行业应用：高光强紫外固化促进绿色印刷

      2017年上海书展刚刚闭幕，您是否亲身去感受了一年一度的书香文化？热爱读书的人都不惧炎热的天气，主会展上海展览中心的各入口几乎从早到晚排着长队。全国500多家出版社携15万余种精品图书参与本届书展。

  在儿童读物区，也有不少的家长带孩子前来选书、看书。儿童图书区的工作人员也热情的介绍着书的内容，其中有很多工作人员特别强调，图书上使用的是环氧大豆油油墨，特别环保。

  那么为什么说环氧大豆油是环保的呢？环氧大豆油的原料是色拉油等植物油，属于安全物质，替换部分传统石油系溶剂例如PAH（多环芳香族碳氢化合物）对人体有害，减少了VOC的排放。环氧大豆油取自天然，可无限再生，又能生物降解。所以目前不仅仅儿童图书甚至一些高品质的报刊杂志也都使用了环氧大豆油。

  但小编发现在展商宣传的使用环氧大豆油的图书中，有些图书上的味道极低，而有些图书却仍有难闻的气味。这是什么原因呢？

    目前使用的环氧大豆油体系主要是紫外光（UV）自由基固化环氧大豆油丙烯酸酯体系。而油墨配方当中除了主体环氧大豆油丙烯酸树脂外，还需要光引发剂，颜料，单体等。但油墨需要在紫外灯的照射下才能发生固化反应。也就是说除了油墨本身配方之外，紫外固化条件的选择也很重要。

UV光固化的关键要素

1.       UV光谱输出

UV光谱输出也就是UV波长的分布；

2.       UV光强

UV光强是衡量UV光到达涂层表面的强度，和UV灯本身功率、灯管的材料（石英玻璃的纯度）、UV灯到被固化物的高度和灯与反射罩的几何特性相关，但光强与速度无关；

3.       UV能量

UV能量是指涂层所得到的总能量，是光强X曝光时间的总和，UV能量与光强成正比，与速度成反比；

4.       IR红外线

电能在转化为光能的同时也会产生热量，因此IR红外线也是UV光固化的一个重要的因素

  这些重要因素中有哪些会影响到油墨气味问题呢？气味主要来源是一些易挥发的小分子材料反应不完全挥发出来。除了油墨配方中尽量选择大分子的原料之外，难免会存在一些小分子材料，那么如何能让这些小分子材料完全反应呢？

除了我们选对合适UV波长和足够的UV能量，UV光强的高低对小分子反应转化率也起到了重要的作用。

  根据朗伯比尔定律：涂层表面的光强越大，则其内部的任意处的光强也越大。光强越高，其UV的穿透深度越深，如下图所示：固化速度80m/min，光引发剂比例2%，光强比率是高光强比低光强5:1，在上述条件下进行的固化。不难看出，高光强双键转化率比低光强的双键转化率高，高光强的顶部和底部的双键转化率相差不大，而低光强的双键转化率则相差一倍。

那么使用最少量的光引发剂（相对树脂来说大部分引发剂其分子量较低），将单体等小分子材料双键转化率提高，特别是涂层底部的双键转化率大大提高。减少固化后的小分子组成，从而也减少了油墨的气味。