UV (Ultraviolet，紫外光)光固化上光涂料是與水性涂料、粉末涂料一起倍受人們推崇的三大環保涂料之一，由于其獨特的低溫快速固化性能和超群的視覺效果，在許多行業中的應用越來越廣泛。特別是印刷業的高速發展，對高效上光涂料的需求使得紙張UV油得到了普及和推廣，成為了印后上光的重要手段之一。本文重點從UV油的組成和分子結構方面，探討UV油的一些基本性能。

 1、 紙張UV油的組成紙張UV油一般由5個部分組成，分別為： 

(1) 預聚物：丙烯酸改性樹脂（環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等），是基本成膜物質； 

(2) 活性稀釋劑：丙烯酸酯或其它含活性基團的小分子物質，參與固化，用于調整UV油黏度、光澤、硬度等一些基本性能； 

(3) 光引發劑：吸收輻射能量（如UV等），引發光固化聚合反應；

(4) 填料：耐磨粉、消光粉、填充料等； 

(5) 助劑：流平劑、消泡劑、附著力促進劑等。 UV油在紫外線照射下，發生自由基鏈式反應，各分子（大于95%）參與反應并迅速交聯聚合，瞬間（小于1秒）固化成膜。UV油和水性上光油、油性上光油的干燥方式是完全不同的，后兩者是熱塑性（遇熱會軟化）產品，干燥過程中水和溶劑揮發，剩余組份形成涂膜，干燥過程中未發生化學反應，是簡單的物理干燥過程，此類產品隨著環境溫度的升高，受潮后會變軟發生粘花。而UV油的干燥過程中有大量化學反應發生，分子間彼此交聯，賦予產品高光澤度、高耐磨性、耐水耐油性、高豐滿度、高強度等性能，涂膜不會隨著環境溫度的升高而軟化粘花。這些性能都是其它涂料所無法比擬的。

 2、 紙張UV油的分類 

2.1 根據施工方式不同可分為： 

(1) 輥涂UV油：3或5棍上光機使用，黏度：20-40秒（25℃，涂-4杯）

(2) 膠印UV油：膠印機印刷使用，黏度：3000±1000mPa.s（25℃，旋轉黏度計）

(3)局部UV油：局部UV機或膠印機上光使用，黏度：30-60秒（25℃，涂-4杯） 

(4) 凹印UV油：凹印機使用，黏度：15-25秒（25℃，涂-4杯），固化速度相對最快，一般要求超過120米/分鐘 

(5) 絲網UV油：絲網印刷機使用，黏度：1000±300mPa.s（25℃，旋轉黏度計） 

2.2 根據光澤度的不同可分為： 

 (1) 亮光UV油，光澤一般大于85°

 (2) 啞光UV油，光澤范圍5-80°可調 

2.3 根據最終用戶對產品的使用性能或使用底材的特定要求，分類比較復雜，大概有：高光高耐磨UV油、啞光高耐磨UV油、燙金UV油、書刊UV油、低氣味UV油、可重涂UV油、易粘合UV油、食品包裝UV油、塑料（BOPP、PET、PVC）UV油、耐黃變UV油、不打底（防滲透）UV油等。

 3、 紙張UV油的主要性能介紹

 3.1 光澤水油、磨吸油、UV油三者相比，UV油的光澤最高，從理論上講，施工時的固含量和分子量是影響涂膜光澤的兩個最關鍵因素，通常固含量越高，分子量越小，所得產品光澤越高，具體參數見表一。表一 施工固含量和分子量對涂膜光澤的影響 UV油磨吸油水油 施工固含量（wt%） >90 ~30 ~40 分子量小分子 300-600 無 0.2-1.6萬 大分子 1000-5000 1-4萬 10萬-40萬 光澤（60°,平滑度40s,緊度0.85g/cm3的白卡紙） >90 60-85 50-75 固含量對光澤的影響：水油和磨吸油在干燥過程中，溶劑和水會穿破涂膜向空氣中揮發和向紙張中滲透，這樣會導致涂膜表面高低不平，光澤下降。分子量對光澤的影響：分子量越小，越容易做成高固含量的光油，固含量越高，光澤越高；分子量越小，分子運動速度快，干燥過程中光油表面越易流平，光澤也越高。水油之所以光澤最低，還與其是非均相體系有關，干燥過程中水油粒子未能形成微觀上理想的光滑表面，而影響光澤。

