上光技術盤點 環保UV上光最具潛力

  近幾年來新工藝、新技術、新設備、新材料的不斷推陳出新，給印刷行業，特別是包裝印刷印后加工技術帶來一個新局面。隨著人們物質生活水平的提高和貿易往來的加劇，人們對印刷品的外觀要求越來越高，印刷品表面處理技術成為印刷品增值和現代商品促銷的重要手段之一。90年代末期的印刷品最顯著的變化，是由一般化趨向高檔化。由于我國基礎工業及相關工業的迅猛發展，各種上光工藝和技術設備日趨完善，印刷上光已被印刷界、裝飾界廣泛接受。特別是隨著市場經濟的發展和國際貿易的影響，商品生產、貿易企業也對上光裝飾日益重視，上光產品已備受廣大民眾親睞。據中國包裝聯合會預測，20

    世紀我國印刷包裝業將進行上規模、上檔次的二次革命；印刷包裝行業將步入更加輝煌的時代。可見印刷包裝業是一個巨大的消費行業，目前眾多廠家已普遍采用涂料上光工藝，上光油消耗量巨大，每年以15%～20%的速度遞增，按目前我國的印刷總產量計算，去年可達16萬噸左右，市場前景非常廣闊。

    印后加工

    各類印刷品表面光澤處理技術是印刷品表面增加一層光亮物質的加工過程。印刷品表面光澤處理，其功能有兩個：一是美化功能，即提高印刷品的表面光澤度，使色彩更鮮艷，增強畫面的藝術效果，使印刷品更具有吸引力；二是保護功能，提高印刷品表面的耐水性、耐摩擦性、耐光性、耐熱、耐寒性、耐化學性及防污等功能，使印刷品在運輸貯藏等過程中減小損失。光亮加工主要有兩種工藝方法，包括貼塑膜工藝和涂料上光工藝。覆膜表面整飾工藝，其裝飾效果是無可挑剔的，但由于其制成品的紙張無法回收再利用，不利于環境保護并且成本高，其應用和發展受到一定限制，這使得覆膜市場將出現較大萎縮。同時據外貿部門的有關信息，出口商品包裝一般不允許覆膜，從而限制覆膜工藝的使用。

    上光工藝

    上光或過油，是采用上光油（或稱上光涂料）對印刷品表面進行涂布加工，從而在印刷品上形成一層干固薄膜的工藝。上光工藝具有工藝簡單、操作方便、應用面廣、成本低廉等優點，所以在印刷表面光澤處理技術中最富有競爭力。

    涂布上光市場是一個多元化的市場，書刊印刷廠、商業印刷廠、商標印刷廠和折疊紙盒印刷廠對多種不同材料的涂布上光效果有著不同的質量要求。針對不同的產品，合理地選用不同的上光材料為印刷品上光，不僅能提升印刷品的價值，而且還可以提高其使用性能。

    為了提高生產過程的可靠性，大多數印刷公司采用了快干型保護性上光液。為了應付當今日益嚴格的交貨時間，廠家都在想辦法盡可能輕松地完成訂單，首先是許多商標和包裝印刷廠開始采用聯機上光。

    商標和包裝品主要用來傳達包裝內容的信息和保護商品，以及吸引人的注意力，如果再對這些印刷品進行涂布上光加工，將會更好地滿足這方面的要求。

    對于折疊紙盒來說，不僅要起到保護產品、傳達信息的作用，還要能反映產品的價值，于是印金、印銀成了眾多折疊紙盒不可缺少的一道加工工序。聯機上光可使金、銀的印刷墨更加牢固、光亮。

    上光油種類

    目前，水基上光油、紫外線（UV）上光油、催化VOC上光油等上光裝飾材料在印刷行業中已逐步占領一席之地。
我國印刷包裝行業常用的上光油有：①UV（紫外光固化）上光油；②溶劑型上光油包括醇溶性光油；③水性上光油三大類。
    為了使大家更清楚地了解印刷系統的涂布上光過程和其相應的要求，我們需要首先確定最常用的涂布上光材料和成分及其特性。

    溶劑型油基上光油

    通常，許多商業印刷廠可以像普通膠印油墨那樣，在普通的印刷機組上使用。油基上光油的結構與膠印油墨相似，所不同的是它不包含任何色料。其成分是礦物油、干燥型植物油、凝固型醇酸樹脂和多種添加劑。油基上光油內的固體物質含量很高，大約占60%～85%，它們主要是通過化學方法干燥的，即利用空氣中的氧氣使燥油和醇酸樹脂中的不飽和脂肪酸氧化。

    使用油基上光油的特點是：印品光澤好，上光加工過程如同使用普通膠印油墨一樣簡單，可利用膠印印版給挖出的窗口上膠，相對來說對潮濕環境不敏感，對油墨褪色特性沒有特殊要求。其不足是：干燥過程相對較慢，需要噴粉來防止粘臟，上光涂層相對來說較薄，泛黃現象不可避免，只能夠使用專用的粘結劑粘合，不能夠消除重影問題。

