UV印刷最能撼動印刷業者的就是它能在各類非吸收性材質上讓油墨瞬間固化,避開種種干燥問題,加速后加工處理,以及某些環保方面的優勢。UV固化設備已進步到更節能環保的HUV,LE UV以及LED UV新時代;但傳統UV固化設備仍將是今后3-5年內,印刷業的主流應用。本文主要針對傳統UV印刷設備,探討UV燈能量對油墨固化的影響。
固化:
— Curing —
1. UV油墨的干燥,我們稱為固化(Curing),有別于傳統油墨的氧化/滲透干燥模式
2. UV印刷,必須使用UV油墨,配合UV光源,讓油墨瞬間固化
3. 超額的UV能量會導致固化過頭,產生油墨或光油脆化或容易剝離結果
4. UV能量不足,直接影響油墨/光油固化不足,以及種種附著不良問題
5. 油墨顏色與墨層厚度(單色或疊色)會非常影響固化結果,油墨越暗或不透明墨,UV能量越不容易通過,固化結果越差。
6. 不透明白墨印刷,有時比黑墨更不容易固化;原因是UV光不易透過或深入
7. 印刷速度,直接影響材質上油墨接收UV能量的多少;速度越高,所接收到的能量越少。
8. 實驗證明,在UV油墨固化的過程中,氧氣對UV固化是有制約影響的。在沒有氧氣的環境下,只需更少的UV能量,即可達到相同的固化效果。
9. UV油墨或光油在較高溫環境下會比低溫時更容易固化。
10. 油墨中的光啟始劑,需與UV燈光譜能量波段配合, 才能有最經濟, 最佳的干燥固化效果。
認識UV光源設備
1. UV燈源真正可用的能量,只有20-25%。其余是可見光和熱

2. UV固化可用光源通常分三個波段,UV-A, UV-B, UV-C

3. 含汞UV燈光譜 (標準燈源)
-
作用在UV-C 波段
-
適用於有色UV油墨及無色上光油

4. 含鎵UV燈 (Gallium Doped Lamp) 光譜
-
作用在UV-A波段, 頻譜極寬
-
不透明白墨專用UV燈 (油墨深層固化解決方案)
-
適用于中間干燥座
-
整合IST GDL燈管與URS反射罩技術

