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發(fā)表于 2008-9-13 15:55:06
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工業(yè)應(yīng)用UV硬化技術(shù)始自1960年代早期
工業(yè)應(yīng)用UV硬化技術(shù)始自1960年代早期,,德國木業(yè)公司使用于木才表面的涂料層硬 P+ Y- n/ w% z7 L5 j+ M
化,。全球首次使用UV平版印刷是在美國,英國隨即于公司1970年成功地使用
D8 p2 v* U Y3 K ~- ~+ |) X- T(Holland,1997),。和傳統(tǒng)的平版印刷相比較,,只算是極為年輕的新技術(shù),但發(fā)展 " u( ^1 a, q$ _' c6 _' i
至今已成為非常重要的印刷技術(shù),。
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" ?) `) F& G2 q2 k! H一般而言,,UV并不是專應(yīng)用于平版印刷,它是一種以UV光源照射化學(xué)物,,而該化 * w7 e2 J- ~$ U) N3 {' J
學(xué)物當(dāng)中所含垢“光啟始劑(Photoinitiator)”受到UV光源的刺激,,于極短時間
1 D) F7 `' H7 s o/ U內(nèi)(短于1秒)讓該化學(xué)物中所包含的“聚合單體(Polymer)”產(chǎn)生膠合硬化的
3 Y8 ], a2 ?1 Q4 b: I" P+ ~“輻射硬化技術(shù)(Radiation Curing)”,一般稱為UV硬化(UV Curing),。國際上
8 r) l# C- v# T) D' K7 ^' S又將上與“電子束硬化技術(shù)(Electronic Beam Curing)” 歸于同類,,合稱UV/EB % N6 A! t3 e; k# @3 f; l6 ?
Curing。 # b) H, `9 u2 u
: J$ |; m, T0 Y4 G2 LUV硬化可以使用于各種傳統(tǒng)的印刷版式,,包含凸版,、彈性凸版(Flexo)、平版、 7 f B9 j: M; j5 f, z2 Y' p
網(wǎng)版等印刷,,只要使用UV印墨,,配合UV光源即完成主要的部分。平版UV印刷即是以
( B0 z7 U: Q0 V平版印刷的架構(gòu),,使用UV印墨,,配合UV光源而成,當(dāng)然一些非常重要的配合條件亦
, [% Z. N( \: n7 ^: S7 s! _; Q) b需同時達(dá)成方可,。除了印刷外,,使用透明的材料印刷物進(jìn)行UV上光亦是市場上廣為
0 I5 a( X* i }4 [. W* T# H使用的上光方式。
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一,、 平版UV印刷的特性 2 \5 s" Y% P4 j+ O+ D' G: B
一般而言,,UV印刷所具備的優(yōu)點(diǎn)為:
: l0 [) Q3 O8 ^. L8 f3 W1. 色彩飽和度高,色彩效果好,。與傳統(tǒng)平版印刷相比較,,平版UV印刷可以獲得比
P2 D$ @ f& |較高的色彩效果,對于色彩要求較嚴(yán)格的印刷品,,可獲得較令人滿意的結(jié)果,。
6 k1 d, m# ^2 Z- t6 y9 f* M2. 印紋光澤度高,視覺艷麗,。與消光的底色搭配,,可獲得令人激賞的視覺對比, Q4 p( U9 j9 y6 R; t( N
對于強(qiáng)化產(chǎn)品的高品質(zhì)形象,,極具助益(Tolliver,1998),。 ! [( r* \8 j1 J/ r9 @0 H
