承印基材表面特性對於冷燙金製程品質影響之研究

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(1)國立臺灣師範大學圖文傳播學系碩士論文承印基材表面特性對於冷燙金製程品質影響之研究 Effects of substrate's surface properties on the quality of cold foil printing process. 研究生：蕭興泉指導教授：王教授希俊. 中華民國 100 年 2 月 21 日. 1.

(2) 目錄摘要第壹章緒論第一節研究背景第二節研究動機第三節研究目的第四節研究問題與假設第五節研究範圍與限制第六節名詞解釋第貳章文獻探討第一節印刷設備與印刷版第二節紫外光固化油墨發展與組成第三節紫外光固化油墨性質第四節 UV 光源第五節冷燙金印刷製程第六節承印基材及前處理方式第叁章研究方法第一節實驗方法第二節實驗設計第三節實驗工具第四節實驗儀器第五節研究假設第六節研究取樣與資料統計分析第七節實驗信效度分析第四章研究結果與討論第一節實驗數據與一般敘述性統計第二節兩因子變異數分析第三節相關性分析. 7 10 12 12 13 15 18 27 34 38 40 51 57 59 63 66 69 70 71 75 84 90. 第五章結論與建議. 第一節研究發現第二節研究結果整合第三節後續研究建議. 93 94 100. 參考文獻. 103. 2.

(3) 圖目錄圖 1-1：熱燙金材料之結構圖 1-2：上下往復式燙印機與簡圖圖 1-3：柔性凸版之印刷單元圖 2-1：凸版印刷原理圖解圖 2-2：凸版及凸版印刷示意圖圖 2-3：平版平壓、平版圓壓、圓版圓壓三種設備形式圖 2-4：直接、間接印刷示意圖圖 2-5: 橡皮凸版製作程序圖 2-6：膠帶附著度等級示意圖圖 2-7：UV 燈管與波長表示圖圖 2-8：冷燙金屬薄膜材料結構圖 2-9：不同形式的控墨方式圖圖 2-10：100 倍放大下之陶瓷雕花滾輪圖 2-11：油墨轉移能力之關鍵：孔深比圖 2-12：濕式製程(Wet Lamination) 示意圖圖 2-13：乾式製程(Dry Lamination) 示意圖圖 2-14：達因筆測試之示意圖圖 3-1：研究架構圖圖 3-2：實驗流程圖圖 3-3：實驗工具-印刷版-版面設計圖圖 3-4：達因數次數統計圖(5kv) 圖 3-5：達因數次數統計圖(15kv) 圖 4-1：冷燙金各品質項之評分對照圖片. 15 16 17 20 20 21 22 23 37 38 40 44 45 45 47 48 55 58 62 65 73 74 76. 表目錄表 2-1：感光樹脂版的製版流程表 2-2：傳統製版作業與電腦直接製版作業之比較表表 2-3：CTP 印版優缺點的比較表 2-4：常用的 UV 固化預聚物結構與性能表 2-5：陽離子固化與自由基固化的比較表 2-6：PRAXAIR 公司之雕花滾輪規格表表 2-7：冷燙金印刷兩製程之品質差異表表 2-8：冷燙金印刷製程之專利差異比較表表 3-1：本研究 5*2 兩因子實驗設計表 3-2：實驗變項整理表表 3-3：實驗過程控制變項處理表表 3-4：實驗版面對應品質檢測項說明表 3-5：圖像清晰度品質評分量表 3. 24 26 26 31 33 46 48 50 59 60 60 65 66.

(4) 表 3-6：耐刮性品質評分量表表 3-7：印刷業界可接受之冷燙金印刷品質列表表 3-8：檢測品質人員之信度檢測表表 3-9：5kv 電暈電壓-表面達因值表 3-10：15kv 電暈電壓-表面達因值表 4-1：冷燙金印刷測試各組別品質應變項統計表 4-2：不同種類基材之品質應變相統計表表 4-3：不同表面特性施以相同電暈前處理之品質應變相統計表表 4-4：不同表面特性施以相同白墨前處理之品質應變相統計表表 4-5：相同 PET 基材各施以電暈處理與白墨處理之品質應變相統計表表 4-6：相同 PET 基材各施以電暈處理與白墨處理之品質應變相統計表表 4-7：相同 PVC 基材各施以電暈處理與白墨處理之品質應變相統計表表 4-8：相同 PET 基材施以不同程度電暈處理之品質應變相統計表表 4-9：相同 PVC 基材施以不同程度電暈處理之品質應變相統計表表 4-10：不同種類承印基材之變異數分析表 4-11：不同種類承印基材之描述性統計表 4-12：不同種類承印基材經電暈處理之變異數分析表 4-13：不同種類承印基材經白墨處理之變異數分析表 4-14：不同種類承印基材經白墨處理之描述性統計表 4-15：PET 承印基材經不同前處理之變異數分析表 4-16：PVC 承印基材經不同前處理之變異數分析表 4-17：PET 承印基材經不同程度電暈處理之變異數分析表 4-18：PVC 承印基材經不同程度電暈處理之變異數分析表 4-19：皮爾森相關係數與相關程度之對照表表 4-20：冷燙金品質項之 Pearson＇相關分析表 5-1：不同種類承印基材檢定結果彙整表表 5-2：不同種類承印基材施以相同前處理之檢定結果彙整表表 5-3：相同承印基材施以不同前處理之檢定結果彙整表表 5-4：相同承印基材施以不同前處理之檢定結果彙整表. 4. 67 68 72 73 73 75 77 76 78 79 81 81 82 83 85 85 86 87 87 88 89 89 90 91 91 97 97 98. 99.

