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上光工艺及影响质量因素分析
双击自动滚屏 发布者:cqnq 发布时间:2012/2/22 阅读:2320次 【字体:

 

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上光工艺就是在印刷品表面涂布上一层无包透明的涂料、经流平、干燥、压光后、在印刷品的表面形成薄而均匀的透明光亮层的技术和方法。

上光工艺过程及分类

印刷品的上光工艺过程一般包括上光涂料的涂布和压光两项操作。上光涂料的涂布,即采用一定的方式,在印刷品的表面均匀地涂布上一层上光涂料的过程。常用涂布方式有喷刷涂布、印刷涂布和上光涂布机涂布三种。

喷刷涂布为手工操作,其工作速度慢、涂布质量较差,但操作方便、灵活性强,适于批量小、表面粗糙不平的印刷品的涂布。

印刷涂布通常是利用印刷设备、经改造后用作上光涂料的涂布。这种方式较之手工喷刷涂布的质量好、生产效率也高,能利用已有印刷设备,一机两用,简便易行,适合一般中、小型印刷厂上光涂布加工。但一般应使用溶剂型上光涂料,操作中应注意保证涂料粘度值的相对稳定,需控制一定的涂布量。

专用上光涂布机涂布,可实现涂布量的准确控制。涂布质量稳定可靠,适合于各种档次印刷品的上光涂布加工,是目前应用最普遍的涂布方法。

上光涂布的质量要求是:在涂布表面上涂层要均匀、涂布量适宜、流平性好,并与印刷品表面有一定的粘着力。在印刷品表面上涂布上光涂料之后,通常尚需经过压光机的压光。压光机压光能够改变干燥后的上光涂层的表面状态,使其形成理想的镜面。

上光工艺可按不同方式综合分类:按上光方式可分为脱机上光工艺和联机上光工艺;按上光涂料可分为氧化聚合型涂料上光、溶剂挥发型涂料上光、光固化型涂料上光和热固化型涂料上光;按产品可分为全帽上光、局部上光、消光和艺术上光;按印刷品输入方式可分为手工输纸和自动输纸等。

上光涂料

目前发展起来的各类上光涂料都有其自身的工艺优势;氧化聚合型上光涂料主要靠空气中的氧发生聚合反应而干燥成膜,对干燥源的要求不高,设备投资少;溶剂挥发型上光涂料依靠涂料中溶剂挥发干燥成膜,在涂布、干燥、成膜过程中具有较好的流平性,其加工性能和适用范围宽,适用于各种档次、大批量印刷品的上光加工;热固化型上光涂料依靠成膜树脂中高分子结构所含有的活性官能基团和涂料中的催化剂,遇热发生交联反应干燥成膜,固化快,生产效率高,适用于自动化上光加工;光固化型上光涂料是通过吸收辐射光能量后,涂料分子内部结构发生聚合反应而干燥成膜,其上光涂层的光泽度高,膜层的耐磨性、耐折性、耐热性能都比较好,适用于高档次印刷品的上光加工。

各类上光涂料的基本组成大体相同,即都由主剂(成膜树指)、助剂和溶剂三部分组成。主剂是上光涂料的成膜物质。印刷品上光后,膜层的品质及理化性能,如光泽度、耐折性、后加工适性等均与选择的主剂有关。主剂为天然树脂的上光涂料,成膜的透明度差,易泛黄,还易发生回粘现象;以合成树脂作主剂的上光涂料,成膜性好,光泽度和透明度高、耐磨、耐水、耐老化,而且适用性强。

助剂是为改善上光涂料的理化性能和工艺特性而需加入的一些辅助物质。如为改善主剂树脂的成膜性、增加膜层内聚强度而加入的固化剂;为提高上光涂料的流平性、降低其表面张力而加入的表面活化剂;为便于上光涂料的合成和涂布操作而加入的消泡剂;为提高膜层弹性,增强耐水、耐折性能而加入的增塑剂等。

溶剂的作用是分散、溶解、稀释主剂和助剂。常用的溶剂有芳香类、酯类、醇类等。而上光涂料的毒性、气味、干燥、流平性等理化性能同溶剂的选用直接有关。芳香类溶剂蒸发热量比较低、挥发速度快、溶解性能高,但该类溶剂毒性较大;酯类溶剂溶解性能好、挥发速度快、成本低,但气味比较大;醇类溶剂在溶解性能、挥发速度上都不及以上两类,但是无毒、无味,没有污染。如能用水作为上光涂料的溶剂,则成本最低,来源最广,对人体无危害,且不污染环境。故近年来开发水性上光涂料正在引起国内外的高度重视。

