日用品中的UV技术

作者：Gilles Catherin博士

欢迎访问e展厅 展厅 4 涂料/油墨/染料展厅 涂料, 油墨, 颜料, 染料, 色漆, ... 当我们喝着纸盒包装的果汁、取用金属罐包装的茶或是使用信用卡支付时，很少有人会意识到这其中包含了大量油墨与印刷技术的研发投入。这些研发投入为我们来带了这些常见的、便利的，安全的以及具有吸引力的印刷品。 很少有人能看到隐藏在日常生活背后的“魔法世界”，而能观察到日用品中隐含的尖端技术的人则更少。的确，当我们喝一包纸盒包装的果汁、一听金属罐包装的茶或是使用信用卡支付时，很少有人会意识到这其中包含了大量油墨与印刷技术的研发投入。这些研发投入为我们来带了这些常见的、便利的，安全的以及具有吸引力的印刷品。 在众多技术中，UV固化油墨越来越多地成为了人们的首选。这一定程度上是因为其配方具有极佳的灵活性，可以适用于所有的印刷技术、印刷板材以及终端应用。 清晨：从健康早餐开始 全球旅行以及交流形成了一种“全球文化”，其标志之一就是世界各地的许多人的每一天都是从一杯新鲜果汁开始的。这些果汁似乎都是由同一家国际大包装集团包装到盒子中的。但是，早餐的消费者中，很少有人能理解诱人的包装中包含的技术，而消费者中能意识到这些专利技术是基于数年的化学研究基础之上的人则更少。 近年来，印刷工艺的发展日新月异，现在可提供具有高品质和鲜艳色彩图像的印刷品。柔印往往是首选的印刷技术，其印刷效率高且可以保证高质量。但是，柔印用油墨中的颜料浓度高且黏度低，这就为油墨配方开发商带来了挑战。UV固化是使用频率最高的技术，它可使印刷品快速干燥，印刷清晰度好，且在PE材质上的附着力强。对于UV印刷包装，由于针对食品包装，特别是迁移到食品上的危险原料和杂质的包装的法律法规日益严格，因此面临的挑战越来越强。 研究表明，印刷品上的化学物质会通过迁移方式污染食物。考虑到人类自身的健康原因，若未实施充分的毒理学评价，则物质的最大迁移量不能超过10ppb。通过先进的检测手段（如GC/MS）可轻易地检测该浓度是否合规。经过一段时间艰苦复杂的发展，包括合成新的原材料，盛威科成功研制出满足以上要求的UV油墨，其粘度低、强度高、迁移率低，这归功于包括“不迁移”聚合光引发剂和高功能性单体在内的一些新材料。 因此，可以说，世界各地的人们拜先进技术所赐，从印刷精美的饮料包装开始，享受新鲜健康的生活！ 无论是法国的法棍，美国的甜甜圈还是伦敦的土司，基本都在配制黄油后被做为人们的早餐。鉴于需求的全球化以及通过超市来供应的方式，黄油及其类似产品的包装已从原来的纸或铝膜，转变为采用印刷精美的塑料容器。 同样，当消费者在不经意间将黄油涂抹到吐司上时，不会意识到让食物看起来新鲜且诱人的精美包装所蕴含的科技。黄油标签并不是采用简单的粘贴，而是集成印制于包装上，这样标签就不易丢失。这是一种世界上最先进的封装技术—“模内标签”（因为定向聚丙烯薄膜在被注入模具成型之前，已经印好了标签）。当然，由于印刷到塑料基材上时，还存在众所周知的粘附性问题，因此无论对于高速窄幅印、胶印和柔印，UV技术均日益成为人们的首选。 与上文提到的果汁包装印刷面临的问题相同，印刷黄油包装的油墨配方也面临着如何平衡平版印刷时，特殊基材上的粘附力与适应性的问题，以及怎样将从油墨迁移到黄油的化学物质数量最小化的问题。同样值得注意的是，由于成型过程所需的高温，以及黄油本身“粘腻”的特性，因此将迁移风险降到最低是非常重要的。 