UV机上光工艺流程
单张纸上光工艺流程图有九道工序:续纸、除粉、压平、电晕处理、打底油、红外烘干、涂布UV光油、UV固化、收纸。其中除粉、电晕处理、打底油是UV上光预处理工艺。其目的是使UV光达到平整、光亮、附着力牢固。
(1)除粉有些印刷品在印刷时由于大量喷粉,表面附着大量粉粒,喷粉量过大时粉粒结成小疙瘩和油墨混合在一起,这种情况需要除粉、压平工艺。除粉是用滚毛刷扫或用水辊粘的方法将浮粉除掉。是毛刷除粉法的原理,毛刷辊表面栽上毛,转动时将纸表面浮粉扫起来被吸风机吸走。是水辊粘粉法,其原理是用浸水的胶辊压在纸张表面将粉粘到胶辊表面,当带着粉尘的胶辊表面转到水槽时将粉洗到水槽内。水槽里的水是流动的,带粉尘的水流到过滤水箱将粉过滤掉再流入水槽。水中加入约30%的乙醇,目的是让除粉时粘在纸张表面的水很快挥发以免影响下道工序。毛刷除粉效果不理想,因为轻扫的效果不大,重扫会将油墨扫出划痕,毛刷除粉法适用于薄厚纸。而水辊法除粉理想,但只适用于纸板,因为薄纸会被粘在水辊表面卷到水槽里。
压平原理是用两支金属光辊将除粉机除不掉的疙瘩压平,使印品表面平滑达到理想上光效果。有时出现上完UV光的印品表面像砂纸一样粗糙,就是粉疙瘩表面涂一层硬度很髙的UV光油后形成的砂面,这种情况必须经压平处理。压平机要求两支金属光辊平行度很高,否则就有压不着的地方。辊的直径大,辊与纸张接触面积大,压力也大,压平效果好。一般印刷对开纸的压平辊直径大于120.mm。辊表面镀硬铬,因为压平时辊磨损严重,硬铬是最耐磨的常用金属镀层。
电晕处理电晕处理有两个作用,一个是化学作用,其原理是在高电压的作用下空气电离,离子在髙电压的作用下高速运动轰击印材表面,使印材表面非极性键断裂成极性键,提高其化学亲和力即表面张力;另一个是物理作用,其原理是高速运动的离子小球轰击印材表面产生小凹坑,形成勾键的同时增加了表面积,提髙了墨层与印材表面的附着力。电晕处理的原因是由于油墨中含蜡,使油墨膜层表面张力下降至0.038N/m以下,电晕处理能改善其表面能提髙表面张力。如果油墨含蜡量过多或油墨中添加含蜡量高的调墨油了涂布UV光油会出现两种现象。首先比较严重的现象是UV光油涂到墨层上铺展不开形成珠状;另一种现象是UV油能均匀地涂到印品表面,但经UV固化后的光膜层用指甲抠或折页时UV油层会一片片地掉下来。电晕处理能改善印材表面特性克服这些现象。
电晕处理机的功率可调,操作方法是调整输出功率测试一下,当表面张力达到即可。如果没有张力计则可拿UV油在印品表面抹一下实际检查一下,只要固化后UV膜层不掉即可。电晕处理电源频率越高,放电光柱越细越多,则处理效果均匀。
打底油底油是指在上UV光油之前先在印品表面涂一层油作为UV光油的底层,UV机光油涂布到底油层上而不是直接涂布纸张表面。UV底油有油性和水性两种,都是用热干燥。油性底油特点是与油墨和纸张亲和力强、干燥快,但由于含60%以上的溶剂,气味较大不利于环保。水性底油特点是白度好,纸张打水性底油能增加白度,由于水性底油的溶剂大部分是水和乙醇,因此气味小属环保产品,但与纸张和油墨亲和性差些。
打底油的原因有两个,一个是有些纸张表面紧度不够、平滑度较差,如低档白纸板,上UV光后不光亮或有波纹。纸张紧度低的情况下,涂到纸表面的UV光油会渗到纸张内部,结果纸张表面存留的光油很少,UV光照射时只有纸张表面很少的UV油可以固化,因此光亮度不够。另外若UV油向纸渗透太深UV光照不到纸内UV油,这些未固化的uv油会反向润湿纸表面已固化的uv光膜层,使之失去光泽,降低光油与纸张的附着力。这种情况下需要打底油,用底油将松散的纸表面填密实,再上UV光油效果极佳。平滑度低的纸张表面是凸凹不平的,用底油可填平凹坑,再上UV光油则平整光亮。一般用水性底油可增加白度并且环保,若油墨含蜡质过髙,水性油亲和性差,在有油墨的地方出现水性油脱落现象,此情况就只好上油性底油。打底油的第二个原因是,油墨含蜡质过髙,经电晕处理UV光油仍不亲和,只能先打一层油性底油再上UV光油。此种情况不多,如果调整油墨配方就可避免打底油。
底油涂布的厚度越薄越好,在达到目的后涂更多也是浪费。底油一定要干燥彻底,因为底油内含的溶剂都能将醇性的UV光油润湿。若底油干燥不彻底残留部分溶剂压在UV膜层下面,溶剂反向润湿UV膜层使UV膜层消光或脱落。
