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  • 包装印刷中上光质量的保证

    上光的特点及影响包装上光质量的主要因素

      上光是在已经印刷完成的印刷品表面涂上一层无色透明的涂料,获得光亮的薄膜层。上光时由于涂料在印品表面的流平,增强了印品表面的平滑度,不仅提高了印刷品的表面光泽,而且改善了印刷品的表面性能,增强油墨的耐光性能,增加油墨层防热和防潮能力,起到了保护印刷图文、美化产品的作用,已广泛用于书籍封面加工和包装装潢、画册、大幅装饰、招贴画等印刷品的表面加工中。

      上光的方法很多,按上光涂料可分成氧化聚合型涂料上光、溶剂挥发型涂料上光、热固化型涂料上光、光固化型涂料上光等。而按上光涂布方式可分为喷刷涂布上光、印刷涂布上光和专用上光机涂布上光。若按上光设备则可分为上光机和印刷上光联动机。此外,按上光后的产品还可分为整面上光、局部上光、消光、艺术上光。

      不管采用什么技术方法和材料上光,都要求有优良的上光质量才能达到预期的目的。从材料上来看,对上光质量的影响因素主要有印刷纸张、印刷油墨及上光涂料之间具有良好的上光适性。

    (1)印刷纸张。印刷纸张对上光涂布影响最大的是纸张的平滑度和表面吸收性,它们影响涂料的流平性,影响涂料在印品表面形成高平滑度的亮膜。纸张的平滑度高,张表层与涂料层接触好,涂料易流平,从而形成高平滑度的膜面。纸张的表面吸收性强,涂料流平时,纸张纤维吸收涂料过快,使得涂料流动性变差,很难流平。反之,纸张表面吸收性弱,纸张纤维吸收涂料过慢,流平中涂料不易结膜凝固,也很难形成高平滑度的亮膜。因此,不同纸张应选择相匹配的涂料,调整上光涂布流平时间、干燥温度等工艺条件。

    (2)印刷油墨。油墨的颗粒度影响油墨层的润湿作用从而影响涂料的流平性和光亮度。如果油墨颗粒大,印品表面必然粗糙,不易润湿,不易流平。

    (3)上光涂料。上光涂料也是影响上光质量的主要因素,上光涂料不仅要具备无色、无味、无毒、光泽感强、耐化学药品、干燥快等性能,还要透明性好,不易变色,具有较好的柔弹性、耐热性、流平性、黏合性。而上光涂料对上光质量影响最大的是它的黏度,其次是表面张力及溶剂的挥发性。涂料中的溶剂由于挥发、渗透、扩散等作用会越来越少,黏度逐渐提高。流平发生的动力是涂料的表面张力,表面张力在尽量使涂层收缩成表面最小形状的过程中把有痕迹的表面流平成光滑的表面。因此,涂料的表面张力对流平有较大的影响。

      两种主要上光油使用中要注意的问题

      上光涂料主要可分为氧化聚合型(主要依靠与氧发生聚合反应而干燥成膜)、溶剂挥发型(主要依靠涂料中的溶剂挥发干燥成膜,它的流平性好,适用于各种档次大批量印品上光)、热固化型(主要依靠树脂及催化剂遇热发生反应干燥成膜)、光固化型(通过光照射涂料分子发生聚合反应干燥结膜,涂层光泽好,膜层耐磨、耐折、耐热)4种。


      目前较理想和发展前景较好的有UV上光油和水性上光油。

    1.UV上光油的使用技术和一些故障的排除UV上光油主要由光引发剂、预聚物(齐聚物)、单体(活性稀释剂)、助剂(流平剂、增塑剂、抗氧剂)等组成。在适当波长和光强的紫外线照射下,光引发剂被激发,产生游离基,引发预聚物和单体上的不饱和基团(通常为丙烯酰基)发生聚合反应,最终从液体迅速变为固体,一般只需0.10.3秒。

