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UV技術在印鐵制罐行業的應用

日期:2013年4月23日 15:18

  印刷用UV技術簡介

  UV是英文UltravioletRays的縮寫,即紫外光線。紫外線(UV)是肉眼看不見的,是可見紫色光以外的一段電磁輻射,波長在210-400nm的范圍。

  印刷工藝中應用UV的技術就是利用特殊油墨在一定波長范圍內的紫外光線照射下快速形成大分子立體網狀且理化性能穩定、表面亮度高墨層的技術。

  印刷應用UV技術的現狀及發展

  世界上最早研制出UV油墨的是美國,大概在20世紀60年代初期。20世紀60年代末期UV油墨在美國已經開始了工業化生產,當時主要是為了適應環境污染法規要求而開發的。日本在20世紀70年代初期開始了UV油墨的工業化生產并制造出UV油墨印刷設備。

  我國在上個世紀80年代開始引進UV上光和UV油墨印刷工藝及設備,與此同時天津油墨廠等國內油墨公司也研制UV油墨及上光油等。到目前為止,中國已發展成為世界上UV印刷機裝機量和UV油墨使用量最大的國家。

  UV技術在印鐵制罐行業中的應用主要以2004年上海寶印金屬彩涂有限公司引進目前世界上最先進的KBAMetalprint 公司的metalstar2六色UV印鐵機為標志,隨后杭州中糧包裝有限公司也引進了英國確麗公司5色UV印鐵機,至此UV印鐵技術在國內已進入全新的發展時期。

  傳統印鐵工藝各工序及控制要點

  1.涂布

  印刷前先要涂布。通常情況下,馬口鐵的正面需要涂布和印刷,內面需涂布涂料,以保障印鐵產品具有良好的制罐、裝罐以及外觀裝飾的要求。涂料按樹脂分類有油性、酚醛、環氧、聚酯,乙烯、丙烯酸、氨基等,按用途分有內面涂料,外面涂料,彩色涂料、罩光涂料、特種涂料等。

  2.制版

  印鐵的制版與普通膠印制版基本相同,但由于印鐵產品最終都要制罐,因此印鐵制版必須符合制罐的要求,制版時要了解清楚金屬包裝容器的基本特點。比如機油鐵罐,制版時要考慮其留空電阻焊的要求,圖案之間有一定的間距,便于該產品經過印鐵加工后能夠便于裁切、高頻焊縫以及制罐的需要,再比如電池外殼.要在規定的馬口鐵尺寸范圍內排列盡可能多的只數,又要便于電池外殼的裁剪和沖制。此外,糖果盒類,要了解盒蓋的落料刀口尺寸,并據此留一定的余料,否則會給盒蓋的沖制帶來麻煩

  3.印刷

  馬口鐵經過內面涂布外面涂布之后,才可上機印刷(特殊工藝除外)。印鐵機分單色機雙色機和多色機3種。目前國內選用進口機主要是英國確麗公司的雙色印鐵機和日本富士公司的雙色印鐵機,國產機主要采用上海高斯印刷設備有限公司的單色印鐵機。印鐵機的結構原理類似于膠印機。印刷時則要進行水墨平衡調節、印刷壓力調節和套印準確調節等由于馬口鐵表面不同于紙張,沒有紙張那種毛細孔的吸收性,所以在考慮色序時不能安排大面積濕壓濕多色套印,只能對5成以下網點實施濕壓濕工藝。安排色序時,一般要綜合考慮版面的主色調,套印準確性和作業上的利弊關系,根據產品本身特性及機器性能具體分析。

  4.上光

  完成所有套色后,在印鐵面上還需罩上一層光亮油、以增加印品表面的光澤度,同時也可以提高產品表面的硬度,使印刷墨層具有一定的柔韌性和耐腐蝕性。

  5.干燥

  涂料和油墨均需經過隧道式烘爐烘干。印鐵油墨的干燥條件通常為130℃-160℃之間,時間控制在10-12分鐘左右,涂料的干燥條件為170℃-210℃之間隧道式烘爐長約30米。由3個階段成即升溫區恒溫區以及冷卻區。升溫是馬口鐵進入到烘爐后的第一階段。主要作用是將馬口鐵從室溫提升到設定的溫度恒溫區的主要功能是保持升溫區達到的溫度。冷卻區的功能是使已烘干的馬口鐵印件得到充分的冷卻,一旦冷卻不夠,馬口鐵堆放時漆膜極易被相互劃傷,堆垛后叉容易發生粘片現象

  UV技術在印鐵制罐中的應用

  1.應用前景

  在環保要求越來越高的今天,UV技術的環保性也被充分認識,越來越多的印鐵制罐企業采用UV印刷技術,以達到日益嚴格的環保要求。除此之外,UV技術還可以為企業節約相當的成本,比如采用UV技術后,就不需要烘干工序(傳統的印鐵工藝必須要有30多米的烘房將油墨在150度左右的條件下烘干)。由于馬口鐵及其涂在馬口鐵上面的涂料的不吸收性,無法采用像印紙工藝中的多色印刷,所以一般傳統的印鐵生產線多是單色或雙色機,生產完成一個產品往往需要印刷好幾次,采用UV技術后就可以使用四色甚至是六色同時印刷,這樣印刷一個產品可以一次成型,可以大大提高效率。

