纸制品的上光覆膜工艺

印后加工处理技术（纸品复膜与上光工艺）纸制品的上光覆膜工艺上光覆膜工艺是印刷品表面整饰加工工艺的最主要形式，也是印后工艺的一个重要环节。上光覆膜工艺可以提高印品的光泽效果，使印刷图文清晰和逼真，色彩鲜艳夺目，从而激发顾客的购买欲望；可以增加印刷品表面耐磨度、平滑度及防水性，有效地保护商品在流通环节免受损害；同时还可以延长包装品的保存和使用时间。特别是近几年随着市场竞争的日趋激烈以及顾客消费品位的不断提高，制造商对产品外包装的表面整饰工艺更是给予了前所未有地关注。虽然上光覆膜工艺相对简单，但影响因素很多，容易导致一些质量问题的产生。而且，由于其质量问题一般不可逆转，加之上光覆膜工艺属印后工艺，一旦出现质量事故，带来的损失相当巨大。因此，纸品厂应该对此一工艺引起足够的重视，掌握足够的专业知识，方可避免质量问题的产生。第一章上光工艺上光是指在印刷品表面涂布一层光油，使其干燥后形成一层无色透明薄膜的加工工艺。上光工艺起保护印品及增加印品表面光泽效果的作用。一、上光工艺分类按上光方法，可分为印刷机直接上光、专用上光机单独上光和联机上光三类。印刷机直接上光是指待印刷品干燥后，再用印刷机把光油涂在印刷品表面；单独上光工艺是指用专用上光机对初干后的印刷品进行上光，又称为offline工艺；联机上光是指上光机直接连接在印刷机印刷站后面，在油墨印刷完成尚未干燥之时，直接涂布光油的工艺，又称online工艺。按光油的涂布方式分，可分为直接涂布和间接涂布。其中直接涂布又分为辊筒直接涂布和胶版直接涂布。辊筒直接涂布是指先将适量光油涂到辊筒上，再将辊筒上的光油直接转移到印刷品上的方法。胶版直接涂布是指先将光油涂到胶版上，再由胶版转印到印品上的工艺。间接涂布则是指首先把光油转移到辊筒上，然后再由辊筒转移到橡皮布，最后光油通过橡皮布转移到印刷品表面的过程。按上光的部位分，可分为全部上光和局部上光。全部上光就是印刷品表面全部涂上光油，局部上光则只是有选择性地在印品表面局部地方涂布光油。按上光时的干燥状态分可分为湿碰干工艺和湿碰湿工艺。湿碰干是指上光时，印刷品表面呈已干燥状态。湿碰湿是指上光时，印刷品表面油墨尚未干燥，联机上光就是湿碰湿工艺。按光油的光泽效果分，可分为亮光型上光和亚光型上光。亮光型上光后印品表面光泽度增加，颜色更加鲜艳。亚光型上光后印品表面光泽消失，颜色更为典雅。按光油的材料分，可分为溶剂型光油上光工艺、水性光油上光工艺以及UV光油上光工艺。二、溶剂型光油上光工艺溶剂型光油又叫油性光油，是由高级聚氨酯和亚加力树脂经高温催化聚合反应而成，因溶解成膜树脂使其能均匀涂布在印刷品表面的成分为甲苯、二甲苯等化学溶剂，故称溶剂型光油。溶剂型光油的主要成分为成膜树脂，溶剂和助剂。其中树脂起成膜，附着及高光的作用，溶剂则起溶解、渗透和快干的作用。1、溶剂型光油上光工艺基本原理（图1）其原理是光油通过辊筒或橡皮布均匀涂布到印品表面，然后迅速在表面扩散并渗透到印刷品表层形成一层湿膜。再通过烘干使溶剂挥发，溶剂去除后就形成一层具有光泽、耐磨、耐水作用的保护膜。2、如何保证溶剂型上光质量的稳定性首先须对每批来料进行质量检验，确保批次间质量的稳定性。来料检验项目一般包括黏度，固含量及PH值。其次确保光油开稀比例的稳定性。由于光油在循环过程中溶剂极易挥发，成膜树脂与天那水的比例就会变化，所以必须每隔一段时间就要补充溶剂。但对于每隔多长时间补充一次溶剂，每次补充多少，很多工厂仅凭操作工人的经验来判断。在此，推荐大家用测试粘度的方法来确定补充量和间隔时间。方法是每次配好光油后，测试其粘度，测得的粘度就表示光油与溶剂配比的标准粘度。在上光过程中每隔二十至三十分钟测一次粘度，若粘度的增加值超出既定范围，则补充溶剂至标准粘度。另须注意，由于季节不同，同一开稀比例的光油粘度也不相同，所以粘度标准值应随温度的变化而变化。粘度杯可用涂4#杯，或流量稍大一些的粘度杯如日本RIGOSHA4#杯。