UV技术在印铁制罐行业的应用

一、印刷用uv技术简介
uv是英文ultraviolet rays的缩写，即紫外光线。紫外线(uv)是肉眼看不见的，是可见紫色光以外的一段电磁辐射，波长在210~400nm的范围,如下图所示。

印刷工艺中应用uv的技术就是利用特殊油墨在一定波长范围内的紫外光线照射下快速形成大分子立体网状且理化性能稳定、表面亮度高墨层的技术。
二、印刷应用uv技术的现状及发展
世界上最早研制出uv油墨的是美国，大概在20世纪60年代初期。20世纪60年代末期uv油墨在美国已经开始了工业化生产，当时主要是为了适应环境污染法规要求而开发的。日本在20世纪70年代初期开始了uv油墨的工业化生产并制造出uv油墨印刷设备。
我国在上个世纪80年****始引进uv上光和uv油墨印刷工艺及设备，与此同时天津油墨厂等国内油墨公司也研制uv油墨及上光油等。到目前为止，中国已发展成为世界上uv印刷机装机量和uv油墨使用量最大的国家。
uv技术在印铁制罐行业中的应用主要以2004年上海宝印金属彩涂有限公司引进目前世界上最先进的kba metalprint公司的metalstar2六色uv印铁机为标志，随后杭州中粮包装有限公司也引进了英国确丽公司5色uv印铁机，至此uv印铁技术在国内已进入全新的发展时期。
三、传统的印铁工艺
传统的马口铁印刷工艺基本上按以下的工艺流程施工：
制版
↓
涂布→印刷→上光→烘干→成品

下面简单介绍一下传统印铁工艺各工序及控制要点。
1．        涂布
   印刷前先要涂布。通常情况下，马口铁的正面需要涂布和印刷，内面需涂布涂料，以保障印铁产品具有良好的制罐、装罐以及外观装饰的要求。涂料按树脂分类有油性、酚醛、环氧、聚酯，乙烯、丙烯酸、氨基等，按用途分有内面涂料，外面涂料，彩色涂料、罩光涂料、特种涂料等。
2．        制版
   印铁的制版与普通胶印制版基本相同，但由于印铁产品最终都要制罐，因此印铁制版必须符合制罐的要求，制版时要了解清楚金属包装容器的基本特点。比如机油铁罐，制版时要考虑其留空电阻焊的要求，图案之间有一定的间距，便于该产品经过印铁加工后能够便于裁切、高频焊缝以及制罐的需要，再比如电池外壳．要在规定的马口铁尺寸范围内排列尽可能多的只数，又要便于电池外壳的裁剪和冲制。此外，糖果盒类，要了解盒盖的落料刀口尺寸，并据此留一定的余料，否则会给盒盖的冲制带来麻烦。
3．        印刷
   马口铁经过内面涂布外面涂布之后，才可上机印刷（特殊工艺除外）。印铁机分单色机双色机和多色机3种。目前国内选用进口机主要是英国确丽公司的双色印铁机和日本富士公司的双色印铁机，国产机主要采用上海高斯印刷设备有限公司的单色印铁机。印铁机的结构原理类似于胶印机。印刷时则要进行水墨平衡调节、印刷压力调节和套印准确调节等由于马口铁表面不同于纸张，没有纸张那种毛细孔的吸收性，所以在考虑色序时不能安排大面积湿压湿多色套印，只能对5成以下网点实施湿压湿工艺。安排色序时，一般要综合考虑版面的主色调，套印准确性和作业上的利弊关系，根据产品本身特性及机器性能具体分析。
4．        上光
  完成所有套色后，在印铁面上还需罩上一层光亮油、以增加印品表面的光泽度，同时也可以提高产品表面的硬度，使印刷墨层具有一定的柔韧性和耐腐蚀性。
5．        干燥
    涂料和油墨均需经过隧道式烘炉烘干。印铁油墨的干燥条件通常为130℃～160℃之间，时间控制在10-12分钟左右，涂料的干燥条件为170℃～210℃之间隧道式烘炉长约30米。由3个阶段成即升温区恒温区以及冷却区。升温是马口铁进入到烘炉后的第一阶段。主要作用是将马口铁从室温提升到设定的温度恒温区的主要功能是保持升温区达到的温度。冷却区的功能是使已烘干的马口铁印件得到充分的冷却，一旦冷却不够，马口铁堆放时漆膜极易被相互划伤，堆垛后叉容易发生粘片现象。
四、uv技术在印铁制罐中的应用
1．应用前景
在环保要求越来越高的今天，uv技术的环保性也被充分认识，越来越多的印铁制罐企业采用uv印刷技术，以达到日益严格的环保要求。除此之外，uv技术还可以为企业节约相当的成本，比如采用uv技术后，就不需要烘干工序（传统的印铁工艺必须要有30多米的烘房将油墨在150度左右的条件下烘干）。由于马口铁及其涂在马口铁上面的涂料的不吸收性，无法采用像印纸工艺中的多色印刷，所以一般传统的印铁生产线多是单色或双色机，生产完成一个产品往往需要印刷好几次，采用uv技术后就可以使用四色甚至是六色同时印刷，这样印刷一个产品可以一次成型，可以大大提高效率。
由于uv技术的先进性以及对印铁制罐行业的适用性，自从04年中粮包装将原来的传统印铁线改造为uv线以来，uv技术在印铁制罐业中的发展进入快车道。
2．uv印铁材料
目前uv印铁技术所使用的材料主要是油墨、涂料以及与之相关的辅助材料。由于uv油墨、涂料与传统油墨、涂料有较大差别，在此详细介绍一下。
uv油墨和上光油的主要成分是聚合性预聚物、感光性单体、光引发剂，辅助成分是着色颜料、填料、添加剂(流平剂、消泡剂、阻聚剂，滑剂)等。
印铁uv油墨对储存有较高要求，需储存在5-25℃的环境中且油墨不能裸露在空气中；应避免热源及阳光照射等。
印铁ｕｖ上光油971-0461的技术指标主要有：主要成份:uv丙烯酸；固体份:97.5±2.5% (astm d -5403;method a)；voc:0.08kg/l；黏度:65-95秒(25℃@ford 4杯)；固化条件:300±75mj/cm2；涂膜厚度:5.4-7.0gsm；预热光油的温度:32-38℃；闪点:>93℃(闭杯)；涂膜性能:良好的附着力和机械加工性能,高光泽,高硬度,优异的表面滑爽性能。
3．uv印铁设备
uv印铁设备与传统的印铁设备主要区别在于各个印刷机组之间都有uv紫外线烘干设备，比传统的的设备少轨道式烘房部分。

