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2001.01
ＵＶ油墨功能性的应用
前言
油墨是一种印刷材料，即通过一定的印刷方式，实现图纹在物体表面的再现．同时，油墨还具有各种不同功能，如在物理方面有光电功能，化学方面有抗化学试剂功能，生化功能，以及表面涂饰功能，叫做功能性油墨（见表１）。ＵＶ油墨本身也可以说是一种功能性油墨，因为该油墨在印刷后通过ＵＶ光可以立即固化。不过在这篇文章中将重点介绍ＵＶ油墨一些特殊功能的应用。
| 分类 | 效果 | ＵＶ油墨特殊功能举例 |
|---|---|---|
| 物理方面的 | 光学效果 | ＵＶ光显色，蓄光，ＵＶ光屏蔽，ＬＣＤ夜光显示，黑光显色等。 |
| 电学性能 | 绝缘性，导电性，ＥＬ，磁性等。 | |
| 热学性能 | 泡沫生成，热敏显示装置，红外辐射，注塑成型等。 | |
| 挤压方面 | 砂刻，蒙片，划痕，抗脱落，粘合剂，转印等 | |
| 化学方面的 | 化学反应 | 蚀刻，碱液剥离等。 |
| 生化反应 | 抗菌，抗凝结的等。 | |
| 吸收／反应 | 吸水的，笔记适应性，可喷墨打印，抗氧化的等。 | |
| 装饰方面的 | 填充 | 仿真蚀刻，木纹，哑面，镜面金属效果等。 |
| 三维／光亮 | 实地印刷，热敏印刷，盲字印刷，凸字效果等。 | |
| 精细的特别纹理效果 | 晶体效果，皱纹效果，碎片效果，珊瑚纹理效果。 |
1.绝缘ＵＶ油墨（JELCON IN系列）
对于聚酯材料膜片开关的印刷，其作用是印上一层绝缘材料，以防止银浆油墨流淌，线路短路和交叉，不过，有一种专门的绝缘阻隔油墨，其印刷层较厚，能起到良好的绝缘效果。
- IN-11 ：用于处理过的聚酯材料。
- IN-15M：用于未经处理或处理过的聚酯材料。
- INS-5 ：用于绝缘阻隔层的生成。
| 测试项目 | 测试方法 | 结果 |
|---|---|---|
| ［基本特点］ | ||
| 附着力 | 十字胶带测试法 | 100/100 |
| 硬度 | JIS K-540 铅笔刮拭试验 | H |
| ［耐候性］ | ||
| 耐热性 | 70℃环境下放置240小时 | 无异常 |
| 耐冻性 | -25环境下放置240 小时 | 同上 |
| 防潮性 | 温度60℃，湿度为95% 的环境下放置240 小时 | 同上 |
| 旋转性 | 按JIS C-5024 I之要求进行240 小时试验 | 同上 |
| 抗压性 | 采用Dupon的挤压测试机进行500 克/20 厘米的测试 | 同上 |
| 抗折叠性 | 采用折叠机进行直径为2毫米的180度折叠试验 | 同上 |
| 耐酸性 | 在浓度为5% 的盐酸（HCI）溶液中侵泡24 小时 | 同上 |
| 耐碱性 | 在浓度为1% 的氢氧化钠溶液中侵泡24 小时 | 同上 |
| 耐酒精性 | 蘸99.5% 的酒精来回擦拭50 次 | 同上 |
| 耐溶剂性 | 蘸MEK 来回擦拭50 次 | 同上 |
| 耐洗涤剂性 | 蘸强力洗涤剂来回擦拭50 次 | 同上 |
| ［电学特点］ | ||
| 耐电压性(Kv) | 采用TOS-8750 DC 型的耐压测试仪 | ≧2.5 |
| 绝缘性（Ω） | 采用SM-21 绝缘测试仪, 测试电压为DC 500V伏 | 1×1013< |
| 电子游离性 | 在蒸馏水中通直流电48 小时，电压力10V | 未击穿 |
| 导电性 | 加上绝缘涂层后导电系数的增加量 | ±1％ |
| 感应性 | JIS K-6911(1MHz) | 3.2 |
| 介电常数 | JIS K-6911(1MHz) | 4.2 ×10-2 |
| 表面电阻率 | JIS K-6911(DC-100V) | 1×1015< |
| 整体电阻比率 | JIS K-6911(DC-100V) | 1×1014 |
