印刷工藝中的UV固化技術(shù)研究

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1UV技術(shù)概述

在快干型油墨中，發(fā)展最快的是紫外光光固型油墨，光固型油墨與熱固型油墨的不同在于它不需要熱源、不含溶劑和不污染空氣；在紫外光照射下，它干固特快，幾秒或零點(diǎn)幾秒即可干固，在多色印刷機(jī)上使用更佳。紫外光光固型油墨的印刷及印后加工過(guò)程需要特殊的一套工藝技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)UV固化技術(shù)。UV固化技術(shù)始于絲網(wǎng)印刷，其最初主要用于印鐵、軟管、卷尺印刷等行業(yè)。因其特殊的表面裝飾性和材料的寬容度，后在柔性版印刷中也有不俗表現(xiàn)，經(jīng)過(guò)近10年的市場(chǎng)磨礪，國(guó)內(nèi)UV印刷工藝的復(fù)雜程度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)外?，F(xiàn)在，UV固化技術(shù)既包括UV油墨，也包括UV涂料，在膠印紙張印刷、膠印印鐵、膠印上光、柔性版印刷、絲網(wǎng)印刷、大幅面噴墨印刷、凹版印刷等領(lǐng)域均有應(yīng)用。

2紫外光固化油墨及UV固化技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)

紫外光固化油墨及UV固化技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）環(huán)境污染小，有利于操作者的健康。為提高印刷速度，采用紅外干燥等其他干燥方式的油墨中需加入大量易揮發(fā)的溶劑，這些溶劑多半是有害人體健康的，例如，在凹版印刷采用紅外干燥時(shí)，其油墨中就往往含有致癌物質(zhì)苯。而紫外光固化油墨基本不含揮發(fā)性溶劑，在固化過(guò)程中，除了排除少量臭氧外，不會(huì)散發(fā)出其它有害污染物質(zhì)，操作人員的勞動(dòng)條件可以得到改善，而用于水性UV油墨以水和乙醇等作為稀釋劑，環(huán)保性更強(qiáng)。

（2）印后可立即固化，可提高生產(chǎn)效率。紫外光固化油墨在印后瞬間干燥，因此也就無(wú)需采用噴粉操作工藝，這樣一來(lái)，由于印好的紙張可以馬上折疊，不會(huì)產(chǎn)生蹭臟的現(xiàn)象，適于聯(lián)機(jī)印后處理，既利于印刷品穩(wěn)定，又可提高生產(chǎn)效率。如在印鐵工藝上，可使印片在瞬間固化，省略烘烤干燥過(guò)程，適應(yīng)連續(xù)套印，提高了生產(chǎn)能力。

（3）印品色彩飽和、光澤艷麗。由于沒(méi)有噴粉過(guò)程，印品的光澤度得到了保證，從而大大提高印刷品的質(zhì)量，印品色彩飽和、光澤艷麗，若與消光底色搭配，視覺(jué)對(duì)比會(huì)更強(qiáng)烈，可凸顯產(chǎn)品的高品質(zhì)形象。另一方面，由于UV固化的印品不會(huì)產(chǎn)生收縮問(wèn)題，這也使的UV固化稱(chēng)為現(xiàn)代精美彩色印刷首選的干燥方式。

（4）耐水、耐溶劑和耐磨性能好。UV油墨印刷或UV上光的印刷品擁有其他水性油墨、溶劑型油墨印刷無(wú)可比擬的優(yōu)良的耐水、耐溶劑：同時(shí)印跡還具有較強(qiáng)耐久和耐磨性能。

（5）適應(yīng)范圍廣泛，UV油墨印刷的承印材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)多用普通油墨。UV油墨印刷承印材料適應(yīng)范圍廣泛，如紙張、紙板、塑膠、PVC、PE等都是UV油墨印刷常見(jiàn)的承印材料，即使是對(duì)不吸收性基質(zhì)（如金屬）UV油墨也可很好的固著。同時(shí)，UV固化的墨膜其完整性、耐劃傷、耐摩擦、耐酸、耐堿、耐乙醇等性能都大大地超過(guò)了普通油墨。

（6）無(wú)需經(jīng)常洗車(chē)，可降低設(shè)備的維護(hù)成本。由于UV油墨在印刷機(jī)上的穩(wěn)定性良好，在沒(méi)有被紫外線(xiàn)照射時(shí)不會(huì)固化，因此，使用UV油墨的印刷機(jī)器不需要經(jīng)常洗滌。

（7）UV固化能耗較低，質(zhì)量好。以印鐵為例，在印鐵工藝中使用紫外光固化油墨，由于印片固化過(guò)程不經(jīng)花鐵架，可根除機(jī)械劃傷，提高了印鐵成品的質(zhì)量。同時(shí)，紫外系統(tǒng)代替了龐大昂貴的烘爐。熱固型油墨印鐵烘爐一般要求30m長(zhǎng)，烘干需耗電能220kW，而紫外光固化油墨固化裝置只需2m長(zhǎng)，油墨固化只需耗電64kW，可大大節(jié)省了廠(chǎng)房和能源。

