【CPP114】讯：1关于UV油墨

  1.1UV印刷和UV油墨的历史

  一般认为，1969年在美国将UV印刷和UV油墨应用于纸盒印刷，迈出了实用化的第一步。30余年之后的今天，UV油墨所具有的最大优点“瞬间固化”与市场需求相一致，这种需求确实有增强的趋势。

  1.2UV油墨的组成

  着色成分包括有机颜料、无机颜料和填充颜料等，其与连接料的浸润性很重要。

  决定油墨性质的成分是连接料。它起着使颜料附着于承印物上的作用，对油墨的形态和物性有很大影响。连接料由中性树脂，活性低聚物和稀释单体组成。

  光聚合引发剂和增感剂，是光聚合反应的“起爆剂”。现在的UV油墨以自由基聚合为主流方式。

  颜料、连接料、光引发剂和助剂(作用见表1)就组成了UV油墨。

  1.3各种类型油墨的干燥方式

  印刷上使用的代表性油墨的干燥方式因印刷类型而异。包括挥发干燥、渗透干燥、氧化聚合干燥和UV固化。

  •挥发干燥方式

  通过加热使油墨中的溶剂或水挥发而干燥的方式。溶剂油墨因含有VOC而对环境不利。为使水基溶剂或高沸点溶剂油墨干燥必须配置大型烘箱，相应地能量消耗也很大。

  该方式干燥后的墨膜只是油墨中的固体成分在承印物上附着形成的，墨膜的强度也就是连接料本身的强度。

  •渗透干燥方式

  油墨中的溶剂和水等低粘度成分渗入承印材料中，树脂、颜料等固体成分附着在承印物表面的干燥方式。这种方式的油墨可用于纸张类多孔隙吸收材料，但不能用于非渗透性的材料(如塑料等)。渗透干燥方式作为报纸印刷干燥方式被使用，干燥时间短且不需要干燥设备。使用此类油墨进行彩色印刷时，油墨印在承印物上后需要让其干燥不掉色。

  •氧化聚合方式

  氧化聚合型使用由亚麻仁油和大豆油等带双键的连接料，能与空气中的氧气产生氧化聚合反应而干燥。与渗透干燥方式一样，虽然干燥不需要设备和消耗能量，但需要一定的干燥时间，不能马上进入下道工序。另外，为防止造成背面粘脏而进行喷粉，操作时会带来环境问题。

  •UV固化方式

  UV固化型油墨含有活性材料，经紫外线或电子束照射而固化。由于不含溶剂等VOC成分，对环境影响小，还可用于塑料等容易受有机溶剂影响的承印材料。由于是瞬间固化，印刷以后可立即转入下道工序。由于不经UV照射不会固化，所以不会粘附在印刷机上。

  UV油墨由于是瞬间固化，所以具有印刷后可立即转移至下道工序的优点。由于需要UV照射，所以比起氧化聚合和渗透干燥方式更消耗能量，但与使用大型烘箱的挥发干燥相比，干燥耗能就小得多。印刷墨膜由于是经UV材料交联反应而形成，所以非常坚韧。

  此外该方式的油墨不需要被承印物吸收，也不需要加热，可用的承印材料非常广泛。

  1.4UV油墨的优缺点

  现将UV油墨的优点和缺点归纳如下。

  1.4.1UV油墨的优点

  •快速干燥固化。印品瞬间固化，可立即转移至下道工序，实现了生产效率的提升。

  使用氧化聚合型油性油墨印刷包装产品时由于干燥迟缓，印品重叠放置时会产生粘脏，所以需要喷粉。通过取消喷粉可达到改善作业环境的目的，于是很多企业转而采用UV印刷。此外由于UV光不照射油墨场合不硬化，所以可以将油墨存放在印刷机上，使用时不会有问题。

