摘要

　　由于岛内的印刷生产方式、油墨、技术日新月异，然后考虑到未来环保的趋势，使得在印刷机上须考量高速、高品质及无污染，故本文乃针对UV油墨做探讨。本文除探讨油墨外，也包括了印刷机、干燥机之间相互关系的探讨，找出最适印刷过程之品质评估。
　
　　一、前言

　　印刷品质随着印刷技术之进步，逐步朝向快速化。然而在快速化的过程中，一些问题就发生，如干燥方面。UV油墨比起其它的传统油墨拥有较好之干燥条件，所以其被印材料范围广及各种版式皆可使用UV油墨。由此看来，在未来的印刷趋势中UV油墨将占各种油墨中之一大席位。正由于UV油墨适用范围广，故针对轮转平版之速度快、生产量大，以及网版之被印材料范围广，此两种版式做探讨。如何有效得到最适之品质［图一］，必须与成本、品质及产品价值做分析。

图一 
 
　

　　二、UV油墨［紫外线油墨］的源起

　　一、UV油墨发展史

　　利用紫外线来照射油墨，使其在短短的数秒内就完全干燥硬化的构想，在1994年已有人提出。直到1960年油由英国的一家公司开发成功。UV油墨起初未受到重视，原因由于UV油墨所强调的特点是快干和不含溶剂的全固态成份。在当时，与其它油墨相比根本没有较好的条件。但UV油墨在网版却是大受欢迎。由于网版印刷，其印刷速度不比其它版式印刷之速度快，严格说来相差一大截，且印出之墨膜又特别的浓厚，自然所需时间也就较长，主要原因就是＂溶剂″此一东西。且溶剂在网版所带来之缺点，如油墨塞网了印不出来，只因溶剂在网目内蒸发干掉的关系；油墨太硬不好印及油墨太稀又不能印，皆溶剂所致。总之业者一提起＂溶剂″所带来之问题都会很伤脑筋。于是UV油墨两大特点解决网印业者所困扰的问题，且业者还嫌UV油墨发展过于迟缓。

　　二、UV油墨的特性

　　［1］简便与库存少：新的UV印墨只须具备四基本色即可混成所需之颜色，且其印刷墨膜厚度薄，所需墨量减少，故十分简便因此库存可减少。

　　［2］不透明度易控制：可依标准比例加入颜料或色素于延伸基内达到你所要的明度。

　　［3］配色能力：色素之加入延伸基可获适当的黏度、色调及明度，则可配出极丰富之色彩来，只要将基本色两种或两种以上混合而可获得各种所要颜色。

　　［4］墨量省：由于其成分中不含溶剂，故只需传统的三分之一到二分之一之间，用墨量即可获得预期之效果。

　　［5］上墨辊及印版不被阻塞：未经照射过的印墨，即使在墨辊或印版上可以在至少48小时内不会干燥，因此不必担心辊上结皮或印版阻塞。

　　［6］省油墨：只有传统油墨热风炉电费的四分之三到五分之一之间即可干燥。

　　［7］光泽度：UV印墨之光泽度十分讨好，也可以特别的处理达到特别效果。

　　三、UV油墨与传统油墨比较

　　UV油墨和传统油墨最大的不同点，可算是它的构成分子。它是全固态的组织形态，不含溶剂。且它的媒介剂、颜料、树脂和其它化学剂都和传统油墨不同。传统油墨都含有溶剂［40%-60%］，需待溶剂完全蒸发掉后，才会留下调合剂、颜料和添加剂所混合而成之油墨干膜。而UV油墨的颜料和树脂系统，则不像传统油墨一般有着那么高的亮光度和不透明度。

　　四、UV油墨之优缺点

　　UV即是电磁波的一种型式，而UV油墨乃是利用UV之辐射能量来达到其干燥效果。而UV干固系统有许多种，但其原理都系于感光剂吸收高强度紫外线［UV］后所引起的化学反应。而其感光剂则是一种具有特殊反应能力的化学产品，可以将光能转换成化学能而使不同混合物瞬间固态化。但最重要一点乃是所使用UV光线之能量是家用日光灯之六百倍，所以在环境下不会因阳光照射而马上干固。