5. 反射罩對UV燈光譜與能量的影響
UV燈管工作,正常是向四周輻射的,反射罩的功能是將射向四方的UV能量,反射集中射向需要干燥的被印材料表面,產生最佳的固化作用。而反射罩的好壞,更會影響以下UV燈的性能:
-
影響UV能量反射的強度
UV燈產生的能量中只有25-30%是真正可用于固化作用的。匹配良好的UV反射罩,可以幾乎將這些可用能量100%反射到被印材料上,而匹配不良的,老舊的或已污染的反射罩, 往往只能反射10-15%,甚至更低的UV能量。對能源效率而言,是極大的損耗!
-
影響UV頻譜的寬度
UV燈工作時,會產生不同波段的UV頻譜,好的反射罩必須能對不同波段的UV能量,進行全反射,達到最佳的能量效率。例如白墨專用的UV燈,可以產生極寬的UV頻譜,而一般的反射罩是不一定具備全波段頻譜反射功能的。當然就不能產生有效的深層固化效果。
-
UV燈管散熱效率
好的UV反射罩,除了能完整反射所需要的UV能量外,更能透過及吸收不需要的紅外線與熱能,有效降低印刷面所接受的熱量。對于特別是薄塑料材質的被印材料,能有效降低高溫帶來的不穩定伸縮。同時也能減少UV燈高溫帶來的其他影響(如燈管變形,室內溫度與印刷色彩等)。
6. UV燈壽命與影響因素
一般UV燈管的平均壽命大約為2000到2500小時,其工作壽命由以下幾個因素決定:
1. 燈管的開閉次數
2. 使用中與關閉后的冷卻狀態
3. 周圍環境溫濕度與粉塵,墨霧多少條件
4. 啟動控流器的質量
5. 是否定期清潔
UV固化程度的檢查
我們使用UV印刷,最大的目的就是瞬間干燥,加速后加工進程。而實際作業中,面對最大的困擾卻是油墨或光油干燥過度,干燥不足以及附著力的問題。
干燥過頭,油墨或光油會產生脆化現象,裁切或模切壓痕,也會有邊緣墨層剝離/脫落等問題。干燥固化不足,同樣會有墨層/光油易脫落,不耐磨,附著不良等問題。
關注:
如何知道或判斷油墨/光油是否已完全干燥固化呢?以下幾件事值得我們特別關注:
1. 如何判斷UV油墨或光油已完全干燥固化?
通過UV燈能量照射后,通常檢測油墨或光油是否干透或完全固化,我們常用的方法有:
-
拇指按壓扭轉法
-
指甲刮涂法
-
膠帶拉拔法 (使用膠性穩定的3M 600或3M Scotch 810膠帶)
-
溶劑涂擦法 (使用丙酮,手工或儀器摩擦)
-
十字刀切割+膠帶拉拔法 (使用十字切割刀+ 3M 600膠帶拉拔)
進行UV油墨或光油固化程度測試時,必須考慮以下幾種狀態:
-
單獨UV油墨固化檢測
-
UV油墨 + UV光油固化檢測 (可能上層光油已干,但下層油墨未完全固化)
-
傳統油墨 + 底油 + UV光油的固化檢測 (需確認傳統油墨已干燥)
-
油墨與底紙的附著力 (是否能連底紙一起撕起?)
-
光油與油墨間的附著力 (是否只拉起光油層?)
-
光油與底紙間的附著力檢測
2. 達到完全固化所需要的UV能量?
如果我們已能確認UV油墨或光油已完全固化,無脆化,附著狀態良好且符合要求,我們應立即記錄固化當時的車速與UV能量,這樣下次翻單或印刷類似訂單時,就能設定到相同UV條件下進行印刷及上光,保證良好的固化效果。
UV能量的測試,通常有兩種方式:
(1)使用UV能量測試儀檢測,通常有探針式與圓盤式兩種主要類型:
探針式的可將探針直接插入UV燈內,檢查UV實際輻射能量。通常須有設計好的專用插孔,以維護檢測者的安全。圓盤式的通常用于有輸送帶的UV固化裝置,將圓盤式測量儀置于輸送帶上,在一定速度下通過UV燈下,量測所接收到的UV總能量。好的UV能量檢測儀,應說明或顯示以下量測規格:
-
UV能量顯示:xxx mj/cm2, mW/cm2, W/cm2
-
可檢測的UV波段:如UV-A,UV-B,UV-C或UV-V
-
可檢測的UV波長范圍: 如280 - 400 nm
-
能顯示不同波段所接收到的UV能量值
(2)使用UV能量貼紙檢測
UV能量測試條,是利用在薄條紙片上涂布特殊感光涂層,通過UV燈照射后,根據顏色的變化,比對標準色塊來判斷所接收到的UV能量 (以mJ/cm2來表示)。此種方式適合用在印刷薄片材料的印刷設備上,測量材料面所接收到的UV總能量。只需將能量條貼于待測印刷材料上,印刷時通過UV燈照射后,即可得知接收能量的參數。通常能量測試條所能顯示的只有所接收到所有波段能量的總和值。
UV能量測試條

同樣在選擇UV能量測試條時,應留意能量可檢測的范圍與波段:
-
可檢測的UV波長: 如280 - 400 nm
-
UV能量顯示:xxx mj/cm2或mW/cm2
-
UV能量檢測和顯示的范圍:如10-200 mj/cm2或 200-600 mj/cm2
-
可檢測的UV波段:如UV-A,UV-B,UV-C,UV-VIS
結論:
UV印刷,要求的是立即干燥/固化,而實際面對最多的問題就是固化不良,固化過頭與附著不良。我們最希望提請關注的是:固化不足,直接與UV設備狀態與維護有關,而固化過頭,牽涉能量的浪費;兩者都可能是資源的損耗。
在激烈競爭的環境中,如能精確掌握UV能量的控制,降低能源的損耗,同時,減少干燥固化不良帶來的時間與物料損失,我們就在為企業創造明天的競爭力。
深圳新印印刷器材有限公司
是PSA公司授權的經銷商,專業出售
UV印刷的測試儀器和工具,UV燈管燈罩的清潔維護套件,IST原裝UV燈管,反射罩等配件,以及印刷標準化和色彩管理的專業儀器,軟件和工具。
我們賣的UV能量測試紙是最符合大多數印刷廠需求的德國原裝測試紙。若想用最優惠的價格購買UV燈管及測量能量的設備請關注我們微信小店