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印刷工艺中的UV固化技术研究
一段时间以来,在油墨和光油的UV固化方面展开了关于采用惰性气体,特别是氮问题的讨论.其中涉及到一项已在硅涂层的射线固化中被成功地运用的技术.下面是小编搜集整理的相关内容的论文，欢迎大家阅读参考。
摘 要： 快速、高质量、多色一次印刷是现代印刷工业追求的终极目标。而欲达到此目标需解决的一个主要问题就是加快印刷品上油墨的干燥速度,印刷在承印物上的UV固化型油墨经紫外线的照射可在极短的时间内干燥固化,该技术被称为UV固化技术。UV固化技术在近期因市场的需要而发展的较快,但仍有一些问题需要解决。
一、UV技术概述
在快干型油墨中，发展最快的是紫外光光固型油墨，光固型油墨与热固型油墨的不同在于它不需要热源、不含溶剂和不污染空气;在紫外光照射下，它干固特快，几秒或零点几秒即可干固，在多色印刷机上使用更佳。紫外光光固型油墨的印刷及印后加工过程需要特殊的一套工艺技术，简称UV固化技术。UV固化技术始于丝网印刷，其最初主要用于印铁、软管、卷尺印刷等行业。因其特殊的表面装饰性和材料的宽容度，后在柔性版印刷中也有不俗表现，经过近10年的市场磨砺，国内UV印刷工艺的复杂程度已远远超过国外。现在，UV固化技术既包括UV油墨，也包括UV涂料，在胶印纸张印刷、胶印印铁、胶印上光、柔性版印刷、丝网印刷、大幅面喷墨印刷、凹版印刷等领域均有应用。
二、紫外光固化油墨及UV固化技术主要的优点
紫外光固化油墨及UV固化技术主要的优点如下。
(1)环境污染小，有利于操作者的健康。为提高印刷速度，采用红外干燥等其他干燥方式的油墨中需加入大量易挥发的溶剂，这些溶剂多半是有害人体健康的，例如，在凹版印刷采用红外干燥时，其油墨中就往往含有致癌物质苯。而紫外光固化油墨基本不含挥发性溶剂，在固化过程中，除了排除少量臭氧外，不会散发出其它有害污染物质，操作人员的劳动条件可以得到改善，而用于水性UV油墨以水和乙醇等作为稀释剂，环保性更强。
(2)印后可立即固化，可提高生产效率。紫外光固化油墨在印后瞬间干燥，因此也就无需采用喷粉操作工艺，这样一来，由于印好的纸张可以马上折叠，不会产生蹭脏的现象，适于联机印后处理，既利于印刷品稳定，又可提高生产效率。如在印铁工艺上，可使印片在瞬间固化，省略烘烤干燥过程，适应连续套印，提高了生产能力。
(3)印品色彩饱和、光泽艳丽。由于没有喷粉过程，印品的光泽度得到了保证，从而大大提高印刷品的质量，印品色彩饱和、光泽艳丽，若与消光底色搭配，视觉对比会更强烈，可凸显产品的高品质形象。另一方面，由于UV固化的印品不会产生收缩问题，这也使的UV固化称为现代精美彩色印刷首选的干燥方式。
(4)耐水、耐溶剂和耐磨性能好。UV油墨印刷或UV上光的印刷品拥有其他水性油墨、溶剂型油墨印刷无可比拟的优良的耐水、耐溶剂：同时印迹还具有较强耐久和耐磨性能。
(5)适应范围广泛，UV油墨印刷的承印材料远远多用普通油墨。UV油墨印刷承印材料适应范围广泛，如纸张、纸板、塑胶、PVC、PE等都是UV油墨印刷常见的承印材料，即使是对不吸收性基质(如金属)UV油墨也可很好的固着。同时，UV固化的墨膜其完整性、耐划伤、耐摩擦、耐酸、耐碱、耐乙醇等性能都大大地超过了普通油墨。
(6)无需经常洗车，可降低设备的维护成本。由于UV油墨在印刷机上的稳定性良好，在没有被紫外线照射时不会固化，因此，使用UV油墨的印刷机器不需要经常洗涤。
(7)UV固化能耗较低，质量好。以印铁为例，在印铁工艺中使用紫外光固化油墨，由于印片固化过程不经花铁架，可根除机械划伤，提高了印铁成品的质量。同时，紫外系统代替了庞大昂贵的烘炉。热固型油墨印铁烘炉一般要求30m长，烘干需耗电能220kW，而紫外光固化油墨固化装置只需2m长，油墨固化只需耗电64kW，可大大节省了厂房和能源。
三、当前限制UV固化技术发展的几个问题
虽然，在丝网印刷、凹版印刷和柔性版印刷中，UV固化已成为不可替代的工艺技术，但到目前为止，UV胶印获得了良好的应用，并为企业带来了可观收益的例子，还不很多。与发达国家和地区相比.UV胶印在国内的应用尚欠普及，纠其根源，主要是以下几方面的问题限制了UV固化技术在胶印领域的普及和发展。
3.1UV固化设备和配套耗材较昂贵
(1)UV胶印的配套耗材成本较高。UV胶印油墨的市场售价一般为普通胶印油墨的二至四倍。润版液、PS版、清洗剂等UV胶印专用材料的价格也较高。
(2)UV胶印的设备昂贵。这主要有两方面的问题，其一是紫外灯的设备价格高，灯管的替换费比烘箱的维修费大。由于UV油墨的叠印性能不佳，需要在印刷色组间加装中间固化装置，以改善叠印效果，而安装多组固化装置势必增加硬件投资用紫外光干燥设备改装现有的印刷机投资很多。其二是紫外光固化油墨不能用聚氨酯制的辊子或水辊，要使用特制的橡胶辊，同时，橡皮布、等印刷设备的相关配件都是专用的，这方面的成本也较高。
