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(二) 冷燙金印刷製程中,對於不同種類之承印基材,施以相同之前處理,將會 對於冷燙金印刷的品質有影響。

(三) 冷燙金印刷製程中,對於相同種類之承印基材,施以不同前處理方式,會 對於冷燙金印刷的品質有影響。

(四) 冷燙金印刷製程中,對於相同種類之承印基材,施以不同程度之電暈處理,

會對於冷燙金印刷的品質有影響。

(五) 各品質應變項間具有相關性。

第五節 研究範圍與限制

一、 研究範圍

J.Michael(2004)指出,目前冷燙金製程已證實可於彈性凸板機、凸版印刷 機,以及無水式 Offset 機台等型式之設備上進行作業。目前大多數應用 UV 柔性 版印刷機,主要原因是它的速度,另一原因是它對上膠量的良好控制(Kurz 網頁 資料,2010)。故目前印刷業界,主要為使用彈性凸板機(另稱柔性版印刷)進行冷 燙金印刷製程作業,故本研究僅採用彈性凸板印刷機進行相關研究。

冷燙金印刷製程主要區分為,濕式製程(Wet Lamination)與乾式製程(Dry Lamination)。乾式製程需搭配特定 UV 黏著劑、並且製程操作條件範圍較窄,對 於印刷業者而言,乾式製程較難獲得良好的冷燙金品質;濕式製程雖其印刷作業 速度較慢,但此製程操作條件範圍寬,一般印刷業者僅需稍微調整製程參數,即

能獲得良好的冷燙金印刷品質,故目前業界主要以濕式製程進行冷燙金印刷產品 之製作。

故本研究主要討論的範圍,僅針對彈性凸版(Flexography Printing)型式之 印刷設備,並應用濕式冷燙金印刷製程,於 PET、PVC 承印基材上,以電暈、及印 墨底塗等處理方式改變承印基材表面特性,探討品質應變項之變異及相關性。故 對於不同印刷形式、不同承印基材、不同前處理方式等,不在本研究範圍之內。

二、 研究限制

根據胡順華(2004)之研究說明,印刷壓力、印刷速度、承印基材等部份,為 影響油墨轉移的主要因素。針對印刷壓力、印刷速度部分,屬於印刷製程中之經 驗數據,且目前印刷設備也無顯示印刷壓力之裝置,故研究中對於印刷壓力、印 刷速度等因素不予以考慮,列為控制變相,僅針對承印基材與不同前處理方式進 行研究。

目前冷燙金印刷製程常見的品質問題有:冷燙金屬薄膜未完成轉移、僅能低 速冷燙作業、針孔、模糊的圖像、網點擴大、圖像龜裂、重影、皺折、耐刮性差、

轉移圖像牢度差。於上述品質問題中,依據可清楚界定與量化之原則,將此研究 所檢測之品質限定於以下四個項目:轉移率、圖像清晰度、牢度、耐刮性。

本研究採用現場實驗法,並使用量產之印刷設備,所以並非是在實驗室環境 下進行,且冷燙金印刷製程涉及諸多材料,故本研究之限制為:

(一) 材料限制:冷燙金金屬薄膜使用光群雷射公司生產之單一型號材料。

(二) 紫外光乾燥強度限制:選擇金屬鹵素燈,紫外光強度為 11kw。

(三) UV 黏著劑限制:光群雷射製作同批次之 UV 黏著劑,為研究對象。

(四) 版材限制:以信華製版所提供之印刷版材為實驗工具,厚度為 1.14mm

並搭配 Tesa 泡棉式有效厚度 500μm 型貼板膠帶。

(五) 印刷設備限制:海德堡印刷機-Gallus-EM280 作為實驗設備。

(六) 電暈處理限制:配備於 EM280 印刷機上之電暈處理機,輸出電壓值為 0~20kv。雖電暈處理之效果會隨著時間衰減,因本研究 採電暈與冷燙金印刷連線作業,即電暈處理後立即進行 冷燙金印刷實驗,故無電暈處理效果衰減問題。

