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ＳＣＲＥＥＮ ＰＲＩＮＴＩＮＧ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
仿金属蚀刻油墨俗称“磨砂油墨”，它可利用丝网印刷在具有镜面光泽的材料上印出磨砂效果，使包装印刷的质量和档次显著提高，被烟标、酒标、化妆品、保健品等包装彩印企业广泛采用。随着包装印刷业的迅猛发展，这种普通的仿金属蚀刻油墨在某些方面已经不能适应产品包装的要求，人们对高光磨砂产品的需求已经相对饱和，随着人们审美观念的不断变化，哑光、磨砂等低光泽度的包装效果越来越受欢迎。本文将就ＵＶ仿金属蚀刻油墨和哑光仿金属蚀刻油墨的形成机理以及引起砂感不强的原因与克服方法进行探讨。 ＵＶ油墨与溶剂型油墨相似，无机填充料在ＵＶ油墨中也经常使用，它除了具有补强、防沉降、调节流变性等传统功能外，还具有光学方面的功能。因为这些填料基本上是透光的，并有较高的折光率，可使入射光线在墨层内各个方向上频繁发生折射、反射，增加有效光程，提高引发剂接受光照射的机会。ＵＶ油墨中常见的无机填料主要包括碳
酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、二氧化硅、滑石粉、高岭土等。ＵＶ蚀刻效果是靠图文与非图文部分的反差对比来实现的，比如在有金属镜面光泽的承印物上丝印ＵＶ仿金属蚀刻油墨，经ＵＶ光固后，可形成犹如毛玻璃的粗糙印面。高光泽的金属镜面在光照下为正反射，金属光泽质感均匀强烈，而油墨膜
面因其中含有机硅颗粒，表面粗糙，在光照下为漫反射，墨膜光泽暗淡，墨膜面的地方因凹下而灰暗，没有墨膜的地方光亮凸起，两者反差大，形成截然相反的感觉，产生磨砂效果。 抗衡阀在ＵＶ固化油墨中添加微粉蜡或无机哑光粉等
ＵＶ 固化哑光磨砂油墨机理的探讨
文／刘永庆
网印工业
北斗接收机
2005.10 27
设备材料
可产生哑光效果。蜡是油墨中很常用的组分，用以改变油墨的流变性，改善抗水性和印刷性能，使印
品网点均匀完整。微粉蜡一般为合成的聚乙烯蜡和聚丙烯蜡，分散于ＵＶ固化丝印油墨中，固化成膜时，蜡因与树脂体系不相容，游离而浮于固化墨膜表面，使光泽度降低，形成哑光效果。这种哑光效果有柔软的手感和蜡质感，但由于蜡粉仅仅是浮于印膜表面，且蜡质本身强度较低，抗刮伤能力差，效果大多不够理想。如果改用添加气相二氧化硅、硅微粉、滑石粉等无机填料组分，又会因为其与膜层表面的附着能力差，难以获得哑光磨砂效果。
当前使用的仿金属蚀刻油墨主要有两大类：一类是采用紫外线干燥的仿金属蚀刻油墨，油墨内含有光敏树脂成分；另一类是采用自然干燥形式（油墨内无光敏树脂）的非光固化型仿金属蚀刻油墨，其溶剂和清洗剂等均和普通丝印油墨相似，不足的是其印刷品的视觉效果比光固型油墨要差一些。但是利用传统溶剂型油墨印制时，其干燥速度缓慢，易产生起脏、乳化严重、油墨附着力不理想、生产效率低等问题，所以，人们对ＵＶ磨砂油墨还是情有独钟，但在使用中常常会出现砂感不好、表面凹凸感不强烈等问题。
二、砂感不强的防治方法
砂感不强的主要原因有：
（１）磨砂油墨中填料选择不当，粒径太小；
（２）填料加入量不当；固定篮球架
（３）刮刀选择不当；
（４）丝网目数选择欠妥。
从磨砂油墨形成机理上分析，砂感不强的原因还是无机消光填料（气相二氧化硅、硅微粉、滑石粉）方面造成的原因较多，因为ＵＶ固化油墨不同于传统溶剂型油墨，溶剂型油墨含有较多挥发性溶剂以调整粘度等性能，成膜干燥时由于大量溶剂的挥发，墨膜体积势必大幅度收缩（膜厚可以损失６０％之多），而膜中存在的无机粒子容易暴露在干膜表面，既达到消光效果，又增强砂感。而ＵＶ固化油墨中基本不含有挥发性组分，成膜固化原理完全不同于溶剂型油墨，它在数秒内就可以完成干燥固化，不存在大量溶剂挥发的过程，墨膜体积也不会有较大缩小，导致无机填料粒子难以暴露在墨膜表面，凹凸表面难于形成，所以砂感不强。
