1、前言
環(huán)保油墨逐步取代傳統(tǒng)的、揮發(fā)有機(jī)溶劑油墨，是印刷業(yè)發(fā)展的方向和趨勢。決定環(huán)保油墨的三大因素：
低VOC（Volatile Organic Compound揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)）排放：目前，國內(nèi)外在柔性印刷和凹版印刷中，已部分或全部采用水性油墨，用水的滲透和揮發(fā)作為干燥手段，在很大程度上減少了油墨的VOC含量。而UV固化油墨的發(fā)展進(jìn)一步改善了這一狀況。
易降解：油墨的原材料必須在物理、化學(xué)和生物的作用下，易降解。通常以植物中提取出來的物質(zhì)作為原材料，比如大豆油，這樣的油墨比由其他化工材料合成的油墨更易降解。
原材料可再生：植物合成的油墨可再生，由煤炭等化工類產(chǎn)品制造出來的油墨不可再生的。
所謂UV（Ultraviolet：紫外線）油墨，是指經(jīng)紫外光線照射瞬間固化的油墨。UV固化油墨由連結(jié)料、顏料及有關(guān)助劑3部分組成。UV自由基固化油墨在紫外光照射下，引發(fā)劑引發(fā)連結(jié)料中的不飽和鍵發(fā)生自由基聚合，油墨固化成膜。UV固化油墨在國外早已有研究，近年來有不少產(chǎn)品推向市場。由于可在非吸收性承印物表面印刷，目前在各個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用。UV固化油墨屬反應(yīng)性油墨，數(shù)秒就可以固化，適合高速印刷。因反應(yīng)性干燥交聯(lián)過程，對絕大多數(shù)底材的附著力良好。傳統(tǒng)的溶劑型油墨施印后一般需經(jīng)過干燥，干燥過程需要消耗大量熱源，速度較慢，且有溶劑揮發(fā)，干燥以后的附著力不理想，對后續(xù)工藝也產(chǎn)生影響。
在UV油墨中，液態(tài)的單體和低聚物取代了樹脂連結(jié)料，使顏料分子可以分散其中。由于沒有任何溶劑的揮發(fā)，固化后的油墨層厚度同固化前的厚度完全一樣，因此我們通常稱UV油墨為“100%固體”油墨。
在UV油墨發(fā)展初期，受條件限制，配制油墨的化學(xué)原材料（光引發(fā)劑、樹脂、單體等）的選擇性很小，也缺乏適合工業(yè)應(yīng)用的紫外光源。如今油墨制造商可以在數(shù)千種原材料中進(jìn)行選擇。UV固化整個(gè)固化體系為無溶劑體系，UV油墨印刷有穩(wěn)定的適應(yīng)性，可提高實(shí)際生產(chǎn)效率并可降低成本，能給投資者帶來高生產(chǎn)率及高產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)效益。正因?yàn)槿绱�，這種技術(shù)受到許多應(yīng)用廠商的青睞，這也正是這種技術(shù)得到迅速推廣和運(yùn)用的主要原因。近年來，歐洲對能量固化油墨和光油的需求呈增長態(tài)勢，尤其是在包裝印刷領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代后，UV固化油墨開始大規(guī)模進(jìn)入使用階段。
2、UV固化油墨優(yōu)勢以及常見問題
UV光固油墨具有很多優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：
�、俟袒俣瓤�，省時(shí)省力節(jié)能。②設(shè)備占地面積小，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。③屬于無溶劑型油墨，不存在自然揮發(fā)，油墨粘度穩(wěn)定性好，印刷中不會有拉絲現(xiàn)象。④光澤度高，墨層固化后有較好的耐摩擦和耐抗性。⑤UV光固油墨固體顆粒小，故可印刷精致圖紋。⑥不存在有機(jī)揮發(fā)物，環(huán)保等。
UV光固油墨正因?yàn)榫邆渲T多優(yōu)點(diǎn)，所以近年來得到很廣泛的應(yīng)用。但在使用中會存在以下問題，歸類如下：
