UV機上光工藝流程
單張紙上光工藝流程圖有九道工序:續紙、除粉、壓平、電暈處理、打底油、紅外烘干、涂布UV光油、UV固化、收紙。其中除粉、電暈處理、打底油是UV上光預處理工藝。其目的是使UV光達到平整、光亮、附著力牢固。
(1)除粉有些印刷品在印刷時由于大量噴粉,表面附著大量粉粒,噴粉量過大時粉粒結成小疙瘩和油墨混合在一起,這種情況需要除粉、壓平工藝。除粉是用滾毛刷掃或用水輥粘的方法將浮粉除掉。是毛刷除粉法的原理,毛刷輥表面栽上毛,轉動時將紙表面浮粉掃起來被吸風機吸走。是水輥粘粉法,其原理是用浸水的膠輥壓在紙張表面將粉粘到膠輥表面,當帶著粉塵的膠輥表面轉到水槽時將粉洗到水槽內。水槽里的水是流動的,帶粉塵的水流到過濾水箱將粉過濾掉再流入水槽。水中加入約30%的乙醇,目的是讓除粉時粘在紙張表面的水很快揮發以免影響下道工序。毛刷除粉效果不理想,因為輕掃的效果不大,重掃會將油墨掃出劃痕,毛刷除粉法適用于薄厚紙。而水輥法除粉理想,但只適用于紙板,因為薄紙會被粘在水輥表面卷到水槽里。
壓平原理是用兩支金屬光輥將除粉機除不掉的疙瘩壓平,使印品表面平滑達到理想上光效果。有時出現上完UV光的印品表面像砂紙一樣粗糙,就是粉疙瘩表面涂一層硬度很髙的UV光油后形成的砂面,這種情況必須經壓平處理。壓平機要求兩支金屬光輥平行度很高,否則就有壓不著的地方。輥的直徑大,輥與紙張接觸面積大,壓力也大,壓平效果好。一般印刷對開紙的壓平輥直徑大于120.mm。輥表面鍍硬鉻,因為壓平時輥磨損嚴重,硬鉻是最耐磨的常用金屬鍍層。
電暈處理電暈處理有兩個作用,一個是化學作用,其原理是在高電壓的作用下空氣電離,離子在髙電壓的作用下高速運動轟擊印材表面,使印材表面非極性鍵斷裂成極性鍵,提高其化學親和力即表面張力;另一個是物理作用,其原理是高速運動的離子小球轟擊印材表面產生小凹坑,形成勾鍵的同時增加了表面積,提髙了墨層與印材表面的附著力。電暈處理的原因是由于油墨中含蠟,使油墨膜層表面張力下降至0.038N/m以下,電暈處理能改善其表面能提髙表面張力。如果油墨含蠟量過多或油墨中添加含蠟量高的調墨油了涂布UV光油會出現兩種現象。首先比較嚴重的現象是UV光油涂到墨層上鋪展不開形成珠狀;另一種現象是UV油能均勻地涂到印品表面,但經UV固化后的光膜層用指甲摳或折頁時UV油層會一片片地掉下來。電暈處理能改善印材表面特性克服這些現象。
電暈處理機的功率可調,操作方法是調整輸出功率測試一下,當表面張力達到即可。如果沒有張力計則可拿UV油在印品表面抹一下實際檢查一下,只要固化后UV膜層不掉即可。電暈處理電源頻率越高,放電光柱越細越多,則處理效果均勻。
打底油底油是指在上UV光油之前先在印品表面涂一層油作為UV光油的底層,UV機光油涂布到底油層上而不是直接涂布紙張表面。UV底油有油性和水性兩種,都是用熱干燥。油性底油特點是與油墨和紙張親和力強、干燥快,但由于含60%以上的溶劑,氣味較大不利于環保。水性底油特點是白度好,紙張打水性底油能增加白度,由于水性底油的溶劑大部分是水和乙醇,因此氣味小屬環保產品,但與紙張和油墨親和性差些。
打底油的原因有兩個,一個是有些紙張表面緊度不夠、平滑度較差,如低檔白紙板,上UV光后不光亮或有波紋。紙張緊度低的情況下,涂到紙表面的UV光油會滲到紙張內部,結果紙張表面存留的光油很少,UV光照射時只有紙張表面很少的UV油可以固化,因此光亮度不夠。另外若UV油向紙滲透太深UV光照不到紙內UV油,這些未固化的uv油會反向潤濕紙表面已固化的uv光膜層,使之失去光澤,降低光油與紙張的附著力。這種情況下需要打底油,用底油將松散的紙表面填密實,再上UV光油效果極佳。平滑度低的紙張表面是凸凹不平的,用底油可填平凹坑,再上UV光油則平整光亮。一般用水性底油可增加白度并且環保,若油墨含蠟質過髙,水性油親和性差,在有油墨的地方出現水性油脫落現象,此情況就只好上油性底油。打底油的第二個原因是,油墨含蠟質過髙,經電暈處理UV光油仍不親和,只能先打一層油性底油再上UV光油。此種情況不多,如果調整油墨配方就可避免打底油。
底油涂布的厚度越薄越好,在達到目的后涂更多也是浪費。底油一定要干燥徹底,因為底油內含的溶劑都能將醇性的UV光油潤濕。若底油干燥不徹底殘留部分溶劑壓在UV膜層下面,溶劑反向潤濕UV膜層使UV膜層消光或脫落。
