油墨是一種印刷材料,即通過(guò)一定的印刷方式,實(shí)現(xiàn)圖紋在物體表面的再現(xiàn).同時(shí),油墨還具有各種不同功能,如在物理方面有光電功能,化學(xué)方面有抗化學(xué)試劑功能,生化功能,以及表面涂飾功能,叫做功能性油墨(見(jiàn)表1)。UV油墨本身也可以說(shuō)是一種功能性油墨,因?yàn)樵撚湍谟∷⒑笸ㄟ^(guò)UV光可以立即固化。不過(guò)在這篇文章中將重點(diǎn)介紹UV油墨一些特殊功能的應(yīng)用。
表1.功能性油墨的分類
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分類
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效果
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UV油墨特殊功能舉例
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物理方面的
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光學(xué)效果
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UV光顯色,蓄光,UV光屏蔽,LCD夜光顯示,黑光顯色等。
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電學(xué)性能
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絕緣性,導(dǎo)電性,EL,磁性等。
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熱學(xué)性能
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泡沫生成,熱敏顯示裝置,紅外輻射,注塑成型等。
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擠壓方面
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砂刻,蒙片,劃痕,抗脫落,粘合劑,轉(zhuǎn)印等
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化學(xué)方面的
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化學(xué)反應(yīng)
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蝕刻,堿液剝離等。
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生化反應(yīng)
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抗菌,抗凝結(jié)的等。
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吸收/反應(yīng)
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吸水的,筆記適應(yīng)性,可噴墨打印,抗氧化的等。
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裝飾方面的
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填充
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仿真蝕刻,木紋,啞面,鏡面金屬效果等。
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三維/光亮
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實(shí)地印刷,熱敏印刷,盲字印刷,凸字效果等。
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精細(xì)的特別紋理效果
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晶體效果,皺紋效果,碎片效果,珊瑚紋理效果。
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對(duì)于聚酯材料膜片開(kāi)關(guān)的印刷,其作用是印上一層絕緣材料,以防止銀漿油墨流淌,線路短路和交叉,不過(guò),有一種專門的絕緣阻隔油墨,其印刷層較厚,能起到良好的絕緣效果。
· IN-11 :用于處理過(guò)的聚酯材料。
· IN-15M:用于未經(jīng)處理或處理過(guò)的聚酯材料。
· INS-5 :用于絕緣阻隔層的生成。
表2 IN-11的特點(diǎn):
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測(cè)試項(xiàng)目
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測(cè)試方法
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結(jié)果
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[基本特點(diǎn)]
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附著力
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十字膠帶測(cè)試法
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100/100
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硬度
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JIS K-540 鉛筆刮拭試驗(yàn)
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H
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[耐候性]
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耐熱性
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70℃環(huán)境下放置240小時(shí)
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無(wú)異常
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耐凍性
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-25環(huán)境下放置240 小時(shí)
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同上
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防潮性
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溫度60℃,濕度為95% 的環(huán)境下放置240 小時(shí)
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同上
