7.UV固化在安全方面的应用
在这一方面，澳大利亚的开发工作是世界领先的。尤其是澳大利亚储备银行(Australian Reserve Bank)，开发了第一个UV涂装和UV固化的聚合物货币。开发这种新的银行纸币的需要是因为1960年澳大利亚流通币改制（由英磅改为美元），这种新币是纸质的，那时候伪造新币的犯罪活动较严重，因此A.R.银行确立了一个主要的研究目标，即开发不易被伪造的新币。新聚合物纸币的基材是聚丙烯膜。因为原先用的纸是进口的，选用本国产的聚合物可以改善国家的外汇平衡状况。而且聚合物比纸要平滑得多，这样，以它为基材的纸币可以印制得很薄，即印刷高度仅0.25mm,如此之薄以至于不可能用复印机复印。聚合物也可以制成透明的，这是对付彩照复印的又一种办法。与用纸质的相比，用聚合物的能更好与别的安全措施相配合。早先，世界上许多国家已经试验过粘有高密度聚乙烯线条的钱币，然而这样的纸币当反复吸收湿气发胀后，最终使用油墨剥落下来。澳大利亚纸币是第一个制得的稳定的塑性物，通过现今使用后模制机是印刷。这些聚合物纸币已经反复使用约8年已证实它是极为成功的。最近也已证明要伪造是非常困难的，而且由于产品的使用寿命长而使该种纸币的生产量减少到25%。这种纸币的生产是UV技术应用的全球性的一个成功范例，由于该项生产对澳大利亚很重要，所以重点简述这方面的技术。在加工过程中，聚丙烯双辊机在加热和加压下层压出约75μ厚度的薄片，等厚度的薄片作为原始纸备用。然后将聚丙烯薄片通过四步加工使成油墨遮蔽的背景并加上类似水印的隐蔽标记。然后辊子纸用印刷纸的同样模制机切割成薄片。薄片被送去胶印，使用精细的多色线条同时印刷在薄片的两面上。按着是传统的凹面印刷，就在这时在纸币上施加了一种安全措施。它可能是一种光变花（OVD）或是一种包含特种花的透明膜。添加OVD的费用是很高的，它用在纪念二百周年的纸币上，即使是经济发展时期，它也将仅限于这样的用途。安全花压制上去后，该纸币再涂上最后二道UV清漆涂层，第一层是高光泽的，使其对聚丙烯印刷薄片有好的附着力；第二层是无光的，罩在上面使用该纸币具有原始纸币的于感与外观。这里，UV固化的罩面涂料是非常重要的，因为它必须具备柔软性，好的去污性，抗静电性并可导电。改进这类UV涂料的研究工作仍在继续进行。新的UV固化的聚合物纸币具有许多优点（表7）。这表明要伪造这种新纸币是极其困难的。这也证明开始的研究与开发计划是正确的。UV涂料具有适应性，稍加努力很容易改变纸币的设计，这样就可以应付任何时候都可能发生的、升级的伪造伎俩，以对抗伪造。新纸币很洁净，有好的污性和长的使用寿命。这种新的聚合物纸币有着特别的环保优点。该纸币对环境是有益的，因为UV面漆是无溶剂的，因此在加工过程中大气污染极低。在生产的初期，用于处理废弃纸币的装轩是必备的，因为在制币过程中由于毁坏使大量纸币极废需要送去作废物处理。另外，为了整理流通状况，每六个月要回收一次流通的纸币，其中有和就极废了。聚合物纸币能容易地用粉碎法加以回收利用，现已用在肥料箱盖及农用支架棒如葡萄等。相比之下，以往的纸币处理是粉碎与掩理。
表7-UV聚合物纸币优于原有纸质币之性能
1.难以伪造
2.寿命长
3.较低的制造量
4.较低的生产成本
5.流通中保持干净
6.可回收利用
8、有关UV固化技术的基础研究
