[科普中國(guó)]-uv油墨

UV（紫外光固化）油墨是指在紫外線照射下，利用不同波長(zhǎng)和能量的紫外光使油墨連接料中的單體聚合成聚合物，使油墨成膜和干燥的油墨。UV油墨也屬于油墨，作為油墨，它們必須具備艷麗的顏色（特殊情況除外），良好的印刷適性，適宜的固化干燥速率。同時(shí)有良好的附著力，并具備耐磨、耐蝕、耐候等特性。

定義UV油墨是一種不用溶劑，干燥速度快，光澤好，色彩鮮艷，耐水、耐溶劑、耐磨性好的油墨。UV油墨已成為一種較成熟的油墨技術(shù)，其污染物排放幾乎為零。據(jù)統(tǒng)計(jì)，UV油墨的年產(chǎn)量日本約1.6萬噸，歐洲約1.8萬噸，北美約1.9萬噸。需注意的是UV油墨中的水性UV油墨是UV油墨領(lǐng)域研究的新方向。因?yàn)槠胀║V油墨中的預(yù)聚物粘度一般都很大，需加入活性稀釋劑稀釋，而使用的稀釋劑丙烯酸酯類化合物具有不同程度的皮膚刺激和毒性，因此在研制低粘度預(yù)聚物和低毒性稀釋劑的同時(shí)，另一個(gè)發(fā)展方向是研究水性UV油墨，即以水和乙醇作為稀釋劑，水性UV油墨已研制成功，并在一些印刷企業(yè)中得到應(yīng)用1。

原理UV油墨有對(duì)UV光選擇性吸收的特性。干燥受UV光源輻射光的總能量和不同波長(zhǎng)光能量分布的影響。在UV光的照射下，UV油墨光聚合引發(fā)劑吸收一定波長(zhǎng)的光子，激發(fā)到激發(fā)態(tài)，形成自由基或離子。然后通過分子間能量轉(zhuǎn)移，使聚合的預(yù)聚物和光敏感的單體和聚合物成為激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合體。這些復(fù)雜的粒子不斷交聯(lián)聚合，固化成膜。2

前景我國(guó)稀土資源非常豐富，稀土發(fā)光材料品種多，應(yīng)用也比較廣泛?？蓪⑾⊥涟l(fā)光材料與油墨結(jié)合，通過網(wǎng)版印刷制作光致發(fā)光安全標(biāo)志牌，并根據(jù)使用地點(diǎn)、環(huán)境及客戶的不同要求，采用PVC硬質(zhì)低發(fā)泡聚氯乙烯板材或阻燃ABS材料制作消防標(biāo)志牌。在我國(guó)開發(fā)光致發(fā)光安全標(biāo)志牌有著廣闊前景，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。以往制作發(fā)光安全標(biāo)志牌大多采用熱固發(fā)光油墨，存在著溶劑揮發(fā)大、工藝復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、能源消耗大等缺點(diǎn)，因此開發(fā)一種工藝簡(jiǎn)單、清潔環(huán)保、節(jié)省能源的油墨成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

將UV固化油墨與稀土發(fā)光材料結(jié)合起來，制備UV發(fā)光油墨，可使印刷過程清潔環(huán)保、能耗低、適合連續(xù)生產(chǎn)，并且UV固化產(chǎn)品性能優(yōu)異，在光澤、耐磨、硬度、耐溶劑性、美觀等方面具有其他固化方式不可比擬的優(yōu)良品質(zhì)，UV發(fā)光油墨是適合于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的新型油墨品種。

品種UV油墨是一種經(jīng)濟(jì)、高效的油墨，已經(jīng)涵蓋所有印刷領(lǐng)域，但由于價(jià)格較溶劑型油墨高，所以一般在高檔印件上較為多用。UV油墨品種包括UV研磨，UV冰凍，UV發(fā)泡，UV起皺，UV凸字，UV折光，UV點(diǎn)綴，UV光固色，UV上光油的特殊包裝印刷油墨。在金屬鏡面光澤的印刷表面，采用絲網(wǎng)印刷工藝手段將UV油墨印刷的干燥設(shè)備經(jīng)UV光加工后，產(chǎn)生一種獨(dú)特的視覺效果，顯得高雅、莊重、華貴，主要用于中高檔的優(yōu)雅別致的香煙、酒、化妝品、保健品、食品、醫(yī)藥的包裝印刷。

