一、柔性版印刷簡介 柔性版印刷成為近年來最有活力的印刷方式之一,以其獨特的優(yōu)勢在全世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。柔印具有墨層厚實、墨色一致,用無毒的水性油墨印刷,適印介質(zhì)廣泛,設(shè)備綜合加工能力強,生產(chǎn)成本低,經(jīng)濟效益高,生產(chǎn)投資小等優(yōu)點。所以柔印在軟包裝印刷、商標(biāo)印刷、報紙印刷、折疊紙盒印刷等領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。特別是近幾年以來,各國柔性版印刷的市場占有率擴大了很多。據(jù)美國權(quán)威資料顯示,美國柔印在軟包裝領(lǐng)域內(nèi)占有70%以上的市場,歐洲為40%左右,而亞洲只有15%左右。 今后,由于柔印具有的特色,在各國印刷的市場占有率還會進一步擴大。由于一系列技術(shù)的出現(xiàn)和不斷完善,使得原來制約柔性版印刷的因素不斷消失。現(xiàn)在柔印的印刷質(zhì)量幾乎可以達到膠印的水平。柔印機的日趨自動化,數(shù)字工作流程的引進,CTP技術(shù)的開發(fā)及利用等等,這些都促進了柔印的進一步發(fā)展?! ∮糜谌嵊≈械乃杂湍?,當(dāng)然有其自身特點,如水性油墨不影響人體健康,不易燃燒,墨性穩(wěn)定,色彩鮮艷,不腐蝕版材,操作簡單,價格便宜,墨層印后附著力好等優(yōu)點。但是也有其缺點,如干燥速度比較慢,色飽和度不高,穩(wěn)定性差,不宜印刷大面積實地,久置易發(fā)生沉淀、分層等不利方面。從1990年開始,德國人開始研究無溶劑的柔性版印刷油墨及系統(tǒng),以代替水性油墨和溶劑性油墨。他們發(fā)現(xiàn),UV油墨幾乎能印在任何承印物上,而且印品的質(zhì)量高于水性油墨和溶劑性油墨。UV油墨具有網(wǎng)點擴大率小、亮度好、耐磨、耐化學(xué)性能好、無污染、遮蓋力好、成本相對低等優(yōu)點。二、UV柔印油墨的組成與類型 UV油墨的固化是在紫外線的照射下瞬間完成的,所以其油墨的組成也與其它油墨的組成不相同。UV油墨主要由顏料、預(yù)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和助劑組成?! V油墨的顏料與其它種類的油墨基本相似,而預(yù)聚物是能量固化油墨所特有的。UV油墨的預(yù)聚物是油墨連接料的主體,決定油墨固化成膜后的物理和化學(xué)性能。預(yù)聚物要求顏色較淺、固化速度快、耐候性和耐化學(xué)性比較好。常用的預(yù)聚物有環(huán)氧丙烯酸樹脂,聚酯丙烯酸樹脂,聚氨酯丙烯酸樹脂等丙烯酸類樹脂。單體,應(yīng)用在油墨中一方面作為體系的活性稀釋劑,另一方面與其它單體或不飽和雙鍵和線性結(jié)構(gòu)的高聚物發(fā)生交聯(lián),形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的成膜物。光引發(fā)劑是UV油墨所特有的,是UV油墨的關(guān)鍵所在,它決定油墨的干燥速度。UV柔印油墨中的光引發(fā)劑一般為某些酮類、醚類和硫化物,它們主要吸收300nm~450nm的紫外線,受紫外線的照射后能夠引發(fā)預(yù)聚物的聚合,從而使墨膜在短時間內(nèi)固化。UV油墨的助劑一般有穩(wěn)定劑、UV光吸收劑、聚乙烯蠟等?! ∧壳?,UV柔性油墨主要有兩種,即自由基型UV柔印油墨和陽離子型UV柔印油墨。其性質(zhì)的比較如表1?! ∮缮媳砜梢钥闯?,自由基型和陽離子型UV柔印油墨各有自己的特點。但是目前主要使用的是自由基型UV柔印油墨。陽離子型UV柔印油墨的應(yīng)用前景非常廣大,特別是在食品包裝印刷領(lǐng)域,不過其還有待進一步的改進。三、UV柔性版油墨的性能與技術(shù)要求1.對UV柔性版油墨本身的要求⑴粘度 UV柔性版印刷油墨的粘度并不是僅僅由油墨本身所確定的,由于柔印的特殊性,其油墨的粘度還與網(wǎng)紋輥、刮墨刀等有關(guān)。