UV紫外線光固化技術發展歷史

工業應用UV固化技術始自1960年代早期，德國木業公司使用于木才表面的涂料層硬
化。全球首次使用UV平版印刷是在美國，英國隨即于公司1970年成功地使用
（Holland,1997）。和傳統的平版印刷相比較，只算是極為年輕的新技術，但發展
至今已成為非常重要的印刷技術。

一般而言，UV并不是專應用于平版印刷，它是一種以UV光源照射化學物，而該化
學物當中所含垢“光啟始劑（Photoinitiator）”受到UV光源的刺激，于極短時間
內（短于1秒）讓該化學物中所包含的“聚合單體（Polymer）”產生膠合硬化的
“輻射硬化技術（Radiation Curing）”，一般稱為UV固化（UV Curing）。國際上
又將上與“電子束硬化技術（Electronic Beam Curing）” 歸于同類，合稱UV/EB
Curing。

UV固化可以使用于各種傳統的印刷版式，包含凸版、彈性凸版（Flexo）、平版、
網版等印刷，只要使用UV印墨，配合UV光源即完成主要的部分。平版UV印刷即是以
平版印刷的架構，使用UV印墨，配合UV光源而成，當然一些非常重要的配合條件亦
需同時達成方可。除了印刷外，使用透明的材料印刷物進行UV上光亦是市場上廣為
使用的上光方式。

一、 平版UV印刷的特性
一般而言，UV印刷所具備的優點為：
1. 色彩飽和度高，色彩效果好。與傳統平版印刷相比較，平版UV印刷可以獲得比
較高的色彩效果，對于色彩要求較嚴格的印刷品，可獲得較令人滿意的結果。
2. 印紋光澤度高，視覺艷麗。與消光的底色搭配，可獲得令人激賞的視覺對比，
對于強化產品的高品質形象，極具助益（Tolliver,1998）。
3. 適用于物性及化性完全不同的多類被印物，包含紙、紙板、塑膠、賽路絡、
PVC、PE……等紙類與膠片類。此特性比傳統平版印刷能印刷更多的產品種類，有更
寬廣的市場未來性。
4. 于印刷同時可立即干燥，可大幅改善生產效率（RadTech,1998）。由于不需要
等待油墨干燥時間，所以生產時間可以大幅縮短，印刷公司也可以節省許多儲存待
干印件的空間，對成本節省多有助益。
5. 由于印刷時立即干燥，故不需使用噴粉，于改善因為噴粉所導致的品質問題，
可以避免。
6. 由于印刷時立即干燥，故可以不會像傳統平版印刷一般，印下來的48小時內會
有色彩變化情形發生（Ehrlitzer，1998）。
7. 印紋的耐光性較佳。
8. 印紋的耐磨擦性較佳。
9. 對環境較為親和（RadTech，1998）。

除了前述的各項優點，平版UV印刷是否沒有缺點？答案是它當然會有一些缺點：

1. 平版UV印刷的機器投資成本比傳統的平版印刷設備高，投資決策需更小心。

2. 可以使用平版UV印刷的市場種類比傳統的平版印刷市場更廣，更分散，所以廠
商若要投入發展此技術，應先進行市場的分析研究，以免投資設備后發生找不到訂
單的風險。

3. 平版UV印刷的印墨成本為傳統的平版印刷的印墨成本的3~4倍左右，材料成本
高。印刷生產中的生產管理技術、制程技術，及成本控管，需要更嚴謹，否則成本
損耗的比例會比傳統平版印刷高。

4. 印墨儲存區需進行較嚴格的溫度控制，需保持在20℃以下，倉儲成本較高
（HostmannSteinberg ,1992）。

5. 若紫外線外泄，對人員會產生健康上的影響。

6. 平版UV印刷不若傳統平版印刷般普及，熟悉操作技術的人力供給，需仰賴自己
培訓。

一般而言，UV印刷會應用到的技術種類，于下列簡單述之：

1. UV光源設備：包括燈管、反射罩、能量控制裝置、溫度控制裝置（或稱冷卻裝
置）。

（1） 燈管：UV光源所使用的燈管，最常用的種類為內部填充水銀的水銀燈管
（Mercury Lamp），有些時候會添加其他的金屬，便如鎵（Gallium）。另外金屬鹵
素燈管，及石英燈管（quartz lamp）也是常用的種類。目前多仰賴進口。UV燈管所
發出的電磁波長須介于200~400nm之間。