尽管复杂性增加，UV上光油还是经常被用于帮助保护印刷品的颜色。但是感谢新技术，我们的油墨科学家们开发出了一种“适应性”油墨，其性能足够优异，不需要UV上光油就可很好地进行自我保护。它将最新一代的“惰性”树脂粘合剂和高活性单体以及低迁移率的光聚合引发剂完美地结合在一起。 上午：多喝水保健康 每天喝足够的水有助于保持健康，已经成为了广泛接受的理念。我们可以看到世界各地的男女老少接受了这一理念，各行各业的人每天都喝着自己喜欢的瓶装矿泉水。但是，当我们从轻巧的水瓶里饮水时，几乎没有人意识到为了防止包装带来的异味以及不健康物质的溶出，科学家在普通矿泉水瓶方面所付出的努力。 PET瓶包装的全球性品牌矿泉水被销往世界各地。当然，为了与回收利用这一理念相契合，瓶包装标签采用聚烯烃材料——定向聚丙烯（OPP）。鉴于瓶包装标签的印刷长度相对短，高速卷筒式印刷机已被开发出来，并且得到广泛应用。 油墨商们面临的一个挑战，就是开发出一种在定向聚丙烯OPP上具有高粘附力，且能迅速干燥的油墨。因此，该油墨需具有很高的活性。另外，该油墨不仅要与胶印时的水墨平衡制约相兼容，而且印刷到基材上的物质不能迁移至瓶装水中。不幸的是，许多事实已经证明，不充分的配方或多或少都会产生溶出，比如低分子量的光聚合引发剂。 认识到困难后，我们还需要考虑矿泉水标签也存在同样的问题，此外还有其它一些问题需要考虑，比如在进行凹印或胶印时，一些对白色的高遮盖度问题。虽然高白度颜料具有易脆性，打标时容易破碎，但这些问题都已解决。于是现在世界各地的人们就可以享受高品质的矿泉水。 中午：一小片塑料的享受 对许多地区的人来说，一天中最大的亮点就是午餐休息时。放松、社交、享受美食，甚至无需使用钱包中的现金，这一切就能通过一张叫信用卡的卡片帮你实现。在过去20年间，信用卡的使用越来越普及，甚至在偏僻的地方都可以实现。很少有人意识到这可以说是1990年代最重要的技术进步之一，并且仍旧在不断演变中。 信用卡的印制所面临的第一个挑战就是印刷工艺本身的问题，为此使用了无水印刷。任何从事印刷业的人员都知道，虽然说印刷中的水是一个很难控制的因素，但是没有水也是不行的。油墨粘度改变时，相关的压制温度也会改变，从而带来一系列印刷问题，如模糊、粘腻、点晕等。按照油墨配方师的观点，需要特别注意油墨体系以及其各组份的极性。高极性UV固化材料会带来更多的保障。 面临的第二个挑战与基板相关。通常使用的PVC（或是ABS）板被认为是油墨最难附着的板材，因为其表面非常光滑且具有封闭性。同时，信用卡的制造还涉及油墨上层叠OPP膜的问题。因此，所使用的油墨还要考虑与这一工艺兼容的问题，避免诸如和OPP膜粘附性差之类的问题。幸运的是，树脂化学家已经建立起一套符合上述要求的系统：满足极性和满附着力的要求，同时解决了层叠问题。 拜这些所赐，我们可以在世界各地用这张神奇的卡实现轻松支付。 午后：悠闲的下午茶 英国人下午四点喝杯好茶放松的生活方式已传播到世界各地。当然，真正的鉴赏家不会喝茶包，而是要享用从直接反映出生活情趣的精美金属罐里取出的鲜茶。但这些鉴赏家中，很少有人知道现在这些精美的金属盒使用UV油墨无水进行胶印，而不使用传统的油基油墨。 发生这种转变的一个重要原因就是UV印刷工艺带来的经济效益，印刷好的板材在UV灯下瞬间干燥，而不是在烘箱中通过热风循环而缓慢干燥。新工艺不仅降低了设备投资成本，而且减少了交货时间，提高了生产效率。UV技术简化了六色保真印刷工艺，进一步提高了生产效率，同时可以加快新设计的推出速度。 