UV機配合UV上光工藝——讓你的印品亮麗十足

    上光，是印后加工的一道工序，也是印刷品表面整飾加工技術(shù)之一。通俗地解釋，上光就是在印刷品表面涂布一層無色透明涂料，經(jīng)流平、干燥、壓光后，可在印刷品表面形成薄而勻的透明光亮層。

    上光不僅可以增加印刷品的表面平滑度，使印刷成品呈現(xiàn)出更強的光澤，而且能夠?qū)τ∷D文起到保護作用，因而被廣泛應(yīng)用于包裝裝潢、書刊封面、畫冊、商標(biāo)、廣告、掛歷、大幅裝飾、招貼畫等印刷品的表面整飾加工中。上光技術(shù)作為印刷工序的延伸和印刷品精加工的重要手段，已被眾多印刷廠家廣泛采用，已經(jīng)成為實現(xiàn)和提高印刷品檔次的一種重要手段。

    UV上光的原理并不復(fù)雜，在紫外光的照射下，UV上光油中的光引發(fā)劑吸收輻射能后形成自由基或陽離子，引發(fā)單體和預(yù)聚物發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，在很短的時間里固化成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。目前大部分都是自由基聚合體系。

    UV上光的優(yōu)點

    上光工藝按上光油的干燥方式，可分為氧化聚合型上光、溶劑揮發(fā)型上光、UV上光和熱固化上光等。UV上光即紫外線固化上光，它是采用UV上光油，涂布在印刷品表面后，紫外光照射光油，可以在很短的時間內(nèi)固化。與其他上光方式相比，UV上光具有以下優(yōu)點：

    （1）上光油為100%的固含量，無溶劑揮發(fā)。既安全又有利于環(huán)保。

    （2）干燥速度快，生產(chǎn)效率高。一般干燥速度可達100-300米/分鐘，最快超過500米/分鐘。

    （3）不受承印物種類的限制，不僅可以在紙張，鋁板、塑料材料等表面上光，而且還可用于聚合板、家具、金屬材料、無線材料等的表面上光。

    （4）能耗低，節(jié)省能源。

    （5）在低溫下工作，可用于熱敏型承印物的印刷（如塑料）。

    （6）質(zhì)量好。UV上光后的印刷品表面平整光亮，無翹邊、起皺、起泡等現(xiàn)象，并且表面硬度高，耐摩擦，不易出現(xiàn)劃痕，耐化學(xué)藥品腐蝕性也好。

    （7）經(jīng)上光后的承印物，可以立即加工，不必再硬化，在裁切、成型、折疊等方面有較高的適應(yīng)性。

    因此，UV上光作為一種重要的上光方式，應(yīng)用越來越廣泛。

    UV光油的組成成分

    UV上光油主要由齊聚物、活性稀釋劑。光引發(fā)劑及其他助劑組成。

    1．齊聚物

    齊聚物又稱預(yù)聚物，是UV上光油中最基本的組份。它是成膜物質(zhì)，其性能對固化過程和固化膜的性質(zhì)起著重要作用。從結(jié)構(gòu)上看，齊聚物都為含有C=C不飽和雙鍵的低分子樹脂，大都為丙烯酸樹脂。

    目前常用于UV上光油中的齊聚物有環(huán)氧丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂和聚酯丙烯酸樹脂等。環(huán)氧丙烯酸樹脂具有固化速度快、價格便宜等特點，制成的上光油涂布于紙或紙板上，能使其具有良好的耐化學(xué)藥品性和較高的機械強度。

    聚氨酯丙烯酸樹脂具有柔韌性好、彈性強、光澤度高等特點，但價格較貴，常與環(huán)氧丙烯酸樹脂混合使用。聚酯丙烯酸樹脂黏度低，柔韌性好，價格較便宜。由于它對非吸收性承印物如塑料、金屬等的附著力好，因此常用作這類材料的上光油，一般與其他樹脂混合使用，有時可作上光油的稀釋劑，用來調(diào)節(jié)環(huán)氧丙烯酸樹脂和聚氨酯丙烯酸樹脂的黏度。

