第五节　光固化技术在凹版印刷油墨中的应用

凹版印刷是采用图文部分凹下且深浅不同，非图文凸起且在同一平面上。印刷时，先使整个印版表面涂满油墨，然后用特制的刮墨机构，将非图文部分的油墨去除干净，使油墨只留存在图文部分的“孔穴”之中，再在较大压力的作用下，将图文部分的油墨转移到承印物表面，采用UV油墨的凹版印刷如图5.9所示。由于印版图文部分凹陷的深浅不同，填入孔穴的油墨量也不同，这样转移到承印物上的墨层有厚有薄，墨层厚的地方颜色深；墨层薄的地方颜色浅，原稿上的浓淡层次在印刷品上得到了很好的再现，所印刷的图像墨色浓厚、饱和度高、色调层次丰富、印刷质量好，非常适合在各种纸张、塑料薄膜以及金属箔等承印材料上印刷，是包装印刷的最主要印刷方式。

图5.9　UV凹印示意图

目前凹版印刷以溶剂型油墨为主，它含有大量的有机溶剂，会产生大量的VOCs排放，严重污染环境，是所有油墨类产品中对环境污染最大的品种。UV凹印油墨因其在UV光源照射处理下能快速发生聚合反应固化成膜，过程中无有机溶剂挥发，油墨利用率高，低VOCs排放，节能高效、绿色环保，适用于多种基材等，成为凹印油墨的发展方向。

UV凹印油墨黏度很小，通常在20～300mPa·s，以保证油墨具有良好的传递性能，得到优质的印品。由于凹版印刷速度快，一般为100～300m/min，加之油墨墨层较厚，一般最厚为12～15μm，因此对UV凹印油墨固化速度要求非常高，但颜料含量相对较低，一般在6%～9%。UV凹印油墨同UV柔印油墨相似，要选用低黏度、固化速度快的低聚物和单体。由于凹版印刷主要用于包装印刷，塑料薄膜是常用的承印材料，且很多产品印刷后需要复合处理，因此对UV凹印油墨附着力、复合强度要求很高。为避免塑料薄膜的变形，还需要低温固化。

采用UV-LED自由基-阳离子混杂光固化体系，制备UV凹印油墨可解决光固化油墨在塑料基材凹印中的应用问题。自由基UV体系虽然固化速度快，但是转化率只有80%，没有反应的单体、引发剂，引发剂碎片容易迁移，迁移率较高；固化后体积收缩率大，因而内应力高，导致附着力差；还存在气味大等问题。而阳离子UV体系虽然没有上述问题，但是干燥速度慢，价格高；阳离子聚合存在后固化现象，阳离子聚合反应在链终止的同时产生了新的引发活性中心，可继续引发聚合反应。混杂光固化体系可以充分发挥自由基和阳离子光固化体系的优势。它可通过光固化反应和后固化进行深层次固化，移走光源后，环氧化合物可继续发生聚合反应，使得体系进一步固化，有着较高的固化率和较低的迁移率。混杂光固化体系可采用环氧-乙烯双重固化单体，加入环氧化合物可以平衡乙烯的体积变化，减小体积收缩率，从而减小内应力以增强附着力，非常适合塑料基材的印刷；加入乙烯则可以加快体系的固化速度和耐溶剂性能。采用UV-LED固化光源，无臭氧产生，更有利于环保，且热效应极低，因此适印范围广泛，尤其适合于非耐热基材和热敏基材。因此，自由基-阳离子混杂光固化的UV-LED凹印油墨有着低气味、低迁移率；良好的附着力、延展性，高光泽度；耐热、耐冻、耐刮、耐磨、耐酸碱、耐溶剂；印刷色彩鲜艳等特点，适合纸张、各种金银卡纸、镀铝膜、PET、PVC、PP等材料的印刷，广泛地应用于包装印刷领域，尤其是食品、药品包装。

除了常规油墨以外，UV凹印油墨还有装饰性油墨，以实现用凹版印刷获得与丝网印刷相近的装饰效果，提高生产效率。常见的UV凹印装饰性油墨有适用于PET和纸张的UV凹印磨砂油墨，可以进行连线凹印，并获得磨砂效果；还有能产生折光图案、冰花图案、具有丝绸感等效果的油墨，但总体上品种不如丝印油墨多，这是由于凹印墨层厚度远不及丝印墨层厚度，一些效果较难达到。

UV凹印油墨固含量为100%，因此所用的凹版不需要过深的网穴，传统凹版网穴深度最高可达到40～60μm，而UV凹版只需15～25μm即可达到溶剂凹印油墨的效果，这可节省大量的油墨，降低油墨成本。