油墨制造商的最初目的只是开发一种可快速干燥，与金属的粘附力强以及耐热性好的油墨。但是，由于金属罐样式具有多样性，包括印制好后的压花，因此对油墨膜的韧性提出了更高的要求。当然，无水胶印工艺本身就对油墨配方提出了严格要求。当使用六色保真印刷工艺时，油墨粘度在不同温度下的稳定性以及正确的油墨粘附顺序都是很重要的管控因素。 配方师们通过UV系统油墨的发展，将其应用于食品包装。尽管金属罐内的产品被污染的可能性很低，但是对于零售商来说，任何一件商品的外壳都不能对货架上的其它商品造成污染。因此这些他们提出非常苛刻的要求——开发金属罐用低气味/低迁移率油墨。为了满足多重挑战的需求，专家开发了适合金属印刷的油墨：它在无水胶印时表现良好，适应金属的后期处理要求，且没有气味。 晚上：甜蜜的家 不管白天的工作多么让人享受，对大多数人来说，晚上到家后，才是真正休闲享受生活时。当然，休闲放松的方式有很多。听着优美的音乐，同时喝一杯加冰的饮料，对很多人来说是最爱的方式。 选择音乐时，音乐爱好者们并没有意识到CD或是DVD的精美表面蕴含着复杂的工业程序。这些表面均采用聚碳酸酯材料制成，并用不透明的白色UV油墨以及无水彩色胶印油墨，通过网版印刷的方式印制。 当人们从酒柜中拿出高档酒盒时，也不会有人意识到该包装中包含非常复杂的印刷技术以及油墨技术。事实上，为了达到这种显着“奢侈”的外观效果——金属效果加上哑光与亮光交相辉映，需要在金属化聚酯硬纸盒上印刷五层材料才能实现。化妆品盒有和酒盒类似的要求，也就意味着要使用单纸板胶印技术与UV油墨和清漆。由于大多数此类产品会用于世界各地，因此在运输过程中要使包装保持完好，这就需要经过印刷的包装能经受外部机械应变与气候变化的影响。 经过大量研发工作，UV油墨技术已经被证明是最符合这些要求的技术体系，其与聚酯材料具有非常好的粘附力，且具有极佳的柔韧性和耐磨性，在纸板折叠时不会造成印刷图案的断裂。 对于奢侈品牌来说，保持其一致性非常重要。瓶上的标签直接反映出包装的精美设计，通过特殊印刷能达到这一效果。为了在同一标签上实现高质量的金属印刷效果，需要将不透明的白色油墨、特殊效果的油墨、特效套印清漆和非常精美的文字以及印刷工艺，与多种具有特色的印刷工艺相结合，如网板印刷、柔印、胶印以及凹印的印刷机。 为了实现多层套印后达到极佳效果，每层印刷的表面张力都必须控制在极小的范围内。叠印时，要尽量降低油墨的表面张力，以达到很好的“润湿”效果，从而提高层与层之间的粘附力和印刷质量，对于油墨专家来说这是一个常识。所以油墨配方师要为这些高端品牌的印刷提供尽可能多的解决方案——正是他们的努力，才铸就了如今的那些奢侈品牌。 午夜：睡觉的时间到了 甚至在每天进行例行洗漱时，都要用到凸版UV印刷的PE瓶里的液体香波，以及压花UV胶印金属容器里的个人护理产品和柔版UV印刷的金属塑料管里装的牙膏，使我们的生活更加丰富与便利。 UV：一个梦想的技术 可以看出，我们每天的生活都要用到技术提供的“神奇”产品，使我们的生活“简单”化：神奇的UV技术，特别要感谢油墨企业全心全意地努力开发出这些油墨产品，使我们的生活更加丰富多彩。“油墨”为我们提供了更好和更有性价比的包装性能和质量；“全心”为消费者开发出更安全的产品，保证食品不变质；“全意”开发出对环境更安全的产品，减少废水废液的排放。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (12/5/2013)