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UV焙固轉移印花法-印花工藝發展動向
集萃印花網  2011-09-28 00:00:00
    【集萃網觀察】

印花制品占整個印染產品的比例大概在20%左右,近年來印花技術有不少新的發展,例如數碼技術在制版工藝中的應用使描稿技術發生了根本性的改革,電子配色在印花配色中的應用提高了印花質量,除此之外,轉移印花、噴墨印花、靜電印花也取得飛速發展,在常規印花工藝中也有不少新進展,我從近幾年的國外專利和參考文獻中看到的資料向大家作一簡要的介紹,以供大家參考。

  轉移印花近年大致有下列幾種進展:

  1.棉纖維變性法:將棉纖維接枝變性使之成為憎水性,就能吸附升華的分散染料,例如與苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯等接枝,或者在棉纖維上涂上一層聚合物,該聚合物能夠吸附分散染料,但都達不到理想目的,因為接枝量不可能太高,否則就失去棉的固有特性,而且即使接枝量高,但纖維的結晶度不高,且棉的空隙大,因此染色牢度較差。

  2.反應性物質涂層法:有人將聚異氰酸酯與多元醇,如氧丙烯乙二醇,形成的嵌

  段聚氨酯與染料制成印墨印到紙上,然后與織物疊在一起進行熱轉移,在熱轉移時染料與聚氨酯一起升華,而異氰酸酯基從嵌段共聚物中分離出來再與纖維素上的羥基反應形成共價結合,從而吸附分散染料,提高了染色牢度和給色量。

  3.具有防染效果的轉移印花:有人將活性分散染料Intrathermdyes涂到紙上,再

  在它上面印上聚乙烯亞胺和非反應性的分散染料印漿,該聚乙烯亞胺能與活性分散染料反應而阻止其升華,稱之為封阻劑(blockingagent),然后將紙與織物進行熱轉移,未印有聚乙烯亞胺印漿的活性分散染料及與聚乙烯亞胺一起印上去的非反應性分散染料都能升華而轉移到織物上,因非反應性分散染料不會與聚乙烯亞胺反應而仍能升華,而那里的活性分散染料則不能升華,達到了防染作用。例如用涂有IntrathermBlueP30910%印漿的滿地上,再印上分散紅15%、聚乙烯亞胺(50%,BASF的產品PolyminP)25%、異丙醇60%(作溶劑)的點子花紋,熱轉移后就能獲得藍地紅點花的滌綸花布,類似于防染印花。

  4.UV焙固轉移印花法:近年來很多專利都報道涂層UV焙固轉移印花,已經成為轉

  移印花中的熱門。基本已經成熟。去年11月的最新專利如下:制備UV可焙固樹脂,將其涂到基質材料上,進行100℃20秒鐘的烘干,使之形成UV輻射可焙固涂層,在涂層上進行印花,再進行UV輻射焙固,使未印花處的涂層焙固,而印花處因印花層阻礙,UV透不過去,其底部的涂層未固化,然后將基質與織物疊在一起進行加熱轉移,一般為120-130°,20秒,40psi,將印花處的印墨轉移到織物上,最后再進行UV輻射固化,使之成為永久性的花紋。

  噴液印花噴液印花又稱噴墨印花,起源于噴墨打印機,它是目前最經濟的印花方法,印漿不需要通過另一種工具如滾筒或篩網將色漿印到織物上,而是將印漿用噴咀噴射到織物上,花紋用數碼照相機的原理,將其轉化為數字,通過計算機來控制噴墨,使有花紋處噴上印漿,噴液印花機由計算機、噴咀、烘干、織物驅動裝置組成,前兩種部件是關鍵。

