近些年來，UV（紫外線）上光技術(shù)在印刷領(lǐng)域正得到不斷的普及。那么什么是UV呢？UV對于印刷有什么用處？使用UV技術(shù)對于印刷有什么好處呢？等等。下面我們帶著這些問題來走近UV。
UV是英語中紫外線ultraviolet的縮寫。紫外線是電磁波譜中的一個波段。波長100nm到400nm的波均稱為紫外線。我們一般所說的UV在印刷中實際上就是紫外線固化的簡稱，即印刷品在印刷結(jié)束后，在紫外線照射下干燥的過程。
一、ＵＶ上光的優(yōu)缺點：
優(yōu)點
①配方內(nèi)無溶劑，故無溶劑揮發(fā)帶來的問題；
②室溫下能快速固化；
③降低能耗。固化速度快，使單位面積所需要能量減少；
④可涂布熱敏基材；
⑤涂布過程簡單易行；
⑥節(jié)省場地，比紅外熱干燥箱短得多；
⑦成品可立即堆放；
⑧涂層性能優(yōu)異。
缺點
①若不使用有害的單體，常很難配制粘度非常低的涂料；
②價格昂貴；
③對皮膚有刺激；
④ＵＶ光源會產(chǎn)生臭氧；
⑤涂層附著力低，有收縮性。
二、UV上光油的化學(xué)構(gòu)成。
UV上光油的化學(xué)成分主要有輻射預(yù)聚物、稀釋劑和光引發(fā)劑：
1.輻射預(yù)聚物。預(yù)聚物是有剩余不飽和性分子的化學(xué)體系。這種分子當(dāng)處于某種條件時能與其他不飽和分子交聯(lián)，由液態(tài)變成固態(tài)涂層。要求這些不飽和分子在交聯(lián)之前必須穩(wěn)定，互相不起反應(yīng)。
預(yù)聚物種類:
1) 環(huán)氧丙烯酸酯；
2) 丙烯酸酯化的油；
3) 丙烯酸氨基甲酸酯;
4) 不飽和聚酯;
5) 聚酯丙烯酸酯;
6) 聚醚丙烯酸酯等。
2.稀釋劑。稀釋劑也是含不飽和分子的化學(xué)體系。用它可調(diào)節(jié)粘度，同時又是成膜物質(zhì)。有些情況可代替預(yù)聚物，為了使粘度達到需求范圍，常要在預(yù)聚物和稀釋劑的混合物中加入少量的揮發(fā)性有機溶劑，但最多不超過5%-10%。
稀釋劑分活性和非活性兩種。非活性稀釋劑有溶劑和增塑劑兩類。溶劑類主要是揮發(fā)物。增塑劑是使固化后的涂層產(chǎn)生一定的柔性，不但降低粘度而且還有利于涂布和流平。活性稀釋劑加入到預(yù)聚物中可改變粘度、粘著性、柔性和硬度。活性稀釋劑可分為單官能團和多官能團兩種。
單官能團活性稀釋劑，如：丙烯酸-2-乙基乙酯，易燃，易揮發(fā)，對皮膚有刺激。多官能活性稀釋劑揮發(fā)性低，閃點高，對皮膚刺激性小。
活性稀釋劑的作用如下：
①調(diào)節(jié)粘度和流平性；
②與光引發(fā)劑體系決定固化速度；
③與高分子量預(yù)聚物分子連接到一起，加速固化；
④增進和改善固化涂層的性能。
３.光引發(fā)劑。光引發(fā)劑的定義是吸收輻射能，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分子。
光引發(fā)劑不參與固化，因此光引發(fā)劑濃度較低，其用量要求：引發(fā)劑其本身或其光化學(xué)產(chǎn)物，必須不對固化后聚合物的化學(xué)和物理性能產(chǎn)生不良影響。通常用二苯甲酮類。
光引發(fā)劑在引發(fā)聚合的過程中，還有兩種物質(zhì)是不可缺少的。光敏型，是指吸收光能后，將能量轉(zhuǎn)移給光引發(fā)劑分子引發(fā)聚合的化學(xué)反應(yīng)，而光敏劑恢復(fù)到其初始非活性狀態(tài)。另一種稱為光活性劑或光增效劑（通常為胺類），主要是增強光引發(fā)劑的活化速率，它本身不吸收輻射，也不引發(fā)聚合，但能提高固化速率。
