【CPP114】訊：1關于UV油墨

  1.1UV印刷和UV油墨的歷史

  一般認為，1969年在美國將UV印刷和UV油墨應用于紙盒印刷，邁出了實用化的第一步。30余年之后的今天，UV油墨所具有的最大優點“瞬間固化”與市場需求相一致，這種需求確實有增強的趨勢。

  1.2UV油墨的組成

  著色成分包括有機顏料、無機顏料和填充顏料等，其與連接料的浸潤性很重要。

  決定油墨性質的成分是連接料。它起著使顏料附著于承印物上的作用，對油墨的形態和物性有很大影響。連接料由中性樹脂，活性低聚物和稀釋單體組成。

  光聚合引發劑和增感劑，是光聚合反應的“起爆劑”。現在的UV油墨以自由基聚合為主流方式。

  顏料、連接料、光引發劑和助劑(作用見表1)就組成了UV油墨。

  1.3各種類型油墨的干燥方式

  印刷上使用的代表性油墨的干燥方式因印刷類型而異。包括揮發干燥、滲透干燥、氧化聚合干燥和UV固化。

  •揮發干燥方式

  通過加熱使油墨中的溶劑或水揮發而干燥的方式。溶劑油墨因含有VOC而對環境不利。為使水基溶劑或高沸點溶劑油墨干燥必須配置大型烘箱，相應地能量消耗也很大。

  該方式干燥后的墨膜只是油墨中的固體成分在承印物上附著形成的，墨膜的強度也就是連接料本身的強度。

  •滲透干燥方式

  油墨中的溶劑和水等低粘度成分滲入承印材料中，樹脂、顏料等固體成分附著在承印物表面的干燥方式。這種方式的油墨可用于紙張類多孔隙吸收材料，但不能用于非滲透性的材料(如塑料等)。滲透干燥方式作為報紙印刷干燥方式被使用，干燥時間短且不需要干燥設備。使用此類油墨進行彩色印刷時，油墨印在承印物上后需要讓其干燥不掉色。

  •氧化聚合方式

  氧化聚合型使用由亞麻仁油和大豆油等帶雙鍵的連接料，能與空氣中的氧氣產生氧化聚合反應而干燥。與滲透干燥方式一樣，雖然干燥不需要設備和消耗能量，但需要一定的干燥時間，不能馬上進入下道工序。另外，為防止造成背面粘臟而進行噴粉，操作時會帶來環境問題。

  •UV固化方式

  UV固化型油墨含有活性材料，經紫外線或電子束照射而固化。由于不含溶劑等VOC成分，對環境影響小，還可用于塑料等容易受有機溶劑影響的承印材料。由于是瞬間固化，印刷以后可立即轉入下道工序。由于不經UV照射不會固化，所以不會粘附在印刷機上。

  UV油墨由于是瞬間固化，所以具有印刷后可立即轉移至下道工序的優點。由于需要UV照射，所以比起氧化聚合和滲透干燥方式更消耗能量，但與使用大型烘箱的揮發干燥相比，干燥耗能就小得多。印刷墨膜由于是經UV材料交聯反應而形成，所以非常堅韌。

  此外該方式的油墨不需要被承印物吸收，也不需要加熱，可用的承印材料非常廣泛。

  1.4UV油墨的優缺點

  現將UV油墨的優點和缺點歸納如下。

  1.4.1UV油墨的優點

  •快速干燥固化。印品瞬間固化，可立即轉移至下道工序，實現了生產效率的提升。

  使用氧化聚合型油性油墨印刷包裝產品時由于干燥遲緩，印品重疊放置時會產生粘臟，所以需要噴粉。通過取消噴粉可達到改善作業環境的目的，于是很多企業轉而采用UV印刷。此外由于UV光不照射油墨場合不硬化，所以可以將油墨存放在印刷機上，使用時不會有問題。