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旋轉(zhuǎn)性
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按JIS C-5024 I之要求進(jìn)行240 小時(shí)試驗(yàn)
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同上
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抗壓性
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采用Dupon的擠壓測(cè)試機(jī)進(jìn)行500 克/20 厘米的測(cè)試
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同上
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抗折疊性
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采用折疊機(jī)進(jìn)行直徑為2毫米的180度折疊試驗(yàn)
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同上
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耐酸性
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在濃度為5% 的鹽酸(HCI)溶液中侵泡24 小時(shí)
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同上
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耐堿性
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在濃度為1% 的氫氧化鈉溶液中侵泡24 小時(shí)
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同上
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耐酒精性
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蘸99.5% 的酒精來(lái)回擦拭50 次
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同上
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耐溶劑性
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蘸MEK 來(lái)回擦拭50 次
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同上
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耐洗滌劑性
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蘸強(qiáng)力洗滌劑來(lái)回擦拭50 次
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同上
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[電學(xué)特點(diǎn)]
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耐電壓性(Kv)
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采用TOS-8750 DC 型的耐壓測(cè)試儀
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≧2.5
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絕緣性(Ω)
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采用SM-21 絕緣測(cè)試儀, 測(cè)試電壓為DC 500V伏
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1×1013<
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電子游離性
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在蒸餾水中通直流電48 小時(shí),電壓力10V
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未擊穿
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導(dǎo)電性
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加上絕緣涂層后導(dǎo)電系數(shù)的增加量
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±1%
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感應(yīng)性
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JIS K-6911(1MHz)
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3.2
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介電常數(shù)
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JIS K-6911(1MHz)
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4.2 ×10-2
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表面電阻率
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JIS K-6911(DC-100V)
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1×1015<
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整體電阻比率
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JIS K-6911(DC-100V)
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1×1014
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--- 用于跳線 ---
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耐壓 (Kv)
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墨膜厚度35 μm (T-200 印兩次)
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2.0
