非吸收性UV印刷油墨的應(yīng)用

UV油墨是泛指采用紫外線光固化的凹版、柔版、平版、絲網(wǎng)版等印刷油墨的簡稱。人們在近三十年中通過不斷地努力、改進(jìn)、嘗試，作為綠色包裝印刷油墨這門嶄新的邊緣學(xué)科，由于污染小、干燥快．耗能少，已成為國際新時尚。“還一片清新的空氣和一塊潔凈的樂土”早已成為包裝印刷界人士的共同呼聲。但真正能夠高速、全自動、圖文網(wǎng)點層次逼真的膠印，尤其能在非吸收的非極性材料上的UV油墨實屬很少。

　　究其原因是：成本太高，附著牢度差，低溫沒有流動性（一般靠加熱），成膜過程，甚至成膜后光子可能分解（自由基）等等而受到了應(yīng)用范圍的限制。其次是膜脆，在PVC靜電薄膜上印刷的網(wǎng)點容易丟失或經(jīng)磨擦墨粉脫落已成為一大難點，靠UV上光油工彌補(bǔ)其缺陷往往白白浪費工時而影響正品率的提高。因此，在非吸收靜電膜材料上的紫外線光固化能否實現(xiàn)技術(shù)上的突破，一直在左右該產(chǎn)品的發(fā)展。

　　可利用紫外線干燥固化的油墨，簡稱為UV油墨，是由光聚合性的低聚物和稀釋單體等組成（樹脂連結(jié)料），再加入光引發(fā)劑、著色劑等構(gòu)成。連結(jié)料大致分為三大類型：

　　·活性基聚合型；
　　·聚烯硫醇固化系統(tǒng)的活性基加合聚合型；
　　·環(huán)氧樹脂的離子聚合型。

　　為了改善包裝印刷環(huán)境，感光固化油墨、感光固化上光油的設(shè)備、設(shè)施為15KM－64KM之間。

　　為了確保印刷圖文達(dá)到干燥速度的平衡，人們總是依據(jù)彩色油墨體系中的不同顏料波長而安排印刷色序的：白色油墨－黑色油墨－青色油墨－黃色油墨－紅色油墨，并根據(jù)顏色色相個數(shù)而安裝或打開紫外線燈管（泡）和調(diào)節(jié)其受光距離，為了保證產(chǎn)品的高質(zhì)量，防止墨膜脫落，印刷者現(xiàn)多在最后以膠印一道UV上光油來解決。

　　縱觀市場上的UV油墨及UV上光油，其干燥的原理無非是光化學(xué)反應(yīng)，首要條件是分子必須具有足夠能量的光量子后才能成為激發(fā)（態(tài)）分子。正如人們已知道的每一個光子只能活化一個分子；同一分子在同一瞬間只能吸收－個光子。因此，理論上往往解釋為：分子吸收－個光子后，會發(fā)生向高級能應(yīng)的電子躍遷，發(fā)生電子躍遷的分子稱為激發(fā)態(tài)（即分子），這種激發(fā)態(tài)分子除釋放能量后而又返回到基態(tài)外，還有可能向其它分子轉(zhuǎn)移能量或產(chǎn)生自由基后能量轉(zhuǎn)感光性高分子至聚合固化或是光交聯(lián)及光架橋。

　　無論是否油墨體系含有光引發(fā)劑，其目的是使UV油墨體系發(fā)生光固化反應(yīng)，也就是引發(fā)光敏的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果；不含有引發(fā)劑的UV油墨和UV上光油，其光固化是靠溶劑使其體系交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，光聚臺的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。體系里含有紫外線吸收劑，在吸收天然陽光和熒光源中，紫外線能夠轉(zhuǎn)變成硬化交聯(lián)的墨膜結(jié)構(gòu)。

　　在對同一用途的UV油墨進(jìn)行嚴(yán)格的歸類、篩選后認(rèn)為作為冷光源的黑光燈和熱光源的碘鎵燈進(jìn)行油墨干燥過程的記錄試驗，就安全而言，前者優(yōu)于后者。因為當(dāng)UV非吸收性膠印油墨在印壓后的墨膜物質(zhì)，受到紫外線或可見光的照射時，其分子外層的電子被激發(fā)而躍遷到較高的能級位，才能出現(xiàn)光的吸收。        