油性底油的稀釋比例無限制,最好用加熱桶加熱稀釋,這樣可節約稀釋劑,因為稀釋劑不成膜干燥時揮發掉純屬浪費。水性底油也可用加熱桶加熱稀釋,但如果需添加稀釋劑比例一般不超過15%,因為水性油墨是乳液,若稀釋過度會破壞乳化狀態出現小白顆粒狀或小白片狀物,稀釋劑中水和乙醇各占50%。
涂布UV光油UV光油光亮、耐磨、耐劃蹭,是目前最理想的紙張整飾材料,UV機上光是錦上添花的工藝。涂布UV油要求均勻平整,不宜過厚,只要能達到要求的效果越薄越好。UV上光涂布方式很多,有三輥式、叼紙牙式、凸版、凹版、網紋輥柔性版及網版涂布方式,各種方式有各自的特點。根據紙張特點、活量多少、具體要求及性能價格比來選擇UV涂布機。
UV固化UV上光油是透明體,UV光較易穿透表層達到底層,因此UV固化燈的功率密度不宜過高,一般UV燈功率密度控制在80-120W/CTR即可。功率密度高則燈管溫度高,使印品變形。紙張表面涂上的UV光油吸收UV光的同時吸收UV燈管的熱量,使紙張一個面受UV油浸潤并溫度升高,導致紙張彎曲或卷曲變形,甚至引發紙張抽脹。特別是薄紙和紙兩面涂層不一致的紙張如單面薄銅版紙,極易受熱變形。若印品是耐溫很低的薄膜,如PVC、PE等薄膜最好用功率密度為80W/cm的UV燈,并且用開口大的UV燈罩,這樣可降低被照物處的溫度,通過延長固化長度達到固化效果。
UV光超能量固化是現在普遍存在的問題。所謂超能量固化,就是供給UV油層的UV能量超過UV油固化所需要的能量,即UV燈功率過高。雖然超能量固化能保證UV油層完全固化,但是多余的UV光能量和熱量會導致許多不利的后果。首先多余的UV光能會導致已固化的UV膜層出現龜裂,因為已交聯成膜的UV涂料分子再接受UV光能量反而導致交聯后的分子斷裂,斷裂后的UV油膜層出現裂痕并降低UV油膜層與印品的附著力,使UV油層脫落。多余的熱能導致紙張變形,而且浪費設備和能源。
怎樣找到恰到好處的UV燈功率呢?這就是UV燈固化工藝標準的問題。首先要了解完全固化的概念,從理論上說,低分子量預聚物樹脂接受UV光后聚合交聯成幾百個以上分子形成的長鏈網狀分子,形成的分子量越大固化越完全。從實踐上檢驗方法有幾種。①摩擦法,用膠版紙加一定壓力摩擦UV油膜層,若擦幾次亮度不變盡管有幾道劃痕也可認為已固化,但這種方法只能檢測表面固化;②針劃法,用針尖劃UV油膜層,若能將膜層劃掉成顆粒狀說明膜層巳固化,若劃出一道像濕土上劃出的溝說明未固化。但這兩種方法仍檢驗不出是否徹底固化。還有一種溶劑擦拭法,用紗布蘸乙醇擦uv油膜層,觀察擦幾次能擦破膜表面。例如在同一張印品局部擦二十遍將膜表面擦破,將印品I再拿到固化機固化幾次,仍擦二十幾遍才能擦破膜表面,說I明完全固化。
UV光油固化程度即UV油分子聚合度,有時要根據產I品特點和實際工藝要求,并非聚合度越高越好。例如在薄膜上涂UV光油過度固化會出現上述龜裂現象,那么固化到什么程度最佳呢?這要根據具體工藝要求。例如煙包表面上UV光油后,下一步要送到煙廠去包裝香煙,包煙機一般包裝速度為300盒每分鐘左右,但有時出現煙盒在包裝機上由于表面光滑度不夠摩擦力大,包裝煙的速度上不:去影響生產速度。用通常檢驗辦法認為煙盒表面UV油已固化,但再固化一次則包裝速度就能達到要求,這說明延長固化時間會提高UV油膜層表面滑動性,也就是說UV油聚合度與滑動性存在一定關系。對這種工藝應該用包裝機的包裝速度來檢驗UV油固化程度是否達到要求,這種檢驗方法就焉用具體工藝檢驗方法。如果從UV油和UV光的?理論來計算解決這種問題目前還是很困難的事情。
收紙印品經UV固化后表面很熱,因此在UV固化機與收紙臺之間常安裝散熱風扇,將印品冷卻后再堆在收紙臺上。將測溫計插入紙堆任一層里測量,紙堆內部溫度應不超過70°c。這是因為一般紙張達70°C時會脫水,使紙張變脆、變色、變形。剛從UV固化機出來的紙張表面溫度可能會超過70C,但這只是瞬間,即使脫水也很少。而紙堆在一起后溫度不易降下去,會保持幾個小時,這樣長時間超溫對紙張影響很大。一般收紙后要闖幾下紙讓熱量散掉再放在紙臺上,然后用薄膜罩上以免失水。