      印刷品UV上光主要有涂布UV油和固化两个过程。实际上,印刷本身就是油墨涂布在承印物上的过程,而UV光油也可以用印刷的方法涂布到承印物上,但要求承印物表面致密,不渗光油,因为光油的黏度比油墨低得多。铜版纸、白板纸、金卡纸、塑料薄膜等均可以涂UV油。

    UV光油涂到承印物上,光油经过一段时间流平进入紫外线辐射区固化。固化过程是化学交联过程,即预聚物、单体中不饱和的碳碳双键(液体)接受光引发剂传递的能量互相交联聚合成网状结构的分子(固体)。但固化随UV油的厚度、时间及UV辐射强度而变化。辐射能量传递与UV油厚度的关系是指数递减。大约90%UV能量在最上层1微米内被吸收,在下层2微米内只能得到9%。如欲使下层2微米内也得到相同的能量,则最初的UV照射能量要提高10倍。一般涂布层厚度只有35微米,上、下层光油几乎同时固化。但当涂层较厚时(如用丝网机、滚涂机上光)会出现上层固化,下层未固化的现象。

      固化随时间而变化,大量的光引发剂引发时间一般为0.10.3秒,但有一部分剩余的(未充分反应的)光引发剂会继续反应624小时,即所谓后聚合反应。若一开始光照过度,UV油便会由于后聚合反应而越变越脆,因此UV上光时曝光量不宜过大。

      使用UV固化设备时,一般先用一支灯照,并适当调整灯管与被照物之距离(一般5375px),如果一支灯固化不了,则需添加固化灯以增强曝光量。固化随UV辐射强度变化,单位面积UV强度增加时,固化速率将加快,但不是直线关系而是增加几倍。UV上光油非常适用于高档印刷品的上光。

      在使用UV灯时,由于灯管周围要保持800以上的高温才有利于汞分子气化导电,但被照物却需要降温。因此,设计灯具及冷却装置时要全盘加以考虑。用聚焦型灯罩时,被照物不要放到焦点位置,以避免曝光过度。

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      目前,使用UV上光方式主要有两种

    三辊式(即油墨辊、涂布辊、压力辊)。这种方式的优点是速度快且可调;缺点是不宜在薄纸上上光。虽然有些上光机有风刀,但在薄纸上上光效果不佳,油层较厚。因此这种方式比较适于板纸。

    叼牙式(即压印滚筒带叼牙)。这种方式的优点是薄、厚纸均适宜,省油,油层厚度易调,因为压印滚筒直径大,压力大;缺点是速度不易调。在包装印刷中使用UV上光油时,由于技术、材料、设备、环境等因素的影响,往往会出现一些故障,归纳起来,主要有以下一些问题:

    (1)UV光油与油墨不亲和,有条纹及橘皮现象。具体表现是UV油涂在某种墨底上起珠,固化后像橘子皮,或虽能涂布均匀不起泡,但若用利器刮,UV油层会与墨层脱离。主要原因是UV光油黏度过高;涂胶网纹辊网线太粗(涂布量过大)、表面不光滑;涂布压力不均匀;UV光油的流平性差。

      解决办法是先打一层底油,再涂布UV油,或用电火花处理后再上UV油,适量混入醇性红外光油。

    (2)UV光油附着力不好,油涂不上或发花。主要原因是是UV光油黏度太小,涂层太薄;油墨中调墨油或燥油含量过高;印刷品油墨表面晶化;印刷油墨中的助剂不合适;油墨表面防黏材料(硅油、喷粉)过多;涂胶网纹辊网线太细;光固化条件不合适。解决办法是降低UV光油黏度、减少涂布量;将压力调整均匀;涂布辊应磨细、磨光;加入光亮流平剂。印刷时应根据上光条件采取相应的措施;UV光油可适当涂厚些;必要时上底油或采用特殊光油;在已印好的产品上涂布增强附着力的底油。

    (3)UV上光后光泽和亮度不理想。主要原因是供油量不足;纸张表面光亮度不够或表面粗糙不致密,吸收性太强;UV光油黏度太小,涂层太薄;乙醇等非反应型溶剂稀释过度;UV油涂布不均匀。解决办法也是先打底油。另外,UV油过期或UV油品质有问题也会使上光后不亮。根据纸张的不同适当提高UV光油的黏度和涂布量,渗透吸收性强的纸张可先涂布一层底油或更换平滑度好的纸张。

