UV油墨测试及品控研究(转载)

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确保自始至终符合规定对成功生产任何一种产品来说都是至关重要的。印刷油墨的生产也是如此，因为检测与质量控制(qc)在生产工艺中扮演着非常重要的角色。     

紫外(uv)油墨是油墨生产商一个主要的增长领域。除了具备许多与传统油墨相类似的性能外，由于它们采用辐射固化的方式，因而又包含着不同于传统油墨的成分和性 能。对油墨生产商而言，掌握这些不同点并对质量和检测进行严格控制可以确保他们的客户获得尽可能最好的产品。
　　检测的重要性
    检测紫外油墨很重要的一点是了解油墨如何在实验室里固化。这要求油墨生产商创造出实验室规模的类似于客户使用环境的操作条件。
    检测uv油墨最重要的因素是开发出模拟实际生产设备(uv灯及其构造)固化的过程。一旦建立了具有可比性的固化过程，理论上所有其它的物理特性都将与其一致。这要求将实验室固化参数调节到可以非常接近地模仿印刷机的固化条件。
    太阳化学紫外油墨市场经理glenn webster指出，“最重要的方面是自始至终对关乎客户需要的油墨性能参数进行测量。生产工艺的公差必须符合客户的工艺要求。这不仅包括印刷商，而且包括其客户的工艺以及最终使用的需要。不同地点必须采取一致的措施。”
   zeller+gmelin公司的质量控制工作包括一系列相互交叉的步骤来确保油墨的适当生产。公司运营副总裁stephenlazure说，“将品控检测融入生产工艺的每个环节很重要。我们实行9个普通的在线品控检测和1个在油墨产品包装前的最后品控核准。产品在进入下一个生产阶段前必须通过每个在线品控测试。这项技术可在必要时实现对物料进行的微调，从而避免在生产最后一个阶段进行大的调整。”
　　紫外油墨与传统油墨的检测
    与传统油墨的情况类似，对紫外油墨的诸如颗粒尺寸、着色强度等基础油墨测试通常与普通油墨相似。两种油墨对干燥速度或固化速率的检测方法有所不同。
   总体而言，印刷油墨的品控测试不论原理如何都基本相同。但油墨体系的类型不同决定了测试方法的不同。例如，为测定传统油墨和紫外油墨的粘着性，使用的油墨计可能相同，但硬度计和托辊的组成是不同的。当油墨置于紫外能下，紫外印刷油墨墨膜的粘附力和耐溶剂性测试就能马上进行，而传统油墨可能不能马上进行这些测试，因为它们的氧化过程需要更长的时间才能完成。
   传统油墨干燥或凝固只需溶剂蒸发，因此实验室测试的是其固有干燥速度。有时候会对油墨传印（油墨粘着）进行附加测试。另一方面，紫外柔版油墨系由单体组成，当暴露在紫外光下会变为干塑料。液体油墨和紫外油墨的其它所有物理性能都采用相同的设备进行测试，比如测试光泽度的光泽计；测试耐擦力的萨瑟兰磨擦测试仪；测试防滑性的粘附力及磨擦系数测试仪所用的透明胶带。
   本质上说，紫外线只是使油墨在基材上聚合（干燥）的另一种方式。因此，紫外油墨测试最与众不同的地方是用一个紫外固化单元来评估油墨的固化，而不是某种干燥速率的测试。其次，传统油墨的粘度通常采用某种粘度杯进行测试；而由于紫外油墨通常具有较高的粘度，因此最好采用转动粘度计来测量紫外油墨的粘度。其余对成品墨的测试参数——颜色、着色强度、粘附力等，采用的方法都基本相同。
    固化测试是主要的区别（光能与氧化或加热的比较）。确保测试设备与印刷机性能相容这一点非常重要。
    阿克苏诺贝尔树脂公司uv/eb固化产品技术营销经理john braddock指出，测试紫外油墨两个最重要的方面是固化速率和颜料润湿，这是因为紫外油墨在这方面通常次于传统油墨。生产紫外油墨所需测试的关键性能是流变性、固化速率、粘附性能和柔韧性。
    为什么适当的固化对紫外油墨性能至关重要？因为所有其它性能源于它。不充分的固化会导致许多其它方面受到损害。
    固化量和交联度对确保产品满足防刮擦、耐磨等的必需要求非常重要，因为油墨的粘度和流变性是保证油墨从墨缸正常流出并流向墨辊的重要因素。颜色和颜色强度也需要进行测量，从而保证正确流量的油墨被输送到墨辊上时颜色确当。太少或太多的油墨都会影响油墨的印刷性能。
    测试粘着性对保证油墨在墨辊间传递非常重要，它还能测定油墨如何与湿基材和其它油墨相互反应。细度测试用来测定颜料在油墨体系中分散的好坏程度。如果颜料分散的不够好，将会影响颜色强度、光泽度和印刷性。
   如果油墨固化得不好，油墨的粘着力就会有问题。业者指出，一定墨膜重量或彩色密度下的紫外固化速率是影响印刷机速度和油墨对基材粘着力的一个关键性能参数。与此相关的参数还有着色强度和色泽。流变参数诸如粘度、流动性和粘着性等对所有类型紫外油墨都是关键参数，并对胶印和柔印等高速印刷工艺起非常重要的作用。
   flexo tech总裁lisahahn指出，“最重要的是固化和粘着。此外，紫外柔印油墨倾向于更粘稠和更具假塑性，因此流平性与传统油墨较差，但能得到较好的网点结构。紫外油墨在固化时容易收缩，这可能对良好的粘着力有不良影响，因此，胶带试验也很重要。”
    紫外柔印油墨必须均匀固化，与指定基材妥善粘合，颜色准确，具有良好的着色强度以及低触变性下良好的粘度。如果这些方面不能全部满足，那么油墨将被认为对特殊用途不具备可用性。

