使用氨基丙烯酸酯降低剂浓度或增加治愈速度紫外线LED-Curable口服脊髓灰质炎疫苗和柔印油墨| 2018-05-01

紫外LED治疗是在几个转换领域变得越来越普遍。UV固化喷墨用紫外线治疗将多年来领导。通常使用汞灯的新闻完全治愈喷墨墨水。今天,紫外线治疗被用于整个喷墨墨水转换操作。柔版印刷机被出售或改造充分利用紫外LED灯。这些按过程包括四色油墨,再加上白色油墨和实验或套印清漆(口服脊髓灰质炎疫苗)。紫外LED灯被安装在单张纸胶印印刷机,在改造和OEM。对于这些类型的印刷厂印刷,UV LED灯已经取代了HUV灯紫外线固化系统的选择。除了为印刷厂印刷,这些应用程序通常需要低粘度配方。所有这些平面艺术应用程序需要快速治愈。

对于食品包装应用程序,转换后的产品必须满足,除了性能属性,迁移到食品的要求。具体的迁移限制(无缝的)必须满足适当的监管。这些无缝的往往是十亿分之几的含量水平。

限制迁徙物种,应特别注意原材料的选择和生产流程。188金宝搏bet官网应该一定188金宝搏bet官网纯度的原料,并且也不包含cmr(致癌物质,诱变剂,reprotoxins)。应避免交叉污染处理过程中通过适当的规划,或通过GMP(良好生产规范)。净化步骤也可能需要删除潜在的迁徙物种,和质量控制(QC)可能补充纯度/交叉污染规范。表1显示了标准产品之间的差异,低迁移(LM)产品,和完整的GMP产品作为原材料在油墨和涂料。188金宝搏bet官网相同配方设计师还必须考虑这些约束和转换器的需求也满足GMP要求。

表1”标准之间的差异,低迁移和GMP产品。

紫外线导致治疗系统

过去,紫外线固化系统通常由一个或两个中压汞灯泡,宽光谱排放,和瓦数多年来稳步增加,从200年到600瓦每英寸(图1)。这些系统通常是为了获得最快的治疗速度,与生产率增长的终极目标。今天,养护系统,如紫外LED灯,与其他目标也正在设计。安全与环境问题,固化温度、能耗和维护时间表都是影响这些新的固化系统的设计。生产力有望保持一样的系统配备水星灯,但是一些较新的治愈涂层系统提供更少的能源,更重要的是消除短波长紫外线。这两个因素会增加氧气抑制对UV固化的影响,并对生产力造成负面影响。

图1”汞灯,紫外线灯发射光谱。

辐照度增加自由基的浓度增加,自由基浓度和更高的消费更多的氧气。相反,low-energy-cure系统,较低的辐照度,结果在低浓度的自由基和抑制更多的氧气。辐照度应该测量衬底,确定了能量,因为传递能量随距离灯底物。

还有一个波长的吸收紫外线的依赖。光固化材料表现出更高的188金宝搏bet官网吸光度比长波长短的波长的能量(UVC)能量。因此,短的波长的能量不穿透仅限于表面,和更长的波长能量(UVA和UVB)生存更深入探索材料的波长命名法(见图1)。紫外LED灯不发出短波紫外线波长,导致增加氧抑制表面的涂层。然而,通过治疗通常是很好的。

今天大多数紫外LED灯用于印刷机发出波长集中在395纳米,在UVA的范围内。紫外LED灯与385 nm和405 nm排放乐队也使用,灯和365海里排放乐队是可用的,但只有在低强度(图1)。因为他们的介绍,紫外LED灯在发光峰值出现了稳定的增长,从1.1瓦/厘米²24瓦/厘米²。改善紫外led的光学也导致增加交付到衬底表面的辐照度。

氧抑制和缓解

一般来说,降低涂料的粘度增加氧气扩散进入涂层,从而降低表面由于氧抑制治疗。¹然而,在平等的粘度,配方表面以下特点将有更好的治疗(更少的氧气抑制):1)丙烯酸酯双键功能或浓度增加;2)醚、胺类、硫醇和/或其他特殊结构组件的骨干。²