　　［1］优点

　　1、不含挥发性的有机物：多数UV产品含有很少或是完全不含有机溶剂。

　　2、提高制成品的品质：经由聚合物高密度交联结合［Crosslinked］所产生的组成结构，不但具有高度的坚韧性［Toughness］，也因而得到抗污［Stainresistance］、抗磨损［abrasionresistance］以及抗溶剂［Solventresistance］的特性。

　　3、能量需求低：一个典型的辐射干固生产线消耗的能量，只有用热能干燥所需的25%。

　　［2］缺点

　　1、＂视线所及″式的干固：UV的产品通常只会在UV直接照射下干固。2、对干固含有颜料系统的困难：UV对穿透较厚和含有颜料的涂料有困难。一般而言，只有EB才有较好的效果，近期在化学和光能上的研发，已使UV对产品的效果有所改进。

　　3、原料价格过高：目前原料价格偏高是由于市场较小，再加上高金额的研究费用，才造成产品单位价格高于传统性的产品。在此须注意，UV产品是百分之百的实体，而不像传统性油墨、涂料和粘着剂含有挥发性溶剂。

　　4、干固设备［curingunit］：费用过高基本设备投资价格高。

　　5、UV产品可能的危险性：多数UV的产品在没有干固前，可视为皮肤刺激物。但是这些产品，由于挥发性低，在操作使用时若能保持穿戴护肤手套和护目眼罩的习惯，就会减少这类问题。

　　6、黏固性不佳：一般而言，和传统性产品相比，对一些物料包括钢片和铝片的粘固性不佳，作化学上的改进和作后烘焙处理［post-Baking］，可以消除一些粘固性不佳的问题，同时也可降低在干固过程中由于收缩［shrinkage］所带来的压力［stress］。
　
　　三、影响UV印刷品质之因素探讨

　　在印刷前需考虑的第一步，便是设计。而设计应先想到印墨，因为任何印刷品，都是印墨在纸张或他种承印材料的固化皮膜所显示的效果。

　　一、油墨方面

　　［1］UV油墨保存期限不长：目前UV油墨保存期限都不长，原因是UV油墨较易产生胶化变质的现象。

　　［2］UV油墨之墨膜厚度、透明度：油墨墨膜厚度太厚，也会影响UV光线照射的速度，造成油墨硬化不易。至于油墨之透明度，透明性的UV油墨要比不透明的UV油墨干固快得多了。油墨中，UV光线照射的速度不但较快，同时也较均匀的关系，举例：目前硬化速度最快的颜色，算是彩色四色印刷中的蓝色，其次是洋红和黄色。黑色油墨的硬化速度十分的慢，最难硬化的要算是不透明的白色了。不但如此，不透明白色在UV光线的照射下，还会有发黄的趋向。

　　二、印机方面

　　在网版方面其版式依被印物之不同，而有不同之印机。［如图2］

　　图二 

　　本文所探讨的主要是网印平版。分开印前与印后，针对在印刷时可能发生之因素。

　　［1］刮刀

　　1、硬度刮刀刀面之硬度单位，一般用JIS［日本工业标准］之硬度计来计测之。如刮刀刀面之硬度愈大，则刀面与版面之接触愈小，所以适合印刷高者，切线较锐利细小，印墨较薄之印刷品。反之，刮刀刀面愈软，接触面积愈大，也就适合印墨量厚且粗犷、单调的印纹图案。区分如下：特软45度至55度、软性55度至65度、中等65度至75度、硬性75度至85度。

　　2、宽度简单来说，刮刀宽度必须大于印纹宽度且小于网框宽度，如此才能达到印刷要求。但是为要求品质，且减少印纹失真之产生，刮刀宽度之考虑因素，还是有其取决之依据，就印纹宽度及网框宽度之立场，分别讨论。

