3.4 UV膠印油墨
膠印又叫平版印刷，是在印刷領域內應用最廣泛的一種印刷方法。膠印印版的圖文部分和非圖文部分基本上處于同一平面，僅有稍許高低之差，利用油水相斥的原理印刷，圖文部分是憎水性的（親油墨），非圖文部分是親水性的（斥油墨）。印刷時先用潤版液潤濕非圖文部分，圖文部分是斥潤版液的；再由墨輥傳遞油墨，圖文部分接受油墨，非圖文部分斥油墨；圖文部分油墨再轉移到橡膠輥筒，然后傳給承印物，是間接印刷。膠印印刷過程如圖3-10所示。
圖3-10 膠印印刷過程示意圖
3.4.1 膠印印刷的制版
膠印使用的印版為預涂感光平版（presensitized plate，PS版），是在鋁基版上預先涂覆感光層，加工后儲備，隨時用于曬版的膠印版。PS版有陽圖型PS版和陰圖型PS版兩種。20世紀80年代開發出數字化制版技術——計算機直接制版（computer to plate，CTP）技術，代表了印刷技術最新的發展方問，進入21世紀，CTP技術日漸成熟，CTP設備和版材不斷開發和獲得進展，正在成為膠印的主流產品。
（1）陽圖PS版
陽圖PS版是在經表面處理的鋁基材上涂布光降解型鄰重氮萘醌類感光劑與線型酚醛樹脂組成的感光樹脂層，經干燥制成。
陽圖PS版的制版過程：
UV曝光→顯影→干燥→修版→印版
陽圖PS版使用時，將陽圖底片與陽圖PS版真空貼合，用金屬鹵素燈（如碘鎵燈）或中壓汞燈曝光，在紫外光照射下，重氮基發生分解，析出氮氣，同時發生分子內重排變為烯酮，在水存在下烯酮水解變為羧基，因為感光部分產生了羧基，用堿性顯影液如硅酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉或有機胺等進行顯影而除去，露出的鋁基材親水。不感光部分形成圖文親油墨，得到陽圖。版面經除臟、修版、干燥，即制成印版。有時為了提高耐印力，還可采用高溫烤版。
（2）陰圖PS版
陰圖PS版是在經表面處理的鋁基材上涂布光聚合型感光性樹脂，如重氮樹脂與堿溶性樹脂體系、帶疊氮基的高分子體系和帶肉桂酸基團的高分子體系，它們的感光度比陽圖PS版高，但有一部分是溶劑顯影，成本高，對人體有害，也污染環境。
陰圖PS版的制版過程：
UV曝光→顯影→干燥→修版→印版
陰圖PS版使用時，將陰圖底片與陰圖PS版真空貼合，用金屬鹵素燈（如碘鎵燈）或中壓汞燈曝光，在紫外線照射下，見光部分發生聚合交聯，形成的圖文部分親油墨。對于不見光部分，有的體系用稀堿液如碳酸鈉顯影除去，有的體系要用溶劑顯影除去，露出的鋁基材親水，得到陰圖。版面經除臟、修版、干燥，即制成印版。
（3）CTP版
CTP技術是使用數字化數據通過激光制版機將圖像和文字直接復制到印刷版上的技術。CTP制版工藝與傳統膠印制版工藝相比，不需要銀鹽分色膠片，還可省去多道制版工序，如圖3-11所示。
圖3-11 CTP工藝和傳統膠印制版工藝比較
CTP制版系統因結構不同，所用光源不同，所用的CTP版材也不同。目前主要有紫激光CTP版、熱敏CTP版和UV-CTP版，它們的版材結構、成像機理和性能各不相同，各有特點（見表3-30）。
表3-30 常見三種CTP版材性能比較
3.4.2 膠印印刷
膠印的主要特點如下。
①油墨層厚度很薄，一般膠印油墨單色厚度在2μm左右。
②由于墨輥和水輥交替與印版接觸，故對油墨印刷適性要求極高，同時要防止油墨發生乳化。
③膠印的印刷速度快，一般在100～400m/min。
④膠印油墨黏度高，顏料濃度高，著色力也高。