3. 適用于物性及化性完全不同的多類被印物,,包含紙,、紙板、塑膠,、賽路絡(luò),、 - z2 B9 ^" j. S
PVC、PE……等紙類與膠片類,。此特性比傳統(tǒng)平版印刷能印刷更多的產(chǎn)品種類,,有更
- v4 `4 L; {/ O# d8 P寬廣的市場未來性。
6 m3 ?4 h+ o/ M, I4. 于印刷同時可立即干燥,,可大幅改善生產(chǎn)效率(RadTech,1998),。由于不需要 - N5 @0 Y/ z3 x. Z/ J( {; A
等待油墨干燥時間,所以生產(chǎn)時間可以大幅縮短,,印刷公司也可以節(jié)省許多儲存待
. o: Z7 [+ L: ~# U干印件的空間,,對成本節(jié)省多有助益。 / O8 ], U, Z6 d0 h3 A
5. 由于印刷時立即干燥,故不需使用噴粉,,于改善因?yàn)閲姺鬯鶎?dǎo)致的品質(zhì)問題,, / L0 ~% Y; H4 A
可以避免。
: A9 u: h5 J# K2 ~5 [8 m6 m. G; V6. 由于印刷時立即干燥,,故可以不會像傳統(tǒng)平版印刷一般,,印下來的48小時內(nèi)會 9 Q k4 s! L4 C3 {
有色彩變化情形發(fā)生(Ehrlitzer,1998),。
2 S, [$ }4 _! v" N6 i4 U7. 印紋的耐光性較佳,。
) R3 w0 M9 j) H- d0 @$ S8. 印紋的耐磨擦性較佳。 2 A5 t! F% ?0 c7 n) ?% `
9. 對環(huán)境較為親和(RadTech,,1998),。
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除了前述的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),平版UV印刷是否沒有缺點(diǎn),?答案是它當(dāng)然會有一些缺點(diǎn): ; p N* K$ H' N
1. 平版UV印刷的機(jī)器投資成本比傳統(tǒng)的平版印刷設(shè)備高,,投資決策需更小心。 + v1 q# G* i, k0 f
2. 可以使用平版UV印刷的市場種類比傳統(tǒng)的平版印刷市場更廣,,更分散,,所以廠 - k( M) `$ h7 ?6 m
商若要投入發(fā)展此技術(shù),應(yīng)先進(jìn)行市場的分析研究,,以免投資設(shè)備后發(fā)生找不到訂 % N# e: ]& x2 m2 y2 m
單的風(fēng)險(xiǎn),。
x. W3 f2 w, r) z$ H& C+ [3. 平版UV印刷的印墨成本為傳統(tǒng)的平版印刷的印墨成本的3~4倍左右,材料成本 9 A5 |6 P' B) F7 J3 h9 u2 F% v) f
高,。印刷生產(chǎn)中的生產(chǎn)管理技術(shù),、制程技術(shù),及成本控管,,需要更嚴(yán)謹(jǐn),,否則成本
5 Y. K# w# R# n損耗的比例會比傳統(tǒng)平版印刷高。
/ `( v: v9 {" r4 I1 p: ]0 e5 F4. 印墨儲存區(qū)需進(jìn)行較嚴(yán)格的溫度控制,,需保持在20℃以下,,倉儲成本較高 ; g1 F3 x" m' r2 q
(HostmannSteinberg ,1992)。 ) N2 _9 \: s" p! S2 \& U1 ~2 t
5. 若紫外線外泄,,對人員會產(chǎn)生健康上的影響,。 2 c. P3 P z6 m6 X/ w1 l
6. 平版UV印刷不若傳統(tǒng)平版印刷般普及,熟悉操作技術(shù)的人力供給,,需仰賴自己 . w! u" v0 `8 p
培訓(xùn),。