  噴液印花設備簡單,操作方便,成本便宜,是目前最具競爭力的印花方法,但由于設備原因,印制速度還很慢,因此目前設備制造廠在努力解決提高車速問題,據說可以達到20米/分。結合噴液印花的發展,各研究工作者進行了大量的研究工作。首先是關于印漿問題:色漿中的化學藥劑都必須慎重考慮,一是要求它不影響粘度,二是要不腐蝕金屬部件,色漿的PH值一般應調節在6-8,酸性印漿會腐蝕金屬,所以要使用PH緩沖劑,如三乙醇胺或醋酸等。

  印漿的表面張力也是關鍵性因素,它決定色漿的滲透性,一般色漿的表面張力要控制在1-40達司/厘米,油性印花漿則更低。

  印花后色漿要立即烘干,以防止色漿滲開,為此要加入蒸發速度快的溶劑,如乙醇、甲乙酮等,但有時為了脈沖的要求,有時要用蒸發速度慢的助溶吸濕劑,如乙二醇、聚乙二醇,二乙基乙二醇,三乙基乙二醇等,這些都是幫助染料提高溶解度的物質。

  印漿可以是水性的,也可以是油性的,使用的染料可以是水溶性的,如活性、酸性、直接、陽離子染料,也可用水不溶性的,如分散、還原染料和顏料。所用的染料和顏料最好是純染料,因印漿中染料濃度不宜太高,一般要控制在4%以下,但印花用的色漿,染料濃度有時高達20%,這高濃度染料往往在色漿中結晶或凝集而形成顆粒,導致堵塞噴咀,因此宜使用電解質含量低的純染料,同時加入助溶能力強的助溶劑。

  在噴液印花時,噴射出來的液滴被織物吸收,如果液滴較大或噴射速度較快(一

  般為5-10米/秒),織物來不及吸收時,便會向花紋外圍滲開而造成滲化,為此必

  須將織物進行預處理。

  提高染色牢度是常規印花及噴液印花共有的任務,但在噴液印花中尤為重要,因為其印漿在織物上的壓力比篩網或滾筒印花要小,因此印漿滲透程度及進入織物的剪切力較小,提高色牢度有多種方法,可采用棉纖維的接枝變性法、使用固色劑提高色牢度、將織物進行陽離子變性以提高色牢度和吸盡染等方法。

  UV固化聚合物紙幣-澳大利亞UV紫外光固化技術介紹

  表面涂料UV固化 -- 一種有前途的固化技術

  1.緒言

  UV作為一種新的加工技術在澳大利亞獲得商業化已經有25年以上的時間了,而且現 在行情繼續看好。該項技術正以每年接近10%的速度穩步發展,尤其 是在表面涂料和相關工業方面。本文有兩個目的,第一, 向有可能成為新的最終用戶的成員介紹該技術,包括該技術的簡要原理的初步介紹。第二是向現行的最終用戶介紹該技術的最新流行形勢,特別是在澳大利亞的進展情況。因為這種進展是同海外類似技術的發展相聯系的。在這第二部分中還將介紹在澳大利亞與該項技術有關的正在進行的基礎研究的簡要情況。

  澳大利亞把UV固化技術引用到社會許多重要應用領域特別是安全設施方面。例如澳大利亞的聚合物紙幣(銀行貨幣)是世界上唯一的流通貨幣,就是運用UV涂料和UV固化技術的研究成果。該工藝投入生產已經8年了,而且在反偽造問題上非常成功。它還是一項出口賺取外匯的技術,因為許多國家的流通幣現在采用Australian Reserve Bank(澳大利亞貯備銀行)的技術進行生產。

