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在包裝領(lǐng)域，由于UV印刷印品裝飾性效果好、無揮發(fā)性有害物、油墨可在非吸收性承印物上快速固著等特點而受到越來越多的青睞。但在進行印刷時，UV油墨的固化是一個很重要的問題。如果印刷完成后，油墨不能牢固地固著在承印物上，所印產(chǎn)品就不能滿足包裝質(zhì)量要求，所以在進行UV印刷時必須注意油墨的固化問題，這一點對于UV膠印來說尤為重要。因為UV膠印機是高速印刷機，UV膠印機中有水，所以有水墨平衡問題，油墨乳化問題，這些問題的存在都會影響油墨的固化速度，也對UV固化裝置的選擇、油墨配方的選擇、印刷材料的適性、水墨平衡的控制等提出了更高的要求。下面分別說明：
1、UV固化裝置
現(xiàn)代UV膠印大都是高速多色印刷，印刷完成后，油墨必須徹底固化，印品才能符合質(zhì)量標準，這對UV固化裝置的選擇提出了很高的要求。UV膠印固化裝置主要由四部分組成，即燈管、反射器、控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。這里主要介紹燈管和反射器。
1）燈管。UV膠印油墨和固化機理是油墨中的光敏劑（光引發(fā)劑）吸收一定波長的紫外光線后經(jīng)激發(fā)產(chǎn)生游離基，引發(fā)冰導(dǎo)致不飽和丙烯酸低聚物和活性單體的光聚合交聯(lián)反應(yīng)，形成固化層。也就是說UV膠印油墨固化需要的紫外光線的波長主要由油墨中光引發(fā)劑的波長決定。UV膠印油墨中大部分光引發(fā)劑吸收的紫外線的波長在200nm～400nm范圍內(nèi)，所以UV膠印油墨的固化需要光化學(xué)匹配性能較好的燈管。光化學(xué)匹配性是指所用的燈管的光譜輸出分布應(yīng)與感光材料的光譜感度相匹配，即感光材料吸收紫外光發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而吸收的光的波長范圍正好是光源發(fā)光光譜的輸出范圍，感光材料的最大吸收峰值正好是在光源輸出的峰值處，這樣光源發(fā)出的光能最大限度地被感光材料吸收而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。目前UV膠印油墨固化裝置中常用的燈管多為高壓汞燈，這種燈發(fā)射的紫外線譜線長范圍較寬，并有重疊，從其發(fā)射的光譜來看，在紫外區(qū)其主要發(fā)生婆長為365nm處有較強的輻射，其次在紫外區(qū)也發(fā)出的較強的光線，還有波長分別為366.6nm、313nm、303nm、253.7nm的光譜段。這些正好在UV膠印油墨光敏劑所熄火搜紫外線主波長的范圍內(nèi)。高壓汞燈的一個重要指標是單位長度的能量輸出，火稱線功率，以W/cm表示，線功率直接與照射光強相聯(lián)系。在油墨固化時為了提高固化速度，加大照射光強，提高線功率是最有效的辦法。根據(jù)UV膠印高速、多色的特點，所用UV燈管的線功率最少要達到80W/cm甚至120W/cm，并且最好每個印刷色組后面都有一只固化燈管；若是聯(lián)機上光，在上光后收紙部分最少要有三只燈管，以保證光油和色墨都能得到徹底固化。
2）反射器。反射器的作用是使UV燈產(chǎn)生的能量定向，它的主要功能是保證燈管所產(chǎn)生的紫外光都能有效輻照到承印物的表面。反射器的幾何形狀和繁盛性能決定了光線直接輻照和反射幅照的相對比例。所以僅有一個合適的紫外線輸出燈具還不足以保證所產(chǎn)生的紫外線能量能最大限度地輻照到承印物表面，還必須輔之以相配套的反射器。通常，反射器所用材料是高拋光鋁，以達到最大的反射率。從幾何光學(xué)角度考慮，反射器有多種幾何形狀，UV膠印油墨的固化反射器此阿用集光型（反射罩為撕圓面形）。集光型反射器屬聚焦形反射器，在橢圓形反射器中，燈管安裝于橢圓的一個焦點之上。紫外光被反射到橢圓的另一個焦點上，待固化產(chǎn)品通過該焦點時，降會受到最大強度的紫外光輻照。集光型反射器反射光輻照強度大，固化效率高，適合于UV膠印的高速印刷。在反射器上一般還配有冷卻裝置，以防止燈管過熱影響使用壽命及防止承印物因過熱而產(chǎn)生較大變形。在反射器背面有一根抽風(fēng)管把產(chǎn)生的熱量帶走，同時還有循環(huán)冷水管，通過冷水管的循環(huán)也能帶走一部分熱量。另外反射器離承印物的高度能進行微調(diào)，以滿足油墨能量最大限度的固化。
