UV印刷工藝的使用全面解析

 

    UV油墨是近年來迅速發(fā)展的一種環(huán)保性油墨，它以瞬間固化（干燥）、不含揮發(fā)性溶劑、應用簡單方便等迅速占領市場，UV油墨包括UV磨砂、UV冰花、UV發(fā)泡、UV皺紋、UV凸字、UV折光、UV寶石、UV光固色墨、UV上光油等特種包裝油墨。在具有金屬鏡面光澤的承印物表面，采用絲網(wǎng)印刷工藝手段將UV油墨印在其表面上，經(jīng)紫外線干燥設備光照處理后，產(chǎn)生一種感覺別具一格的視覺效果，顯得高雅、莊重、華貴。產(chǎn)品主要應用于高檔、精美別致的煙、酒、化妝品、保健品、食品、藥品等包裝印刷。

 

一、UV油墨

 

    1、組成

 UV油墨就是在UV光的照射下，發(fā)生交聯(lián)聚合反應，瞬間固化成膜的油墨。它主要由光聚合性預聚物、感光性單體、

光聚引發(fā)劑、有機顏料及添加劑等組成。其中光聚合引發(fā)劑是整個UV油墨中最重要的組成部分，是光聚合反應的開始。 

2、UV油墨的應用特點：

（1）瞬間固化，生產(chǎn)效率高；

（2）不含揮發(fā)性溶劑；不會有溶劑侵蝕破壞印刷物；不會污染人體及環(huán)境；

（3）油墨不會塞網(wǎng)，故可用很細的網(wǎng)目印出最佳品質的線條；

（4）油墨濃度穩(wěn)定，不會因濃度的不同而造成某一以調過濃或過淡有不均勻現(xiàn)象；

（5）油墨不會干掉，無溶劑的惡臭味；

（6）光固化速度極快，UV設備體積小，占用廠房空間少；

（7）UV燈的散發(fā)出之熱不會對那些懼熱于之印刷物造成損壞；

（8）透明或半透明性的油墨，硬化速度化和色彩效果好

3、固化機理

 UV油墨對UV的光是選擇性吸收的，它的干燥受UV光源輻射光的總能量和不同波長光能量分布的影響。在UV光的照射下，UV油墨中的光聚合引發(fā)劑吸收一定波長的光子，激發(fā)到激發(fā)狀態(tài)，形成自由基或離子。然后通過分子間能量的傳遞，使聚合性預聚物和感光性單體等高分子變成激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生電荷轉移絡合體。這些絡合體不斷交聯(lián)聚合，固化成膜。

二、UV光源  

1、構造

UV光源是UV固化系統(tǒng)中發(fā)射UV光的裝置。通常由燈箱、燈管、反射鏡、電源、控制器和冷卻裝置等部件構成。根據(jù)燈管中所充物質的不同，可分為金屬鹵素燈、高壓汞燈和無臭燈等種類。它的性能參數(shù)主要有：弧光長度、特征光譜、功率、工作電壓、工作電流和平均壽命等。

2、光譜特性

UV光源雖然發(fā)射的主要的UV光，但它并不是單一波長的光，而是一個波段內的光。不同的UV光源，發(fā)射光的波段范圍不一樣，波段內光譜能量的分布也是不同的。UV光源輻射的是一個波段內的光，且各波長光的能量分布是不一樣的。其中波長為300～310nm,360～390nm的光的能量分布是較好的。

三、UV油墨的使用

    1、絲網(wǎng)選擇

    UV油墨在印刷中絲網(wǎng)目數(shù)的選擇應根據(jù)印刷圖案的精細度、印刷效果、要求的印刷質量而定。一般而言，印刷

UV光固色墨、UV上光油的絲網(wǎng)目數(shù)在350目以上。

    2、油墨使用

    UV油墨在使用中的絲網(wǎng)張力、印刷壓力、刮膠硬度、刮膠角度等因數(shù)都會影響印刷質量，有效的技術控制將會提高印刷效果。UV油墨的稀釋劑大多是專用稀釋劑，客戶在購買UV油墨時應向供應商咨詢有關的使用性能、使用方法，