氧抑制治疗是由于表面淬火和清除在自由基聚合反应,如图2所示。最终的结果是减少聚合物形成和/或lower-molecular-weight聚合物链。在这两种情况下,与氧气的反应可能会给一系列的结果,从减少涂层性能未熏制的,液体表面涂层。²

图2”在UV-initiated自由基聚合反应的氧气。

有已知的物理和化学方法来减少氧气抑制和改善表面治愈,这些曾被讨论。²这一主题的摘要如表2所示。同时,厚涂料承担更少的氧气抑制由于本体聚合反应,从而增加粘度和显著减少氧扩散。³减少衬底从灯的距离增加了辐照度传递到衬底表面,改善治疗。增加曝光时间,通过治疗速度慢或多个灯,也通常增加治愈的程度。²

表2”方法以减轻氧抑制,优点和缺点。

活性化学物质的使用是最常见的实现解决方案来减轻氧抑制。与过氧化自由基反应的化学物质含有容易提取出氢原子。这些提取出氢原子中包含特定结构元素的化合物,硫(硫醇)、氮(胺)和氧(醚)。α碳原子上的氢,硫、氮或氧是那些很容易提取出,还有很多在每一个分子。这些化合物的功效,同样的相等,是硫醇>胺>醚。改善性能指出硫醇时,胺和聚醚丙烯酸酯。丙烯酸酯功能确保治愈后材料成为高分子骨架的一部分,因此不能迁移或开花。188金宝搏bet官网减少气味也可能通过acrylation获得的。

活性化学物质类别中最常用的解决方案是使用氨基丙烯酸酯。套印清漆(口服脊髓灰质炎疫苗),柔印油墨,油墨喷墨油墨和屏幕都使用这种技术。在某些情况下,出现了好处,如改善附着力,提高色彩的力量。增加了治愈的泛黄是氨基丙烯酸酯,这可以为口服脊髓灰质炎疫苗和白色油墨是一个问题。同样,石版印刷油墨可以与一些氨基丙烯酸酯的使用问题,因为他们可以与酸反应喷泉的解决方案,也可以扰乱ink-water平衡。

氨基丙烯酸酯完全功能,应该利用II型的光。图3显示了photoabstraction II型的反应剂(苯甲酮)胺。其他II型光thioxanthones和蒽醌类。在大多数配方,光的组合是用来确保表面和通过治疗。氨基丙烯酸酯的反应各不相同,取决于他们的胺内容和双键的浓度。提取出氢的数量及其accessability(位阻)也影响氨基丙烯酸酯的反应。的浓度剂(s)和氨基丙烯酸酯应该为每个配方优化。在许多情况下,氨基丙烯酸酯的使用可以减少光(s)而不影响治疗的速度。

图3»Photoabstraction苯甲酮和胺的反应。

在本文中,一些氨基丙烯酸酯将评估他们的能力,减少氧抑制和增加表面治疗紫外线LED-curable套印清漆。治愈速度数据,以及将其他属性。在柔版油墨,氨基丙烯酸酯含量对固化速度的影响和/或光水平将评估和讨论。

材料描述

三氨基丙烯酸酯评估在这些研究中如表3所示。AA1非常低粘度,high-amino-content材料没有丙烯酸酯功能,和典型的使用5 - 15%的水平。(尽管AA1不含丙烯酸酯功能,它仍将在本文中被指定为一个氨基丙烯酸酯)。AA2是一种高粘度丙烯酸氨基含量最低的制成。典型的使用水平的AA2 8 - 15%。AA3是一个中等粘度丙烯酸中氨基酸含量和典型使用制成5 - 20%的水平。AA3也设计成低移植材料。