  由于UV技術的先進性以及對印鐵制罐行業的適用性,自從04年中糧包裝將原來的傳統印鐵線改造為UV線以來,UV技術在印鐵制罐業中的發展進入快車道。

  2.UV印鐵材料

  目前UV印鐵技術所使用的材料主要是油墨、涂料以及與之相關的輔助材料。由于UV油墨、涂料與傳統油墨、涂料有較大差別,在此詳細介紹一下。

  UV油墨和上光油的主要成分是聚合性預聚物、感光性單體、光引發劑,輔助成分是著色顏料、填料、添加劑(流平劑、消泡劑、阻聚劑,滑劑)等。

  印鐵UV油墨對儲存有較高要求,需儲存在5-25℃的環境中且油墨不能裸露在空氣中;應避免熱源及陽光照射等。

  印鐵UV上光油971-0461的技術指標主要有:主要成份:UV丙烯酸;固體份:97.5±2.5%(ASTMD-5403;METHODA);VOC:0.08Kg/L;黏度:65-95秒(25℃@Ford4杯);固化條件:3300±75mj/cm2;涂膜厚度:5.4-7.0gsm;預熱光油的溫度:32-38℃;閃點:93℃(閉杯);涂膜性能:良好的附著力和機械加工性能,高光澤,高硬度,優異的表面滑爽性能。

  3.UV印鐵設備

  UV印鐵設備與傳統的印鐵設備主要區別在于各個印刷機組之間都有UV紫外線烘干設備,比傳統的的設備少軌道式烘房部分。

  UV印鐵機

  4.UV印鐵工藝

  UV印鐵工藝流程與傳統相比少了熱烘干工序,UV油墨是依靠紫外線光照干燥的,傳統油墨則必須在150度左右的高溫下干燥。

  由于UV印刷每個機組的油墨都可以在紫外線光照下干燥,因此可以多色一起印刷,安排色序時也不必考慮傳統印鐵工藝中的濕壓濕無法生產的問題,可以根據實際情況自由安排。

  5.UV印鐵技術常見問題

  a.干燥不好、光固化不徹底、表面發粘

  引起的原因:紫外光強度不夠;紫外燈管老化、強度減弱;UV油墨貯存時間過長;調墨油加入過多;機器速度過快。

  解決辦法:在固化速度要求小于0.5s的情況下,必須保證高壓汞燈的功率一般不低于120w/cm,燈管要及時更新,不要等壞了再換。必要時加入一定量的UV光油固化促進劑,加速干燥。

  b.印刷品表面UV光油涂不上、發花

  引起的原因:UV光油粘度小、涂層太薄;油墨中含調墨油或燥油過多;油墨表面已晶化;油墨表面防粘材料(硅油、噴粉)多

  解決辦法:對要求UV上光的產品印刷時必須采取相應措施,創造條件,上UV光油時適當涂厚些,必要時可通過上底油或更換特殊光油來解決問題。

  c.殘留氣味大

  引起的原因:干燥固化不徹底;紫外光源不足或燈管老化;UV光油抗氧干擾能力差;UV光油中非反應型稀釋劑加入過多。

  解決辦法:UV油墨和光油干燥固化必須徹底。并要加強通風,必要時更換UV光油品種。

  傳統印鐵工藝與UV技術工藝的比較

  UV印鐵技術與傳統的印鐵相比,有較多的優點:

  降低成本:UV金屬油墨更能降低生成本,節約能源。使用UV油墨,首先已經不再需要傳統印鐵機的烘房部分。經過UV燈的烘照,UV油墨可以快干,僅此一點,就為企業省下了建造烘房的費用,而且在廠房設計方面也可以節約空間。

  加快速度:使用UV金屬油墨,可以加快印刷速度,現在普通的印刷機器,一般情況下車速大約為4000張/小時左右,而使用UV技術后,車速可達到6000張/小時-7000張/小時。另外由于普通金屬油墨需要烘干,印數6色成品時,如果使用雙色印刷機的話,需要經過三次烘房。假若是單色印刷機的話就要經過六次烘房。使用UV技術后,節省下的這些時間更是加快了產能周期,可以大大提高生產效率。

  綠色環保:UV金屬油墨的環保性能是它的卓越品質,因為UV油墨中沒有可揮發的物質,很好地解決了殘留溶劑問題,所以在出口歐洲的產品中,很多企業都選用了這種油墨。尤其是UV金屬油墨在涂布上光油之后,比傳統油墨更加鮮艷明亮。

  同時,使用UV印鐵技術也有其缺點,比如機器需要調整。UV油墨價格相對普通油墨貴一些。另外,由于UV金屬油墨很容易受到紫外線的影響,所以保存期較短。在開封使用以后,要盡可能地在短時間內使用完畢 ,否則只能作廢棄處理。

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