⑤膠印是間接印刷，是由有彈性的橡膠輥轉印給承印物的，所以印刷壓力比較小且均勻，套印精度高，圖文再現性好，網點清晰，層次豐滿。
傳統的膠印油墨是以松香改性酚醛樹脂等合成樹脂為連接料的溶劑型油墨，污染環境，采用UV膠印油墨后，則使膠印印刷有了新的進展。
（1）改善了普通膠印工藝
①膠印中使用UV油墨，印刷品在到達收紙部分已經固化，可以免去噴粉，既利于印刷環境的清潔，保護操作人員的健康，也避免了由于噴粉而給印后加工所帶來的麻煩，如對上光、覆膜效果的影響，并可進行連續加工。不僅改善了作業環境，而且提高了生產效率，又縮短了交貨時間。
②UV油墨經UV光源照射才固化，未照射前在墨罐中不結皮，在印機或版上也不會干結，因此，膠印機停機不用清洗墨罐和膠輥，解決了膠印機停機時的后顧之憂，減少了油墨的浪費，節省了清洗時間。
③固化裝置簡單、易維修，不需要紅外干燥裝置那樣的烘道，即便加上與之相關的設備，占地面積仍然比普通的紅外干燥設備的占地面積小很多。
④紫外線固化設備能使UV油墨低溫下快速固化，它的能耗比傳統油墨印刷通過熱風干燥或紅外烘干的方式進行干燥所消耗的能量低得多。
（2）使膠印適用于多種承印材料，拓寬了膠印的應用范圍
①復合紙類承印材料印刷。復合紙是由兩種或兩種以上的具有不同性能的紙或其他材料結合在一起組成的紙材，像日常生活中常見的牛奶、煙、酒的外包裝盒大多采用復合紙制成。復合紙材料用普通油墨印刷存在附著力、耐摩擦性及干燥性差等問題。UV油墨中的光敏劑在UV的照射下，樹脂中的不飽和鍵打開，相互交聯形成網狀結構，極大地提高了墨層表面的物理性能，從根本上解決了以上的一系列問題。
②非吸收性材料印刷。如聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、金屬箔及非吸收性的特殊材料等。這些承印材料若采用普通溶劑型油墨印刷，除需要一定的干燥時間外，通常還需要采用噴粉、晾架裝置或在油墨中摻加其他助劑等處理手段，而UV油墨固化時無滲透，完全擺脫了普通油墨干燥慢的困擾。此外，UV油墨可以提高墨層表面的物理性能，并可采用膠印UV油墨印刷細砂、金、銀等，而普通膠印很難實現印刷。
③金屬材料印刷。在金屬材料表面采用UV油墨印刷時，可以縮短固化過程和簡化原有的固化裝置。同時，UV油墨表層良好的固化性和結膜性不僅可以改善印后加工特性，也提高了產品的外觀質量。
（3）UV膠印具有優秀的印刷效果
膠印多用于精細產品印刷，UV膠印油墨印后立即固化干燥，油墨不滲入承印物內，故色彩更鮮艷，清晰度更高，大大提高了印刷品色彩飽和度，并且可減少細小網點的損失，提高套色疊印的油墨轉移率。此外UV膠印印品在表面質地、保護性、耐磨性和生產效率等方面具有傳統膠印印品所無法比擬的優勢，使印刷品具有耐用、防擦傷和劃痕等優點，同時還具有抗化學藥品性和耐腐蝕性。
（4）UV膠印屬于綠色環保印刷
環境問題是促使UV油墨大量使用的主要原因。絕大多數的油墨用戶選用UV印刷技術的主要原因是UV油墨的應用符合環保法規。
①無溶劑揮發。UV印刷幾乎沒有揮發性有機物（VOC）的排放，解決了溶劑型油墨干燥過程中的環境污染問題。
②節省能源。傳統溶劑型的油墨中有相當比例的溶劑在結膜過程中揮發掉了。因此，如果在同樣面積、同樣膜層厚度的印刷區域下做比較，顯然溶劑型油墨的能耗量要大得多。
（5）UV膠印擴大了膠印在特殊印刷領域的應用