(5) 摘要冷燙金印刷製程結合了傳統色墨印刷與貼合的技術，搭配具有低污染性、以及快速乾燥特性的紫外光固化系列油墨，不僅符合現今的環保概念，且簡化了加工工藝、縮減了生產所需時間、提升了生產效率以及降低了生產成本，為印刷業提供了最佳的製程選擇。冷燙金印刷製程已被印刷業界應用於產品加工製程，但業界對於此新興印刷技術尚無法完全掌握，仍有許多問題尚待研究與改善。本研究著重於承印基材之表面特性對於冷燙金印刷製程品質之相關研究。研究中藉由兩因子實驗之設計，透過控制電暈處理、底塗方式改變不同種類塑膠承印基材之表面特性(表面達因數)，於彈性凸板印刷設備上進行冷燙金印刷品質之研究。研究結果發現不同種類之承印基材、及不同前處理方式改變塑膠承印基材表面達因數，均對於冷燙金印刷製程之品質有顯著的影響，且具有越高表面活性的承印基材，具有越佳的冷燙金印刷品質。電暈處理後表面達因數對於 PET 承印基材需達 42dyne/cm2，PVC 承印基材則須達 40dyne/cm2，於此達因數值以上，則可獲得良好之冷燙金印刷品質。白墨底塗處理方面，結果顯示無論對於何種承印基材，當施以 2.9~3.0μm 之白墨底塗處理後，均能獲得良好的冷燙因印刷品質。另由相關性之分析，發現轉移率與清晰度與承印基材平整性具有高度正向相關性；而牢度與抗刮性則與表面達因數據有高度正向相關性。本研究對於承印基材、前處理與冷燙金印刷品質之成果，以及品質相關性之分析結論，能做為業界印前準備、以及對於相關品質問題改善之參考方向，避免試誤的方式增加損耗，並獲得穩定、更高品質、以及高競爭力之產品。. 關鍵字：冷燙金印刷製程，紫外光固化黏著劑，彈性凸板、電暈處理 5.

(6) Abstract Cold foil printing process is a new technology that combines printing, laminating, and using photosensitive copolymer which is less environmental sensitive, and can be cured by ultraviolet. Therefore the greater productivity and production efficiency ability can increase competitive and cost down for printing industrial. Besides, cold foil printing process is one of the best choices for product＇s appearance decoration. Cold foil printing process has been used in mass production now, but there are still some unresolved problems. In this research, we use the flexography printing press to study the key factors influencing the quality of cold foil printing. The control of different types of treatments is carried out on the properties of different types of substrate. From the research results, we found the factors of pre-treatment methods and the substrates have obviously influence on the final quality. The appropriate Dyne level of PET substrate is above 42dyen/cm2, and for PVC is above 40dyne/cm2. For white ink primer treatment we found that no matter PET and PVC substrate both could have a good cold foil printing quality. By correlation analysis, the transfer rate of definition and the adhesion of anti-scratch ability have greater positively correlation. The results of this research could provide the guideline to help the printers to setup the factor before printing and to solve the quality issue and to produce the fine quality product. Key words：cold foil; ultraviolet curing; flexography printing; corona treatment;. 6.

(7) 第壹章緒論第一節研究背景隨著科技的發展，圖文複製的工序由最早期的手工抄寫開始，經歷了長時間的發展，至今發展出各式各樣的印刷型式，如凹版印刷(Gravure Printing)、凸版印刷(Letterpress Printing)、軟性凸版(Flexography Printing)、平版印刷 (Off-set Printing)、網版印刷(Screen Printing)。印刷加工已經成為各類型產品不可或缺的加工方式，不論是書籍、報紙、廣告海報、各式各樣的產品包裝都藉由印刷工序為產品提供精美的外觀，提高了產品的附加價值。. 任何印刷產品的外觀設計，均直接影響了消費大眾對於此產品之認知價值，故許多設計師除了使用傳統的 YMCK 彩色油墨，進行產品主題之表現外，更利用了金屬色澤之印刷設計，以吸引目光之閃亮外觀效果，提高產品之美感與價值感，也增加了產品的品牌形象(Andy Thomas,2005)。此種設計在早期因為金屬油墨的單價高，故僅能應用於高單價之產品上，例如酒類、化妝品、藥品等包裝；但對於價格較低廉的產品包裝，則鮮少使用此種設計。. 金屬油墨的高製作成本、以及使用有機劑對於環境所造成的汙染，促使相關產業界整合了金屬真空電鍍與高分子化合物，發展出了一種具有極佳的金屬色澤以及無污染性，並易於加工性的新產品，此種產品就是熱燙金產品。. 熱燙金產品之加工原理，為利用聚酯高分子薄膜作為載體，於此材質上塗佈了多層的高分子樹脂，並利用金屬製的鋅凸版或銅凸版為印刷版，在燙印前先將印刷版用加熱器加熱，然後在被印物上放置燙金紙，燙印時金屬凸版的熱力，透過與印紋部份接觸的燙金紙而將熱融膠熔解，將壓燙過的顏色金箔故著於被印物上(林行健，1999)。除了一般常見的金屬銀色，並可於高分子樹脂添加各種顏色 7.

(8) 之染料，經過金屬真空電鍍後，呈現出多樣化亮麗的金屬色澤。. 熱燙金產品自推出至今，已有數十年的時間，主要應用於熱燙金產品之設備為上下往復式之燙金機，須利用加熱裝置提供熱燙金材料上熱黏膠達到活化溫度，進而產生黏性而達成熱燙金之效果，所以產速低為主要缺點；且熱燙金製程所能獲得的效果仍僅限於全調燙金效果，並且對於熱敏性印刷底材，例如聚氯乙烯(PVC)，則無法使用此熱燙金製程。. 另熱燙金製程中所需使用之燙印工具之價格不菲，故這種熱燙金加工製程不適合於小批量與設計多變性之產品，此些限制侷限了熱燙金產品應用之層面。產業界所追求的即為使用最少的時間、最少的資源，獲得最大的產能與利潤，雖熱燙金產品已能取代昂貴的金屬油墨並提供亮麗的金屬色澤之效果，但為了能讓產品更具品質與價格之競爭力，於是嶄新的加工技術也在此環境下被發展出現，此種新型技術即為冷燙金印刷製程。. 冷燙金印刷製程使用與熱燙金產品類似的材料結構，但因為此新製程中無需加熱，故也稱為無燙印版技術 (Mike, Barry, Michael, Danielle, James & Andy ,2005)。此種技術為印刷技術上之重要突破，它結合了傳統色墨之印刷方式與貼合之技術。製程原理為使用普通的印刷版材，搭配雕花滾輪(Anilox)將紫外光固化膠水轉移到印刷版材上，再將此層紫外光固化膠移印到紙張或塑膠膜類之承印基材上，再經過貼合機制將已具有圖像之紫外光固化油墨之印刷材料與冷燙金屬薄膜貼合，再使之通過紫外光乾燥燈組進行乾燥，最後移去金屬薄膜層，即完成了冷燙金印刷製程。. 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(J. Michael, 2004)等型式之設備上進行冷燙金印刷。冷燙金印刷製程的主要 8.

