účinnost vytvrzování různých barev → zkontrolujte koncentraci a disperzi pigmentu → poté upravte systém fotoiniciátoru. Pokud pouze silný inkoustový film vykazuje nedostatečné vytvrzení, upřednostněte kontrolu světelné energie a tloušťky filmu. Pokud se při stejné tloušťce filmu tmavá barva znatelně hůře vytvrzuje než světlá barva, zaměřte se na absorpci světla a rozptylový dopad pigmentu.
Shrnutí
Tmavý UV inkoustový film, který se hůře vytvrzuje než světlá barva, není jednoduše proto, že „barva je hlubší“ – je to proto, že tmavé pigmenty mají silnější absorpci a rozptyl UV světla, čímž snižují světelnou energii, která může vstupovat do vnitřku inkoustového filmu. Řešení problémů s vytvrzováním tmavého UV inkoustu se nemůže spoléhat pouze na zvýšení výkonu UV lampy, ale mělo by být komplexně upraveno od pigmentové disperze, systému fotoiniciátoru, tloušťky inkoustového filmu, reaktivity pryskyřice a přizpůsobení zdroje UV světla. Skutečně obtížným problémem, který se u tmavých UV inkoustů řeší, není to, zda může povrch vytvrdit, ale to, zda může UV světlo proniknout dovnitř inkoustového filmu.
Často kladené otázky
Existuje smysluplný rozdíl mezi povrchovým vytvrzením a průběžným vytvrzením v kontextu UV inkoustu?
Ano – povrchové vytvrzování se vztahuje k pokožce nebo povrchové vrstvě inkoustového filmu dosahující přiměřené hustoty zesítění, zatímco průběžné vytvrzování znamená, že celá tloušťka inkoustového filmu dosáhla cílového stupně polymerace. Film může být na povrchu suchý a nelepivý (povrchově vytvrzený), přičemž má stále nedostatečně vytvrzený vnitřek s nižší kohezní pevností a odolností proti otěru. Pro funkční aplikace, kde inkoustový film vyžaduje přilnavost, flexibilitu a odolnost proti otěru v celé své tloušťce – nejen na povrchu – je relevantním opatřením průběžné vytvrzování.
Ovlivňuje typ sazí obtížnost UV vytvrzování u černých UV inkoustů?
Ano výrazně. Různé druhy sazí se liší velikostí primárních částic, strukturou a chemií povrchu – to vše ovlivňuje jejich optickou hustotu na jednotku hmotnosti. Jemné saze s vysokou strukturou (jako jsou kanálové saze nebo retortové saze s vysokým povrchem) absorbují více UV světla na jednotku pigmentu než hrubší druhy, což ztěžuje průběžné vytvrzování při ekvivalentní hustotě sazí. Výběr nejméně absorbujících sazí, které splňují požadovanou černou, v kombinaci s optimalizovaným systémem fotoiniciátoru, je nejúčinnějším přístupem pro vyvážení hustoty černé s výkonem vytvrzování.