油性底油的稀释比例无限制,最好用加热桶加热稀释,这样可节约稀释剂,因为稀释剂不成膜干燥时挥发掉纯属浪费。水性底油也可用加热桶加热稀释,但如果需添加稀释剂比例一般不超过15%,因为水性油墨是乳液,若稀释过度会破坏乳化状态出现小白颗粒状或小白片状物,稀释剂中水和乙醇各占50%。
涂布UV光油UV光油光亮、耐磨、耐划蹭,是目前最理想的纸张整饰材料,UV机上光是锦上添花的工艺。涂布UV油要求均匀平整,不宜过厚,只要能达到要求的效果越薄越好。UV上光涂布方式很多,有三辊式、叼纸牙式、凸版、凹版、网纹辊柔性版及网版涂布方式,各种方式有各自的特点。根据纸张特点、活量多少、具体要求及性能价格比来选择UV涂布机。
UV固化UV上光油是透明体,UV光较易穿透表层达到底层,因此UV固化灯的功率密度不宜过高,一般UV灯功率密度控制在80-120W/CTR即可。功率密度高则灯管温度高,使印品变形。纸张表面涂上的UV光油吸收UV光的同时吸收UV灯管的热量,使纸张一个面受UV油浸润并温度升高,导致纸张弯曲或卷曲变形,甚至引发纸张抽胀。特别是薄纸和纸两面涂层不一致的纸张如单面薄铜版纸,极易受热变形。若印品是耐温很低的薄膜,如PVC、PE等薄膜最好用功率密度为80W/cm的UV灯,并且用开口大的UV灯罩,这样可降低被照物处的温度,通过延长固化长度达到固化效果。
UV光超能量固化是现在普遍存在的问题。所谓超能量固化,就是供给UV油层的UV能量超过UV油固化所需要的能量,即UV灯功率过高。虽然超能量固化能保证UV油层完全固化,但是多余的UV光能量和热量会导致许多不利的后果。首先多余的UV光能会导致已固化的UV膜层出现龟裂,因为已交联成膜的UV涂料分子再接受UV光能量反而导致交联后的分子断裂,断裂后的UV油膜层出现裂痕并降低UV油膜层与印品的附着力,使UV油层脱落。多余的热能导致纸张变形,而且浪费设备和能源。
怎样找到恰到好处的UV灯功率呢?这就是UV灯固化工艺标准的问题。首先要了解完全固化的概念,从理论上说,低分子量预聚物树脂接受UV光后聚合交联成几百个以上分子形成的长链网状分子,形成的分子量越大固化越完全。从实践上检验方法有几种。①摩擦法,用胶版纸加一定压力摩擦UV油膜层,若擦几次亮度不变尽管有几道划痕也可认为已固化,但这种方法只能检测表面固化;②针划法,用针尖划UV油膜层,若能将膜层划掉成颗粒状说明膜层巳固化,若划出一道像湿土上划出的沟说明未固化。但这两种方法仍检验不出是否彻底固化。还有一种溶剂擦拭法,用纱布蘸乙醇擦uv油膜层,观察擦几次能擦破膜表面。例如在同一张印品局部擦二十遍将膜表面擦破,将印品I再拿到固化机固化几次,仍擦二十几遍才能擦破膜表面,说I明完全固化。
UV光油固化程度即UV油分子聚合度,有时要根据产I品特点和实际工艺要求,并非聚合度越高越好。例如在薄膜上涂UV光油过度固化会出现上述龟裂现象,那么固化到什么程度最佳呢?这要根据具体工艺要求。例如烟包表面上UV光油后,下一步要送到烟厂去包装香烟,包烟机一般包装速度为300盒每分钟左右,但有时出现烟盒在包装机上由于表面光滑度不够摩擦力大,包装烟的速度上不:去影响生产速度。用通常检验办法认为烟盒表面UV油已固化,但再固化一次则包装速度就能达到要求,这说明延长固化时间会提高UV油膜层表面滑动性,也就是说UV油聚合度与滑动性存在一定关系。对这种工艺应该用包装机的包装速度来检验UV油固化程度是否达到要求,这种检验方法就焉用具体工艺检验方法。如果从UV油和UV光的?理论来计算解决这种问题目前还是很困难的事情。
收纸印品经UV固化后表面很热,因此在UV固化机与收纸台之间常安装散热风扇,将印品冷却后再堆在收纸台上。将测温计插入纸堆任一层里测量,纸堆内部温度应不超过70°c。这是因为一般纸张达70°C时会脱水,使纸张变脆、变色、变形。刚从UV固化机出来的纸张表面温度可能会超过70C,但这只是瞬间,即使脱水也很少。而纸堆在一起后温度不易降下去,会保持几个小时,这样长时间超温对纸张影响很大。一般收纸后要闯几下纸让热量散掉再放在纸台上,然后用薄膜罩上以免失水。