  •无溶剂，不使用溶剂稀释剂。使用活性丙烯酸脂单体在硬化时形成墨膜，所以无VOC产生，对环境有利，操作环境也得到改善。

  •墨膜坚固。由于丙烯酸脂的反应交联形成坚硬墨膜，其耐磨擦性、耐溶剂性能优异。

  •对承印材料影响小。干燥时不需要高温，故能用于因热变形的承印物。

  •节省能耗。干燥不需要大型烘箱，也不需要渗透性型油墨干燥所需要的排气处理装置。

  1.4.2UV油墨的缺点

  •价格。由于UV油墨使用丙烯酸脂单体、光引发剂等，与普通油性油墨相比存在价格差。

  •使用专用器材。由于成分与油性油墨不同，必须使用专用器材。现在为了充分发挥UV油墨之长处，使用时从油性油墨频繁地转换为UV油墨。由于成分不同，如果使用油性油墨的器材(墨辊、橡皮布、印版等)，UV油墨中的丙烯酸脂单体、光引发剂就会渗入这些器材中，往往导致印刷不能正常进行，所以需要使用UV油墨专用或兼用器材。

  •难以实现低粘度化。UV油墨因无溶剂而实现了对环境的改善，但不使用溶剂难以实现低粘度化，尤其是使用液状油墨的凹印工艺很少采用它。

  •脱墨性。对纸再生处理时需要去除旧纸中的油墨(脱墨)。一般而言，由于UV油墨是通过丙烯酸脂的交联而形成硬化墨膜，所以从承印物上去除墨膜有困难。不过最近已推出脱墨性能得到改善的油墨。

  2UV油墨的应用

  2.1UV油墨的应用领域及其对应的油墨产品

  UV油墨与其他油墨相比价格偏高，这是由于较多地采用光聚合引发剂等高价原料所致。不过在讨论价格时，用户如何抓住采用UV油墨具有的高速印刷适性、印后加工时间的缩短、节省半成品存放空间等生产效率的提高所带来的综合成本上的优势，这才是最重要的。

  另一方面，印刷品总成本中油墨所占的价格成本仍然是要考虑的重要问题。如果印刷品价格便宜，印刷面积中图像面积所占面积越大(油墨用量越大)，印刷品材料价格中油墨价格所占的比例越大;反之，印刷品价格高而油墨用量少的场合，油墨的价格就不是大问题，采用UV油墨印刷较为有利。

  2.2环境协调型UV油墨

  UV油墨从过去就作为一种环境协调型油墨来使用，具体可以从下述几方面说明这一点:1)从地球环境保护的观点看(①控制油墨干燥时产生的二氧化碳的排放;②不使用挥发性有机溶剂);2)从卫生方面的观点看(根据①NL法规等行业自律法规、劳动安全卫生法、有毒物品取缔法，减少有可能对人体带来危害或记录在册的物质使用量;②减少环境荷尔蒙的使用);3)从作业环境的观点看(①不使用喷粉;②减少危险品的保存等作业负担;③可实现空间的节省)。

  但是从下述情况看，所说的UV油墨的环境协调性并非完美无缺:采用属于枯竭资源的石油化工产品为主要原料;还有必用的印刷工程专用辅料、润版液中的乙醇，以及循环再生增加的能耗。

  以日本东洋油墨公司为例。该公司以进一步减轻环境负荷为目的，致力于油墨的开发工作。

  首先，通过引入大豆油墨为代表的植物油(植物变性油)，确立了UV油墨的SOY化。其次，通过对来源于天然原料的松香树脂(松香变性物质)的引入以及大豆油墨为代表的植物油(植物变性油)引入，确立了UV和油性两者特性兼备的油墨。

  UV与油性混合型油墨系列，由于含有上述的油性油墨成分，与普通的油性油墨相比，干燥性能变差。不过该系列油墨由于具有较好的脱墨性而取得生态标记和大豆油SOY标记，达到了环境方面的要求，成为了商标所有人的指定产品，此外还被评价为具有类似于油性油墨的高印刷适性的特点，使用者的确与日俱增。现在正在反复研究如何提高该混合油墨的干燥性能。 



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