UV油墨印刷這種特殊材質(zhì)需要注意什么?
時(shí)間:2022-03-30 來源:
單純的PVC塑料材質(zhì)的玻璃化溫度在80~85℃,屬于硬質(zhì)塑料材料范疇,但在PVC中加入一定量的增塑劑后,可以減小聚合物的分子間作用力,增加分子鏈的移動(dòng)性,從而提升PVC的柔韌性、可塑性等性能。人們通過控制不同種類增塑劑的添加量,可以得到不同塑性要求的PVC塑料產(chǎn)品。
目前,受原材料成本及性能限制,市場(chǎng)上的軟質(zhì)PVC一般都含有較多的鄰苯二甲酸酯類增塑劑,可制作在常溫下有良好彈性的軟質(zhì)片材,其質(zhì)地具有柔軟熱封性好、拉伸強(qiáng)度佳、撕裂強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),因此在UV塑料印刷領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用價(jià)值。在福建泉州、浙江義烏及溫州等印刷業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū),我們經(jīng)常可以看到UV軟質(zhì)PVC印品的存在。
與傳統(tǒng)紙張類印刷底材有所不同,軟質(zhì)PVC片材中較高的增塑劑含量在PVC中相對(duì)不穩(wěn)定,不可避免地會(huì)產(chǎn)生遷移或擴(kuò)散,有時(shí)印刷成品的鄰苯類檢測(cè)也可能會(huì)超標(biāo)。另外,長(zhǎng)期存放的PVC制成品的物化性能會(huì)降低,主要表現(xiàn)為印刷品表面油墨滲色、脫落及耐折裂不良等現(xiàn)象。因此,在使用UV油墨印刷軟質(zhì)PVC片材時(shí)要特別注意印刷后的各項(xiàng)性能及經(jīng)時(shí)性能變化。
本文以義烏市某印刷廠提供的軟質(zhì)PVC片材為例,從不同UV油墨展色、附著力測(cè)試、增塑劑分析(鄰苯)、抗粘連測(cè)試等角度研究UV油墨在軟質(zhì)PVC片材上印刷的難點(diǎn)和要點(diǎn)。
1.UV油墨在軟質(zhì)PVC片材上的展色及附著力測(cè)試
首先使用杭華UV 161 S四色油墨通過展色儀在軟質(zhì)PVC片材上展色(如圖1所示),測(cè)試其表面是否因增塑劑的存在而造成油墨轉(zhuǎn)移困難,著色力不佳。
圖1 杭華UV 161 S四色展色及3M膠帶附著力測(cè)試
展色固化后,發(fā)現(xiàn)四色色相均勻飽滿、著色力佳,立刻使用3M 610膠帶測(cè)試附著力,發(fā)現(xiàn)四色油墨附著力均非常好。考慮到軟質(zhì)PVC片材中的增塑劑不穩(wěn)定易析出,分別于15天、30天后重新測(cè)試色密度及附著力,發(fā)現(xiàn)均比較穩(wěn)定,色相及附著力無明顯變化。
2.不同系列UV油墨在軟質(zhì)PVC片材上的物性對(duì)比
UV油墨種類較多,表1所示為不同系列UV油墨在軟質(zhì)PVC片材上的物性對(duì)比。
表1 不同系列UV油墨在軟質(zhì)PVC片材上的物性對(duì)比
近年來,UV油墨印刷軟質(zhì)PVC片材時(shí),建議優(yōu)先選擇杭華UV 161 S系列油墨,不建議客戶使用高附著力UV VP系列油墨。在部分材質(zhì)附著力不良時(shí),推薦使用UV VNL或UV SUP等系列油墨。因?yàn)樵鏊軇┰赑VC中不穩(wěn)定極易析出,析出的增塑劑易侵蝕表面印刷油墨,造成印品附著力下降、油墨脫落、爆裂等不良現(xiàn)象。
UV 161 S系列油墨固化速度快,成膜硬度高,易抵抗增塑劑的侵蝕。而UV VP系列油墨雖附著力較好,但固化后一般成膜強(qiáng)度不高,易受析出增塑劑的侵蝕,造成印刷不良品產(chǎn)生。
本文使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器參考標(biāo)準(zhǔn)YQT 40-2013《煙用紙張中鄰苯二甲酸酯的測(cè)定》測(cè)試軟質(zhì)PVC片材及印刷品中增塑劑的經(jīng)時(shí)變化。對(duì)UV油墨而言,黑色墨的UV干燥速度相對(duì)偏慢,可能有一定的未固化組分,如丙烯酸類單體的殘留,故有可能會(huì)加劇軟質(zhì)PVC片材中增塑劑的析出遷移。
實(shí)驗(yàn)中,分別以UV 161 S黑和UV SUP黑兩種黑色油墨在軟質(zhì)PVC片材上進(jìn)行展色,然后測(cè)試增塑劑(鄰苯二甲酸酯類)含量。實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行,一是單純測(cè)試軟質(zhì)PVC空白片材、UV 161 S黑印品和UV SUP黑印品3種方案下鄰苯二甲酸酯類的含量數(shù)據(jù),二是放置半個(gè)月后再次測(cè)試3種方案下的鄰苯類含量。一方面,考察軟質(zhì)PVC空白片材中增塑劑的經(jīng)時(shí)變化,另一方面考察在有UV油墨覆蓋存在的條件下,鄰苯類增塑劑的遷移性變化。