隨著膠印技術的應用不斷成熟，許多設備制造廠商推出了各種型號的UV膠印機。利用這種膠印機可以進行簡單、高品質的光柵立體印刷作業。由此，立體印刷可以大批量地進行生產而且產品的質量得到進一步的提高，拓寬了膠印在特殊印刷領域的應用。
3.4.3 UV膠印油墨的制備
根據膠印的特點，UV膠印油墨配方設計應考慮低聚物和活性稀釋劑要有較好的抗水性能，在印刷中與墨輥和水輥交替接觸時，不發生乳化現象。UV膠印油墨中顏料濃度高，為了更好地分散顏料，常選用對顏料分散性能好的聚酯丙烯酸酯作為主體樹脂成分；膠印印刷速度快，一般在100～400m/min，因此UV膠印油墨配方設計必須首先考慮油墨的光固化速度要符合膠印機車速要求。
3.4.3.1 選用光固化速度快的低聚物、活性稀釋劑和光引發劑
低聚物和活性稀釋劑要選用固化速率快、官能度高的丙烯酸樹脂和活性稀釋劑，常用于UV膠印油墨的低聚物見表3-31～表3-34，常用于UV膠印油墨的活性稀釋劑見表3-35。
表3-31 湛新公司推薦用于UV膠印油墨的低聚物
表3-32 沙多瑪公司推薦用于UV膠印油墨的低聚物
表3-33 沙多瑪公司推薦用于UV膠印油墨的新低聚物
表3-34 國內公司推薦用于UV膠印油墨的低聚物
表3-35 沙多瑪公司推薦用于UV膠印油墨的活性稀釋劑
UV膠印油墨所用的光引發劑通常也是以ITX和907復合使用為主，對紅、黃兩色油墨可加651，但ITX和907有毒性，歐美發達國家已禁止使用，ITX可用DETX來代替，大分子ITX（Omnipol TX，北京英力公司生產）也可代替ITX；907可用UV6901（長沙新宇公司生產）、Doublecure 3907（臺灣雙鍵公司生產）來代替。黑色油墨則以369為主，配合ITX或DETX使用，白色油墨則以TPO和819為主，與184或MBF配合使用。UV膠印油墨的光引發劑用量比較大，一般都需6%或更多一些。為了提高表面固化速率，往往還需適當加入少量叔胺，如EDAB等。有時為了提高光固化速率，可添加適量的TPO或819。
UV膠印油墨配方設計中還可考慮以下組分。
（1）使用大分子光引發劑
上述介紹的光引發劑均為低分子量有機化合物，其光裂解產物分子量更小，容易發生遷移，有些有氣味，有些還有一定毒性，ITX、907和BP等光引發劑歐盟已明確規定不能用于食品、藥品包裝印刷油墨中。為了適應安全和環保要求，使用低遷移性、低氣味、低毒的光引發劑已經成為刻不容緩的事情。目前的發展趨勢是使用將小分子光引發劑鍵合在高分子鏈上的大分子光引發劑或在小分子光引發劑中引入可聚合基團的聚合型光引發劑。大分子光引發劑由于具有較大的分子量，并含有可參與自由基反應的基團，有效降低了氣味，改善遷移性，解決了殘留光引發劑和光解產物的毒性問題。同時一個大分子光引發劑可形成多個自由基，局部自由基濃度可達到較高水平，有利于提高UV油墨的光固化速率。另外大分子光引發劑多以黏稠液體的形式存在，可大大改善與預聚物和單體的相容性。已經產業化的大分子光引發劑見表3-36。
表3-36 已產業化的大分子光引發劑
（2）使用低皮膚刺激性活性稀釋劑
在UV油墨配方中所使用的丙烯酸酯類活性稀釋劑有些對皮膚具有一定的刺激性，在UV油墨的生產和印刷過程中，一線的生產操作人員都會因為直接接觸到丙烯酸酯類活性稀釋劑而出現皮膚過敏的癥狀，所以為改善生產和印刷作業環境，提高油墨的生產安全性，希望使用皮膚刺激性指數（PII）在3以下（最好小于2）、揮發性低、氣味小的活性稀釋劑來改善UV油墨對皮膚的刺激性。