（2） 反射罩：反射罩主要的功能為將UV電磁波反射回來，以增加UV的光源效率
（UV Tech Publications，1991），另一個重要功能為維持燈管的工作溫度。反射
罩表面通常為鋁制，反射率的要求通常需高達90%。

反射罩的基本型式有兩種，一為聚焦型，另一種為散焦型，隨制造商的發展，
又有其他的延伸型式。

（3） 能量控制裝置：此裝置的主要供能為控制UV燈管所發射出的UV能量為穩定
的，以維持硬化的效率及穩定，以配合不同印刷速度的需求。有電子式設計，也有
使用微電腦控制。

2. 冷卻裝置：
由于UV燈管于 發出UV電磁波時，也會發出IR（紅外線波），使得UV設備會在高
溫中運作（例如石英燈管的溫度可達600~800℃），如此除了會縮短設備的壽命外，
對印刷品也容易引起伸縮的情況，導致印刷時規位無法套準，所以冷卻裝置的重要
性可見一斑。

3. 供墨系統：
由于UV墨比傳統的平版印墨有較高的粘度，及較大的摩擦力，且對印刷機的組
件（包括橡皮布、墨輥等）都會損傷，所以除了印刷時應對墨槽中的墨應持續地進
行攪拌外，供墨系統中的墨輥及橡皮布應使用應為UV印刷所設計。

又為了維持UV印墨的穩定性，以免過高的溫度影響印墨的粘度，墨輥的溫控裝
置也是重要的設備。

4. 散熱及排氣裝置：
主要的功能為將機器內部過多的熱能及因印墨聚合硬化時產生的臭氧排除之用。
通常由排氣馬達及排氣管所組成。

5. 印墨：
印墨品質良好與否是直接影響UV印刷的最關鍵性因素。它除了會影響色彩表現與
色域等傳統的品質因素外，印墨的印刷適性更直接影響被印物印于印刷完成后印紋
的附著力、強度、抗摩擦力等。光啟始劑及聚合單體種類及特性為關鍵性的基礎材
料。

要控制UV印墨的附著力，為濕的UV墨與被印物接觸時，被印物的表面張力（單
位：dynes/cm）必須高于印墨的表面張力（Schilstra，1997），才能產生良好的印
墨附著，因此控制印墨及被印物的表面張力為UV印刷的重要技術。

6. UV能量量測設備：
于UV印刷當中，因為UV燈管老化、電源、印刷機速度等因素，需要控制UV能量保
持穩定，故量測UV能量的技術成為極重要的一環。

7. 國外的技術發展趨勢：

（1） 市場穩定的成長。

（2） 應用多色印刷及高精細表現的分色技術。包括Hi-Fi Color，及隨機網點過
網技術 （Stochastic Screening Technology）。

（3） 冷UV固化技術（Cold UV Curing）（Holland,1997）：

Heraeus公司發展Excimer Lamp，不會產生紅外線，所以不會發熱，對于薄膜
印刷或易生收縮效應的被印物，有效佳的規位控制成果，其他的優點為：省能源、
不會侵蝕印刷機零件、不發出臭味……等。然而到目前為止其效率尚無法取代水銀
燈管，未來發展極具潛力。

我國目前使用下版UV印刷的情況，與傳統平版印刷相比較，屬于極少數的技術
種類。至目前為止，安裝專門為平版UV印刷的特性所設計的平版印刷機的廠商極
少，多數使用于生產磁卡、膠片、及高品質的化妝品包裝盒等。

國內印刷公司使用較多的平版UV應用，大部分應用在上光的用途，它們大多為
離線型UV上光。當傳統平版印刷印刷完成的紙張印刷品需要高光澤的上光處理時
（包括全面上光及局部上光），多數采用此種方式。它的投資額較小，且多數為上
光廠所投資，如此印刷公司不必投資，而上光廠因為設備可以發揮效率而較劃算。
缺點為生產過程長，且品質不穩定。又因傳統平版印刷使用噴粉，故上光效果會受
影響。此種組合多應用于商業廣告印刷及包裝盒等。

目前關于平版UV印刷技術在國內使用上的現況，設備上已無大的問題存在。由
于國際上的領導廠商（印刷機如：海德堡、羅蘭；UV設備：IST METZ、Eltossch、
Spectral；UV燈管：OSRAM……等）都有專業的完整設備，這些設備也已經經歷過國
外印刷公司的嚴格考驗，其使用效率與穩定性已無大問題，除了設備投資額高這個
財務上的問題外。目前國內平版UV印刷技術應用上的問題，主要集中于材料供應及
印刷適性等相關問題之上。

