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，幾秒或零點幾秒即可干固，在多色印刷機上使用更佳。紫外光光固型油墨的印刷及印后加工過程需要特殊的一套工藝技術(shù)，簡稱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)過近10年的市場磨礪，國內(nèi)UV印刷工藝的復雜程度已遠遠超過國外。現(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)域均有應用。

2紫外光固化油墨及UV固化技術(shù)主要的優(yōu)點

紫外光固化油墨及UV固化技術(shù)主要的優(yōu)點如下。

（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，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，在固化過程中，除了排除少量臭氧外，不會散發(fā)出其它有害污染物質(zhì)，操作人員的勞動條件可以得到改善，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。

（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，因此也就無需采用噴粉操作工藝，這樣一來，由于印好的紙張可以馬上折疊，不會產(chǎn)生蹭臟的現(xiàn)象，適于聯(lián)機印后處理，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，省略烘烤干燥過程，適應連續(xù)套印，提高了生產(chǎn)能力。

（3）印品色彩飽和、光澤艷麗。由于沒有噴粉過程，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，視覺對比會更強烈，可凸顯產(chǎn)品的高品質(zhì)形象。另一方面，由于UV固化的印品不會產(chǎn)生收縮問題，這也使的UV固化稱為現(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、溶劑型油墨印刷無可比擬的優(yōu)良的耐水、耐溶劑：同時印跡還具有較強耐久和耐磨性能。

（5）適應范圍廣泛，UV油墨印刷的承印材料遠遠多用普通油墨。UV油墨印刷承印材料適應范圍廣泛，如紙張、紙板、塑膠、PVC、PE等都是UV油墨印刷常見的承印材料，即使是對不吸收性基質(zhì)（如金屬）UV油墨也可很好的固著。同時，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了普通油墨。

（6）無需經(jīng)常洗車，可降低設備的維護成本。由于UV油墨在印刷機上的穩(wěn)定性良好，在沒有被紫外線照射時不會固化，因此，使用UV油墨的印刷機器不需要經(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，由于印片固化過程不經(jīng)花鐵架，可根除機械劃傷，提高了印鐵成品的質(zhì)量。同時，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，烘干需耗電能220kW，而紫外光固化油墨固化裝置只需2m長，油墨固化只需耗電64kW，可大大節(jié)省了廠房和能源。

3當前限制UV固化技術(shù)發(fā)展的幾個問題

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用，并為企業(yè)帶來了可觀收益的例子，還不很多。與發(fā)達國家和地區(qū)相比．UV膠印在國內(nèi)的應用尚欠普及，糾其根源，主要是以下幾方面的問題限制了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膠印油墨的市場售價一般為普通膠印油墨的二至四倍。潤版液、PS版、清洗劑等UV膠印專用材料的價格也較高。

（2）UV膠印的設備昂貴。這主要有兩方面的問題，其一是紫外燈的設備價格高，燈管的替換費比烘箱的維修費大。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必增加硬件投資用紫外光干燥設備改裝現(xiàn)有的印刷機投資很多。其二是紫外光固化油墨不能用聚氨酯制的輥子或水輥，要使用特制的橡膠輥，同時，橡皮布、等印刷設備的相關(guān)配件都是專用的，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，廠家聘用UV膠印機操作工的工資比普通膠印工工資高很多。

（4）輔助設備成本高。為避免臭氧對人體的危害，UV膠印設備需安裝配套的通風設備，其配置和維護的費用也增加了生產(chǎn)成本。

3.2工藝繁瑣且難點不易解決

（1）UV油墨的水墨平衡是一個較難解決的技術(shù)環(huán)節(jié)，略有不慎，容易造成較嚴重的油墨乳化、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值得關(guān)注的問題，固化時間長，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；固化時間短，油墨固化不徹底則容易導致印刷品粘臟。

（3）UV油墨印刷對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，當承印物受熱膨脹時會造成套引不準。