目前，降低活性稀釋劑的皮膚刺激性指數PII值的方法主要有以下幾種：
①活性稀釋劑的烷氧化（乙氧化、丙氧化），增加活性稀釋劑分子中烷氧基的數量和含量；
②加大丙烯酸酯活性稀釋劑的分子量；
③用己內酯對活性稀釋劑進行加成反應。
低皮膚刺激性的活性稀釋性見表3-37。
表3-37 低皮膚刺激性的活性稀釋劑
3.4.3.2 改善UV膠印油墨的流變性能和印刷適性
（1）顏料潤濕性
UV膠印油墨的連接料主要由較高極性的低聚物和活性稀釋劑組成，應用于UV膠印油墨中的顏料大多為極性較低的有機顏料，這些高極性的低聚物體系對低極性的有機顏料粒子表面的親和性是比較差的，難以提供良好的顏料潤濕性。同時，UV膠印油墨連接料所使用的主體丙烯酸酯低聚物分子量較低，通常為1000～2000（而傳統膠印油墨所使用的松香改性酚醛樹脂分子量為20000～50000）。總之，與傳統膠印油墨相比，UV膠印油墨的樹脂和連接料體系具有低分子量、高極性的特征，不能提供令人滿意的顏料潤濕性和分散穩定性。
為改善UV膠印油墨的顏料潤濕性和分散性，提高生產效率，首先要選擇合適的主體低聚物樹脂。脂肪酸改性丙烯酸酯低聚物因具有較高的分子量、低極性而具有良好的顏料潤濕性，特別適合顏料含量較高的膠印油墨體系。但由于部分丙烯酸官能團被脂肪酸所取代，脂肪酸改性丙烯酸酯的反應活性差、Tg低，會影響油墨的固化速率和墨膜的物理性能，通常必須和低黏度、高官能度的低聚物配合使用。選擇合適的顏料也是改善油墨分散性能的關鍵因素之一，但是除UV油墨專用炭黑以外，極少有專門與UV膠印油墨配套使用的有機顏料，有機顏料的最終確定只能依靠大量的實驗來進行。不過UV體系顏料選擇有一個原則，就是在UV膠印油墨中適用的顏料應該是具有一定極性的。
（2）水墨平衡性能
在實際印刷過程中，UV膠印油墨對潤版液水量的寬容度小，水墨平衡難控制，難以達到傳統膠印油墨的印刷適性。導致UV膠印油墨水墨平衡性能差的原因主要有以下兩方面，首先是UV膠印油墨中所使用的丙烯酸酯低聚物和活性稀釋劑通常帶有羥基、羧基和氨基等高極性基團，對潤版液具有較強的親和性，與極性小的油性連接料相比，前者的乳化可能性更大。其次是UV膠印油墨的印刷基材主要是以合成紙、金銀卡紙和塑料等非吸收性材料為主，對潤版液的吸收性差，這給印刷中水墨平衡又增添了更多可變因素。經驗顯示，使用殘留羥基數值高和極性大的反應性低聚物（含調節用樹脂、活性稀釋劑、助劑）時，必須十分慎重。
主體低聚物的選擇是改善UV膠印油墨水墨平衡性能的關鍵。由于環氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯預聚物的分子鏈上含有羥基、氨基等官能團，具有較強的親水性，而損失油墨的抗水性，所以從改善油墨的水墨平衡性能角度來看，聚酯丙烯酸酯具有更好的抗水性，成為最佳的選擇。目前從油墨性能方面看，UV膠印油墨體系大多以聚酯丙烯酸酯作為主體樹脂，改善油墨的水墨平衡性能也是主要選擇依據之一。但是聚酯丙烯酸酯低聚物在硬度、耐摩擦性和溶劑耐抗性方面還有待進一步改善。另外，在保持油墨體系黏性相近的條件下，采用更高分子量的丙烯酸酯低聚物則可以提高油墨的抗乳化性能，但是這種情況是在高分子量樹脂在油墨的配方中達到一定的比例時才具有的，可能是由于高分子樹脂之間通過相互纏結可以形成更大的物理網狀結構，將有效阻礙水分子向油墨體系內部滲透，從而改善油墨的乳化性能。然而，丙烯酸酯低聚物的高分子量化是以降低官能度、損失固化速度為代價的，這就需要在設計油墨配方時進行綜合考慮，以彌補為改善油墨的水墨平衡性能而導致其他性能惡化的損失。