粘度波动的允许范围也要根据光油的挥发性、气温和上光质量来确定。此外，操作工人还要根据不同的光油类型，不同的质量要求及设备的状况合理调整车速、辊距、烘道温度和风量大小。3、常见质量问题原因分析及改善对策（详见表一）4、环保与安全特性溶剂型光油对呼吸道和眼睛有刺激作用，经常接触对人体肝脏和生殖系统造成伤害。使用过程中要注意车间保持良好的通风，尽量将残留的气味抽走。同时要注意劳保防护，不要与人体直接接触。溶剂型光油属易燃物品，存储及使用过程中要注意防火措施。三、水性光油上光工艺水性光油也叫水基光油，是把水溶性树脂，乳液树脂，抗磨剂及其它助剂等按一定比例配比经高温催化聚合反应而成。水性光油中的水起着挥发、渗透、快干的作用，而树脂和乳液则起成膜、附着、高光的作用。水性光油上光后表面成膜快、滑爽度高、耐磨性强、不泛黄、上光膜弹性好、光泽高，同时还具有防水、防潮、防油的特点，总体性能大大优于溶剂型上光油。水性光油的上光基本原理与溶剂型光油一样，但其固化机理则复杂一些。1、水性光油的固化机理（图2）水性光油经过润湿过程覆盖印品表面后，经过扩散和渗透作用，光油中游离的耐磨粒子、乳液分子与水溶性树脂结合在一起形成一层湿膜。再通过烘干消除水分后，成膜树脂与乳液固化成保护膜，同时耐磨粒子也被固定在薄膜中。2、如何保证水性光油上光质量的稳定性当然，进行来料检验保证批次质量的稳定也是很有必要的。来料检验项目与溶剂型光油相同，即黏度，固含量及PH值。一般水性光油可直接上机使用，而且水的挥发性比天那水弱得多，因而水性上光时质量较稳定。但如果长时间循环，特别是在高温干燥季节，水油中的水份也会大量蒸发，因此也可以通过测定粘度来确定补充水量的多少。此外，操作工人还要根据不同的情况适时调整车速、辊距、烘道温度，这也是保证水性上光质量稳定的重要一环。3、常见质量问题原因分析及改善对策（详见表一）4、环保与安全特性水性光油以水为溶剂，刺激性气味很小、对人体无害、对环境无污染。而且水性光油不可燃，在储运与使用过程中非常安全。由于其优良的环保与安全特性，正逐渐取代溶剂型光油成为上光材料的主力。四、磨光工艺磨光工艺是通过高温高压，使已经成膜的光油油膜平整如镜，从而获得更光亮、更平滑效果的一道工艺。前几年磨光工艺主要应用于溶剂型上光工艺，水性上光不可以磨光。随着水性光油生产技术的进步，可磨光的水性光油已经投入市场使用。1、磨光工艺的基本原理（见图3）磨光工艺也叫压光工艺，是通过高温使磨光机钢带温度达到90-105℃左右，使光油油膜迅速软化，在软化的同时对印品表面施加一个200-250kg/cm2的压力，使印品表面平滑如镜，最后将印品从钢带上剥离下来，便完成了整个磨光工艺。2、如何保证磨光质量的稳定性磨光时需注意如下几点：（1）磨光温度适中，温度太高脱版困难并损坏油膜，太低则印品无法粘附在钢带上，磨光效果不好。（2）磨光压力要合适，要根据纸板厚度，磨光效果来调整压力。一般压力应保持在200-250kg/cm2左右。（3）要获得良好的镜面效果，上光时油层不能太薄，且在上光半小时左右再磨光效果最佳。（4）要保证磨光质量的稳定，还有两点必须做到：其一是避免中途停顿，其二是保持磨光速度稳定。五．上光压光过程常见问题及处理A、膜面出现条纹或起皱上光油的粘度高，来不及流平，易出现条痕，可根据印刷品的不同适性，选用流平性、润湿性好的上光油；或加入适量稀释剂，降低上光油的粘度。如果因为涂布量过大，可以通过调整使涂布量降低；有时是上光油对印刷品表面墨层润湿性不好，影响干燥成膜的平滑性，或上光油的流平性差，工艺条件与上光油适性不匹配，可选用其它种类的上光油或改变工艺条件，使其与上光油性能相匹配。B、印刷品相互粘连上光油中溶剂的挥发性不好，涂料的干燥性能不良，可考虑改用挥发速率高的溶剂或更换上光油种类；也可能使涂布膜层太厚，涂层内部的溶剂未完全挥发，残留量高，可减少涂布量，减薄膜层厚度；或者是上光涂布或压光中工作温度低，干燥时间短而使涂层干燥不良，可提高上光涂布生产和压光中的工作温度，降低机速，使涂层彻底干燥。