Как ультрафиолетовое (УФ), так и электронно-лучевое (ЭЛ) отверждение используют электромагнитное излучение, что отличается от инфракрасного (ИК) термоотверждения. Хотя УФ-излучение и ЭЛ имеют разные длины волн, оба метода могут вызывать химическую рекомбинацию в сенсибилизаторах чернил, то есть высокомолекулярное сшивание, что приводит к мгновенному отверждению.
В отличие от этого, ИК-отверждение работает за счет нагревания чернил, что приводит к множественным эффектам:
● Испарение небольшого количества растворителя или влаги.
● Размягчение слоя чернил и увеличение текучести, что обеспечивает впитывание и высыхание.
● Окисление поверхности, вызванное нагреванием и контактом с воздухом.
● Частичное химическое отверждение смол и высокомолекулярных масел под воздействием тепла.
Это делает ИК-отверждение многоступенчатым процессом частичного высыхания, а не единым, полным процессом отверждения. Чернила на основе растворителей отличаются еще больше, поскольку их отверждение на 100% достигается за счет испарения растворителя при помощи потока воздуха.
Различия между УФ- и электронно-лучевой полимеризацией
УФ-отверждение отличается от электронно-лучевого отверждения главным образом глубиной проникновения. УФ-лучи обладают ограниченной проникающей способностью; например, для слоя чернил толщиной 4–5 мкм требуется медленное отверждение с помощью высокоэнергетического УФ-излучения. Отверждение на высоких скоростях, таких как 12 000–15 000 листов в час при офсетной печати, невозможно. В противном случае поверхность может отверждаться, в то время как внутренний слой остается жидким — подобно недоваренному яйцу — что потенциально может привести к повторному расплавлению и слипанию поверхности.
Проникновение УФ-излучения также сильно зависит от цвета чернил. Пурпурные и голубые чернила легко проникают, но желтые и черные чернила поглощают большую часть УФ-излучения, а белые чернила отражают много УФ-излучения. Поэтому порядок нанесения слоев цвета при печати существенно влияет на УФ-отверждение. Если черные или желтые чернила с высоким поглощением УФ-излучения находятся сверху, то нижележащие красные или синие чернила могут отверждаться недостаточно. И наоборот, нанесение красных или синих чернил сверху, а желтых или черных снизу увеличивает вероятность полного отверждения. В противном случае каждый слой цвета может потребовать отдельного отверждения.
С другой стороны, электронно-лучевая полимеризация не имеет цветозависимых различий в процессе отверждения и обладает чрезвычайно высокой проникающей способностью. Она может проникать в бумагу, пластик и другие материалы, и даже отверждать обе стороны отпечатка одновременно.
Особые соображения
Белые подложечные краски особенно сложны для УФ-отверждения, поскольку они отражают ультрафиолетовый свет, тогда как электронно-лучевое отверждение этим не подвержено. Это одно из преимуществ электронно-лучевого отверждения перед УФ-отверждением.
Однако для электронно-лучевой полимеризации необходимо, чтобы поверхность находилась в бескислородной среде для достижения достаточной эффективности отверждения. В отличие от УФ-излучения, которое может отверждаться на воздухе, для достижения аналогичных результатов при электронно-лучевой полимеризации необходимо увеличить мощность более чем в десять раз на воздухе — это чрезвычайно опасная операция, требующая строгих мер безопасности. Практическое решение заключается в заполнении камеры полимеризации азотом для удаления кислорода и минимизации помех, что позволяет добиться высокоэффективного отверждения.
В действительности, в полупроводниковой промышленности УФ-изображение и экспозиция часто проводятся в заполненных азотом бескислородных камерах по той же причине.
Таким образом, электронно-лучевая полимеризация подходит только для тонких листов бумаги или пластиковых пленок в процессах нанесения покрытий и печати. Она не подходит для листовых печатных машин с механическими цепями и захватами. УФ-полимеризация, напротив, может проводиться на воздухе и является более практичной, хотя бескислородная УФ-полимеризация сегодня редко используется в печати или нанесении покрытий.
Дата публикации: 09.09.2025