  2.光固化技術

  UV固化是通過一種單體/低聚物的混合物的快速聚合而獲得一種也可交聯的涂膜的一種技術。UV體系的這種快速聚合是用光引發劑和高性能的燈來實現的。UV固化技術所采用的樹脂體系(表1)涉及到一種基本低聚物、實質上它是一種低分子量(約2500 的預聚物,常用的有氨基甲酸酯丙烯酸酯,環氧丙烯酸酯, 聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯,雖然像乙烯基醚那些不含丙烯酸酯的低聚物之類,也正被逐漸彩。低聚物的粘度較高,為便于施工和提高交聯固化速度,需要加入單體作為活性稀釋劑來調整樹脂的流變性。活性稀釋劑的結構對最終涂膜的性能如流動性,滑爽性,潤濕性,溶脹性,收縮性,附著力以及涂膜內部的遷移性是有重要影響的。活性稀釋劑可以是單官能度的,也可以是多官能度的,后者較好,因為它可以使固化時的交聯度提高。對活性稀釋劑的性能要求有、稀釋能力、溶解性、氣味、降低介質粘度的能力、揮發性、官能度、表面張力,聚合時的收縮性,均聚物的玻璃化溫度(Tg),對整個固化速度的影響力 和毒性。所采用的單體應該對皮膚刺激性并經Draize測定其值不超過3級的單體。用作活性稀釋劑的典型單體是三丙二醇二丙烯醚酯(TPGDA)品種(1)

  三丙二醇 (1)二丙烯酰酯(TPGDA)

  表一-UV固化涂料的典型配方

  組分 %

  低聚物 40-50

  單體 40-50

  光引發劑/光敏劑 1-10

  表面活性劑,助劑 0.5-1.0

  顏料(如果需要,其用量控制在以得到滿意的遮蓋為準)

  在UV固化的化學機理方面快速聚合反應用實際上是在合適的光引發劑和/或光敏劑以及高性能的燈光條件下產生游離基反應而實現的。能產生游離基的和產生陽離子中間體的光引發劑都是可以使用的。但在現今工業上經常彩前一種(即能夠產生游離基的光引發劑)。游離基的光生作用可以由兩種方法獲得。第一種方法是通過光激分子的裂解而產生一游離基對(方程式),這是一種分子內部的過程。方程式1中的樣品是Ciba Geigy的Irgacure 651,化學名稱是2,2-二甲氧基-2苯基苯乙酮。產生游離基的第二種方法是發生在激發的光敏劑和氫給予分子之間的奪氫反應。用于此法的典型體系是胺類和二苯甲酮的混合物,其中三乙胺、二苯甲酮是最經濟實用的

  一種。胺二苯甲酮系統是非常經濟和最常用的,其副作用如發黃不是問題。不足之處是該法所用的光引發劑是過量的,這是達到快速固化所需要的,在固化完成之牾沒有反應的光引發劑就殘留在固化膜中。

  在UV體系的引發技術方面,最近研究的是陽離子光引發劑的使用。三芳基硫鹽是這類光引發劑的典型例子,如方程式2,3和4所示。在這個陽離子系統中,活化過程類似于游離基聚合過程,即:光吸收,增感作用,引發,傳遞和最后的鏈終止。陽離子體系的一個優點是反應不會受到氧的抑制,而傳統的游離基引發劑卻會受到氧的抑制作用。但是,陽離子引發劑卻對親核性的雜質諸如水很敏感,這類雜質會中和陽離子使鏈增長發生終上。陽離子引發劑在價格上相對較貴,因此目前也不常用。

  3.大力推行UV技術

  目前在涂料工業中尤其是在刻蝕藝術方面采用新技術的舉正在增加。高質量的刻蝕藝術要求和健全起來的環保法規要求導致工業界支考查像UV這一類技術的廣泛用途。涂料工業采用UV技術現已顯示的主要影響是有利生態環境,因此這對環境態勢已引起人們關心的當今世界是很重要的。如果同常規的溶劑型體系相比較,采用UV技術的一般優點列于表2中。從有益于環境UV材料,還具有快干性,對各種底材附著力好(化學上),而且在加工程度上很容易控制,其施工設備停歇通宵后第二天啟動無需作準備。該技術的另一優點是廢料少。在遠離熱源和UV光的適宜條件下涂料可長時間貯存,而且可以重復使用。與世界上其它國家相比,溶劑以及相關的溫室效應的影響對于澳大亞來講又特別重要,因此,采用UV技術在環境保護方面的優點成為其最重要的性能之一。最后,使用UV技術其它的優點包括:可以制得用其它技術不能獲得的性能的產品;還因為其設備的緊湊性從而可以節省工廠的空間;還有加工方法的多樣性及適應性好使有可能快速更換花色品種。

