印刷品UV上光技术（一）

    【集萃网观察】UV涂料上光

    UV是英文ultraviolet的缩写，即紫外线辐射。UV上光是利用紫外线照射引发UV光油的瞬间光化学反应，在印刷品表面形成具有网状化学结构的亮光涂层。UV上光使用的UV上光油不是靠传统的加热挥发干燥，而是利用紫外光的光能量使其固化。

    UV上光方法与传统的上光方法相比，具有光泽好、耐热、耐磨、耐酸碱及安全环保等许多明显的优势，而且用途更为广泛。所以自20世纪90年代以来国  内外均发展较快，据有关资料统计近年来国内由于包装印刷领域的广泛应用和  取代传统塑料覆膜工艺在教科书和期刊封面的应用，UV上光得到了快速发展，目前已经成为国内外最主要的上光方式，具有广阔的市场发展前景。

    一、UV涂料上光的特点

    UV涂料上光具有快速固化、低温固化、安全环保和成膜性能优异等特点。有助于印刷品光泽加工过程诸多问题的解决，填补了传统上光的许多不足，其主要特点如下。

    (1)安全环保 
   
    标准的UV光油应该属于无溶剂光油，固含量100％，即受光后全部转化为有效成膜物质，无VOC(有机挥发物)排放，有助于防止大气污染和改善作业环境，减少发生火灾的危险。

    (2)生产效率高
 
    室温下可以快速固化，比一般的上光方法生产效率高，目前一般固化速度为50～150m／min，最快可达300～500m／min 。

    (3)适应范围广
 
    UV上光除纸印刷品外，还可以适应众多承印物，例如铝箔、金银卡纸、真空镀铝膜、镭射膜、塑料、合成纸、金属、木材等多种印刷载体。

    (4)成膜性能优异
  
    UV上光不仅光泽度高，平整光滑，而且经紫外光固化后，由于形成了强韧的体型网状结构，所以具有优异的耐磨、抗水、耐热、抗划伤、耐化学药品和耐溶剂等性能，这是其他上光涂料难以比拟的。

    (5)节省能源和占地面积

    UV上光装置的占地面积比溶剂上光的加热烘道占地面积少得多，能源消耗也省得多，非常适合联机上光和自动化流水线作业。

    (6)涂布性能稳定

    由于UV光油不含挥发性溶剂，不易造成涂布过程的黏度变化，所以涂布稳定性较好，且用量较省。

    (7)可避免产品粘连  溶剂型上光涂料使用的树脂多为热塑性树脂，受温度、湿度、涂层厚度和烘干状况等因素影响较大，容易引起产品程度不等的粘连现象，而光固化涂层只要光照条件符合要求，则完全不必担心出现粘连问题，上光后即可任意叠放或进行后加工作业。

    (8)可以取代塑料复合

    用UV上光取代塑料薄膜复合工艺已在国内外许多领域广泛采用，它可以完全避免覆膜工艺经常出现的翘边、起泡、起皱、脱层等现象，而且可以回收造纸，减少覆膜产品不能再生形成的环境污染。

    二、  UV涂料上光的光固化原理

    UV上光的基本原理是利用200?400nm波段的紫外光照射引发的瞬间化学反应，使印刷品表面形成透明的光泽涂层。目前国内外使用的UV光油基本上都是采用游离基(也称自由基)聚合型的丙烯酸酯类材料，包括具有聚合性双键的丙烯酸酯类低聚物、含不饱和双键的丙烯酸酯类单体以及光引发剂等。UV光油经紫外线照射后，首先由其组分中的光引发剂吸收光能量，经激发产生游离基，引发并导致不饱和丙烯酸酯低聚物和活性单体的光聚合交联反应，形成固化涂层。

    紫外线(UV)从本质上说，是一种具有特定频率(波长)的电磁辐射波。紫外光是波长为40～400nm的光，拥有较大能量见下表，可引发光化学反应。

┌──────┬──────┬───────┐

│    类    别│    波长／nm│    能量／ev  │

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│    紫外光  │    40~400  │    31~3．1   │

├──────┼──────┼───────┤

│    可见光  │    400~800 │    3．1~1．55│

├──────┼──────┼───────┤

│    红外光  │    >800    │    >0．78    │

└──────┴──────┴───────┘

    紫外光又可分为真空紫外光 (< 2OOnm)、中紫外光(200～300nm)和近紫外光(300?400nm)，由于小于200nm的真空紫外光(也叫远紫外光)在空气中易被吸

收消耗，只有在真空中才能传播，在光固化应用中没有实际意义，因此UV光油的固化主要是选择200?400nm的紫外光，特别是300～400nm的近紫外光。

    对于UV光油来说，由于普遍采用的多为不饱和丙烯酸酯体系材料，而该体系的固化干燥属于游离基引发下的光聚合交联反应，尽管光固化的过程是在瞬间完成的，但从机理上来说，它经历了游离基的形成、链的引发和增长、链的终止等反应历程。

    当光引发剂(R)吸收紫外光能量后，即处于不稳定的能量激发态(R?)，并迅速分解为活性大的游离基(R．)，该游离基会立即引发体系中的不饱和化合物(M)发生聚合交联反应，并生成新的游离基(RM．)，该游离基继续与周边不饱和化合物分子发生类似反应，分子链不断增长，形成增长中的游离基(RMm?或RMn?)，随着反应不断深入，分子量迅速增长(RMm+1?或RMn+1?)，当两个新生成的游离基  (RMm?和RMn?)在光化学反应过程中相互结合成链，生成电中性的分子(Pm、Pn或Pm+n)后，即失去各自的活性，链的增长便告终止。UV光油也就由液态转化为固态，成为具有多种优异性能的不溶不熔的网状涂层。