现今的印刷品不但印制得绚丽多彩,而且外观也整饰得更加精美。除了精细的层次和逼真的彩色图像印刷外,一些附加的表面处理也是提高印刷品档次的重要措施。印刷金属色油墨、压凹凸、压纹、烫印电化铝箔、表面复合透明塑料薄膜和涂布上光油等就是其中可供选择的一些附加表面处理方法。
当然,这些附加的表面处理必须尽可能经济。现在,很多印刷厂商已经认识到在印品表面涂布上光油是一种非常好的表面整饰方法,它不仅可以同印刷操作一次完成,而且费用也十分低。曼罗兰、海德堡等胶印机都可以进行各种联机涂布上光。
一、涂布上光工艺
1.涂布上光油的作用
①装饰作用:在印品表面涂布一层上光油,可以赋予印刷品无光、有光或高光泽表面。
②保护作用:涂布在印刷品墨层表面的上光油膜对印刷墨层具有保护作用,特别是在印刷成品的运输过程中。
任何印刷品都可以涂布上光油,惟一的问题是:在某一特定的条件下采用某种方式涂布上光油是否适当和经济?
2.上光油的主要种类
联机涂布中zui常用的3种上光油是油基清漆、紫外线固化光油和水性光油。
一般来讲,涂布油基清漆的费用相当于加印另一种颜色的油墨。涂布相同干膜厚度的水性光油,其费用大体上同涂布油基清漆相同,但水性光油涂层通常需要比较厚,因此耗用的光油费用相应也要高一些。就涂布效果而言,涂布紫外线固化光油是*的联机涂布上光工艺,但也是zui昂贵的联机涂布上光方法。
无论如何,联机涂布上光油总是比复合BOPP薄膜、印刷后再脱机涂布上光油或压光等附加后处理方法要经济得多,所以,联机涂布上光油(特别是采用水性光油)得到了日益广泛的应用。
⑴ 油基清漆
油基清漆的组成基本上和胶印油墨相同,但不含颜料,约含75%的固体成分,通过化学方法干燥。
涂布油基清漆的优点是:
①处理方法和一般的油墨印刷一样;
②容易进行局部涂饰;
③涂层具有良好的防湿性能。
涂布油基清漆的缺点是:
①油基清漆干燥缓慢;
②涂层比较薄;
③涂层有变黄的倾向;
④涂布后需要喷粉,以防印品粘连;
⑤有可能需要采用框架收纸装置。
⑵ 水性光油
水性光油中约含有40%的固体成分,其余60%是水,靠物理方法干燥。
涂布水性光油的优点是:
①涂层具有优异的光泽;
②涂层耐磨性;
③水性光油涂布后干燥迅速;
④涂布水性光油后无需喷粉或只需少量喷粉;
⑤印品堆叠稳定性好;
⑥涂层不会变黄;
⑦水性光油无不良气味,应用领域很少受限制。
涂布水性光油的缺点是:
①使用轻量纸时,由于吸水,可能会导致印张卷曲;
②较难进行局部涂饰(用计量辊涂布)。
⑶ 紫外线固化光油
紫外线固化光油中约含有99%以上的固体成分,通过辐射固化进行“干燥”,实际上是整个涂层在紫外光照射下聚合成固体薄膜,固化效果取决于紫外灯管发射的紫外光波长和辐射功率。
涂布紫外线固化光油的优点是:
①上光涂层可以产生*的光泽;
②涂层坚固耐久;
③只要紫外灯管能满足使用要求,涂布在印品上的紫外线固化光油就能即时干燥;
④涂布后无需喷粉,不会产生印品粘连;
⑤涂层具有很高的耐磨性。
涂布紫外线固化光油的缺点是:
①机械设备费用昂贵;
②紫外线固化光油成本高,消耗能量费用也高;
③不是*无气味;
④印刷了普通胶印油墨的印刷品很难直接联机涂布紫外线固化光油,必须占用两个涂布上光单元,前一个打底,后一个上光。
3.上光油的涂布量
谈到上光油的涂布量,首先应对干膜涂布量与湿膜涂布量加以区别。干膜涂布量与湿膜涂布量之比大约相当于上光油中固体物料在总物料中所占的比例。此比例在采用油基清漆时平均为75%,在采用水性光油时约为40%。
例如:水性光油的湿膜涂布量为10g/m2,则其干膜涂布量约为4g/m2。通常水性光油有无光与有光之分,实际使用时要视包装设计的要求而定。水性光油涂布量一般为6~8g/m2(湿膜)。
涂膜厚度可以用微米表示,此时干膜与湿膜的厚度之比也可采用上述比值。目前尚无可靠的方法用于测量印品在机器上的湿膜涂布厚度。
在进行长版作业时,上光油的耗用量可以根据印张上的总涂布面积推算出来。
纸张表面越平滑,上光涂层的光泽就越好。水性光油涂膜干燥时的厚度比油基清漆涂膜要厚一倍。同样厚度的水性光油涂膜却能显示出较高的光泽度。
4.联机涂布的选择
(1)涂布方法比较
任何印刷单元都可用普通的胶印版涂布油基清漆和紫外线固化光油。水性光油和紫外线固化光油也可以借助ALCOLOR润版装置进行涂布。