    (4)UV油层较脆,折页时折痕处脆裂。可改用聚氨酯油,折页时先压痕,薄纸用手折不要用竹板折。UV油层过厚也会出现此故障,可调整上油量。

    (5)醇性UV油固化后易被乙醇溶解。如酒盒上UV油后,在运输过程中如有酒瓶破裂,酒会将UV油层溶解。解决办法是使用不溶于酒精的UV油。

    (6)干燥不好、固化不彻底、表面发黏。主要原因是紫外线强度不够;紫外灯管老化、强度减弱;UV光油储存时间过长;不参与反应的稀释剂加入过多;机器速度过快。解决方法:在固化速度要求小于0.5s的情况下,一般应保证高压汞灯的功率不小于120W/cm;灯管要及时更新:必要时加入一定量的UV光油固化促进剂,加速干燥。

    (7)UV油涂布过厚既不经济也会造成脆裂。解决办法是将UV油加热至50-55或在UV油中加稀释剂。

    (8)UV油固化后自动爆裂。原因是UV光照过度,被照物表面温度过高。解决办法是增大灯管与被照物表面距离,使被照物远离灯罩焦点,固化后迅速冷却,可用冷风或冷辊压或用风冷、水冷光源。

    (9)上光产生油斑。主要原因是吃油量厚度不够、压光温度不够、压光板不合适、纸张质量不一致。应针对具体情况调整或更换合适的材料。

    (10)上光涂层有白点和针孔。主要原因是涂层太薄;涂胶网纹辊太细;非反应型稀释剂(如乙醇)加入过量;印刷品表面粉尘较多。应保持生产环境及印刷品表面清洁;增加涂层厚度;加入少量平滑助剂:稀释剂最好为参与反应的活性稀释剂。

    (11)残留气味大。主要原因是UV光油固化不彻底;紫外线不足或灯管老化;UV光油抗氧化能力差;UV光油中非反应型稀释剂加入过多。应使UV光油彻底固化,加强通风,必要时更换UV光油品种。

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     2.水性上光油应用中要注意的问题

      水性上光油也称分散型上光剂,具有无色、无味、透明感强且无毒、无有机挥发物(VOC)、成本低、材料来源广、有良好的光泽性、耐折性、耐磨性和耐化学药品性等特点。

      由于水性上光油以水为稀释剂使用少量易挥发的乙醇为辅助溶液,在操作中可消除对人体的危害及给环境带来的污染,有利于安全生产,改善职工劳动条件,符合环保要求,特别适用于食品、香烟、药品等包装。 
    水性上光油主要由主剂、溶剂、辅助剂三大类组成。水性上光油的主剂是成膜树脂,是上光剂的成膜物质,通常是合成树脂,它影响和支配着深层的各种物理性能和膜层的上光品质,如光泽性、附着性、干燥性等。水性成膜树脂品种很多,但目前国内外使用较为普遍的是丙烯酸体系的共聚树脂。水性丙烯酸共聚树脂的性能取决于单体的组成、单体的合成和合成工艺。水性丙烯酸共聚树脂具有成膜性好、光泽度好、透明度高、干燥迅速、耐磨、耐水等一系列优良性能,大量地应用在水性上光剂和水性上光涂料中。

      辅助剂用于改善水性上光剂的理化性能及加工特性,辅助剂主要包括以下几种

    固化剂:改善水性主剂的成膜性,增加膜层内聚强度。表面活性剂:降低水性溶剂的表面张力,提高流平性。消泡剂:能长效控制上光剂的起泡,消除鱼眼、针孔等质量缺陷。干燥剂:增加水性上光剂的干燥速度,改善纸张印品适性。助黏剂:提高成膜物质与承印物的黏附能力。润湿分散剂:改善主剂的分散性,防止黏脏,提高耐磨性。其他助剂:能改良耐折性能的增塑剂等。