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& g1 K, j7 Y5 j6 W1 z1 |一般而言,UV印刷會應(yīng)用到的技術(shù)種類,,于下列簡單述之: & u9 r& u+ Z- Z5 \1 U8 H! p* v
1. UV光源設(shè)備:包括燈管,、反射罩,、能量控制裝置、溫度控制裝置(或稱冷卻裝
. f$ q' U4 ^& t Y0 J# J3 W2 M置),。
) R( s/ @7 n! f9 r9 {8 n0 e(1) 燈管:UV光源所使用的燈管,,最常用的種類為內(nèi)部填充水銀的水銀燈管
" w. f* |- d$ X) \(Mercury Lamp),有些時候會添加其他的金屬,,便如鎵(Gallium),。另外金屬鹵
# N9 c q6 `+ a+ K( K% |素?zé)艄埽笆艄埽╭uartz lamp)也是常用的種類,。目前多仰賴進(jìn)口,。UV燈管所 N: f8 a9 @! j& K9 e5 n
發(fā)出的電磁波長須介于200~400nm之間。
1 j( E/ C! {: D9 A4 r' w(2) 反射罩:反射罩主要的功能為將UV電磁波反射回來,,以增加UV的光源效率 ' w5 Z. ^7 q% x
(UV Tech Publications,,1991),另一個重要功能為維持燈管的工作溫度,。反射
. l$ K; X" D1 c罩表面通常為鋁制,,反射率的要求通常需高達(dá)90%。 . h1 ^( \8 z0 G2 P& b- E& o3 E' b
反射罩的基本型式有兩種,,一為聚焦型,,另一種為散焦型,隨制造商的發(fā)展,,
0 R6 Q! m! N: y4 u$ \- f又有其他的延伸型式,。
& `( n* t4 j* H- y8 Z$ Q! P( |(3) 能量控制裝置:此裝置的主要供能為控制UV燈管所發(fā)射出的UV能量為穩(wěn)定 & [6 E; y) x4 s/ B8 w" l- P) u3 }
的,以維持硬化的效率及穩(wěn)定,,以配合不同印刷速度的需求,。有電子式設(shè)計(jì),也有 # g. V+ R5 [; E* X4 M" Z
使用微電腦控制,。
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% l4 r5 a" i2 S" t6 n2. 冷卻裝置:
: d X2 i& K) v/ }# F% E0 ]由于UV燈管于 發(fā)出UV電磁波時,,也會發(fā)出IR(紅外線波),使得UV設(shè)備會在高 9 J4 s% s E( z( z6 `* c
溫中運(yùn)作(例如石英燈管的溫度可達(dá)600~800℃),,如此除了會縮短設(shè)備的壽命外,, . P: x- p! f3 F5 |: R7 i
對印刷品也容易引起伸縮的情況,,導(dǎo)致印刷時規(guī)位無法套準(zhǔn),,所以冷卻裝置的重要 ! `3 C5 q5 W0 B- V
性可見一斑。 6 t6 |: e, L. X8 i l
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3. 供墨系統(tǒng):
7 ]+ Q- e/ r" F6 B: V, T( p由于UV墨比傳統(tǒng)的平版印墨有較高的粘度,,及較大的摩擦力,,且對印刷機(jī)的組 n, }/ {: e9 b f
件(包括橡皮布、墨輥等)都會損傷,,所以除了印刷時應(yīng)對墨槽中的墨應(yīng)持續(xù)地進(jìn)
6 I" k/ F! k9 q& ?; e% k' Z% V) ?行攪拌外,,供墨系統(tǒng)中的墨輥及橡皮布應(yīng)使用應(yīng)為UV印刷所設(shè)計(jì)。
( s3 v2 H! w, F W4 Y' i3 ?又為了維持UV印墨的穩(wěn)定性,以免過高的溫度影響印墨的粘度,,墨輥的溫控裝