| --- 用于跳线 --- | ||
| 耐压 (Kv) | 墨膜厚度35 μm (T-200 印两次) | 2.0 |
| 绝缘电阻 (Ω) | 墨膜厚度35 μm (T-200 印两次) | 9×1012 |
- ※用到了125 μm厚的处理过的ＰＥＴ膜。
- ※ 测阻抗的墨层厚度为15-18 μm(T-200)。
- ※ 以上数据仅为本次实验测得数据，仅供参考。
2.ＵＶ固化粘合剂（JELCON RAYTACK-10）
与其它水其或溶剂型粘合剂不同，ＵＶ固化粘合剂（压敏粘合剂）完全是由一种不挥发的化学成份结构，固化后的结构是一种ＩＰＮ结构，即粘合剂形成一种三维结构，表现出良好的性能。具体地说，该ＵＶ固化粘合剂具有以下优点；
- 由于固化速度快，故大大提高生产效率。同时，气味小，不会给车间带来污染。
- 网版稳定性好，不会造成堵网等情况。
- 油墨ＵＶ固化属低温于固，所以印刷工件热变形小，很大程度上保证了尺寸的准确。
- 本粘合剂性能好，抗热老化能力强。
本产品主要用于薄膜开关电路，指示牌压以及一些转印的粘合等方面。
| 被转写体 | 镜面不锈钢板 | PET 膜片 | |
|---|---|---|---|
| 剥离方向 | 90° | 180° | 90° |
| RAYTACK-NEW | 5.15 Kgf | 4.93 Kgf | 2.21 Kgf |
| (RAYTACK-TS) | 3.65 Kgf | 3.14 Kgf | 1.20 Kgf |
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剥离时间 | 剥离后的被转写体的状况 |
|---|---|---|
| RAYTACK-NEW | 90秒 |
虽然膜片还没有被破怀，但在转写体表面残留一些痕迹。 |
| RAYTACK-TS | 12秒 | 一些破损的粘合剂膜留在转写体表面。 |
- ※1 表格中的秒数是指完全剥离所需的时间。
- ※2 测试所用的被转写体为镜面不锈钢。
- ※3 当垂直方向上施加的利达到了１千克力时，开始计时。
- ※4 RAYTACK-TS已经终了生产了。
3.低粘性油墨和防滑油墨(JELCON USL系列)
它是ＵＶ固化粘合剂，油墨的一种，其粘度较低，防滑性好。这种油墨印刷后其油墨膜可反复地粘起和剥离，而且不会残余留在衬底表面。这种低粘性的防滑脱油墨常用于电脑鼠标垫背面，ＣＤ盘标贴的印刷等。 JELCON USL系列为ＵＶ油墨，正如以上所说，有良好的防滑性。具体地说，本系列包括三类。
- ＵＳＬ－１：抗滑脱油墨，本油墨表现出良好的可印性和流平性，但有一定的遮盖性，即透明性不太理想。
- ＵＳＬ－３：本油墨透明性好，但流平所需时间稍长。
- ＵＳＬ－１０１：本油墨粘度低，抗滑脱性好。
油墨经过充分搅拌后，可进行印刷。印刷中，建议选用100-150目的网纱，以获得较厚的膜层。若油墨层薄，则抗滑脱性就不会太好。印刷后的固化则一般是选用光强为800 mW/cm2，能量在250-500ML/cm2的紫外线灯。
硬化条件は、紫外線強度：800mW/cm2の積算光量：250～500mJ/cm2
4.遮盖油墨（ＧＥＣ系列）
本遮盖油墨是为砂刻工艺专门研制的一种油墨，它与抗焊油墨有些类似。也就是用这种油墨来将不需要砂刻的部分遮盖起来，如下图所示。遮盖的部分将保持完好，没有遮盖的部分，则被砂子打磨后变成毛面，从而形成我们所需的图案。这种遮盖油墨，要求有一定的弹性，易于玻璃。所以，我们可以称这种油墨为丰有弹力性的ＵＶ油墨。多用于一些玻璃，不锈钢等材料的砂刻。
5.遮盖油墨（ＲＩＰ系列）
本遮盖油墨经过特殊配方，加入了ＵＶ固化树脂和一些特殊的剥离剂，使剥离更为容易。这种油墨可以成一种力度好，柔性高的墨层，在剥离过程中不会出现破膜现象。ＲＩＰ系列用于一些要求部分涂布或涂饰的领域，即暂时性的遮盖保护等。
6.用于ＰＥＴ可回收产品印刷的ＵＶ油墨