(9) 優點為設備設置時間短、減少印刷錯誤、無須使用熱燙金的金屬燙金板(Siegwerk company，2007)。印刷業者可於現有之印刷設備進行冷燙裝置之修改，即可進行冷燙金印刷製程。所以冷燙金印刷技術在低投資成本、操作簡單、優異印刷品質、以及高柔版精細度之利基下，且其使用之燙印工具遠較熱燙金製程低廉，故以往不具有經濟競爭力之小量多變化之產品，也均能藉由冷燙金印刷技術達到以往熱燙金製程之效果。若搭配全像雷射防偽材料，便可創造出具有高度防偽性與特殊效果，為產品附加了無形的價值；此製程使用之紫外光固化油墨，其最大的特點為乾燥速度快，於是大大縮減了生產工時，提升生產效率，降低生產成本，創造出之產品之新附加價值。. 9.

(10) 第二節研究動機冷燙金印刷製程於 1995 年於歐美地區問世，但因當時樹脂柔版、冷燙金屬薄膜、冷燙膠水之品質差，並加上印刷業者對於此新製程之不熟悉，所獲得之冷燙金印刷成品均有鋸齒邊緣、毛刺等不良情況，因此造成冷燙金印刷技術遲遲無法廣泛被應用之窘境。但經過幾年之經驗累積，相關材料之品質不斷提升，目前鋸齒邊緣、毛刺現象已獲得改善，於是冷燙金技術正式加入印刷業者的生產行列。. 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；並根據(郭耀凱，2001)研究，如果被印材料表面性能不足，則會產生密着度不佳問題；由上述內容，顯示需有適切的印刷壓力、印刷速度、以及承印基材，即獲得適當的 UV 黏著劑塗佈量、以及良好之密着度，為品質優良的印刷品質之基本條件。. J.Michael(2004)指出，目前冷燙金印刷製程常見的品質問題有：冷燙金屬薄膜未完全轉移、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。根據研究者實務經驗，以上所提及的品質問題主要來自於印刷製程參數、冷燙金屬薄膜種類、UV 黏著劑種類、以及承印基材之影響。現今冷燙金印刷製程主要應用於標籤類型產品之生產製造，而應用於標籤產品之承印基材種類除了紙張外，更包含了塑膠薄膜、以及金屬材質。. 根據相關研究已證實了承印基材會影響油墨印刷之品質，但對於冷燙金印刷製程而言，承印基材表面特性是否也會影響冷燙金製程之品質？影響之程度如何？目前暫無相關研究文獻有針對此面向進行探討。故本研究擬探討藉由控制電暈處理、底塗方式改變塑膠承印基材之表面特性，以了解不同之表面特性對於冷燙金印刷製程品質之影響，並透過實驗數據之分析，獲知承印基材因素對於冷燙. 10.

(11) 金印刷品質之相互關係。. 冷燙金印刷製程目前已部分了取代金屬油墨印刷、熱燙金兩製程，佔有著相當的比重，也因為冷燙金技術可表現出特殊的印刷效果，且印刷設備廠商也將冷燙金印刷設備列為印刷機台之標準配備，在此些優勢條件下，冷燙金製程之發展有著相當的利基。但如前述，目前冷燙金印刷之品質仍存在著許多問題，此些問題，均阻礙了冷燙金印刷產品之應用與發展。因目前印刷業者對於此製程大都抱持著碰運氣的心態，於完成冷燙金製程後，直接取樣做測試，可想而知當遇品質問題時，整個印刷產線就停擺了。故研究者欲藉由此研究，透過不同前處理方式改變塑膠承印基材之表面特性，探討對於冷燙金製程之品質影響，並期望藉由此研究所獲得之結論，可提供予相關業者參考，以獲得更穩定、更高品質、以及高競爭力之產品。. 11.

(12) 第三節研究目的相關研究已證實了承印基材種類與表面特性會影響印刷之品質，但對於冷燙金印刷製程而言，承印基材表面特性是否也會影響冷燙金製程之品質？影響之程度如何？若改變承印基材之表面特性對於品質之影響為何？目前暫無相關研究文獻有針對此面向進行探討。故本研究的研究目的為：一、探討塑膠承印基材之表面特性對於冷燙金印刷製程品質之影響。二、探討改變塑膠承印基材之表面特性對於冷燙金印刷製程品質之影響。三、探討品質應變項間之相關特性。四、研究之結果，可提供業者了解材料表面特性對於冷燙金製程品質之影響，並. 做為業界對於冷燙金印刷製程參數調整之參考。. 第四節研究問題與假設一、研究問題本研究選定了塑膠承印基材為主要之研究對象，包含 PET、PVC 兩種塑膠材料。此兩種塑膠材料為目前印刷業者主要應用於標籤印刷品之材質，並具有不同之表面特性，故此研究選擇此兩材料作為研究對象。本研究待答之研究問題： (一) 冷燙金印刷製程中，不同種類之承印基材，是否會影響冷燙金印刷的品質？ (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，是否會影響冷燙金印刷的品質？ (三) 冷燙金印刷製程中，對於同種類承印基材施以不同之前處理，是否會影響冷燙金印刷的品質？ (四) 冷燙金印刷製程中，對於同種類承印基材施以不同程度之電暈處理，是否會影響冷燙金印刷的品質？ (五) 各品質應變項間是否具有相關性？ 12.

