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探讨UV印刷品质差异分析——台湾学生论文(10.1)

台湾中国文化大学印刷传播学系 钟伟旭 更新日期:2003-05-23

摘要

由於岛内的印刷生产方式、油墨、技术日新月异,然後考虑到未来环保的趋势,使得在印刷机上须考量高速、高品质及无污染,故本文乃针对UV油墨做探讨。本文除探讨油墨外,也包括了印刷机、乾燥机之间相互关系的探讨,找出最适印刷过程之品质评估。

 

壹、前言

印刷品质随着印刷技术之进步,逐步朝向快速化。然而在快速化的过程中,一些问题就发生,如乾燥方面。UV油墨比起其他的传统油墨拥有较好之乾燥条件,所以其被印材料范围广及各种版式皆可使用UV油墨。由此看来,在未来的印刷趋势中UV油墨将占各种油墨中之一大席位。正由於UV油墨适用范围广,故针对轮转平版之速度快、生产量大,以及网版之被印材料范围广,此两种版式做探讨。如何有效得到最适之品质[图一],必须与成本、品质及产品价值做分析。

图一

 

贰、UV油墨[紫外线油墨]的源起

一、UV油墨发展史

利用紫外线来照射油墨,使其在短短的数秒内就完全乾燥硬化的构想,在1994年已有人提出。直到1960年油由英国的一家公司开发成功。UV油墨起初未受到重视,原因由於UV油墨所强调的特点是快乾和不含溶剂的全固态成份。在当时,与其他油墨相比根本没有较好的条件。但UV油墨在网版却是大受欢迎。由於网版印刷,其印刷速度不比其他版式印刷之速度快,严格说来相差一大截,且印出之墨膜又特别的浓厚,自然所需时间也就较长,主要原因就是"溶剂″此一东西。且溶剂在网版所带来之缺点,如油墨塞网了印不出来,只因溶剂在网目内蒸发乾掉的关系;油墨太硬不好印及油墨太稀又不能印,皆溶剂所致。总之业者一提起"溶剂″所带来之问题都会很伤脑筋。於是UV油墨两大特点解决网印业者所困扰的问题,且业者还嫌UV油墨发展过於迟缓。

二、UV油墨的特性

[1]简便与库存少:新的UV印墨只须具备四基本色即可混成所需之颜色,且其印刷墨膜厚度薄,所需墨量减少,故十分简便因此库存可减少。

[2]不透明度易控制:可依标准比例加入颜料或色素於延伸基内达到你所要的明度。

[3]配色能力:色素之加入延伸基可获适当的黏度、色调及明度,则可配出极丰富之色彩来,只要将基本色两种或两种以上混合而可获得各种所要颜色。

[4]墨量省:由於其成分中不含溶剂,故只需传统的三分之一到二分之一之间,用墨量即可获得预期之效果。

[5]上墨辊及印版不被阻塞:未经照射过的印墨,即使在墨辊或印版上可以在至少48小时内不会乾燥,因此不必担心辊上结皮或印版阻塞。

[6]省油墨:只有传统油墨热风炉电费的四分之三到五分之一之间即可乾燥。

[7]光泽度:UV印墨之光泽度十分讨好,也可以特别的处理达到特别效果。

三、UV油墨与传统油墨比较

UV油墨和传统油墨最大的不同点,可算是它的构成分子。它是全固态的组织形态,不含溶剂。且它的媒介剂、颜料、树脂和其他化学剂都和传统油墨不同。传统油墨都含有溶剂[40%—60%],需待溶剂完全蒸发掉後,才会留下调合剂、颜料和添加剂所混合而成之油墨乾膜。而UV油墨的颜料和树脂系统,则不像传统油墨一般有着那麽高的亮光度和不透明度。

四、UV油墨之优缺点

UV即是电磁波的一种型式,而UV油墨乃是利用UV之辐射能量来达到其乾燥效果。而UV乾固系统有许多种,但其原理都系於感光剂吸收高强度紫外线[UV]後所引起的化学反应。而其感光剂则是一种具有特殊反应能力的化学产品,可以将光能转换成化学能而使不同混合物瞬间固态化。但最重要一点乃是所使用UV光线之能量是家用日光灯之六百倍,所以在环境下不会因阳光照射而马上乾固。

[1]优点

1、不含挥发性的有机物:多数UV产品含有很少或是完全不含有机溶剂。

2、提高制成品的品质:经由聚合物高密度交联结合[Crosslinked]所产生的组成结构,不但具有高度的坚韧性[Toughness],也因而得到抗污[Stainresistance]、抗磨损[abrasionresistance]以及抗溶剂[Solventresistance]的特性。

3、能量需求低:一个典型的辐射乾固生产线消耗的能量,只有用热能乾燥所需的25%。

[2]缺点

1、"视线所及″式的乾固:UV的产品通常只会在UV直接照射下乾固。2、对乾固含有颜料系统的困难:UV对穿透较厚和含有颜料的涂料有困难。一般而言,只有EB才有较好的效果,近期在化学和光能上的研发,已使UV对产品的效果有所改进。

3、原料价格过高:目前原料价格偏高是由於市场较小,再加上高金额的研究费用,才造成产品单位价格高於传统性的产品。在此须注意,UV产品是百分之百的实体,而不像传统性油墨、涂料和黏着剂含有挥发性溶剂。4、乾固设备[curingunit]:费用过高基本设备投资价格高。

5、UV产品可能的危险性:多数UV的产品在没有乾固前,可视为皮肤刺激物。但是这些产品,由於挥发性低,在操作使用时若能保持穿戴护肤手套和护目眼罩的习惯,就会减少这类问题。

