深圳厂家 云硕灯业 专业可定制 胶印印刷固化机 18929332860

深圳市云硕灯业有限公司讲述胶印机 UV 改造中的技术问题

在烟包印刷领域，随着纸张和油墨技术的快速发展，特别是各种复合纸、转

移纸的应用，中高档烟包产品的胶印工艺已经全面转化为 UV 胶印工艺。可以说，

UV 胶印已经成为中高档烟包产品的主流印刷工艺，而传统胶印工艺面对原辅材

料的大幅变化就显得力不从心，其应用越来越受到限制，主要用于中低档烟包产

品的生产。为此，就需要对原有的传统胶印机进行 UV 改造，使之能够达到 UV

胶印的工艺要求，满足生产需要。

(一) 传统胶印机 UV 改造的必要性

近几年，烟包所采用的原辅材料有了实质性的变化，不再局限于铜版纸、白卡纸，

特别是纸张复合技术、BOPP 和 PET 膜技术的成熟，产品效果对纸张的依赖性

大幅提高，通过纸张的亮度、材质、金属感、镭射效果、全息效果来体现产品的

设计内涵和产品的品质，已经成为重要手段，相对全息烫印来讲，这些高档品质

的表现对设备的依赖程度大幅度降低。

对于镜面纸张、镭射纸张、转移纸张等表面不易吸收油墨的纸张，采用传统

胶印工艺基本上是无法实现的。前两年采用的复合油墨印刷技术，虽然在一定程

度上解决了油墨附着力的问题，但是由于操作复杂，墨槽和墨辊上的油墨容易结

皮等因素，一直无法实现大批量生产。而采用 UV 胶印，这些问题就会迎刃而解，

不仅印刷适性良好，而且印刷后能够保留纸张原有的金属感、镭射效果、全息效

果，实现了印刷效果与纸张效果的完美结合。

随着客户对包装品质、档次需求的逐步提高，这些特殊纸张必将在烟包、化

妆品包装、药品包装、食品包装等领域得到快速发展和应用，势必带动 UV 胶印

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市场需求的增长和技术的发展。因此，对仅能印刷普通油墨的传统胶印机进行

UV 改造已经成为必然。

（二）UV 胶印的特点

1.主要优点

(1)承印材料的适应性强，特别适合印刷镜面纸、镭射纸、转移纸等表面不

易吸收油墨的纸张。

(2)固化速度快，在 UV 灯照射下不到 1/10 秒就能固化，无须红外线干燥所

需的加长烘道。

(3)固化后不再使用喷粉，可以避免因喷粉造成的色彩问题，固化后色彩也

不会再发生变化。

(4)印刷后就能直接进入印后工序加工，减少工序间的等待时间。

(5)印刷过程中墨槽中的油墨不会结皮，短时间停机无须清理墨槽中的油墨。

(6)印刷后色彩亮丽，饱和度高，体现产品的高品质。

(7)UV 油墨和 UV 光油印刷后的表面效果光滑，质感好，亮度高，爽滑度高。

(8)UV 油墨附着力强，耐摩擦性、耐折性优良。

(9)能通过选择油墨和控制固化速度等形成冰花、磨砂等特殊效果。

(10)UV 油墨为无溶剂体系，VOC 检测符合环保标准。

2.主要缺点

(1)需要添加多组 UV 固化装置。

(2)需要专用的印版、橡皮布、墨辊、润版液、洗车水等。

(3)润版液的酒精浓度要高于普通油墨，一般要求达到 15%。

(4)UV 油墨的水墨平衡范围较窄，油墨极易乳化。

(5)UV 胶印的印刷速度还不能达到传统胶印的印刷速度，一般仅为 8000～

10000 张/小时。

(6)UV 灯管的高温造成纸张变形较大，影响多色套印的精度。

(7)UV 油墨对皮肤的腐蚀性较强；固化装置的紫外光线对操作者的眼睛有较

强的灼伤，需要戴防护镜或者使用保护膜。

(8)UV 灯管的使用寿命较短，一般运行不超过 1000 小时就需要更换。

(9)UV 油墨价格昂贵，是普通油墨的 3～5 倍以上，UV 光油的价格是水性

光油的 2 倍以上。

(10)UV 油墨和 UV 光油的储存受温度影响较大，必须保持在 25℃以下。

（三）传统胶印机 UV 改造技术方案

1.增加 UV 固化装置

并不是每个色组都需要安装 UV 固化装置，一般在印刷机上配置 2～4 个 UV

固化装置就能满足生产需要，简单地说，每 2 个色组共用 1 个 UV 固化装置，主要是解决翻色、串色问题；同时，在 UV 上光和收纸部分之间需要增加 3 个 UV

固化装置，确保所有 UV 油墨和光油的固化。一般每个色组都预留有安装固化装

置的位置，实际生产中可根据工艺需要将固化装置安装到需要的色组中。为了减

少准备时间和避免频繁地调换，也可以为每个色组都单独配备固化装置，需要时

就单独打开，单独控制使用。UV 固化装置包括 UV 灯管、反光罩、能量控制装置、冷却装置等。还要有冷媒水循环装置，保证在印刷过程中对每个色组的胶辊都能进行冷却水的循环，真正起到对墨辊降温的作用。