三、UV上光固化的化學(xué)過程。
光固化材料的基本組成有預(yù)聚物、稀釋劑、光引發(fā)劑、助劑、顏料。光的固化化學(xué)過程是光引發(fā)劑吸收光子能量而激發(fā)，形成游離基，這些游離基引發(fā)預(yù)聚物和稀釋劑聚合（引發(fā)分子鏈增長）。
四、在印刷品表面的UV光油的工序：
1.除粉。一般印刷機上都有除粉裝置，印刷墨色較大時常用噴粉來解決蹭臟問題。但是噴粉粘在油墨表面象砂紙一樣，涂上UV光油以后并沒有光澤。因此需除粉。清除方法：先用毛刷滾掃，毛刷滾動方向與紙張移動方向相反；將粉掃起來，再經(jīng)吸風(fēng)道吸到室外。當(dāng)粉與油墨混在一起成顆粒狀，掃不下來的時候，可用兩個光輥對壓紙表面，將粉墨顆粒壓平。
2.電暈處理。有些印刷材料，如PP或PET對UV光油親和性不好，有些油墨含蠟多對UV油也不親和，可采用經(jīng)高壓放電處理改善親和能力，就能很均勻地與UV油附著。
3.打底油。對滲油的紙張，應(yīng)先上乳白色底油，將紙張毛孔封住，提高白度，再上UV油效果最佳。如表面涂布層較薄的白板紙，若直接涂UV光油。油會很快滲入底層，上不出光來，反而將底層灰底色反應(yīng)出來，使上光后紙面發(fā)青。若先打一層底，再涂UV油就可解決此問題。底油一般是熱干燥型的。
4.UV上光。涂布UV光油。
5.冷卻。用風(fēng)扇吹經(jīng)UV固化后的印刷品，使其表面溫度降低。其目的一是避免紙張變形，二是阻止后固化繼續(xù)。
五、我們目前比較常見的UV上光的方式主要有以下四種：
三輥式涂布原理。
ＵＶ光油流入輥Ｍ和Ｒ形成的醋槽內(nèi)，經(jīng)Ｍ一Ｒ擠壓均勻，光油附著在Ｒ上，Ｒ與Ｍ擠壓將Ｒ上的油涂布到紙上。刮刀將壓印輥Ｍ上的多余光油刮入下面接油槽內(nèi)，重新使用。涂布量由Ｍ與Ｒ之間的壓力決定。此機特點是上光速度快，機器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，操作技術(shù)性不高。缺點是不適宜薄紙，因為薄紙易粘在輥Ｒ上反卷回去。也有些設(shè)計，加氣刀可使紙與輥Ｒ剝離，使薄紙不被輥Ｒ卷走，但使用起來都不理想。再有就是涂布量不易控制，涂層過厚，光油涂布量不易調(diào)節(jié)，只能靠加熱油或添加稀釋劑來控制上光厚度。
叼牙式上光機構(gòu)原理。
墨棍Ｍ從油槽中將油帶到壓印輥Ｒ上，Ｒ與叼紙壓印筒Ｌ對壓，將光油轉(zhuǎn)移到紙上，實現(xiàn)涂布。優(yōu)點：薄厚紙均適宜，一般８０g/㎡單面銅紙至４５０g/㎡白板紙均可。操作簡便，結(jié)構(gòu)簡單易維修。由于輥Ｒ和Ｌ之間壓力大，因此勻墨效果好于三輥式。缺點：速度慢，一般２５００張／時；操作人員多，最少需４人；涂布量不易控制。
四輥式網(wǎng)紋輥上光機結(jié)構(gòu)。
比較三輥式涂布機，四輥式多了一個網(wǎng)紋輥（計量輥），相應(yīng)多了一把刮刀。增加一個網(wǎng)紋輥的目的是定量地控制涂布量，保證產(chǎn)品上光層膜層厚度的一致性。一般長版包裝用此種機型，比如煙、酒、肥皂、牙膏、膠卷等產(chǎn)品包裝盒需要定量控制產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。再如某一品牌肥皂盒不同時期生產(chǎn)，但擺在同一柜臺，若用三輥式上光機上光就會出現(xiàn)盒表面光亮度不同，而用網(wǎng)紋輥上光機上光，就分不清是哪批生產(chǎn)的產(chǎn)品。