環氧丙烯酸酯類低聚物是影響油墨乳化率的主要因素。因此，在保證固化速度和油墨黏度的前提下，應控制環氧丙烯酸酯類低聚物的用量，使UV膠印油墨能保持較強的斥水性，以保證在實際印刷生產中具有良好的印刷適性。
（3）降低飛墨現象
UV膠印油墨和傳統膠印油墨相比在流變性能方面存在顯著差異。首先，丙烯酸酯低聚物的顏料潤濕性差，使UV膠印油墨在低剪切速度下表現出更強的結構，并對油墨在印刷機墨槽中的流動產生不利影響。其次，丙烯酸酯低聚物具有特殊流變性能和低分子量的特征，導致UV膠印油墨內聚力差，對溫度變化敏感，表現出高黏性、低黏度和絲頭長的特征。在高速印刷條件下，由于油墨體系的黏彈性不足，容易出現飛墨現象。如果為了顧全油墨的流動性和易分散性而選用易分散或高流動性的顏料，則此類問題會更加突出。
目前大多采用添加非反應型助劑的方法來改善體系的抗流變性能，提高UV膠印油墨抗飛墨性能。通常在油墨配方中添加氣相SiO2、滑石粉、有機膨潤土和有機硅樹脂等具有一定增稠作用、可提高觸變性的填充料，通過增加體系的內聚力和黏彈性來防止飛墨。但這些助劑的效果很有限，無法從根本上解決問題，而且可能對油墨的光澤度、附著力等性能產生不良影響。
改善低聚物樹脂自身的流變性能是解決UV膠印油墨流變問題的最有效辦法。從理論上看，在油墨配方中引入100%反應活性、具有流變性控制效果的低聚物樹脂，不但將改善油墨的印刷適性，而且將改善油墨的最終固化成膜性能。
3.4.3.3 提高對基材的附著力
由于UV膠印油墨有瞬間固化和低溫固化的特性，不僅在普通的紙張上可以使用，還可以應用于合成紙、金屬覆膜紙、PVC、PC等各種非吸收性紙張和塑料。然而，在自由基聚合時，單體或低聚物間由固化前的范德華力作用的距離變為固化后的共價鍵作用的距離，兩者之間距離縮小，因此體積收縮明顯。加之固化時間極短，墨層的內部殘存著很大的應力，因此與一般的溶劑型油墨相比，UV膠印油墨有附著力變差的趨勢。
目前，對于一些特殊的塑料基材（如PE、PP和部分PET）UV膠印油墨不能提供良好的附著力，主要是由于這類材料具有活性稀釋劑無法溶脹、表面極性低的特征，已固化墨膜與基材之間無法形成有效的作用力，導致附著力差。解決UV膠印油墨對這些塑料的附著問題是行業中難以克服的技術難題。根據實踐經驗，解決UV膠印油墨對困難基材的附著問題，通常從以下幾方面著手：①增加低表面張力的活性稀釋劑，改善油墨對基材的潤濕性。②選用低官能度的活性稀釋劑和低聚物，以減小油墨的應力和體積收縮。③選擇高分子量、低Tg的低聚物。④使用特殊官能團改性的低聚物例如氯化聚酯丙烯酸酯等。⑤添加附著力促進劑。
但是這樣處理常會導致油墨的固化性能變差、印刷適性有惡化的趨勢。從應用狀況來看，要使UV膠印油墨對所有基材都具有良好的附著性能是十分困難的，所以在改善油墨性能的同時，也必須對基材進行表面預處理（如電暈處理、火焰處理）或做增黏底涂層等，以改善基材的表面性能。總之，必須結合印刷工藝共同解決UV膠印油墨對于基材附著困難的問題。
使用UV膠印油墨還需注意下列問題。
（1）印版