而在實際工作中,我們對于油墨粘度的要求是:油墨能夠順利地由墨槽傳到網(wǎng)紋輥及印版上,然后順利地傳遞到承印物上,使印品的密度和網(wǎng)點不發(fā)生明顯的變化?! ∮湍恼扯冗^大,色彩就會變暗,油墨的用量就會增加,干燥速度就會變慢,以及因油墨循環(huán)泵供墨量減少而導(dǎo)致網(wǎng)紋輥供墨量不足。粘度太低,色彩會發(fā)生變化,網(wǎng)點擴大,導(dǎo)致印品質(zhì)量下降。所以在柔印中,最主要的可變因素就是油墨的粘度變化,它關(guān)系到印刷品的色彩質(zhì)量、干燥效果和最終質(zhì)量?! ∮湍恼扯纫话憧刂圃?.2 pa.s ~1 pa.s之間。當(dāng)大于2 pa.s時,則應(yīng)安裝加熱墨斗,以保證油墨良好地附著在網(wǎng)紋輥上。在輸墨裝置內(nèi),油墨粘度要求比較低,以便利于油墨的傳遞。但是在油墨向承印物轉(zhuǎn)移時,粘度則要求高些,以控制網(wǎng)點擴大。⑵著色力 著色力是油墨的基本要求,UV柔版油墨也不另外。合理的著色力是通過油墨中的顏料配比來實現(xiàn)的。顏料不足,著色力下降;顏料過量,油墨的流動性下降,附著性降低。所以,最佳的顏料配比是指油墨能夠順利地轉(zhuǎn)移到承印物上并且符合色彩要求和網(wǎng)點擴大的控制要求。⑶分散性 分散性是指顏料在油墨中的分散、均勻程度。UV油墨與其它油墨一樣,要求顏料在油墨中分散充分而且均勻,這樣才能保證色彩的一致性和均勻性。⑷氣味 UV油墨干燥后,會有類似于丙烯酸等有機物揮發(fā)出來的氣味,雖然其對人體不一定有害,但是對于軟包裝印刷,這是顧客不喜歡的。我們可以采用溶劑回收體系,催化氧化技術(shù)加以解決。⑸固化速度 UV油墨中,光引發(fā)劑含量的多少和紫外光的強度決定了其固化速度。光引發(fā)劑含量過多或過少都不利于印刷質(zhì)量。所以,要根據(jù)承印物的種類和印刷工藝等多方面的因素,綜合考慮光引發(fā)劑的多少與紫外線的強度。2. UV柔性版油墨對設(shè)備的要求UV燈是UV油墨干燥的關(guān)鍵設(shè)備。UV油墨應(yīng)用于柔印時,應(yīng)在每個色組配備UV燈。UV燈強度的確定由承印物的種類、油墨的顏色等因素來綜合確定。此外,還應(yīng)及時更換UV燈管,一般UV燈管的壽命為1000小時。柔印的版材也應(yīng)選用抗UV油墨較好的版材,如杜邦的UVP-67版材。膠輥也必須有較好的抗UV性能,可以選用EPDM橡膠或硅橡膠制成的膠輥。3.UV柔印油墨常見故障⑴固化不徹底 UV油墨也常常會發(fā)生表面發(fā)粘、底部干燥不徹底等干燥問題。主要原因是由于光引發(fā)劑的使用不當(dāng)和UV燈的強度不合適。事實上并不是光引發(fā)劑越多越好,過多的光引發(fā)劑會使墨膜過分干燥,使墨膜變脆。過少則會引起干燥不良等現(xiàn)象。所以,對于光引發(fā)劑的使用量應(yīng)該遵循能使油墨剛好干燥為原則,不宜過多或過少?! τ谧贤鉄簦漭椛涞侥け砻娴哪芰恳惨裱m度原則,我們可以通過控制單根燈管的功率、燈管數(shù)量、燈管與墨膜的距離來實現(xiàn)對墨膜接收到能量的控制。此外,UV燈管的壽命一般為800~1000小時,在生產(chǎn)時應(yīng)及時更換燈管。使用汞燈時,打開后要預(yù)熱幾分鐘才能正式開始印刷?! V油墨應(yīng)儲存在通風(fēng)、避光的環(huán)境下,一般儲存溫度為16℃~28℃。在印刷過程中,車間的光線特別是墨槽周圍的光線不能太強,以防造成UV油墨增稠、固化。⑵氣味 氣味問題是UV油墨的一個普遍的問題。一般來講印刷過程中產(chǎn)生的氣味有如下幾個方面:即油墨中的原料,干燥過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物,未完全交聯(lián)干燥的油墨,紙張上的涂料,薄膜上的涂料和添加劑,UV燈和電暈處理設(shè)備等等。