镭射转移压印工艺中的掉墨故障分析

镭射转移压印工艺中的掉墨故障分析
包装印刷产品上利用镭射转移压印工艺能实现激光全息图案的转移，增加产品美感，可提升产品档次，还具有一定的防伪功能。

主要分析镭射压印转移工艺对材料、工艺参数的要求，重点分析了实际生产中出现的掉墨故障问题。

标签：激光全息图案；镭射转移压印；掉墨故障
激光全息图像应用于包装包装印刷领域十分广泛，不仅能使包装产品视觉上绚丽多彩，增加美感，同时达到防伪和环保的效果，提高了产品的包装档次。

镭射压印转移技术是近年包装领域实现全息图案效果的技术新宠，又称C2（Caste & Coat）、压膜转印技术，主要是在印色后的纸类产品上进行镭射全息效果的压印转移过程，将镭射转移膜（压纹膜）上的铝层表面光学结构“转移”到纸张表面，在光线照射下，使产品满版或局部位置上实现视觉上彩虹全息图案的效果。

由于该技术具有环保、低成本、效果佳优势，广泛应用包装产品领域。

一般要求镭射压印产品满足：平整、光滑、附着力好、套印准确、无针孔。

实际生产中，常出现各种故障质量问题，如掉墨、皱膜、针孔、全息图案发黄变色等质量问题，其中最突出的掉墨问题，长期困扰生产企业。

本文结合实际经验，分析镭射压印转移工艺产品中掉墨问题及解决办法。

1镭射压印转移的工艺介绍
1.1技术原理
在纸张包装印刷品表面先涂布UV光油（底油），通过激光图案压印转移机的压力作用与预制好的带有镭射微型凹槽网穴的镭射转移膜（压纹膜）进行压合，经过UV紫外光固化定型后，将镭射转移膜与纸张剥离，纸张上的UV光油层的表面就能形成与镭射转移膜表面一样镭射微型凹槽网穴的效果，经过光照产生折射和散射后，视觉上即能够产生彩虹般闪光亮丽的图案效果，见图1。

其转移的实质是材料表面微型凹槽物理结构“转移”，而非化学物质转移、膜的剥离层转移。

其主要过程：（1）激光图案压印转移膜上有不同的全息图案效果（视觉上），其表面结构是由无数个微小的类似三棱镜的微型网穴组成的；（2）利用UV光油作为载体，提前印刷涂布在包装印刷品上，与转移膜压合时，UV 油未固化，呈软化状态，通过激光图案压印转移机的压力作用，转移膜上的微型网穴形状“转移”到UV光油表层，即：光油表层通过压印也呈现了微型网穴结构；（3）干燥固化和冷却后，印刷品与转移膜分离，UV油表层结构硬化，由于是透明的，光照时产生折射与散射，因此视觉上观察印刷品是则是与镭射膜本身视觉效果相同的全息图案视觉效果。

1.2材料及工艺要求
镭射转移过程主要使用的工艺材料有底涂UV光油、压印转移膜、涂布网纹辊等材料，生产过程控制的主要工艺条件：压印温度、压印压力、速度、张力。

1.2.1UV光油材料的要求
专用的UV光油（又称UV压膜胶、镭射压膜胶），由齐聚物、活性稀释剂、光引发剂以及其他助剂组成，一般油性光油居多。

在紫外光的照射下，UV光油中的光引发剂会吸收紫外光的能量，然后经过激发状态，产生游离基，引发聚合反应，从而瞬间固化成膜。

一般应考虑UV光油的黏度与涂布量、UV光油的纯度、UV光油配方与UV固化系统的匹配。

应满足：涂布量一般为5～7cm3/m2（如预涂了底油的则少一些）；黏度适中30-60S（涂4#杯，25℃），有利于转移；纯度要高（无水酒精稀释），稀释剂必须使用无水酒精，视觉效果则佳；采用UV 灯固化要彻底，光油中引发剂量要适当，要考虑残留污染和产品的耐着度测试。

1.2.2镭射压印转移膜要求
镭射转移膜（压纹膜）一般采用激光技术将图案雕刻或電铸在平面镍版上，再利用双面胶将镍版弯曲并粘贴在版辊上，最后通过加温、加压将模压版上的全息图案转移到基膜上。

镭射压印转移的基膜一般为BOPP或PET薄膜，由于转移膜表面的网穴形状有三棱镜、鱼鳞、斜杠等，其网穴的深度、大小、排列角度各不相同，因此呈现不同的图案。

镭射压印转移过程一般不会损害基膜表面结构，镭射转移膜的全息图案层依然保留，因此镭射转移膜可重复使用多次，但若转移不良时会导致光油残留在基膜表面堵塞，影响重复使用。

