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24届北京中国国际玻璃展技术讲座1（UV冰花玻璃艺术装饰）

杭州科望特种油墨有限公司 何平UV冰花与玻璃艺术装饰
杭州科望特种油墨有限公司 何平
内容摘要：本文主要论述了UV冰花油墨的特性、形成机理与应用范围，阐明了UV冰花形成的三个过程，介绍了冰花光固机的结构特点和冰花玻璃的生产工艺流程，详细讨论了UV冰花形成与固化的影响因素，指出了冰花玻璃装饰的五个发展趋势。关键词：UV冰花油墨、冰花玻璃、冰花光固机、UV冰花机理、UV特殊效果油墨。

第一部分 UV冰花的特性、机理与应用一）UV冰花油墨的特性 UV冰花油墨是UV特殊效果油墨的一种，通常为透明的无色或有色油状流体，在一定强度的紫外光照射下，能够形成具有艺术效果的冰裂花纹图案，如图1所示。UV冰花油墨必须透明，颜色不能太深，也不能随便往油墨中添加液体稀释剂或固体填料，否则出不了冰花，是UV特殊效果油墨中非常娇气的一种，较难控制。在所有UV油墨中，UV冰花油墨的固化速度最慢、所用光固机的结构也与一般的UV设备不同，见图2。                    
                             图1 UV冰花玻璃                              图2 UV冰花专用光固机二) UV冰花的形成机理   UV冰花油墨受到紫外光照射时，会发生两种反应，一种是主反应，即光化学聚合/交联反应，促使油墨固化，同时产生体积收缩，由于配方中树脂的官能度较高，所以冰花固化膜既硬又脆。墨层的收缩和固化过程是不同步的，也是不均匀的，其结果必然造成应力集中，导致固化膜开裂，形成许多类似于冰面被敲击的裂纹图案，即冰花图案。UV冰花纹理是自然形成的，非人为所致，具有自然美的特点，艺术感很强，无不让人惊叹UV技术的艺术魅力。另一种是副反应，即空气中氧气产生的氧阻效应，也就是说氧气会阻碍油墨的进一步固化，对固化不利，尤其是与空气直接接触的冰花墨层表面，很难固化。冰花形成与固化的机理非常复杂，这不是我们研究的重点，但正确了解冰花形成的基本化学原理，有效控制和调节主副两种反应的速度，使固化向着预设的方向进行，是UV冰花玻璃产品生产成败的关键。三）UV冰花的形成过程UV冰花的形成过程分三个阶段：大裂纹的产生，小冰丝的形成，冰花墨层的干燥。仔细观察UV冰花图案，尤其是用高倍放大镜观看时，你会发现冰花是由许许多多的大小裂纹组成的，有的裂纹大又长，有的裂纹短而细（简称为冰丝）。大的裂纹相互交叉并连接在一起，就好比交通公路的主干道，首先形成主干交通网络。冰花图案的大小是由大裂纹所围合的面积决定的，面积越大，冰花越大，反之冰花越小。当印刷好的冰花油墨进入紫外光照射区域时，油墨表面慢慢地会出现一层白雾状的固化层，本来完全透明的涂层变得不那么透明了，并逐渐形成纵横交错的裂纹图案，就好比天空中出现了很多条闪电轨迹。大裂纹的产生过程，一般需要中等强度的紫外光照射20-40秒，图3-1、3-2、3-3分别是UV冰花大裂纹形成过程中的不同图案。随着大裂纹逐渐变深，墨层表面的白雾逐渐褪去，有的地方变得透明，有的地方半透明，就好像多云的天空中透射出了阳光，有的地方多云，有的地方晴天，慢慢地天空中的云越来越少，最后完全消失，墨层变成了分布着有许多大裂纹的透明层。一眨眼的功夫，大裂纹的边沿又出现了无数细小的冰丝，彼此朝着一个方向快速增长，直到碰到对面的冰丝为止，冰丝的形成时间很短，一般为5-10秒。如果此时用手触摸油墨表面，粘糊糊的还未固化。冰丝的粗细与密度决定着冰花图案的立体效果。冰丝越密、越细，冰花的反光和折光效果越明显，立体感越强，但透明度较差；冰丝越粗，密度越低，冰花墨层的透明度越好。                
            图3-1                                           图3-2、                                            图3-3  UV冰花大裂纹的形成过程 大裂纹和小冰丝形成后，冰花墨层就需要用强紫外光照射使之快速干燥，否则美丽的冰花图案会因为氧阻作用变得模糊不清，越来越丑。UV裂纹决定冰花的大小，冰丝决定立体感，只有充分了解UV冰花的形成过程和影响因素，才能生产出立体感强、透明度高、大小合适的UV冰花装饰产品。图4是透明UV小冰丝玻璃样品显微图片。一块冰花玻璃产品的生产过程虽然只有一两分钟的时间，看似简单，但如果带上一副墨镜，跟随着冰花玻璃产品在光固机网带上运动，一起观看冰花的形成过程，你会发现里面有大世界，奇妙无穷，真是不看不知道，一看吓一跳。产品刚进去的时候，玻璃表面还是一层平平的光油，忽然间出现了许多条网状裂纹，就好像有一支马良的神奇光笔在刻画，先刻粗线，再画细线，最后神光一照，画面就干了。不管你学的是什么专业，都会被这变幻无穷的光化学反应所吸引，仿佛觉得自己既是一名技术工程师，又是一名艺术大师。技术与艺术是分不开的，高品位的玻璃装饰产品必定是先进技术与艺术设计的有机融合，图5是酒红色UV冰花玻璃样品。            