  表2-UV技術優于常規體系之處

  1.沒有溶劑-溫室效應

  2.有利于環境保護

  3.工作埸地無污染

  4.快速生產

  5.室溫固化

  6.產品有獨特性能

  7.節省能源

  8.易洗滌

  9.節約空間

  10.高光澤

  11.廢料少

  12.方法多樣性、適應性、產品更換快

  4.UV技術當前的局限性

  由于涂料的UV固化還是一種出現時間不長的技術,存在著有待解決的一系列問題,因此UV在涂料中的應用還能繼續擴大。該技術的局限性列于表3中,最重要的問題之一是經濟因素,即用于該技術的基本原料價格較高。這些原料包括低聚物和單體,它們比起相應的溶劑型涂料來要昂貴得多。然而,我們應記住,該項技術是采用100%固體物料的工藝,與其競爭對手溶劑型涂料相比,它可以因節省溶劑而得到補償。采用UV固化的一個主要問題,也是目前正在逐漸解決的問題就是著色體系問題。用UV穿透顏料體系特別是白色顏料是有困難的,然而,最近的研究工作采用新型光引發劑以及設備設計上的改進已正在解決這個重要問題。因UV涂料是100%的固體,在某些埸合其施工也是較困難的,另外,要降低涂料的粘度以得到好的流變性也是困難的。為了克服這些特殊性的困難,正在開發新的技術,特別是在噴涂施工方面的技術。UV是一種視線性的固化技術,這限制了可以涂裝與固化的底材類型。在某些施工中,由于快速固化導致涂層的快速收縮,使涂層對底材的附著力出現問題;于是,在固化時涂料與底材之間的協調性降低了,因而也降低了附著力。丙烯酸酯類低聚物和單體的毒性直到最近還是個問題,主要是對皮膚的刺激性。然而,我們憑著經驗,已經將與該問題相關的某些單體和低聚物作出鑒別并使該問題基本上得到控制。最后,推廣該項技術的主要限制因素之一是目前采用的UV固化的化學問題。這實質上是隨著現在乙烯醚被越來越多的而產生的丙烯酸酯的化學問題。因而,為了能使該項技術推廣到至今還沒有獲得滿意效果的領域中去,一個范圍很寬的化學領域是需要的。

  表3-用UV代替傳統體系時的一般問題

  1.經濟性-基本材料價格高

  2.著色系統的困難

  3.因100%固體份導致的施工困難

  4.視線性固化的問題

  5.附著力的問題,涂料與底材匹配問題

  6.需要廣泛范圍的化學

  7.毒性(對皮膚的刺激性)

  5、應用

  在這部分中除了介紹涂料,也介紹了油墨,因為對于許多應用,這兩方面的研究是相聯系的。許多最終用戶在印刷之后以罩面漆來完成整個加工。UV應用的主要領域在澳大利亞的情況如表4所示,涂料用于刻蝕藝術工業有著最大的與最多樣化的市埸。UV涂料最大的應用是包裝紙及包裝板材料在印刷之后的罩面清漆以及刻蝕工業方面。