但是,以上两种方法有两个共同的缺点,即:有一个印刷单元被涂布操作所占有,因此不能用于正常印刷;涂布量比较小,以涂布油基清漆为例,2g/m2(湿膜)已算非常高的涂布量了。为了控制干燥问题,涂布量一般不宜超过1~1.5g/m2。
(2)干燥方法比较
油基清漆大部分通过化学(氧化)方法干燥,小部分通过物理方法干燥,即其中的矿物油被印刷纸张吸收。氧化作用使涂布在印品表面的油基清漆形成一层坚硬的聚合物薄膜,此薄膜是由树脂和油类物质组成的。氧化干燥过程一般需要几个小时才能完成。若在油基清漆中加入一些固体物料,并在干燥过程中进行加热和吹风,则可以加速聚合物薄膜的形成,提高干燥速度。
紫外线固化光油能在紫外线辐射下立即干燥。在辐射固化过程中,实际上是所有的涂布物质在发生聚合反应,而不是我们通常所理解的干燥。
水性光油的干燥方式则*不同,它*是通过物理方法来干燥的,其干燥反应在某种程度上是间接借助承印材料对水分的吸收以及随后的逐步干燥进行的,但大部分干燥过程是在印张到达收纸堆之前完成的,上光油中所含的水分有50%~70%是通过直接挥发而干燥的。
采用干燥助剂有助于使水性上光油中所含的相当大一部分水分立即蒸发,从而大大减小水性上光印刷品的尺寸不稳定性。
加热也可以促进水性光油涂层中的水分蒸发。100℃空气的吸水能力比20℃空气的吸水能力要高35倍左右(前者为每立方米空气吸收0.6升水,后者为每立方米空气吸收0.017升水)。利用红外线辐射进行加热已被证实是一种非常有效的干燥方式。
此外,还必须经常以具有较强吸水能力的干燥空气来替换含有较多水分的潮湿空气,以便尽可能地排除掉更多的水分。用干燥空气替换潮湿空气可借助于气刀、鼓风和抽气来实现,从而尽可能地减小印张在收纸堆产生互相粘连的危险性。
假设水性光油的涂层量为8g/m2(湿膜涂布量),印张涂布面积为70mm×100mm,印刷速度为每小时1万张,则每小时将会有30多升水涂布在印张上。在此情况下,选择适宜的干燥方法显然是非常重要的。
一般印刷机都可以配备一系列不同的干燥装置,诸如:红外线干燥装置、热风干燥装置、冷风干燥装置、紫外线固化装置等。
双石英管辐射的红外线97%射向了印张表面,短波红外辐射线具有更强的穿透能力,而中波红外辐射线则主要辐射在涂层表面。设在辐射灯之间的鼓风机可以起冷却作用,并可使石英灯管保持无尘。
紫外线固化光油能为印刷品提供*的光泽和的保护作用。波长为250~400nm的高能量紫外辐射线能使印张表面的整个涂层立即硬化。
一般来说,采用紫外线固化油墨的印刷品再涂布紫外线固化光油,其固化过程可分为中间固化(使紫外线油墨发生固化)和zui终固化两种。我们必须从本质上把这两种固化加以区别,中间固化只采用1支UV灯管,其输出功率一般为160W/cm。zui终固化一般使用2支UV灯管,输出功率为240W/cm,或采用3支160W/cm的UV灯管。
二、上光版和上光橡皮布
涂布上光油既可以使用普通橡皮布,也有橡皮布可供选择,而精细的局部上光则可以选择感光树脂版。
1.用橡皮布涂布上光油
国内许多印刷厂目前仍然使用普通橡皮布进行整幅上光涂布,如果只考虑材料费用,这种方法当然是的。但这样做必须经常清洗橡皮布,因为油墨往往会在较短的时间内就堆积在橡皮布上面,从而造成多次停机。
从对上光油的传递角度来看,采用专门用于上光的橡皮布则具有更好的性能,且不易造成油墨堆积现象。
这两种橡皮布都能以不同方式裁切成印张的尺寸。裁切方法之一是,先按橡皮布包衬尺寸裁切好标准幅面的纸张,然后以标准幅面的纸张为基准裁切橡皮布。另一个裁切方法是,将橡皮布上多余的部分裁掉。这样做是必要的,因为它可以防止上光时将上光油传送到压印滚筒上,导致印刷机粘脏。
采用上述橡皮布裁切方法还可以裁切出简单的局部上光用橡皮布(上光部分为规矩的几何图形)。
在计算上光版和橡皮布的费用时,应该同时考虑到手工裁切橡皮布造成的停机时间和误裁等情况。
用橡皮布进行上光涂布,其使用寿命与感光树脂版相比要短得多。
2.上光版——感光树脂版
如果需要对印张上一些独立的图案或精细的图文等轮廓细微的局部进行上光处理,建议使用感光树脂版来制作局部上光版。
在使用金色或银色上光涂料时,也需要用感光树脂版来制作上光版。