表3”氨基丙烯酸酯的描述。

氨基丙烯酸酯被用于一些口服脊髓灰质炎疫苗和柔印油墨配方,利用一些寡聚物表4所示。EA1是双酚A环氧丙烯酸酯稀释40%三羟甲基丙烷triacrylate (TMPTA)。这种类型的低聚物通常用于非食品包装口服脊髓灰质炎疫苗。PEA1设计零EA1的临时替代品,用于食品包装的口服脊髓灰质炎疫苗。PEA2和EA2都是BPA免费的,也可能是有用的在食品包装口服脊髓灰质炎疫苗的应用程序。PEA3低移植,six-functional材料用来维持一些配方的粘度。PEA4是一个很好的颜料研磨颜料润湿低聚物用于柔印油墨。乙氧基化三羟甲基丙烷triacrylate (TMPEOTA)和/或propoxylated neopentylglycol丙烯酸(NPG制成(PO)₂DA)也被用作稀释剂口服脊髓灰质炎疫苗和柔印油墨配方。高功能的季戊四醇三/四丙烯酸酯(PETIA)被用来增加柔版油墨的固化速度。

表4»低聚物的描述。

剂(PI)吸收的UVA紫外线导致治疗所需范围。液体膦氧化物类型(TPO-L)曾是主要的π在这些研究中。thioxanthone类型π敏化剂(DETX)也评估,以及取代膦氧化物(热点),需要一个胺是有效的。

光漂白与膦氧化物类型尤其明显的光,在长波长吸收谱(~ 400海里)地区。这些光黄色前治疗。光漂白,吸光度(黄色)随曝光时间适当的波长的光。这是因为光解产物的吸收特点(从乳沟反应)不同于原来的光分子。光漂白提高光学穿透和降低最终固化涂料或油墨的颜色。此外,这种光褪色随着时间继续治疗后,最后一个颜色是进一步降低后24 - 36小时。光不photobleach Thioxanthone类型。

测试条件

口服脊髓灰质炎疫苗是由混合所有的组件一起搅拌速度。口服脊髓灰质炎疫苗被应用于白色Leneta图表# 2线绕杆,导致5-micron-thick电影。治疗是一个空气冷却16瓦特/厘米²395纳米的紫外线灯从Phoseon,治愈1厘米的距离。治愈能量测量EIT 365/40W辐射计。治愈速度确定的线路速度最快给mar-free表面测试以木制压舌板。黄变指数报告为b *值测量与BYK Spectroguide球体。泛黄的测量后立即治疗,治疗后24或36小时。

柔版油墨色浆准备在三辊轧机使用PEA4和研磨颜料分散剂。颜料是地面,直到在Hegman阅读8计。这对应于千或0微米粒子的大小。颜料膏是那么失望的寡聚物,单体、氨基丙烯酸酯和剂。失望混合制备的速度搅拌直到均匀。柔版油墨被应用于白Leneta图表或电影的基板与柔印检验者获得各种光学密度。治疗是一个风冷16瓦特/厘米²,395 nm紫外线灯或气冷式8瓦/厘米²365 nm紫外线LED灯,同时从Phoseon治愈1厘米的距离。治愈速度确定的线路速度最快给mar-free表面测试以木制压舌板或拇指捻。光密度测量的爱色丽公司500系列光谱密度计或Gretag麦克白斯派克眼睛便携式分光光度计。附着力测试通过与德莎胶带拉4104磁带。

粘度在不同剪切率测量与安东洼地物理MCR 101流变仪。脆性指数(SI)计算除以低剪切粘度在0.1 s¹高剪切粘度在2500年代¹。

紫外线LED-Curable口服脊髓灰质炎疫苗配方

表5显示了测试的口服脊髓灰质炎疫苗配方以优化剂浓度和丙烯酸酯胺水平。(有粘度影响紫外线治疗,所以配方(184年除外)是为了保持相似粘度)。主剂,TPO-L,从13可以减少到5% co-initiator AA3通过使用15%和1%,热点。治愈速度维持在70 fpm优化配方# 194。没有使用氨基丙烯酸酯,配方的治疗速度# 194年< 15 fpm。这个优化π包将用于进一步的研究。

表5»剂包优化。

co-initiator热点,选择基于之前的工作评估TPO-L剂包含10%和3%的DETX或热点。π的固化速度与不同的寡聚物包是相同的。然而,黄变指数显著不同的配方含有DETX或热点。DETX-based配方导致黄变指数在9至17。热点更黄,黄变指数为5至8。DETX也在雀巢排除列表,和不应该用于涂料或油墨用于食品包装。

配方表5所示的黄变指数都在4(初始),24小时后和减少约0.1单位。(这些泛黄的指数是口服脊髓灰质炎疫苗配方,存储一个星期,然后治愈。)