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絕緣電阻 (Ω)
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墨膜厚度35 μm (T-200 印兩次)
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9×1012
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· ※用到了125 μm厚的處理過(guò)的PET膜。
· ※ 測(cè)阻抗的墨層厚度為15-18 μm(T-200)。
· ※ 以上數(shù)據(jù)僅為本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù),僅供參考。
與其它水其或溶劑型粘合劑不同,UV固化粘合劑(壓敏粘合劑)完全是由一種不揮發(fā)的化學(xué)成份結(jié)構(gòu),固化后的結(jié)構(gòu)是一種IPN結(jié)構(gòu),即粘合劑形成一種三維結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出良好的性能。具體地說(shuō),該UV固化粘合劑具有以下優(yōu)點(diǎn);
1. 由于固化速度快,故大大提高生產(chǎn)效率。同時(shí),氣味小,不會(huì)給車間帶來(lái)污染。
2. 網(wǎng)版穩(wěn)定性好,不會(huì)造成堵網(wǎng)等情況。
3. 油墨UV固化屬低溫于固,所以印刷工件熱變形小,很大程度上保證了尺寸的準(zhǔn)確。
4. 本粘合劑性能好,抗熱老化能力強(qiáng)。
本產(chǎn)品主要用于薄膜開(kāi)關(guān)電路,指示牌壓以及一些轉(zhuǎn)印的粘合等方面。
表3 剝離強(qiáng)度測(cè)試
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被轉(zhuǎn)寫體
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鏡面不銹鋼板
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PET 膜片
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剝離方向
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90°
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180°
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90°
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RAYTACK-NEW
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5.15 Kgf
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4.93 Kgf
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2.21 Kgf
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(RAYTACK-TS)
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3.65 Kgf
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3.14 Kgf
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1.20 Kgf
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表4 不同剝離時(shí)間的測(cè)試
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剝離時(shí)間
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剝離后的被轉(zhuǎn)寫體的狀況
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RAYTACK-NEW
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90秒
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雖然膜片還沒(méi)有被破懷,但在轉(zhuǎn)寫體表面殘留一些痕跡。
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RAYTACK-TS
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12秒
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一些破損的粘合劑膜留在轉(zhuǎn)寫體表面。
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· ※1 表格中的秒數(shù)是指完全剝離所需的時(shí)間。
· ※2 測(cè)試所用的被轉(zhuǎn)寫體為鏡面不銹鋼。
· ※3當(dāng)垂直方向上施加的利達(dá)到了1千克力時(shí),開(kāi)始計(jì)時(shí)。
· ※4 RAYTACK-TS已經(jīng)終了生產(chǎn)了。
它是UV固化粘合劑,油墨的一種,其粘度較低,防滑性好。這種油墨印刷后其油墨膜可反復(fù)地粘起和剝離,而且不會(huì)殘余留在襯底表面。這種低粘性的防滑脫油墨常用于電腦鼠標(biāo)墊背面,CD盤標(biāo)貼的印刷等。USL系列為UV油墨,正如以上所說(shuō),有良好的防滑性。具體地說(shuō),本系列包括三類。
· USL-1:抗滑脫油墨,本油墨表現(xiàn)出良好的可印性和流平性,但有一定的遮蓋性,即透明性不太理想。
· USL-3:本油墨透明性好,但流平所需時(shí)間稍長(zhǎng)。
· USL-101:本油墨粘度低,抗滑脫性好。
油墨經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬�,可進(jìn)行印刷。印刷中,建議選用100-150目的網(wǎng)紗,以獲得較厚的膜層。若油墨層薄,則抗滑脫性就不會(huì)太好。印刷后的固化則一般是選用光強(qiáng)為800 mW/cm2,能量在250-500ML/cm2的紫外線燈。
硬化條件は、紫外線強(qiáng)度:800mW/cm2の積算光量:250~500mJ/cm2
本遮蓋油墨是為砂刻工藝專門研制的一種油墨,它與抗焊油墨有些類似。也就是用這種油墨來(lái)將不需要砂刻的部分遮蓋起來(lái),如下圖所示。遮蓋的部分將保持完好,沒(méi)有遮蓋的部分,則被砂子打磨后變成毛面,從而形成我們所需的圖案。這種遮蓋油墨,要求有一定的彈性,易于玻璃。所以,我們可以稱這種油墨為豐有彈力性的UV油墨。多用于一些玻璃,不銹鋼等材料的砂刻。
本遮蓋油墨經(jīng)過(guò)特殊配方,加入了UV固化樹(shù)脂和一些特殊的剝離劑,使剝離更為容易。這種油墨可以成一種力度好,柔性高的墨層,在剝離過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)破膜現(xiàn)象。RIP系列用于一些要求部分涂布或涂飾的領(lǐng)域,即暫時(shí)性的遮蓋保護(hù)等。
