紫外線固化水性油墨的成膜機理對水性uv油墨的制備來說至關重要，只有弄清楚整個的固化成膜過程，才能在樹脂、引發劑、水等方面的選擇中找到理論依據。
水性UV光固化體系的干燥機理目前還有爭議，一般認為水性uv油墨的干燥機理為：通過干燥裝置除水后，在紫外線的照射下，光引發劑吸收輻射能量后分解為自由基或陽離子，引起聚合物發生聚合、交聯接枝反應，在短時間內固化成三維的網狀高分子聚合物。輻射固化體系根據光引發劑類型不同可分為自由基體系和陽離子體系，由于輻射固化油墨中多用自由基體系，在水性UV油墨的研制過程中推薦使用自由基體系。
水性UV油墨成膜過程大致分為二個階段：
1、預揮發干燥機理
預干燥是光固化之前必須有的一道工序，不進行預干燥將導致光固化的最終結果不理想。紫外線固化水性油墨一般采用適當的加熱辦法，例如紅外烘烤或熱風干燥，來縮短初期水分蒸發的過程。隨著水分逐漸揮發，分散狀態的聚合物顆粒逐漸靠攏，但仍可自由運動。然后隨著水分進一步揮發，聚合物顆粒達到緊密堆積，成為不可逆的相互接觸，一般認為此時理論體積固含量為74%。
2、紫外線固化成膜機理
后期，分散相粒子開始凝結，此時仍然殘留約3%水分。同時，含官能團的固化基分子在光引發劑的引發下在分散相粒子的界面以及內部發生固化反應。
其固化過程一般可分為四個階段：①光與光引發劑之間相互作用，它可能包括對光的吸收和光引發劑之間的相互作用;②光引發劑分子發生重排，形成自由基中間體;③自由基與齊聚物中的不飽和基團作用引發鏈或聚合反應;④聚合反應繼續，液態的組分轉變為固體聚合物。
