UV固化油墨的应用现状和新发展

      随着社会的进步，生活水平的提高，人们越来越重视效率和环保问题，在印刷领域，对印刷所使用的油墨也表现出了相应的要求，因此，UV紫外光固化油墨以其快速固化、环保等优点得到印刷界的青睐。UV固化油墨60年代末由美国研制出来后，在美国就开始工业化生产，很快英、德等西方国家以及日本也开始了进行研制及生产，我国从80年代初也开始对UV油墨进行了开发。目前，印刷业的UV印刷油墨遍及胶印、凸印（包括柔性版印刷）、凹印、网印以及喷墨印刷等各个印刷领域，近几年UV固化油墨的使用量一直保持6％～8％的高速增长，UV印刷油墨的研究与使用有着越来越广阔的空间。

     一、UV固化油墨的光固化机理和特点
     UV是英文Ultraviolet Rays的缩写，即紫外光线， UV固化（紫外光固化）油墨，是指在紫外光的作用下，油墨中的光敏物质发生化学反应，引发油墨聚合、交联，从而由液态涂层瞬间变成固态涂层。
     UV固化油墨的组成成份主要包括光聚合预聚物、感光性单体、光聚合引发剂、有机颜料及助剂等，油墨中光引发剂是一种易受光激发的化合物，在吸收光照后激发成为自由基，能量转移给感光性分子或光交联剂，使UV油墨发生光固化反应。
     UV固化油墨的光固化机理与传统油墨的干燥机理*不同，其区别是，传统油墨中以油为连接料的油墨是部分油墨渗入纸张后，留在纸张表面油墨氧化结膜作用下凝固的，以溶剂或水为连接料的油墨主要是靠水或溶剂的挥发而固化；UV油墨的固化过程是一个光化学反应过程，即在紫外光能量的作用下，预聚物在极短的时间内固化成膜；紫外光除了造成油墨的表面固化外，更能渗透深入液状的紫外线固化油墨中，并刺激深层墨膜的进一步固化。
     UV固化油墨与传统油墨相比，在使用中具有一些突出的优点：
     UV油墨的瞬间固化，印刷后可在几秒钟内固化，UV油墨则能够实现瞬间干燥，无需喷粉，可以将印品堆成垛，马上进入后加工，无须但心背面粘脏问题，明显提高了生产效率；UV油墨的环保，UV油墨不使用溶剂，固化时不排放污染物质，不会释放挥发性有机化合物（VOC），可以改善操作环境，防止大气污染；　UV油墨的光聚合干燥方式，UV油墨只要不接触紫外线就不会固化，保管比较简单，而且光聚合反应和挥发干燥不一样，是一种化学固化，没有任何蒸发或溶剂性的污染物，墨膜100％固化，成膜硬度比其他油墨的墨膜硬度高，适用于对膜层硬度要求较高的印刷； UV油墨的印刷品光泽度高，具有很好的耐摩擦性、耐溶剂性、耐热性等，产品档次高，在包装印刷上广泛使用；UV油墨的印刷范围广，在非吸收性材料（如金属、箔材）上进行印刷更为方便，UV灯瞬间固化产生的热量很少，可用于因热风干燥机导致收缩而不能印刷的热缩膜等材料的印刷。　
      但UV油墨也有一些缺点，例如油墨价格高、不是所有的PS版和胶辊都适用、需购买UV新设备和清洗剂的费用昂贵。印刷工艺比传统印刷工艺较难掌握，对承印物的适应性不如溶剂型油墨；UV油墨的水墨平衡控制较难，印刷中容易造成油墨乳化，易脏版，影响印刷品质的稳定性。
      二、UV固化油墨的应用现状
      目前UV印刷工艺在化妆品包装、食品包装、玩具包装、发泡包装、商业印刷、高光泽要求的产品等领域得到了广泛应用。UV固化油墨从用途上可分为两大类，即：UV印刷油墨和UV印刷电路板油墨。目前，用于印刷业的UV印刷油墨遍及胶印、凸印（包括柔性版印刷）、凹印、网印以及喷墨印刷等各个印刷领域。
      常用的UV油墨主要有：UV塑料油墨、UV金属油墨、UV磨砂油墨、UV香味油墨、UV冰花油墨、UV发泡油墨、UV水晶油墨、UV膨胀油墨、UV透明油墨、UV光碟油墨、UV折光油墨、UV立体光栅油墨、UV皱纹油墨、UV刮刮乐油墨、UV弹性油墨、UV反光油墨、UV印刷电路板油墨等等。
　　1. UV胶印油墨 
UV特殊油墨方面，UV金银油墨、UV荧光油墨、UV不可见光（红外光、紫外光）呈色油墨、UV珍珠油墨、UV无水油墨等均在包装领域有应用。
