精選文章 ( 56 ) 陽離子UV油墨的優缺點
套筒型熱縮膜市場的營業額到2007年預計將達到525億美元，這被視為是低成本柔印市場的功勞。一直以來，由於雕刻凹版滾筒和溶劑回收裝置價格昂貴，使得凹印印刷成本高出柔印很多，凹印的這一不足也限制了套筒型熱縮膜市場的發展速度。
陽離子UV油墨在印刷熱收縮薄膜時，必須要用UV乾燥系統固化油墨。印品質量，印刷速度、客戶要求過去都無法由陽離子UV油墨實現。所以，人們通常選擇凹印來印刷熱收縮薄膜。
這種專為套筒型熱縮膜?究出的新UV自由基柔印技術，使得印品圖文質量超過了凹印。這種白色不透明油墨對環境要求低，不但成本低廉，而且滿足印版變形量、油墨流動性控制、印刷速度的要求。
UV油墨化學組成的選擇
現今，丙烯酸鹽〈自由基〉和陽離子是UV印刷中最主要的兩種化學方法。陽離子UV油墨印刷多年使用於短版套筒型熱縮膜的印刷；自由基油墨則因墨膜收縮量小而多用於紙類承印物•雖然，這兩種方法很多應用形式，但這裡討論的是它們的基本化學組成。
陽離子UV裝置
陽離子UV裝置利用光引發劑在UV燈照射下，產生出酸性物質來催化發生聚合反應。陽離子劑誘發環氧基團進行連鎖反應直至氧鍵斷裂或生成玻璃狀聚合物，鍵反應才中止。這一反應的速度慢於自由基縮反應•但其成份後固化程度高。UV燈所發出的紅外線〈IR〉是控制反應速度和反應完全的關鍵。在進行陽離子縮聚反應必須要充分了解薄膜性質、避免油墨龜裂，保証油墨後固化完全。
陽離子油墨的優勢在於其反應類型為典型的環氧基團逐步開環聚合反應，這提高了油墨的有效成份含量，近乎是完全轉化為墨膜。
由於陽離子縮聚反應速度慢於自由基縮聚，所以需要較長的時間，墨膜在承印物交聯、附著，以期降阺承印物所受的壓力。陽離子固化物的墨膜收縮率小於5%。
陽離子油墨的缺點
反應速度比自由基聚合慢，並且需要高溫固化。但低墨膜收縮率、高溫固化，往往會造成墨膜邊緣不平服、光滑。一般來說，選擇800w以上的UV光源，才能保証陽離子油墨快速完全的固化，如低於此溫度，墨膜的耐久性、粘附性明顯下降，氣味變大。
陽離子縮聚反應會受大氣濕度的影響而終止是它的另一弱點。高濕天氣會導致油墨性質參數的不斷變化。因此，溫濕度控制系統是陽離子UV印刷必備的裝置。
對陽離子油墨來說，成份的選擇也是一個難題。首先，陽離子油墨基本成本的價格本身就高於自由基的。再則，由於?性物質延緩甚至抑制反應的進行，所以油墨中此類物質的含量不能過高。?性同樣不能過量使用，否則，它會使油墨黏度增大變成膠凝。
為此，油墨工程師必須嚴格控制油墨成份中顏料的類型，他們往往要對顏料進行表面處理，使其PH值達到中性。所以，有許多顏料因無法滿足UV油墨流動性和粘稠度的要求而不能使用。
同樣，對分散劑也有很高要求。尤其在一些被報導阻礙陽離子油墨的反應後，分散劑種類有了更嚴格的規定。這又限制油墨中顏料的添加量，致使印刷墨層厚卻色彩表現力差，圖文色彩不鮮艷。
此外，陽離子引發劑還所含的重金屬元素，它會釋放出少量的苯類物質，既污染了環境，更危害了工人健康。
然而，這種新自由基UV技術卻可以做到不含重金屬元素、無苯類物質生成，而印刷速度只是略微降低。
自由基UV油墨裝置
自由基UV油墨裝置同樣是利用UV燈照射光引發劑來誘發丙烯酸?的連鎖縮聚反應，直至自由基與顏料、氧氣、添加劑或其他自由基反應，或玻璃化而終止鏈鍛反應。一般情況下，油墨在UV燈照射下完成固化後會有少部分二次分裂，可其實很少有真正的後固化工序。所以，在油墨在承印物上冷卻、附著時，會出現黏著、划痕等現象。UV燈所發出的紅外線〈IR〉則可以加快固化速度，這一點自由基反應的確稍差於陽離子反應，但還是有其他方法可以得到理想的固化效果的。
自自基油墨的優點
此裝置速度快。自由基油墨的固化無太高溫要求，低能光源下，即可快速固化，這就很大程度的減少了承物的受熱，避免了熱收縮膜在印刷過程中的收縮，而它對於油墨成份的要求也沒有陽離子油墨那樣苛刻。這樣，多樣顏料選擇足以保証油墨在YAG網紋輥上有良好的流變性。此外，高顏料填充使得油墨可揮發成份減少，降低收縮率和氣味。由於自由基油墨在成份選擇上無過多限制，所以它可以印刷鹹性較強的承印物和與鹼溶性、水溶性柔印油墨聯合印刷。