　　A、以网框立场而言：当然刮刀之宽度必须小于网框，才能进行印刷。以理想的状况来说，刮刀宽度是愈小愈好，也就是说其刮刀之左右两端与枉框之距离愈大愈好，因为在这种状态下网布在刮印之过程中，能柔软的与被印物接触，网布之伸张也较小。反之，刮刀与网框之距离太小时，便使网布过于僵硬，导致刮刀两端网布之角度过大，造成形状扭曲，此乃是印纹失真之主因。一般而言，刮刀每增加10寸，就有100micron的误差，而刮刀之宽度以不超过网框尺寸之百分之五十为佳，如无法达此要求，至少刮刀之两端距网框之距离须有5公分，以保障印刷品质。

　　B、以印纹立场而言：一般要求刮刀宽度必须大于印纹宽度2至10公分，基于刮刀宽度愈小愈好之理由，也必须视印纹之大小加以取舍。倘若有使用回墨刀时，回墨刀之宽度应比印刷用刮刀之宽度再宽一些，则可使印刷刮刀两端所溢出之印墨完全运回。

　　3、刮印速度与角度刮印速度与角度，主要影响着油墨透过网布到达被印物之多寡。刮印速度快则透墨少且薄，刮印速度慢则透墨多且厚。但如果刮印速度过快，油墨之厚度不够，易发生印纹不清楚之情形，而太慢则容易造成渗墨，使印纹不够鲜锐。一般印刷刮印速度大约每秒60至200公分之间，视当时条件而决定。而刮印之角度，也同样影响着出墨量，角度小则出墨量大，角度大则出墨量小，通常采用之角度为45度至75度之间。刮印时必须注意速度要求均一，且角度也要前后一致，才不会在同一印刷品中产生印墨浓淡不同之现象。

　　4、刮印压力：首先必须了解一个观念，网版印刷绝非靠着刮刀的压力将印墨压到被印物上，而是靠着刮刀推动印墨，在印墨内部产生液压作用，推使通过网目，并由被印物与油墨间之黏力，使达成印刷之目的。所以印压应在尽可能的范围内愈轻愈好，且刮刀面与被印物呈线接触即可，否则即印压过大。印压不够时，必然是无法印出印纹，而印压过大时，不仅印墨之挤出量没有增加，反而使刮刀尖端过份弯曲，以致版面与被印物呈面接触，造成印刷不鲜明，且刮刀耗损大及版面之印膜会产生剥离现象。

　　［2］网布

　　网版印刷在被印体选择性方面，由于本身速度慢所以大都是不易吸收印墨的物体居多，因此印墨发展走向两个方向。一个是含有溶剂之印墨，等印刷完后，溶剂蒸发而使印墨固着在被印体上，但因溶剂有害人体健康，并造成公害问题，于是印墨就朝向另一方向发展，以光或热来固着印墨，以减少公害之发生。但是以光或热来固着印墨，所以墨膜的厚度必须很薄，因此需使用细薄的网布方可得到良好之效果，可是细薄网布的价格较贵，于是发展出一种经过加压压光的网布，适用于UV印墨之干燥，称之为UV网布。

　　1、优点可使用一般目数的UV网布来取代高目数的网布，使得成本降低。

　　2、缺点网布经辗平后，网孔形状稍嫌不均匀，以致影响印纹边缘的直线性，对于精细印刷也不宜。

　　三、干燥方面

　　由于UV干燥设备价格昂贵，且其损耗速度快，故针对其干燥过程中之设备做分析。

　　［1］ UV干燥之优缺点

　　1、 减少空气污染：因UV可干燥材质不含溶剂有百分之百固体物，因此无污染之弊。

　　2、 节省空间：UV干燥装置简单安全，短时间及常温下即可干燥，因此制造成本比传统热风炉低。

　　3、 节省人力：由于过程简单，故省人力及提高生产力与省电费，因干燥仅需数秒，因此节省电费约60%。 4、 提高品质：改良被干燥物的品质和精度，并且具有耐物性、耐化性、无毒性，尤其在食品包装及玩具印刷上最为讲究。一种叫织物化及无光泽化的特殊效果也因UV干燥而得到。