  表4-澳大利亞UV應用的主要領域

  1.印刷品罩面清漆

  2.石印油墨

  3.絲網印刷油墨

  4.木器漆

  5.塑料品涂裝與印刷

  6.現行銀行紙幣

  7.光導纖維

  然而,還有許多較小的適用市埸可用這種涂料,而且從理論上講,任何底材都可能彩UV固化清漆涂裝。從規模上,油墨構成第二大應用領域,特別是在石印及絲網印刷方面。在后面領域(即絲網印刷)澳大利亞已有50%以上的生產線轉到UV技術上。木材涂裝國內也已積極采用該技術,這是一個有趣的復蘇現象,特別是在地板和門的涂裝方面,它仍然是該技術的主要應用領域。在第二大應用領域中,塑料涂料是其中的一個。在這一方面,銀行紙幣的生產有著特別重要的意義,因它涉及到聚丙烯底材用UV固化涂料。當銀行紙幣是紙質的時候,該紙幣始產量為5.5億張。然而,采用了UV聚合物體系,由于使用壽命延長了,紙幣生產量下降到2億張。在世界上,特別是在澳大利亞,這種銀行紙幣有著主要的意義,因此在本文中銀行紙幣將單獨予以介紹。光導纖維方面也是使用該技術的主要領域之一,并繼續在更多的設置于國內的光纜線上推廣應用。

  UV技術應用的第二個常用范圍是那些雖然不是很在但已經確立并具有最在發展潛力的領域。這一方面已到表5中,其中混合印刷體系是最有發展前途的,即該體系的印刷與涂裝是在一條生產線上進行的。它得以發展的原因之一是設備的利用率高例如石印的雙涂布機。用這種設備能完成的加工型式早幾年前就已經知道,但那時這種設備卻不能利用。選擇這種技術的主要原因之一是經濟方面,因為這可使比較有效的UV加工發揮最大的利用率。

  表5-具有很大發展潛力的UV應用領域

  1.聯合實施印刷與涂裝:傳統法、水法、UV法

  2.金屬裝飾及涂裝

  3.彩色紙涂料

  4.層壓和粘合

  5.硅脫模劑

  6.膠印油墨

  7.電子產品

  在石印中,現在采用的混合系統是這樣的,首先是傳統印刷,接著是用水性封閉劑,然后是一層UV面漆。在標牌印刷方面同樣采用混合系統;一層水性膠印油墨后接著罩一層UV面漆。列于表5中的蓁的應用領域包括以UV清漆罩面的金屬裝飾。對于改進回收紙性能的彩色紙涂料也特別強烈要求采用UV技術。粘合劑,特別是用于層壓板的粘合劑的UV加工從長遠看也具有巨大市埸容量和潛力。硅脫模涂料也是類似的情況。同時膠印油墨和電子產品也是重要的開發領域。

  6.已顯示出有開發潛力的領域

  UV技術在已確立那些領域中(前面所列的表中)的應用我們已經討論過了。除了上面這些領域之外,現在又有許多潛力的新領域出現,從技術上講是非常有希望的一些領域。其中的部分領域已在溴大利亞被彩,現歸納在表6中。其中包括寬型筒紙用膠印油墨,這是國內繼窄型筒紙用膠印油墨成功應用之后的又一應用。用于鋼鐵管線的金屬涂料也已采用UV技術并已顯出對未來發展的強烈要求。隨著新的更有效的、意在固化厚涂層的光引發劑的開發,包漆的UV固化正在深入研究,并已顯出極有可能成功的前景。用水來降低某些UV固化體系的粘度的工作也正在進行研究。該項工作的主要問題是如果采用過量的水,它必須在UV固化之前一步被去除。如果少量的水附于底材上會產生不應有的氣孔。UV固化涂料用作汽車涂料,特別是內部配件方面是很有希望的,當前正在考察之中。在木材涂裝方面正在從地板推廣到家具以及木材裝條上的應用。再接下來的是UV固化粉末涂料。這是一個有著很大意義的潛在領域;但是,與其相關的化學機理在其產品滿足工業化要求之前需要進一步研究。最后同UV有關的另外兩種類型的固化正在積極探索。它們是可見光固化和激光固化、它們都有希望成為當今UV固化技術潮流的補充。