( I$ W1 b$ Z" }+ H P置也是重要的設(shè)備,。 8 k+ U6 X- d* h, P6 k) u
& N0 C8 v8 s4 O: y( ]" Y4. 散熱及排氣裝置:
9 h; `5 Q( O3 E2 w% a' k1 D6 R主要的功能為將機(jī)器內(nèi)部過多的熱能及因印墨聚合硬化時產(chǎn)生的臭氧排除之用。
2 c2 w& \0 r" z* y' {4 r3 O5 x通常由排氣馬達(dá)及排氣管所組成,。
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0 [( L }" n( h8 m5 h; ^5. 印墨: 9 L' Y( N$ d5 d
印墨品質(zhì)良好與否是直接影響UV印刷的最關(guān)鍵性因素,。它除了會影響色彩表現(xiàn)與 6 y. ?- u' ~* L1 }& w
色域等傳統(tǒng)的品質(zhì)因素外,印墨的印刷適性更直接影響被印物印于印刷完成后印紋 * Z6 }" E0 ?. r U; @/ r$ K
的附著力,、強(qiáng)度,、抗摩擦力等。光啟始劑及聚合單體種類及特性為關(guān)鍵性的基礎(chǔ)材
/ D2 W) J8 \0 h2 d料,。 6 `5 M1 e$ f4 m+ Q6 W
要控制UV印墨的附著力,,為濕的UV墨與被印物接觸時,被印物的表面張力(單
9 @( N$ H L( M/ J位:dynes/cm)必須高于印墨的表面張力(Schilstra,,1997),,才能產(chǎn)生良好的印
% t4 Q% w! \ ]墨附著,因此控制印墨及被印物的表面張力為UV印刷的重要技術(shù),。 3 K" r L% S8 `! }+ k8 T
; p V6 d+ d. r3 V. m1 K, N$ O
6. UV能量量測設(shè)備: - o* L( [ q& n
于UV印刷當(dāng)中,,因?yàn)閁V燈管老化、電源,、印刷機(jī)速度等因素,,需要控制UV能量保 0 |4 ^" X0 L h) W
持穩(wěn)定,故量測UV能量的技術(shù)成為極重要的一環(huán),。 2 E; D5 J, T7 R
5 q& k- h9 h7 M' c, ?
7. 國外的技術(shù)發(fā)展趨勢:
3 S5 x5 ?# ~8 @" |6 ?1 k2 J(1) 市場穩(wěn)定的成長,。
9 \3 o0 b) N+ e: e! ~5 I7 H(2) 應(yīng)用多色印刷及高精細(xì)表現(xiàn)的分色技術(shù)。包括Hi-Fi Color,,及隨機(jī)網(wǎng)點(diǎn)過
# C) \/ K' M: t; `& G1 y網(wǎng)技術(shù) (Stochastic Screening Technology),。 ( E+ p) K; Q8 K* t3 R3 N6 i1 @
(3) 冷UV硬化技術(shù)(Cold UV Curing)(Holland,1997):
& A7 e* {( J2 WHeraeus公司發(fā)展Excimer Lamp,不會產(chǎn)生紅外線,,所以不會發(fā)熱,,對于薄膜
% V* Z* ]: ~2 a# g* x0 I3 G印刷或易生收縮效應(yīng)的被印物,有效佳的規(guī)位控制成果,,其他的優(yōu)點(diǎn)為:省能源,、
/ y/ ~$ {5 d* r" @. u, h: t9 j- e1 a/ O不會侵蝕印刷機(jī)零件、不發(fā)出臭味……等,。然而到目前為止其效率尚無法取代水銀 5 Y: q* R) E7 b; Q0 Y: ?5 ~
燈管,,未來發(fā)展極具潛力。 0 n* U2 L2 s: ]