(13) 二、研究假設根據設定之研究問題，在進行實驗前對於各品質應變項可能產生之結果，作了以下之推測假設： (一) 冷燙金印刷製程中，具有不同種類之承印基材，具有不同之冷燙金印刷品質。 (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 13.

(14) 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 14.

(15) 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) 15.

(16) 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)。. 圖 1-2：上下往復式燙印機與簡圖 (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 16.

(17) 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) 17.

(18) 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 18.

(19) 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，不同的印刷型式，主要差異為所使用之印刷版材之型式。相關學者對於凸版印刷提出了以下之說明： 1. 林行健(1999)說明，凡是印刷版之印紋凸起，而非印紋部分凹陷於版面之下，再印刷時將油墨滾粘於凸起之印紋部分，而非印紋部分因凹陷於版面之下滾不到油墨，將紙張經過滾壓之後，紙張即可印出印紋，印用此種印紋凸起之印刷方式，即稱為凸版印刷。(圖 2-1) 19.

(20) 圖 2-1：凸版印刷原理圖解 (林行健，1999). 2. 羅福林、李興才(1995)說明，凸版者，印紋部分凸起，印刷時使沾著印墨色材，無印紋部分則低下，使不沾著印墨色材，故能印刷。(圖 2-2). 圖 2-2：凸版及凸版印刷示意圖 (羅福林、李興才，1995). 3.蕭耀輝(1984)說明，印刷部分高於其他部份成凸狀，在此接受印墨，壓印於紙上，將墨移轉至紙面，為一種最簡單的印刷原理。. (三) 彈性凸板設備型式羅福林、李興才(1995)指出，目前彈性凸板機之結構，仍不外乎平版平壓機 (Platen Press)、平版圓壓機(Flatbed Cylinder Press)、及圓版圓壓機(Rotary Press)等三種型式，三種形式如圖 2-3 所示。. 20.

(21) 1.平版平壓式，為最早出現的型式，設備有兩個平面，一個可裝設印刷版，另一個為加壓用。印刷過程中需要極大的印壓。此型式印刷機台，構造以及操作較為簡單，可適用較多種類之印刷產品，如厚薄紙印刷、紙版印刷、信封印刷、浮凸印刷、紙盒印刷等。 2.平版圓壓式，為平版平壓式之改良版，保留一個平版為架設印刷版用，將另一個平版加壓裝置，修改為圓筒狀，可帶動被印物通過並加壓完成油墨印刷轉移。其印版承受的印壓模式為線性接觸，改善了平版平壓式單位面積上印刷不均之問題。圓筒式所產生之印壓較平壓式高，故所獲得知印紋較為銳利清晰。型式 1 與 2 僅適用於印量較少之印刷，一般也俗稱短版印刷(Short-run Printing)。 3.圓版圓壓式，裝版以及加壓之裝置均為圓筒狀，此種型式為目前凸版印刷機之主要型式。前述兩型式，每印完一次必須空版倒回原位才能再次印刷，故印刷所耗費的時間相當可觀，故使用兩個圓筒設計，以獲得高速印刷。因可進行高速印刷及大量印刷，故俗稱長版印刷(Long-run Printing)。. 圖 2-3：平版平壓、平版圓壓、圓版圓壓三種設備形式. (羅福林、李興才，1995) 21.

(22) (四) 彈性凸板的優缺點，林行健(1999)說明如下：優點：是唯一可以印製流水號碼(連續號碼)、燙金、壓裂線、壓凸的印刷型式，油墨濃厚，色調鮮豔，油墨表現力強約 80%左右，字體及線條印紋清晰有力。並周震(2000)指出，彈性凸板具有製版速度快(30min/塊)，印刷速度高 (400m/min)，一次最多可印至八色，並且一次完成正反面套色，還可與縱面分切、橫面甩切、穿孔、折頁、壓片、複膜等后加工連成一線等優點。缺點：印刷不當時字體及線條易變粗，製版不易，費用亦高，不適合大版面印刷物，彩色印刷時成本較高。. 二、印刷程序依照印刷生產程序，可分為直接印刷與間接印刷兩種型式，如圖 2-4 所示。 (一) 直接印刷：版面印墨直接與被印刷物質接觸，而移轉印墨於其上。所有之凸版印刷機與凹版印刷機屬於此種印刷方式。 (二). 間接印刷：版面印墨係先轉印於橡皮輥筒(Cylinder)上，再由橡皮輥筒將印. 墨移轉於被印物質上稱之。目前平版印刷機大多為此印刷方式。 (三). 直接印刷版，印紋是反像；間接印刷版之印紋則為正像。. 圖 2-4：直接、間接印刷示意圖 (羅福林、李興才，1995). 22.

(23) 三、印刷版印刷版是印刷品的依據，而原稿則為印刷版之根本。印刷所使用之原稿，概分為文字原稿、圖案原稿、以及照相原稿等類。針對凸版型式，又可分為雕刻版 (Block Plate)、活字版(Movable Plate)、照相凸版(Photoengraving)、複製凸版(Duplicate Plate)及電子凸版(Electronic Engraving)。羅福林、李興才(1995) 指出，凸版的特點，在印製過程中，發現錯誤，有隨時改正的機會，且墨色表現力強，大量印製或小量印刷均適宜。. (一)、照相凸版(Photoengraving)：乃利用照相所得底片，以感光方法製為線條凸版或網點凸版稱之。製作方式，將底片與感光版接著透光曝光程序，使感光版局部產生硬化，再藉由溶液(水、酸液、鹼液)去除未感光部分，獲得印紋凸起的印刷版。感光版材，通常含有穩定劑、光引發劑、紫外線感光預聚合物及紫外感光反應性稀釋劑等四種成分。此種版材所獲得知印刷版一般柔軟且有彈性。. (二)、複製凸版(Duplicate Plate)：乃利用已經製作完成之印刷原版，再翻製成其他印刷版稱之。橡皮凸版製作程序如圖 2-5 所示：原凸版. 用耐油性橡膠製成凹型版. 壓製橡皮凸版. 圖 2-5:橡皮凸版製作程序. 1.複製凸版的目的： (1).由一版翻製成為多數相同的印刷版，利數部機器同時印刷。 (2).由平床機印版改為輪轉機圓筒版印版。 (3).由普通印版改為特種質料印版，以適應特種印刷需要。 (4).由數塊小版改製為一較大面積印版印刷。 23.