　　在經(jīng)過對武漢樹脂、西安樹脂及市售的191、196樹脂的不飽和性施加不同的輔助劑和采用相同的著色劑進(jìn)行試驗，檢測比對一分子中不同的鍵臺，包括不同的不飽和鍵、芳香環(huán)、雜元素的有機(jī)化合物及金屬絡(luò)合物的定性、定量分析，雖然紫外線光區(qū)在200－400納米，可見光區(qū)在400－800納米之間，僅占可見光的4％，正是這4％的作用對產(chǎn)生了光化學(xué)反應(yīng)。

　　由于在不同波長處往往會出現(xiàn)不同強(qiáng)度的光的吸收，所構(gòu)成的吸收光譜具有高靈敏（光化學(xué)反應(yīng)）度，幾乎是在看不見就能化合固化的情況下快速干燥，更能設(shè)計出成套的全自動化（從膠印到固化），也能夠適應(yīng)微量、痕量分析和動力學(xué)研究一從光源到光強(qiáng)（電壓高低也不會相同），從燈型到輸出間距（發(fā)出的光譜分布也不盡相同）；從墨膜厚薄包括體系內(nèi)光敏劑含量多少）到油墨顏料波長的長短（墨膜越透明及越薄，波長越短；光線能量大，干燥越快）；從承印物的表面張力、氫鍵力、自由能到檢驗其附著性等等。

除了上述分子受激后處在高能位外，還有可能在光敏劑或紫外吸收劑的作用下，導(dǎo)致光子分解（既光分解過程），或者鍵的一部分開鍵后，生成活化分子（自由基），引起雙健的聚合反應(yīng)或引起偶聯(lián)架橋等光交聯(lián)反應(yīng)，這點已使油墨同行所共識。但在使用非吸收性的極性UV油墨就可能重新導(dǎo)致光子分解，本文在此不作贅述。

　　實現(xiàn)UV膠印非極性材料，達(dá)到附著牢度，改變低溫特性，能夠正常流動和免去靠上光油的波動作業(yè)方式，大多數(shù)油墨與非極性承印物的氫鍵值、PH值、自由能值、表面張力值等差距太大，為不改變即有UV油墨UV上光油總體結(jié)構(gòu)，在江蘇儀征天楊化工廠、天津力生化工廠、松滋樹脂廠等單位的支持下，大膽采用接枝、復(fù)配（混合）技術(shù)，運用“價值工程”、“正交法”及“倒算法”，在青島李翔先生的支持下，添加0.25％市售的LJJ·TM助劑，引入UV油墨體系中，經(jīng)簡單分散后，在青島中華道盛印刷公司配合下，開機(jī)印刷后達(dá)到不再上光就能附著牢固的可喜效果－材料個數(shù)少、工藝簡化、周期縮短、適性擴(kuò)大、質(zhì)量提高。 

　　只有搶占科技制高點，才能拓展非極性軟包裝承印載體的印刷消費空間；只有占領(lǐng)了市場經(jīng)濟(jì)的灘頭陣地，才能反復(fù)強(qiáng)調(diào)時間就是金錢、質(zhì)量就是生命；只有以高質(zhì)量低價值的印刷油墨作基礎(chǔ)，才能把握住時機(jī)去占領(lǐng)市場經(jīng)濟(jì)的灘頭陣地；只有做至人無我有、人有我優(yōu)、人代我新，才能從市場信息反饋中去捕捉國內(nèi)外最新科技成果為我所用。