一般,油墨的生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用氣味小的單體,在工作時加強通風(fēng)排氣,還可以優(yōu)化承印物的組分來減少氣味。同時,應(yīng)該致力于低氣味的UV柔印油墨的研究與開發(fā)。陽離子油墨中的新技術(shù)提供了新的解決方案,其特點是印刷速度高,粘著性良好,網(wǎng)點復(fù)制和色強度優(yōu)異,它具有與普通油墨差不多的氣味。⑶稀釋 UV油墨的固體成分較高,所以為了提高其印刷適性,對其進行稀釋是有必要的。然而,以往不少單位采用乙醇來對其進行稀釋,這樣做當(dāng)然可以提高油墨的流動性、降低油墨的粘度,但是,過量的加入會影響光固化,造成故障。理想的稀釋劑應(yīng)該是丙稀酸類的單體,它能夠參加反應(yīng)而成膜,是UV油墨一種優(yōu)良的稀釋劑。四、UV柔印油墨的優(yōu)勢及前景 紫外光(UV)固化技術(shù)被人們譽為“21世紀(jì)綠色工業(yè)新技術(shù)”,因為它完全符合未來發(fā)展的3E原則,即Energy-Saving(節(jié)省能源)、Ecology(生態(tài)環(huán)境保護)、Efficient(高效)。隨著環(huán)保意識的不斷加強及高新技術(shù)的飛速發(fā)展,紫外光固化技術(shù)在印刷油墨領(lǐng)域也獲得越來越多的應(yīng)用。UV印刷油墨發(fā)明于20世紀(jì)60年代,但柔性版UV油墨則在20世紀(jì)90年代以后才開始應(yīng)用于柔版印刷,且主要用于精細產(chǎn)品的印刷。與傳統(tǒng)的油墨相比,UV油墨具有節(jié)省能源、污染小、經(jīng)濟高效、印刷適性好等特性。 柔性版UV油墨還具有保護產(chǎn)品的特性。在軟包裝印刷領(lǐng)域,使用熱固化會使熱敏性的承印物受熱變形甚至損傷基層。這對于印刷來說很不利。而UV油墨由于在低溫時可以固化,避免了熱固化時高溫對各種熱敏基材的損傷,因此,UV油墨最適用于各種熱敏材料承印物的印刷。但是,由于UV燈發(fā)出的光線中含有60%左右的紅外線,所以,在熱敏材料的承印物的印刷中,必須采用冷卻裝置除去紅外線產(chǎn)生的熱量?! V油墨印刷適性好,印刷過程不改變物理性能,網(wǎng)點增大率小,印刷質(zhì)量優(yōu)異。UV油墨在光澤度、清晰度、色彩飽和度等方面均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)油墨;UV油墨耐水、耐醇、耐磨、耐化學(xué)性能也優(yōu)于傳統(tǒng)油墨。 UV油墨除具有以上特點外,還有自身的優(yōu)點,如較其它油墨粘度小,一般柔性版UV油墨的粘度范圍在250 cP~2000cP/25℃(1pa·s=1000cp);UV油墨的墨層厚度一般為2~5μm;固化速度一般為60m/min~150m/min,最快可超過500m/min?! ∪嵊〉木薮笫袌鰧⒋龠M新型UV油墨的開發(fā)與應(yīng)用。隨著技術(shù)的成熟,UV水性油墨的開發(fā)技術(shù)也將逐漸成熟。據(jù)報道,Sericol公司開發(fā)出一套新型窄幅卷筒紙UV柔印油墨Uvivid 800系列,整個油墨系列都是粘性較低的水基油墨,以極高色彩密度為特色,具有無以倫比的印刷效果。 Uvivid油墨在墨斗中不會起泡或空化,并保證最佳的油墨傳遞效果。除了其較低的粘度特性之外,還具有完美的成像分辨力和極佳的網(wǎng)點覆蓋力?! 】傊?,隨著人們對于環(huán)境保護意識的不斷增強,人們對環(huán)保油墨的要求也就越來越高。綜合上面所述,UV油墨將是一種理想的環(huán)保油墨,其發(fā)展的空間十分廣闊。隨著UV油墨的發(fā)展,使得UV油墨在柔印中的應(yīng)用也就成為了現(xiàn)實。隨著柔印的發(fā)展和UV技術(shù)的成熟,未來UV油墨應(yīng)用在柔印中的比重還將增大?!?nbsp; 來源:武漢大學(xué)印刷與包裝系 作者:王燦才
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