(24) 2.橡皮凸版(感光數脂柔性凸版)的優點： (1).適用粗糙、堅硬、非吸收之被印物印刷。 (2).壓力輕，裝版易，宜於高速捲筒紙機之印刷。 (3).製版簡易，成本低廉。 (4).印刷時，印壓較小，印版磨損極少，耐印五百萬刷以上。 (5).搭配使用改良之網紋墨輥(Anilox Roller)，可印 150~200 網線之經細印件。 (6).無水墨平衡問題，印機構造簡單、印刷控制較易、品質穩定。 (7).可用水基性的印墨印刷，對環保有利。. 3.目前柔性凸版之印刷版大都使用感光樹脂版，有關感光數脂版製版製程，以及製版步驟與製程要領，如表 2-1 所示。表 2-1：感光樹脂版的製版流程 (台灣 FLEXO 彩集網頁，2000) 步驟背曝光. 步驟說明. 製程要領. 1.將裁切適當之版材，背面向著光源 1.增加版對光線的感光度。置於曝光機上。. 2.增加底層厚度，限制洗版後字的深. 2.做全面曝光不須底片不須吸氣也不須覆蓋膠膜。主曝光. 度。 3.增加細字、網點的支撐。. 1.將裁切適當之版材撕去保護層，正 1.吸氣必須完全密合平整。面向著光源。. 2.可按印紋粗細作不同曝光。. 2.將底片之藥膜面向著版材平坦覆蓋 3.製版完成後，如線劃變粗則曝光太在版材上方。. 多、線劃呈彎曲則曝光太少。字肩不. 3.蓋上吸氣膠膜然後吸氣。. 穩則曝光太少，字肩過大則曝光太. 4.作正確曝光時間控制。. 多。. 24.

(25) 洗版. 1.將版材打洞套於帶版規上。. 1.洗版時間與毛刷壓力、藥水溫度及濃. 2.設定毛刷壓力及洗版速度。. 烘版. 度都有關。. 3.檢查洗版藥水濃度及溫度。. 2.洗版時間不宜過長。. 4.注意保持足夠新鮮藥水。. 3.洗版時應循環補充乾淨藥水。. 1.將洗版完畢之版材應清洗版面並吸 1.將滲透在印版內的洗劑蒸發。乾，最好不要有藥水滴殘留於版間。 2.回復印版的厚度到與原來的一樣。 2.再將版材放入烘版抽屜。 3.烘版溫度為 65°C，大約 2 小時可烘乾。. 完成曝光將烘好之版材置於 UV-A 曝光機上， 1.曝光的時間至少與主曝光相同。做全面曝光不須吸氣也不須覆蓋膠. 2.重點在於對字肩斜角部份做定型曝. 膜。. 光。. 後處理曝將烘好之版材置於 UV-C 曝光機上， 1.曝光的時間愈短愈好，以能去除粘性光. 做全面曝光不須吸氣也不須覆蓋膠膜。. 為主。 2.曝光時間太長會產生龜裂. (三)、電子凸版(Electronic Engraving)：屬於電子製版，使用濾色鏡和光電作用，使原稿反射或透射的光量不同產生掃描電流，經過放大管，使製版機內的刻刀，按比例在金屬或膠版上，雕刻成印刷用之凸版。此製程缺點為耗時、費工，每色版均需重複相同流程，故製作成本高。. 四、電腦直接製版(Computer to Plate，CTP) 羅福林、李興才(1995)指出，目前製版的方式由於電子印前系統(EPS)及彩色 DTP 系統的不斷進步，再加上印版版材的改良，使得電腦直接輸出於底片更邁向電腦直接製版(Computer to Plate，CTP)，把圖形與相片變成數據，和文字一起輸出，亦可利用雷射的高速性能，不用相紙和膠片直接製版，省掉由陰片翻正片的 25.

(26) 過程而直接曬版。CTP 即可不經再經由底片而直接將印文輸出到印版上，相較於傳統印刷版製作，簡化了印刷版之製作程序，也大幅縮減了於製作印刷版的時間(謝顒丞，2001)。傳統製版與 CTP 作業之比較表，如表 2-2 所示。表 2-2：傳統製版作業與電腦直接製版作業之比較表 (謝顒丞，2001) 步驟 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13. 傳統作業流程類比訊號分色印版處理掃描輸出修改修剪和裁切網片的製作打樣繪製落大版的規劃編排網片曝光製版印版處理修版上版印刷. 步驟 1 2. CTP 作業流程類比訊號利用掃瞄機或 PostScript 分色. 3 4 5. 數位化組版和拼大版打樣數位化直接製版、連線作業. 6. 上版印刷. (一) CTP 版材與優缺點可分為陰片型印版與陽片型印版，陰片型的 CTP 印版經由曝光的部分形成字型、條件稿或是半色調網點的印紋部分；陽片型的 CTP 印版經由曝光的部分形成非印紋部分。謝顒丞(2001)說明，根據版材表面塗佈的物質，可分銀鹽版、感光數脂版、複合式印版、熱感式印版、噴墨式印版、以及電子式照相金屬版。相關優缺點比較，如表 2-3 所示。表 2-3：CTP 印版優缺點的比較 (謝顒丞，2001) 優點銀鹽版. ■ ■ ■ ■ ■. 缺點. 解析度高感光度高保有銀鹽的感光速度與特性印刷適性良好印刷過程中始終保有極小的網 26. ■ ■ ■ ■ ■. 耐印量低價格高需要特殊水槽液需在紅色安全燈下作業化學廢物需特別的處理.

