紫外線固化技術(shù)在柔性版印刷上的應(yīng)用

柔印機(jī)具有印刷、印后加工一次成型的功能。它可以在整個(gè)機(jī)組外加上膠印、凹印及絲印機(jī)組，從而完成印刷、烘干、燙金、模切上光固化等工藝。本文目的是介紹紫外線固化在柔性版包裝印刷中的作用及應(yīng)用的一些基本知識(shí)。因?yàn)樽贤饩�固化在柔性版印刷上起到了不可忽視的固化作用，直接影響到印刷的質(zhì)量。今天，中國(guó)紙業(yè)網(wǎng)編輯給大家詳細(xì)介紹一下相關(guān)內(nèi)容。

一、紫外線的應(yīng)用

UV是英文Ultraviolet Rays的縮寫，即紫外光線。紫外線是不可見光，是可見紫色光以外的一段電磁波，波長(zhǎng)在10 nm——400 nm的范圍。紫外線通常按其波長(zhǎng)的不同又細(xì)為幾下幾段：

a.真空紫外線（Vacuum UV），波長(zhǎng)為10 nm——200 nm；

b.短波紫外線（UV-C），波長(zhǎng)為200 nm——290 nm；

c.中波紫外線（UV-B），波長(zhǎng)為290 nm——320 nm；

d.長(zhǎng)波紫外線（UV-A），波長(zhǎng)為320 nm——400 nm；

e.可見光（Visible light），波長(zhǎng)為400 nm——760 nm；

紫外線用于工業(yè)生產(chǎn)，一般使用的是長(zhǎng)波UV（UV-A）。

nm叫“納米”，是英文namometer縮寫nm的譯名，是一種度量單位。納米為百萬分之一毫米，亦是十億分之一米，約相當(dāng)于45個(gè)原子串在一起的長(zhǎng)度。

常用的幾種紫外線燈光譜圖，見圖2、圖3、圖4。

汞燈：主波峰為365 nm。主要適用于表面固化，如印刷、家具噴涂等后固化光源。

鎵燈：主波峰為420 nm。主要應(yīng)用于絲網(wǎng)制版、曝光、光蝕等工藝。

鐵燈：波峰為連續(xù)波峰。因其具有各種峰值，增強(qiáng)了365 nm——380 nm之間的光譜，所以此燈既可用于曝光制版，也可用于固化�，F(xiàn)在高速柔性版印刷機(jī)上所用固化燈管大多數(shù)為此光譜的UV燈管，在相等條件下其紫外能量約要高于紫外線高壓汞燈30%，解決了深層固化的問題。

后兩種燈是因?yàn)樵跓糁刑砑恿他u化物后對(duì)燈的光譜產(chǎn)生了不同的影響和改變。由于在柔性版制版中曬版燈因版材的不同，一般為冷光源燈管（熒光燈）波峰為350 nm——450 nm之間，而固化油墨的主波峰為350 nm——400 nm之間。

二、紫外線固化燈的配套設(shè)備

1.紫外燈管需要配套相匹配的變壓器、電容、鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器等相關(guān)電源附件，燈方可點(diǎn)亮（1 KW、2 KW配套鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器；2 KW以上配套變壓器、電容）。高檔紫外裝置使用電子電源可以從50%至100%紫外強(qiáng)度無級(jí)調(diào)整，配合復(fù)卷式UV固化。

2.紫外線燈還需配反射罩。在紫外線高壓汞燈上，反射罩的作用是起聚光作用，將UV燈管發(fā)出的紫外光反射到下面需固化的產(chǎn)品表面，集中在一條線或一個(gè)點(diǎn)的位置（即在固化物體表面上形成一個(gè)焦點(diǎn)）。

3.燈管功率密度=燈管功率÷燈管極距。

不同的UV涂料對(duì)燈管的功率密度的要求也不同，如80 w/cm、120 w/cm、240 w/cm等。

4.紫外能量=紫外強(qiáng)度×?xí)r間。

在紫外強(qiáng)度一定范圍內(nèi)，時(shí)間的累積達(dá)到完全固化。

5.燈罩的用途及特點(diǎn)：

現(xiàn)今用于柔凹印刷干燥的燈罩，主要用途不僅僅是起聚光作用了，還具備了快門的功能，可聯(lián)機(jī)控制。當(dāng)印刷機(jī)停機(jī)時(shí)，快門合閉，同時(shí)燈管功率降到最低維持狀態(tài)，防止印刷物受熱著火。如果是熱敏材料，需配備石英隔熱片隔熱（石英反射器反射紫外、透射紅外，也可反射紅外、透射增強(qiáng)UV）。如圖6所示。