本文的最后部分介绍目前在澳大利亚进行的在UV固化方面的基础研究典型事例。需要开展这种研究的原因不仅是因为从工业化角度UV固化的推广应用要有新的化学，而且在如银行纸币一类的应用中对已经出现的问题需要进一步解决。发现的一些问题列在表8中。虽然当前现行的纸币是令人满意的，但像提高底漆与聚丙烯间的附着力，以及提高无光罩面漆与底漆之附着力之类的性能改进仍是需要的。另外，面漆中消光剂的存在对纸币的使用寿命已显出不利影响。这些意见埸突出以通常所经历的在像聚丙烯这一类塑料上进行UV印刷和涂装时出现的一个主要问题。在印刷工作上，为了改进UV油墨对聚丙烯的附着力，在上油墨之前，先涂一层薄的UV固化底漆。如果涂料在固化时能同时接枝到底材上，那么在底材上特别是在塑料底材上固化油墨和涂层时出现的这类问题就一定可以解决。固化通过是低聚物、单体混合物在底材上面的聚合作用，涂层与底材表面之间原粘合实质上是一种弱的物理作用力，而接枝作用则涉及化学键合作用，形成了碳-碳键。因此，具备固化时能发生接枝作用的条件是很重要的。可应用于该目的的基础工作不多，在澳大利亚，本文各位作者现行研究工作的目的就是解决这个问题。
表8-现行聚合物纸币需另加改进的方面
1.提高聚烯烃和UV有光底漆之间的附着力。
2.提高UV底漆与UV无光面漆之间的附着力。
3.增加UV无光罩面漆的耐磨性。
上述基础所研究得到的某些结果以数据表示列于表9，表中的接枝率是在UV条件下，甲基丙烯酸甲酯甲醇溶液接枝到聚丙烯和纤维素上的数据。甲基丙烯酸甲酯常被用作典型单体是因为它代表甲基丙烯酸酯官能轩，在工业上它一直是UV最常用的重要化学品。像甲醇一类溶剂常用来分散单体而且还可使因不同的光引发剂可能产生的接枝率的差异更明显化。为了使差异更突出，采用了低功率90wUV灯光以便使聚合作用缓慢下降。表9结果所示的是采用各种光引发剂时接枝率的排列。Irgacure 184是使接枝作用最有活性的光引发剂，但实际形成的是均聚物（可由单体溶液的粘度变化测定确定）,Irgacure1800能导致最大接枝率。
表9-MMA (60%甲醇液)对纤维素和聚丙烯的接枝率
接枝率(%)(a)??
光引发剂 纤维素 聚丙烯8??
对比样 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.均聚物产率下降表，1800为最高；
b.Ciba Geigy Irgacure产品；
c.BEE=苯偶姻乙醚；
d.AIBN=偶氮二异丁腈；
e.照射16hrs，以90W，24cm（灯管长）高压UV灯光；
f.照射5hrs；
g.照射3hrs
这些结果是同各作者所进行的UV固化研究工作相符合的，这里所用的单体/低聚物混合物包括环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、以及聚酯丙烯酸酯和用作稀释单体的TPGDA（三丙二醇二丙烯酸酯）；混合物固化于底材上，固化中光引发剂的效率依均聚物的产率而判定。基础研究所获得的结果与本文的各作者开始的设想模型，聚合混合物在接枝溶液和底材之间的分配情况是相一致的。通过工业化应用结果表明：接枝与固化是能同时完成的；这一方面光引发剂是重要的，因为由光引发剂产生的游离基的活性是关键，依靠这活性去夺取底材表面的氢原子而导致接枝发生。
9.结论
UV固化技术已经发展成一门立足于工业的技术，它的增长速率为10-12%/年。在澳大利亚涂料和油墨方面是该技术的主要最终用户，这同世界上其它国家的发展是一致的。该技术在包装工业与刻蚀工业方面的应用也特别盛行。应该指出，UV固化对任何底材都存在着应用的潜力，可在其它许多合适的市埸上应用的。尽管它用量少，尚只具有可推广的强列希望。UV固化聚合物纸币是国内一项独特的开发成果，它非常成功，开发该种纸币的澳大利亚储备银行还可以用它去出口创汇。
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