印刷工藝中的UV固化技術(shù)研究論文
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，經(jīng)過(guò)近10年的市場(chǎng)磨礪，國內UV印刷工藝的復雜程度已遠遠超過(guò)國外�，F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(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。
�。�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)生蹭臟的現象，適于聯(lián)機印后處理，既利于印刷品穩定，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，適應連續套印，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)對比會(huì )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(huì )產(chǎn)生收縮問(wèn)題，這也使的UV固化稱(chēng)為現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(jiàn)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(zhù)。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)，可降低設備的維護成本。由于UV油墨在印刷機上的穩定性良好，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，可根除機械劃傷，提高了印鐵成品的質(zhì)量。同時(shí)，紫外系統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(cháng)，烘干需耗電能220kW，而紫外光固化油墨固化裝置只需2m長(cháng)，油墨固化只需耗電64kW，可大大節省了廠(chǎng)房和能源。
3當前限制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)達國家和地區相比．UV膠印在國內的應用尚欠普及，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膠印的設備昂貴。這主要有兩方面的問(wèn)題，其一是紫外燈的設備價(jià)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(shí)，橡皮布、等印刷設備的相關(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(fēng)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(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，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(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題，固化時(shí)間長(cháng)，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(shí)會(huì )造成套引不準。
�。�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(diǎn)和質(zhì)量?jì)?yōu)勢還一無(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，對印刷企業(yè)來(lái)講，在過(guò)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，對轉換與清洗時(shí)間較長(cháng)、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)口或從南方購置，不僅會(huì )導致生產(chǎn)周期加長(cháng)．還會(huì )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(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)當時(shí)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(shí)放出的臭氧對人體有害。事實(shí)上，隨著(zhù)材料的進(jìn)步和在印刷車(chē)間增加通風(fēng)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(lái)
由于UV印刷技術(shù)的生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量?jì)?yōu)，近年來(lái)，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(shí)機地開(kāi)拓這一市場(chǎng)，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，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，難以購置原裝UV膠印機，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(jià)值。無(wú)論是設備供應商，還是印刷企業(yè)，其對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用也較具發(fā)展潛力，如：
�。�1）混合油墨和聯(lián)機上光技術(shù)。該技術(shù)綜合了UV油墨和傳統油墨的優(yōu)勢，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，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(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(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主要應用于書(shū)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(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膠印所表現出了巨大的市場(chǎng)潛力將這一領(lǐng)域發(fā)展潛力無(wú)限。
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