第三节 光固化技术在凸版印刷油墨中的应用
凸版印刷是最古老的印刷技术，凸版印刷中，图文部分在印版表面凸起，油墨只施于图文部分，然后传给承印物。凸版印刷包括传统凸版印刷和柔性版印刷两种。
一、UV柔印油墨
柔性版印刷也是凸版印刷的一种，其印版柔软、带有弹性，故而称之为柔印。印刷时，油墨通常是在刮墨刀的配合之下经网纹传墨辊将精确的墨量传到柔印版上，刮墨刀使网纹辊上着墨孔均匀地填充油墨，同时刮去着墨孔外多余的油墨，然后再由柔印版转移到承印材料表面，采用UV油墨的柔印如图5.2所示。柔印适用性广，印刷成本低，印刷质量良好，印刷速度快，可以和裁切、成型、模切、穿孔、折页、烫金、覆膜或上光等工序连成生产线，生产效率高，自动化也高，特别是在商业标签和包装领域得到了广泛的应用。目前欧美国家的软包装印刷、瓦楞纸箱印刷、不干胶标签印刷、折叠纸盒印刷大都采用柔性版印刷，近年来，我国的柔印也有了快速的发展。
图5.2 UV柔印示意图
柔印油墨可以分为三类：溶剂型油墨（大多数是线型聚合物）、水性油墨和UV柔印油墨，它们都得到了广泛的应用。UV柔印油墨相比于传统的水性和溶剂型柔印油墨，表现出更优异的特点，主要有以下几方面：
①绿色环保：UV柔印油墨安全可靠、无溶剂排放、不易燃、不污染环境，适用于食品、饮料、烟酒、药品等卫生条件要求高的包装印刷品。UV柔印油墨在国外食品包装领域已应用多年，没有出现任何问题，其安全性已被美国环境保护局认可。
②印刷适性好：UV柔印油墨在印刷过程中无溶剂挥发，消除了油墨成分的变化因素，黏度等性能稳定，不易糊版、堆版，因此油墨的印刷稳定性和一致性好，容易控制，且印刷过程中印刷机可随时停机，油墨不会因干燥而堵塞网纹辊。换班后的清洗和将剩余色组再次投入使用也成为可能，大大简化了生产环节。同时，UV柔印油墨可瞬间干燥，生产效率高，适用范围广，在纸张、铝箔、塑料等不同的承印材料上均有良好的附着力，产品印完后可立即叠放，不会发生粘连。
③物理化学性能优良：UV柔印油墨固化干燥过程是通过UV油墨中低聚物、活性稀释剂和光引发剂之间的光化学反应，由线型结构变为网状结构的过程，所以具有耐水、耐化学性、耐磨、耐老化等许多优异的物化性能，这是其他类型的油墨所不及的。
④印刷质量好：由于UV柔印油墨100%的固含量，印刷时油墨的黏度较高，着墨力强，网点清晰度高，阶调再现性好，墨色鲜艳光亮，适合精细产品印刷。
⑤成本相对较低：UV柔印油墨用量省，由于没有溶剂挥发，有效成分含量高，可以近乎100%转化为墨膜，其用量还不到水墨或溶剂油墨的一半。另外，还可以大大减少印版和网纹辊的清洗次数，所以综合成本比较低。
综合上述特点，无论从价格、质量的角度还是从技术发展的角度，UV柔印油墨都具有明显的优势和发展前景。因此UV柔印油墨应用广泛，其种类也很多，主要有下面一些品种：①UV柔印纸张油墨。固化速度快、不易糊版、清晰度高、色彩鲜艳、光亮耐磨、化学稳定性好。②UV柔印塑料油墨。适用于印刷表面经电晕处理的PE、PVC、PET、BOPP塑料薄膜及合成纸等材料，固化速度快、附着牢固、抗水、耐磨、印刷适性好。③UV柔印珠光油墨。适用于高档包装印刷，其有珍珠光泽和金属光泽，质感华丽、附着牢固、印刷适性好。UV柔印珠光油墨除银白色外，还有多种色彩及彩虹干涉型等品种。④UV柔印透明油墨，以染料或染料和颜料的混合色料制成，透明感强、色彩艳丽、附着牢固，适用于真空镀铝、铝箔、银卡纸、镭射纸等材料的印刷，可以获得类似烫印的效果。⑤UV柔印上光油。主要有纸张UV上光油、塑料薄膜UV上光油、亚光UV上光油、可烫印UV上光油等诸多品种，固化速度快、抗水、耐磨，可以联机上光，也可以单机上光。
UV柔印油墨黏度较低，一般在0.1～2.0Pa·s，是一种接近于牛顿流体的油墨。因为主要用于印刷包装材料，所以要求油墨色彩鲜艳，而且光泽也要好。柔性版印刷的墨层比较薄，一般在4μm左右，所以柔印油墨中颜料含量也较高，一般在12%～18%。柔印大都是卷筒料印刷，印刷速度非常快，因此对油墨的固化速度要求较高。在UV柔印油墨的配方设计上，低聚物要选用黏度低、固化速率快、对颜料分散润湿性好的聚酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯，若采用超支化低聚物效果会更好；活性稀释剂选择也以固化速度快、黏度低的为佳，尽量选用低皮肤刺激性的活性稀释剂，通常以单、双、多官能度丙烯酸酯配合使用。
通过对UV柔印油墨的深入研究，可进一步拓宽柔印的应用范围。阳离子UV固化型油墨收缩率小，没有氧阻聚的问题，非常适合在PVC、OPS等套筒型收缩膜上进行柔印，得到的图文质量可与凹印相媲美，改变了收缩膜市场几乎都由溶剂型凹印所占据的局面。采用新型水性UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯/二氧化硅纳米复合材料制备水性UV柔印油墨，印刷在聚对苯二甲酸乙二醇酯和玻璃基材上，具有良好的附着力、耐水性和耐磨性，在食品包装行业具有很大的应用潜力。
二、UV凸印油墨
传统凸印的油墨传输路线与胶印相仿，均为长墨路，由多根串墨辊、匀墨辊、着墨辊将油墨均匀地传递到印版上，所以凸印油墨和胶印油墨一般是可以通用的，且凸版印刷没有水墨平衡问题，因此凸印油墨的乳化性能要求不高。
目前凸版印刷主要应用在标签、票据、名片印刷领域中，UV凸印油墨的使用可获得高质量的印刷品。另外，凸版印刷中还有一种凸版胶印，也称为干胶印的印刷方式，即印版上的油墨通过橡皮布滚筒转移到承印物上，它主要应用于包装印刷，用于软管、二片罐印刷，这些印刷早期使用的油墨都为溶剂型油墨，不仅不环保，而且还需要高能源消耗的体积庞大的干燥装置，因此逐渐被UV凸印油墨替代。