纸品上光覆膜工艺

纸品上光覆膜工艺

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。

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。

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。

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。

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。

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。

常见质量问题原因分析及改善对策（详见表一）

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。

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。

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。

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。

常见质量问题原因分析及改善对策（详见表一）

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。

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。

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。

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。

表一、溶剂型与水性上光常见问题的原因分析与改善对策

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。

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）。

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。

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上光过程中要注意机速不能太快，UV灯管要有足够的光强度，以确保光油彻底固化。

UV上光常见问题及解决方法（详见表二）

表二、UV上光常见问题及解决方法

环保与安全特性

UV油对环境无污染，但对眼睛和皮肤有轻微刺激性作用，应尽量避免UV油直接皮肤，接触后应用清水洗净，否则会红肿过敏。UV油多以乙醇作稀释溶剂，属易燃物品，要注意低温避光保存。

上光工艺的检测方法

外观检验

表面无影响外观的麻点、条痕、膜层裂纹、折皱、破损等缺陷。光泽度应与样版或客户要求一致。干燥彻底，过油后无明显粘手的感觉，张与张之间不粘连。

性能检验

做胶带测试，光油与底材之间应有良好的吸附性。用指甲刮擦印品表面，油膜与底材应无刮脱现象。折叠印品，检察折线处，油膜不可有断裂现象。若客户有耐磨要求，应进行耐磨性测试。

覆膜工艺

覆膜工艺是以透明塑料薄膜通过热压粘附到印品表面，起保护及获得光泽效果的作用。覆膜工艺分预涂和即涂两种。预涂工艺需要使用预涂膜，覆膜时仅需放卷、复合、收卷和机械传动装置。即涂需要涂胶水于薄膜上，再经过热压粘附在印品表面。与预涂相比，即涂多了涂胶、干燥两道工艺。图6为覆膜结构示意图。

常见的覆膜材料

聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酯（PETP）、聚氯乙烯（PVC）等、双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酯（PETP）、聚氯乙烯（PVC）等。这些薄膜的厚度一般在15-20µm之间。常用的宽度规格有450mm、700mm、1000mm等多种。覆膜材料也分为亮光和亚光两种。

目前应用最为广泛的是新型双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP膜），BOPP膜具有价格便宜，透明性优良，耐热，阻隔性能、防水性好，机械性能、刚性好，无毒等优点。

常见的覆膜用粘合材料

常见覆膜用粘合材料包括酯溶型聚氨酯粘合剂、水性聚氨酯粘合剂和无溶剂聚氨酯粘合剂。目前大部份酯溶型聚氨酯粘合剂主剂都是以己二酸及乙二醇为主要原料经缩聚而成，固化剂以甲苯二异氰酸酯（TDI）和三羟甲基丙烷为主要原料聚合而成。由于经高温水解后会变成一种致癌物质----甲苯二胺(TDA)。国内外特别是美国对此都有明确限制，我国国内要求TDA含量不得超过O．004mg／L，故酯溶型聚氨酯粘合剂不适合蒸煮包装。水性聚氨酯粘合剂是将聚氨酯树脂分散于水中形成乳液或将聚氨酯树脂拼接上亲水基团溶解于水溶液中。水性聚氨酯粘合剂具有对环境无污染，不可燃、无毒，适应性广等优点。但是水性粘合剂复合强度等仍不及酯溶型聚氨酯粘合剂，在蒸煮方面的技术开发目前也还是一个难题，同时干燥速度慢，能耗及成本较高。从真正意义上讲无溶剂聚氨酯粘合剂才是环保型粘合剂，目前国外已经大量使用了无溶剂粘合剂。其优点是没有溶剂污染，成本相对较低；不需要溶剂挥发干燥工艺，减少了能源的消耗；复合制品没有残留溶剂的困扰，在生产环节也减少了火灾等风险；适用于各种类型的塑料复合包装且对铝箔也有良好的粘合效果，剥离强度高；耐化学性及耐高温蒸煮性能可与酯溶型聚氨酯相媲美。