在UV油的使用過程中，導致UV油光澤不高的因素很多，主要有： 

(1)施工工藝的問題：涂層太薄，加入稀釋劑過多，施工黏度調整不合適，產生輥痕等； 

(2)產品品質問題：選用了非高光澤的產品、批次波動等，不同的UV油，光澤相差很大； (3)配套產品的問題：底油太軟，紙張太粗糙，噴粉量大或顆粒粗糙，油墨不平滑等。 

3.2耐磨性耐磨性與抗劃傷性是兩個不同的性能指標，但一般客戶很難將其分得清楚，通常將其混淆。耐磨性是指涂膜抵抗外力摩擦，保護紙張或油墨的能力，在涂膜被磨穿時失去保護性。測試方法很多，最常用的是耐磨儀測試，4磅壓力，紙張面對面、面對背或用標準白紙，磨至油墨漏出為止，評估指標為耐磨次數。決定光油耐磨性的物性指標是光油的韌性，韌性越好，耐磨性越高。如汽車輪胎、BOPP薄膜等，韌性很好，所以很耐磨。抗劃傷性是指光油表面抵抗被擦花的能力，目前適用于紙張UV油的抗劃傷性的測試方法還未統一，多采用將上過油的紙張面對面或面對背摩擦，目測劃痕的多少。決定光油抗劃傷性的物性指標是光油的硬度，硬度越高，抗劃傷性越好，如玻璃、水晶等，硬度高，抗劃傷性好。從化學角度而言，產品的韌性和硬度是兩個有一定矛盾的物性指標，同時提高是有一定限度的，不可能無止境地提高。為綜合提升光油的耐磨性和抗劃傷性，化學師們通常會通過添加其它化學物質來達到理想的效果，如：添加有機硅或有機氟化合物，用于提升光油的滑度和耐磨性，這和汽車添加機油來提升傳動裝置的耐磨性是一個道理；添加一些高硬度的填料，用于提升光油的抗劃傷性等。通常我們所說的光油的耐磨性，實際上是耐磨性和抗劃傷性的統稱。很多客戶采用的是震蕩儀測試，將彩盒或書刊放置到震蕩儀上面的一個箱子內，通過連續24小時以上的震蕩來模擬遠途運輸，檢查被測樣品表面油墨被磨花的數量，以100個樣品中有多少個表面油墨被磨花來評估，合格率通常要求大于96%。這個方法很直觀，但并不能直接反映是否是UV油不耐磨，還是其它因素造成。除UV光油的本身物性外，影響UV油耐磨性的因素還有： (1)施工工藝的問題： (ⅰ)涂層太薄，加入稀釋劑過多，施工黏度調整不合適，輥距太小等； (ⅱ)UV燈管老化導致UV油固化不完全； (ⅲ)底油或油墨未干等。 (2)產品品質問題：采用了非耐磨型UV油產品、批次波動等 (3)配套產品的問題：底油太柔軟、紙張太粗糙、噴粉量大或顆粒粗糙等。 