uv印铁机
4．uv印铁工艺
uv印铁工艺流程与传统相比少了热烘干工序，uv油墨是依靠紫外线光照干燥的，传统油墨则必须在150度左右的高温下干燥。
由于uv印刷每个机组的油墨都可以在紫外线光照下干燥，因此可以多色一起印刷，安排色序时也不必考虑传统印铁工艺中的湿压湿无法生产的问题，可以根据实际情况自由安排。
5．uv印铁技术常见问题
a.干燥不好、光固化不彻底、表面发粘
引起的原因：紫外光强度不够；紫外灯管老化、强度减弱；uv油墨贮存时间过长；调墨油加入过多；机器速度过快。
    解决办法：在固化速度要求小于0．5s的情况下，必须保证高压汞灯的功率一般不低于120w/cm，灯管要及时更新，不要等坏了再换。必要时加入一定量的uv光油固化促进剂，加速干燥。
b.印刷品表面uv光油涂不上、发花
引起的原因：uv光油粘度小、涂层太薄；油墨中含调墨油或燥油过多；油墨表面已晶化；油墨表面防粘材料(硅油、喷粉)多
解决办法：对要求uv上光的产品印刷时必须采取相应措施，创造条件，上uv光油时适当涂厚些，必要时可通过上底油或更换特殊光油来解决问题。
c.残留气味大
引起的原因：干燥固化不彻底；紫外光源不足或灯管老化；uv光油抗氧干扰能力差；uv光油中非反应型稀释剂加入过多。
解决办法：uv油墨和光油干燥固化必须彻底。并要加强通风，必要时更换uv光油品种。
五、传统印铁工艺与uv技术工艺的比较
    uv印铁技术与传统的印铁相比，有较多的优点：
    降低成本 ： uv金属油墨更能降低生成本，节约能源。使用 uv油墨，首先已经不再需要传统印铁机的烘房部分。经过uv灯的烘照，uv油墨可以快干，仅此一点，就为企业省下了建造烘房的费用，而且在厂房设计方面也可以节约空间。
    加快速度：使用uv金属油墨，可以加快印刷速度，现在普通的印刷机器，一般情况下车速大约为4000张/小时左右，而使用uv技术后，车速可达到6000张/小时～ 7000张/小时。另外由于普通金属油墨需要烘干，印数6色成品时，如果使用双色印刷机的话，需要经过三次烘房。假若是单色印刷机的话就要经过六次烘房。使用uv技术后，节省下的这些时间更是加快了产能周期，可以大大提高生产效率。
    绿色环保：uv金属油墨的环保性能是它的卓越品质，因为uv油墨中没有可挥发的物质，很好地解决了残留溶剂问题，所以在出口欧洲的产品中，很多企业都选用了这种油墨。尤其是 uv金属油墨在涂布上光油之后，比传统油墨更加鲜艳明亮。
    同时，使用uv印铁技术也有其缺点，比如机器需要调整。uv油墨价格相对普通油墨贵一些。另外，由于uv金属油墨很容易受到紫外线的影响，所以保存期较短。在开封使用以后，要尽可能地在短时间内使用完毕，否则只能作废弃处理。