UV凹印装饰性油墨及印刷设备振动盘东兴聚脂薄膜非编台雨伞架
时间：2022/08/31 20:46:50 编辑：
UV凹印装饰性油墨及印刷设备
装饰性油墨是指在金、银卡纸及某些彩色卡纸上进行印刷后，产生仿金属蚀刻（磨砂）、折光、皱纹、冰花、珊瑚等装饰性图案的油墨，它们是非彩色油墨，现在已大量用于印刷烟、酒、化妆品等包装，也可印刷贺卡及艺术品。
装饰性油墨一般为紫外固化（UA）油墨，与溶剂型油墨相比，UV油墨具安全、低污染、节能、快干等优点，它所含的挥发性溶剂少于5％，或不含挥发性溶剂，因此固化时不会污染环境，使用安全，对人体危害性小。UV油墨的另一大优点是固化速度快，印刷质量好。
常用的溶剂型油墨，即使采用红外干燥，固化也较慢，水性油墨的固化就更慢了。而UV油墨，只要3～5秒钟即可固化，干燥速度快的不到1秒钟。由于仿金属蚀刻（磨砂）、珊瑚、折光的效果必须瞬时固化才能获得，因而只能用UV油墨来印刷。皱纹、冰花虽然固化得很慢，但也只有通过控制UV固化条件才经过用户输入查找关键字能生成所需效果。
一、普通UV油墨不适于凹版印刷
UV油墨在胶印及印中早已大量运用，但由于凹印速度快，一般都高于100米/分，最高达到400米/分，墨层厚，难以彻底固化，且刮刀残留墨层中氧阻聚效应十分突出，固化速度极慢。为此，至今除了少量价格极为昂贵的用于印钞的UV凹印彩色油墨及UV上光油外，还没有大量用于包装等印刷品的UV凹印油墨问世。
笔者曾尝试将丝音箱功放印刷用的UV装饰性油墨用于凹印。实验中发现，UV冰花油墨的固化速度十分慢，在丝印刷中都难以工业化使用，用于高速运转的凹印机更是不可能；UV皱纹油墨是先用低压汞灯预辐照，再用中压汞灯固化，使表面和内层固化时收缩不同而产生皱纹，固化速度也很慢，把它用于凹印，很难出皱纹；UV印珊瑚油墨是依靠油墨在印刷时产生大量气泡，并聚集在一起形似珊瑚，但将这种油墨用于凹印，不易产生气泡，而且固化速度也太慢；UV印折光油墨用于凹印，非但速度不行，而且印出的产品图案模糊，折光效果差，无法使用；固化速度最快的是UV印仿蚀刻油墨，但速度也满足不了凹印的需要。
另外，还有两在问题也决定了UV印仿蚀刻油墨不能在凹印中使用：
1.油墨颗粒粗，易堵版，使凹印无法正常进行；
2.印刷质量差，得不到优质的装饰图案。因而为采用凹印技术印刷装饰图案，必须开发印刷速度快、印品一致性好且墨层厚的UV凹印装饰性油墨。
二、UV凹印油墨的技术难点
尽管凹印装饰性图案有许多特点，但UV凹印油墨一直没有问世，因为有许多关键技术难以解决。
首先，凹印的墨层较厚，墨层在很短时间内完全固化有一定困难。墨层任何深度受紫外光辐射的强度可根据Beer-Lambert方程计算：
lL=loekcL
其中：lo＝墨层表面的辐射强度；
C＝吸收光物料的浓度；
L＝射程（即距表面的深度）；
lL＝表层下距离为L处的辐射强度。
UV油墨的固化机理是，光引发剂受紫外光辐照后产生自由基，引发油墨固化，辐射强度越大，固化速度越快。辐射强度随墨层厚度呈自然指数衰减，墨层厚度增加，固化速度就明显下降了。凹印墨层较厚，而且印刷车速很快，因此，制造能在凹印高速印刷中使用且能很好固化的油墨难度较大。