    溶劑型上光油，是將光油涂布在印刷品表面后，通過烘道時，上光油中的溶劑受熱揮發，成膜物質留在紙面形成光亮的薄膜層。上光油多采用遠紅外裝置加熱干燥，故有人又稱之為紅外線上光油。這是我國應用最多的一種上光工藝，其特點是投資少、成本低，適宜一般印刷品的上光。缺點是有大量的溶劑揮發，造成一定的環境問題，影響工人的身體健康。盡管如此，我國目前中小企業仍廣泛使用溶劑型上光劑。溶劑型上光油按溶劑不同又分兩種，包括苯系溶劑上光油、醇溶性上光油；按上光工藝不同又分上光油和壓光油（也稱磨光油），其中壓光油是指上光后再通過壓光工藝進一步提高光亮度，使其具有非常亮的鏡面效果。

    國內在開發甲苯型溶劑光油后，根據用戶要求，又開發出醇溶型上光油和壓光油，不僅去掉了有毒溶劑，而且光澤度得到進一步提高，其性能指標超過進口臺灣同類產品。

    分散型水基上光油

    水溶性上光油（或稱水性上光油），其最大的優點是無氣味、無毒性、無環境污染，不需要溶劑，可以從根本上改善生產環境。這種上光油是90

    年代發展起來的環保型上光油，在發達國家很受歡迎。隨著國內外對環保健康方面的要求日益提高，水性上光油已成為印刷上光的發展趨勢。

    分散上光材料的主要成分是聚合物分散體，也稱為處于極細分布狀態的改性丙烯酸鹽。它由合成樹脂和水兩部分組成，其中合成樹脂占45%，水占55%。由于在一般情況下合成樹脂是不溶于水的，因此，在這類上光油中，水起彌散作用，故在使用時應充分攪拌。這類上光油屬環保型材料，分散型水基上光油分高光澤、普通光澤和亞光三種，其上光效果基本能滿足印刷設計者的要求。

    使用分散上光涂料最大的優點是：新涂布的材料可長時間保存。成膜性能好、上光涂層光澤度高、結皮干燥快、只需要少量噴粉或不需要噴粉，具有非常優良的耐摩擦性，耐水、耐熱、耐老化，無味、不泛黃、不變色、上光涂層彈性高，上光油具有良好的滑動性；可水洗、水溶、熱封溫度可達到200℃，其廢棄后可生物降解，是較理想的上光油。

   分散型水基上光油耐磨性用50個／平方厘米壓力測定，一般能達到150擦／分鐘。亮光性一般能達到50～70亮度單位，高檔亮光型上光油可超過80，有時甚至超過UV亮油，達到90。分散型水基上光油的干燥過程，30%是通過蒸發，70%靠材料滲透吸收，干燥迅速，約幾秒鐘即可完成。當上光油尚含20%～30%的水分時就可結膜，故它不需采用任何烘干方法。但若使用紅外線或熱風干燥方法，可提高干燥速度。成品堆放溫度不應高于30℃，宜在20℃～60℃和條件下堆放。

    其不足之處是：使用薄紙（大約90克／平方米）時可能會出現紙張變形，如果進行兩面上光操作，要求紙張必須達到大約135克／平方米的限制厚度（取決于紙張材料的質量），必須使用耐堿油墨，不易除掉已經干燥的涂層。

    UV（紫外光固化）上光油

    UV（紫外光固化）上光油是80年代后期興起的新型上光涂料，這種上光涂料則敷于印刷表面，通過紫外光的瞬間照射，涂料內部結構發生交聯反應，立即生成具有堅固光澤的薄膜層。這種光固化上光油無溶劑揮發，上光固化速度快、生產效率高，而且光澤度、耐磨性等各項耐候性能均屬上乘。在銅版紙及高檔涂層上的上光效果甚至超過覆膜效果，在高檔次高質量印刷品上光中使用量越來越大，有些地區的用量甚至超過水性光油。

    輻射固化型上光油有紫外線（UV）固化上光油和電子束（EB）固化上光油兩種。它們均為分子量較低而固體成分較高的上光油。其上光膜的硬化成型是通過紫外線照射或電子束碰撞固化而成的，干燥能量較低。在整個固化過程中，該類上光油放射性極小，幾乎不污染空氣，其固化膜因交聯度大而硬度高，光亮性也很好。

    紫外線上光涂料內的固體材料幾乎占了100%，由多種具有高活性的小塑料粒子（丙烯酸鹽）、光致引發劑、各種添加劑和活性稀釋劑組成。紫外線上光技術使用短波激勵紫外線使上光涂層干燥，干燥過程是化學反應過程。在這個化學反應過程中，通過光致引發劑和紫外線的作用產生原子團，從而導致烯酸鹽相互結合，這個過程也稱作游離基鏈式聚合反應。

    紫外線上光涂料的優點是：涂層光澤度高、緊固耐久、干燥快速、不需要噴粉、耐磨性非常高、無溶劑，也適用于塑料或金屬板等非吸水性印刷材料。

    紫外上光油的缺點是：上光成本較高、能量消耗較大、有味、必須考慮健康和操作安全性，產品回收有限，如果輻射不充分不能進行后期干燥。

    此外，還有紫外光固體100%光油和紅外固化43%水性上光油。其紫外光固光油有高光亮、高速高光亮和亞光型。其中有可燙金、可粘合和對各種油墨有粘附力強的品種。紅外光固油墨具有中低亮度打底可粘合和高光亮兩種。粘合劑，紫外移位外固化上光油因其突出的環保性受到企業歡迎。

    這些產品有：適用于粘接紙板與OPP膜的100%固體含量的PU高粘度粘合劑，45%固體丙烯酸水基粘合劑，用于軟包裝的PV100%固體量的雙組分硬化劉和單組分粘合劑。

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