    2．活性稀釋劑

    活性稀釋劑也叫交聯(lián)單體，是一種功能性單體。它在上光油中的作用是調(diào)節(jié)黏度、固化速度和固化膜性能。活性稀釋劑結(jié)構(gòu)上也含有C＝C不飽和雙鍵，目前使用的大多呈丙烯酸酯類單體。由于含有丙烯酸基的數(shù)量不同，可分為單官能度、雙官能度和多官能度三類。官能度不同的活性稀釋劑，稀釋效果和固化速度都不同。一般來說，官能度愈多固化速度愈快，但稀釋效果愈差。常用的雙官能度上光油活性稀釋劑有：己二醇二丙烯酸酯（HDDA）、新戊二醇二丙烯酸酶（NPGDA）、二縮三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）等；三官能度的有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）等。

    3．光引發(fā)劑

    光引發(fā)劑是能吸收輻射能，經(jīng)過化學(xué)變化產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體的物質(zhì)，是任何UV固化體系都需要的主要成分。

    光引發(fā)劑可分為奪氫型和裂解型-奪氫型光引發(fā)劑需要和含活潑氫的化合物（一般稱助引發(fā)劑，通常為胺類化合物）相配合，通過奪氫反應(yīng)形成自由基。它是雙分子光引發(fā)劑，在上光油中常用的有二苯甲酮舊P）等。裂解型光引發(fā)劑受光激發(fā)后，分子內(nèi)分解出自由基，是單分子光引發(fā)劑。在上光油中常用的有。一羥基異丙基苯甲酮和。一羥基環(huán)已基苯甲酮等。

    4．助劑

    助劑主要用來改善油墨的性能，UV上光油中常用的助劑有穩(wěn)定劑、流平劑、消泡劑等。

    （1）穩(wěn)定劑

    穩(wěn)定劑用來減少存放時發(fā)生熱聚合反應(yīng)，提高UV上光油儲存穩(wěn)定性。常用的穩(wěn)定劑有對苯二酚、對甲氧基苯酚、對苯醌、2，6一二叔丁基甲苯酚等。

    （2）流平劑

    流平生。同時也增加了上光涂層的光澤度。

    （3）消泡劑

    消泡劑用來防止和消除上光油在制造和使用過程中產(chǎn)生的氣泡。

    普通的UV上光油雖然不含有溶劑，但由于所用的齊聚物一般黏度都較大為了涂布需要，必須加入低分子的活性稀釋劑，它們一般都具有一定的揮發(fā)性或刺激性，對環(huán)境仍有危害。因此，目前已研制開發(fā)出水性UV上光油，它不必借助活性稀釋劑來調(diào)節(jié)黏度，而是用水或增稠劑來控制上光油的流變性能，解決了揮發(fā)性和刺激性問題，是一種理想的環(huán)保型產(chǎn)品，是上光油今后的發(fā)展方向。

    UV上光方式

    UV上光方式有很多，其分類方法也有很多種，主要有以下幾種分類方法：

    1．按上光機與印刷機的關(guān)系分類

    按上光機與印刷機的關(guān)系，上光可分為脫機上光和聯(lián)機上光兩種方式。

    脫機上光采用專用的上光機對印刷品進行上光，即印刷、上光分別在各自的專用設(shè)備上進行。這種上光方式比較靈活方便，上光發(fā)備投資小，較適合專業(yè)印后加工生產(chǎn)廠家使用。但這種上光方式增加了印刷與上光工序之間的運輸轉(zhuǎn)移工作，生產(chǎn)效率低。

    聯(lián)機上光則直接將上光機組連接于印刷機組之后，即印刷、上光在同一機器上進行速度快，生產(chǎn)效率高，加工成本低，減少了印刷品的搬運，克服了由噴粉所引起的各類質(zhì)量故障，是今后的發(fā)展方向。但聯(lián)機上光劉上光技術(shù)、上光油。干燥裝置以及上光設(shè)備的要求很高。

    2．按上光方法分類

    按上光方法，上光可分為輥涂上光和印刷上光兩種。

    輥涂上光是最普通的上光方式，由涂布輥將上光油在印刷品表面進行全幅面均勻涂布。

    印刷上光通過上光版將上光油涂布在印刷品上，因此可進行局部上光。目前常采用的有凹版上光、柔性版上光、膠印方式上光以及絲網(wǎng)上光。

    3．按上光產(chǎn)品類型分類

    按上光產(chǎn)品類型分，上光可分為全幅面上光、局部上光、消光上光以及藝術(shù)上光等。

    全幅面上光的主要作用是對印刷品進行保護，并提高印刷品的表面光澤。全幅面上光一般采用輥涂上光的方法進行。

    局部上光一般是在印刷品上對需強調(diào)的圖文部分進行上光。利用上光部分的高光澤畫面與沒有上光部分的低光澤畫面相對比，產(chǎn)生奇妙的藝術(shù)效果。局部上光采用印刷上光的方法進行，其中采用絲網(wǎng)印刷方式上光得到的膜層較厚，效果較其他方式明顯，且成本較低，目前在國內(nèi)使用得較多，但其生產(chǎn)效率一般較低。