为了改善ＵＶ磨砂油墨的收缩性能，
不得已的做法是在油墨配方中添加适量
的低毒溶剂，增加油墨固化时的膜体积
收缩率，迫使无机消光粉暴露于固化墨
膜表面。磨砂哑光的形成原理示意图如
图１所示。
另一方面，可以从ＵＶ固化工艺上加以控制，Ｕ
Ｖ固化油墨和一般热固化油墨相
同，印刷后都有一个由液态转变为固态的成膜过程，但光固化油墨又有自身的特点
：
高压消谐装置
（１）光固油墨中起稀释作用的不是一般的溶剂而是活性溶剂，
它是不易挥发的活性单
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体，在成膜过程中参与光聚合反应，成膜后成为墨膜的一部分。为此，对添加有硅粉消光剂的ＵＶ油墨，可以采用分步辐照的方法来获得磨砂、哑光效果。
（２）ＵＶ印墨层中树脂体系的内部情况较为复杂，树脂层的固化速率取决于该层的自由基浓度，而自由基的产生速率与该层的辐照强度及引发剂浓度成顺变关系。在入射光强度和引发剂浓度不变的情况下，墨层的表面层硬度要比底层硬度低，原因是上表面的树脂裸露在空气中，导致空气中的氧气对树脂的光固化产生阻聚作用。氧分子与其他物质不同，一般物质的基态（即稳定态）是单线态，氧的稳定态却是三线态，有两个自旋方向相同的未成对电子，因此，可认为氧分子是双自由基。虽然氧本身是比较稳定的，没有足够能量引发树脂聚合，但它会与聚合反应争夺自由基，反应生成更加稳定的过氧化物，而产生的过氧化自由基非常稳定，所以，没有引发聚合反应的能力导致上层聚合速率下降。而
底层由于隔绝了氧的抑制作用，聚合反应速度快，因此，下表面的固化度高。
根据上述分析机理，可采用如下具体办法改善磨砂效果：先对湿墨层用较长波长的光源辐照，利用其对膜层较有利的穿透效果，使下层油墨基本固化，上表面层虽然光能相对较强但受氧阻聚的干扰，上表层固化较差，在墨层内形成下密上疏的结构，产生一种迫使填料上浮的作用力，再加上无机填料（硅粉）与有机交联网络的不完全相容性，无机粒子就会被迫向固化状况较差的表层迁移，聚集到墨层表面上去。此时再用波长较短、能量较高的光源辐照墨层，使油墨表面层彻底固化，这样便可得到明显的哑光、磨砂效果。国外一些公司，如Ｆｕｓｉｏｎ公司就生产了Ｆ３００型系列光源系统，可提供不同光波段的ＵＶ辐照光源，以满足上述磨砂、消光固化工艺的要求。但是，国内生产该类机型尚属少见，希望有关厂商也能开展这方面的开发研制工作，以满足印刷企业的需求。
除上述内容之外，ＵＶ油墨配方中对树脂的选择也非常重要。因为树脂对消光和磨砂效果也有影响，有经验显示：当气相二氧化硅用作消光剂添加到不含树脂的乙氧基化多官能单体中时，墨膜固化后，可表现出良好的磨砂效果，但添加了环氧丙烯酸酯后，哑光、磨砂效果消失。这可能与树脂的固化体积收缩率有关，也可能与环氧丙烯酸酯的固化速率快、抗氧阻聚性能强有关，表面固化完全后，虽然易形成高光泽度墨膜，但不易形成哑光、磨砂效果。而聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的固化率相对而言要低些，又容易受空气中氧的阻聚干扰，墨膜层内固化较好，表面固化却不够理想，易受到墨膜内少量挥发性成分的扰动导致表面平整度下降，光泽度降低，增强砂感效应。wan 107
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