墨輥、橡皮布或樹脂版材
使用UV油墨或UV上光油可能導致一般的印刷墨輥、橡皮布或樹脂版材腫大， 腫大更嚴重會產生脫皮或

表面碎裂，選擇適當的或采用指定UV專用橡皮布和樹脂版是很重要的。

許多UV油墨供貨商會推薦一個標準范圍，如橡皮布采用硝化或丁碁硝化處理的材質可能可以配合油性、

UV油墨或上光油。而天然橡膠和聚合乙烷材質的會腫大，不能適用于UV油墨和上光油。

采用EPDM材質的橡皮布特別適合UV油墨和上光油，但也可能不適合一般Oil-based的油墨。EPDM橡皮布

特別不能使用石油提煉的洗劑，應購買專用的洗劑。同樣的，選擇印刷機的墨輥也是根據這個原理。不

能常常變換交替使用UV油墨和一般油性油墨，如果需要變換油墨必需清理非常干凈，去除一切可能殘留

的化學品。

UV燈管

UV燈的機組間的排列及每支設定的工作強度，使印刷品的UV油墨或上光油充分且恰當的固化，必需看印

刷速度、墨膜厚薄程度和油墨顏色的明暗而定。一般只有印刷業專門UV技術供應商，才會仔細考慮印刷

機的型式和印刷的各種成品需求，推薦適合的UV系統。

BEST-UV在UV印刷和上光油應用上，使用適合的標準為“工業用中壓力水銀燈”或“金屬鹵素燈”。如

第1色(如青色)，印刷標準墨膜厚度(1.20-1.40g/m2)，速度100m／min時，使用2支120W/cm的中壓力水

銀燈實行固化。如改為色濃度高、較暗的顏色印在1-2個疊色，整體固化的困難度就大大增加，這是由

于UV光很快被深重的油墨的色素所吸收了。

一般4色UV油墨固化的困難度依序為洋紅、黃、青、黑色，因此UV彩色印刷時的色序應為黑色、青、黃

色、洋紅。有些調配色/專色也是非常難于固化，如黃色和青色調配而成的綠色、可把UV光反射回去的

不透明色等。

同樣的，金色、銀色等金屬色也有同樣問題。
UV燈工作中溫度的精確、穩定控制，對發射功率也有直接的不可低估的影響。目前強排氣冷卻方式，面

對UV印刷高變數(色彩、材料、速度等)的應用狀況，很難完整符合具體需求。BEST-UV系統采用水循環

冷卻系統，結合空冷、強排氣裝置，可比較理想的實現各種形式UV固化。并可防止燈管、輻射器、線路

過熱而短路。

UV燈的石英管壁工作中溫度一般約800℃（據功率調節有一定變化），紙張粉屑、空中塵粒、燈管上的

指紋、污跡一旦經過高溫工作過程，就將變為永久性殘留，影響UV光的發射。所以，經常性進行燈管的

日常保養非常重要（軟布蘸適量無水酒精全周檫拭）。功率衰減的燈管會造成印刷上困擾，所以必需及

時更換，以免影響整體作業。

UV燈的壽命有限的，通常輻射強度75% 時，輸出效率降低，就較難實現有效固化。BEST-UV系統對燈管

的使用時間、狀態、是否需要更換均有清晰指示。

反射罩

如果沒有安裝反射罩，約有80%的UV光線，因漫射而沒有作用到印刷物上。因此UV燈必需裝設燈罩反射

并集中焦點于印刷物的方向，反射罩的重要性是不容忽視的。

BEST-UV燈盒的反射罩以水循環冷卻系統，保證工作中精確的溫度控制。反射罩必需清潔及保養，紙張

的粉屑或是噴粉的灰塵附著于反射罩，都會影響UV燈反射的的功效。通常在不使用UV時，BEST-UV燈罩

氣動式自動關閉燈盒以防止灰塵。

UV油墨比較貴，好象是印塑料一類材料用的，為了增加附著力，因此粘性比較大，塑料當然不會被拉毛

。輪轉機印用的是UV油墨還是輪轉膠印油墨?用貴的油墨代替不是很貴的膠印油墨你說劃不劃算。

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