UV印铁油墨，金属包装行业的环保先锋

文 / 刘 岩

UV印铁油墨以干燥速度快、效率高、能耗低、成本低、VOCs零排放、化学稳定性好，以及绿色环保等诸多优点，越来越受到金属包装行业的青睐。

上世纪70年代，紫外光固化技术进入油墨领域，开创了绿色环保油墨发展的新时代。此外，通过对国外先进油墨制造技术的引进、融合，我国紫外线固化油墨（简称UV油墨）的发展驶入了快车道。“十二五”以来，我国油墨行业转变发展方式，开始注重绿色环保，突出环境友好型油墨的功能，进入了可持续增长的发展阶段。

UV印铁油墨是UV油墨的一个重要品类，适用于非渗透体的金属薄板的印刷，并且具有较强的耐机械加工的特性。由于其具有在常温下干燥速度快、效率高、能耗低、成本低、VOCs零排放、化学稳定性好，以及绿色环保等诸多优点，因此越来越受到金属包装行业的青睐，并得到了更加广泛的应用。

UV印铁油墨的组成

1．光固化树脂

在UV印铁油墨中，光固化树脂作为连接料，决定了油墨在印刷过程中的传递转移性，印刷网点的再现性，墨膜在紫外线下的固化速度，干燥后的光泽度，在承印物上的附着力、耐磨性和耐机械加工等性能。从结构上看，光固化树脂基本上均含有“C=C”不饱和双键。在实际生产中，光固化树脂中大多都含有至少一种丙烯酸树脂，例如：聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚醚丙烯酸树脂等。这是由于丙烯酸树脂中均含有光固化速度最快的丙烯酰基。

2．单体

单体，又称活性稀释剂，在UV印铁油墨的组成中，起着润湿颜料、溶解和稀释光固化树脂、调节油墨粘度的作用。单体润湿和分散颜料，分散性越好，颜料在油墨的分散系统中就会分散得越细致均匀，研磨后的油墨粒径越小。单体分子量较小，可以很好地对光固化树脂进行溶解和稀释，这也让墨膜的光固化速度更快。单体相对粘度较低，可以很好地调节油墨粘度，使得油墨具有适宜的印刷适性。常用的单体有HDDA、TMPTA和TPGDA等。

3．颜料

颜料分为有机颜料和无机颜料，是一种呈细微粉末状的固体有色物质，不溶于水和溶剂，但可以在油墨中被均匀分散。其本身具有分散度、着色力、遮盖力（透明度）、吸油量、密度和耐抗性等理化性质。颜料为UV印铁油墨提供颜色，一般，印刷后的墨膜具有较强的色彩饱和度和较高的光泽度。在油墨的研磨阶段，颜料一般被研磨成≤10µm的粒径尺寸，如此，印刷后的墨膜细腻、平整、光滑，并且光泽度较高。同时，颜料的粒径尺寸和含量多少也会影响光引发剂的效率，较小的粒径尺寸可以有效地降低散射效应，提高油墨固化体系的固化效率。

4．光引发剂

光引发剂是UV印铁油墨中的关键组成之一，其对油墨的固化速度起着决定性的作用。由于UV印铁油墨经紫外线照射固化，所以本文所述光引发剂为自由基型光引发剂。自由基型光引发剂能够吸收紫外线辐射能，发生光化学变化，产生能够引发聚合反应的自由基。实际应用中，可使用分光光度计同时测量光引发剂和油墨颜料的吸收波长和透射波长，然后进行波长匹配实验，从而选择出适宜的光引发剂。实际生产中，大多油墨制造商会选用两种或两种以上的光引发剂组合使用，以使墨膜在表层和深层同时得到良好的固化，提高油墨的附着力。并且，光引发剂的添加量不宜过多，过量的光引发剂会降低油墨的固化效率。

5．助剂

为了改善UV印铁油墨的质量和印刷适性，一般会在上述四个油墨组成成分之外，再加入适量的助剂。所添加的助剂具有用量少、品种多和效率高等特点。常用的助剂类型有：（1）抗氧剂；（2）分散剂；（3）消泡剂；（4）流平剂；（5）附着力促进剂。

6．填料

部分油墨生产企业还会在UV印铁油墨的配方中加入一定量的填料，用于提高油墨的固含量，改善印刷适性，降低成本。

固化机理

UV印铁油墨的光固化过程，是油墨中的光固化树脂和活性稀释剂在紫外线的照射下，发生交联聚合反应，从而形成具有三维网络结构的聚合物的过程，也是低分子转化成大分子的过程。在紫外线的照射下，光引发剂吸收一定波长的光子，并被激发到激发态，产生自由基。然后，光固化树脂和单体开始进行交联聚合反应，分子链开始增长，形成三维网络结构。最后，链终止，反应完成。

未来发展向好

随着国民经济的发展，人民生活水平普遍提高，市场对各种各样的金属包装和金属瓶盖的需求量逐年增加，为金属薄板印刷和UV印铁油墨带来了前所未有的发展机遇。UV印铁油墨由于具有固化快、效率高、能耗低、化学稳定性好和环境友好等诸多优点，越来越受到印铁企业的青睐。各大油墨生产厂家在对其产品不断进行改进，控制生产成本，降低市场售价，希望占有更多的市场份额。

目前，部分树脂研究的方向已经向生物基材料转变，用相对廉价的可再生资源代替石油，在这个全球变暖和石油日益枯竭的时代，具有相当大的经济和环境效益。另一方面，可再生材料在活性稀释剂上的应用也受到了研究部门和生产企业的关注。将紫外线固化技术引入可再生资源，可以为油墨行业提供“绿色+绿色”的解决方案。众所周知，植物油内双键的反应活性低，因此，化学改性是使其在紫外线照射下更有活性的明智选择。

早在2014年，我国印刷用油墨就以65万吨的年生产总量跻身于油墨生产大国（国际前三名）的行列。UV印铁油墨虽所占比重较小，但在国家提倡环保，严格控制大气有机挥发物和有毒物品，人民环保意识增强的情况下，以其得天独厚的优势，迅速地扩大了市场范围。不久的将来，UV印铁油墨将会更加环保，相信其使用也会更加普及。