影响上光质量的工艺因素

1.影响上光涂布质量的工艺因素。上光涂布过程的实质,是上光涂料在印刷品表面流平并干燥的过程。主要影响因素有印刷品的上光适性、上光涂料的种类和性能、涂布加工工艺条件等。

(1)印刷品的上光适性是指印刷品承印的纸张及印刷图文性能对上光涂布的影响。在上光涂布中,上光涂料容易在高平滑度的纸张表面流平。在干燥过程中,随着上光涂料的固化,能够形成平滑度较高的膜面。故纸张表面平滑度越高,上光涂布的效果越好,反之亦然。纸张表面的吸收件过强、纸纤维对上光涂料的吸收率高,溶剂渗透快,导致涂料粘度值变大,涂料层在印刷品表面流动的剪切应力增加,影响了上光涂料的流平而难以形成较平滑的膜层;相反,吸收过弱,使上光涂料在流平中的渗透、凝固和结膜作用明显降低,同样不能在印刷品表面形成高质量的膜层。

印刷品油墨的质量也直接影响上光涂料的涂布质量和流平性。油墨的颗粒细,其分散度高,图文墨层就容易被上光涂料所润湿,在涂布压力作用下,流平性好,形成的膜层平滑度高。反之,油墨颗粒粗,印刷墨层铺展差,涂布中不易形成高质量的膜层。

(2)上光涂料的种类不同,其性能也不同,即使在相同的工艺条件下,涂布、压光后得到的膜层状况也不相同。如上光涂料的粘度对涂料的流平性、润湿性有着重要的影响。同一吸收强度的纸张对上光涂料的吸收率与涂料粘度值成反比,即涂料粘度值越小,吸收率越大,会使流平过早结束,引起印刷品表面某些局部大涂料而影响到膜层干燥和压光后的平滑度和光亮度。

不同表面张力值的上光涂料对同一印刷品的润湿、附着及浸透作用不同,其涂布和压光后成膜效果差异很大。表面张力值较小的上光涂料,能够润湿、附着、浸透各类印刷品的实地表面和图文墨层,“流平成光渭而均匀的膜面;表面张力值大的上光涂料,对印刷品表面墨层的润湿受到限制,甚至上光后的涂层会产生一定的收缩而影响成膜质量。溶剂的挥发性也有影响。挥发速度太快,会使涂料层来不及流平成均匀的膜面;反之又会引起上光涂料干燥不足,硬化结膜受阻,抗粘污性不良。

(3)涂布工艺条件的选定对涂布质量也有很大影响。涂布置太少,涂料不能均匀铺展整个待涂表面,干燥、压光后的平滑度差;涂布量太厚会影响干燥,增加成本。为干燥较厚膜层,要相对提高涂布和压光时的温度.干燥时间要加长,这会导致印刷品含水量减少,纸纤维变脆,印刷品表面易折裂。

涂布机速、干燥时间、干燥温度等工艺条件也互相影响。机速快时,涂层流平时间短,涂层就厚,为获得同样的干燥效果,干燥的时间要认、温度要高;机速慢,涂层流平时间长,涂层就薄,干燥时间可缩短,干燥温度可适当降低。上述工艺因素,对L光涂布的质量有时具有交联性质的影响。工作中,为获得良好的L光涂布质量,需对这些因素进行综合考虑,以求得各因素之间的适当匹配。

2.影响压光质量的工艺因素。压光中,影响印刷品压光质量的主要因素是压光温度、压力和机速。

压光过程中,热压、上光和冷却剥离各阶段应有合适的温度,以利于涂料中主剂分子对印刷品表面的二次润湿、附着和渗透,增强两者之间的接触效果。在一定温度条件下,可使涂料膜层的塑性提高,在压力作用下而使印刷品压光表面的平滑度大大提高。温度太高,涂料层粘附强度下降,变形值增大,印刷品含水量急减,这对寸光和剥离过程是不利的;相反,热压温度太低,涂料层未能完全塑化,对印刷品的二:次润湿、附着和渗透能力不足,涂料层的粘附作用差,因而压光效果差,压光后不易形成平滑度高的理想膜层。