�、俪杏∥锖陀湍幌嗳菀约俺杏∥锉砻媸艿轿廴緦�(dǎo)致的無附著力。②疊印時(shí)層間附著力弱。③出現(xiàn)條紋、斑紋。④油墨固化后成斑紋狀。⑤不能固化或表面發(fā)粘和殘留氣味大。⑥分辨率或清晰度不夠。⑦點(diǎn)的印跡擴(kuò)大。⑧邊緣卷曲。⑨魚眼、白點(diǎn)。⑩光澤度低等。
UV油墨有多種系列，其組成的多樣性構(gòu)成了其影響因素的復(fù)雜性。影響油墨固化充分性和最佳固化速度的主要因素有如下幾個(gè)方面：外部條件有固化時(shí)的溫度、固化的環(huán)境條件、光引發(fā)劑、光源的輻射強(qiáng)度等；內(nèi)部條件有顏料性質(zhì)、油墨墨層厚度、承印材料的表面性質(zhì)等。
株式會社研制出了提供在印刷品上不發(fā)生鋸齒紋、搭色、針眼、透色等缺陷、具有穩(wěn)定的適印性、并且可制造呈現(xiàn)高度的鏡面光澤、彩色鏡面光澤的印刷品的特殊絲網(wǎng)印刷油墨。
日立麥克賽爾株式會社發(fā)明提供了一種油性顏料油墨組合物，該油性顏料油墨組合物與現(xiàn)有技術(shù)相比，不存在使用有機(jī)溶劑油墨組合物所存在的安全性和異味的問題，可以在沒有接受層的聚氯乙烯類低成本薄膜的印字媒體上印字，可以適用于室外環(huán)境。
3、UV固化油墨常見品種及進(jìn)展
�。�1）UV絲網(wǎng)印刷油墨
絲網(wǎng)印刷是目前主流印刷工藝之一，屬于孔版印刷，應(yīng)用廣泛。絲印可以產(chǎn)生比較厚的墨膜，承印面可以是平面，也可以是曲面，成本低。但印刷速率不高，UV絲印油墨厚度較高，對底層固化提出了挑戰(zhàn)。油墨越厚，底層固化速率越低，好在絲網(wǎng)印刷本身速率不高。UV網(wǎng)印最適合需要厚墨層印刷的場合，如海報(bào)印刷。
UV固化常采用自由基和陽離子聚合的方法。近年來陽離子UV 油墨（也稱陽離子油墨）是隨著UV技術(shù)發(fā)展而研發(fā)的一種新型特種油墨。陽離子UV油墨多用于短版套筒型熱縮膜的印刷，自由基油墨則因墨膜收縮量小而多用于紙類承印物。陽離子UV油墨的優(yōu)勢在于反應(yīng)類型為典型的環(huán)氧基團(tuán)逐步開環(huán)聚合反應(yīng)，能明顯提高油墨的有效成分含量。
自由基油墨反應(yīng)速度快，但會導(dǎo)致自由基UV油墨的柔性下降、親和性、粘附性變差。相比之下，自由基油墨基本上只能利用UV曝光才能徹底干燥，導(dǎo)致?lián)]發(fā)量增加。陽離子UV油墨固化速度稍遜于自由基油墨，可二次固化，不易被氧化，無收縮量，附著性優(yōu)良等特點(diǎn)。陽離子UV油墨具有揮發(fā)性低、氣味小，但顏料大多含有強(qiáng)親核性的基團(tuán)，而且陽離子光引發(fā)劑的選擇余地太小，價(jià)格太高。
UV網(wǎng)印金屬油墨主要由光敏樹脂、光敏劑、顏料和助劑組成。UV網(wǎng)印金屬油墨在應(yīng)用過程中，具有節(jié)省能源和場地，提高工作效率的特點(diǎn)。在印刷過程中，由于網(wǎng)版上的油墨未能接觸紫外線的照射，因此它永遠(yuǎn)不會堵網(wǎng)，這給印刷精確的圖文和連續(xù)性操作帶來了很大的方便。UV網(wǎng)印金屬油墨由于在環(huán)保、成本、效率方面與普通的溶劑型金屬油墨相比具有明顯的優(yōu)勢。因此，它的應(yīng)用前景必定十分廣闊。同時(shí)，這種油墨也正被印刷廠家逐漸了解和采用。目前國內(nèi)市場上應(yīng)用成熟的UV金屬網(wǎng)印油墨有德國的lougre油墨和杭州恒基油墨涂料有限公司出品的UV-5000網(wǎng)印金屬油墨，顏色有常規(guī)色墨和磨砂兩個(gè)系列。
2005年在德國慕尼黑市展覽中心隆重舉行的全球網(wǎng)印及制像業(yè)矚目的FESPA 2005展覽會上，日本NBC株式會社展示的新一代V-Screen絲網(wǎng)，其絲線采用一種新型的合成芳基聚合物制造，具有兩倍于金屬絲網(wǎng)的強(qiáng)度，V-Screen絲網(wǎng)的開孔面積大，大大提高了油墨在絲網(wǎng)上的透過量。