減少使用中的次品率和避免因使用不當而引起的損失。

3、注意事項

（1）高功率的紫外線如果直接接觸眼睛或皮膚，都會造成對其損傷。操作人員一定要配備眼鏡或采用其他保護措施。

（2）UV油墨保存溫度應在5℃以上，油墨會因光照或溫度而變化，所以要避免光線的直射。

（3）UV油墨不含爆發(fā)性或蒸發(fā)性溶劑，由于受到紫外線光的照射，會引起反應，所以在受到光照之前，不能在絲網(wǎng)中干燥。

（4）使用金屬鹵素燈，照射距離250px左右，一次光照通過。

四、UV油墨與UV光源的匹配

綜上所述，UV油墨與UV光源的匹配，就是要使所用UV油墨中的光聚合引發(fā)劑選擇吸收的光量子是UV光源光譜中能量分布最高的那一部分。印刷企業(yè)技術部門應該從自己的設備供應商那里索取有關UV光源光譜特性的技術資料，然后從油墨供應商那里選擇油墨配方的響應曲線與UV光源光譜匹配的UV油墨，這樣就可較好地解決兩者的匹配，也為考慮其它影響干燥的因素提供了前提條件。解決好UV油墨與UV光源的匹配，有利于加快油墨的干燥速度，有利于提高勞動生產(chǎn)率，有利于提高能源的利用率，有利于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

什么樣的材質可用印刷UV工藝? 

據(jù)有清透質感和承印物粗狂質感的對比美感,材質的選擇和油墨效果的對比對印品的效果非常重要,  

在高檔印品上應用廣泛,主要可在平整紙張表面.  

1.膜表面可用UV過局部光油效果

2.印品已經(jīng)腹光膜表面可用UV過局部啞光油效果 

3.普通紙張如: 啞粉紙\銅版紙\牛皮紙\雙膠紙\平整的特種質張等,但由于吸墨性能不同,材質相對粗糙的材質需要增加印刷的覆蓋層數(shù).來實現(xiàn)光亮效果.  

4.塑料PVC、金屬鐵板、陶瓷、皮革的印刷等. 

UV印刷的工藝適應性

 1.UV膠印

膠印根據(jù)承印物的狀態(tài)可分成單張紙膠印和卷筒紙輪轉膠印，單張紙膠印適合紙張、紙板、塑料片材及金屬箔印刷;

輪轉膠印印刷速度較快，適合大批量的書刊、報紙、商業(yè)表格及不干膠印刷等。在膠印中采用UV油墨，主要考慮以下幾方面問題：非吸收性承印材料的油墨固化；油墨乳化可能會阻礙油墨與承印物的附著；輪轉印刷機速度快，要求油墨的固化速度與印刷速度相匹配,特別是不干膠印刷和采用特殊油墨的證券印刷，UV油墨印刷效果要好于樹脂型膠印油墨。

膠印多用于精細產(chǎn)品印刷，UV固化可減少細小網(wǎng)點的損失，提高套色疊印的油墨轉移率。在選擇油墨原料時，要綜合考慮各組分對UV油墨的影響，以確保最佳的印刷效果。由于膠印墨膜一般為2～3μm，雖然利于光固化，但墨膜薄,顏料對承印面的遮蓋力會受到一定的影響，因此一般要提高配方中的顏料含量；而增加顏料含量，墨膜的透光性能會降低，不利于UV固化；且墨膜本身較薄，若顏料的潤濕性不好，顏料、填料容易暴露于墨膜表面，影響墨膜光澤度，因此要選擇分散性較好的顏料。采用UV膠印時還應注意以下幾點。

（1）不同性質的承印物應選擇不同的油墨，要綜合考慮油墨的透光性、固化速率、油墨的遮蓋性以及印品表面的光澤度等。

（2）在彩色印刷中，各種顏料吸收UV光子的能力不同，其透過率由高到低為M、Y、C、BK，因此各色油墨的固化程度也不同。透過率直接影響光子對光引發(fā)劑的激發(fā)能量，因此宜將印刷色序排為BK、C、Y、M，使透光性較差的油墨盡可能多地吸收光子，增強其固化作用。

（3）使用酒精潤版系統(tǒng)可以降低油墨的表面張力，促進固化作用，并且在印刷過程中，可利用潤版液對印版疏油區(qū)域（空白部分）進行強化處理，以確保親油區(qū)域充分親墨，親水區(qū)域不著墨。改善油墨配方和添加相應的助劑可增加油墨的疏水性，但疏水性過強會導致圖像邊緣油墨收縮，細微層次丟失、網(wǎng)點邊界不清晰等，影響印品質量。

 

（4）UV印刷

對紙張表面強度要求較高，表面強度不夠容易發(fā)生拉毛故障，用金、銀卡紙印刷時，由于這類紙張表面光滑，對油墨的親和力較小，第二色疊印時容易把第一色墨拉掉。因此在UV印刷中，應選擇表面張力較大的紙張，并合理安排色序，調整印刷工藝中相關工藝參數(shù)，以避免和減少上述現(xiàn)象的發(fā)生。