(3)UV胶印操作工成本偏高。由于缺少熟练掌握UV胶印工艺的印刷操作工，厂家聘用UV胶印机操作工的工资比普通胶印工工资高很多。
(4)辅助设备成本高。为避免臭氧对人体的危害，UV胶印设备需安装配套的通风设备，其配置和维护的费用也增加了生产成本。
3.2工艺繁琐且难点不易解决
(1)UV油墨的水墨平衡是一个较难解决的技术环节，略有不慎，容易造成较严重的油墨乳化、脏版等故障，从而影响印刷品的质量。
(2)UV油墨固化程度也是一个值得关注的问题，固化时间长，影响生产效率和产品质量;固化时间短，油墨固化不彻底则容易导致印刷品粘脏。
(3)UV油墨印刷对印刷的色序要求较高，解决不好可直接影响印刷品的色彩饱和度。
(4)UV光源本身也是热源，当承印物受热膨胀时会造成套引不准。
(5)在进行金属印刷时，由于UV胶印墨层较薄，印刷打底白墨的遮盖力往往达不到要求。
(6)UV油墨的叠印性能还须改进。
3.3UV胶印的客户市场相对少且分散
目前UV胶印的市场占有量还不高，这其中的主要原因是，一般客户对UV胶印还不了解，一提到UV印刷，很自然地首先想到丝网印刷和UV上光，而对UV胶印的技术特点和质量优势还一无所知，因价格问题，愿意与UV印刷企业签约的有客户不多。另一方面，对印刷企业来讲，在过去UV印刷主要应用在包装印刷领域，由于包装印刷中色块印刷较多且印量偏大，对转换与清洗时间较长、水墨平衡范围窄及高额硬件投资等难题尚且可以接受，但如果这些问题发生在商业或出版印刷等以短版印刷为主的市场中，是很难接受的。
3.4限制UV技术普及的其它不利因素
(1)UV耗材的供给源相对不足也是限制UV技术普及的一个重要因素，特别是在北方，非接触性塑料片材等承印材料的供应商有限，且质量和品种也难以满足要求。而进口或从南方购置，不仅会导致生产周期加长.还会增加多项成本，减少了企业的利润。
(2)限制UV技术普及的另一个因素是历史原因造成的，1990年以前，UV印刷及UV上光在西欧的发展陷入困境，有一种说法，声称当时的UV油墨易导致皮肤癌，并且，紫外光固化油墨在紫外光照射时放出的臭氧对人体有害。事实上，随着材料的进步和在印刷车间增加通风设备，UV印刷生产的安全性远远高于其它生产工艺。
(3)到目前为止，胜任UV胶印产品设计的人员还比较稀少。
四、UV技术的未来
由于UV印刷技术的生产效率高，产品质量优，近年来，UV固化技术在印刷业和包装业中的应用呈上升趋势。世界一流的印刷设备供应商，如海德堡、曼罗兰、高宝等都不失时机地开拓这一市场，纷纷推出带有UV功能的胶印机，如海德堡速霸CD102、曼罗兰Rolard700、高宝RapIda105、小森Lithrone-640胶印机、三菱Dlamonad1000Ls、利优比3302胶印机等。在国内，一些大型印刷企业也不吝巨资，大举进攻UV胶印市场，以谋求更高的市场利益。也有一些中小型印刷企业，由于资金实力有限，难以购置原装UV胶印机，但又不甘作这一新兴市场的看客，于是开动脑筋，在现有的胶印设备上加装UV固化装置，使原本普通的胶印机摇身变成UV胶印机，扩大了其适印范围，提高了设备的使用价值。无论是设备供应商，还是印刷企业，其对UV胶印市场的热情都由此可见一斑。除UV胶印外，UV另外一些比较有代表性的应用也较具发展潜力，如：
(1)混合油墨和联机上光技术。该技术综合了UV油墨和传统油墨的优势，即光固化和氧化聚合干燥的优点，提高了油墨表面与UV光油的协同效应，由于混合油墨技术只是在印刷机后端、UV上光机组之前安装固化装置固化混合油墨，而在印刷过程中使用的胶辊、橡皮布与普通油墨完全一样，这样既解决了胶印的联机上光的技术难题，又不明显提高生产成本。
(2)局部UV上光。局部UV上光，是印刷品表面整饰技术的一种。因其采用具有较高亮度，透明度和耐磨性的UV光油对印刷图文进行选择性上光而得名，在突出版面主题的同时，也提高了印品表面装潢效果。局部UV主要应用于书刊封面和包装产品的印后整饰方面，以达到使印品锦上添花的目的。对于以胶印设备为主的书刊和包装印刷厂具有很大的吸引力。局部UV可用于凸、凹、平、孔柔等多种印刷方式，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、局部皱纹及局部冰花等。
(3)金属印刷。金属印刷俗称印铁，其基本工艺过程为，通过平版、干胶印和滚涂等方式在锡、铁皮、铝、铝合金、无锡钢等承印材料上印刷金属油墨。在紫外光的作用下将金属油墨固化在金属表面。除传统领域中的UV固化技术外，还产生出许多相关的新技术，如UV喷墨印刷、混合油墨印刷等。毫无疑问，悄然兴起的UV胶印所表现出了巨大的市场潜力将这一领域发展潜力无限。
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