印刷技術(shù)分類UV膠印油墨、UV絲印油墨、UV移印油墨、UV水性噴墨油墨

應(yīng)用領(lǐng)域分類UV印鐵油墨、UV金屬油墨、UV玻璃油墨、UV塑料油墨、UV電路版油墨、UV感光油墨

藝術(shù)效果油墨UV油墨由于速干的固化特性，使得油墨可以在印件上表現(xiàn)出獨(dú)特的肌理效果，這是其他固化方式油墨所不具備的。發(fā)泡油墨、冰花油墨、錘紋油墨、裂紋油墨、水晶油墨、光油、皺紋油墨等

應(yīng)用綜述將發(fā)光粉加入油墨中是制備發(fā)光油墨的一種通用方法，過去都是將熱固油墨與發(fā)光粉混合制備發(fā)光油墨。隨著UV技術(shù)的發(fā)展，將發(fā)光粉與UV油墨結(jié)合制備UV發(fā)光油墨已經(jīng)逐漸被廣大印刷廠商采用，尤其是在發(fā)光標(biāo)牌的制作上用UV發(fā)光油墨代替熱固發(fā)光油墨具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。采用網(wǎng)版印刷技術(shù)進(jìn)行UV發(fā)光油墨的印刷是制備發(fā)光標(biāo)牌的一種常用方法。

發(fā)光粉選擇UV發(fā)光油墨在網(wǎng)版印刷中要考慮發(fā)光粉的選擇，發(fā)光粉的基本要求是亮度要高、粒徑適中。粒徑大無法從網(wǎng)版中漏下，粒徑小印刷厚度不夠，需要增加印刷次數(shù)才能達(dá)到厚度要求，浪費(fèi)時(shí)間，采用50～80μm的發(fā)光粉較合適。稀土發(fā)光粉是淺黃綠色的，因此選擇制作標(biāo)志牌的底材需以藍(lán)色或綠色為宜。

網(wǎng)版制作發(fā)光標(biāo)牌一般都要求發(fā)光層印刷得較厚，因此通常采用的是80目滌綸單絲的網(wǎng)版，這樣發(fā)光粉可以通過網(wǎng)版，同時(shí)印出的發(fā)光層也比較厚。在制版中要考慮一般標(biāo)牌產(chǎn)品中如一些地名標(biāo)牌往往同一圖案不會(huì)連續(xù)印刷多次，在這種情況下可選用低檔耐油性感光膠，可節(jié)省成本。

預(yù)涂底層在印刷發(fā)光層之前需要印刷一層白色底層，發(fā)光層印刷在白色底層上。底層是印刷發(fā)光油墨的必要步驟之一，在基體表面預(yù)涂底層，將有助于提高涂料的發(fā)光性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用不同顏料的底漆對(duì)涂層發(fā)光性能的影響不一樣，加入二氧化鈦的白色底漆最有利于提高涂層的發(fā)光性能，這是因?yàn)榘咨繉涌墒雇高^涂層的入射光以及發(fā)射出的熒光更充分地反射，最大限度地發(fā)揮熒光涂層的作用。

這里需要注意的是UV發(fā)光油墨需要在白色底層上具有很好的附著力，否則固化后發(fā)光層容易脫落，一般選用普通PVC油墨，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)UV油墨在PVC上都具有很好的附著力，因此可避免發(fā)光層從標(biāo)牌上脫落的現(xiàn)象。

