紫外線固化技術在柔性版印刷上的應用

柔印機具有印刷、印后加工一次成型的功能。它可以在整個機組外加上膠印、凹印及絲印機組，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用的一些基本知識。因為紫外線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，中國紙業(yè)網(wǎng)編輯給大家詳細介紹一下相關內(nèi)容。

一、紫外線的應用

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，波長在10 nm——400 nm的范圍。紫外線通常按其波長的不同又細為幾下幾段：

a.真空紫外線（Vacuum UV），波長為10 nm——200 nm；

b.短波紫外線（UV-C），波長為200 nm——290 nm；

c.中波紫外線（UV-B），波長為290 nm——320 nm；

d.長波紫外線（UV-A），波長為320 nm——400 nm；

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

紫外線用于工業(yè)生產(chǎn)，一般使用的是長波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，約相當于45個原子串在一起的長度。

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。

后兩種燈是因為在燈中添加了鹵化物后對燈的光譜產(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)器等相關電源附件，燈方可點亮（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%紫外強度無級調(diào)整，配合復卷式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點的位置（即在固化物體表面上形成一個焦點）。

3.燈管功率密度=燈管功率÷燈管極距。

不同的UV涂料對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=紫外強度×時間。

在紫外強度一定范圍內(nèi)，時間的累積達到完全固化。

5.燈罩的用途及特點：

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)機控制。當印刷機停機時，快門合閉，同時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，形成單體基因，從而引發(fā)聚合、交聯(lián)和接枝反應，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”），一個完整的固化過程結(jié)束。

UV柔印油墨物理化學性能優(yōu)良。UV固化干燥的過程是UV油墨光化學反應，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，網(wǎng)點清晰度高，階調(diào)再現(xiàn)性好，墨色鮮艷光亮，附著牢固，適合精細產(chǎn)品印刷。

從目前來看，UV印刷技術在國內(nèi)的推廣應用還有一個過程，一方面是對UV柔印技術的進一步認識和理解；另一方面是設備、光源、配套器材及工藝技術等方面協(xié)同改進和完善。這就要求設備廠家、油墨公司及光源公司三方面必須配合，達到完美的印刷固化效果。如UV光源：UV柔印每一個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，較容易固化干燥，而藍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。可以根據(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，同時也可節(jié)省能源。要注意UV燈管老化，及時更換紫外線燈管，防止固化不徹底，造成粘連。

紫外線燈管的壽命為1000小時，頻繁啟動會明顯縮短燈管的壽命。

四、對UV固化裝置在柔性

版印刷中應用的幾點建議

1.整套的UV固化裝置應分為燈箱、電源控制箱和冷卻裝置三個部分。

2.燈箱部分的外觀應小巧完整，并確保冷卻風能夠?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.風機開關在電器箱控制，并且在關掉燈后要有6——8分鐘的延時風冷，給燈管降溫。

5.主要開關都配有指示燈，并對主要電器件有保護措施。

6.燈罩部分可選裝石英隔熱片，用于熱敏材料的固化。

目前國外裝有UV油墨固化系統(tǒng)的柔印機、輪轉(zhuǎn)機在不斷增加，同時現(xiàn)有的不干膠機也在不斷地改裝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，在柔凹機上都得到了較廣泛的應用。無疑UV柔印技術的發(fā)展前景是很美好的。國內(nèi)UV柔印技術的推廣應用，需要根據(jù)我們的國情和產(chǎn)品的需要，也需要國內(nèi)設備器材廠商能予以配套和完善，提高產(chǎn)品的性價比及設備的穩(wěn)定性和耐用性。隨著環(huán)保要求和質(zhì)量要求的日益嚴格，相信在不久的將來，國內(nèi)的UV裝置技術也一定會有一個較大的發(fā)展。