    消光上光采用的是UV啞光油，與普通上光的效果正相反。它是降低印刷品表面的光澤度，從而產(chǎn)生一種特殊效果。由于光澤度過高對人眼有一定程度的刺激，因此消光上光是目前較流行的一種上光方式。

    藝術(shù)上光的作用是使上光產(chǎn)品表面獲得特殊的藝術(shù)效果，如使用UV珠光上光油在印刷品表面進行上光，會使印刷品表面產(chǎn)生珠光效果，使印刷品顯得富麗堂皇、高貴典雅。

    UV上光應(yīng)注意的問題

    為保證UV上光的質(zhì)量，在上光時，應(yīng)注意以下幾個主要問題：

    1．上光油的選擇

    上光油首先應(yīng)根據(jù)上光方式進行選擇，不同的上光方式對上光油的性能要求不同，為此需用不同性能的上光油與其相匹配。即脫機上光與聯(lián)機上光應(yīng)用不同的上光油輥涂上光與印刷上光應(yīng)采用不同的上光油在印刷上光時，不同的印刷方式所用的上光油也是不同的。

    其次，上光油還應(yīng)與印刷品表面的油墨相匹配。要求上光油的表面張力必須小于油墨的表面張力，這樣才能使上光油很好地潤濕、附著、浸透于印刷品表面的圖文部分。否則，涂布后的上光油層會產(chǎn)生一定的收縮，不均勻，甚至在某些地方出現(xiàn)砂眼等故障。

    如果上光產(chǎn)品還需經(jīng)過燙金或裱糊等后加工處理，則應(yīng)選用化學(xué)性能相對穩(wěn)定的上光油。

    2．紫外固化光源的選擇

    由于UV上光油的固化是依靠光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能后形成自由基，從而引發(fā)單體和預(yù)聚物發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)。因此紫外固化光源的選擇對UV上光油的干燥速度有著重要的影響。選擇紫外固化光源應(yīng)考慮以下因素：

    （1）光引發(fā)劑的吸收光譜盡可能與光源的輸出光譜相匹配，這樣才能最大限度地利用光源的輻射能，產(chǎn)生更多的自由基，從而提高UV上光油的固化速度。

    （2）電能轉(zhuǎn)換為紫外光能的效率應(yīng)較高。

    （3）強度應(yīng)適當(dāng)，光太強，自由基產(chǎn)生過快，濃度過高終止反應(yīng)速度升高，對交聯(lián)反應(yīng)有不利的影響；強度過低，自由基產(chǎn)生過慢，氧阻聚作用會很強。這些都會使UV上光油的干燥過慢。

    （4）使用壽命長。紫外燈會逐漸老化，已過期的紫外燈的光強會降低很多，使UV上光油的干燥過慢。

    （5）應(yīng)有很好的燈罩聚光，同樣一個燈燈罩的好壞，可使效率相差十幾倍。

    （6）形狀合適，能使光線均勻分布在印刷品上，并要易于安裝，價格便宜，安全可靠。一般使用管形燈。

    （7）由于在紫外燈照射下，空氣中會有臭氧產(chǎn)生，所以應(yīng)有通風(fēng)設(shè)備。

    常用的紫外光源是中壓汞燈（在國內(nèi)包括在高壓汞燈中），主要發(fā)射下列波長的光：405nm（42）、365-366nm（100）、312-313nm（49）、302-303nm{24}、297nm（16，6）、265nm（15，3）、254（16，6）、248（8，6），括號內(nèi)的數(shù)字表示它們的相對能量。除此以外，還有可見光和紅外光。紅外光雖不具有引發(fā)作用，但對于鏈增長有協(xié)同效應(yīng)。常用的中壓汞燈線功率密度為80W/cm，燈長可從幾厘米到200cm，直徑為15-25cm。其應(yīng)用溫度較高，需要空氣冷卻，使用壽命一般為1000小時左右。