(27) 感光樹脂 ■ 版 ■ ■ ■ ■ 複合式印 ■ 版 ■ ■. 點擴散率看起來像是傳統印版水洗處理將底片與印版的觀念相結合，可烤版增加印量適用於報業印刷長版印刷輪轉市場看起來和感覺上像是傳統印版雷射感光的範圍較廣傳統(UV)或數位(Laser)曝光. ■ ■ ■ ■. ■ ■ ■ ■ 熱感式印 ■ 解析度高 ■ 版 ■ 曝光範圍較廣 ■ ■ 看起來和感覺上像是傳統印版 ■ ■ 水洗，不需化學處理 ■ ■ 可在明室下操作 ■ ■ 多家系統供應商參與研發 ■. 銀轉寫過程的完整性不佳防止氧化層限制其解析度需在紅色安全燈下作業潛影不穩定. 雙重曝光降低解析度雙重處理作業，增加作業時間大型廢物處理需在紅色安全燈下作業價格較高目前選擇性較少需要特別的紅外線曝光對溫溼度相對敏感雷射能量與消耗多印版開發方向分歧. (二) CTP 的優勢電腦直接製版對於傳統業者最直接的影響即為簡化了印刷的流程，少了網片輸出的步驟，製版時間縮短，使得整體加工作業時間縮短，並節省了材料費用；可印製較厚的墨層，中間掉不會變暗，可獲得色彩飽和度佳之印刷品；可節省底片和顯影的費用，也改善了傳統製版對於環境之污染問題。. 第二節紫外光固化油墨發展與組成不論在傳統油墨或是紫外光固化油墨(黏著劑)之印刷加工中，油墨之種類、特性對於品質有著舉足輕重的影響，直接影響了印刷產品之表面品質。但往往相同的油墨因為不同的使用習慣、印刷條件設定、承印基材、印刷設備型式等因素，造成不同的品質表現。目前主流之冷燙金印刷製程為使用紫外光固化型之 UV 黏著劑進行冷燙金印刷程序，故進行了以下之文獻探討。. 27.

(28) 一、紫外光固化油墨的發展與特性自從美國 Inmont 公司於 1946 年首次發表了不飽和聚酯/苯乙烯 UV 固化油墨的技術專利，德國於 20 世紀 60 年代首次使用粒子版塗層 UV 固化商品以來，UV 固化技術的應用在發達國家和地區經歷了一段迅猛發展的階段，到 80 年代末，一直保持著每年平均 15%以上的增長率，王德海、江欞(2001)。. UV 油墨在日本是從 1920 年代初發展起來的，並開始了工業化生產。日本不僅致力於 UV 油墨的製造，還生產 UV 油墨印刷機設備，從印刷到上光一次完成。生產的 UV 油墨主要用來印刷紙張、鋁箔、聚乙烯複合紙、塑料和金屬承印物等(閻素文、李文信，2004)。. 英國、德國、法國與中國也相繼開發了 UV 油墨與印刷設備。目前在德國包裝用 UV 油墨中， UV 輪轉膠印的佔有率為 10%~14% ；用於包裝印刷增長率為 100%~150%；用於標籤印刷增長率 100%~150%，閻素文、李文信(2004)。如今，全世界紫外線硬化塗料的年產量已達數十萬噸，其年產值也高達數十億美金(林瑜平，2005)。隨著環保意識與能源危機的抬頭，更讓紫外光固化型油墨有了發揮的舞台。. UV 固化和 EB(Electronic beam，電子束)固化，均統稱為輻射固化，乾燥型式方面屬於化學乾燥方法，藉由 UV 印刷化學反應的結果，王德海、江欞(2001)。與其他固化方法比較，UV 固化具有許多獨特的優勢，主要優點如下： (一). 瞬間硬化：製程速度快，可在相當短的時間內完成乾燥固化程序，故可縮短產品加工時程，並連帯可減少半成品堆放的空間，達到了高效率及節省成本的目的。. (二). 低溫固化：UV 油墨屬於低溫固化，因此對於易受熱產生變形而損壞之材料，例如熱敏感性材質，也可透過此固化方式，進行印刷與相關加工。 28.

(29) (三) 高品質：產品特性較佳，耐溶劑及耐藥性較佳，油墨及加工表面具光澤感。 (四) 低公害：傳統的熱固化法需排放大量的有機溶劑 VOC(Volatile organic. content)於大氣中，會形成比二氧化碳更嚴重的溫室效應。因 UV 油墨不含有有機溶劑，最為稀釋用的單體也參與固化反應，故於乾燥過程中不會釋放出會危害環境的有機溶劑。. 紫外光固化油墨(Ultraviolet Curing Inks 簡稱 UV 油墨)被研發出的主要目的是為了印墨乾燥性的提昇(王素菁、林慧如、黃元佳、賴汶林，2000)。在印刷時的反印、黏貼、或其他不良現象，這些現象大都是在於油墨乾燥的問題，所以在每次油墨乾燥以及加印、套印次色之前所經過的油墨乾燥時間，對於印墨會有直接的影響。跟據王素菁等人(2000)研究，使用 UV 油墨印製產品的特點： (一). 由於不使用研磨的噴粉，所以可以讓工廠保持乾淨和減少機器的損壞。. (二). 由於在 UV 油墨使在印刷機上立即乾燥，所以可減少工廠的倉儲空間。. (三). UV 油墨不會造成結成薄膜，可減少油墨的浪費。. (四). UV 油墨不會在印刷單元或印刷機上乾燥，只會在強大的 UV 燈管下乾燥。. (五). UV 油墨的立即乾燥可去除噴粉的步驟，可以避免反印。. (六). 在印刷完成後，UV 油墨和凡立水在表面乾燥，不會影響顏色的變化。. (七). 沒有高濃度色彩和滿版反印的問題。. (八). 印刷品的抗摩性及光澤度較佳。. 二、UV 油墨組成 UV 油墨主要由單體 (Monomer) 、寡聚合物 (Oilgomer) 、光起始劑 (Photo initiator)、助劑(Additive)、顏料(Pigmnet)所組成，其主要的反應機制為光起始劑吸收了紫外光源所提供之 UV 光，引發其裂解產生了自由基或陽離子反應基，由於其具備高度反應特質，會迅速的與單體與寡聚合物產生交聯聚合反應，而使油墨乾燥硬化。針對各組成份進行下列探討： 29.