膠印印刷時可使用陽圖型PS版和陰圖型PS版。如果是陽圖型PS版，由于活性稀釋劑和光引發劑能分解普通PS版的網點，造成印版耐印力下降，故必須使用UV油墨專用的陽圖型PS版。如果用一般的陽圖型PS版，需要進行烤版處理，即按照常規方法曬制的普通PS版，需要烤版10～15min（溫度250℃）。CTP版也需要烤版10～15min（溫度250℃）。
（2）膠輥、橡皮布
要使用UV專用膠輥，采用油性油墨和UV油墨兼用型膠輥其效果也可以。橡皮布選用一般油性油墨用、UV油墨用的橡皮布都可以，但由于UV油墨中的活性稀釋劑會在印刷過程中對普通膠輥和橡皮布進行浸透，一方面造成油墨中活性稀釋劑的減少，破壞了油墨的流動性；另一方面造成對膠輥和橡皮布的腐蝕，短期會導致膠輥和橡皮布表面膨脹變形及表面的玻璃化，長期印刷時膠輥和橡皮布表面會局部脫皮或產生裂痕。所以通常選用三元乙丙橡膠（EPDM橡膠）或硅橡膠制成的橡膠輥，硬度最好在肖氏40SH以上。選用UV專用橡皮布，該類橡皮布混合料中加入抗UV樹脂成分，可耐UV照射，橡皮布不易粉化。或者選用UV自粘式橡皮布，該類橡皮布也含抗UV樹脂成分，用于UV印刷時，壽命得以延長。
（3）分散和研磨
UV膠印油墨所用顏料量在各種油墨中最大，一般在15%～21%，所以分散、研磨非常重要，通常都先用分散樹脂、活性稀釋劑、潤濕分散劑和顏料在砂磨機上分散、研磨，制成色漿，再將其余組分混勻后，用三輥機研磨制成油墨。
3.4.4 無水膠印
無水膠印是一種平凹版印刷技術，印刷時不使用水或傳統潤版液，而是采用具有不親墨的硅橡膠表面的印版、特殊油墨和一套控溫系統。與傳統膠印技術相比，無水膠印有優異的印刷效果、更高的印刷效率及環保等優點。
3.4.4.1 無水膠印技術的特點
（1）印刷效果好
①色彩飽和度高。印刷中沒有水的介入，所印圖像因油墨未被稀釋和乳化而更光亮、鮮艷，印品色彩飽和度提高，能超出傳統印刷的20%。
②網點還原好。印版是平凹版，壓印轉移時向四周擴散程度較小，網點增大率降低50%，且不使用潤版液，網點更清晰。
③印刷密度高。由于網點增大率小，可適當提高印刷密度，印出清晰的色調、高分辨率和高亮度的精美圖像和細小文字及精密圖像。
④因為不用水，無須調節水墨平衡，可選擇的承印物更多，如在傳統膠印無法印刷的金屬箔紙、塑料和薄膜上的印刷表現出色。
⑤不使用潤版液，還使雙面印刷機套印準確，尤其是薄紙印刷。
（2）印刷速度和生產效率高
因為無水膠印印刷時不用調節水墨平衡，印前準備時間比傳統膠印縮短40%，過版紙消耗降低30%～40%，且不使用印刷潤版液。不僅節省印刷準備時間和成本，還能實現高品質、高效率生產。
（3）利于環境保護
無水膠印過程中不使用傳統膠印潤版液等含有揮發性溶劑的化學藥劑，不向空氣中排放揮發性有機物，減少了環境污染，而且節約了水資源。
當然，無水膠印也有其缺點，如油墨黏度大，對紙張質量要求高；且為保證油墨黏度不受溫度影響，需要配置控溫系統，增加一定成本。
目前普遍使用傳統光敏無水膠印版材，不同公司、不同時期研制的印版結構不盡相同，但大體結構一般分為5層（由內而外）：版基、底涂層（膠合層）、親墨的感光層（光敏層）、斥墨的硅橡膠層及保護層。
3.4.4.2 無水膠印版結構組成
（1）版基
版基是印版的支持體，要具有一定的強度和柔性，主要使用鋁薄板，此外也用涂層紙、鋁合金板、橡膠板和塑料板或幾種材料的組合。
（2）底涂層
底涂層是把版基與感光層黏合在一起的膠層，除具有黏合作用，也起著隔熱和緩沖印刷壓力等作用。
（3）感光層
感光層又稱光熱轉化層，具有親墨性，是印刷圖文的載體，是無水膠印版材的核心組成，感光層分陰圖型和陽圖型兩種。