在涂布干燥后的膜层中,涂料分子的排列是比较疏松的,其间存在着很多微小孔穴。压光时,在一定的温度和压力作用下,分子间的移动加剧,表现为膜层的体积变化。这个体积的变化百分率称为压缩率,它是涂料层加压时减少的体积与加压前原有体积之比。压缩率大,有利于在涂层表面形成光滑的膜层;反之,涂料层被压缩量小,表面就不易形成光滑的膜层。但压力过大时,会使印刷品的延伸性和可塑性降低而导致断裂。

上光膜层的表面平滑度和粘附强度一般随固化时间的增加而提高,但提高的速率愈来愈小,达到一定数值后就不再增大。而固化时间的长短取决于压光速度。在上光涂料与上光带接触时,其分子活动能力随涂层温度降低而逐渐减弱。如固化时间短,减弱速率快,涂料分子同印刷品表面墨层不能充分作用,涂料层对油墨层粘附强度就差,干燥、冷却后膜层表面平滑度就低。

 

UV上光工艺知识及故障处理

UV上光又称紫外线上光或固化上光,UV上光油主要成份由感光树脂,活性稀释剂,光引发剂及助剂组成,原理是在一定波长的紫外张照射下,体系内光引发剂游离基引发树脂中的不饱和双键,迅速发生键锁聚合反应,使其交联结膜固化。

其优点是:上光速度快,膜层光亮度高,干燥后膜面坚固、生产效率高,占用场地小,具有良好的机械及耐热、耐寒、耐水、耐磨损等性能,有良好的保护作用,上光后能使印品表面非常光亮、平滑,折光效果使图文产生强烈的立体感,色彩更加鲜艳,印品有高档感。

其缺点是:UV油自身聚合度高,表面分子极性差,且没有毛细孔,因此UV膜层亲合能力差。

一、UV上光技术的应用

纸制包装品经过UV上光处理后,能提高其外观效果,使印刷质量厚实饱满、光泽丰满滋润,提高纸制品的装潢效果,并可明显提高耐折性和耐化学性,改善其使用性能,减少产品在运输、储存过程中的损失。对于防潮要求高的产品(如电器等),其纸制包装品通过UV上光处理,可提高包装件的防潮能力。

UV上光在近几年发展较快,在包装印刷品行业中所占的比例正逐步增加,但同时也还有许多问题有待于解决。首先是安全性问题。目前UV上光油中使用的活性稀释剂都有一定的挥发性或刺激性,对环境仍有污染。目前正在研制开发的水性UV上光油,是用谁或增稠剂替代活性稀释剂,从而解决了挥发性和刺激性问题,是一种理想的环保型产品。

其次是气味问题。现在正逐渐向低气味方向发展。目前UV上光的包装制品还没有获得国际食品药品居的完全认可,不能与食品直接接触。因此,需改善工作条件和环境,提高干燥效果,得到彻底固化,从而降低气味。

再次是在氧化聚合型油墨上的附着性问题。不仅存在气味,光泽低等问题,而且附着胶困难。现在往往使用双上光来提高UV上光质量,但同时也使成本提高。因此,有待提高UV光油与油墨的适应性。

最后是降低成本问题,虽然目前成本已下降了许多,与BOPP复合膜复合的成本相比要便宜。但在国内,UV上光油的种类很多,性能不一样。所以价格差别较大。总体来说,成本还是过高,需要进一步降低光油成本、涂布成本及设备运行费用。

二、UV上光的优点

1.无环境污染,无溶剂挥发,既安全又有利于环保。

2.干燥速度快,生产效率高。由于光固化反应在瞬间即可完成,因此UV光油在印刷固化后,可以直接叠放或者进入下道工艺,加快了生产流程,提高了生产效率。

3.不受承印物种类的限制,不仅可以在纸张、铝板、塑料材料等表面上光,而且还可用于聚合板、家具、金属材料、无线材料等的表面上光。

4.节约场地和能源,由于UV光油在固化过程中,不需要普通油性光油的干燥烘道等辅助设备,而且紫外光固化机的体积较小,有效利用率高因此大大节约场地和能源,减少前期设备投资。

