Ультарфіолетове чорнило – Енциклопедія –
УФ чорнило (вони ж – УФ-отверждаемое чорнило, UV-чорнило, UV-ink,ультрафіолетове чорнило ) – це чорнило, якезатверджується під впливом ультрафіолетових променів.
УФ чорнило відносяться до нового покоління витратних матеріалів для струминного друку. Їхнє закріплення на носії відбувається не за рахунок випаровування рідких компонентів, а під впливом ультрафіолетових променів.
Закріплення УФ чорнила на носії під впливом ультрафіолетового випромінювання від джерела
На поверхні паперу УФ чорнило формують щільну глянсову чорнильну плівку, стійку до ультрафіолету та вологи. Така плівка має достатню гнучкість та еластичність.
Формування полімерних зв'язків при затвердінні плівки
Затвердіння чорнила триває ще деякий час після закінчення впливу УФ-випромінювання. Повна полімеризація чорнила відбувається після включення в хімічну реакцію всіх елементів. На швидкість затвердіння чорнила значний вплив маєпотужність УФ-лампи. Чим вона вища, тим швидше затверджується чорнило. До складу УФ чорнила входять фотоініціатори, мономери, олігомери, барвники та добавки.
Фотоініціатори
Фотоініціатори беруть активну участь на початковій та завершальній стадії затвердіння УФ чорнила. Після поглинання ультрафіолетових променів вони проникають у реагенти, які ініціюють хімічну реакцію полімеризації, та беруть участь у перетворенні чорнила на еластичну гладку плівку. В УФ чорнила використовують такі типові фотоініціатори, як бензофенон і п-метил-діетаноламін.
Мономери – це речовини, які на початковому етапі друку УФ чорнилом виконують функції розчинника. Після проходження ультрафіолетової лампи мономери забезпечуютьз'єднання всіх компонентів чорнила та перехід у стан повного затвердіння плівки на носії. Мономери модифікують плинність, в'язкість та консистенцію чорнила. Але замість того, щоб випаруватися, як у звичайних чорнилах, вони утворюють тверду плівку, що зв'язує пігмент із матеріалом, що запечатується.
Олігомери – це рідкі смоли з низькою молекулярною масою, які формують хімічний каркас УФ-чорнила. Вони забезпечують міцність, еластичність та адгезію отриманого зображення, його стійкість до зовнішніх впливів.
Фарбувальні речовини
Найчастіше в УФ чорнила як барвників або колорантів використовуються пігменти, рідше - барвники. Пігменти відносно безпечні для людини, вони мають високу світловідбивну здатність та довговічність у порівнянні з барвниками.
Добавки вводяться до складу УФ чорнила для покращення їх характеристик. Вони можуть мати зволожувачі, стабілізатори, регулятори pH, а також компоненти, що відповідають за поверхневий натяг чорнила, їх в'язкість, швидкість закріплення, розтікання, адгезію та стійкість до зовнішніх агресивних факторів.
Масова частка типових компонентів у складі УФ чорнила охарактеризована у таблиці.
Масова частка типових компонентів УФ чорнила для струминного друку
Як тільки УФ чорнило розпорошується на носій, над місцем запечатування проходить ультрафіолетова лампа. Її світло поглинається фотоініціаторами, що входять до складу чорнила. Поглинаючи ультрафіолет, такі фотоініціатори виділяють вільні радикали, які, своєю чергою, починають хімічну реакцію полімеризації, передаючи свою вивільнену енергію іншим елементам чорнила. Реакція триває доти, доки всі елементи чорнила не зв'язуються між собою. Вода, що входить до складу чорнила,випаровується, інші елементи повністю закріплюються на носії.
Висихання вологої чорнильної плівки під впливом ультрафіолетового випромінювання називається затвердінням або полімеризацією. Полімеризація протікає миттєво, за десяті частки секунди. При цьому на тверду субстанцію перетворюються всі фракції чорнила, тобто УФ чорнило на 100 % є твердими речовинами на відміну від розчинників у сольвентних чорнилах, які випаровуються, зменшуючи чорнильний шар.
Користувачі можуть помітити характерний неприємний запах, який видає зображення, зроблене УФ чорнилом. Такий запах може зберігатися довгий час. Причин може бути кілька: використання виробниками дешевих фотоініціаторів, використання як мономери летких органічних компонентів, розбіжність спектра випромінювання ультрафіолету з сенсибілізацією фотоініціаторів, а також мала потужність ультрафіолетової лампи або її знос.
УФ чорнила не містять летких органічних компонентів, тому вони екологічні і не завдають шкоди навколишньому природному середовищу. Тим не менш, деякі компоненти таких чорнил можуть стати джерелами подразнення для чутливих очей та шкіри людини. Якщо вони потраплять на шкіру, не слід чекати їх висихання, адже такі чорнила затверджуються тільки під впливом ультрафіолету. Їх потрібно відразу змити із забрудненої ділянки шкіри проточною водою. Співробітникам, які обслуговують струменеву друкарську техніку, що працює на УФ чорнилі, краще захистити себе від попадання чорнила на шкіру та в очі за допомогою спеціальних окулярів, нітрилових рукавичок та фартуха. При попаданні чорнила на одяг потрібно негайно замінити його на новий, не чекаючи, поки чорнило просочить тканину і досягнуть шкіри. Перед утилізацією таких чорнил їх слід висвітлитиультрафіолетовою лампою до повного затвердіння. Після цього їх можна без страху упаковувати та відправляти у контейнер із побутовими відходами. Але в процесі УФ-друку не тільки чорнило може бути факторами ризику, певну небезпеку для організму людини становлять джерело випромінювання, перевищення концентрації озону та вплив ультрафіолетового випромінювання. Перелічені чинники охарактеризовані у таблиці.
Фактори ризику для організму людини при друку струменевими УФ чорнилом