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为达到良好的印刷机性能，需要在实验室进行着色强度、粘度和固化性能的检测。此外，对很多用途来说，还需要进行光泽度、耐擦力、粘着力和其它物理耐受性的检测。一些用户要求采用mek或甲苯的固化紫外油墨具有湿耐擦力，因为原则上这一试验是用来确认紫外油墨的固化完整。

    粘度和稳定性也在检测之列。在分散颜料时必须小心不要让温度升的过高，并且经常必须使用三辊研磨机，其冷却要比卧式介质研磨机好很多。颜料的润湿通常较差，因此分散性问题总是被夸大。

    lazure说，“根据特定的产品和最终用途，我们对细度、固化速度、粘着性、光泽度、密度、吸水性、遮盖力、色值、耐擦力、耐溶剂性、耐刮擦性、胶带、染色强度、mek、二甲苯和皱纹进行测试。我们采用一种统计过程控制方法来表示生产过程中的变化趋势。我们的生产设备采用plc，保证每个配方都能自始至终统一生产。”

　　关键设备

    任何储备完善的实验室都有充分数量的设备，各油墨生产商对紫外油墨测试都有自己的推荐设备。

    webster说，“紫外油墨最关键的测试工具是紫外灯和刮刀式手工刮样机。带有可变速版台的紫外灯固化系统非常关键。对紫外灯规律性进行校准和测试很重要，可采用移动版台速度校准和紫外灯本身的波长输出强度测试。由于紫外柔印油墨比传统油墨略为粘稠些，当在实验室进行校对时，需要一个优质的刮磨刀手工刮样机将均量和色强的油墨涂布到基材上。先进的流变流动度技术，比如受控应力稳态粘度测量，提供了比单纯粘度杯测量详细的多的紫外柔印油墨性能信息。”

    辐射计对调节紫外灯速度以模拟印刷机条件来说很重要。此外，采用与客户工厂里相同类型的灯也很重要。

    inx推荐一种紫外固化单元、粘度计和刮样装置，每样设备都是针对紫外油墨较高粘度的处理而设计的。

    flint ink推荐了多种设备，包括油墨计、油墨固化分析仪（ica）、kershaw/lithotronic、测粘仪、光泽计、分光光度计、uv/vis分光光度计、萨瑟兰磨擦测试仪、紫外实验室固化单元、电子束实验室固化单元、流变仪和prufbau。

    lazure建议实验室采用椎板粘度计或转动粘度计、油墨计、分光光度计、密度计、细度计、实验室固化单元、刮样设备和水平衡设备。

　　特别挑战

    紫外油墨生产商和相应的最终用户还需要满足某些特定领域的要求。比如，紫外油墨的货架期是生产商需要考虑的一个因素。紫外油墨的的货架稳定性通常比传统油墨差，因此必须对此更加注意。决定性因素可以是储藏环境温度和所采用的包装类型。货架期也会因原材料的不正确选择及其与油墨中其它材料的相互反应而缩短。另一个能起到破坏作用的因素是生产油墨所采用的生产工艺。

    标准化检测过程有助于油墨工业的发展。为紫外柔印油墨开发出适当的测试程序是一个全行业性的挑战。这是因为需要综合考虑固化装置的复杂性、固化灯结构的多样性、灯泡寿命以及设备维护周期等。这些参数中任何一个的变化都会对湿紫外油墨固化所需的能量数量产生影响，从而影响最终产品的性能。

    紫外油墨测试和品控相对比较直接。对其它油墨而言，使用妥善校准过的适当测试设备是很关键的。这里的挑战是如何调节客户的要求与最终产品性能之间的误差，从而真正达到印刷机上的性能和客户的最终使用需要，同时达到最大的生产力和一致性。

清泥

2003-2004年的文章，有点老，而且有价值内容不多