固化方式熱固型油墨的生產(chǎn)工藝過程是印刷第一色(通常先印深色)→送高效紅外線或遠(yuǎn)紅外線干燥機(jī)(傳送帶式烘道)表面干燥→印刷第二色(色序通常由深及淺)→送高效紅外線或遠(yuǎn)紅外線干燥機(jī)表面干燥→印刷第n道色→n次送高效紅外線或遠(yuǎn)紅外線干燥機(jī)表面干燥→最后底色補(bǔ)色覆平(整理色)→高效紅外線或遠(yuǎn)紅外線干燥機(jī)表面干燥→送紅外線或遠(yuǎn)紅外線干燥箱徹底固化干燥。從中可以看出固化工藝繁瑣，耗費(fèi)能源大，而采用UV油墨在印刷后直接經(jīng)過UV固化機(jī)瞬間即可固化，固化后的產(chǎn)品可立即進(jìn)行下一程序，工藝簡(jiǎn)單，大大節(jié)省時(shí)間。1

配方設(shè)計(jì)Uv磨砂油墨小批量印刷時(shí)，基本不會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的印刷問題，但用全身動(dòng)網(wǎng)印機(jī)進(jìn)行大批量高速生產(chǎn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問題。如印刷幾千張或者上萬張后，Uv磨砂油墨就不能完全密實(shí)地輔展在絲網(wǎng)上，導(dǎo)致磨砂狀態(tài)下均勻；Uv磨砂油墨太稀或相容不好，導(dǎo)致跑邊、露底。要解決這類問題，首先在Uv磨砂油墨配方中要注意三點(diǎn)，一是保證Uv磨砂油墨的觸變性較好，靜止時(shí)相對(duì)較稠，印刷時(shí)相對(duì)比較稀；二是保證Uv磨砂油墨有適宜的性，對(duì)絲網(wǎng)有適宜的著力；三是要保證Uv磨砂油墨有合適的稀稠度。

其他問題

在采用UV發(fā)光油墨時(shí)要注意一個(gè)很重要的問題，標(biāo)牌制作中往往需要發(fā)光層達(dá)到一定的厚度，這時(shí)需要進(jìn)行多次印刷才能達(dá)到厚度要求。由于UV油墨是在印刷一遍后立即進(jìn)行固化，固化后的表面光滑，在進(jìn)行下一次印刷時(shí)是在前一層的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，此時(shí)需要UV油墨在每層間都具有較好的附著力，不能出現(xiàn)分層現(xiàn)象。因此在UV油墨的選擇上要特別注意層間附著力的問題。3

比較綜述UV油墨的組成和傳統(tǒng)墨有很大不同，UV油墨的成膜是化學(xué)作用，單體和聚合物在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，而傳統(tǒng)油墨的成膜是物理作用，樹脂已經(jīng)是聚合體，溶劑將固體的聚合物溶解成液狀的聚合物，印涂在承印物上，然后溶劑經(jīng)揮發(fā)或被吸收，令液狀的聚合物再回復(fù)成原來的固態(tài)狀。

組成與優(yōu)勢(shì)UV油墨的結(jié)構(gòu)包括樹脂、單聚物替代了溶劑、添加劑和光引發(fā)劑。UV油墨中的樹脂與溶劑揮發(fā)型油墨的樹脂大不一樣，它具有反應(yīng)性，它能與其他化學(xué)反應(yīng)過程中的某一產(chǎn)物反應(yīng)，在UV油墨中，它可與單聚物反應(yīng)。單聚物是一種低分子量的化學(xué)物質(zhì)，在某種程度上可以替代溶劑，并可使黏度降低，以適于印刷。但除了起溶劑或稀釋劑的作用外，它還有一種非常重要的作用—參與化學(xué)反應(yīng)。UV油墨中的每一組分都能起化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)樗?00%固化，所有組分都將通過化學(xué)反應(yīng)變成固態(tài)。