6、黏固性不佳:一般而言,和传统性产品相比,对一些物料包括钢片和铝片的黏固性不佳,作化学上的改进和作後烘焙处理[post-Baking],可以消除一些黏固性不佳的问题,同时也可降低在乾固过程中由於收缩[shrinkage]所带来的压力[stress]。

 

叁、影响UV印刷品质之因素探讨

在印刷前需考虑的第一步,便是设计。而设计应先想到印墨,因为任何印刷品,都是印墨在纸张或他种承印材料的固化皮膜所显示的效果。

一、油墨方面

[1]UV油墨保存期限不长:目前UV油墨保存期限都不长,原因是UV油墨较易产生胶化变质的现象。

[2]UV油墨之墨膜厚度、透明度:油墨墨膜厚度太厚,也会影响UV光线照射的速度,造成油墨硬化不易。至於油墨之透明度,透明性的UV油墨要比不透明的UV油墨乾固快得多了。油墨中,UV光线照射的速度不但较快,同时也较均匀的关系,举例:目前硬化速度最快的颜色,算是彩色四色印刷中的蓝色,其次是洋红和黄色。黑色油墨的硬化速度十分的慢,最难硬化的要算是不透明的白色了。不但如此,不透明白色在UV光线的照射下,还会有发黄的趋向。

二、印机方面

在网版方面其版式依被印物之不同,而有不同之印机。[如图2]

图二

本文所探讨的主要是网印平版。分开印前与印後,针对在印刷时可能发生之因素。

[1]刮刀

1、硬度刮刀刀面之硬度单位,一般用JIS[日本工业标准]之硬度计来计测之。如刮刀刀面之硬度愈大,则刀面与版面之接触愈小,所以适合印刷高者,切线较锐利细小,印墨较薄之印刷品。反之,刮刀刀面愈软,接触面积愈大,也就适合印墨量厚且粗犷、单调的印纹图案。区分如下:特软45度至55度、软性55度至65度、中等65度至75度、硬性75度至85度。

2、宽度简单来说,刮刀宽度必须大於印纹宽度且小於网框宽度,如此才能达到印刷要求。但是为要求品质,且减少印纹失真之产生,刮刀宽度之考虑因素,还是有其取决之依据,就印纹宽度及网框宽度之立场,分别讨论。

A、以网框立场而言:当然刮刀之宽度必须小於网框,才能进行印刷。以理想的状况来说,刮刀宽度是愈小愈好,也就是说其刮刀之左右两端与枉框之距离愈大愈好,因为在这种状态下网布在刮印之过程中,能柔软的与被印物接触,网布之伸张也较小。反之,刮刀与网框之距离太小时,便使网布过於僵硬,导致刮刀两端网布之角度过大,造成形状扭曲,此乃是印纹失真之主因。一般而言,刮刀每增加10寸,就有100micron的误差,而刮刀之宽度以不超过网框尺寸之百分之五十为佳,如无法达此要求,至少刮刀之两端距网框之距离须有5公分,以保障印刷品质。

B、以印纹立场而言:一般要求刮刀宽度必须大於印纹宽度2至10公分,基於刮刀宽度愈小愈好之理由,也必须视印纹之大小加以取舍。倘若有使用回墨刀时,回墨刀之宽度应比印刷用刮刀之宽度再宽一些,则可使印刷刮刀两端所溢出之印墨完全运回。

3、刮印速度与角度刮印速度与角度,主要影响着油墨透过网布到达被印物之多寡。刮印速度快则透墨少且薄,刮印速度慢则透墨多且厚。但如果刮印速度过快,油墨之厚度不够,易发生印纹不清楚之情形,而太慢则容易造成渗墨,使印纹不够鲜锐。一般印刷刮印速度大约每秒60至200公分之间,视当时条件而决定。而刮印之角度,也同样影响着出墨量,角度小则出墨量大,角度大则出墨量小,通常采用之角度为45度至75度之间。刮印时必须注意速度要求均一,且角度也要前後一致,才不会在同一印刷品中产生印墨浓淡不同之现象。

4、刮印压力:首先必须了解一个观念,网版印刷绝非靠着刮刀的压力将印墨压到被印物上,而是靠着刮刀推动印墨,在印墨内部产生液压作用,推使通过网目,并由被印物与油墨间之黏力,使达成印刷之目的。所以印压应在尽可能的范围内愈轻愈好,且刮刀面与被印物呈线接触即可,否则即印压过大。印压不够时,必然是无法印出印纹,而印压过大时,不仅印墨之挤出量没有增加,反而使刮刀尖端过份弯曲,以致版面与被印物呈面接触,造成印刷不鲜明,且刮刀耗损大及版面之印膜会产生剥离现象。

[2]网布

网版印刷在被印体选择性方面,由於本身速度慢所以大都是不易吸收印墨的物体居多,因此印墨发展走向两个方向。一个是含有溶剂之印墨,等印刷完後,溶剂蒸发而使印墨固着在被印体上,但因溶剂有害人体健康,并造成公害问题,於是印墨就朝向另一方向发展,以光或热来固着印墨,以减少公害之发生。但是以光或热来固着印墨,所以墨膜的厚度必须很薄,因此需使用细薄的网布方可得到良好之效果,可是细薄网布的价格较贵,於是发展出一种经过加压压光的网布,适用於UV印墨之乾燥,称之为UV网布。

1、优点可使用一般目数的UV网布来取代高目数的网布,使得成本降低。

2、缺点网布经辗平後,网孔形状稍嫌不均匀,以致影响印纹边缘的直线性,对於精细印刷也不宜。

(未完待续)