一般常用的是BOPP薄，其使用要求是：BOPP薄膜厚度均匀，成像透明性好，表面张力在32mN/m左右。

过高的表面张力会导致压印转移时，光油层与镭射膜层不易剥离，影响光油表层微孔网穴结构不完整，造成全息图案转移不完全。

1.2.3网纹辊线数选择
网纹辊主要影响光油涂布量的大小。

一般要求：网纹辊雕刻线数为260线/英寸，效果最理想，网穴深度要求：28μm。

网穴深度相同的情况下，网纹辊线数越大，涂布光油量越少，越容易出现针孔、白点等质量问题，影响镭射效果。

1.2.4工艺条件的要求
（1）压印温度：根据不同体系的UV油，通过设置2根功率为5.6～6.5kW 的UV灯管开灯情况及吸热风装置来控制灯管温度（一般控制在260-500℃）；
（2）压印压力：通过调节压辊与压印滚筒之间的距离、压缩空气的压力来控制，一般控制在80-120Mpa，压力越大，UV涂层越光滑，光泽度越高，但越大越容易引起皱膜。

（3）速度：在既要保证生产效率又要保证产品质量的情况下，速度一般控制在3000张-5000张每小时（需根据印张尺寸来确定具体速度），速度快慢，会影响UV油的固化程度，速度过快，UV油固化不完全，导致容易粘连。

掉油甚至掉墨、耐磨差。

速度太慢，纸张受热更容易变形，且造成产品变色（尤其是鲜颜色，不耐晒的油墨）。

（4）张力：分收卷和放卷张力，一般放卷张力（110-120N）略大于收卷张力，需根据原材料大卷张力来调节张力大小，张力太大，容易造成膜变形而全息图案变形，张力太小，镭射膜易起皱。

（5）转移膜表面温度：温度高易导致转移膜变形出现皱膜现象，因此通过水冷装置或吸热风装置来控制转移膜表面温度在30-50℃。

2掉墨故障问题分析
实际生产中，镭射产品常出现掉墨、皱膜、针孔、白点、镭射压印转移效果差、全息图案发黄变色、产品表面发涩等问题，一般会由环境条件控制不得当、材料自身质量（基膜或镭射模版质量）以及机器问题引起。

其中掉墨问题突出，指银卡纸类包装印刷品经镭射压印转移放置一段时间后，在装箱过程中产品出现局部印刷油墨脱落现象（见图2），用3M600胶带及手刮测试不合格。

2.1银卡类纸张印刷引起掉墨
纸张表面张力系数低，即达因值偏低（小于38达因），油墨难以在纸张上铺展，附着力差。

造成达因值偏低的因素有：
（1）镀铝膜表面能偏低，可以通过电晕处理解决；
（2）镀铝膜表面涂敷的清漆不均匀或太薄，涂敷清漆前进行电晕处理、选择上油量大的网纹辊；
（3）纸张储存环境湿度大，放置时间过长，需将纸张储存在温度20～25℃，相对湿度50～65%为宜。

2.2底涂清漆与镀铝膜结合力差。

造成原因
（1）镀铝膜表面能低，清漆难以在膜上铺展，渗透，附着力差；
（2）清漆本身的质量问题，选择合适型号的清漆；
（3）涂布速度过快，清漆未完全干透。

2.3UV油墨未完全干透。

造成原因
（1）UV灯坏或使用时间过长导致UV灯能量不足，通过更换灯管解决；
（2）不同厂家的油墨体系不同（即组分中树脂类型不同）相同的UV灯能量下干燥程度不同；可选择合适的UV油墨和通过印刷速度及UV灯关闭情况来控制；
（3）油墨墨层厚度（越厚越难干燥），可通过采用浓度高的印刷油墨印刷来改善；
（4）印刷颜色不同（深颜色尤其是黑色越难干燥）。

UV灯能量过高，导致油墨过度固化，油墨变脆，附着力降低，可通过降低固化能量和提高印刷速度来控制。

鐳射转移用UV油未完全干透，镭射转移用UV油中的溶剂与UV油墨或清漆涂层起化学反应。

造成原因：
（1）UV灯坏或使用时间过长导致UV灯能量不足，通过更换灯管解决；
（2）不同厂家的UV油体系不同（即采用的树脂不同）相同的UV灯能量下干燥程度不同，可选择合适型号与公司产品设备匹配的UV油；
（3）镭射压印转移车速太快，适当降低车速（一般控制在3000～5000张/小时，视产品及印张尺寸而定）。

3总结
镭射压印转移工艺已广泛应用于包装印刷产品领域，由于其工艺相对简单、环保、成本低、质量好受诸多企业青睐。

实践经验表明，造成银卡类纸张镭射转移放置一段时间后出现掉墨故障的原因很多，往往与生产过程的工艺条件、环境因素、工艺材料都有直接关系，这就要求从业人员要规范生产工艺条件、遵守规范作业流程，及时做好生产质量监控、物料检验。

参考文献
[1]陈勇.镭射压印转移工艺的发展及工艺要求[J].印刷技术，2012，（02）.
[2]焦杰明.镭射压印转移工艺及其在烟包上的应用[J].印刷技术，2011，（04）.。