2、油墨配方
UV膠印的承印物大多是表面覆有鋁箔層的高檔金、銀卡紙或激光鐳射紙，這種紙對油墨的附著力較弱，且印刷過程中有水的存在，如果油墨配方選擇不當，降會直接影響油墨的固化，所以UV膠印對油墨有如下要求。
1）油墨的著色力。油墨的著色力表示了油墨的濃度或飽和度，著色力強弱主要取決于油墨本身的性質(zhì)，如顏料含量，顏料分散度和對光的選擇性吸收與反射。著色力高的油墨中顏料含量大，著色力強，印跡墨層很薄就能滿足色相要求，UV光線容易穿透墨層，有利于油墨的固化；相反，著色力弱，勢必要加大墨量，印跡墨層就厚，UV光線不容易穿透墨層，就不利于油墨的固化。
2）油墨的抗水性。油墨抗水性能的好壞，對于有水參與的UV膠印來說具有重要意義，尤其對于吸水性較差的鋁箔紙而言，如果油墨抗水性差，就容易產(chǎn)生乳化。嚴重時不但使生產(chǎn)難以正常進行，而且將直接影響到油墨的固化速度，進而影響到產(chǎn)品質(zhì)量，如造成油墨粘度降低、附著力減弱、色彩暗淡等。油墨的抗水性能主要取決于油墨結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和潤版液的性質(zhì)。
3）光敏劑的選擇。光敏劑是用來催化UV膠印油墨固化的物質(zhì)，它的選擇原則很重要：是根據(jù)固化時使用的光源所發(fā)射的譜帶以及光敏劑的吸收特性決定的。最有效的光敏劑，其最大吸收波長與光源具有最大的激發(fā)作用而產(chǎn)生的激發(fā)譜帶相符合。光敏劑的選擇應(yīng)遵循以下原則：光固速度快，要保證印品干燥不粘臟；與光固樹脂、顏料混合性好；不會使固化后的墨膜發(fā)黃變色；保證光固油墨在有效存放期間不膠化變質(zhì)。油墨中最好不使用一種光敏劑，而是用幾種光敏劑，這樣在不同波長的范圍內(nèi)都能引起激發(fā)感光作用，以提高催化促進作用，改進固化效果。常用的光敏劑主要有兩大類：酮類、安息香及其醚類。它們的共同點都是有芳香酮基，不同之處，是安息香類本身通過光化學(xué)作用，可以引發(fā)烯類單體聚合，所以既是光敏劑，又是光引發(fā)劑，反應(yīng)速度較快。二笨酮通過光化學(xué)作用后，往往還需要再與其它分子作用，才能引發(fā)烯類單體聚合。所以嚴格來講它只是光敏劑，不是很好的光引發(fā)劑，往往需要與其它化合物配合使用，反應(yīng)相對較慢。
3、承印物的表面張力
承印物的表面張力也焦表面能，是衡量其接受油墨能力的一個指標，當承印物的表面張力低于油墨的表面張力時，油墨潤濕不良，再承印物表面不能均勻地流平散開，呈水滴狀，不能牢固地附著再承印物表面，而且形成的墨層較厚且不均勻。由于油墨中還吸收有水份，將造成墨膜發(fā)渾、發(fā)虛，從而大大阻擋紫外線的透過，而影響油墨的固化。所以承印物的表面張力必須大于UV膠印油墨的表面張力，油墨的表面張力一般介于水與油之間，為30～36，要想使油墨很好地在承印物上流平，承印物的表面張力至少要大于油墨的表面張力10dyn/cm以上，所以承印物的表面張力一般要求最少在40dyn/cm以上。在UV膠印工藝中，承印物大多是表面覆有鋁箔層的金、銀卡紙或鐳射紙，在進行印刷之前，表面經(jīng)過處理后其表面張力才能滿足印刷要求，一般是使用電暈法喝表面涂布法來改善承印物的表面張力。電暈法就是通過高壓電荷向薄膜層表面放電，在電離的作用下，薄膜表面粗化，表面能量提高，但是隨著承印物存放時間的延長以及表面摩擦等原因，表面能量或表面張力會逐漸下降，所以對于鋁箔紙而言在印刷之前表面還要涂上一層光油（俗稱青漆），以滿足紙張表面張力對印刷的要求。在紙張出廠之前，表面的電暈處理和涂布工作都已完成。紙張表面張力的測定很簡單，用一種表面張力測試筆就能輕松完成。
4、操作