三、UV涂料的固化過程

UV涂料經(jīng)紫外光輻射后光引發(fā)劑被引發(fā)，產(chǎn)生游離子基或離子，這些游離基或離子與齊聚物不飽和單體中的雙鍵起交聯(lián)反應(yīng)，形成單體基因，從而引發(fā)聚合、交聯(lián)和接枝反應(yīng)，使樹脂（UV涂料、油墨、粘合劑等）在數(shù)秒內(nèi)（不等）由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)（此變化過程稱之為“UV固化”），一個(gè)完整的固化過程結(jié)束。

UV柔印油墨物理化學(xué)性能優(yōu)良。UV固化干燥的過程是UV油墨光化學(xué)反應(yīng)，即由線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而具有了耐水、耐醇、耐磨、耐老化等許多優(yōu)異的物化性能，這是其他各類型的油墨所不及的。UV柔印油墨印刷適用性好，印刷質(zhì)量高，印刷過程不改變物性，不揮發(fā)溶劑，粘度穩(wěn)定，不易糊版堆版，印刷著墨力強(qiáng)，網(wǎng)點(diǎn)清晰度高，階調(diào)再現(xiàn)性好，墨色鮮艷光亮，附著牢固，適合精細(xì)產(chǎn)品印刷。

從目前來看，UV印刷技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用還有一個(gè)過程，一方面是對(duì)UV柔印技術(shù)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解；另一方面是設(shè)備、光源、配套器材及工藝技術(shù)等方面協(xié)同改進(jìn)和完善。這就要求設(shè)備廠家、油墨公司及光源公司三方面必須配合，達(dá)到完美的印刷固化效果。如UV光源：UV柔印每一個(gè)色組都需配備紫外光源，不同顏色的UV柔印油墨吸收紫外線的能力不同，例如黃色和品紅色吸收能力較強(qiáng)，較容易固化干燥，而藍(lán)色和黑色吸收紫外線能力弱，較不易干燥，放在后面固化并且功率增大�？梢愿鶕�(jù)不同的顏色分配UV燈管的功率，以保證各色UV油墨的合理干燥，同時(shí)也可節(jié)省能源。要注意UV燈管老化，及時(shí)更換紫外線燈管，防止固化不徹底，造成粘連。

紫外線燈管的壽命為1000小時(shí)，頻繁啟動(dòng)會(huì)明顯縮短燈管的壽命。

四、對(duì)UV固化裝置在柔性

版印刷中應(yīng)用的幾點(diǎn)建議

1.整套的UV固化裝置應(yīng)分為燈箱、電源控制箱和冷卻裝置三個(gè)部分。

2.燈箱部分的外觀應(yīng)小巧完整，并確保冷卻風(fēng)能夠?qū)α鲿惩ā?/p>

3.光源功率較高，功率可以全功、半功或75%功的轉(zhuǎn)換。

4.風(fēng)機(jī)開關(guān)在電器箱控制，并且在關(guān)掉燈后要有6——8分鐘的延時(shí)風(fēng)冷，給燈管降溫。

5.主要開關(guān)都配有指示燈，并對(duì)主要電器件有保護(hù)措施。

6.燈罩部分可選裝石英隔熱片，用于熱敏材料的固化。

目前國(guó)外裝有UV油墨固化系統(tǒng)的柔印機(jī)、輪轉(zhuǎn)機(jī)在不斷增加，同時(shí)現(xiàn)有的不干膠機(jī)也在不斷地改裝UV油墨固化系統(tǒng)。以UV油墨取代水基油墨和溶劑型油墨已成為一種發(fā)展趨勢(shì)，在柔凹機(jī)上都得到了較廣泛的應(yīng)用。無疑UV柔印技術(shù)的發(fā)展前景是很美好的。國(guó)內(nèi)UV柔印技術(shù)的推廣應(yīng)用，需要根據(jù)我們的國(guó)情和產(chǎn)品的需要，也需要國(guó)內(nèi)設(shè)備器材廠商能予以配套和完善，提高產(chǎn)品的性價(jià)比及設(shè)備的穩(wěn)定性和耐用性。隨著環(huán)保要求和質(zhì)量要求的日益嚴(yán)格，相信在不久的將來，國(guó)內(nèi)的UV裝置技術(shù)也一定會(huì)有一個(gè)較大的發(fā)展。