在１９９５年，出现了有关回收法律条例，即容器和包装材料的回收。这样，在１９９７年，ＰＥＴ材料饮料瓶等的回收就比较普遍了。相应地，在工业界，开始对ＰＥＴ材料的饮料瓶回收利用进行了研究。研究表明，为了回收这类瓶子，必须能够将直接印在瓶子表面的油墨层去掉。于是一种叫着ＰＥＳ-ＡＫ的油墨出现了，它可以很容易的剥离，同时该油墨还具有良好的附着力。其回收过程主要就是先将其侵泡在稀碱溶液中，然后通过一种转印膜来实现剥离这一过程。
在多数情况下，塑料制品的回收都是采用碱液除油，这个过程也是一个剥离油墨的过程。为了达到理想的剥离效果，该油墨的配方在以下几方面都进行了调节。
- 减小了由碱液对产品的污染。
- 在短时间内（５分钟）完成剥离过程，以适应实际的回收操作工艺。
- 在未剥离之前，油墨层在ＰＥＴ表面应有良好的附着力。
- 印刷品对热水，溶液的抵抗力以及剥离过程中都不会出现不会出现其它问题。
以上提到的第１）点，用于油墨层在剥离达一短暂的过程中，不会与碱液发生化学反应，所以应尽可能地让碱液够渗透到油墨层中,这样,通过稍加用力地撕，即可使油墨层剥落。为了达到这一目的，人们发现了一种特殊的ＵＶ单体，有较好的亲碱性能。当加入油墨中后，可以顺利地撕下墨膜层。这样即减少了碱液带来的污染。
就以上的第２）点，加入一种特殊的单体可获得更好的效果。尤其是四层叠印墨层可以在二分钟内完成剥离。这种短时间的剥离，可以防止油墨层在碱液的长期作用下发生水解。
就以上提到的第３）点和第４）点，在ＰＥＴ材料表面印刷，主要是通过对ＰＥＴ材料进行预先火焰处理来保证其良好的附着力。而且，在油墨中加入十条化工株式会社生产的附着力增强剂ＪＡＲ-１８还可以进一步提高油墨的附着力。本油墨除了用于ＰＥＴ瓶外，还可用于处理过的ＰＰ膜，处理过的ＰＰ和ＰＥ型材等。
| 被印刷物 | 处理过的ＰＥＴ瓶子(表面张力为 65 达因/平方厘米) |
|---|---|
| 刷版 | 300 聚酯网 |
| 固化条件 | 金属卤化物灯120 W/cm ,过瓶速度10米 /分钟.ＵＶ光的强度为 250 mJ/cm2 |
| 测试项目 | 测试方法/条件 | 结果 |
|---|---|---|
| 附着力 | 十字胶带测试法进行剥离 | 合格 |
| 叠印性 | 三色叠印附着力测试 | 合格 |
| 耐酒精性 | 在99.5% 的酒精中浸泡24 小时。 | 合格 |
| 耐热水性 | 在40℃的热水中浸泡24 小时。 | 合格 |
| 来候性 | 进行耐候试验200 小时。 | 无异常 |
| 碱液处理 | 用85℃，1.5+%的氢氧化钠 （NaOH）溶液中处理 | 单色：30秒钟完成剥离 ４色：2分钟完成剥离 |
7.ＣＤ光碟ＵＶ油墨
ＵＶ油墨常用作一些音乐光盘（ＣＤ）的标贴印刷。用于目前其它各种光碟（ＣＤ）越来越多，如ＣＤ-Ｒ，ＣＤ-ＲＷ等。其标贴要求可通过激光打印机或钢笔书写。于是十条化工株式会社推出了一种新的专门型的ＵＶ油墨，即ＲＣＤ系列。在该油墨中加入了亲水粉和色素吸收剂，而附着剂则采用的是亲水低聚物。当这种油墨通过丝印方式印在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笔进行书写。墨水向四周渗少，在极短的时间内即可风干。就油墨的洗用，建议将ＣＤＶ-Ｓ系列的０１白色或增白色作为白色底料。同时在重要的情况下也可在印刷后的表面在印上一层硬质的无色透明光油以保护光碟表面。