我國目前使用下版UV印刷的情況,,與傳統(tǒng)平版印刷相比較,,屬于極少數(shù)的技術(shù) : s' e4 w! e* J2 u6 ]
種類,。至目前為止,安裝專門為平版UV印刷的特性所設(shè)計(jì)的平版印刷機(jī)的廠商極
/ e! r5 P& C$ j/ N6 I( Q少,,多數(shù)使用于生產(chǎn)磁卡,、膠片、及高品質(zhì)的化妝品包裝盒等,。
- M+ Z9 L( K5 n( D, _國內(nèi)印刷公司使用較多的平版UV應(yīng)用,,大部分應(yīng)用在上光的用途,它們大多為
! ^4 s1 x6 p3 E3 r/ z: p( _2 U4 d' V; V離線型UV上光,。當(dāng)傳統(tǒng)平版印刷印刷完成的紙張印刷品需要高光澤的上光處理時 ' t% n0 ^8 Y$ M2 J$ _
(包括全面上光及局部上光),,多數(shù)采用此種方式。它的投資額較小,,且多數(shù)為上
* j0 B9 g! m; u. U& T, ~0 F1 j" k' C光廠所投資,,如此印刷公司不必投資,而上光廠因?yàn)樵O(shè)備可以發(fā)揮效率而較劃算,。 : P2 R+ A4 v- b1 X
缺點(diǎn)為生產(chǎn)過程長,,且品質(zhì)不穩(wěn)定。又因傳統(tǒng)平版印刷使用噴粉,,故上光效果會受 ) p' n/ p- R% v
影響,。此種組合多應(yīng)用于商業(yè)廣告印刷及包裝盒等。 6 l8 N% p; ~" H/ t5 G
目前關(guān)于平版UV印刷技術(shù)在國內(nèi)使用上的現(xiàn)況,,設(shè)備上已無大的問題存在,。由 ! s( d7 ?) n" N( G
于國際上的領(lǐng)導(dǎo)廠商(印刷機(jī)如:海德堡、羅蘭,;UV設(shè)備:IST METZ,、Eltossch、
5 Y' U% M0 Y& | JSpectral,;UV燈管:OSRAM……等)都有專業(yè)的完整設(shè)備,,這些設(shè)備也已經(jīng)經(jīng)歷過國 7 [# U. @" T7 `4 _+ E" `" |' E
外印刷公司的嚴(yán)格考驗(yàn),其使用效率與穩(wěn)定性已無大問題,,除了設(shè)備投資額高這個 * W4 x& _. U+ L7 o; L0 R( |7 [
財(cái)務(wù)上的問題外,。目前國內(nèi)平版UV印刷技術(shù)應(yīng)用上的問題,主要集中于材料供應(yīng)及
* D4 y' k0 A: Y印刷適性等相關(guān)問題之上,。
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* a, n# V) ^* P% }; d
/ X6 Z& m6 m/ k$ V6 N2 B$ G/ e) N% ^墨輥,、橡皮布或樹脂版材 7 g0 E( t) P0 o5 q2 j
使用UV油墨或UV上光油可能導(dǎo)致一般的印刷墨輥、橡皮布或樹脂版材腫大,, 腫大更嚴(yán)重會產(chǎn)生脫皮或表面碎裂,,選擇適當(dāng)?shù)幕虿捎弥付║V專用橡皮布和樹脂版是很重要的,。 8 A, f2 w% W+ N7 m. V* ~
許多UV油墨供貨商會推薦一個標(biāo)準(zhǔn)范圍,,如橡皮布采用硝化或丁碁硝化處理的材質(zhì)可能可以配合油性,、UV油墨或上光油。而天然橡膠和聚合乙烷材質(zhì)的會腫大,,不能適用于UV油墨和上光油,。
( c# G4 V- _' r: g& q4 D采用EPDM材質(zhì)的橡皮布特別適合UV油墨和上光油,但也可能不適合一般Oil-based的油墨,。EPDM橡皮布特別不能使用石油提煉的洗劑,,應(yīng)購買專用的洗劑。同樣的,,選擇印刷機(jī)的墨輥也是根據(jù)這個原理,。不能常常變換交替使用UV油墨和一般油性油墨,如果需要變換油墨必需清理非常干凈,,去除一切可能殘留的化學(xué)品,。 ! u2 D- ~$ P5 Q4 Q( G0 Y