  表6-UV應用于正顯發展希望的領域

  1.鋼鐵管線

  2.膠印油墨用于寬筒紙

  3.色漆用光引發劑開發

  4.水稀釋UV固化體系

  5.汽車涂料

  6.木器家具涂料

  7.UV固化粉末

  8.木材裝飾條涂料

  9.可見光固化

  10.激光固化

  7、主要領域的現狀

  7.1超標準清漆應用

  在澳大利亞UV應用的最大領域為超標準清漆用涂料。這個領域今后的增長率將會比其它使用量較小的、正在推廣的應用領域的要低,因為目前它已具有廣闊的應用基礎。當前,這個領域的最終用戶正在尋改進加工效率(特別是在刻蝕藝術方面)的辦法。正在探索的典型實例是高功率例如800~1000瓦/時的燈的使用,現在美國與日本已采用。用電荷轉移絡合物為光引發劑(所謂的不含丙烯酸酯的化學)的工業化產品也將用于這個方面。用這些輻射固化產品來改進重復使用技術的工作也正在進行研究。

  7.2印刷

  超標準清漆應用的第二大領域是印刷,由于印刷工藝的多樣性使輻射固化在該領域有極大的機會獲得推廣。在標牌印刷方面新的UV印刷機正在安裝,它可以用于活字膠板印刷和在窄紙筒上的轉輪絲網印刷。此外也可用箔的印花和浮雕加工。在高質量的多色印刷方面,這種印刷機特別有用。應用該項技術在塑料瓶上印制透明標牌其印刷質量要優于瓶上直接絲網印刷。低到中等技師的大批量的標牌印制是UV膠印應用增長最大的領域。這類標牌可以用適中成本進行生產,膠印的速度是每分鐘100米。陽離子UV膠印油墨已用于聚烯烴標牌的生產,由于丙烯酸酯油墨不能經受印刷后必需的低溫殺菌加工條件,所以不能使用。

  在印刷術的其它方面,用于膠印的水性清漆已顯示出對UV技術的很在的競爭作用。然而,經濟可行的可成UV干傳輸系統可用于現有印刷工藝這一點,已經增加了人們采用UV印刷術的興趣。花少量的額外費用,傳統的印刷后可用UV法罩面其光澤幾乎可以等同層壓板。這些方面的研究說明印刷與涂裝技術之間的密切關系。在膠印方面,不管在窄紙筒印刷中活技術應用情況如何,澳大利亞的印刷工作者已在寬紙筒系統逐漸采用UV油墨。當前所進行的試驗研究對于解決像嗅味,污染,各種含量的殘余物的遷移以及對本技術所用的各種底材的附著力這一類問題是很有意義的。寬筒紙印刷目前在歐洲和北美正被廣泛采用,在不久的將來也一定會在澳大利亞應用。近來UV絲網印刷在各種高質量的報告以及類似印刷品的多色印刷和罩面方面的應用在繼續迅速增長。在織物上,UV油墨印刷使用還不多,仍以塑料溶膠的使用為主。然而,從現行進展情況表明在不久的將來織物上的UV印刷也許是可以工業化的。