（4）硅橡膠層
硅橡膠與油墨的表面張力大于油墨的內聚力，所以硅橡膠層可作為印版的斥墨層。硅橡膠由二烷基聚硅氧烷與交聯劑反應生成。
（5）保護層
在硅橡膠層上有時還加涂一層透光性好的聚酯或聚丙烯薄膜保護層，既可防止版面劃傷又可提高曝光時的真空度。
3.4.4.3 無水膠印版制作原理
無水膠印版的制備分為陽圖型（用陽圖片曝光）和陰圖型（用陰圖片曝光），取決于版材感光層的組成。陰圖片曝光后，經顯影曝光部分硅橡膠脫落，露出親墨層（圖文），未曝光部分（空白）硅橡膠保留；陽圖片曝光相反，顯影后曝光部分感光層與硅橡膠層交聯成為斥墨層，未曝光部分的硅橡膠層除去，形成親墨層。圖3-12以陰圖片曝光為例說明無水膠印版制版過程。
圖3-12 無水膠印陰圖片制版過程示意圖
無水膠印主要適合高質量、印量少、交貨期短的業務，諸如增值包裝、塑料卡片、不干膠標簽、3D、凸鏡形狀應用、CD/DVD、木制品塑封等，特別值得應用于一些極限印刷領域。
因為無水膠印版材的空白部分沒有水層的保護，依靠的是硅橡膠層低表面張力對油墨的排斥，所以要求無水膠印油墨有很高的內聚力，即要求有較高的黏度，以確保不臟版（空白部分不帶墨）。
無水膠印不需要潤版液，只有一次上墨過程。因此，要求在上墨的過程中圖文部分能很好地吸附油墨，空白部分能排斥油墨。
根據油墨的表面能的參數，只要圖文部分的表面能高于油墨，空白部分的表面能低于油墨即可。在材料的選擇上，為了防止油墨對空白部分的粘臟，通常空白部分的表面能要遠低于油墨的表面能。現在比較成熟的無水平版，其空白部分由硅橡膠構成，其表面能很低。圖文部分選擇的是具有良好的親油傳墨性能的聚酯。
無水膠印在印刷過程中，由于著墨輥等軟質膠輥（橡膠材料） 的滯后圈的存在，內耗產生的熱量將使油墨溫度升高而導致其表面能的下降。當表面能降低到一定程度，就有可能破壞空白部分和油墨之間的正常的表面能關系，從而使空白部分起臟。因此，在印刷機的構造上必須做改進。可以在軟質膠輥之間插入中空的金屬串墨輥，往金屬串墨輥中通空氣或水等制冷介質，以控制油墨的溫度。
無水膠印使用的是專用油墨，它的基本成分與傳統膠印的油墨相似，在色料的選擇上是沒有什么區別的，主要的區別是油墨中所用的樹脂即連接料部分。無水膠印油墨和傳統的膠印油墨相比有以下特殊的性質。
①它需要有比傳統的膠印油墨更高的黏度和黏性，才有可能提供比較大的油墨內聚力，足以大于油墨和硅膠層之間的作用力，使硅膠層表現為疏油性，這樣油墨與非圖文部分的硅橡膠層相斥，從而實現無水印刷。
②必須適應無水膠印特殊的流變性能。因為無水膠印油墨具有高黏度，所以它在墨輥和印版之間的流通比較困難，這就要求油墨要有特別的設計，使其有較好的流變性能。
③由于在無水膠印中溫度的特殊影響，所以最好還要有一個比較寬的溫度適應范圍。
3.4.5 UV膠印油墨和UV無水膠印油墨參考配方
（1）UV膠印油墨參考配方
PEA 25.0
EA 25.0
脂肪酸改性EA 5.0
PUA 10.0
顏料 17.0
CaCO3 5.0
SiO2 0.5
BP 3.0
ITX 2.0
ODAB 5.0
蠟 1.0
助劑 1.5
（2）UV紅色膠印油墨參考配方
PEA（PRO30037） 27
PEA（CN2282） 20
Di-TMPTA 11
（EO）3TMPTA 2
907 3
TZT 2
KBI 5
活性胺 （CN373） 2
紅顏料 （PR 57∶1） 20
滑石粉 6