　　［2］ UV放电管

　　1、 发射强度 UV发射强度与灯源种类、发射UV光波域、对色别及灯数在干燥上的关系及对印墨接着性与干燥速率均有密切关系。

　　2、 灯管寿命 如种类、瓦特数、使用次数与时间、瞬间启动、冷却情况、安装位置、正确使用与保养。

　　［3］ 辐射器 是由反射罩、灯端固定座、冷却系统及排气系统所组成。

　　1、 反射罩

　　A、 广射形［平形光形及散光形］
　　B、 聚光形：提高干燥效率，避免光源浪费及伤害人体。

　　2、灯端固定座 UV灯管正常发射其温度八百度以上，所以须耐高温及良好绝缘的陶瓷固定座。

　　3、冷却系统　 主要功效即降温，在UV照射中均是高温状态，不给予正常冷却，灯管、辐射器、线路过热而短路。

　　4、排气系统、遮蔽与安全装置 排气系统主要使操作环境变得无热无臭的舒畅空间。UV光可能造成皮肤及眼睛伤害，故加遮蔽以防UV光外 ，另外安全理由再加上快门装置或反射罩回转向上装置。
　
　　四、UV印刷品质差异之评估

　　在UV印刷之中，到底采用何种方式之印刷才是最适当之品质表现，故采用积点评价表。 针对UV网版平印及传统热固型轮转平印来做分析。由于成本与品质水准由表一可得知，品质和成本在整体关系相互并重，故在考量方面各以45%作为评价之分析比例。

　　［1］ 品质

　　1、 解像力：网版之网布规格之关系，以致网印方面解像力较差。
　　2、 油墨色彩：UV油墨比传统油墨［热固］表现较差。
　　3、 光泽度：UV油墨比热固型油墨佳。
　　4、 耐磨性：UV油墨干燥后形成之墨膜较热固型油墨坚固。
　　5、 硬度：UV油墨较优于热固型油墨。
　　6、 干燥温度：UV油墨无热固型之纸张因热而收缩．波浪之现象发生。

　　［2］ 成本

　　1、 空间成本：热固油墨所占空间较大。
　　2、 设备成本：热固方面较UV价格高。
　　3、 油墨成本：UV价格大于热固油墨。
　　4、 油墨库存：UV所需颜料较少即可得到丰富色彩。
　　5、 能量消耗：UV所使用之能量大概是热固之一半。
　　6、 维修、耗材费用：UV所使用之材料耗损率高，以致成本提高。

　　［3］ 其它

　　1、 生产量
　　2、 环保问题
　　3、 操作性、安全性

　　［4］ 评估结果 由表一可知UV印刷较好，只要针对其缺失改进研究发展即可。

　　表一 

　　五、印刷之未来趋势

　　科技日新月异，再加上环保意识抬头，UV印刷势在必行。故针对未来UV印刷需改善进步，加以讨论。

　　［１］油墨价格：油墨价格与传统相比大致为3倍左右，且油墨有赖进口。岛内油墨厂商应积极研发UV油墨。 　

　　［２］设备价格：本身UV干燥设备蛮昂贵，且易损材料如灯管、橡皮布等。所以除了研发新之干燥机，也针对易损材料找出替代。
　
　　六、结论

　　目前岛内采用UV油墨大柢只篇向网版业，而其它版事业，由于差异上之变因较不影响其印品品质，且投资UV其设备，不但要添购新设备，UV印刷其发展将有很大的空间。
　

　　参考文献

　　1.罗福林、李兴才着［1995］，印刷工业概论［下］，p.369，中国文化大学出版部，台北。
　　2、中华学术院印刷工业研究所，1983，UV干燥实物，印刷论集，p.269-p.298。
　　3、中华学术院印刷工业研究所，1983，塑胶材料与网印油墨，印刷论集，p.151-p.164。
　　4.吴广文，1994、轮转平版印刷油墨干燥方式之采行性评估，华冈印刷传播科技，p.87-p.97。
　　5.李智明，1994、网印油墨的探讨，华冈印刷传播科技，p.150-p.159。
　　6.吴政璋，1992，网版印刷之印刷过程变数探讨，网印产业情报第二期，p.50-p.51，产业情报杂志社。

[时间：2005-05-20  作者：台湾中国文化大学印刷  来源：大中华印艺]