UV-LED技术在号码油墨中的应用

　　在标签和票证上，一连串的号码起着标识、防伪、装饰等作用。传统的凸印号码油墨是采用氧化方式干燥，存在着干燥周期长、容易蹭脏等缺点。自从1969年美国首次将UV油墨用于卡纸印刷设计，且UV油墨因有着快速固化、无溶剂、免喷粉等优点得到了长足的发展。然而，传统的UV光源普遍为高压汞灯和金属卤素灯等光源，会产生能耗高、发热大以及臭氧等问题，对UV号码油墨的发展造成了一些不利影响。随着科技的发展，近些年来涌现出更为环保的UV-LED光源，为UV号码油墨提供了新的发展机会。普通UV光源与UVLED光源性能对比见表1。

　　2008年2月，日本利优比和东洋油墨首次推出UV-LED固化技术。China Print 2013展会上，RYOBI胶印机就配套了UV-LED固化装置。

　　1.UV-LED固化装置

　　近紫外波段发光的UV-LED固化装置在印刷设计领域被用于替代水银灯、卤素灯、钠灯等固化装置上。在胶印机上使用的UV-LED固化装置的照射光源由一排无间隙排列的高输出发光UV-LED灯及微型组件组成。

　　目前，UV-LED灯照射强度比传统UV灯弱，照射距离短。传统UV灯照射距离为150～300 mm ， 而UV-LED灯照射距离为15mm左右。因此，UV-LED固化装置照射光源与承印物表面的距离要小得多。一般传统UV灯距承印物表面的距离是100～150mm，而UV-LED固化装置照射光源距承印物表面的距离在10mm以内。

　　2.UV-LED固化装置的优点

　　(1)可使油墨瞬间固化;(2)不产生臭氧，无须配备排气管道，有利于环保;(3)附属设备小且紧凑;(4)UV-LED灯寿命长(是传统UV灯的10倍以上)，发热少，可瞬间点燃或熄灭，不需预热和降温平衡，只在印刷设计时开灯，耗电低(只有传统UV灯的1/9)，经济性好，且由于UV-LED固化装置发热少，可以防止非耐热性承印物变形，也不会使纸张失去水分导致变形，手感不会发生变化，不产生静电等。

　　3.UV-LED固化技术存在的问题

　　(1)由于单片LED的发光功率比较低，且远距离照射衰减较高，因此固化装置需要紧挨承印物放置，但这样会导致印刷机结构更加紧凑，不利于工人操作;(2)多片LED排成阵列之后辐照不均匀，会影响油墨固化的一致性;(3)单片LED产生热量较少，但多片LED阵列积累的热量要比单片的大好几倍，因此需要加装冷却系统，这样会使设计印刷、制造更加复杂，价格更加昂贵。

　　UV-LED固化型号码油墨的开发原则

UV油墨的主要成分包含颜料、低聚物(树脂)、单体(活性稀释剂)、光引发剂及各种助剂等。其中低聚物和单体起固着颜料、连结料和提供成膜性能的作用;颜料赋予油墨适度的颜色和对承印物的遮盖力;光引发剂要求在颜料的干扰下仍能吸收光子，引发聚合反应。

　　1.颜料

　　由于UV油墨中含有的颜料等物质会与光引发剂的吸收波长相重合，所以与不含颜料的透明光油相比，固化特性变得极差。因此，通常采用黑→青→品红→黄的色序叠印，最先印上的黑色油墨(UV油墨的穿透率最低)必须依靠穿过黄、品红、青等油墨之后变弱的UV光线来固化。因此，UV-LED固化型号码油墨与以往的UV油墨相比，必须选用穿透性最好(吸收性小)的颜料，这对于开发来说是关键因素之一。与此同时，使用着色能力佳的颜料，可减少印刷设计时的堆墨量(避免墨膜较厚)，这也是提高油墨固化性的有效手段。

　　2.光引发剂

　　光固化引发剂是UV油墨中决定油墨硬化性、耐蚀性以及油墨其他特性的重要成分。如前所述，UV油墨的固化，是油墨中所含有的光引发剂吸收UV光产生活性成分引起的。在使用以往的放电型光源之类的多波长发光光源场合，由于其发出的光谱中紫外线区域广，油墨可将吸收不同波长光能的光引发剂和增感剂组合使用，从而在油墨表面和内部均能获得良好的硬化性。

　　但是，在使用LED之类发光光谱极窄单一波长光源的场合下，就要使用仅吸收LED发光光谱段光能的光引发剂，而且必须要同时实现表面和内部的固化。因此，在选择具有最佳吸收特性的光引发剂的同时，还必须开发出能将有限光能尽可能吸收的光引发剂组合并使其浓度达到最佳。尤其是在透明类光油方面，必须在有限种类的光引发剂范围内，寻得光油的黄变性和固化性两者的平衡。

　　未来的发展

　　尽管目前UV-LED技术存在着成本较高、功效不高等缺点，但其与普通UV汞灯相比更加环保、节能、高效，符合印刷设计行业的发展趋势，并且随着UV-LED技术日臻成熟，相信UV-LED号码油墨会逐步取代传统的号码油墨，成为未来的号码油墨的重点研发方向。