2.UV柔性版印刷

柔性版印刷是近年來發(fā)展較快的一種印刷工藝，印版圖文部分高于非圖文部分，并具有彈性，能夠較好地表達圖文部分的細微層次和輪廓。此外其適用的承印材料非常廣泛，除了傳統(tǒng)的紙張外，一些非吸收性承印材料，如塑料薄膜、鋁箔復合紙、玻璃紙等也都可以采用柔性版印刷。采用UV油墨進行柔性版印刷，除了應注意著色、固化及附著力等問題外，還必須注意油墨組分對油墨黏度、流變性的影響，以便獲得較好的印刷適性和穩(wěn)定性。

柔性版印刷工藝決定了所用UV油墨不應具有較高的黏度。傳統(tǒng)的柔性版印刷油墨有溶劑型和水性兩種，需用大量溶劑或水來調整黏度，由于使用大量溶劑，多數(shù)柔性版印刷油墨在流變性方面近似于牛頓流體，會導致油墨沉降，不穩(wěn)定，所以賦予柔性版印刷油墨適當?shù)挠|變性可防止顏料絮凝沉降。

UV柔性版印刷油墨是以活性稀釋劑來降低體系黏度的，因此，其黏度總體上可能高于溶劑型柔性版印刷油墨。盡管UV柔性版印刷油墨的黏度比網(wǎng)印、膠印油墨低，但顏料的加入會提高黏度，特別是在顏料的潤濕、分散、穩(wěn)定性能處理不好時。此外,顏料對油墨流變性的影響更為重要，適當?shù)挠|變性是有益的，這是因為當油墨內部的分子交聯(lián)達到一定程度而出現(xiàn)假塑性時，沒有顏料分散穩(wěn)定劑的油墨體系，在高速運轉的墨輥上，黏度會劇降，但脫離墨輥進入速率相對較低的印刷部位時，黏度會迅速回升，對于承印物表面的潤濕作用太差，不適于印刷。而含有合適的分散穩(wěn)定劑的油墨具有一定的穩(wěn)定性，且本身的黏度不高，經(jīng)過高剪切后，黏度回升也比較緩慢，印刷適應性較好。

3.UV網(wǎng)印

      UV印刷油墨的固含量為100%，不存在組分揮發(fā)，固化后墨膜厚度基本不變，有利于獲得較高的膜厚，印刷及固化過程容易控制，可以避免堵版、斑點等故障，減少停機時間。雖然UV網(wǎng)印有諸多優(yōu)點，但光引發(fā)條件的確定，影響著墨層的固化質量，選擇不當，也只是在墨膜表面固化較快。另一方面，UV網(wǎng)印有它的優(yōu)勢，即墨膜雖然厚，

但較低的顏料含量就可以達到高的遮蓋力，這是對底層固化有利的條件。在不妨礙顏料飽和度和遮蓋力的前提下，適當添加折光性較好的透光填料，增加墨層內透光介質的濃度，也有助于提高底層引發(fā)劑的吸光量。由于網(wǎng)印墨膜厚，印刷精度不是很高，顏料粒徑可大一些，故在不犧牲顏料分散性的前提下，可適當增大顏料粒徑，使油墨的實際透光性增加，以利于底層固化。

  UV印刷面臨的問題

傳統(tǒng)油墨印刷相比，UV印刷確實有很大的優(yōu)勢，但普及應用還面臨一些必須解決和改善的問題。

1.價格盡管UV油墨有著瞬間固化及結膜性能好的優(yōu)點，但價格相對昂貴，同時還必須使用專用UV橡皮布和UV墨輥，大大提高了產(chǎn)品成本。

2.附著力 UV油墨在固化中，內部成分經(jīng)交聯(lián)聚合，體積瞬間變化產(chǎn)生較大的內應力，影響了油墨對承印材料的附著力。雖然通過對承印物表面處理或改性，可以改善這一問題，但根本的解決方法是尋求和研制吸附性好、收縮應力小、價格便宜的UV油墨。

3.合適的潤版液UV油墨主要用于非吸收性承印材料，并且對不同的承印材料，油墨的配制也不盡相同。因此要求潤版液具有較廣的適應性，以保證達到要求的印刷質量。盡管UV印刷存在上述問題，但隨著相關技術的成熟和應用領域的擴大，其快速發(fā)展是必然的，不遠的將來，UV印刷一定會獲得更加廣泛的應用和普及。

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