C、成膜膜层光泽度差如果是上光油的质量问题，则应多考虑按工艺及经济要求改用质量较好的上光油；若是涂层太薄，涂布量不足或上光油浓度小，在粗糙度高、吸收性强的印刷品表面不易填平补齐，则应加大涂布量，提高涂料浓度，或在加工前先上一层上光底胶，再进行上光涂布，也可能是上光涂布干燥和压光时的温度偏低，压光压力小，则操作中应调整工艺参数，提高温度，加大压力；还要估计到是设备本身原因，如果因为压光钢带磨损，光泽平滑度下降，这就要修理改善压光钢带表面状况。D、压光后印刷品空白部分呈浅色部分，而浅色部分变色上光溶剂对油墨层有一定溶解作用，这要更换上光油种类或改变溶剂成分；若是油墨干燥不良，墨层耐溶别性能不好，就要改善油墨干燥情况，等油墨干燥后再上光涂布，减少上光油中对油墨有溶解作用的溶剂用量；图层干燥不彻底，膜层内溶剂残留量高，则要提高上光涂布时的干燥温度或降低机速，延长干燥时间，降低涂层内部溶剂残留量。E、涂层不均匀、有气泡、麻点等上光油表面张力值大，对印刷品表面墨层的涧湿作用不好，应降低其表面张力值，改善涂料对油墨层的润湿性能；涂料中的溶剂挥发不良，涂层内溶剂残留量高，可改用挥发速率高的溶剂或使涂层彻底干燥后再压光；也可能是上光涂布中机速过快，干燥温度低，使涂层干燥下彻底，溶剂挥发不完全，就应调整上光涂布的工艺条件；印刷品表面的油墨层也会产生晶化现象，这要采取有效措，如除去墨层晶化面的油质或进行打毛处理，改善上光油对油墨的润湿作用，以减弱或消除墨层晶化对上光涂布的不良影响。F、膜面起泡在压光过程中，压力过大，压光钢带温度过高，使上光膜层局部软化，这需适当降低压光的压力和温度；也可能是上光油与压光工艺条件不匹配，使印刷品表面的上光层冷却后，同上光带的剥离力差，需改变工艺条件，使其与上光油相匹配，降低压光机速，改善上光层同上光带之间的剥离力。G、压光中，印刷品与上光带之间粘附不良涂层太薄，应增大涂布量；上光油的粘度太低，要提高上光油的粘度值；再就是压光的压力太小，压光温度不足，要提高压光温度，增加压光压力。H、印刷品压光后，表面易折裂温度偏高，使印刷品在压光过程中脱水过多，含水量降低，因而纸张纤维变脆，应降低压光的工作温度，并采取有效措施，保持印刷品中—定的含水量；压光中压力过大，使印刷品的延伸性和可塑性降低，韧性变性，可减少压光中的压力；若因为上光油的后加工适性不良，则应重新选择加工适性较好的上光油；后加工工艺条件选样不合适，可调整后加工工艺条件，使其与印刷品压光后的适性相匹配。I、压光后两侧膜面亮度不一致压光中，上光带两侧压力不相等，上光带两侧磨损不—致，应调整上光带两侧的压力使之相等，调整热压辊与传输辊的平行度，使上光带两侧张紧一致，磨损均匀；也可能是上光油两侧厚薄不均匀，这就要调整上光涂布机构，检查计量辊与涂布辊之是的平行度和间隙，使两侧涂层厚度尽量一致。六、VU上光工艺UV上光工艺是在印品表面涂上一层UV光油，通过紫外线（UV光线）的辐射，使光油交联、结膜并固化的工艺过程。UV光油是由感光树脂，稀释单体，光引发剂和助剂经聚合反应而成。具有干燥快（干燥时间仅需0.5-3S），耐腐蚀、耐溶剂性好，光泽度高，耐磨，环保等优点。1、UV光线（紫外线）UV光线是在紫色可见光以外的辐射线，有较高能量（详见图4）。2、UV光油固化机理光引发剂在紫外光的作用下激发产生自由基，能量转移给富含双键的共聚物及稀释单体而产生链式反应，并在瞬间产生交联并固化成膜。3、如何保证UV上光质量的稳定。（1）对UV油进行来料检验，确保每批来料合格。检验项目包括粘度及固含量。（2）不要用慢干油墨，使用金银色油墨时可能会带来质量问题，在使用这些油墨时，上光后应检测光泽及附着力。（3）不要用表面活性高的流平助剂，尽量不要使用抗划伤助剂，喷粉用量也不可太大。（4）纸张用来上光的纸品/板材应当有低渗透性。印刷油墨后印品应晾放12小时以上再进行UV上光。（5）洗机时应避免水混入UV油中。（6）UV上光过程中