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UV凹印装饰性油墨及印刷设备

2007-09-14 00:00:00.0 来源:《印刷技术》 责编:中华印刷包装网

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油墨在胶印及网印中早已大量运用,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。

笔者曾尝试将丝网印刷用的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,在丝网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网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网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网印仿蚀刻油墨,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网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。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,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。

 

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