如表2所示,這款軟質(zhì)PVC片材中的增塑劑主要成分為鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP),且含量較高,其他17種鄰苯二甲酸酯均不含有。UV油墨展色后立刻測(cè)試鄰苯含量,鄰苯數(shù)據(jù)反而較空白片材數(shù)據(jù)偏小,應(yīng)該是油墨和片材貼合較為致密,在測(cè)試過程中萃取的鄰苯成分較少,因而數(shù)據(jù)偏小。
而隨著時(shí)間的增加,半個(gè)月后,增塑劑均有一定析出,其中空白底材中鄰苯含量由9090mg/kg增加到9671mg/kg,增加速度相對(duì)比較緩慢,而UV SUP黑鄰苯數(shù)據(jù)由8283mg/kg增加到10781mg/kg,UV 161 S黑鄰苯數(shù)據(jù)由6927mg/kg增加到11839mg/kg,應(yīng)該是UV油墨的存在對(duì)軟質(zhì)PVC片材有一定的“腐蝕”破壞力,長(zhǎng)時(shí)間后加劇了增塑劑的析出遷移。
市場(chǎng)上偶爾會(huì)有客戶反饋:軟質(zhì)PVC印刷品有鄰苯類增塑劑超標(biāo)的投訴,且數(shù)據(jù)往往在5000mg/kg以上。對(duì)此,首先要確定印刷底材中鄰苯類增塑劑的含量,一般UV油墨本身含量較少。同時(shí),在此提醒客戶印刷UV油墨后,務(wù)必確定一下印品的各項(xiàng)性能及經(jīng)時(shí)性能變化。
大量印品堆疊在一起并長(zhǎng)時(shí)間存放過程中,印刷面接觸往往會(huì)發(fā)生粘連或粘臟問題,造成印品報(bào)廢,從而產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失。這種情況在高溫高濕的陰雨天氣尤為突出。對(duì)于軟質(zhì)PVC片材,由于增塑劑的不穩(wěn)定性,更容易出現(xiàn)類似問題,所以在使用軟質(zhì)PVC片材印刷UV油墨時(shí)必須格外注意。
抗粘連測(cè)試方法:4種UV黑墨展色,充分固化后裁剪為4cm×4cm方形小色塊,面對(duì)面疊放,負(fù)重承壓,置于恒溫恒濕儀器中進(jìn)行抗粘連測(cè)試。測(cè)試參數(shù)為溫度65℃、濕度85%、負(fù)重4kg,測(cè)試時(shí)間為48小時(shí)。
測(cè)試發(fā)現(xiàn),UV 161 S系列油墨抗粘連效果最好,色塊無粘連,剝離后色相無明顯變化。UV SUP與UV VNL兩個(gè)系列油墨面對(duì)面抗粘連效果尚可,有輕微粘連現(xiàn)象。附著力最好的UV VP系列油墨,剝離困難,色塊有明顯粘連,分析原因主要是UV VP系列油墨附著力佳,固化相對(duì)偏慢,成膜密度不高,加上增塑劑析出造成。測(cè)試結(jié)果如表3所示。
表3 不同系列UV油墨抗粘連測(cè)試
因此,在實(shí)際印刷過程中要保證UV油墨充分固化,防止印刷后堆疊有粘連,在保證附著力的條件下,優(yōu)先考慮使用UV 161 S油墨印刷,如使用UV SUP或UV VNL印刷,務(wù)必關(guān)注堆疊后的粘連、粘臟問題,必要時(shí)添加增強(qiáng)劑改善表面滑爽性。
結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及印刷經(jīng)驗(yàn),對(duì)使用UV油墨在軟質(zhì)PVC片材上印刷時(shí)的難點(diǎn)和要點(diǎn)總結(jié)如下。
(1)首先要確認(rèn)軟質(zhì)PVC片材本身的各項(xiàng)性能,尤其是增塑劑因素,盡量選用不含增塑劑或特定增塑劑遷移較慢的片材,并確認(rèn)片材表面干爽清潔。在終端客戶對(duì)增塑劑有限量要求時(shí),請(qǐng)及時(shí)確認(rèn)其限制種類和限量值,避免因鄰苯類超標(biāo)而造成印品報(bào)廢損失。
(2)在使用UV油墨印刷軟質(zhì)PVC片材時(shí)要確保印刷過程中UV油墨的充分固化。如果固化不徹底,一方面,可能會(huì)造成印品劃傷、堆疊粘連等問題;另一方面,未固化組分如丙烯酸類的小分子和光引發(fā)劑可能會(huì)對(duì)軟質(zhì)PVC片材造成一定的腐蝕,加劇增塑劑的遷移析出,加大對(duì)環(huán)境以及健康的危害,同時(shí)可能會(huì)對(duì)印品油墨造成一定破壞,進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
(3)一般軟質(zhì)PVC片材達(dá)因值在40以上比較適合印刷,在使用UV油墨印刷時(shí),優(yōu)先使用UV 161 S系列油墨。如塑料承印物表面達(dá)因值較低又有附著力要求時(shí),可以考慮UV SUP或UV VNL系列油墨,必要時(shí)在油墨中加入U(xiǎn)V增強(qiáng)劑或UV滑爽劑,以提升印品的滑爽性及耐刮擦性,但不建議選擇高附著力的UV VP系列油墨,因?yàn)楦吒街鳸V油墨一般成膜強(qiáng)度不高,易受增塑劑析出影響出現(xiàn)油墨脫落、變色、粘連等不良印刷現(xiàn)象。
(4)印刷結(jié)束后要特別注意印品存放穩(wěn)定性,尤其是軟質(zhì)PVC片材中增塑劑不穩(wěn)定因素,加上受環(huán)境濕度、溫度、堆疊等因素影響,都可能會(huì)引起印品的性能變化,定期檢測(cè)印品的表觀色相、附著力、抗粘連等性能。