用膠印機上光。
用膠印機上光的方法及特點如下：
1上光油置于水槽內(nèi)，通過水輥涂布。
2將水輥的水絨套取下，用膠輥傳光油，目的是減少傳油量。
3調(diào)節(jié)水輥上水量，即調(diào)節(jié)上油量。
4將水槽加寬，使全部墨輥都在水槽上面。因為光油粘度低，水輥上的油向下滴油會掉在下面的紙上。
5裁切橡皮布與印品寬度一樣或略小于印品寬度。
6可涂布ＵＶ油、水性光油，但不能涂布溶劑型熱干燥光油，否則粘滾。
7用普通ＰＳ版、普通橡皮布即可。
8涂布油層厚度不宜過大，否則出現(xiàn)麻點。
9不能局部上光，因為ＵＶ油對ＰＳ版無水墨分離特性。
10通過割橡皮布可簡單局部上光。
11需要涂層薄時可用墨槽上光。
若車間溫度低于２０℃，可通過添加稀釋劑調(diào)節(jié)涂布厚度。
六、UV上光油的正確使用
UV油是不結(jié)膜物，就像食用油放在空氣中表面不會結(jié)一層干燥膜。UV油見到紫外光，如陽光、電焊弧光、曬版燈光立即固化。一般日光燈、白熾燈、鈉光燈等照明光源不會引起固化。UV油內(nèi)含光引發(fā)劑、稀釋劑，對人體皮膚有一定刺激作用。
鑒于UV油具有以上特性，使用時應(yīng)注意以下幾點：
①UV油正常使用溫度為50℃~55℃，使用時用恒溫水浴將油循環(huán)加熱，使粘度達到設(shè)計使用要求，有利于流平和快速固化。
②UV油經(jīng)過UV燈輻照區(qū)域，溫度為50℃~60℃時，固化快，附著力強。但并非UV燈下溫度越低越好。
③上光機擺放在陽光不能直射的位置，否則UV光油固化在涂布輥上，若不能避開陽光直射，應(yīng)用紅黑窗簾擋住光線。
④上光時UV油會將上光材料上的油墨散到UV油中，使上光油著色，其經(jīng)過濾沉淀后還可使用，不必廢掉。
⑤上光操作時，UV油碰到皮膚應(yīng)立即用肥皂水洗掉，否則會出現(xiàn)皮膚紅腫、起泡。
⑥UV油使用粘度隨上光機種類而異，應(yīng)根據(jù)機型選用專用上光油。若達不到上光機需要的粘度，可用稀釋劑減粘或用增粘劑加粘。這種方法會損失UV光油固化速度、亮度、附著力等。
⑦UV油流到傳動軸轉(zhuǎn)動部分，在高溫下會粘在軸上，影響傳動，因此注意清洗軸頭。
根據(jù)承印物表面的性質(zhì)，選用專用的光油，如金卡紙油、PET專用油等。
七、UV固化的時間
從理論上可以嚴格計算出單位體積內(nèi)，UV固化材料需用多少個光子可以固化，而光化學(xué)反應(yīng)速度基本不用多少時間。但在UV油或油墨中添加了阻聚劑延緩了光化學(xué)反應(yīng)后的分子聚合時間（即固化時間）與光引發(fā)劑和阻聚劑有直接關(guān)系。
一般UV光油或油墨配方時將固化時間選定在0.1~0.2s以內(nèi)。但具體時間在配方確定后，從工藝上與以下幾個因素有關(guān)：
①涂層厚度。涂層表面固化很快，但表層固化后強烈地吸收紫外線，紫外線強度以指數(shù)衰減，降低固化速度。因此涂層薄固化快，反之則慢。
②紫外線強度。強度大則固化時間短，反之則長。
③添加溶劑。UV光油中添加稀釋劑，如乙醇會降低固化速度。
④環(huán)境溫度。涂層溫度在50℃~70℃時為較理想的環(huán)境溫度。UV汞燈中含有大量可見光和紅外線成分，為涂層表面提供了環(huán)境溫度。因此在設(shè)計固化機時并非材料表面溫度越低越好。