自由基油墨的缺點
自由基油墨反應快，可迅速將所有成份固化在一起，這會使承印物受壓增大。在印刷熱收縮膜時，過大的壓力和固化UV燈的少量熱能會導致薄膜的收縮變形。而收縮也會是使自由基UV油墨同其它UV油墨一樣柔性下降，親和性、黏附性變差。自由基油墨還極易被氧化。不過，這一點可以採取高能光源、高效成份亦或是選用可吸收氧氣的引發劑〈如，2.4，二元胺和三元胺類〉。要說明的是，這是在空氣條件相對穩定、無太大起伏的條件下，得出的實驗結果。若用於實際生產中，還需要進一步論証。
新技術
低墨膜收縮和良好的柔性使得自由基油墨的適合印刷高收縮率薄膜。
速度
乾燥速度快。高黏附性使自由基油墨可以瞬間黏附於承印物並在低能光源照射下迅速固化；在這一過程中，承印材料不受熱。而陽離子油墨卻因固化能量要求高而無法高速印刷。這恰恰解決了UV柔印生產力低於凹印的問題。適當的固化裝置和壓力設定，自由基油墨將衝出這一瓶頸。
收縮
這種新油墨可以迅速結合固化在承印物上。由於速度過快導致墨膜自身產生內應力，不過不足以使它變破裂。這種內應力與收縮薄膜的生成道理一樣，薄膜預熱拉伸後冷卻，薄膜內部保留拉伸〝記憶張應力〞，當再次加熱時，發生解取向，捲曲恢復至原有狀態。自由基油墨墨膜也存在這種〝記憶張應力〞。當收縮薄膜印品被加熱時，這一特性是凹印和水性柔印油墨無法比擬的。所以，這種新技術與高收縮率PETG材料配合印刷的方法在收縮套筒標籤市場中的使用率已達到了75%。
圖文質量
這種新型油墨的印刷質量，印品質量好於用150 – 175LPI感光樹脂版柔印的質量。這種油墨的用墨量是凹印油墨的一半。與通過低黏度油墨、雙倍墨層厚度來得到高質量網點再現率的凹印不同，這種新型柔印油墨是通過薄墨層、色彩鮮艷的小網點迅速固化來得到與凹印相同質量的圖文。不透明的白色也能做到很好的不透明效果，可以聯合水性油墨一起使用以彌補水基油墨在這一點上的不足。
成本
柔印成本低於凹印中要在印刷方面，感光樹酯版--雕刻凹版滾筒，無需溶劑回收裝置、環境要求低UV燈乾燥--傳統套筒烘乾機。此外，柔版的勞動強度相對較低，長、短版之印件轉換快。但如果你仔細考慮就會發現，UV油墨的所選顏料價格是凹印油墨的兩倍。這樣算來，兩種印刷成本相差不大。
固化的概念
若想從根本解決承印物在印刷時收縮〈除油墨性質外〉的問題，就必須避免固化時，UV燈使承印材料收縮。方法很多，但都不適於薄膜印刷和解決由印刷壓力產生的熱量。
冷卻輥
冷卻輥是降溫高速印刷收縮的最佳選擇，雖然也有一些其它方案，但都有速度低、廢物量高等問題。
低能光源
我們接下來就要確保墨膜與承印物牢固黏接並且有良好的表現力，當然油墨不能過分固化。因此，不能所有顏色的油墨都使用同一光源，淺色油墨的光照乾燥時間要稍長些，還有一些油墨自身能夠完全吸收UV燈的熱量，如炭黑墨，所以無需冷卻。在四色印刷前加印一層膜層很薄的黑墨層可以有效地吸收熱量而得到光亮、密實的黑色。這是一個很有效的方法。
摻雜光源
摻雜光源是一種提供足夠固化能量的低能光源。這時要求高速運作的UV裝置來說，是個不錯的選擇。
溫度計的使用
溫度計可以精確的給出你當前工作狀態的能源印速比。如果沒有，你可以將UV熱致色變油墨與色梯表相比來得到控制溫度。
冷UV油墨
光源系統是這一新技術的動力，二向色反射鏡、冷鏡、紅外濾鏡對光源進行反射、過濾，留下可用光。這種新專業光源已經在套筒型熱收縮膜印刷工業中應用了。這種低能光源可以提供油墨完全固化的能量，真正實現了低能、高速印刷。
結論
套筒型熱收縮膜的應用對UV印刷既是挑戰又是機遇。隨著各項技術的不斷發展，特種自由基UV裝置已可以得到理想的熱收縮薄膜印刷效果，加速了收縮套筒工業發展前進的腳步。低成本、良好的表現力也將自由基UV技術推向了潮流之巔。
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