UV燈管
4 }& |6 ?7 Y1 f) @/ ZUV燈的機(jī)組間的排列及每支設(shè)定的工作強(qiáng)度,使印刷品的UV油墨或上光油充分且恰當(dāng)?shù)墓袒�,,必需看印刷速度,、墨膜厚薄程度和油墨顏色的明暗而定。一般只有印刷業(yè)專門UV技術(shù)供應(yīng)商,,才會仔細(xì)考慮印刷機(jī)的型式和印刷的各種成品需求,,推薦適合的UV系統(tǒng)。
, {+ ?# W: u8 m5 @, l- g1 ]BEST-UV在UV印刷和上光油應(yīng)用上,,使用適合的標(biāo)準(zhǔn)為“工業(yè)用中壓力水銀燈”或“金屬鹵素?zé)簟�,。如�?色(如青色),印刷標(biāo)準(zhǔn)墨膜厚度(1.20-1.40g/m2),,速度100m/min時,,使用2支120W/cm的中壓力水銀燈實(shí)行固化。如改為色濃度高,、較暗的顏色印在1-2個疊色,,整體固化的困難度就大大增加,這是由于UV光很快被深重的油墨的色素所吸收了,。一般4色UV油墨固化的困難度依序?yàn)檠蠹t,、黃、青,、黑色,,因此UV彩色印刷時的色序應(yīng)為黑色、青,、黃色,、洋紅。有些調(diào)配色/專色也是非常難于固化,,如黃色和青色調(diào)配而成的綠色,、可把UV光反射回去的不透明色等,。同樣的,金色,、銀色等金屬色也有同樣問題,。
% j X8 a' {0 z+ Z5 f8 x' }: mUV燈工作中溫度的精確、穩(wěn)定控制,,對發(fā)射功率也有直接的不可低估的影響,。目前強(qiáng)排氣冷卻方式,面對UV印刷高變數(shù)(色彩,、材料,、速度等)的應(yīng)用狀況,很難完整符合具體需求,。BEST-UV系統(tǒng)采用水循環(huán)冷卻系統(tǒng),,結(jié)合空冷、強(qiáng)排氣裝置,,可比較理想的實(shí)現(xiàn)各種形式UV固化,。并可防止燈管、輻射器,、線路過熱而短路,。
" f/ F( K0 l$ h: g. l2 bUV燈的石英管壁工作中溫度一般約800℃(據(jù)功率調(diào)節(jié)有一定變化),紙張粉屑,、空中塵粒,、燈管上的指紋、污跡一旦經(jīng)過高溫工作過程,,就將變?yōu)橛谰眯詺埩�,,影響UV光的發(fā)射。所以,,經(jīng)常性進(jìn)行燈管的日常保養(yǎng)非常重要(軟布蘸適量無水酒精全周檫拭),。功率衰減的燈管會造成印刷上困擾,所以必需及時更換,,以免影響整體作業(yè),。
! A& z( a7 n! d4 M/ I; J5 zUV燈的壽命有限的,通常輻射強(qiáng)度75% 時,,輸出效率降低,,就較難實(shí)現(xiàn)有效固化。BEST-UV系統(tǒng)對燈管的使用時間,、狀態(tài),、是否需要更換均有清晰指示。 ( g8 c- E+ n9 ]: I( a
反射罩
% c3 S) z! l( Y# h如果沒有安裝反射罩,約有80%的UV光線,,因漫射而沒有作用到印刷物上,。因此UV燈必需裝設(shè)燈罩反射并集中焦點(diǎn)于印刷物的方向,反射罩的重要性是不容忽視的,。 7 H3 y, r/ r \6 P/ S# ], _
BEST-UV燈盒的反射罩以水循環(huán)冷卻系統(tǒng),,保證工作中精確的溫度控制,。反射罩必需清潔及保養(yǎng),,紙張的粉屑或是噴粉的灰塵附著于反射罩,都會影響UV燈反射的的功效,。通常在不使用UV時,,BEST-UV燈罩氣動式自動關(guān)閉燈盒以防止灰塵。 |
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