《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》
第五篇 包装印刷
第四章 印后加工
第二节 上光工艺
上光是指在印刷品表面涂布(或喷或印)一层透明涂料,经流平、干燥、压光后在印刷品表面形成薄而匀的透明光亮层的工艺过程。上光可以提高印刷品表面的平滑度、光泽度、耐磨性、防水性和使用性能,能对图文起保护作用,因此越来越多地应用于包装装潢、画册、大幅装饰、招贴画等印刷品的表面加工中。
一、上光涂料
随着科技的发展和人民生活水平的提高,上光加工越来越广泛地应用于生活中的各个领域,上光涂料的开发也越来越多地受到有关行业的关注和重视,上光涂料已由原来的简单、亮度较低、又造成环境污染的品种,发展为现在亮度高、工艺简单、环保型的品种。
(一)上光涂料的组成
上光涂料主要由主剂(成膜树脂)、助剂和溶剂等成分组成。
(1)主剂。主剂(成膜树脂)是上光涂料的成膜物质,通常为各类天然树脂或合成树脂。
(2)助剂。助剂主要是用来改善上光涂料的理化性能和加工特性的。如固化剂、消泡剂、表面活性剂、增塑性等。
(3)溶剂。溶剂主要是用来分散、溶解主剂和助剂的。常用的溶剂有水、芳香类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂等。
(二)上光涂料的种类
1.油基上光油
油基上光油的组成如同胶印油墨的连接料,由矿物油、干燥型植物油、凝固型醇酸树脂、燥油和其它添加剂组成,它的干燥过程就是醇酸树脂中不饱和脂肪酸的氧化过程。这类上光油亮度好,上光过程简单,如可以使用普通胶印机进行整体和局部上光,对周围环境的相对湿度要求不高,但是氧化过程较长,干燥较慢,胶印的涂层较薄、易返黄。
2.热固型上光油
热固型上光油由大分子量的树脂、塑料、溶剂、水、胺或氨组成。干燥是依靠溶剂和水的挥发完成的。由于经常在上光的过程中添加各种挥发性溶剂,给大气造成了污染,胺或苯类溶剂对人体有害。
3.分散型上光油
分散型上光油的主要成分是改性丙烯酸盐、水溶性树脂、石蜡分散体、水和多种添加剂,其中固体成分占40%~45%,水可达55%,它的干燥是依靠渗透和蒸发来完成的。这类上光油涂层光泽度高、弹性好、干燥快,如果用红外线或热风干燥,水的蒸发会更快,当上光膜层中的残留水分达到20%~30%时,表面即可不蹭脏,有较高的耐磨性,不返黄,涂层有良好的滑动性。但因为有水的存在,上光后的纸张会变形,因此,两面上光的产品纸张的定量须在135g/m2以上;上光材料呈碱性,准备使用分散型上光油的产品,印刷时必须使用耐碱性油墨。
4.金色和银色上光油
在分散型上光材料中加入一定配比的颜料如铜粉、铝粉,即可成为金色或银色上光涂料,它比胶印印金(银)具有更高的光泽度、更快的干燥速度、更多的色彩、更好的涂层弹性和滑动性。但是这种涂料也像金墨和银墨一样,需现用现调,而且耐磨性较差,涂布时要用凸版、网纹辊,温度和粘度控制较严。
5.辐射固化型上光油
辐射固化型上光油分紫外线固化型和电子束固化型(EB),其中紫外线固化型上光油简称UV上光油,它是由丙烯酸盐、光引发剂、各种添加剂和活性稀释剂组成。它的干燥靠紫外线激发来完成,即通过光引发剂和紫外线的作用产生原子团,导致因烯酸盐相互结合成膜,称为游离基链式聚合反应。它的特点是涂层光泽度高、紧固、耐磨、干燥快,但成本较高、有味。自从20世纪70年代初,紫外固化技术被首先用于印刷上光以来,已被世界各国广泛应用并得到全国发展,目前,欧美各国已基本用UV上光取代了覆膜,仅1995年美国印刷包装界使用的UV上光油超过1.5万t。我国从20世纪80年代初期开始引起UV上光技术,并在以后的时间里得到较快的发展,目前国内已有较多的印刷厂家认识了UV上光技术并把它用于生产中,有行家预测在今后几年中,UV上光技术将进入鼎盛发展时期。