(七) 底塗印墨限制:XSYS 製造同批次之 FLEXOCURE GAMINI–UFG90091-408 WHITE-之油墨,作為底塗印墨,塗佈厚度控制於 3μm。

(八) 本研究所關注的是承印基材之表面特性對於冷燙金印刷品質之影響,

故對於可能影響研究結果之因素,列為控制變相,此些控制變相均能 獲得穩定的控制而不變化。

第六節 名詞解釋

一、熱燙金製程

熱燙金製程中所需使用之物件共包含了熱燙金材料、燙印設備(包含了合金燙 印版)、被燙物等三部分。其中熱燙金材料主要組成如圖 1-1 所示:

PET聚酯薄膜 化學離型層

高分子塗層 真空鋁電鍍層

感熱感壓膠水塗層 圖 1-1:熱燙金材料之結構 (陳志維,2004)

燙印設備為可提供溫度與壓力,並可裝設合金燙印金屬版之設備稱之。目前 常見的燙印設備有上下往復式燙印機(圖 1-2)、圓盤式燙印機、圓壓平燙印機、滾 燙機等四種型式(陳志維,2004)。

被燙物即如同印刷製程中之承印基材,大致上可分為紙張、與非紙張(塑膠膜) 等材質。熱燙金製程即為,使用各型式的燙印機,透過具有可調整溫度之合金燙 印版與設備提供之壓力,將熱燙金材料上之金屬箔轉移到被燙物之製程稱之。

二、冷燙金印刷製程

冷燙金製程中需使用之物件共包含了冷燙金材料、紫外光固化黏著劑、印刷 版、彈性凸板印刷機、紫外光乾燥燈、承印基材等六部分。

製程原理為,使用印刷設備,透過印刷版,不論是凸版、柔版、平版等印版 將紫外光固化黏著劑或油墨移印於承印基材上,再將冷燙金材料貼合於承印基材 上,使之通過紫外光乾燥燈使之乾燥,最後將冷燙金材料上之金屬箔轉移到承印 基材上之製程稱之。

三、紫外光固化黏著劑(UV 黏著劑)

由單體(Monomer)、預聚物(Oilgomer)、光起始劑(Photo initiator)、助劑 (Additive)所組成,一般為透明無色之液態物質,具有流動性。乾燥原理為,藉

圖 1-2:上下往復式燙印機與簡圖 (陳志維,2004)

由光的能量引發光起始劑產生聚合反應,讓組成份中之單體與預聚物產生鍵結反 應,快速達到乾燥狀態。一般大多使用紫外光作為乾燥燈源,故此類膠水稱為紫 外光固化黏著劑,即為業界所俗稱的 UV 膠水。為避免讀者對於 UV 膠水、紫外光 固化黏著劑、UV 黏著劑等名詞之混淆,故本研究對於冷燙金印刷製程中使用之黏 著劑,統一以紫外光固化黏著劑,或 UV 黏著劑稱之。油墨方面則以 UV 油墨、或 紫外光固化油墨稱之。

四、柔性凸版印刷(Flexography Printing)

柔性凸版又稱為彈性凸板,為 1952 年美國包裝協會所命名(蕭耀輝,

1983)。為一印刷型式,採用具有彈性橡皮版材,並使用高流動性快乾墨進行印刷。

凡是印刷品而非印紋不再印刷之紙背有輕微印痕凸起,又其線條與網點邊緣部份 整齊劃一,及印墨較其中心部分為淺淡者,則為凸版印刷品(羅福林、李興才等,

1995)。此研究中為避免讀者對於柔性凸版、彈性凸版兩名詞之混淆,故後續均以 彈性凸版稱之。

伍、雕花滾輪(Anilox Roller)

一般為金屬鋼與陶瓷材質,透過雷射光在表面雕刻所製作而成,屬於彈性凸版 印刷(Flexography Printing)印刷設備之印刷單元(圖 1-3);雕花滾輪之表面具有 許多凹槽,主要功能為傳遞油墨或黏著劑于印刷版。主要透過刮刀控制固定數量 之油墨或黏著劑附著於表面,再藉由與印刷版之接觸,將油墨或黏著劑轉移到印 刷版上。