5.质量好,UV上光后的印刷品表面平整光亮,无翘边、起皱、起泡等现象,并且表面硬度高,耐摩擦,不易出现划痕,耐化学药品腐蚀性也好,与以往的复膜相比,成本仅为复膜的1/4-1/3左右。

三、双上光系统介绍

    从前对于那些希望继续使用标准油墨而又不愿意将UV光泽用于某些印刷活件的印刷商来讲,双上光无疑是他们最合适的选择。两个上光机组通常位于印刷机的末端。为了消除或减少失光(上光油渗入油墨或承印物)的可能,必须在湿的胶印油墨和最后的上光油之间施加一层水性上光油,以隔离胶印油墨,并且在用红外线或热辐射干燥时,可以作为UV上光油粘附的基础。同时每个上光机组都必须有一个集成的干燥装置,这样就增加了印刷机的外形尺寸和设备成本。但是此类设备所能实现的光泽度范围却比纯UV印刷机大。除了水性上光油加UV上光油的用法外,这些设备还可以用于施加两次相同的水性上光油(如为了提高最后的光泽度,在承印物上施加两层上光油),或施加两种不同的上光油(如通过第一个上光机组施加标准的上光油,通过第二个上光机组施加特殊效果的颜料)。双上光印刷机还有一种机型,即在第一个胶印机组之前安装一个柔性版印刷机组和干燥装置,以便施加不透明的白色或具有特殊效果的底层涂料。四、纯UV上光系统介绍

使用UV油墨并在最后进行UV上光的印刷生产线,能够使印刷品获得极高的光泽度。然而,一旦采用此类纯UV系统,就几乎不可能转换为其他类型的上光操作了。

五、复合上光印刷设备介绍

    与纯UV印刷机不同,复合印刷机通常是指既能够应用复合油墨并进行最后的UV上光,又可以应用传统胶印油墨并进行水性上光的印刷机。此类印刷机能够在这两种操作方式之间方便、灵活地转换,而且无须更换胶辊、橡皮布和干燥装置。为了适应不同的操作方式,复合印刷机配备有IR(红外线)、热风和UV固化装置。

复合印刷机的用途比纯UV印刷机更广,而且不要求操作人员具有UV印刷生产的经验。通常在复合油墨上进行UV上光所获得的光泽度,要远远高于在标准油墨上施加两层上光油所获得的光泽度,可以接近纯UV系统的水平。而且复合印刷机在无光、光泽效果的组合上表现尤为出色,所获得的光泽对比效果要比在UV上光前施加一层水性上光油的操作要高出很多。而且复合上光提供有附加选项,如颗粒效果和光泽效果的混合。此外,如果采用了合适的配置,则复合印刷机可以使用少量酒精甚至不使用酒精即可进行印刷,环保方面大有保证。

复合型印刷机是集UV印刷与双上光两种印刷设备的最大有点集合在一起,所以复合型印刷机是UV印刷与上光市场的又一理想工具。然而复合型印刷机可以使用少量究竟甚至不使用酒精即可以进行印刷,因此而取得的环保证书而倍感殊荣。

六、UV上光对印刷品颜色的影响

    采用UV上光的印刷品,有时会出现黄变现象,其主要原因有二个:一是UV上光油自身发黄;二是在上光过程中,上光油仅在印刷品表面固化。而内部没有彻底固化。

上光油的发黄,与其所用的齐聚物和活性稀释剂带有一定黄色有关,因此应选用无色的齐聚物和活性稀释剂来配制上光油。另外,光引发剂的影响也很大,有些光引发剂会使体系固化后发黄,如安息香双甲醚,所以应避免使用这类光引发剂配制上光油,

在上光过程中,上光油内部没有彻底固化时,其内部的上光油稀释剂会逐渐被油墨、纸张吸收,同时会对油墨中连结料产生作用,造成油脂失去.颜料得不到足够的保护,颜料颗粒游离.这时纸张涂层和油墨层表面的平滑度就会降低。粗糙的表面会对光产生漫反射,这样在颜色中增添厂一些白色成分,使得明度升高,饱和度下降,给人以整体泛黄、色彩变淡的感觉。因此,应提高UV上光油的固化速度或选择高效的紫外固化光源。另外,采用水性UV上光油,可避免稀释剂刘油墨层和纸张涂层的化学作用,可避免印刷品的黄变现象。

七、UV上光方式

  UV上光方式有很多,其分类方法也有很多种,主要有以下几种分类方法:

1.按上光机与印刷机的关系分类可分为:脱机上光和联机上光两种方式。(1)脱机上光:脱机上光采用专用的上光机对印刷品进行上光,即印刷、上光分别在各自的专用设备上进行。这种上光方式比较灵活方便,上光设备投资小,较适合专业印后加工生产厂家使用。但这种上光方式增加了印刷与上光工序之间的运输转移工作,生产效率低。

(2)联机上光:联机上光则直接将上光机组连接于印刷机组之后,即印刷、上光在同一机器上进行,速度快,生产效率高,加工成本低,减少了印刷品的搬运,克服了由喷粉所引起的各类质量故障,是今后的发展方向。但联机上光对上光技术、上光油、干燥装置以及上光设备的要求很高。

2.按上光方法分类可分为:辊涂上光和印刷上光两种。

(1)辊涂上光

辊涂上光是最普通的上光方式,由涂布辊将上光油在印刷品表面进行全幅面均匀涂布。

(2)印刷上光

印刷上光通过上光版将上光油涂布在印刷品上,因此可进行局部上光。目前常采用的有凹版上光、柔性版上光、胶印方式上光及丝网上光。

3.按上光产品类型分类可分为:全幅面上光、局部上光、消光上光以及艺术上光等。

(1)全幅面上光

全幅面上光的主要作用是对印刷品进行保护,并提高印刷品的表面光泽。全幅面上光一般采用辊涂上光的方法进行。

(2)局部上光

局部上光一般是在印刷品上对需强调的图文部分进行上光,利用上光部分的高光泽画面与没有上光部分的低光泽画面相对比,产生奇妙的艺术效果。局部上光采用印刷上光的方法进行,其中采用丝网印刷方式上光得到的膜层较厚,效果较其他方式明显,且成本较低,目前在国内使用得较多,但其生产效率一般较低。

(3)消光上光

消光上光采用的是UV哑光油,与普通上光的效果正相反,它是降低印刷品表面的光泽度,从而产生一种特殊效果。由于光泽度过高对人眼有一定程度的刺激,因此,消光上光是目前较流行的一种上光方式。

(4)艺术上光

艺术上光的作用是使上光产品表面获得特殊的艺术效果。如使用UV珠光上光油在印刷品表面进行上光,会使印刷品表面产生珠光效果,使印刷品显得富丽堂皇、高贵典雅。

UV上光常见有以下问题:

1.“麻点”

原因:

a、油墨发生了晶化。

b、表面张力值大,墨层润湿作用不好。

解决:

a、在UV油中加入5%的乳酸,破坏昌化膜、除去油质或打毛处理。

b、降低表面张力值,加入表面活性剂或表面张力值较低的溶剂。

2.条痕和起皱

原因:UV油太稠,涂布量过大,主要出现在辊涂中。

解决:降低UV油的黏度值,加入适量的酒精溶剂稀释。

3.桔皮

原因:

a、UV油粘度高,流平性差。

b、涂布辊太粗不光滑且涂布量过大。

c、压力大小不均匀。

解决:

a、降低粘度,国入流平剂及适当的溶剂。

b、选用细的涂布辊和减少涂布量。

c、调整压力。

4.发粘

原因:

a、紫外光强度不足或机速过快。

b、UV光油存贮时间过长。

c、不参与反应的稀释剂加入过多。

解决:

a、固化速度小于0.5秒机速时,紫外光功率应不小于120w/cm。

b、加入一定量的UV光油固化促进剂或更换光油。

c、注意合理使用稀释剂。

5.涂不上或发花

原因:

a、印刷品油墨表面产生晶化油、喷粉等。

b、水墨中调合墨油及燥油过多。

c、UV光油粘度太低或涂层太薄。

d、涂胶网纹辊太细。

e、光固化条件不合适。

f、UV光油本身附着力差及印刷品材料的附着性差。

解决:

a、消除晶化层,打毛处理、除去油脂或加入5%的乳酸。

b、选择与UV油工艺参数相匹配的油墨辅材,或用布擦拭。

c、使用粘度高的UV光油,加大涂布量。

d、换用与该UV光油相匹配的网纹辊。

e、检查是否紫外光灯管老化,或机速不符,选择合适的干燥条件。

f、上底胶或更换特殊的UV光油或选择表面性能好的。

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