印刷適性優(yōu)勢(shì)UV油墨與溶劑型油墨相比在印刷適性以及印刷質(zhì)量上均有很大改善。由于UV墨是100%的固體，沒有可揮發(fā)的溶劑，因此油墨黏度不會(huì)隨著環(huán)境條件的改變而發(fā)生變化。在以前印刷工要完成一項(xiàng)周期很長(zhǎng)的印刷，特別是印刷精細(xì)圖案時(shí)，總要遇到黏度變化的問題，在印刷時(shí)前后刮涂油墨，溶劑揮發(fā)使黏度發(fā)生改變，每隔一段時(shí)間，墨層厚度就會(huì)不同。而UV墨，工作一天油墨黏度不會(huì)發(fā)生改變，印刷產(chǎn)品質(zhì)量完全一樣。在清潔方面，UV油墨在印刷后會(huì)立即放進(jìn)固化設(shè)備中進(jìn)行固化，因此印品接觸雜質(zhì)不多，可保持產(chǎn)品清潔。而溶劑型油墨在印刷后需很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行干燥，當(dāng)環(huán)境中灰塵較多時(shí)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生污染。當(dāng)制作發(fā)光標(biāo)志牌時(shí)，往往需要印刷得較厚，需要多次印刷才能達(dá)到厚度要求，這時(shí)采用傳統(tǒng)油墨進(jìn)行印刷在每一次印刷后都要在烘道中走一次，需要耗費(fèi)大量時(shí)間和能源。而采用UV固化油墨進(jìn)行印刷，則不需要在烘道中進(jìn)行烘干，每一次印刷后立即可以固化，進(jìn)行下一步工序，大大節(jié)省了時(shí)間和能源。 總的來說，UV油墨將大舉進(jìn)軍車身廣告和條幅印刷領(lǐng)域 UV油墨一直都處于發(fā)展變化的過程中，而且有越來越多的印刷廠開始采用新型UV數(shù)字印刷油墨。當(dāng)UV固化油墨首次被推向市場(chǎng)的時(shí)候，它們?cè)谝姿樾?、黏著性和固化性等方面都存在著一定的問題。但隨著新型UV油墨的出現(xiàn)，所有問題都迎刃而解了。新款產(chǎn)品具有更高的粘性和更強(qiáng)的靈活性，能夠滿足卷到卷式打印機(jī)的需求，而且它們?cè)谏蚝陀湍浞降亩鄻有缘确矫嬉脖纫郧暗漠a(chǎn)品有了很大的進(jìn)步。新款UV油墨也被稱為“陽(yáng)離子UV油墨”，它們采用了冷UV光固化技術(shù)，能瞬間干燥，不需要等待24小時(shí)。在未來的日子里，這些油墨將大舉進(jìn)軍由溶劑型油墨把守的數(shù)字印刷市場(chǎng)，特別是車身廣告和條幅印刷領(lǐng)域。

辨別觀察油墨顏色采購(gòu)UV油墨時(shí)要“查顏觀色”。UV油墨對(duì)紫外光是敏感的，施工后的UV油墨如果繼續(xù)暴露在紫外光下（如太陽(yáng)光和日光燈），UV油墨會(huì)繼續(xù)反應(yīng)而變黃，這是UV油墨的本身缺陷。對(duì)于常規(guī)UV油墨，暫時(shí)無法從根本上改善，但不同供應(yīng)商的UV油墨變黃的程度是不一樣的，除非使用特定的不黃變或特白UV油墨。

對(duì)于UV油墨上光后油墨變色，主要原因是油墨的問題。油墨中有一些顏料，如射光藍(lán)，是一種藍(lán)色酸性色淀顏料，是有機(jī)染料三苯甲烷染附在體質(zhì)顏料如氫氧化鋁上，形成的在水中不溶性的色素顏料，價(jià)格低，色相鮮明，但其耐光性、耐溶劑性及耐堿性差，遇醇類等溶劑或遇堿時(shí)，紅相易被溶解、減弱或消失。這些顏料，如使用在書刊油墨中（印刷后表面不再上光處理）是可行的，但如果用在彩盒油墨中，則非常危險(xiǎn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的彩盒是有后加工處理的。檢測(cè)辦法是在油墨表面滴一滴底油和油墨，1小時(shí)后看油墨是否變色，非常明顯。

對(duì)于已印刷好的紙張，如果油墨變色，可以采用強(qiáng)制油墨干燥，如烘干或多放置一點(diǎn)時(shí)間來解決，或使用中性底油、不含溶劑的UV油墨、不含溶劑的書刊UV油