    汞燈在開動以后需有一段預(yù)熱時間，以便汞蒸發(fā)，在預(yù)熱時間內(nèi)不能得到應(yīng)有的紫外光。汞燈關(guān)閉以后，不能再啟動，需冷卻--段時間，使用不太方便。現(xiàn)已出現(xiàn)一種無極汞燈，可以瞬時開關(guān)，且壽命長、UV功效大。用于UV固化的無極汞燈其發(fā)光光譜與中壓汞燈不同是-個連續(xù)的光譜，可用于厚膜的固化。

    3．上光油黏度的控制

    上光油黏度對其在印刷品上的流平性以及對油墨的潤濕等涂布適性有著重要的影響，最終會影響到上光產(chǎn)品的光澤度。上光油黏度的控制應(yīng)考慮印刷品的吸收性以及涂層厚度等情況。上光油黏度還影響到印刷品對上光油的吸收性，上光油黏度越小。被印刷品吸收的越多。因此，若印刷品的吸收性過強，可適當(dāng)?shù)卦黾由瞎庥偷酿ざ龋s短其流平時間，否則在較長時間的流平過程中，上光油被大量吸收，很難在印刷品表面形成較平整的膜層，容易形成同印刷品表面凹凸?fàn)顟B(tài)相似的膜層。上光油的黏度對涂層厚度有著較大的影響，上光油的黏度低，涂布層薄。要降低普通uv上光油的黏度，可加入酒精，但不能加入過多，否則將會影響UV上光油的固化速度。

    4．上光油涂布量的控制

    上光油的涂布量要適當(dāng)，涂層要均勻。

    均勻適量的涂層表面平滑度高，光澤度高。如果涂布量過少，上光油不能均勻地鋪展，對印刷品表面的光學(xué)缺陷（平滑度）的彌補作用會降低，涂層表面平滑度差；如果涂布量過多，盡管有利于上光油的流平，也增強了對印刷品表面缺陷的彌補作用，但干燥會發(fā)生困難，且成本高。

    上光涂布量的確定同涂料的種類、印刷品的表面狀況。涂布條件有關(guān)，確定時要互相兼顧、統(tǒng)籌安排，既要達到上光質(zhì)量要求，又要適合于各種工藝。

    涂布中，可以通過調(diào)節(jié)上光涂布機控制機構(gòu)或改變涂布機速度實現(xiàn)涂布量的改變。變化量小時，也可以通過改變上光油的黏度來實現(xiàn)。

    5．上光速度的控制

    上光速度，即涂布機速度，應(yīng)根據(jù)上光油的固化速度和涂布量決定。上光油的固化速度快，則涂布機速度也可提高，這時涂層流平時間短，涂層相對較厚，反之則相反。另外涂布機速度還與涂布機固化光源的條件、印刷品狀況等因素有關(guān)。

    6．上光對印刷品顏色的影響

    采用UV上光的印刷品，有時會出現(xiàn)黃變現(xiàn)象，其主要原因有二個：一是UV上光油自身發(fā)黃；二是在上光過程中，上光油僅在印刷品表面固化。而內(nèi)部沒有徹底固化。

    上光油的發(fā)黃，與其所用的齊聚物和活性稀釋劑帶有一定黃色有關(guān)，因此應(yīng)選用無色的齊聚物和活性稀釋劑來配制上光油。另外，光引發(fā)劑的影響也很大，有些光引發(fā)劑會使體系固化后發(fā)黃，如安息香雙甲醚，所以應(yīng)避免使用這類光引發(fā)劑配制上光油。

    在上光過程中，上光油內(nèi)部沒有徹底固化時，其內(nèi)部的上光油稀釋劑會逐漸被油墨、紙張吸收，同時會對油墨中連結(jié)料產(chǎn)生作用，造成油脂失去，顏料得不到足夠的保護，顏料顆粒游離，這時紙張涂層和油墨層表面的平滑度就會降低。粗糙的表面會對光產(chǎn)生漫反射，這樣在顏色中增添廠一些白色成分，使得明度升高，飽和度下降，給人以整體泛黃、色彩變淡的感覺。因此，應(yīng)提高UV上光油的固化速度或選擇高效的紫外固化光源。另外，采用水性UV上光油，可避免稀釋劑劉油墨層和紙張涂層的化學(xué)作用，可避免印刷品的黃變現(xiàn)象。

    UV上光是一個為客戶提供增值服務(wù)的手段。如果你的車間還沒有這個加工能力，不妨試一試。

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