柔版印刷是凸版印刷的一個(gè)分支，柔版印刷在印刷原理上和凸版印刷相似，只是在印版、油墨的組成和壓印過程上不同于傳統(tǒng)的凸版印刷，圖1對(duì)柔性版印刷原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。 印刷過程中圖像的傳遞是通過一個(gè)由光化學(xué)反應(yīng)得到的柔性感光樹脂版(Printing plate)或是一個(gè)刻有圖案的橡皮棍來(lái)完成的。 油墨在一個(gè)儲(chǔ)墨槽中，通過網(wǎng)紋傳墨輥(anilox)將一定量體積的油墨輸送到印刷版上。網(wǎng)紋傳墨輥(anilox)是由鉻合金組成，表面鍍有陶瓷耐磨層或經(jīng)離子噴涂的陶瓷耐磨層，傳送的油墨量由傳墨輥表面的線數(shù)決定。粗的網(wǎng)紋傳墨輥(anilox)的表面每英寸有大約120線，而用于印刷精細(xì)圖案的傳墨輥每英寸可以達(dá)到500-900線。 柔版印刷油墨的技術(shù)要求 高質(zhì)量的油墨有很多重要的參數(shù)，最重要的特性是良好的顏料潤(rùn)濕性。像膠印油墨那種粘度很高的體系，顏料的絮凝不會(huì)構(gòu)成問題。但對(duì)于柔印油墨，由于粘度非常低，顏料很容易絮凝甚至沉降，這就意味著適合用于膠印油墨的樹脂不一定適用于柔印油墨。 當(dāng)然顏料潤(rùn)濕并不是唯一要考慮的因素。要同時(shí)達(dá)到良好的流變性、反應(yīng)活性、附著力、抗病菌性同樣也是很困難的。 ◆ 相對(duì)較低的粘度：標(biāo)準(zhǔn)的UV柔印油墨在2500s-1的剪切速率下的粘度為0.15-1.5Pa.s，印刷速度由施工的條件(在露天或密閉的房間內(nèi))決定，并且也決定了最終使用的油墨的粘度大小。如果粘度過高，油墨會(huì)在網(wǎng)紋傳墨輥與刮墨刀之間處堆積，這樣一來(lái)印刷出的圖案就會(huì)有一些不連續(xù)的油墨堆積的污點(diǎn)。如果油墨的粘度很低，則問題會(huì)小一點(diǎn)。然而由于柔性版印刷本身的過墨量很小，油墨的傳送會(huì)受到影響。 油墨的反應(yīng)活性的要求也會(huì)影響油墨的粘度，因?yàn)榇蟛糠指吖倌軋F(tuán)的產(chǎn)品粘度都很高。為了提高油墨的反應(yīng)活性而不影響粘度，光引發(fā)劑的量就必須提高，但這同時(shí)又會(huì)影響氣味和油墨的成本。因此配方設(shè)計(jì)人員必須找到油墨粘度和其它特性最佳的結(jié)合點(diǎn)。 UV柔印油墨由于粘度比溶劑型和水性柔印油墨要高，所以與溶劑型和水性柔印油墨相比，使用UV柔印油墨可以取得更接近膠印和凹印的印刷效果。有些時(shí)候UV柔印油墨的粘度可以達(dá)到2.5Pa.s。 ◆ 顏料潤(rùn)濕性和顏色強(qiáng)度：柔印油墨需要相當(dāng)高的顏料含量，經(jīng)常是在15%到20%，這就使印刷時(shí)最厚的墨膜不超過1微米成為可能。這對(duì)于印刷材料和每平米的印刷價(jià)格來(lái)說(shuō)都很重要。在網(wǎng)紋傳墨輥表面的孔隙密度很低時(shí)，非常高的顏料含量會(huì)造成有很多細(xì)小而不連續(xù)的印刷點(diǎn)出現(xiàn)。 粘度的大小和顏料潤(rùn)濕的好壞關(guān)系非常密切；顏料潤(rùn)濕不好，就體現(xiàn)不出牛頓流體的特性，油墨也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的流動(dòng)困難。此外，由于顏料沒有分散好，顏色強(qiáng)度也會(huì)變?nèi)酢? ◆ 流變性：具有良好流動(dòng)性的油墨，光澤也會(huì)很好。牛頓流體具有粘度不隨剪速率變化的特點(diǎn)，這不僅決定油墨輸送能否良好，而且對(duì)于油墨在墨輥上的傳遞也同樣重要。在油墨通過網(wǎng)紋輥時(shí)擠出的氣泡會(huì)進(jìn)入剩余的油墨。這樣一來(lái)過多的氣泡會(huì)使油墨的牛頓流變性產(chǎn)生偏移，并導(dǎo)致印刷故障。 ◆ 反應(yīng)活性：目前常用的印刷速度為350m/min，因此提高了對(duì)油墨固化速度的要求。 ◆ 在各種底材上的附著力：由于UV柔印油墨主要用于印刷各種很柔軟的標(biāo)簽和包裝，所以油墨必須在各種軟質(zhì)底材如：PP，PE，PET，PVC，和PA上具有良好的附著力。 ◆ 其它要求：油墨要具備抗劃傷性，耐化學(xué)性和抗細(xì)菌性。