墨等辦法來減少油墨變色傾向。4

分辨油墨味道當(dāng)求購(gòu)中油墨中我們還要“辯味”評(píng)估UV油墨的氣味有兩個(gè)指標(biāo)，一是施工過程中的氣味，其主要來源是UV油墨中的殘留溶劑，正常情況下，殘余溶劑量為2%以下，特殊情況下，如煙包UV油墨要求小于0.5%，但在石油價(jià)格飛漲。很多供應(yīng)商為降低UV油墨的成本，添加了大量溶劑，如酒精和甲苯等，最高的可達(dá)到25%，這樣對(duì)UV油墨的長(zhǎng)期發(fā)展和環(huán)境保護(hù)是不利的。

評(píng)估UV油墨氣味的另一個(gè)指標(biāo)是施工后UV油墨的殘留氣味，放置很長(zhǎng)一般時(shí)間后依然不能消失，其主要來源是UV油墨選材不當(dāng)，使用了一些味道較大但價(jià)廉的化學(xué)物質(zhì)，這一點(diǎn)要從根本上改善有一定難度，主要是成本和選擇合適材料的問題。

更重要的一點(diǎn)就是采購(gòu)UV油墨的價(jià)格了，采購(gòu)UV油墨價(jià)格要從油墨的品牌與性價(jià)比去評(píng)估。許多油墨多級(jí)供應(yīng)商良莠不齊，不對(duì)比可能就買到價(jià)格偏高的產(chǎn)品，或者是油墨產(chǎn)品不正宗。我們?cè)诓少?gòu)UV油墨的同時(shí)還要考慮到運(yùn)輸成本的問題，所以選擇一個(gè)價(jià)格合理，值得信賴的油墨供應(yīng)商是非常重要的。推薦國(guó)內(nèi)最大的印刷耗材網(wǎng)上商城我的耗材網(wǎng)，在網(wǎng)站上購(gòu)買任何印刷油墨，印刷材料都非常的方便，只需點(diǎn)幾下鼠標(biāo)就可以購(gòu)買到自己想要的油墨。所售油墨價(jià)格低至出廠價(jià)格，是印刷公司，印刷廠采購(gòu)油墨的最佳平臺(tái)。

優(yōu)點(diǎn)1)不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑、污染小、不損害人體健康，固含量100%，不存在因溶劑的揮發(fā)而帶來印刷墨膜厚度前后不一致的問題；

2)uv油墨不堵網(wǎng)，有利于精細(xì)產(chǎn)品的印刷；

3)印刷中，不擔(dān)心溶劑對(duì)承印物的損壞，uv油墨品質(zhì)穩(wěn)定，干燥墨膜光澤度好，且墨膜耐磨、耐水、耐油、耐溶劑性好；

4) uv油墨瞬時(shí)干燥，可組織快速印刷生產(chǎn)線，大大提高印刷效率；

5)印刷時(shí)節(jié)省油墨，溶劑型油墨每千克大約可印50㎡，而uv油墨在相同情況下可印70㎡。

6）uv油墨相對(duì)傳統(tǒng)油墨物理性質(zhì)穩(wěn)定，不易燃，無爆炸危險(xiǎn)，無腐蝕性及揮發(fā)性，略有異味，運(yùn)輸可按普通貨物運(yùn)輸1。

承印范圍一般而言，UV油墨并不專應(yīng)用于平版印刷，它可以應(yīng)用于各種傳統(tǒng)的印刷方式，包含有凸版、平版、網(wǎng)版等印刷，因此UV技術(shù)可印刷范圍非常廣泛如紙張印刷、塑膠印刷、卷尺印刷、印刷電路板、鉻版印刷、電子零件印刷、金屬表面印刷、鋁箔面印刷等。UV油墨包括UV磨砂、UV冰花、UV發(fā)泡、UV皺紋、UV凸字、UV折光、UV寶石、UV光固色墨、UV上光油等特種包裝油墨。在具有金屬鏡面光澤的承印物表面上，采用絲網(wǎng)印刷工藝手段將UV油墨印，經(jīng)紫外線干燥設(shè)備光照處理后，能夠產(chǎn)生一種別具一格的視覺效果，顯得高雅、莊重、華貴。產(chǎn)品主要應(yīng)用于高檔、精美別致的煙、酒、化妝品、保健品、食品、藥品等包裝印刷。

