《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第五篇 包裝印刷
第四章 印后加工
第二節 上光工藝
上光是指在印刷品表面涂布(或噴或印)一層透明涂料,經流平、干燥、壓光后在印刷品表面形成薄而勻的透明光亮層的工藝過程。上光可以提高印刷品表面的平滑度、光澤度、耐磨性、防水性和使用性能,能對圖文起保護作用,因此越來越多地應用于包裝裝潢、畫冊、大幅裝飾、招貼畫等印刷品的表面加工中。
一、上光涂料
隨著科技的發展和人民生活水平的提高,上光加工越來越廣泛地應用于生活中的各個領域,上光涂料的開發也越來越多地受到有關行業的關注和重視,上光涂料已由原來的簡單、亮度較低、又造成環境污染的品種,發展為現在亮度高、工藝簡單、環保型的品種。
(一)上光涂料的組成
上光涂料主要由主劑(成膜樹脂)、助劑和溶劑等成分組成。
(1)主劑。主劑(成膜樹脂)是上光涂料的成膜物質,通常為各類天然樹脂或合成樹脂。
(2)助劑。助劑主要是用來改善上光涂料的理化性能和加工特性的。如固化劑、消泡劑、表面活性劑、增塑性等。
(3)溶劑。溶劑主要是用來分散、溶解主劑和助劑的。常用的溶劑有水、芳香類溶劑、酯類溶劑、醇類溶劑等。
(二)上光涂料的種類
1.油基上光油
油基上光油的組成如同膠印油墨的連接料,由礦物油、干燥型植物油、凝固型醇酸樹脂、燥油和其它添加劑組成,它的干燥過程就是醇酸樹脂中不飽和脂肪酸的氧化過程。這類上光油亮度好,上光過程簡單,如可以使用普通膠印機進行整體和局部上光,對周圍環境的相對濕度要求不高,但是氧化過程較長,干燥較慢,膠印的涂層較薄、易返黃。
2.熱固型上光油
熱固型上光油由大分子量的樹脂、塑料、溶劑、水、胺或氨組成。干燥是依靠溶劑和水的揮發完成的。由于經常在上光的過程中添加各種揮發性溶劑,給大氣造成了污染,胺或苯類溶劑對人體有害。
3.分散型上光油
分散型上光油的主要成分是改性丙烯酸鹽、水溶性樹脂、石蠟分散體、水和多種添加劑,其中固體成分占40%~45%,水可達55%,它的干燥是依靠滲透和蒸發來完成的。這類上光油涂層光澤度高、彈性好、干燥快,如果用紅外線或熱風干燥,水的蒸發會更快,當上光膜層中的殘留水分達到20%~30%時,表面即可不蹭臟,有較高的耐磨性,不返黃,涂層有良好的滑動性。但因為有水的存在,上光后的紙張會變形,因此,兩面上光的產品紙張的定量須在135g/m2以上;上光材料呈堿性,準備使用分散型上光油的產品,印刷時必須使用耐堿性油墨。
4.金色和銀色上光油
在分散型上光材料中加入一定配比的顏料如銅粉、鋁粉,即可成為金色或銀色上光涂料,它比膠印印金(銀)具有更高的光澤度、更快的干燥速度、更多的色彩、更好的涂層彈性和滑動性。但是這種涂料也像金墨和銀墨一樣,需現用現調,而且耐磨性較差,涂布時要用凸版、網紋輥,溫度和粘度控制較嚴。
5.輻射固化型上光油
輻射固化型上光油分紫外線固化型和電子束固化型(EB),其中紫外線固化型上光油簡稱UV上光油,它是由丙烯酸鹽、光引發劑、各種添加劑和活性稀釋劑組成。它的干燥靠紫外線激發來完成,即通過光引發劑和紫外線的作用產生原子團,導致因烯酸鹽相互結合成膜,稱為游離基鏈式聚合反應。它的特點是涂層光澤度高、緊固、耐磨、干燥快,但成本較高、有味。自從20世紀70年代初,紫外固化技術被首先用于印刷上光以來,已被世界各國廣泛應用并得到全國發展,目前,歐美各國已基本用UV上光取代了覆膜,僅1995年美國印刷包裝界使用的UV上光油超過1.5萬t。我國從20世紀80年代初期開始引起UV上光技術,并在以后的時間里得到較快的發展,目前國內已有較多的印刷廠家認識了UV上光技術并把它用于生產中,有行家預測在今后幾年中,UV上光技術將進入鼎盛發展時期。
(三)上光涂料的質量要求
(1)膜層透明度高、不變色:只有透明度高、不變色的上光油層才能呈現出原有印刷圖文的光澤和色彩。