如何保证覆膜工艺的质量稳定

1.应对覆膜材料及粘合胶水进行来料检测，确保质量的稳定。

2.覆膜加工时，要严格控制薄膜的张力，防止覆膜后翘曲。

3.为避免出现起泡和粘附力差等问题，一般要等待油墨干燥后再进行覆膜。

4.覆膜加工时，须注意机速、烘干温度、复合压力等的调整。

常见的质量问题及改善对策（见表三）

表三、覆膜工艺常见问题的原因分析与改善对策

环保与安全特性

酯溶型聚氨酯粘合剂经受高温蒸煮后，水解生成有潜在致癌作用的芳香胺(TDA)，不可用于蒸煮包装。它以工业酒精为溶剂，属易燃物品。水性聚氨酯粘合剂具有对环境无污染，不可燃、无毒，适应性广等优点。无溶剂聚氨酯胶粘剂才是真正意义上的环保型胶粘剂。覆膜纸制品由于回收处理费用高昂，因此不利于回收再利用，欧美等环保要求严格的国家一般不允许采用覆膜工艺。

覆膜工艺的检验方法

外观检验：

覆膜表面平滑、无起泡、折皱、泛黄等缺陷，光泽与样版或客户要求一致。

性能检验：

粘合牢固，用手撕会连带将印品表层撕下。耐侯性方面，在65℃烤15分钟不起泡，-15℃冷冻30分钟不脆化。

各种上光覆膜工艺对比

目前，印刷包装业上光覆膜工艺方法种类繁多，主要表现在使用机器、上光方式、干燥固化方式和涂布方式的多样性。（详见表四）

表四、不同上光覆膜工艺对照表

不同上光方式的特性对比（详见表五）

表五、不同上光方式特性对比

Œ不磨光光泽度最差，磨光后光泽比水性高。

普通磨光油耐磨最差，耐磨性光油比水性耐磨。

一些特殊上光覆膜工艺的解决方案

低克重纸张的上光工艺

一般对上光工艺来说，克重低于150g/m²的纸张称为低克重纸张，低克重纸张挺度小于光油对纸张的粘附力，用传统的辊筒式上光工艺容易造成纸张卷入辊筒而无法进行上光。因此，对低克重纸张，一般采用叼牙式过油机或印刷机连机上光，也可采用胶印机单独上光，一些厂家还在滚筒式过油机上加装一个风刀装置来进行低克重纸张的上光。叼牙式过油机或印刷机连机上光是低克重纸张最理想的上光方式，效率非常高，上光质量好，但设备昴贵，小型厂家往往做不到。胶印机单独上光由于是自然干燥，上光后需要至少12小时以上的干燥时间，对产品交货会造成很大的困扰。而辊筒上光机加风刀装置一般限于UV上光，水性光油上光和溶剂型光油上光也容易造成纸张卷入辊筒，其作用非常有限。

对耐磨要求非常高的上光覆膜工艺

一些大型彩箱，由于装机后直接装柜出口，如果没有非常好的耐磨性，往往会造成彩箱表面严重擦花。如果能够采用覆膜工艺，那么耐磨自然不是问题。但对于只接受上光工艺的出口产品，采用UV上光或特耐磨的溶剂型光油上光应该是比较理想的方式。另外需要注意的是UV上光一定要防止固化不彻底，否则也会出现擦花。

对耐折度要求非常高的上光覆膜工艺

对有些重型瓦楞彩箱，如果没有很好的耐折性，进行模切加工时就会造成压痕线爆裂。一般覆膜可从根本上解决压痕线爆裂的问题，但采用覆膜工艺时一定要权衡其不环保的特点。若需采用上光工艺，那么UV上光耐折性比溶剂型上光以及水性上光要稍好一些。

局部上光工艺

对于局部上光工艺，通常要用叼牙式过油机并采用胶版进行上光。对于UV盒来说，由于UV上光后很难粘合，因此UV盒最好采用局部上光工艺，即上光时粘条部位不上光。