⑤氧氣少固化速度快。氧氣對紫外線有強烈吸收，在涂層表面充氮氣會加速固化速度。
具體固化時間的選定與以下幾方面有關(guān)：
根據(jù)涂布機的特點，如絲印機，印刷速度約600~2000張/時，用350目網(wǎng)涂UV光油，用功率密度80W/cm燈管一支即可達到要求。用四色膠印機印刷UV膠印油墨，用功率密度80W/cm燈管三支，印刷速度達7000張/時。柔印機、凹印機涂布UV光油，網(wǎng)線數(shù)為165線網(wǎng)紋輥，用120W/cm燈管一支，固化速度達80W/min。一般選擇固化速度比涂布速度要快一些。
根據(jù)印刷品材料耐溫性。不耐溫材料固化速度要快，以免材料變形，如塑料薄膜，速度快到其表面受光照后涂層恰好固化，但溫度尚未傳到下面就離開光線，使材料基層不變形。白板紙易脫水，也需固化速度快。
八、UV上光油的粘度的調(diào)整
UV光油含量一般要求在92%～98％，其中溶劑很少。從配方中解決粘度高低不當(dāng)?shù)膯栴}，粘度高易實現(xiàn)，只需加入增粘劑，反之比較難。改變使用環(huán)境溫度也可調(diào)整粘度，一般將輥和儲油箱加溫到55度，可降低粘度。另一個方法是添加稀釋劑，但此辦法不太理想，稀釋劑阻礙固化，影響光膜亮度，且中間體不參與固化，最后浪費掉造成環(huán)境污染。
九、一般UV上光膜層厚度：
膜層厚度與以下幾方面有關(guān)：
1.與紙張表面光澤、密度有關(guān)。紙張光亮、密度大、不滲油則需要膜層薄反之則厚。
2.與客戶的要求有關(guān)。如僅需覆蓋油墨則要薄，如要立體效果則需要厚些。
3.與上光機有關(guān)。用膠印機、凸印機涂布不可能太厚，因為壓力大，而用三輥式上光機涂布不可能薄，因為壓力小，用凹印機、柔印機涂布可定量調(diào)節(jié)厚度。
4.與涂布機運轉(zhuǎn)速度有關(guān)。如柔印、凹印機上光時速度高，油稀，網(wǎng)紋輥網(wǎng)目數(shù)高涂布膜層就薄。如果使用低網(wǎng)目，粘稠的油尚未流平就固化，上光層是點狀不是膜層。
根據(jù)以上因素調(diào)整膜層厚度。一般銅板紙表面油墨為1～4g/平方米，膜厚1～4微米；白版紙表面用油墨3～12g/平方米，厚度3～12微米。
十、UV上光的耗油量
UV光油用量可根據(jù)以下幾個方面因素確定：
１.上光機方式結(jié)構(gòu)。如最簡單三輥式上光機，由于輥壓力小，無勻墨輥，因此光油涂布量比較大，常常涂布量遠遠超過需要量，一般涂布量6g/㎡以上。而用網(wǎng)紋輥上光，涂布量為2 g/㎡以下。叼牙式上光機涂布量2～8g/㎡。絲網(wǎng)機涂布量可打50 g/㎡。一般局部立體藝術(shù)上光，上光膜層厚度約0.5㎜，用手觸摸有立體感。膠、凸印刷機涂布上光1～3 g/㎡。
2.紙張表面光亮度。UV上光應(yīng)說是錦上添花，但只適用于表面光亮度高的紙張，或表面對光油吸收性差的材料。如果材料表面粗糙，光油涂上去后立即就會滲到下層去，就不會在表面上形成一層光亮的膜，也就沒有上光的意義了。紙面的材料只有銅版紙、白板紙能涂布UV油。銅卡（玻璃卡）涂油量2～3g/㎡效果就很理想。一般銅版紙涂的油約3～5 g/㎡，而白紙板涂油量約5～12 g/㎡。
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