油墨制造商們?cè)陂_發(fā)新的油墨品種時(shí)經(jīng)常會(huì)面對(duì)一個(gè)很困難的問題就是如何在涂膜被細(xì)菌侵蝕后，仍具有很好附著力。另外法規(guī)方面的要求也要考慮，尤其在食品包裝方面的應(yīng)用上。 所選用物質(zhì)和其特性 UV柔印油墨通常的制造方法是兩步法：將樹脂和一定含量的顏料一起在三輥機(jī)上研磨，在研磨過程中經(jīng)常會(huì)加一些單體，有時(shí)也會(huì)加一些分散助劑，做成色漿。接下來(lái)用含有單體，引發(fā)劑和流平劑的低粘度混合物來(lái)稀釋色漿。 研磨過程中經(jīng)常用聚脂樹脂或是改性環(huán)氧樹脂作為研磨基料(見表1)。同時(shí)給出了在研磨或稀釋階段使用的一些特別有效的單體(見表1)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ▲ 研磨樹脂的影響：研墨設(shè)備對(duì)顏料的分散效果有很大的影響�？梢詫�單體和顏料混合用球磨機(jī)來(lái)研磨，或者也可以用三輥機(jī)來(lái)研磨樹脂和顏料的混合物。 研磨效果的好壞很大程度上取決于顏料的種類和細(xì)度等級(jí)。顏料研磨過程中沒有化學(xué)變化。 品紅柔印油墨 單純通過粘度與剪切率之間的變化關(guān)系來(lái)判斷油墨質(zhì)量的好壞有時(shí)是很困難的。但通過變薄指數(shù)(SI)就可以很容易發(fā)現(xiàn)哪個(gè)油墨的印刷適性最好。 針對(duì)紅顏料57:1，必須通過用聚酯丙烯酸脂如EbecrylTM 450，EbecrylTM 657或是EbecrylTM 870混合研磨，這樣才能得到最好的流變行為。環(huán)氧樹脂由于極性過高，因此會(huì)導(dǎo)致油墨在低剪切速率下粘度過高。 與聚酯丙烯酸酯相比，基于環(huán)氧丙烯酸酯的油墨在紙張上的光澤會(huì)低一點(diǎn)。但這并不是說(shuō)環(huán)氧丙烯酸酯不能用于這類油墨中，而且環(huán)氧丙烯酸酯可以提高油墨的固化速度，并且價(jià)格較低不會(huì)增加成本。這種情況下可以通過添加其它的組份來(lái)保證顏料的潤(rùn)濕。 黑色柔印油墨 對(duì)于黑色柔印油墨，為了提高油墨的反應(yīng)活性，可以在配方中適當(dāng)使用環(huán)氧樹脂替代聚酯樹脂。使用氧化的碳黑顏料在環(huán)氧樹脂中分散會(huì)有不同效果。經(jīng)常使用的環(huán)氧丙烯酸樹脂是基于雙酚A型的環(huán)氧樹脂。EbecrylTM 3702是一種脂肪酸改性的環(huán)氧樹脂。它是一種顏料潤(rùn)濕性很好的連結(jié)料。 EbecrylTM 600在顏料潤(rùn)濕性這方面不好，會(huì)使油墨流動(dòng)性不良，以至不能用泵傳送。實(shí)際上，油墨的流動(dòng)性不好，通過DPGDA稀釋后，光密度下降和著色力下降這些現(xiàn)象都說(shuō)明了顏料有絮凝的情況。EbecrylTM 3701提供了較好的流變特性。盡管使用EbecrylTM 3701的油墨的光密度和透明度都很好，但是在各種底材上的光澤卻很低。 ▲ 單體和分散劑的影響：如果體系中降粘組份選擇不好的話，再恰當(dāng)?shù)念伭虾�量也不�?huì)取得好的效果。降粘組份包括用來(lái)調(diào)節(jié)粘度的單體，當(dāng)然單體還會(huì)起到協(xié)調(diào)其它方面性能的作用。此外光引發(fā)劑和助劑也是必不可少的。 通過研究品紅顏料4BY以相同的顏料含量分別通過低粘度的丙烯酸酯EbecrylTM 40和EbecrylTM 160稀釋發(fā)現(xiàn)，在不加分散劑的情況下，所有的油墨都是具有觸變性的，但是基于EbecrylTM 160的油墨印刷適性更好一些，還有光密度，光澤和透明性都會(huì)相對(duì)好一些。 當(dāng)在顏料的研磨階段中加入分散助劑后，油墨的牛頓流體特性變的明顯，光密度也變高了。實(shí)驗(yàn)表明分散助劑與EbecrylTM 160配合作用的結(jié)果要比與EbecrylTM 40配合的好很多。在烷氧基化的新戊二醇衍生物中也同樣如此。雖然助劑不能像我們希望的那樣能最大程度解決存在的問題，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)相反的結(jié)果。但用EbecrylTM 160的油墨在紙張上的光澤要相對(duì)更好一點(diǎn)。