美國Nor-Cote InternationalLimited公司展示了他們研制生產(chǎn)的UV油墨系列，包括適于薄膜開關(guān)材料、執(zhí)照和銘牌印刷的PTXUV油墨和用于電致發(fā)光圖片印刷的UV導(dǎo)電油墨，這種油墨不僅具備溶劑型油墨附著性好、耐磨損的特性，而且還有溶劑型油墨所不具備的瞬間干燥的特性。
美國American Biltrite，Inc.公司推出的全新轉(zhuǎn)移材料TransferRite ULTRA可以使膠帶完全平整地貼附于硅涂層的底紙上；瑞士FOTEC AG公司以他們開發(fā)的新型感光乳劑吸引了很多客戶，這種感光乳劑含有60%的固體顆粒，黏度低，可單面涂布網(wǎng)版，為網(wǎng)版曝光技術(shù)帶來了一次革新，用這種感光乳劑制作的網(wǎng)版適于UV固化油墨的網(wǎng)版印刷。
（2）UV膠印油墨
普通膠印油墨的干燥機(jī)理為先滲透固著，然后氧化結(jié)膜干燥。膠印UV油墨的干燥機(jī)理則與此完全不同。首先紫外光照射油墨，使光敏劑分子被激發(fā)產(chǎn)生高活性自由基或離子然后這些高活性自由基引發(fā)光固樹脂和活性稀釋劑分子中的不飽和雙鍵發(fā)生連鎖聚合反，達(dá)到分子交聯(lián)聚合，從而使油墨固化干燥。
膠版印刷是平印中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的一種。膠印技術(shù)是基于油墨對印版親油、親水區(qū)域的黏附性能不同，要求油墨對這兩種區(qū)域有強(qiáng)烈的選擇性。傳統(tǒng)溶劑型膠印油墨需印后干燥，烘干系統(tǒng)使印刷機(jī)械體積過于龐大。光固化可適當(dāng)降低干燥系統(tǒng)體積。UV膠印油墨固化基本沒有膜厚損失，消光情況可能沒有溶劑型油墨那么嚴(yán)重。UV膠印技術(shù)在于能獲得色彩豐富的精美圖案，可展現(xiàn)細(xì)膩的色彩變化。適合精美商品包裝印刷，主要針對紙皮印材。UV膠印油墨的固含量較高，而且其在固化之前顏料與連結(jié)料的比率與普通膠印油墨相仿，因此最先在膠印中得到應(yīng)用。
UV膠印油墨固化無滲透問題，不僅可以在紙張印刷，還可以在非吸收性承印材料上印刷。在國外，UV油墨的最大市場是膠印油墨。我國UV膠印油墨起步較晚，但近兩年的發(fā)展勢頭非常迅猛。據(jù)中感光學(xué)會輻射固化專業(yè)委員會的不完全統(tǒng)計(jì)，2002年內(nèi)UV膠印油墨的生產(chǎn)量只有232噸，2003年為662噸而2004年就達(dá)到1459噸，其產(chǎn)量一躍成為僅次于UV印油墨的第二大UV油墨，并與UV網(wǎng)印油墨的差距越越小。
�。�3）UV柔印油墨
柔印屬于凸印，是通過突出部位將油墨壓印到承印面上。UV凸印非常適合硬塑料的印刷，如杯子、管子等。傳統(tǒng)柔印油墨（溶劑型和水性），其所用油墨不應(yīng)具有過高的黏度。UV柔印油墨和其它類型油墨的主要區(qū)別也就在于聚合流變性。UV柔印油墨的黏度總體上可能高于溶劑型柔印油墨。隨著柔性版印刷的質(zhì)量不斷改進(jìn)，應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，對特殊物理適性的需求也在繼續(xù)增長。在UV柔性版印刷工藝中，最吸引人們的是印刷品逐漸增強(qiáng)的抗化學(xué)藥品性等。另外，能耗低、待機(jī)時(shí)間短、有機(jī)揮發(fā)物少等優(yōu)勢也會繼續(xù)驅(qū)動(dòng)該市場的發(fā)展。
最近召開的第51屆德語國家柔印專業(yè)會議上，Hartmann/Sun Chemical油墨公司報(bào)告的題目是電子束固化柔印油墨。這種柔印油墨也逐漸在軟包裝印刷中流行。UV油墨在軟包裝印刷中不那么流行了，因?yàn)閁V油墨含有光引發(fā)劑和單體，這些成分會導(dǎo)致包裝產(chǎn)生刺激感官的問題。