      辅助剂的种类很多,根据上光剂种类的不同而有不同用法。如红外水性上光油、亚光上光油等都是不同种类的上光油,因此辅助剂的成分也不同。但要注意,各类助剂的使用量不应超过总量的5%,否则会影响上光剂的加工适性。

      溶剂的主要作用是分散或溶解合成树脂、各种助剂。水性上光油的溶剂主要是水。无色、无味、无毒,来源广,价格低廉。水的挥发性几乎为零,流平性能非常好。但水性上光剂的溶剂也有不足之处,如干燥速度较慢,容易造成产品尺寸不稳定等工艺故障。因此,在使用中常添加乙醇,以提高水性溶剂的干燥性能,改善水性上光油的加工适性。此外,由于UV上光油在干燥等方面比较理想,若将其引用到水性上光油中,则可相得益彰。据此,目前已开发采用新的干燥方法的上光油。紫外线上光涂料可在几秒钟内形成亮光膜,还有采用紫外线和红外线混合照射干燥的上光涂料。

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      与溶剂型上光油相比,水性上光油的优点还有

    (1)透明度强,保存性好。在它所涂布的印刷品上可长时间保存,在长期强烈日光的照射下,水性上光油不易泛黄,不变色。

    (2)耐磨性好。包装类印刷品需要很强的耐磨性,尤其是烟盒,在速度高达300500/分钟的高速运转中要承受很大的机械负荷。因此,印刷品上光而提高耐磨性,水性上光油能满足这一要求。

    (3)结膜速度快。水性上光油的干燥过程30%是通过蒸发,70%靠材料渗透吸收,干燥迅速,约几秒即可完成。当上光油尚含20%30%的水分时就可结膜。因此不需采用任何烘干方法。若使用红外线或热风干燥方法,干燥速度更快。

    (4)热封性能好。目前烟包广泛采用PP薄膜作为外包装,水性光油具有良好的热封性能,即便使用赛璐珞,也能获得良好的热封效果。

    (5)上光成品平整度好、抗卷力强。

      凹印印刷中一个头痛问题是承印物经过几个色组的连续干燥,纸张含水率极低,特别容易卷曲。应用水性光油给软包上光,产品经切大张,然后烫金分切,仍保持较好的平整度和抗卷性。这为今后胶印改凹印,尤其是需要烫金的烟标改凹印提供了一条新路。

      水性上光油的应用,要综合考虑上光方式、纸张的类型、产品质量要求等因素,在使用水性上光油时要注意以下几个方面的问题

    (1)黏度控制:在涂布过程中,必须合理控制上光油的黏度和固含量。因此,稀释只能在一定的固含量范围内进行。水性上光油的稀释剂一般采用乙醇和水为11的混合液,降黏效果明显。

    (2)选择纸张类型。厚纸尺寸稳定性好,薄纸尺寸稳定性差。尺寸稳定性是印刷品质量很关键的指标之一,与印刷中水的用量、纸张的调湿、干燥的时间和方式、黏度的控制有很密切的关系。如果印刷产品是90g/m2以下的纸张时,要慎用水性上光油。

    (3)涂布量的控制。水性上光油的涂布量是不易控制的。因为在涂布时乙醇很容易挥发,而水是无色透明的,在白纸上涂布水性液用肉眼很难辨别涂布量的大小,故黏度的控制至关重要。乙醇的含量也要及时增加,保证产品的稳定。

    (4)防粘脏剂的使用。在使用水性上光油时可以完全取消或减少使用防粘脏剂,因为水性上光油固化完全,很少粘脏。用印刷机上光后(湿压湿印刷)过2小时纸张即可冲切和压痕。

    (5)干燥时间的控制。溶剂型的上光油几乎都是挥发干燥,而水性上光油的渗透干燥具有极大的利用价值。但在多色印刷中,如果最后一色是涂布上光油,那么干燥时间将会变慢,原因是纸张内部已经吸收了较多的油墨和润湿液。可采用红外线水性上光油,借助于红外线干燥装置干燥。干燥时上光油被加热,底层快速渗透干燥,同时上光剂中的水分被高温加热蒸发,经排风管排走。



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