　　檢驗方法

　　1、檢驗水墨平衡，用酸度計分別測其PH值，如不平衡可采用醋酸或堿進(jìn)行調(diào)解之。本文略述。

　　2、軍間環(huán)境濕度、濕度是否控制在60±5％和22±3°C之間。

　　3、驗原潤版液是否接觸了平版，盡可能不接觸為準(zhǔn)。

　　4、檢驗連結(jié)料是否色淺、透明及青色劑的純度。

　　5、檢驗光固時間，是否是瞬間干燥，只要活性好，可適當(dāng)延長干燥時間一單色一般為15KW，四色一般為64KW為宣及燈管壽命。

　　6、檢驗UV的粘連性，看是否具有耐磨擦性。

　　7、檢驗附著力。①劃圈法；②用針尖在墨膜上劃上×形，然后用膠粘帶貼在刻痕上，并拉動，脫落0－10％為合格，否則，反之。

　　8、檢驗光固速度；①無粘性（如加壓時可能蹭臟）；②拇指捻動無粘動（大約5KG的向下壓力），用指在墨膜上作旋轉(zhuǎn)捻動，以墨膜不破裂，可視固化通過；③無劃傷固化，包括用指甲使勁劃墨膜不破裂，可視固化完全。

　　9、檢驗顏色、細(xì)度、流動度、著色為、粘性同平版油墨相同。

　　10、檢驗沖擊強(qiáng)度同印鐵印刷相同。

　　說明：通過試驗、試用、檢測、分析后認(rèn)為，6＃和 7＃的配方是可行的。因為6＃配方中的材料均為市場價格，而UV油墨國產(chǎn)市是價約為22萬元，毛利幾乎1000％。減去物耗及水電費，利潤可達(dá)500％。

　　如果按市售油墨單獨添加LJJ·TM助劑的活，每公斤油墨節(jié)省約5％費用，按噸成品，再加入助劑后，噸油墨可節(jié)省千余元。

　　其次，在市售UV油墨里，對無須處理直接回刷PVC靜電膜，從長遠(yuǎn)的角度看，復(fù)配技術(shù)的應(yīng)用，彌補(bǔ)了現(xiàn)有UV油墨利用平版在非極性材料進(jìn)行印刷的不足，將同納米朱油墨化工技術(shù)一樣成為行業(yè)上的一大熱點。

　　尚待明朗的疑點、難點

　　1、水墨的平衡控制一在采用酸度計時能否將控制的范圍擴(kuò)大一點，以利在膠印過程中控制。

　　2、貯存期的控制一光散劑是否在印前調(diào)入或制墨時先少量加入，印刷不足，以提高使用期，減少資源的浪費。

　　3、光子分解的控制一除加入LJJ·TM方法外，是否提倡或完善不含光引發(fā)劑的制墨新方法，以便能廣泛應(yīng)用。

　　4、UV油墨的色相定位一我國能否制訂統(tǒng)一UV油墨著色劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，特別是純度指標(biāo)。如能使色調(diào)變差問題得到解決以及印刷廠商統(tǒng)一采用全自動配色系統(tǒng)儀器，即可以達(dá)到標(biāo)樣和縮短生產(chǎn)周期。

5、UV油墨的高成本．高價格能否從配方及工藝降至一般膠印油墨價格，同時從氫鍵、張力、自由能等方面加以改進(jìn)，提高附著牢度，簡化工藝和減少臭氧氣味，從而減少環(huán)境污染和提高印刷品位。

　　6、非吸收性UV膠印非極性材料，如何由目前的5－8千印／h，提高到3萬?。痟，同時使圖文不被溶劑溶解、鋁金屬的PS版成本問題、采用新型更加薄的高效聚合物取代之成為現(xiàn)實等。

　　7、如何極易脫除UV油墨印刷墨膜，便于回收、再生而復(fù)重使用。

　　8、印刷色序的呆板問題，如何能象其他油墨那樣，色序能自由進(jìn)行控制，對皮膚沒有刺激性，以及減少靠版、導(dǎo)墨、傳墨輥個數(shù)。

　　非吸收性UV膠印非極性油墨的問世，要想獨領(lǐng)風(fēng)騷，需要我國包裝印刷界同仁，樹立民族品牌的危機(jī)意識，圍繞在開發(fā)中繼承，在繼承中創(chuàng)新，以只爭朝夕的精神，共同探索和努力，春光明媚將為期不遠(yuǎn)。

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