另一方面，用于ＤＶＤ光碟的ＤＶＤ系列也是由十条化工株式会社研制开发的一个ＵＶ油墨系列，在行业界里引起极大的观注。另外值得一提的是，ＤＶＤ光碟是由两片0,6笔米厚的光碟（ＣＤ）组合而成的。这种光碟（ＣＤ）的厚度是传统光碟（ＣＤ）的厚度的一半。由于光碟的贮存容量增加了７倍，达到了4.7ＧＢ，所以光碟的数据纪录单元的长度也减少到了0.5至0.4微米。这样，相对ＣＤ来说，ＤＶＤ光碟对变形误差的要求就更高。一般来说，ＵＶ固化树脂在过程中或多或少都会有一些收缩，所以当ＤＶＤ使用传统的ＵＶ油墨印刷后，在干固过程中的收缩太大，超过了其额度范围。我们可以通过在油墨中加入ＵＶ固化单体和亲水物，以大大减少油墨在固化过程中的收缩程度。另外，再加入一种特殊的填充剂后还可进一步减少油墨在固化过程中的收缩性。这样，ＤＶＤ表面的墨膜收缩性较小，ＤＶＤ，光碟即可顺利的印刷，而不至于破坏它。本油墨还可用于传统的光碟（ＣＤ），因为印刷的表面特别耐磨等，同时表现出良好的附着力。这意味着印刷厂采用ＤＶＤ油墨还可印制ＣＤ光碟。
8.ＵＶ盲字油墨（RC-GA 41系列 RL-C，RL-D）
最近，各种信号牌，展示牌，小册子等对残疾人也越来越重要。故信号牌，展示牌以及小册子上的盲文的必要性不断地增加。
盲文印刷，采用的是一些特殊的敏感板材，包括金属遮盖或间接膜片。盲文触点的高度要求在0.3-0.6毫米左右，同时而耐磨性好，图纹分明。对油墨，须有良好的流变性，以避免油墨中的气泡的存在。同时而良好的触变性和一定的粘度。
9.用于表面装饰的ＵＶ油墨
ＵＶ油墨包括非闪光的，毛面的，仿真蚀刻的，以及用于表面获得较好纹理和哑面效果的无色油墨等等。比些效果的好坏取决于填充剂的性能，如树脂填充类，包括聚氨脂材料，玻璃材料，胶原纤维蛋白材料以及它的色料，如硅类色料等。加入这些辅料后，ＵＶ油墨的硬度，厚度，光亮度，抗磨性等都是其它挥发性油墨无法比拟的。
| 品名 | 特长 |
|---|---|
| 亚光光油 | 用于仿真蚀刻和亚面印刷，具有良好的触变性网纹纹理 |
| 透明亚光光油 | 用于仿真蚀刻，具有透明性能好，还用于亚面印刷。密度高，透明性好。 |
| HFT 亚光光油 | 用于普通的亚面印刷 |
| DP-1 光油 | 用于随机的或木纹的图纹生成，其中木纹图纹有较好的抗刮性。 |
| UF-1 光油 | 情细型的DP-1，其木纹效果不太明显，但有较高的光洁度。 |
| UB-1 亚光光油 | 特好的亚面纹理效果(高密度) |
| UB-2 亚光光油 | 半光亮的精细纹理(低密度) |
| RL-A 厚盛光油 | 用于发泡印刷(较厚的墨膜印刷)，油墨皮膜较硬，适应厚的素材。（RC-GA41系列） |
| RL-B 厚盛光油 | 用于发泡印刷(较厚的墨膜印刷)，油墨皮膜较薄，适应薄的素材。（RC-GA41系列） |
| 表面涂饰光油 | 光亮高，流平性优秀，多用于胶印的上光，（RC-OP43系列 HG，NOP） |
10珊瑚纹理表面装饰油墨(FUNCOAT BCP)
FUNCOAT BCP是一种ＵＶ油墨，具有质量好，成本低的优点。在印刷过程中，油墨发泡，形成各种随机的形状，达到一些特殊的三维效果，即珊瑚纹理效果。尤其是用于金色或银色烫金纸表面，效果更为奇特。本系列油墨有两种
1) FUNCOAT BCP-1
硬型；泡沫稳定性好，墨膜强度高；
２）FUNCOAT BCP-2
软性；印刷后的表面带有一种丰弹性的纹理效果；
使用FUNCOAT BCP油墨，对一般的实地印刷，印后马上即可形成珊瑚效果，但要达到完美的效果还有待油墨进一步扩散。为了获得一种较为均匀的光洁度，在印刷后最好是通过ＵＶ光进行固化三十秒钟左右。虽然没有什么特别的要求，但珊瑚的情细程度。也就是说，较粗的网版印刷的珊瑚要大一些，较细的网版印刷的珊瑚形状要小一些。对网版和刮刀，在换版时清洗必须干净。否则会影响泡沫的形状。一般来说，油墨的固化要求ＵＶ灯强度在800 mＷ/cm2左右，光的能量在50mJ/cm2左右。
11.总结
综上所述，丝网印刷有两大优势，即可用于各种材质和各种形状的工件表面，可以获得较好的手感效果。目前，这两大优势以为人们所认识和利用，在将来，如特殊的表面效果，各种功能的丝印油墨都会不断地出现和普及应用。即满足一些新的要求，达到一些新的效果。
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