6.用于PET可回收產(chǎn)品印刷的UV油墨
在1995年,出現(xiàn)了有關(guān)回收法律條例,即容器和包裝材料的回收。這樣,在1997年,PET材料飲料瓶等的回收就比較普遍了。相應(yīng)地,在工業(yè)界,開(kāi)始對(duì)PET材料的飲料瓶回收利用進(jìn)行了研究。研究表明,為了回收這類瓶子,必須能夠?qū)⒅苯佑≡谄孔颖砻娴挠湍珜尤サ�。于是一種叫著PES-AK的油墨出現(xiàn)了,它可以很容易的剝離,同時(shí)該油墨還具有良好的附著力。其回收過(guò)程主要就是先將其侵泡在稀堿溶液中,然后通過(guò)一種轉(zhuǎn)印膜來(lái)實(shí)現(xiàn)剝離這一過(guò)程。
在多數(shù)情況下,塑料制品的回收都是采用堿液除油,這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)剝離油墨的過(guò)程。為了達(dá)到理想的剝離效果,該油墨的配方在以下幾方面都進(jìn)行了調(diào)節(jié)。
1. 減小了由堿液對(duì)產(chǎn)品的污染。
2. 在短時(shí)間內(nèi)(5分鐘)完成剝離過(guò)程,以適應(yīng)實(shí)際的回收操作工藝。
3. 在未剝離之前,油墨層在PET表面應(yīng)有良好的附著力。
4. 印刷品對(duì)熱水,溶液的抵抗力以及剝離過(guò)程中都不會(huì)出現(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)其它問(wèn)題。
以上提到的第1)點(diǎn),用于油墨層在剝離達(dá)一短暫的過(guò)程中,不會(huì)與堿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以應(yīng)盡可能地讓堿液夠滲透到油墨層中,這樣,通過(guò)稍加用力地撕,即可使油墨層剝落。為了達(dá)到這一目的,人們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的UV單體,有較好的親堿性能。當(dāng)加入油墨中后,可以順利地撕下墨膜層。這樣即減少了堿液帶來(lái)的污染。
就以上的第2)點(diǎn),加入一種特殊的單體可獲得更好的效果。尤其是四層疊印墨層可以在二分鐘內(nèi)完成剝離。這種短時(shí)間的剝離,可以防止油墨層在堿液的長(zhǎng)期作用下發(fā)生水解。
就以上提到的第3)點(diǎn)和第4)點(diǎn),在PET材料表面印刷,主要是通過(guò)對(duì)PET材料進(jìn)行預(yù)先火焰處理來(lái)保證其良好的附著力。而且,在油墨中加入薩尼迪生產(chǎn)的附著力增強(qiáng)劑JAR-18還可以進(jìn)一步提高油墨的附著力。本油墨除了用于PET瓶外,還可用于處理過(guò)的PP膜,處理過(guò)的PP和PE型材等。
表6 PES-AK系列油墨的物理性質(zhì)
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被印刷物
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處理過(guò)的PET瓶子(表面張力為 65 達(dá)因/平方厘米)
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刷版
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300 聚酯網(wǎng)
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固化條件
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金屬鹵化物燈120 W/cm ,過(guò)瓶速度10米 /分鐘.UV光的強(qiáng)度為 250 mJ/cm2
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測(cè)試項(xiàng)目
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測(cè)試方法/條件
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結(jié)果
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附著力
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十字膠帶測(cè)試法進(jìn)行剝離
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合格
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疊印性
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三色疊印附著力測(cè)試
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合格
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耐酒精性
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在99.5% 的酒精中浸泡24 小時(shí)。
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合格
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耐熱水性
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在40℃的熱水中浸泡24 小時(shí)。
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合格
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來(lái)候性
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進(jìn)行耐候試驗(yàn)200 小時(shí)。
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無(wú)異常
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堿液處理
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用85℃,1.5+%的氫氧化鈉 (NaOH)溶液中處理
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單色:30秒鐘完成剝離
�。瓷�2分鐘完成剝離
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UV油墨常用作一些音樂(lè)光盤(CD)的標(biāo)貼印刷。用于目前其它各種光碟(CD)越來(lái)越多,如CD-R,CD-RW等。其標(biāo)貼要求可通過(guò)激光打印機(jī)或鋼筆書寫。于是薩尼迪推出了一種新的專門型的UV油墨,即RCD系列。在該油墨中加入了親水粉和色素吸收劑,而附著劑則采用的是親水低聚物。當(dāng)這種油墨通過(guò)絲印方式印在CD-R表面干固后,使用者可以在其表面打印水性油墨,也可使用水或油性的筆進(jìn)行書寫。墨水向四周滲少,在極短的時(shí)間內(nèi)即可風(fēng)干。就油墨的洗用,建議將CDV-S系列的01白色或增白色作為白色底料。同時(shí)在重要的情況下也可在印刷后的表面在印上一層硬質(zhì)的無(wú)色透明光油以保護(hù)光碟表面。