  8.UV固化在安全方面的應用

  在這一方面,澳大利亞的開發工作是世界領先的。尤其是澳大利亞儲備銀行

  (Australian Reserve Bank),開發了第一個UV涂裝和UV固化的聚合物貨幣。開發這

  種新的銀行紙幣的需要是因為1960年澳大利亞流通幣改制(由英磅改為美元),這種新幣是紙質的,那時候偽造新幣的犯罪活動較嚴重,因此A.R.銀行確立了一個主要的研究目標,即開發不易被偽造的新幣。新聚合物紙幣的基材是聚丙烯膜。因為原先用的紙是進口的,選用本國產的聚合物可以改善國家的外匯平衡狀況。而且聚合物比紙要平滑得多,這樣,以它為基材的紙幣可以印制得很薄,即印刷高度僅0.25mm,如此之薄以至于不可能用復印機復印。聚合物也可以制成透明的,這是對付彩照復印的又一種辦法。與用紙質的相比,用聚合物的能更好與別的安全措施相配合。早先,世界上許多國家已經試驗過粘有高密度聚乙烯線條的錢幣,然而這樣的紙幣當反復吸收濕氣發脹后,最終使用油墨剝落下來。澳大利亞紙幣是第一個制得的穩定的塑性物,通過現今使用后模制機是印刷。這些聚合物紙幣已經反復使用約8年已證實它是極為成功的。最近也已證明要偽造是非常困難的,而且由于產品的使用壽命長而使該種紙幣的生產量減少到25%。這種紙幣的生產是UV技術應用的全球性的一個成功范例,由于該項生產對澳大利亞很重要,所以重點簡述這方面的技術。在加工過程中,聚丙烯雙輥機在加熱和加壓下層壓出約75μ厚度的薄片,等厚度的薄片作為原始紙備用。然后將聚丙烯薄片通過四步加工使成油墨遮蔽的背景并加上類似水印的隱蔽標記。然后輥子紙用印刷紙的同樣模制機切割成薄片。薄片被送去膠印,使用精細的多色線條同時印刷在薄片的兩面上。按著是傳統的凹面印刷,就在這時在紙幣上施加了一種安全措施。它可能是一種光變花(OVD)或是一種包含特種花的透明膜。添加OVD的費用是很高的,它用在紀念二百周年的紙幣上,即使是經濟發展時期,它也將僅限于這樣的用途。安全花壓制上去后,該紙幣再涂上最后二道UV清漆涂層,第一層是高光澤的,使其對聚丙烯印刷薄片有好的附著力;第二層是無光的,罩在上面使用該紙幣具有原始紙幣的于感與外觀。這里,UV固化的罩面涂料是非常重要的,因為它必須具備柔軟性,好的去污性,抗靜電性并可導電。改進這類UV涂料的研究工作仍在繼續進行。新的UV固化的聚合物紙幣具有許多優點(表7)。這表明要偽造這種新紙幣是極其困難的。這也證明開始的研究與開發計劃是正確的。UV涂料具有適應性,稍加努力很容易改變紙幣的設計,這樣就可以應付任何時候都可能發生的、升級的偽造伎倆,以對抗偽造。新紙幣很潔凈,有好的污性和長的使用壽命。這種新的聚合物紙幣有著特別的環保優點。該紙幣對環境是有益的,因為UV面漆是無溶劑的,因此在加工過程中大氣污染極低。在生產的初期,用于處理廢棄紙幣的裝軒是必備的,因為在制幣過程中由于毀壞使大量紙幣極廢需要送去作廢物處理。另外,為了整理流通狀況,每六個月要回收一次流通的紙幣,其中有和就極廢了。聚合物紙幣能容易地用粉碎法加以回收利用,現已用在肥料箱蓋及農用支架棒如葡萄等。相比之下,以往的紙幣處理是粉碎與掩理。