(三)上光涂料的质量要求
(1)膜层透明度高、不变色:只有透明度高、不变色的上光油层才能呈现出原有印刷图文的光泽和色彩。
(2)膜层具有一定的韧性和耐磨性:很多产品在使用过程中要进行翻折,因此,要求膜层有一定的韧性;上光后的产品还要经过搬运、压痕等后序加工,因此要求膜层有一定的耐磨性。
(3)膜层要有较好的流平性:上光油除了本身的光泽度较高以外,成膜后形成镜面反射显现光泽更为重要。由于印刷中加工的产品表面吸收性、平滑度、润湿性等表面性质有差别,印刷的油墨性质有差别,为使上光涂料能在印刷品表面及时形成平滑的膜层,要求上光涂料有较好的流平性。
(4)对印刷品表面具有一定的附着力:经过印刷后上光的产品,涂料层有相当面积是与干燥后的油墨膜层亲和的,因此要求上光涂料层对印刷品表面具有一定的附着力,以免上光涂料干燥后出现干裂、脱膜现象。
(5)要有较好的耐性。包装产品的适用范围非常广,接触的物质也有多种类别,因此,要求上光涂料要有较好的耐性,如耐酸、碱、水、溶剂、油、热等。
(6)上光涂料要无毒、无味。在实际生产过程中,要根据实际情况选择上光油,如果上光油与墨层的亲和性不够理想,可在上光油涂布之前上一层底胶。常用的底胶和热固型上光油的参考配方见表5-4-3、表5-4-4。
表5-4-3 常用底胶参考配方(单位:质量份)
原料 |
配方一 |
配方二 |
配方三 |
配方四 |
氯-醋酸二元共聚树脂 |
10 |
- |
- |
50 |
过氯乙烯树脂 |
5 |
- |
15 |
50 |
乙酸乙醋 |
35 |
- |
100 |
200 |
丙酮 |
20 |
- |
- |
- |
甲苯 |
25 |
- |
- |
25 |
丁醇 |
20 |
2 |
- |
5 |
邻苯二甲酸二丁酯 |
1.5 |
- |
2 |
- |
聚乙烯醇 |
- |
100 |
- |
- |
拉开粉 |
- |
10 |
- |
- |
十二烷基磺钠 |
1 |
5 |
5 |
3 |
水 |
- |
95 |
- |
- |
表5-4-4 常用热固型上光涂料参考配方
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 |
酸乙烯醇缩丁醛 |
9 |
|
9 |
|
4.5 |
|
|
|
聚合松香 |
110 |
|
73 |
|
|
|
|
|
过氯乙烯树脂 |
|
|
|
|
55 |
|
|
|
氯-醋酸共聚树脂 |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
古巴胶 |
|
|
33 |
|
|
|
|
|
氨基树脂 |
|
|
|
|
|
|
55 |
|
有机硅树脂 |
|
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 |
环已酮 |
|
|
|
55 |
2 |
|
|
30 |
二甲苯 |
|
|
|
35 |
|
|
10 |
|
邻苯二甲基二丁醛 |
|
|
1.5 |
|
|
2 |
|
|
拉开粉 |
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,但成本较高,水性上光涂料的亮度不如UV上光油,因此在选择上光油时应根据具体要求,按照科学、经济、实用的原则进行,避免出现用高档上光油加工低、中档印刷品和用低档上光油加工高档印刷品的现象。如中小学课本等大宗产品,可以选用热固型上光油上光;高级产品可以选用UV上光油上光等。
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