3當(dāng)前限制UV固化技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)問(wèn)題

雖然，在絲網(wǎng)印刷、凹版印刷和柔性版印刷中，UV固化已成為不可替代的工藝技術(shù)，但到目前為止，UV膠印獲得了良好的應(yīng)用，并為企業(yè)帶來(lái)了可觀(guān)收益的例子，還不很多。與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比．UV膠印在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用尚欠普及，糾其根源，主要是以下幾方面的問(wèn)題限制了UV固化技術(shù)在膠印領(lǐng)域的普及和發(fā)展。

3.1UV固化設(shè)備和配套耗材較昂貴

（1）UV膠印的配套耗材成本較高。UV膠印油墨的市場(chǎng)售價(jià)一般為普通膠印油墨的二至四倍。潤(rùn)版液、PS版、清洗劑等UV膠印專(zhuān)用材料的價(jià)格也較高。

（2）UV膠印的設(shè)備昂貴。這主要有兩方面的問(wèn)題，其一是紫外燈的設(shè)備價(jià)格高，燈管的替換費(fèi)比烘箱的維修費(fèi)大。由于UV油墨的疊印性能不佳，需要在印刷色組間加裝中間固化裝置，以改善疊印效果，而安裝多組固化裝置勢(shì)必增加硬件投資用紫外光干燥設(shè)備改裝現(xiàn)有的印刷機(jī)投資很多。其二是紫外光固化油墨不能用聚氨酯制的輥?zhàn)踊蛩?，要使用特制的橡膠輥，同時(shí)，橡皮布、等印刷設(shè)備的相關(guān)配件都是專(zhuān)用的，這方面的成本也較高。

（3）UV膠印操作工成本偏高。由于缺少熟練掌握UV膠印工藝的印刷操作工，廠(chǎng)家聘用UV膠印機(jī)操作工的工資比普通膠印工工資高很多。

（4）輔助設(shè)備成本高。為避免臭氧對(duì)人體的危害，UV膠印設(shè)備需安裝配套的通風(fēng)設(shè)備，其配置和維護(hù)的費(fèi)用也增加了生產(chǎn)成本。

3.2工藝繁瑣且難點(diǎn)不易解決

（1）UV油墨的水墨平衡是一個(gè)較難解決的技術(shù)環(huán)節(jié)，略有不慎，容易造成較嚴(yán)重的油墨乳化、臟版等故障，從而影響印刷品的質(zhì)量。

（2）UV油墨固化程度也是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題，固化時(shí)間長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；固化時(shí)間短，油墨固化不徹底則容易導(dǎo)致印刷品粘臟。

（3）UV油墨印刷對(duì)印刷的色序要求較高，解決不好可直接影響印刷品的色彩飽和度。

（4）UV光源本身也是熱源，當(dāng)承印物受熱膨脹時(shí)會(huì)造成套引不準(zhǔn)。

（5）在進(jìn)行金屬印刷時(shí)，由于UV膠印墨層較薄，印刷打底白墨的遮蓋力往往達(dá)不到要求。

（6）UV油墨的疊印性能還須改進(jìn)。

3.3UV膠印的客戶(hù)市場(chǎng)相對(duì)少且分散

目前UV膠印的市場(chǎng)占有量還不高，這其中的主要原因是，一般客戶(hù)對(duì)uv膠印還不了解，一提到UV印刷，很自然地首先想到絲網(wǎng)印刷和UV上光，而對(duì)UV膠印的技術(shù)特點(diǎn)和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)還一無(wú)所知，因價(jià)格問(wèn)題，愿意與UV印刷企業(yè)簽約的有客戶(hù)不多。另一方面，對(duì)印刷企業(yè)來(lái)講，在過(guò)去UV印刷主要應(yīng)用在包裝印刷領(lǐng)域，由于包裝印刷中色塊印刷較多且印量偏大，對(duì)轉(zhuǎn)換與清洗時(shí)間較長(zhǎng)、水墨平衡范圍窄及高額硬件投資等難題尚且可以接受，但如果這些問(wèn)題發(fā)生在商業(yè)或出版印刷等以短版印刷為主的市場(chǎng)中，是很難接受的。

3.4限制UV技術(shù)普及的其它不利因素

（1）UV耗材的供給源相對(duì)不足也是限制UV技術(shù)普及的一個(gè)重要因素，特別是在北方，非接觸性塑料片材等承印材料的供應(yīng)商有限，且質(zhì)量和品種也難以滿(mǎn)足要求。而進(jìn)口或從南方購(gòu)置，不僅會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)周期加長(zhǎng)．還會(huì)增加多項(xiàng)成本，減少了企業(yè)的利潤(rùn)。