前景UV油墨是一種環(huán)保性油墨，不包含揮發(fā)性的成分，如溶劑或水，不會(huì)使色彩和印刷特性產(chǎn)生變化。在印刷過程中UV油墨易保持色彩和粘度的穩(wěn)定，一旦在印刷前將墨色調(diào)整好后，在印刷機(jī)上的調(diào)整工作量就非常小，也無須再加入其他的添加劑。印刷中途停機(jī)時(shí)，在墨輥和網(wǎng)紋輥上的油墨也不會(huì)干燥結(jié)皮。干燥后的UV油墨層表面具有極高的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，且具有很高的遮蓋力和光澤度。UV技術(shù)能帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益，如提高產(chǎn)量、交貨期縮短、節(jié)省空間、印刷品質(zhì)色彩鮮艷、圖像清晰度高等，無論從環(huán)保的角度還是技術(shù)發(fā)展的角度考慮，UV油墨都有其較廣闊的應(yīng)用前景。隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，充分的專業(yè)處理知識(shí)、高質(zhì)量配套設(shè)備以及相應(yīng)的原料，如特別研發(fā)的橡皮布以及清潔溶液，UV油墨及其固化干燥系統(tǒng)技術(shù)日益完善。

總結(jié)紫外光輻射固化技術(shù)是國(guó)際上70年代以來開發(fā)出的一種全新的綠色技術(shù)，利用該技術(shù)生產(chǎn)的紫外光固化油墨，簡(jiǎn)稱UV油墨，具有不含揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，對(duì)環(huán)境污染小，固化速度快，節(jié)省能源、固化產(chǎn)物性能好，適合于高速自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。而傳統(tǒng)油墨易揮發(fā)、固化速度慢，不利于環(huán)境保護(hù)。因此，UV油墨可以說是是傳統(tǒng)油墨的主要替代品。UV墨已成為一種較成熟的油墨技術(shù)，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。隨著UV油墨生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，UV油墨原材料的發(fā)展，UV固化技術(shù)在未來會(huì)有更大的進(jìn)步。UV固化發(fā)光油墨作為UV油墨的一種在網(wǎng)版印刷中也會(huì)有更大的應(yīng)用。

UV油墨采用紫外光作為能源，油墨中光引發(fā)劑受到紫外光照射后，產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子引發(fā)聚合物固化。在UV固化體系中，不需要加入揮發(fā)性溶劑，原料中的預(yù)聚物和稀釋劑均具有聚合反應(yīng)的活性，固化時(shí)全部交聯(lián)成膜，所以無溶劑揮發(fā)，被譽(yù)為“面向21世紀(jì)的綠色工業(yè)新技術(shù)”。

UV油墨中不含有揮發(fā)性溶劑，是相對(duì)于早期的溶劑性油墨而言的，而不是絕對(duì)的不含有毒性溶劑，或多或少還是有溶劑排放的，從UV油墨的配方中就可以看出，傳統(tǒng)溶劑的含量在7%左右，對(duì)UV油墨的生產(chǎn)，施工人員還是有身體危害，對(duì)環(huán)境而言還是有VOC排放的，不是完全的環(huán)境友好型產(chǎn)品，UV油墨的發(fā)展方向在于，結(jié)合UV的快速固化優(yōu)勢(shì)，結(jié)合水性油墨的無VOC優(yōu)勢(shì)，大力開發(fā)UV水性油墨，這個(gè)方面國(guó)內(nèi)的研發(fā)力量還不是很強(qiáng)，各個(gè)企業(yè)可以著重的去研究，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，走出一位價(jià)格戰(zhàn)的泥潭1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)