平版胶印油墨的技术发展趋势（五）UV胶印油墨

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UV油墨和UV印刷作为是一项新材料和新技术，既可节省能源，减少资源的浪费，又有利于环境保护和人们的健康，提高产品质量和生产效率。随着近几年在印刷行业竞争的加剧，对印刷设备、工艺和油墨的要求越来越高，越来越追求印刷品的高质量化和印刷生产的高效率化，而UV胶印油墨及其相关的UV印刷技术无疑适应了这种需求。
UV胶印技术在发达国家大约于上世纪七十年代末开始商业化，自九十年代中期以来，随着UV印刷技术的逐渐成熟和国内包装印刷业的快速发展，我国逐渐引进了先进的UV胶印技术，并在印刷方面得到了广泛的应用。近三年来，UV胶印油墨的销量增长十分迅速，其平均增长率在60-80%左右。最初阶段使用的UV胶印油墨基本从欧美、日本等发达国家进口，近几年来国产UV胶印油墨也逐渐进入市场，其中主要是一些外国企业在国内的合资、独资企业，如上海SICPA油墨、杭华油墨、广州高氏、广州阿克苏诺贝尔等。目前，国内UV胶印油墨最主要的应用领域是高档香烟、酒包装的印刷，其分额约占70%—80%，其次是各类商标、商业票据的印刷，约占10-20%，其余的是一些特别材质或用途的产品，如磁卡，塑料制品等。
UV油墨主要是由反应型预聚物、活性单体、光引发剂、有机颜料和助剂所组成，根据承印物种类和印刷方式的不同，预聚物种类和其他原材料的配比将有相应的变化。由于固化干燥机理的不同，UV油墨和传统油墨的配方和应用有着显著差异，如表4所示：

表五：UV油墨和传统油墨的对比

项         目		UV油墨	传统油墨
组   成	主体树脂	丙烯酸酯预聚物	松香改性酚醛树脂
	稀释溶剂	丙烯酸酯活性单体	植物油和矿物油
	颜料	有机颜料	有机颜料
	干燥剂	光引发剂	钴锰催干剂
干燥方式	机理	UV固化交联	常温氧化结膜
	干燥时间	1/10秒	12小时
印刷特性	VOC	无	有
	印刷效率	高	低
	油墨成本	高	低

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对于UV胶印油墨而言，由于丙烯酸酯预聚体的颜料润湿性较差，在配方设计时首先要考虑的是颜料润湿性和水墨平衡性能，为了进一步改善油墨的流动性能和成墨光泽，提高生产研磨效率，在UV胶印油墨的配方，一般在选择聚酯丙烯酸酯（Polyester acrylates）类作为主体预聚物树脂。使用环氧丙烯酸酯（Epoxy acrylates）主要是为了降低成本和改善油墨的固化性能。添加部分聚氨酯丙烯酸酯（Urethane acrylates）主要改善柔韧性，提高油墨的墨膜硬度耐刮擦性。另外，根据实际应用的需要，可以通过在配方中添加适量的氯化聚酯改性丙烯酸酯和有机硅改性丙烯酸酯，以分别改善油墨对塑料基材的附着力和溶剂耐抗性。
尽管单体在UV胶印油墨的配方中用量不超过10%，但单体的种类及与预聚物配比如何，将对油墨性能产生一定影响。为了维持较高的固化速度，可使用高官能度的丙烯酸单体，但可能对印刷胶辊和橡皮布产生较强的膨胀性，并产生的一定体积收缩所引起的油墨附着力下降现象，通常采用较高官能度的乙氧基或丙氧基改性的丙烯酸酯单体以克服这些缺陷。例如，基于塑料类基材的UV油墨配方中一般选用官能度较高的TEMP(3PO)TA单体，不但可有效降低体积收缩，而且因具有较低的表面张力，可赋予油墨对基材的良好润湿性，使固化后的油墨对塑料基材形成良好的附着力。
传统胶印油墨中使用的有机颜料都可应用于UV胶印油墨，但必须考虑有机颜料的用量和类型对UV光谱的吸收性之间的关系。颜料含量越高，不但会增加对UV光的吸收性，而且会显著影响油墨的流变性能，所以在确保油墨浓度和印刷密度的前提下，尽可能将颜料含量控制到较低的水平；同时，油墨配方中选用的有机颜料对UV光谱的“透光窗口”必须和光引发剂对UV光谱的“吸光窗口”应保持一致，以确保油墨良好的深层固化性能；另外有机颜料将对UV胶印油墨的存储稳定性产生很大影响，所以在选用颜料时，预先进行颜料在油墨中的存储稳定性评估实验将是十分必要的。
光引发剂对UV油墨的固化性能起着决定性作用，它在UV油墨的体系中反应机理是通过吸收UV光线的能量，产生活性自由基，从而引发预聚物和单体之间的自由基反应，达到最终的固化交联。光引发剂的分子结构决定了对UV光线的吸收光谱分布和强度，考虑到成本因素，并为了提高引发效率，一般在UV胶印油墨体系中使用两种以上的光引发剂混合物。通常在选择光引发剂时，必须考虑其的UV吸收光谱、光引发活性、与单体的溶解性、毒性和与颜料的匹配性等。
与传统胶印油墨相比，UV胶印油墨一些显著的技术优势：对非吸收性材料的具有良好附着性能，可适应各类铝箔金银卡纸、PET复合卡纸、真空镀铝纸、镭射纸、塑料（OPP、PE、PVC）等非吸收性包装材料的印刷；瞬间固化的性能，有利于提高印刷速度，改善印刷效率；印刷过程中由于无溶剂挥发，印刷适性好；UV印品光泽度高，耐刮擦性好，在溶剂耐抗性和耐热性方面都高于普通油墨印刷产品；具有低VOC、低干燥能耗的优点，适应环保要求。
随着社会经济的不断繁荣，UV胶印技术在我国正处于一个快速发展的时期，在产品质量和技术服务等诸多方面，对UV胶印油墨的生产企业和UV印刷厂家不断提出新的要求。从技术和生产的角度来讲，目前在国内真正掌握UV胶印油墨技术，并能够提供产品的厂家，希望国内油墨制造厂商能够不断加强技术研发，提供更具价格优势的UV胶印油墨产品，在积极加强UV印刷方面的技术服务同时，努力推动UV胶印技术在国内的推广应用。