       图4 透明UV冰丝显微图                      图5 酒红色UV冰花玻璃                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          四）UV冰花装饰的应用范围UV冰花油墨适合印刷在透明的基材上，如玻璃、透明亚克力、透明PC等，常被用来反印正看，也可印刷在具有反光效果的底材上，如镜面不锈钢、钛金板、镜面氧化铝板等具有反光效果的金属及镜面金银卡纸等。每一朵UV冰花图案都各具特色，不可能找到两朵一模一样的，所有的冰花装饰产品都不重复，个性十足。因此用UV冰花装饰的产品，不但个性十足、还兼有艺术性和金属感。五）冰花油墨的稀释UV冰花油墨一般不含或很少含有挥发性物质，印刷时通常不需要稀释。气温较低时，可将洗干净的玻璃预热下再印刷，即可消除油墨表面的少量气泡。印刷好UV冰花油墨的玻璃产品，必须待表面气泡完全消除后才能进行光固化，否则形成的冰花图案会很不均匀。因为没有气泡的墨层，氧阻小、冰花出得快；有气泡的地方，氧阻大，冰花还没出来就被强紫外线固化了。在一块玻璃上，有的地方有冰花，有的地方没冰花你说丑不丑，因此要想生产出均匀漂亮的冰花玻璃，少出次品，必须重视印刷过程中的气泡问题。六）UV冰花油墨的印刷冰花油墨印刷得是否均匀，不但影响产品的颜色深浅，而且决定着冰花图案的大小。印刷冰花油墨时，一般选用200-260目丝网版，网目低，墨层厚，冰花就大，反之，冰花花纹就小。冰花油墨的粘度较大，丝印时应放慢刮印速度，使墨层均匀一致，否则生产出来的产品，不光颜色深浅不一，冰花大小也不一样。有一次，一个客户问我，为什么他生产出来的玻璃冰花，中间小两边大？这是因为他的网版绷得较松，尺寸又很大（2.2米*3.50米），张力不够，印刷时为了使油墨不粘网，不得不抬高网距，导致丝网中间部位刮印压力较大，漏印在玻璃中间部位上的油墨量少，墨层较薄，因此冰花花纹较小；两边网布因为离边框较近，压力较少，漏印的油墨多，墨层厚，冰花大，颜色也较中间深。印刷UV冰花油墨时，环境温度应尽量保持稳定。温度高，油墨粘度小，气泡消失的快，印刷墨层较薄，光照后形成的冰花花纹较小；温度低，油墨粘度大，印刷时易产生气泡，墨层较厚，形成的花纹较大。因此，印刷环境温度的波动，会直接导致冰花图案大小的变化，从而影响产品的批次稳定性。建议印刷环境温度控制在20-30℃温度范围内较佳。   印刷好的冰花玻璃不能放置太久，否则冰花也会出得不均匀。因为放置时间越长，墨层中溶解的氧气越多，光固时的氧阻越大，冰花形成的速度越慢，甚至冰花还没出来墨层就被固化了，因此印刷好的玻璃，气泡消除后应及时送入光固机。好的冰花光固机前部，通常都有约一米长的红外加热区段，以使冰花墨层光固前能及时消泡流平。七）UV玻璃冰花品种 科望公司目前共研发出N、M, H三个系列的UV玻璃冰花油墨，各具特色，用途也有所不同，见表1。N系列与M系列相比，出冰花速度快，M系列固化膜韧性好，耐水性优，H系列冰花大，出花快，耐水性优。                    表1 不同类型UV玻璃冰花的特点与用途

冰花型号 UV-GI-880NUV-GI-880MUV-GI-880H
 冰花特点透明度高、出冰花速度快，冰花大小适中，冰丝多、立体感强，硬度高。冰花小、冰丝细密，立体感强，固化膜韧性佳，附着力好。冰花大，透明度高、立体感强，光照时出冰花快，均匀，容易控制固化膜耐酸碱性能优异。


             
                               6-1大                                       6-2 中                                          6-3小图6 大、中 小冰花图案对比八）冰花油墨的保存 UV冰花油墨应密封避光保存在25℃以下的环境中，储存期6个月。

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