(30) (一) 單體(Monomer) 單體主要的功能為調整粘度並參與固化反應，並影響固化膜性能。UV 油墨組成中，單體除了具有可調節油墨的黏度之外，還會影響到固化動力學，以及聚合程度與生成聚合物的物理特質。綜觀單體開發和使用的歷史，王德海、江欞(2001) 將單體區分為三個時期產品： 1. 第一代單體：基本上是簡單的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯，可透過酯化反應來製備。單、雙官能基的單體具有出色的降低粘度的特性和良好的附著力，但是對於 UV 的影響卻較低，突出的特點是具有較高的揮發性與反應活性，所以會對於人體造成損傷。單、雙官能基的單體例如 CA(丙烯酸環己酯)、IBA(丙烯酸異冰片酯)、 EGDA(縮乙二醇二丙烯酸酯)、HDDA(1,6-己二酸二丙烯酸酯)等。三官能基化合物固化速度快，但固化膜容易發脆，表現出嚴重的發皺和較差的附著力問題。此類單體有 TMPTA(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、PETA(季戊四醇三丙烯酸酯)等。. 2. 第二代單體：這一類單體基本上都是由乙氧基化和丙氧基化的醇類丙烯酸酯構成，特點是固化速度高，收縮比第一代丙烯酸酯單體小，毒性與刺激性偏小。例如，EOTMPTA(乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、POTMPTA(丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)等。 3. 第三代單體：甲氧基丙烯酸酯表現出了快速的固化反應，以及低粘度、低收縮、良好附著性、低毒性、低刺激性，以及較好的溶解性質，例如 HDOMEMA(1,6-己二醇甲基氧單丙烯酸酯)。在如何選擇適當的單體，王德海、江欞(2001)提出了以下基本原則： 1. 低粘度、稀釋能力與易溶性。 2. 低揮發性、高閃點與低氣味。 3. 無毒性。 30.

(31) 4. 高活性、適當的聚合收縮比率。 5. 適當的 Tg(Glass Transition Temperature，玻璃轉移溫度)。. (二) 寡聚合物(Oilgomer) 寡聚合物又稱為預聚合物(prepolymer)，是含有不飽和的官能基團的低分子聚合物，多數為丙烯酸酯的低聚物。一般為 UV 油墨之主要成份，寡聚合物的特性決定了固化後 UV 油墨的性質。一般而言，寡聚合物的分子量大，固化後體積收縮小，乾燥固化的速度也快；但分子量大，粘度較高，則需使用更多的單體進行稀釋，王德海、江欞(2001)。. 寡聚合物通常為相對分子質量較小的低聚物、或者為可溶性線性聚合物，在相對分子質量上區別於一般聚合樹脂和可聚合單體。為了得到一定粘度和合適的熔點，提高力學性能，相對分子量一般要求在 1000~5000，閻素文、李文信(2004)。. 寡聚合物的種類繁多，較常被應用於 UV 油墨的有，環氧丙烯酸酯(Epoxy Acrylate，EA)、聚氨酯丙烯酸酯(Polyurethane Acrylate，PUA)、聚酯丙烯酸酯 (Polyester Acrylate，PESA)、不飽和聚酯(Unsaturated polyester，UPE)，與聚醚丙烯酸酯等種類。王德海、江欞(2001)對於此些寡聚合物比較了其特性之差異，如表 2-4 所示。表 2-4：常用的 UV 固化預聚物結構與性能 (王德海、江欞，2001) 特性固化速度抗張強度. 柔性. 硬度. 耐化學性抗黃變性. 種類環氧丙烯酸酯. 快. 高. 不好. 高. 極好. 中至不好. 聚氨酯丙烯酸酯. 快. 可調整. 好. 可調. 好. 可調. 可調. 中. 可調整. 中. 好. 不好. 聚酯丙烯酸酯. 31.

(32) 聚醚丙烯酸酯. 可調. 低. 好. 低. 不好. 好. 丙烯酸樹脂. 快. 低. 好. 低. 不好. 極好. 不飽和聚酯. 慢. 高. 不好. 高. 不好. 不好. 除了依據上表所列之特性選擇適用之寡聚合物，周震(2000)指出選擇寡聚合物的原則，如下： 1. 色澤要淺，透明度要好。 2. 光固化活性要高，在紫外光照射下要瞬間乾燥。 3. 固化成膜後光則要好，附著力要牢，韌性與耐衝擊性要優良。 4. 酸值不能過高(一般 20 以下)，否則再油墨儲存時易發生膠化，抗水性能也不好。 5. 與顏料的潤濕性要好。. (三) 光起始劑(Photo initiator) 任何能吸收輻射能，經過化學變化產生具有引發聚合能力的活性中間體的物質都可稱為光引發劑(photo initiator)，王德海、江欞(2001)。郭耀凱(2001)研究，在 UV 油墨組成份中，光起始劑的功能在於吸收適當之紫外光波長 (200~400nm)，產生自由基，進而促使塗料中的預聚合物樹脂與單體產生聚合與架橋反應而硬化成為塗膜。依照聚合反應方式，可將光起始劑分為自由基型與陽離子型兩類大類。 1.自由基型光起始劑(Free radical type)，又可分為分裂型與提氫型兩種： (1) 分裂型(Photo cleavage)：此類光起始劑包括了一些能夠發生 Norrish I 型斷裂的芳香族羰基的化合物，在吸收 UV 光能後，分子中與羰基相鄰的碳—碳鍵發生斷裂，產生自由基。 (2) 提氫型(hydrogen abstraction)：此類光起始劑本身不會分裂成自由基，但能從氫給予體中奪取氫而引發聚 32.