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

（6）UV油墨的疊印性能還須改進。

3.3UV膠印的客戶市場相對少且分散

目前UV膠印的市場占有量還不高，這其中的主要原因是，一般客戶對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UV膠印的技術(shù)特點和質(zhì)量優(yōu)勢還一無所知，因價格問題，愿意與UV印刷企業(yè)簽約的有客戶不多。另一方面，對印刷企業(yè)來講，在過去UV印刷主要應用在包裝印刷領(lǐng)域，由于包裝印刷中色塊印刷較多且印量偏大，對轉(zhuǎn)換與清洗時間較長、水墨平衡范圍窄及高額硬件投資等難題尚且可以接受，但如果這些問題發(fā)生在商業(yè)或出版印刷等以短版印刷為主的市場中，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耗材的供給源相對不足也是限制UV技術(shù)普及的一個重要因素，特別是在北方，非接觸性塑料片材等承印材料的供應商有限，且質(zhì)量和品種也難以滿足要求。而進口或從南方購置，不僅會導致生產(chǎn)周期加長．還會增加多項成本，減少了企業(yè)的利潤。

（2）限制UV技術(shù)普及的另一個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，有一種說法，聲稱當時的UV油墨易導致皮膚癌，并且，紫外光固化油墨在紫外光照射時放出的臭氧對人體有害。事實上，隨著材料的進步和在印刷車間增加通風設備，UV印刷生產(chǎn)的安全性遠遠高于其它生產(chǎn)工藝。

（3）到目前為止，勝任UV膠印產(chǎn)品設計的人員還比較稀少。

4UV技術(shù)的未來

由于UV印刷技術(shù)的生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，近年來，UV固化技術(shù)在印刷業(yè)和包裝業(yè)中的應用呈上升趨勢。世界一流的印刷設備供應商，如海德堡、曼羅蘭、高寶等都不失時機地開拓這一市場，紛紛推出帶有UV功能的膠印機，如海德堡速霸CD102、曼羅蘭Rolard700、高寶RapIda105、小森Lithrone-640膠印機、三菱Dlamonad1000Ls、利優(yōu)比3302膠印機等。在國內(nèi)，一些大型印刷企業(yè)也不吝巨資，大舉進攻UV膠印市場，以謀求更高的市場利益。也有一些中小型印刷企業(yè)，由于資金實力有限，難以購置原裝UV膠印機，但又不甘作這一新興市場的看客，于是開動腦筋，在現(xiàn)有的膠印設備上加裝UV固化裝置，使原本普通的膠印機搖身變成UV膠印機，擴大了其適印范圍，提高了設備的使用價值。無論是設備供應商，還是印刷企業(yè)，其對UV膠印市場的熱情都由此可見一斑。除UV膠印外，UV另外一些比較有代表性的應用也較具發(fā)展?jié)摿?，如?/p>

（1）混合油墨和聯(lián)機上光技術(shù)。該技術(shù)綜合了UV油墨和傳統(tǒng)油墨的優(yōu)勢，即光固化和氧化聚合干燥的優(yōu)點，提高了油墨表面與UV光油的協(xié)同效應，由于混合油墨技術(shù)只是在印刷機后端、UV上光機組之前安裝固化裝置固化混合油墨，而在印刷過程中使用的膠輥、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光油對印刷圖文進行選擇性上光而得名，在突出版面主題的同時，也提高了印品表面裝潢效果。局部UV主要應用于書刊封面和包裝產(chǎn)品的印后整飾方面，以達到使印品錦上添花的目的。對于以膠印設備為主的書刊和包裝印刷廠具有很大的吸引力。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。金屬印刷俗稱印鐵，其基本工藝過程為，通過平版、干膠印和滾涂等方式在錫、鐵皮、鋁、鋁合金、無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。毫無疑問，悄然興起的UV膠印所表現(xiàn)出了巨大的市場潛力將這一領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿o限。

作者：辛健 單位：遼寧省交通高等?？茖W校