以上提到的幾項都是對硬件的要求，也是前提條件，但僅有好的硬件也是不行的，要想使UV膠印油墨能很好地在承印物上快速固化，印刷機操作工的操作技能（軟件）也是很重要的。因為在印刷過程中的操作是否妥當，也是直接影響油墨固化的因素，所以在操作過程中必須注意以下幾個方面。
1）水墨平衡的控制。水墨平衡的控制對于膠印工藝來說是非常重要的，如果控制不好，油墨就會出現(xiàn)嚴重乳化、產(chǎn)生各種各樣的質(zhì)量問題。尤其對于UV膠印來說更為重要。因為普通膠印就是通過油水極性不同、互不相溶的原理來進行印刷的。而UV膠印油墨由于丙烯樹脂的存在呈現(xiàn)弱極性、水幅較窄，水墨平衡更難控制，油墨也更容易乳化，乳化的油墨中含有的水份會阻擋紫外線的透過直接影響油墨的固化速度。所以印刷過程中必須控制好水墨平衡。減小油墨乳化。要想做到這些可以從以下幾個方面入手：
①潤版液中乙醇（異丙醇）含量在15％左右，增加潤版液的表面張力，使用較少的潤版液便能形成均勻的水膜，以免因水量過大引起油墨乳化。潤版液的溫度控制在5℃～8℃，避免水輥、墨輥因高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量使版面水份減少而需要增加潤版液用量。
②嚴格按照操作程序評定靠版墨輥、水輥魚串墨輥、串水輥及印刷滾筒的壓力，勤攪拌墨斗中的油墨，保持穩(wěn)定的機器運轉(zhuǎn)速度喝穩(wěn)定的印刷壓力以及穩(wěn)定的車間溫濕度（溫度25℃±1℃，濕度50％～60％），避免因以上因素的變化引起水量、墨量的變化，而引起油墨乳化。
2）印刷色序的安排
UV膠印油墨印刷色序的確定除了考慮魚普通膠印相同的因素外，主要是由油墨的固化性能來決定。普通膠印油墨的固化是氧化結(jié)膜喝滲透固化相結(jié)合，各色墨的固化性能基本相同。而UV膠印油墨的固化是通過UV光線的照射來完成的，由于油墨中的各色顏料對UV光線的吸收程度不同，所以不同顏色的油墨的固化程度也不同。從UV光線對顏料的穿透力來看，品紅色透過率為50％～60％、黃色透過率為20％～30％、青色透過率為8％～20％、黑色透過率為10％～12％，而白色墨把絕大部分的UV光線斗反射掉，透過率更低。由于各色墨對UV光線透過率的不同，在相同功率的UV光線相同時間照射下，有的油墨能固化，而有的油墨則不能固化。所以在UV膠印深圳印刷色序的安排上應(yīng)主要考慮油墨的固化問題，把不容易固化的油墨先印，使它們能夠多得到幾次UV光線的照射，把容易固化的油墨后印，即印刷色序為：白—黑—青—黃—品紅，這樣印刷結(jié)束時，各色油墨都能夠得到比較徹底的固化。
3）UV固化裝置的維護
UV固化裝置功率大、光強高、高電壓、大電流，基于以上特點要求使用者要經(jīng)常維護，包括對燈管，反光罩及冷卻部分都要定期進行檢查、維護、保養(yǎng)。如果維護、保養(yǎng)不到位將直接影響油墨的固化。對UV固化裝置的維護，可從以下幾方面入手。
①定期用脫水棉或紗布蘸無水酒精擦燈管表面和反光罩內(nèi)表面，除去塵土和吸附上去的油墨溶劑，輕微的塵土阻礙紫外線輻射、效率會減少很多；有機物附著到燈管。燈罩表面后再高溫作用下會擴散到燈管內(nèi)部，使之報廢。
②定期檢查燈管是否有效，用UV輻射照度計檢查燈管兩端電壓、電流值是否正常、變壓器、電容的接線端子接線是否牢固，以免產(chǎn)生打火現(xiàn)象燒毀電線而影響燈管的正常發(fā)光。
③定期檢查冷卻系統(tǒng)抽風(fēng)機工作是否正常，排風(fēng)量是否有變化，冷卻水路是否堵塞，冷卻水定期清洗，冷卻歲定期更換。如果燈管產(chǎn)生的過多熱量不能正常排放走，承印物將會因溫度過高產(chǎn)生較大變形，燈管也會因溫度過高而縮短使用壽命，發(fā)出的紫外光強度會降低，甚至金屬反光罩會因溫度過高產(chǎn)生變形而改變UV光的反射線路，影響油墨的固化。
總之，影響UV膠印油墨固化的因素是多方面的，既有硬件設(shè)施，也有操作技能，遇到油墨不能正常固化的問題時要沉著冷靜，理清思路，從以上分析的幾個方面入手，逐項排查，細致入微，最后再進行綜合分析，就一定能找出解決問題的辦法，印出合格的產(chǎn)品。 |