  表7-UV聚合物紙幣優于原有紙質幣之性能

  1.難以偽造

  2.壽命長

  3.較低的制造量

  4.較低的生產成本

  5.流通中保持干凈

  6.可回收利用

  9、有關UV固化技術的基礎研究

  本文的最后部分介紹目前在澳大利亞進行的在UV固化方面的基礎研究典型事例。需要開展這種研究的原因不僅是因為從工業化角度UV固化的推廣應用要有新的化學,而且在如銀行紙幣一類的應用中對已經出現的問題需要進一步解決。發現的一些問題列在表8中。雖然當前現行的紙幣是令人滿意的,但像提高底漆與聚丙烯間的附著力,以及提高無光罩面漆與底漆之附著力之類的性能改進仍是需要的。另外,面漆中消光劑的存在對紙幣的使用壽命已顯出不利影響。這些意見埸突出以通常所經歷的在像聚丙烯這一類塑料上進行UV印刷和涂裝時出現的一個主要問題。在印刷工作上,為了改進UV油墨對聚丙烯的附著力,在上油墨之前,先涂一層薄的UV固化底漆。如果涂料在固化時能同時接枝到底材上,那么在底材上特別是在塑料底材上固化油墨和涂層時出現的這類問題就一定可以解決。固化通過是低聚物、單體混合物在底材上面的聚合作用,涂層與底材表面之間原粘合實質上是一種弱的物理作用力,而接枝作用則涉及化學鍵合作用,形成了碳-碳鍵。因此,具備固化時能發生接枝作用的條件是很重要的。可應用于該目的的基礎工作不多,在澳大利亞,本文各位作者現行研究工作的目的就是解決這個問題。

  表8-現行聚合物紙幣需另加改進的方面

  1.提高聚烯烴和UV有光底漆之間的附著力。

  2.提高UV底漆與UV無光面漆之間的附著力。

  3.增加UV無光罩面漆的耐磨性。

  上述基礎所研究得到的某些結果以數據表示列于表9,表中的接枝率是在UV條件下,甲基丙烯酸甲酯甲醇溶液接枝到聚丙烯和纖維素上的數據。甲基丙烯酸甲酯常被用作典型單體是因為它代表甲基丙烯酸酯官能軒,在工業上它一直是UV最常用的重要化學品。像甲醇一類溶劑常用來分散單體而且還可使因不同的光引發劑可能產生的接枝率的差異更明顯化。為了使差異更突出,采用了低功率90wUV燈光以便使聚合作用緩慢下降。表9結果所示的是采用各種光引發劑時接枝率的排列。Irgacure 184是使接枝作用最有活性的光引發劑,但實際形成的是均聚物(可由單體溶液的粘度變化測定確定),Irgacure1800能導致最大接枝率。

  表9-MMA (60%甲醇液)對纖維素和聚丙烯的接枝率

  接枝率(%)(a)

  光引發劑 纖維素 聚丙烯8

  對比樣 6.0e 1.4

  1800b 59f 13.7

  1700b 70g 9.8

  184b 59f 17.6

  BEEc 49g 14.7

  AIBN 41g 3.6

  a.均聚物產率下降表,1800為最高;

  b.Ciba Geigy Irgacure產品;

  c.BEE=苯偶姻乙醚;

  d.AIBN=偶氮二異丁腈;

  e.照射16hrs,以90W,24cm(燈管長)高壓UV燈光;

  f.照射5hrs;

  g.照射3hrs

  這些結果是同各作者所進行的UV固化研究工作相符合的,這里所用的單體/低聚物混合物包括環氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、以及聚酯丙烯酸酯和用作稀釋單體的TPGDA(三丙二醇二丙烯酸酯);混合物固化于底材上,固化中光引發劑的效率依均聚物的產率而判定。基礎研究所獲得的結果與本文的各作者開始的設想模型,聚合混合物在接枝溶液和底材之間的分配情況是相一致的。通過工業化應用結果表明:接枝與固化是能同時完成的;這一方面光引發劑是重要的,因為由光引發劑產生的游離基的活性是關鍵,依靠這活性去奪取底材表面的氫原子而導致接枝發生。

  10.結論

  UV固化技術已經發展成一門立足于工業的技術,它的增長速率為10-12%/年。在澳大利亞涂料和油墨方面是該技術的主要最終用戶,這同世界上其它國家的發展是一致的。該技術在包裝工業與刻蝕工業方面的應用也特別盛行。應該指出,UV固化對任何底材都存在著應用的潛力,可在其它許多合適的市埸上應用的。盡管它用量少,尚只具有可推廣的強列希望。UV固化聚合物紙幣是國內一項獨特的開發成果,它非常成功,開發該種紙幣的澳大利亞儲備銀行還可以用它去出口創匯。

  來源:百度百科

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