Узкорулонная печать, особенно в сегментах производства этикеток и гибкой упаковки, постоянно находится в поиске инновационных решений для повышения качества, скорости и экологичности процессов. Одним из ключевых технологических достижений последних лет стало внедрение LED UV-отверждения. Этот метод замены традиционных ртутных ламп открывает новые горизонты, но вместе с тем ставит перед печатниками и технологами ряд вопросов, один из которых — влияние конкретной длины волны LED UV излучения на качество конечного продукта.

Основы LED UV-отверждения

УФ-отверждение — это процесс, при котором жидкие чернила, лаки или клеи, содержащие фотоинициаторы, под воздействием ультрафиолетового излучения быстро полимеризуются, превращаясь из жидкого состояния в твердое. Этот процесс отличается высокой скоростью, низким энергопотреблением по сравнению с традиционными методами и минимальным выделением летучих органических соединений (ЛОС).

LED UV-технология использует полупроводниковые диоды для генерации УФ-излучения. В отличие от широкополосного спектра ртутных ламп, LED-источники излучают в узком диапазоне длин волн. Наиболее распространенными в полиграфии являются диапазоны 365 нм, 385 нм, 395 нм и 405 нм. Именно выбор конкретной длины волны становится критически важным фактором, определяющим эффективность и качество отверждения.

Спектральная чувствительность фотоинициаторов

Сердцем любой УФ-отверждаемой системы являются фотоинициаторы. Это молекулы, которые поглощают УФ-кванты и инициируют химическую реакцию полимеризации. Важнейшим свойством фотоинициаторов является их спектральная чувствительность — диапазон длин волн, на которых они наиболее эффективно поглощают энергию.

Различные типы фотоинициаторов имеют разные кривые поглощения. Некоторые лучше всего работают в ближнем УФ-диапазоне (например, 365 нм), другие — в более длинноволновой части (например, 395-405 нм). Если длина волны LED-источника не соответствует пику поглощения фотоинициатора в рецептуре краски или лака, процесс отверждения будет неполным или замедленным.

Влияние длины волны на глубину проникновения и поверхностное отверждение

Длина волны УФ-излучения напрямую влияет на глубину его проникновения в слой краски. Более короткие волны (ближе к 365 нм) обычно имеют большую энергию и лучше проникают вглубь материала, обеспечивая полное отверждение всего слоя. Длинные волны (ближе к 405 нм) хуже проникают и могут вызывать более интенсивное поверхностное отверждение.

В узкорулонной печати, где толщина красочного слоя часто невелика, но критична для сохранения деталей изображения и достижения требуемых тактильных свойств, этот фактор имеет особое значение.

• 365 нм: Обеспечивает хорошую глубину проникновения, что способствует полному отверждению даже в толстых красочных слоях. Эффективно для большинства стандартных УФ-красок и лаков.
• 385 нм: Является компромиссным решением, предлагая баланс между глубиной проникновения и поверхностным отверждением. Часто используется в универсальных системах.
• 395-405 нм: Эти длины волн лучше всего подходят для отверждения специальных рецептур, например, пигментированных красок (где пигменты могут поглощать более короткие волны) или для достижения максимальной стойкости поверхности. Однако, для достижения полного отверждения толстых слоев может потребоваться увеличение времени экспозиции или мощности источника.

Выбор LED UV для различных видов печати

1. Этикеточная печать (флексография и офсет):

В этом сегменте часто используются краски с высокой степенью пигментации, особенно для цветных изображений и специальных цветов. Некоторые пигменты (например, диоксид титана, оксиды железа) обладают собственным поглощением в УФ-диапазоне. Если длина волны LED UV источника совпадает с поглощением пигмента, это может привести к “экранированию” – когда излучение поглощается пигментом до того, как достигнет фотоинициатора, вызывая недоотверждение.

• Для светлых, высокопигментированных красок (белый, желтый) часто предпочтительны более короткие волны (365-385 нм) для лучшего проникновения.
• Для темных или насыщенных цветов (черный, синий, красный) может потребоваться более длинноволновая часть спектра (395-405 нм) или специальные фотоинициаторы, чтобы пигмент не блокировал УФ-излучение.

2. Флексографская печать:

Флексография характеризуется нанесением тонких красочных слоев, что обычно упрощает задачу УФ-отверждения. Однако, требования к стойкости краски к истиранию, химическим воздействиям и адгезии к различным подложкам (пленки, бумага) остаются высокими.

• LED UV с длиной волны 365 нм и 385 нм часто обеспечивает надежное отверждение и хорошую адгезию к большинству полимерных материалов.
• При работе с низкоэнергетическими или полярными подложками (например, полиэтилен) важно обеспечить полное отверждение для достижения максимальной адгезии.

3. Офсетная печать (узкорулонная):

В узкорулонном офсете, особенно в листовой и рулонной УФ-печати, используются рецептуры, разработанные для обеспечения высокой скорости печати и финишной обработки.

• Офсетные УФ-краски часто содержат более сложные фотоинициаторные системы. Длина волны 365 нм и 385 нм являются наиболее универсальными для большинства офсетных УФ-красок.
• При использовании УФ-лаков, особенно толстых слоев, важно учитывать спектр излучения. Длинные волны (395-405 нм) могут быть предпочтительны для достижения максимальной твердости поверхности лака.

Практические аспекты подбора и использования LED UV

1. Совместимость красок и оборудования:

Наиболее важным шагом является выбор краски или лака, фотоинициаторная система которого оптимизирована для конкретной длины волны LED UV излучателя. Производители красок указывают рекомендуемые диапазоны длин волн для своих продуктов. Использование краски, разработанной для 365 нм, с LED UV-системой на 405 нм, скорее всего, приведет к проблемам с отверждением.

2. Увеличение мощности и времени экспозиции:

Если приходится работать с неидеально подобранной системой, можно попробовать компенсировать это увеличением мощности LED UV-источника или увеличением времени экспозиции (скорости печати). Однако, это не всегда возможно или экономически целесообразно. Чрезмерное увеличение мощности может привести к перегреву подложки, а слишком медленная скорость печати снижает производительность.

3. Тестирование и валидация:

Перед запуском тиража рекомендуется проводить тщательное тестирование. Это включает:

• Тесты на отверждение: Визуальный осмотр, проверка на стирание, на адгезию, на химическую стойкость.
• Измерение УФ-интенсивности: Использование УФ-измерителей для контроля фактической интенсивности излучения на выходе из печатной секции.
• Спектральный анализ: В некоторых случаях может потребоваться измерение спектра излучения самого LED UV-источника для точного определения его характеристик.

Будущее LED UV в узкорулонной печати

Развитие LED UV-технологий продолжается. Появляются новые, более эффективные фотоинициаторы, а также LED-системы с расширенным спектром или возможностью регулировки длины волны. Это открывает пути для еще более точного контроля над процессом отверждения, повышения качества печати и расширения областей применения узкорулонной печати, особенно в производстве высококачественной этикеточной и упаковочной продукции.

Правильный выбор длины волны LED UV излучения, учитывающий особенности печатных красок, лаков и подложек, является краеугольным камнем успешного и качественного УФ-отверждения в узкорулонной печати. Это не просто технический нюанс, а ключевой фактор, определяющий надежность, долговечность и эстетическую привлекательность конечного продукта.