3.3附著力附著力也是眾多客戶最關心的一個指針，提到附著力，我們有必要首先了解一個產品—水性UV底油。水性UV底油和水性光油系出同門，區別是底油的Tg值（玻璃化溫度，可以大致理解為固體向液體轉化或軟化時的溫度）比光油低，光油50-80℃，底油小于20℃，且不含蠟等耐磨助劑。卡紙未經過涂布和壓光，表面疏松，UV光油直接在其上面上光時，由于UV油分子量很小、易流動，會滲透到卡紙內部而無法表現出UV油的高光澤。水性UV底油的分子量是UV油分子量的100倍左右，不容易滲透到紙張纖維中，可以起到封底的作用，給UV油白度和高光澤；其次由于底油分子量大，Tg值低，容易和紙張纖維、UV油分子纏繞，提高紙張和UV油之間的附著力。對于膠版紙，造紙的過程中已內施膠（在紙漿中加入了一些松香脂等化學黏合劑）和壓光，紙張表面緊度和平整度均好過卡紙，上UV油時可以不打底已具有良好的光澤，但附著力并不能得到保證，除非使用特定的書刊UV油。對于銅版紙，出廠前已經過內施膠和外施膠（在紙張表面涂布一層膠粘劑并壓光，膠粘劑的主要類型有：松香改性樹脂、醋丙乳液、羧基丁苯膠乳等，這類膠粘劑和水性UV底油很類似），可以不上底油而具有良好的光澤和附著力。其它影響UV油附著力的因素還有： (1)施工工藝的問題： (ⅰ)底油開水太多，未起到封底的作用； (ⅱ)油墨或底油未干； (ⅲ)UV油曝光不適量，UV油未固化完全或過度曝光；（2）產品品質問題：UV油對底油的附著力差或UV油批次波動；（3）配套產品的問題：底油對油墨、紙張的附著力力差，底油和UV油不配套，油墨晶化或內聚強度差，如金屬墨等。 

3.4氣味評估UV油的氣味有兩個指標，一是施工過程中的氣味，其主要來源是UV油中的殘留溶劑。正常情況下，殘余溶劑量為2%以下，特殊情況下，如煙包UV油要求小于0.5%。但在石油價格飛漲的今天，很多供貨商為降低UV油的成本，添加了大量溶劑，如酒精和甲苯等，最高的可達到25%，這樣對UV油的長期發展和環境保護是極為不利的。評估UV油氣味的另一個指標是施工后UV油的殘留氣味，放置很長一段時間后依然不能消失。其主要來源是UV油選材不當，使用了一些味道較大但價廉的化學物質，這一點要從根本上改善有一定難度，主要是成本和選擇合適材料的問題。 

3.5UV油變色或油墨變色 UV油對紫外光是敏感的，施工后的UV油如果繼續暴露在紫外光下（如太陽光和燈），UV油會繼續反應而變黃，這是UV油的本身缺陷。對于常規UV油，目前暫時無法從根本上改善，但不同供貨商的UV油變黃的程度是不一樣的，除非使用特定的不黃變或特白UV油。對于UV油上光后油墨變色，主要原因是油墨的問題。油墨中有一些顏料，如射光藍，是一種藍色酸性色淀顏料，是有機染料三苯甲烷染附在體質顏料如氫氧化鋁上，形成的在水中不溶性的色素顏料，價格低，色相鮮明，但其耐光性、耐溶劑性及耐堿性差，遇醇類等溶劑或遇堿時，紅相易被溶解、減弱或消失。這些顏料，如使用在書刊油墨中（印刷后表面不再上光處理）是可行的，但如果用在彩盒油墨中，則非常危險，因為大多數的彩盒是有后加工處理的。檢測辦法是在油墨表面滴一滴底油和UV油，1小時后看油墨是否變色，非常明顯。對于已印刷好的紙張，如果油墨變色，可以采用強制油墨干燥，如烘干或多放置一點時間來解決，或使用中性底油、不含溶劑的UV油、不含溶劑的書刊UV油等辦法來減少油墨變色傾向。