聚乙烯蠟 2
（3）UV黃色膠印油墨參考配方
PEA（PRO20071） 20
PEA（CN790） 30
Di-TMPTA 10
（EO）3TMPTA 5
907 2
TZT 2
KBI 5
活性胺 （CN373） 2
黃顏料 （PR 57∶1） 14
滑石粉 8
聚乙烯蠟 2
（4）UV藍色膠印油墨參考配方
EA 37.3
六官能度芳香族PUA 10.4
TMPTA 31.9
酞菁藍 18.0
丙烯酸硅氧烷酯 0.9
潤濕分散劑 1.5
LFC1001 3.0
EDAB 2.0
ITX 1.0
（5）UV黑色膠印油墨參考配方
EA 21
多官能度PUA 10
多官能度PEA 10
DPHA 8
DDA 15
BP 3
ITX 3
369 3
184 1
EDAB 6
炭黑 18
顏料紫3 1
聚乙烯蠟 1
注：用于紙或卡紙。
（6）UV黑色膠印油墨參考配方
PEA（EB657） 37.3
六官能團PUA（EB220） 11.6
環氧大豆油丙烯酸酯（EB860） 6.3
甘油衍生物三丙烯酸酯（OTA480） 10.0
炭黑 12.0
酞菁藍 1.0
滑石粉 8.0
蠟 0.5
SiO2 1.5
分散劑 3.3
369 2.5
ITX 3.0
EDAB 3.0
（7）UV白色膠印油墨參考配方
EA 25
多官能度PEA 20
DDA 10
184 4
TPO 2
TiO2 28
聚乙烯蠟 1
滑石粉 8
SiO2 2
（8）UV膠印油墨參考配方
（9）UV-LED紅色膠印油墨參考配方
巰基改性PEA（LED01） 20
PUA（EB8602） 23.5
PEA（EB830） 20
胺改性聚醚丙烯酸酯（P094F） 1
酸改性甲基丙烯酸酯（EB168） 2
379 2
TPO 4
聚乙烯蠟（PEW1555） 1.5
對苯醌（UV22） 1
顏料（永固紅） 25
油墨性能
細度 <5μm
黏度 23.5Pa·s
光固化速度（395nm UV-LED燈，12W/cm2） 200m/min
（10）UV-LED藍色膠印油墨參考配方
巰基改性PEA（LED01） 23
PUA（EB284） 21
PEA（EB546） 20
胺改性聚醚丙烯酸酯（P094F） 1
酸改性甲基丙烯酸酯（EB168） 2
TMPTA 1
1173 2
819 5
聚丙烯蠟（LANCO1588） 2
對苯醌（UV22） 1
顏料（酞菁藍） 22
油墨性能
細度 <5μm
黏度 24Pa·s
光固化速率（395nm UV-LED燈，12W/cm2） 200m/min
（11）UV無水膠印油墨參考配方
油墨性能
（12）UV無水膠印油墨參考配方
PEA 35
PUA 15
GPTA 11
TPGDA 10
369 3
ITX 2
活性胺 3
顏料 17
滑石粉 2
聚乙烯蠟 2
（13）金屬用無水膠印UV油墨參考配方
環氧雙丙烯酸酯 40
聚氨酯雙丙烯酸酯 18
酞菁綠 18
二芳酰胺黃 2
BP 6
ITX 4
聚乙烯蠟 6
聚四氟乙烯蠟 1
Quantacure EPD 5
此墨用于啤酒罐、飲料罐及噴霧劑罐等的無水膠印。
（14）聚丙烯用無水膠印UV油墨參考配方
聚酯雙丙烯酸酯（或聚氨酯雙丙烯酸酯） 66
增黏劑 2
活性單體 10
混合光引發劑 6
胺活化劑 3
顏料 18
混合蠟和表面活性劑 3
滑石粉 2
該墨常常用于層壓金屬箔的聚丙烯或聚乙烯等承印物的無水膠印、制作不干膠標簽等。