（2）限制UV技術(shù)普及的另一個(gè)因素是歷史原因造成的，1990年以前，UV印刷及UV上光在西歐的發(fā)展陷入困境，有一種說(shuō)法，聲稱(chēng)當(dāng)時(shí)的UV油墨易導(dǎo)致皮膚癌，并且，紫外光固化油墨在紫外光照射時(shí)放出的臭氧對(duì)人體有害。事實(shí)上，隨著材料的進(jìn)步和在印刷車(chē)間增加通風(fēng)設(shè)備，UV印刷生產(chǎn)的安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它生產(chǎn)工藝。

（3）到目前為止，勝任UV膠印產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人員還比較稀少。

4UV技術(shù)的未來(lái)

由于UV印刷技術(shù)的生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，近年來(lái)，UV固化技術(shù)在印刷業(yè)和包裝業(yè)中的應(yīng)用呈上升趨勢(shì)。世界一流的印刷設(shè)備供應(yīng)商，如海德堡、曼羅蘭、高寶等都不失時(shí)機(jī)地開(kāi)拓這一市場(chǎng)，紛紛推出帶有UV功能的膠印機(jī)，如海德堡速霸CD102、曼羅蘭Rolard700、高寶RapIda105、小森Lithrone-640膠印機(jī)、三菱Dlamonad1000Ls、利優(yōu)比3302膠印機(jī)等。在國(guó)內(nèi)，一些大型印刷企業(yè)也不吝巨資，大舉進(jìn)攻UV膠印市場(chǎng)，以謀求更高的市場(chǎng)利益。也有一些中小型印刷企業(yè)，由于資金實(shí)力有限，難以購(gòu)置原裝UV膠印機(jī)，但又不甘作這一新興市場(chǎng)的看客，于是開(kāi)動(dòng)腦筋，在現(xiàn)有的膠印設(shè)備上加裝UV固化裝置，使原本普通的膠印機(jī)搖身變成UV膠印機(jī)，擴(kuò)大了其適印范圍，提高了設(shè)備的使用價(jià)值。無(wú)論是設(shè)備供應(yīng)商，還是印刷企業(yè)，其對(duì)UV膠印市場(chǎng)的熱情都由此可見(jiàn)一斑。除UV膠印外，UV另外一些比較有代表性的應(yīng)用也較具發(fā)展?jié)摿?，如?/p>

（1）混合油墨和聯(lián)機(jī)上光技術(shù)。該技術(shù)綜合了UV油墨和傳統(tǒng)油墨的優(yōu)勢(shì)，即光固化和氧化聚合干燥的優(yōu)點(diǎn)，提高了油墨表面與UV光油的協(xié)同效應(yīng)，由于混合油墨技術(shù)只是在印刷機(jī)后端、UV上光機(jī)組之前安裝固化裝置固化混合油墨，而在印刷過(guò)程中使用的膠輥、橡皮布與普通油墨完全一樣，這樣既解決了膠印的聯(lián)機(jī)上光的技術(shù)難題，又不明顯提高生產(chǎn)成本。

（2）局部UV上光。局部UV上光，是印刷品表面整飾技術(shù)的一種。因其采用具有較高亮度，透明度和耐磨性的UV光油對(duì)印刷圖文進(jìn)行選擇性上光而得名，在突出版面主題的同時(shí)，也提高了印品表面裝潢效果。局部UV主要應(yīng)用于書(shū)刊封面和包裝產(chǎn)品的印后整飾方面，以達(dá)到使印品錦上添花的目的。對(duì)于以膠印設(shè)備為主的書(shū)刊和包裝印刷廠(chǎng)具有很大的吸引力。局部UV可用于凸、凹、平、孔柔等多種印刷方式，其效果主要有局部亮光、局部消光、局部磨砂，局部七彩、局部折光、局部皺紋及局部冰花等。

（3）金屬印刷。金屬印刷俗稱(chēng)印鐵，其基本工藝過(guò)程為，通過(guò)平版、干膠印和滾涂等方式在錫、鐵皮、鋁、鋁合金、無(wú)錫鋼等承印材料上印刷金屬油墨。在紫外光的作用下將金屬油墨固化在金屬表面。除傳統(tǒng)領(lǐng)域中的UV固化技術(shù)外，還產(chǎn)生出許多相關(guān)的新技術(shù)，如UV噴墨印刷、混合油墨印刷等。毫無(wú)疑問(wèn)，悄然興起的UV膠印所表現(xiàn)出了巨大的市場(chǎng)潛力將這一領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿o(wú)限。

作者：辛健 單位：遼寧省交通高等專(zhuān)科學(xué)校