(2)膜層具有一定的韌性和耐磨性:很多產品在使用過程中要進行翻折,因此,要求膜層有一定的韌性;上光后的產品還要經過搬運、壓痕等后序加工,因此要求膜層有一定的耐磨性。
(3)膜層要有較好的流平性:上光油除了本身的光澤度較高以外,成膜后形成鏡面反射顯現光澤更為重要。由于印刷中加工的產品表面吸收性、平滑度、潤濕性等表面性質有差別,印刷的油墨性質有差別,為使上光涂料能在印刷品表面及時形成平滑的膜層,要求上光涂料有較好的流平性。
(4)對印刷品表面具有一定的附著力:經過印刷后上光的產品,涂料層有相當面積是與干燥后的油墨膜層親和的,因此要求上光涂料層對印刷品表面具有一定的附著力,以免上光涂料干燥后出現干裂、脫膜現象。
(5)要有較好的耐性。包裝產品的適用范圍非常廣,接觸的物質也有多種類別,因此,要求上光涂料要有較好的耐性,如耐酸、堿、水、溶劑、油、熱等。
(6)上光涂料要無毒、無味。在實際生產過程中,要根據實際情況選擇上光油,如果上光油與墨層的親和性不夠理想,可在上光油涂布之前上一層底膠。常用的底膠和熱固型上光油的參考配方見表5-4-3、表5-4-4。
表5-4-3 常用底膠參考配方(單位:質量份)
原料 |
配方一 |
配方二 |
配方三 |
配方四 |
氯-醋酸二元共聚樹脂 |
10 |
- |
- |
50 |
過氯乙烯樹脂 |
5 |
- |
15 |
50 |
乙酸乙醋 |
35 |
- |
100 |
200 |
丙酮 |
20 |
- |
- |
- |
甲苯 |
25 |
- |
- |
25 |
丁醇 |
20 |
2 |
- |
5 |
鄰苯二甲酸二丁酯 |
1.5 |
- |
2 |
- |
聚乙烯醇 |
- |
100 |
- |
- |
拉開粉 |
- |
10 |
- |
- |
十二烷基磺鈉 |
1 |
5 |
5 |
3 |
水 |
- |
95 |
- |
- |
表5-4-4 常用熱固型上光涂料參考配方
原料 |
配方一 |
配方二 |
配方三 |
配方四 |
配方五 |
配方六 |
配方七 |
配方八 |
甲基丙烯酸甲酯 |
|
|
|
|
|
45 |
|
20 |
酸乙烯醇縮丁醛 |
9 |
|
9 |
|
4.5 |
|
|
|
聚合松香 |
110 |
|
73 |
|
|
|
|
|
過氯乙烯樹脂 |
|
|
|
|
55 |
|
|
|
氯-醋酸共聚樹脂 |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
古巴膠 |
|
|
33 |
|
|
|
|
|
氨基樹脂 |
|
|
|
|
|
|
55 |
|
有機硅樹脂 |
|
110 |
|
|
|
|
|
|
四乙烯五胺 |
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
乙醇 |
210 |
|
220 |
5 |
100 |
100 |
120 |
20 |
醋酸乙酯 |
|
4.5 |
|
|
10 |
15 |
|
40 |
醋酸丁酯 |
|
|
|
|
|
15 |
|
40 |
環已酮 |
|
|
|
55 |
2 |
|
|
30 |
二甲苯 |
|
|
|
35 |
|
|
10 |
|
鄰苯二甲基二丁醛 |
|
|
1.5 |
|
|
2 |
|
|
拉開粉 |
1 |
|
|
|
|
1.5 |
1 |
1.5 |
丁醇 |
9 |
8 |
7 |
2.5 |
10 |
|
|
10 |
UV上光涂料的上光效果最好,但成本較高,水性上光涂料的亮度不如UV上光油,因此在選擇上光油時應根據具體要求,按照科學、經濟、實用的原則進行,避免出現用高檔上光油加工低、中檔印刷品和用低檔上光油加工高檔印刷品的現象。如中小學課本等大宗產品,可以選用熱固型上光油上光;高級產品可以選用UV上光油上光等。
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