2.UV 功率调整装置

UV 灯管的功率调整主要是为了适应不同颜色的油墨对固化的要求不同，以

及不同的产品对固化的要求不同而设计的，通过一套固化装置和一种功率的 UV

灯管来满足要求。UV 功率调整装置一般分为变频调节控制器和电容式分级调节

控制器。变频调节控制器通过变频器来控制 UV 灯管的功率，可以达到对 UV 灯

管输出功率的连续调整；而电容式分级调节控制器则通过漏磁变压器、电容器（串

联）实现对 UV 灯管功率的调整，电容器的主要作用是平衡电流、补偿功率，一

般情况下分 50%、80%、100%三级调整，也有的增加一个 30%的级别，可以

细化到四级调整。

从当前的发展趋势来讲，变频调节控制器是今后的发展方向，但是价格相对

要高一些。

3.快门装置

快门装置有三种功能：一是在短时间内不需要紫外光时，不用直接关闭灯管，

而是用快门挡住光线，减少了灯管重新启动的时间，提高了效率；二是在不使用

灯管的时候，避免灰尘、纸粉落到反光罩和灯管上；三是在不合压设备空转时，

快门处于关闭状态，减少了紫外光对滚筒叼牙和牙排的照射。

4.灯管功率

灯管的类型主要有两种：一种是高压汞灯，主要是国产灯管；另一种是卤素

灯，进口设备主要采用这类灯管。国内主要使用高压汞灯，主要是因为其转化效

率比较高，发射的谱线波长范围较宽，并有重叠，从其发射的光谱来看，在紫外

区其主要发射波长为 365nm 的光线，还有波长为 366.3nm、313nm、303nm、

253.7nm 的光线。UV 胶印油墨中的光引发剂吸收光线的主波长也在 200～

400nm 范围内。

灯管的功率一般在 80～250w/cm，主要是根据产品类型的不同、材料的不

同、油墨颜色的不同而定。一般将最难固化的油墨放在前面的色组印刷，色序安

排为白、黑、青、黄、品红。一般情况下根据公司的产品，可以选择最难固化的

产品来设计灯管的功率，在印刷其他产品时对灯管的功率进行调整就能满足要

求。

5.反光罩

反光罩的主要功能是将部分紫外光线重新反射到纸上，使紫外光线最大限度

地照射到纸张上面，提高固化效率，同时还能维持灯管的温度稳定。反光罩的类

型主要有聚焦型、非聚焦型、散射型等，高速 UV 胶印中使用的主要是聚焦型反

光罩，灯管安装在反光罩的焦点上，通过反光罩将光线聚焦到一条线上，紫外光

线的强度大幅度提高，适合于 UV 胶印的高速印刷。

反光罩一般是铝制的，反射效率要求达到 90%以上。不能为了贪图便宜采

用不锈钢等材质的反光罩，这些材料经过高温后表面就丧失了反射功能。

6.水冷、风冷系统

水冷、风冷系统是 UV 固化装置所必需的，水冷系统主要用于灯罩的冷却，

降低灯罩的温度，减少高温对设备的影响，同时还用于墨辊的冷却，降低由于油

墨黏性增大造成的墨辊温度升高；风冷系统主要用于 UV 灯管的冷却，同时将固

化过程中产生的臭氧排出操作区域。

（四）UV 改造中应注意的问题

1.对收纸部分牙排的影响为了保证 UV 油墨和 UV 光油的固化，一般要求在收纸部分安装 3 支 UV 灯管，而且灯管的功率要足够大，以保证最终产品的固化效果。对开高速进口胶印机一般需要安装 3 支功率不低于 150w/cm、最高能够达到 250w/cm 的灯管。大功率以及较强的红外发热量，意味着对收纸部分的牙排有较大影响，最大的影响主要来自两方面：一是牙排整体变形，二是牙垫老化，缺乏弹力。为此可以采取以下措施：一是合理选定灯管的安装位置和安装高度，以保证在停车过程中牙排不在灯管的正下方；二是要使用快门灯管，以保证停车时光线不直射到牙排上；三是要在灯管下方、紧贴纸张的上方安装冷媒水循环台面，确保对灯管工作区的整体降温。