另一方面,用于DVD光碟的DVD系列也是由薩尼迪研制開(kāi)發(fā)的一個(gè)UV油墨系列,在行業(yè)界里引起極大的觀注。另外值得一提的是,DVD光碟是由兩片0,6筆米厚的光碟(CD)組合而成的。這種光碟(CD)的厚度是傳統(tǒng)光碟(CD)的厚度的一半。由于光碟的貯存容量增加了7倍,達(dá)到了4.7GB,所以光碟的數(shù)據(jù)紀(jì)錄單元的長(zhǎng)度也減少到了0.5至0.4微米。這樣,相對(duì)CD來(lái)說(shuō),DVD光碟對(duì)變形誤差的要求就更高。一般來(lái)說(shuō),UV固化樹(shù)脂在過(guò)程中或多或少都會(huì)有一些收縮,所以當(dāng)DVD使用傳統(tǒng)的UV油墨印刷后,在干固過(guò)程中的收縮太大,超過(guò)了其額度范圍。我們可以通過(guò)在油墨中加入UV固化單體和親水物,以大大減少油墨在固化過(guò)程中的收縮程度。另外,再加入一種特殊的填充劑后還可進(jìn)一步減少油墨在固化過(guò)程中的收縮性。這樣,DVD表面的墨膜收縮性較小,DVD,光碟即可順利的印刷,而不至于破壞它。本油墨還可用于傳統(tǒng)的光碟(CD),因?yàn)橛∷⒌谋砻嫣貏e耐磨等,同時(shí)表現(xiàn)出良好的附著力。這意味著印刷廠采用DVD油墨還可印制CD光碟。
8.UV盲字油墨(RC-GA 41系列 RL-C,RL-D)
最近,各種信號(hào)牌,展示牌,小冊(cè)子等對(duì)殘疾人也越來(lái)越重要。故信號(hào)牌,展示牌以及小冊(cè)子上的盲文的必要性不斷地增加。
盲文印刷,采用的是一些特殊的敏感板材,包括金屬遮蓋或間接膜片。盲文觸點(diǎn)的高度要求在0.3-0.6毫米左右,同時(shí)而耐磨性好,圖紋分明。對(duì)油墨,須有良好的流變性,以避免油墨中的氣泡的存在。同時(shí)而良好的觸變性和一定的粘度。
UV油墨包括非閃光的,毛面的,仿真蝕刻的,以及用于表面獲得較好紋理和啞面效果的無(wú)色油墨等等。比些效果的好壞取決于填充劑的性能,如樹(shù)脂填充類,包括聚氨脂材料,玻璃材料,膠原纖維蛋白材料以及它的色料,如硅類色料等。加入這些輔料后,UV油墨的硬度,厚度,光亮度,抗磨性等都是其它揮發(fā)性油墨無(wú)法比擬的。
表7. 表面加飾光油一覽
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品名
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特長(zhǎng)
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亞光光油
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用于仿真蝕刻和亞面印刷,具有良好的觸變性網(wǎng)紋紋理
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透明亞光光油
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用于仿真蝕刻,具有透明性能好,還用于亞面印刷。密度高,透明性好。
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HFT 亞光光油
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用于普通的亞面印刷
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DP-1 光油
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用于隨機(jī)的或木紋的圖紋生成,其中木紋圖紋有較好的抗刮性。
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UF-1 光油
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情細(xì)型的DP-1,其木紋效果不太明顯,但有較高的光潔度。
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UB-1 亞光光油
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特好的亞面紋理效果(高密度)
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UB-2 亞光光油
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半光亮的精細(xì)紋理(低密度)
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RL-A 厚盛光油
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用于發(fā)泡印刷(較厚的墨膜印刷),油墨皮膜較硬,適應(yīng)厚的素材。(RC-GA41系列)
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RL-B 厚盛光油
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用于發(fā)泡印刷(較厚的墨膜印刷),油墨皮膜較薄,適應(yīng)薄的素材。(RC-GA41系列)
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表面涂飾光油
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光亮高,流平性優(yōu)秀,多用于膠印的上光,(RC-OP43系列 HG,NOP)
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10珊瑚紋理表面裝飾油墨(FUNCOAT BCP)
FUNCOAT BCP是一種UV油墨,具有質(zhì)量好,成本低的優(yōu)點(diǎn)。在印刷過(guò)程中,油墨發(fā)泡,形成各種隨機(jī)的形狀,達(dá)到一些特殊的三維效果,即珊瑚紋理效果。尤其是用于金色或銀色燙金紙表面,效果更為奇特。本系列油墨有兩種
1) FUNCOAT BCP-1
硬型;泡沫穩(wěn)定性好,墨膜強(qiáng)度高;
2)FUNCOAT BCP-2
軟性;印刷后的表面帶有一種豐彈性的紋理效果;
使用FUNCOAT BCP油墨,對(duì)一般的實(shí)地印刷,印后馬上即可形成珊瑚效果,但要達(dá)到完美的效果還有待油墨進(jìn)一步擴(kuò)散。為了獲得一種較為均勻的光潔度,在印刷后最好是通過(guò)UV光進(jìn)行固化三十秒鐘左右。雖然沒(méi)有什么特別的要求,但珊瑚的情細(xì)程度。也就是說(shuō),較粗的網(wǎng)版印刷的珊瑚要大一些,較細(xì)的網(wǎng)版印刷的珊瑚形狀要小一些。對(duì)網(wǎng)版和刮刀,在換版時(shí)清洗必須干凈。否則會(huì)影響泡沫的形狀。一般來(lái)說(shuō),油墨的固化要求UV燈強(qiáng)度在800 mW/cm2左右,光的能量在50mJ/cm2左右。
綜上所述,絲網(wǎng)印刷有兩大優(yōu)勢(shì),即可用于各種材質(zhì)和各種形狀的工件表面,可以獲得較好的手感效果。目前,這兩大優(yōu)勢(shì)以為人們所認(rèn)識(shí)和利用,在將來(lái),如特殊的表面效果,各種功能的絲印油墨都會(huì)不斷地出現(xiàn)和普及應(yīng)用。即滿足一些新的要求,達(dá)到一些新的效果。
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