感光树脂局部上光版一般可利用平台式曝光装置来制作。当考虑到上光版弯曲时的变形因素,或是在制作对精度要求较高的局部上光版时,可利用的曲面曝光装置来制作。这种的曝光装置上所使用的滚筒与印刷机的滚筒直径是相同的。
当印品对局部上光的套准精度要求非常严格时,建议使用铝基感光树脂版,以保证其尺寸稳定性。
用于制作局部上光版的感光树脂版应具备以下特性:
(1)版材厚度均匀;
(2)能够均匀地传递上光油;
(3)上光图文网点清晰,网点质量稳定,而且网点侧面无毛刺;
(4)能够保证长时间稳定运转;
(5)产生油墨堆积的倾向较小。
专业的制版服务公司正在不断增加利用CAD绘图装置制作局部上光版以及利用的曲面曝光装置制作局部上光版的业务。这种服务项目特别能够满足中小型印刷公司对局部上光版的需求。
三、联机涂布系统
现在胶印机所提供的联机上光涂布机组多采用以下两种上光系统:
1.双辊式上光系统
双辊式上光系统的特点是,在上光油的涂布过程中几乎不存在什么能使上光油分裂的压合点,从而使上光油的涂布量可以提高到8g/m2。
双辊式上光系统对上光油涂布量的控制,是通过液斗辊的旋转速度以及液斗辊与计量辊(又称上光靠版辊)之间的压力大小来调节的。
在使用黏度较大的上光油时,可将上光靠版辊更换为镀铬网纹辊。这种镀铬网纹辊对上光油的传递量较大,上光油的涂布量能够达到10g/m2以上。采用镀铬网纹辊来计量上光油的涂布量,在正常开机状态下,一旦确定了上光油的涂布量,即使印刷机的速度有所改变,上光油的涂布量也基本上不用再调整了。
2.箱式刮刀涂布系统(集液刀式)
箱式刮刀涂布系统是目前较理想的一种上光系统,它适合计量涂布含有不同重量元素成分的金色或银色低黏度油墨以及上光油。
箱式刮刀涂布系统由两把刮刀和激光雕刻陶瓷网纹辊等组成封闭的箱式结构,箱体里的上光油处于不停地循环状态。上光油的供给量由激光雕刻陶瓷网纹辊来控制,可保证连续不断地提供定量而均匀的上光油,即使是要求涂布很薄的上光涂层,这种上光系统仍然能满足要求。它适用于涂布各种不同的上光油。上光油的涂布量可以通过更换具有不同传输性能的网纹辊来控制。
3.上光系统的选择
根据产品不同应选用不同的上光系统。
过油机既可使用双辊式上光系统,也可采用箱式刮刀涂布系统。
上光油的黏度为25~40s(40mm DIN量杯)时,可使用双辊式上光系统。黏度稍高的上光油也可使用双辊式上光系统,但在使用之前应先检查一下在即将使用的承印材料上,上光油的干燥性能。利用过油机过油时,建议将光油的黏度控制在35s左右。
上光油的黏度为20~80s时,都可以使用箱式刮刀涂布系统。更高黏度(120s以下)的上光油也可使用箱式刮刀涂布系统,但在使用前同样必须先检查一下在即将使用的承印材料上,上光油的干燥性能。建议使用时将上光油的黏度控制在60~80s。
过油机不会影响即将印刷的纸张的尺寸,如果过油的幅宽超过1020mm,就需要用的网纹辊。
没有配备干燥装置时,不能使用过油机,否则将会使印刷品粘花。
4.带联机上光功能的胶印机
现在印刷厂使用的带联机上光功能的胶印机多采用以下几种结构。
(1)印刷单元加UV、水油两用的箱式刮刀涂布单元;
(2)印刷单元加UV箱式刮刀涂布单元;
(3)印刷单元加计量辊式上光单元。
对于前两种结构,即采用箱式刮刀涂布单元的上光涂布方式,有两种选择,其中标准的光油涂布量为9cm3/m2;另一种光油涂布量为13cm3/m2,一般用于制作局部过油印品的比较多。
注意:以上方式中,由网纹辊传送的光油只有不到50%能传递到所需涂布的纸张上。
对于第3种,即计量辊联机涂布方式,其涂层厚度可参照下列数据来计算。
“基本为位置”对应的是99%的zui大过油层,厚度为0.3mm。这0.3mm的调节范围划分为0~99%的刻度,即每1%对应0.003mm的涂布厚度。
四、上光涂布中的注意事项
对上光油、清洗剂和溶剂的着火点必须予以足够重视。必须使用符合防火、防爆法规的上光油、清洗剂和溶剂。
根据这些法规,只允许使用着火点至少高出使用中可达到的温度15℃的上光油、清洗剂和溶剂。
上光油、清洗剂和溶剂的着火点必须高于55℃。
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