其次，是难以克服氧阻聚效应。氧分子中电子的基态是三线态，虽然本身比较稳定，没有足够能量引发丙烯酸酯聚合，但它容易与经紫外光照射的光引发剂所产生的自由基结合，使自由基失去活性，从而无法引发UV油墨固化。这种影响对表面涂层是非常显著的，实验证明，透明涂层暴露在空气中1μm面层的固化速度比距表面5μm的涂层要慢20倍。刮刀残留墨层的厚度远远小于1μm，氧阻聚效应更为明显。为了克服氧阻聚效应，往往在配方中增加光引发剂用量，根据Beer-Lambert方程式，吸收光物质的浓度增高，则辐射深度按比例下降，显然，两者间是相矛盾的。因此，采用常规的制造UV油墨技术是难以制造出UV凹印油墨的。
一般凹版印刷墨层厚度为10～20μm,装饰性印刷要求墨层厚度更高，有时要超过40μm，否铝箔卷则仿金属蚀刻的颗粒不饱满，皱纹等的线条不挺硬。这就进一步增加了固化的难度，而且要用凹印法印出这样的厚度决非易事。
目前，常见的UV凹印装饰性油墨配方有很多种，常规产品主要有以下3种。
UVA-101型，光亮度较佳，适合于印刷以折光图案为主的产品，其成本较低，售价也较低；UVA-102、UVA-103型的光泽高，所印线条立体感强，适合于印刷高亮度，有动感的图案。
UVA-201型，其特点是印刷墨色饱满，适合于印刷以仿金属蚀刻等图案为主的产品。
UVA-301型，其特点是具有丝绸感和类似于织锦缎的效果，其成本较高，为此售价也较高。
应说明的是所有装饰性图案用以上3种油墨都可以印刷，但由于油墨性能特点不同，所得效果有较大差异。由于采用了特殊技术，提高了UV凹印装饰性油墨的固化速度，使凹版印刷中UV油墨固化难的问题得到解决，只要采用中压汞灯，功率密度为80W/cm×3，120米/分的速度就能很好固化。
UV凹印装饰性油墨的墨层十分厚，由于车速快，一般UV辐照只要达到印品表面干燥，可以进入下道工序即可。在存放期间墨层还会断续发生固化反应，使油墨完全固化，达到所需强度。UV油墨的保质期一般较短，大多为半年左右。有些进口油墨，小灵通由于周转时间长，到用户手中已快过保质期了。因此提高UV油墨的储存稳定性十分重要。由于油墨中除了有光引发剂外，还含有某些能促使其发生其他化学反应的物质，对储存稳定性的影响很大。而UV凹印装饰性油墨的保质期可达到1年，经快速老化试验得知，在不见光的前提下，在阴凉处可以放4～5年。
UV油墨的使用安全性十分重要，有的UV油墨会使印刷工人的皮肤肿，产生丘疹，粘有油墨处发生疼痒，甚至产生水泡，这都是由于油墨配方中使用了具有强刺激、易引起过敏的树脂及活性稀释剂。这类油墨的生产成本较低，售价低廉，但对人体危害严重，甚至会致癌，必须禁用。实践证明，只要使用优质树脂及低刺激稀释剂，完全可以制出对人体和环境都没有危害的安全凹印油墨。与常用的溶剂型凹印油墨相比，UV凹印装性油墨中不含对人体有影响、易燃易爆、易挥发的有机溶剂，因而，UV凹印装饰性油墨是十分安全的。
凹版印刷中油流量减少墨是通过凹版上的穴转移到承印物上的，为此穴转移到承印物上的，为此穴的排布及线数、穴的大小、形状及深度、墙的宽度等对印刷质量有很大的影响，可以说没有一个好的印版，再好的油墨也无法印出好的产品。凹印装饰性图案的制版方法与一般的凹印制版相比，制版难度较高，因此，在进行UV凹印装饰性油墨印刷制版设计时，应考虑到这一工艺的特殊性和特点。