2.高温对滚筒叼牙的影响

为了保证不串色，色组间要安装固化装置对油墨进行 UV 固化，UV 灯管功

率会比较大，一般安装 1 支 200w/cm 左右的灯管，为了保证固化效果，灯管距

滚筒的垂直距离比较小。在这种情况下，滚筒叼牙就会经常接受高温辐射和冷却，

从而导致其缺乏弹性，为此就需要更换专用的滚筒叼牙。

3.色组发生起火现象即使安装水冷系统降低了灯罩的温度，但仍会出现色组着火现象，特别是由于飞达走纸造成的问题，停机时刚好灯罩下面有纸，这种情况下就容易发生起火现象。所以一般要求此时固化装置的快门必须关闭，否则起火现象就会频繁发生。设备改造之前，一定要针对此问题与设备厂家进行深入的分析，尽可能减少甚至杜绝起火现象的发生。发生起火现象后一定不要慌张，首先要关闭固化装置，保证起火范围不再扩大；其次，要使用二氧化碳灭火器，尽快扑灭明火，切记不能使用干粉灭火器，否则灭火后需要更换印版、油墨和清理设备；第三，尽快找到发生燃烧的那张纸，以确定纸张不会再燃烧起来；第四，进一步确定开启和关闭灯罩快门的动作是否灵活，闭合是否到位，以保证灯罩功能的有效性。检查后再进行开机测试，如果出现连续的起火现象，一定要彻底查明原因，确保设备的安全。

4.灯管的冷却

高压汞灯在启动过程中是冷阴极释放热电子，电子在电场作用下被加速，经

过与惰性气体分子和汞原子的多次碰撞，使汞原子跃迁而发光，汞原子由激发态

向基态或低能态跃进，多余的能量就以光的形式释放出来。UV 灯管正常发光时，

管壁温度一般在 600℃以上，但当温度超过 800℃时就会缩短 UV 灯管的使用寿

命，UV 灯管发出的紫外光强度也会降低。汞的沸点为 357℃，如果灯管温度低

于 600℃，就会造成 UV 灯管不易维持汞的气化状态，造成紫外光强度不稳定。

所以，如何使 UV 灯管工作时的温度保持在 600～800℃这一稳定状态是一个非

常关键的问题。使用抽风冷却方式可以达到这种效果，这种冷却方式不但可以使

灯管保持稳定的工作温度，还可以把生产过程中产生的臭氧排离操作区域。

同时，还要求 UV 灯管启动的时候，其温度不能太高，所以每次正常关闭

UV 灯管后，要等 15 分钟待灯管冷却后才能重新启动。

5.灯罩的冷却

灯罩的冷却也是 UV 固化系统的关键，灯罩正常工作温度在 55℃左右。但

是在紫外光的辐射下，加之与高温灯管的距离非常近，灯罩的温度会不断升高，

造成纸张变形、设备温度增高。为此需要通过水冷装置对灯罩进行降温，冷媒水

流经反光罩和快门内部的空腔，可对反光罩和快门进行降温，冷媒水的温度一般

控制在 30℃以下。

6.UV 光油印刷

UV 光油印刷主要注意以下几个方面的问题：一是光油的流平问题，要通过

对光油加温和使用柔性版上光方式，来保证光油流平，同时还可以通过加大上光

机组与 UV 固化装置的距离来提高流平性；二是 UV 光油起水雾的问题，要通过

增加防雾剂和降低光油流平来提高防雾的能力。由于光油的流平与防水雾要兼

顾，这就需要通过与客户沟通，设置一个先后顺序，在保证流平的前提下，尽可

能提高防雾效果；或者通过工艺改进，不要让流平与防雾效果完全对立起来。

（五）UV 改造后实际操作的注意事项

(1)注意工作环境，避免各种光线直接照射到墨槽、墨辊，特别是太阳光线

不能直射或者反射到印刷机组上，最好将靠近设备的窗户全部封闭。

(2)不能按照传统油墨的操作思路控制 UV 胶印过程，特别是 UV 油墨的水墨

平衡范围非常窄，难以控制，尤其是白墨不仅极易乳化，且难以彻底固化，造成

掉墨现象。

 (3)润版液要使用纯度更高的异丙醇，酒精浓度要有所提高，一般控制在 15%

左右。

(4)由于 UV 油墨对皮肤有较强的腐蚀作用，在操作过程中一定要戴上橡胶

手套；在收纸台的玻璃挡板上要粘贴保护膜，同时眼睛不要长时间看紫外光。

(5)由于很多UV改造系统没有对印刷过程中UV灯和快门的关闭进行报警设

置，一定要严密观察 UV 固化装置的工作情况以及印品的固化情况，避免由于

UV 灯的关闭或者快门的关闭造成固化不彻底并出现掉墨现象，或者根本就没有

固化的情况发生。

(6)注意正常生产速度。UV 改造后的胶印机的正常生产速度一般仅能达到

8000～10000 张/小时，与改造前 12000 张/小时的印刷速度有较大的差距。主

要是 UV 油墨黏度高，对印刷速度有一定的限制。还有就是要保证 UV 固化效果，

UV 固化时间很短，但受灯管发热和功率的限制，不能无限制地提高灯管功率。

总之，对传统胶印机进行 UV 技术改造是一件非常复杂的事情，每个厂家的

设备不尽相同，操作者的习惯各异，产品工艺要求和工艺设计也有很大差别，如

何保证改造成功就变得非常关键。为此，烟包印刷企业不仅要跟参与改造的厂家

签订设备改造合同，还需要对改造后预期的生产情况进行事先约定，特别是对改

造后的产品质量进行约定，不能用另一家企业改造成功的案例替代本企业的改造

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