圖 1-3:柔性凸版之印刷單元 (台灣 FLEXO 彩集網頁,2001)

第貳章 文獻探討

印刷是應用科學之一,印刷的原理與方法,完全依據科學;並印刷為實用科 學,絕非空談理論所能從事,必須理論與技術密切配合,方能有所表現,羅福林、

李興才(1995)。一般而言,印刷乃是以直接或間接的方法,將圖像或文字原稿製 為印版,在版上塗以色材印墨,經加壓將色材印墨移轉於紙張或他種承印物上,

而迅速大量複製的一種工業工程。

本研究為承印基材對於冷燙金印刷製程品質之研究,依據光群雷射科技公司 (2006)指出影響冷燙印刷之關鍵要因有,冷燙膜、冷燙膠、樹脂柔版、印刷基材、

以及印刷設備。柔性凸版印刷按其印版特點來說,應當屬於凸版印刷的一種(周 震,2000)。因柔性凸版為由凸版演變而來,且冷燙金印刷製程為應用 UV 乾燥原 理,故於本章節中,將針對凸版印刷起源與發展、印刷原理、油墨、紫外光固化 原理、以及冷燙金製程、承印基材、以及前處理方式等相關部分進行文獻探討。

第一節 印刷設備與印刷版

目前使用的印刷方式主要可分為:凸版、平版、凹版、孔版及無版印刷五大 類(林行健,1999)。蕭耀輝(1984)並指出,不同印刷型式均包含了五大要素:原 稿、印版、印墨、被印材料、印刷機。本研究主要探討應用彈性凸版(Flexography Printing)印刷設備進行冷燙金印刷製程,故僅針對彈性凸版印刷設備進行相關探 討。

一、彈性凸版印刷(Flexography Printing) (一) 凸版印刷起源與發展

林行健(1999)指出,在印刷發展的歷史來看,凸版印刷是最早被人類使 用的印刷方式。根據文獻資料,早在西元前三、四百年中國的春秋戰國時代 就已經應用印刷術原理於印章及玉璽上,故最早的凸版印刷起源於印章。套

用於現今的印刷結構,印章即為印刷版,印泥即是油墨,執行蓋印動作的操 作者即為印刷機。

就歷史的分期,區別了以下時期(吳祖銘,1999)

1.印刷文化史期:雕版印刷的開始(636 年?)到畢昇(1041 年)的膠泥活字時 期。

2.印刷技術啟蒙期:自畢昇(1041 年)到顧登堡(1450 年)鉛活字的應用。

3.印刷技術開發期:自顧登堡(1450 年)迄二十世紀中葉,數百年如一日技 術不斷地推陳出新,期間歷經十九世紀中葉,工業革命 器械的開發與照相術發明對圖文複製方法的革新。

4.印刷技術成熟期:以電腦為核心的第二次工業革命,到二十世紀末的今 天,資訊方法的配合應用,正逐次邁向轉形期的發展。

蕭 耀 輝 (1984) 指 出 , 最 早 的 活 版 印 刷 物 為 1448 年 顧 登 堡 (Johann Gutenberg)刊印的 42 行聖經。林行健(1999)說明,顧登堡於 1445 年使用鉛 80%

銻 15%錫 5%熔合的鉛合金,用銅模鑄成一個個鉛活字,創造了第一套鉛鑄活字。

又仿照搾葡萄機方式,製作第一部木造手動印刷機,於 1445 年用鉛鑄活字印製 第一本[42 行聖經]正式問世。在西方印刷界尊稱顧登堡為現代印刷之父。

(二) 凸版印刷的原理

印刷科技的發展與日劇增,但不論何種印刷型式,所應用之原理大抵相同,

印刷科技的發展與日劇增,但不論何種印刷型式,所應用之原理大抵相同,

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