3.6 爆油和刮花 UV油爆油指的是上光后的紙張在壓凹凸、折頁、啤盒或日常使用中UV油開裂的現象。刮花是施工后的UV油，用指甲或硬物在其表面刮擦時，部分粉化的現象。以上兩種現象的根本原因是UV油硬度太高或UV油對底材的附著力差造成的，具體原因和解決辦法有：（1）UV油過度曝光或硬度過高，這時候要注意適量的曝光度（40-70mj/cm2），最好選擇柔韌性良好的UV油；（2）UV油施工太厚，越厚的涂膜越容易爆裂；（3）紙質太差，易爆裂，UV油的強度不足于抵抗紙張開裂的力量；（4）底油太硬、太厚，對防止UV油開裂幫助不大或起反面作用；（5）油墨粉化，內聚強度差，紙張、油墨、底油、UV油無法形成一個有機整體，這時候，特別是在冬天，最容易導致刮花現象的發生。 

3.7燙金燙金是一個熱轉移的過程，在熱和壓力的作用下，PET基材上的物質轉移到紙張或其它印刷基材上的過程。最常用的材料是電化鋁，為了解燙金工藝，最好先了解一下電化鋁的結構，分為5層：第1層是PET（聚酯）片基；第2層是隔離層，在熱壓的作用下可脫離PET片基，常用材料為有機硅脂或其它粘力小的黏合劑，第3層是染色層，由樹脂和顏料組成，燙金后保護鋁粉，并賦予顏色和光澤；第4層是真空鍍鋁層，提供反射性；第5層是黏合劑層，主要是丙烯酸樹脂和其它一些增粘樹脂，在熱壓的作用下，黏結到基材上，這一層是決定燙金適應性最關鍵的一層，其黏結力大小，直接決定了該電化鋁可燙的上何種基材上，如BOPP、磨吸油、水油、UV油等基材。 2、隔離層0.01微米 1、PET片基12-25微米 5、粘合劑層1.5微米 4、鍍鋁層0.02微米 3、染色層 1微米 圖1 電化鋁結構 常規的UV油是熱固性材料，加熱的時候不會軟化，并且UV油中加入了大量有機硅和蠟類物質，這些物質不容易被粘合，所以常規的UV油是無法被電化鋁中的第5層粘合的，也就是說常規UV油是無法燙金的。可燙金UV油的組成和常規UV油有很大不同，主要是具備了熱軟化但不融化、和高表面張力的特性，所以可以被燙金。相反來講，如果電化鋁第5層采用了一種類似UV彩盒膠性能的黏合劑，相信常規UV油也是可以燙金的。 

3.8書刊UV油從配方設計和化學結構方面來講，書刊UV油是一種非常特殊的UV油，是針對膠版紙而開發的一種書刊專用UV油，在不打底油的情況下，便具備良好附著力、防滲透、可粘盒、可燙金等性能。書刊UV油應用到普通卡紙上時也有一定的適應性，但使用前最好經過測試。 紙張UV油的其它一些性能，如輥痕、桔皮、針孔、縮孔、麻點等現象，還有一些特殊用途的產品，如凹印UV油、絲網UV油等，由于受篇幅限制，在此不做一一介紹。

4、紙張UV油的發展前景在環保、高效、高性能、節省能源的大環境下，UV油在印刷行業里還將得到更進一步的推廣和應用，以個人觀點來看，以下幾個UV油產品是今后值得重點關注的：（1）高光高耐磨UV油：在一定前提下，高光和高耐磨性是有沖突的，如何在高光的前提下，提高UV油的耐磨性和抗劃傷性是一個技術難題。（2）無害無味食品級UV油：由于UV油中含有大量分子量小于1000的小分子，而固化發生在瞬間（1秒內），必然會有部分小分子不能完全參與反應，如何讓這些小分子完全反應，也是業內同行需要面臨的一個課題。（3）水性UV油：這是實現UV油真正環保化的一個產品，目前技術壁壘已攻克，但如何大幅度降低其生產成本，實現規模化生產和應用，還有待使用者觀念的改變。