三、UV凹印印刷设备
UV凹印装饰性油墨的性能与一般凹印油墨有极大差异，在印刷时可能会产生以下问题：
1.刮刀难以把油墨刮净，刮刀残墨会影响印刷质量；
2.为了增加油墨层厚度，制版时把穴制得较深，印刷时油墨难以完全从穴中转移出来；
3.印版滚筒上油墨向两端铺开，会污染印刷品。
为此印刷机械必须进行必要的配合，以保证印刷顺利进行，并确保印刷质量。
包装印刷用凹印机有单张纸凹印机及轮转凹机，目前用于印刷UV凹印装饰性油墨的主要是单张纸凹印机。上海紫明机械有限公司为配合UV凹印装饰性图案工艺的实施，在凹印机供墨系统、印刷系统、刮墨装置等方面进行了大量改进，较好地解决油墨难以刮净的问题，并有助于油墨从摆锤冲击实验机：半自动冲击实验机、手动冲击实验机、微机控制半自动冲击实验机穴转移到承印物上。如印刷UVA-201型UV凹印装饰性油墨，墨层厚度可达45μm以上。该设备在印版滚筒两端配置了刮墨装置，可把印版滚筒两端的油墨刮净，不会污染印刷品。该设备配备3支80W/cm中压汞灯，能很好固化UV凹印装饰性油墨。
轮转凹印机一般都是多色机，印刷速度快，但设备昂贵，适宜大批量印刷。如要用于印刷UV凹印装饰性油墨，必须对设备进行改进。如瑞士Bobst CH-820型，只在最后一个印刷单元安装了UV固化装置，主要用于固化UV凹印上光剂及保护涂层。该装置也能用于固化UV凹印装饰性油墨。UV固化装置由中压汞灯、反射镜及防护罩构成。中压汞灯的工作压力为133×102Pa，在发射光谱中365nm及366.5nm谱线所占比例较高，大多数光引发体系在该谱线区域有强烈吸收，有利于油墨固化。所用中压汞灯的功率密度为80～240W/cm，灯管的实际发光区要略大于被固化区的最大宽度。如选用80W/cm，至少要安装3支；大于120W/cm，至少要安装2支。在实际使用时，功率密度越大，UV穿透越深，固化效果越好。2支120W/cm与3支80W/cm，总的功率密度是一样的，但前者的固化效果比后者好。
安装UV固化装置要注意以下几点：
2）要注意对UV光的防护并把臭氧排出室外；
3）UV灯管必须冷却，否则会影响UV灯使用寿命；
4）要注意防爆。尽管UV凹印装饰性油墨不是易燃易爆品，但轮转机的前几个印刷单元一般都是采用溶剂型凹印油墨，含有大量易燃易爆溶剂，油墨干燥时这些溶剂挥发，会使溶剂浓度很高，为了确保安全，必须防爆。UV装置所用的电器开关等都应采用防爆元件。另外在工作时灯管的温度要高达600～800℃，除将其冷却外，最好能形成一个新鲜空气层，将挥发性气体与空气隔离，以确保安全；
5）目前进口的轮转机只在最后一个印刷单元上安装UV装置，现在先进的装潢印刷工艺往往需进行两次UV固化，为此最好在后两个印刷单元上都安装UV固化装置。
四、UV装饰性凹印注意事项
1）中压汞灯在使用时是通过两端灯丝加热发射电子，金属钨会蒸发而沉积在管壁上，时间长了灯管会逐渐发墨，减弱紫外光的强度，衰减到一定程度，就会影响固化速度，使油墨难干。一般使用1000小时就下降到75％。如冷却得不好，灯管温度过高，使用寿命只有500小时，因而应该定期使用探头式紫外光辐照计测定光源。如果发现固化
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