  •無溶劑，不使用溶劑稀釋劑。使用活性丙烯酸脂單體在硬化時形成墨膜，所以無VOC產生，對環境有利，操作環境也得到改善。

  •墨膜堅固。由于丙烯酸脂的反應交聯形成堅硬墨膜，其耐磨擦性、耐溶劑性能優異。

  •對承印材料影響小。干燥時不需要高溫，故能用于因熱變形的承印物。

  •節省能耗。干燥不需要大型烘箱，也不需要滲透性型油墨干燥所需要的排氣處理裝置。

  1.4.2UV油墨的缺點

  •價格。由于UV油墨使用丙烯酸脂單體、光引發劑等，與普通油性油墨相比存在價格差。

  •使用專用器材。由于成分與油性油墨不同，必須使用專用器材。現在為了充分發揮UV油墨之長處，使用時從油性油墨頻繁地轉換為UV油墨。由于成分不同，如果使用油性油墨的器材(墨輥、橡皮布、印版等)，UV油墨中的丙烯酸脂單體、光引發劑就會滲入這些器材中，往往導致印刷不能正常進行，所以需要使用UV油墨專用或兼用器材。

  •難以實現低粘度化。UV油墨因無溶劑而實現了對環境的改善，但不使用溶劑難以實現低粘度化，尤其是使用液狀油墨的凹印工藝很少采用它。

  •脫墨性。對紙再生處理時需要去除舊紙中的油墨(脫墨)。一般而言，由于UV油墨是通過丙烯酸脂的交聯而形成硬化墨膜，所以從承印物上去除墨膜有困難。不過最近已推出脫墨性能得到改善的油墨。

  2UV油墨的應用

  2.1UV油墨的應用領域及其對應的油墨產品

  UV油墨與其他油墨相比價格偏高，這是由于較多地采用光聚合引發劑等高價原料所致。不過在討論價格時，用戶如何抓住采用UV油墨具有的高速印刷適性、印后加工時間的縮短、節省半成品存放空間等生產效率的提高所帶來的綜合成本上的優勢，這才是最重要的。

  另一方面，印刷品總成本中油墨所占的價格成本仍然是要考慮的重要問題。如果印刷品價格便宜，印刷面積中圖像面積所占面積越大(油墨用量越大)，印刷品材料價格中油墨價格所占的比例越大;反之，印刷品價格高而油墨用量少的場合，油墨的價格就不是大問題，采用UV油墨印刷較為有利。

  2.2環境協調型UV油墨

  UV油墨從過去就作為一種環境協調型油墨來使用，具體可以從下述幾方面說明這一點:1)從地球環境保護的觀點看(①控制油墨干燥時產生的二氧化碳的排放;②不使用揮發性有機溶劑);2)從衛生方面的觀點看(根據①NL法規等行業自律法規、勞動安全衛生法、有毒物品取締法，減少有可能對人體帶來危害或記錄在冊的物質使用量;②減少環境荷爾蒙的使用);3)從作業環境的觀點看(①不使用噴粉;②減少危險品的保存等作業負擔;③可實現空間的節省)。

  但是從下述情況看，所說的UV油墨的環境協調性并非完美無缺:采用屬于枯竭資源的石油化工產品為主要原料;還有必用的印刷工程專用輔料、潤版液中的乙醇，以及循環再生增加的能耗。

  以日本東洋油墨公司為例。該公司以進一步減輕環境負荷為目的，致力于油墨的開發工作。

  首先，通過引入大豆油墨為代表的植物油(植物變性油)，確立了UV油墨的SOY化。其次，通過對來源于天然原料的松香樹脂(松香變性物質)的引入以及大豆油墨為代表的植物油(植物變性油)引入，確立了UV和油性兩者特性兼備的油墨。

  UV與油性混合型油墨系列，由于含有上述的油性油墨成分，與普通的油性油墨相比，干燥性能變差。不過該系列油墨由于具有較好的脫墨性而取得生態標記和大豆油SOY標記，達到了環境方面的要求，成為了商標所有人的指定產品，此外還被評價為具有類似于油性油墨的高印刷適性的特點，使用者的確與日俱增。現在正在反復研究如何提高該混合油墨的干燥性能。 



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