使用优化剂和丙烯酸酯胺水平,治疗速度评估了多种低聚物类型使用三个不同的丙烯酸酯胺。表6显示了这些数据。固化速度随低聚物类型。为基础的双酚A环氧丙烯酸酯(EA1)治疗最快的速度无论使用丙烯酸酯胺。双酚a环氧丙烯酸酯本文与水银灯治愈速度快著称,这快反应仍然与紫外LED灯。PEA1 EA1的临时替代品,是下一个最快,其次是环氧大豆油丙烯酸酯(EA2)和豌豆2 / PEA3混合。对于所有的低聚物类型,使用AA3提供最快的治疗速度。表6的数据没有显示配方,不含丙烯酸酯胺。这些配方没有治愈甚至输送机速度最慢15 fpm。

表6»口服脊髓灰质炎疫苗配方的治疗速度和黄变指数不同低聚物与丙烯酸酯胺。

如果一个食品包装口服脊髓灰质炎疫苗是必需的,只有使用AA3的配方,和不使用EA1零和基于材料,可以适合这个应用程序。188金宝搏bet官网

表6也报道几个黄变指数。黄变指数衡量配方,是刚做好的,治愈的同一天,和配方上存储一个星期,然后治愈。此外,黄变指数测量后立即治疗,治疗后24或36小时。在所有情况下,观察到光漂白是减少黄变指数24或36小时后治愈。最后黄变指数从3.4到4.3不等配方。

令人惊讶的是,存储的配方,一个星期,然后治愈了最初的黄变指数,通常是一个单位低于准备和治愈的配方。并没有太多的差异后的黄变指数测量24或36小时,然而。

紫外线LED-Curable口服脊髓灰质炎疫苗的结论

紫外线LED-curable口服脊髓灰质炎疫苗配方,low-yellowingπ包已被确认。主剂,传真照片- L,从13可以减少到5%而不影响治疗速度,通过使用15%丙烯酸胺(co-initiator AA3)和1%(热点)。三丙烯酸酯胺的治疗速度进行了比较。AA3比AA1或AA2更快。AA3也是唯一的丙烯酸酯胺为低移植应用,如食品包装设计的。

紫外线LED-Curable柔版油墨配方

表7显示青色和红色柔版油墨配方,治愈395海里,16瓦特/厘米²紫外线灯。颜料色素基地由45%,分散剂PEA4 55%和3.5%。π(TPO-L / DETX 50/50)混合内容保持不变在5.4%在这些实验中,和光学密度也为每个颜色墨水本质上是相同的。AA3水平的9.1%,治疗可能无法实现三个经过15 fpm青色或红色墨水。增加AA3 15%的内容给治愈速度50颜色油墨fpm。增加AA3内容有助于减轻氧抑制,提供更快的治愈。

治愈速度青色和红色的柔印油墨与各种AA3内容(395 nm, 16瓦特/ cm2紫外LED灯)

表7»治愈速度青色和红色的柔印油墨与各种AA3内容(395 nm, 16瓦特/厘米²紫外LED灯)。

类似的结果治愈365海里,8瓦/厘米²紫外线灯。增加AA3水平从9.2%降至15.3%,而持有π水平在4.5%左右,提高了治愈速度从16 fpm 57 fpm。这是治愈速度增加三倍以上。

表8展示了青色油墨的固化速度的差异与不同的光学密度。油墨的光密度与厚度。油墨的光密度2.27(油墨)大约是4微米厚。(其他油墨的厚度是未知的。)增加油墨的光密度和厚度增加了治愈速度,作为油墨罪犯清楚地显示。厚的油墨和涂料表现出更少的氧气抑制原因前面所讨论的,因此表面有更好的治疗方法。配方表8所示,似乎有一个最小油墨厚度表面治愈,关联到一个油墨光密度介于1.4和1.9之间。然而,如果丙烯酸胺(AA3)浓度从9.1提高到15%(见表8 B配方和表7配方240),油墨的固化速度与光学密度1.08从没有治愈三通过增加15 fpm完全治愈一个通过50 fpm。这一发现非常重要,因为油墨一般印刷目标一定的光密度。