单张纸胶印机印刷非吸收性承印物或者厚纸时，使用UV油墨能够实现瞬间干燥，无需喷粉，可以将印品堆成垛，马上进入后加工，没有背面粘脏问题。UV油墨在使用卡纸、聚乙烯涂料纸制作的食品包装、化妆品包装的印刷方面有较多应用。 
　　UV油墨色彩鲜艳、耐磨性优异，非常适合包装以及书籍封面的印刷。 
由于UV油墨具有瞬间固化的特点，可以在非吸收性的承印材料上印刷，如金属箔、全息膜、合成纸印刷；透明膜印刷，尤其是在PVC现金卡、信用卡或者PET预付卡等证卡印刷方面获得广泛应用，这些都是普通的胶印油墨所不能涉足的领域。 
　　另外，UV胶印油墨在直邮、商业表格等票据印刷中也有广泛的应用。从发展来看，UV油墨的zui大市场将是UV胶印油墨。 
　　此外胶印机配置使用柔印油墨的箱式联机涂布或者双涂布辊涂布装置，表明了印刷机向组合化发展。在包装领域今后将在高附加值的印品方面花气力，促进其发展。
　　2.UV柔印油墨  
　　UV柔印油墨与传统的水性和溶剂型柔印油墨相比，除着色成分和助剂相同外，其他成分均不相同。 
　　水性和溶剂型柔印油墨主要采用热风蒸发干燥方式，UV柔印油墨不含挥发性成分，是利用UV灯发出的紫外线实现低聚物和单体的聚合使油墨固化。UV印刷不需要大型热风干燥设备，节省空间。通过UV灯瞬间固化产生的热量很少，可用于因热风干燥机导致收缩而不能印刷的热缩膜等材料的印刷。其固化墨膜坚韧，耐磨性、耐水性、耐溶剂性优异，使用在欧美发展起来的UV柔印油墨进行的卡纸印刷正是利用了这种耐磨性和高光泽性的特点。
　　但是UV柔印油墨也有缺点，这些缺点成为柔印不能如我们今天所期待的那样发展的重要因素。尤其是成本方面的问题，UV柔印油墨的单价是水性柔印油墨单价的数倍。不过UV柔印油墨在操作性方面的优势明显，从综合成本来看有时也低于水性油墨。 
　  3.UV凹印油墨 
　　凹印以其印刷墨膜厚度介于丝印与胶印之间，人们希望以往只有用丝印才能印刷出的仿金属蚀刻、冰花纹理、折光效果能够由凹版UV印刷来代替，充分发挥凹印长版活、高速度的优势以避免丝印速度慢、效率低的缺点。  在“丝印转凹印”工艺流程改进的发展进程中，凹印UV油墨起到越来越重要的作用。以往由于凹印速度快，用于包装印刷中的UV凹印装饰性印刷油墨，由于墨层厚难以*固化，固化速度极慢。为此，除了少数价格极为昂贵的用于印钞的UV凹印彩色油墨及UV上光油外，凹印UV油墨的大量使用受到限制。
目前，固化速度快、印品一致性好且墨层厚的UV凹印装饰性油墨国内已有大量生产。如光亮度较佳、适合于印刷折光图案为主的UV凹印油墨；以及光泽高，印刷线条立体感强，适合印刷高亮度、有动感的图案UV凹印油墨；印刷墨色饱满、仿金属蚀刻等图案为主的UV凹印油墨以及织锦锻的效果UV凹印油墨，都得到了广泛应用。
      4. UV网印油墨 
在丝网印刷中采用一些装饰化的UV油墨印刷，可以产生一些特殊的效果，实现对印刷品表面的装饰。UV油墨在网印中的应用范围很广泛。UV丝网印刷油墨有很多品种，主要有玻璃油墨．金属油，塑料油墨，光碟油墨，膨胀油墨，发泡油墨，磨砂油墨，金属磨砂油墨，皱纹油墨，冰花油墨等多种LTV油墨。
      UV玻璃油墨于印刷各种玻璃制品，低温快速固化，高硬度，牢度佳，耐水性强；UV金属油墨，无气味．不堵网固化快．色彩鲜艳、牢度佳，用于丝印铜．铝、铁．不锈钢等金属基材；UV塑料油墨．有多种颜色，用于印刷PET镜面金．银卡纸．化妆品瓶、塑料基材，附着牢度优、固化快；UV光碟油墨，用于印制碟片，固化快，收缩率低、牢度佳，色彩鲜艳，色层间结合力好；UV磨砂油墨，适合于印刷各种金、银卡纸，塑料薄膜，油墨无臭无味，对皮肤无刺激，砂感强，固化膜韧性佳，附着力优； UV冰花油墨，具有快速固化的特点，花纹可大可小，易于控制，冰花颜色可深可浅，花纹不受影响。以上UV网印油墨品种，市场都有销售．生产厂家也较多。
　　另外，目前将丝网印刷与凹印、柔性版印刷、胶印单元等组成组合印刷机，是目前印刷机发展的一个潮流，而丝网印刷单元必须采用UV油墨。 
　　5.UV喷墨油墨 
　　UV喷墨油墨，应用于采用压电式喷头技术的平板喷墨打印机。压电式喷头技术现今还被用在混合印刷机和单机上。这些使用喷墨油墨的新领域为UV油墨提供了一种发展机遇，有望达到丝网印刷现有的规模水平。 
　　UV喷墨油墨的优点，主要表现在为：快速固化；适合于各种各样的软、硬基材；UV灯照射之前不会固化；不堵塞喷头，无须清洗喷头；具有良好的打印质量和耐抗性（耐摩擦、耐水、耐光），UV喷墨油墨的发展迅猛。 
      三、UV固化油墨的新发展
      在使用胶印UV油墨，传统胶印机的印刷机组上必须安装整套UV油墨干燥装置，通常包括紫外干燥装置、电柜、水冷装置、排气装置；同时胶印UV油墨因其特点，在印刷时用的PS版、胶辊、橡皮布、润版液和清洗液等均与普通胶印不同，例如 UV油墨因其腐蚀性强，对胶辊的要求也很高，所以印刷机要使用特种墨辊以适应UV油墨的要求。这样，印刷厂家在原有印刷机的基础上使用UV固化油墨生产很不便利，投资也*增加，大大限制了UV固化油墨在胶印领域的应用。
      近几年一种新型的UV固化油墨----混合UV油墨的出现将会有助于突破胶印UV油墨的局限性，使其应用得到很大发展。如 比利时ARETS公司和太阳化工公司生产的混合油墨（Hybrid Ink）是把普通油墨成分与UV固化材料混合配制形成的一种新型油墨，它将一般油墨和UV固化技术相结合，在普通印刷机上安装一个UV固化系统，使UV油墨能在传统单张纸印刷机上印刷，不需要更换特殊的墨辊、橡皮布等。
      混合油墨在印刷机上的印刷性能也像普通油墨。UV油墨的水墨平衡一般较难控制，但混合油墨则和普通油墨类似，控制水墨平衡并不难。UV油墨的印刷特性，如网点增大、叠印和印刷反差等不如普通油墨，混合油墨则和普通油墨相似。另外，混合油墨在墨斗中也不会干燥结皮，所以不会像普通油墨那样在墨辊上结皮而引起印刷故障。使用混合油墨印刷还可在印刷机上联机UV上光而无需用水性上光油打底，大大提高了生产效率。

传统油墨、UV油墨和混合UV油墨的对比
                        传统油墨               UV油墨                混合UV油墨
干燥速度                慢                     非常快                       快
耐磨擦                 一般                                            更好
适印性                   好                      一般                         好
墨辊                    普通                     特殊                   普通或两用
脱墨                      有                       无                          无
结皮                      有                       无                          无


      混合油墨除用于纸张印刷外，也能用于镀铝纸、金银卡纸、柔软的片基材料等非吸收性承印材料，而且网点更加清晰，提高了胶印的质量。
混合油墨除可用于单张纸印刷机，还可用于窄幅卷筒纸印刷机。现在混合油墨越来越多被用来印刷要求具有良好光泽的产品，如相册、海报、卡片、折叠纸盒、药品和化妆品包装盒等。
      据北京道林科贸有限公司的李介绍这种混合油墨特别适合没有UV印刷设备，但有时又需要短版的UV印刷并希望开发UV产品的厂家使用或者有大量UV上光及后加工产品的印刷厂使用。使用UV混合油墨对于印厂来说只需投资UV固化设备和UV灯就可以了，大大节约了设备的投资。
发展、价廉且具有高亮光效果的彩色混合油墨将是油墨技术的一个新的发展方向，混合油墨的未来发展及应用将会给印刷带来巨大的变化。