(33) 合反映的自由基。這就是所謂的 Norrish II 型機制。一般皆為芳香酮類、二苯甲酮及其衍生物。 2.陽離子型光起始劑(Cationic type)，一般要求在低溫、無水情況下進行，藉由吸收 UV 光能，造成光起始劑產生陽離子，促進聚合反應。一般環氧丙烯酸酯多採用此類型光起始劑。此兩種類型之光起始劑各有優缺點，如表 2-5 所示：表 2-5：陽離子固化與自由基固化的比較 (王德海、江欞，2001) 類型樹脂. 自由基固化陽離子固化丙烯酸酯、不飽和樹脂、聚脂環族環氧化合物(EP)、乙酯，高粘度烯基醚(VE)，低粘度. 單體用料多少引發劑自由基陽離子(超強酸) 固化速率快對 EP:中等；對 VE:高後固化可忽略強對氧的敏感性強無對潮氣的敏感性無強對鹼的敏感性無強氣味高低價格低高固化膜特性收縮率高，對金屬附著力差收縮率低，對金屬附著力好無論是自由基固化或是陽離子固化型態，在 UV 油墨中，一個好的光起始劑的性能要求包括了以下項目： 1. 在 UV 光源的光譜範圍內，具有較高的吸光效率。 2. 具有較高的活性體量子產率。 3. 在單體樹脂基體中具有良好的溶解度。 4. 具有長時間的儲存性能。 5. 光固化以後不能產生顏色(黃變)，也不能在老化時引起的聚合物降解。 6. 無氣味，毒性低，低成本。. 33.

(34) (四) 助劑(Additive)、顏料(Pigmnet) UV 油墨常使用的助劑主要有偶聯劑、增塑劑、增感劑、平坦劑、搖變劑、阻聚劑等，一般會依照不同印刷型式、印刷材質或是依照實際作業需求而添加。常見添加腊類助劑，以改善油墨的耐摩擦性能，降低粘度。周震(2000)。顏料是塗料及油墨生產中不可缺少的材料，除了可提供顏色，對於顏料尚有其他的要求： 1. 郭耀凱(2001)指出，顏料需具有較佳的透射率，不吸光的特性。 2. 王德海、江欞(2001)指出，顏料需具有改善塗層的強度、改善塗層的黏附力、改善塗層的耐老化性、減少光澤、以及改進流動與塗佈性能。 3. 周震(2000)指出，濃度要高、色澤要鮮豔、具有優良的分散性和足夠的著色力。. 第三節紫外光固化油墨的性質在印刷製程中，UV 油墨特性對於品質有著舉足輕重的影響，直接影響了印刷產品之品質表面。但往往相同的油墨因為不同的使用習慣、印刷條件設定、承印基材、印刷設備型式等因素，造成不同的品質表現。羅福林、李興才(1995)認為，印墨之一般特性，須由其濃度、粘度、色度、透明度、掩蓋度、耐光性、耐酸性、耐熱性、乾燥性、光澤性、暫凝性等而定。對於冷燙金印刷製程所使用之 UV 黏著劑與 UV 油墨具有相同之特性要求，故進行了以下之文獻探討。. 一、顏色：油墨之顏色主要由顏料所展現，印刷過程中顏料以微粒狀態著色，因此顏料顆粒的大小、形狀、分佈、表面性質，直接影響了油墨的性能。一般要求顏色方面色澤鮮豔、著色力強、高展色力。不同批次之油墨，色澤一致印刷油墨之基本要求。. 34.

(35) 二、著色力：油墨的著色力即為顏色之濃度，即為表現在印刷品上之色彩。油墨之著色力與顏料之種類、分散程度、含量有著密切的關係。一般而言，無機顏料之著色力較差，故需增加顏料之含量以達到需求之著色力。胡順華(2004)研究說明，著色力強的油墨印刷時用料少，印刷適應性好，可以印刷細網線的產品。另有一名詞為遮蓋力，印刷業者常將著色力與遮蓋力混淆。油墨完全蓋住基片的黑白格所需的最少顏料量稱為遮蓋力，通常以覆蓋每平方米底材所需乾顏料的克數，以 g/m2 表示(王德海、江欞(2001)。遮蓋力越大，相同印刷面積所需使用之油墨量越少，印刷適性佳；此特性與著色力相同。三、流動性：一般為測定油墨之濃稠的指標，稱為印刷油墨之粘度。粘度之高低直接影響了油墨在墨槽內流動的均勻性，也影響了油墨的傳遞效果，進而影響了印刷的速度與品質。吳宗嶽(1986)指出，油墨的流動型式有，牛頓流動、擬塑性流動、塑性流動等三種型式，並印刷油墨多屬於塑性流動。即在液體中加以外力時，在不超過一定界限值範圍內，不會發生流動現象；但當超越此界限時，液體開始流動，則越過部分的力量，與剪斷速度成正比。. 一般影響油墨之粘度與多種元素有關：(1)與樹脂有關，樹脂粘度越大，其油墨粘度也越大。(2)與顏料和填充料含量有關，顏料或填充料之含量越多，油墨粘度也越高。(3)與顏料和填充料之顆粒大小有關，顆粒越大，油墨粘度越低；反之，顆粒越小，油墨粘度越高。(4)與顏料和填充料之分散狀況有關，分散狀況越佳，油墨粘度越小(黃明達、王城，1993)。. 四、觸變性：亦稱為搖變性(Thixotropy)，即為印刷油墨受到外來的機械壓力，產生流動性，但靜置後，流動性降低。Thixotropy 一詞，原出於希臘語，意即因接觸而發生變化，吳宗嶽(1986)。考量油墨之觸變性， 35.

(36) 為希望油墨在墨輥上受力，能產生良好的流動特性，以確保油墨能均勻的轉移到印版與承印基材上，但一經轉移到承印基材上，流動性降低，讓油墨所呈現之圖像能維持固定形狀，從而獲得鮮明、高解析度的圖像。. 伍、乾燥性：UV 油墨乾燥特性主要來自於光起始劑與 UV 光源之搭配性，若搭配性差，則乾燥性差，附帶影響膜層之附着性、耐刮性，對於冷燙金製程將會造成冷燙金金屬薄膜轉移效率差。. 六、接著性：即為油墨對於承印基材表面的附著性。附著性也為印刷業所關注的一個指標特性，往往附著性差，對於印刷品之後加工會造成不良影響。接著性可分為物理吸附、化學吸附兩著類型，一般物理吸附附著性差，化學吸附則具有較強的接著程度。對於紙張承印基材一般僅有物理吸附現象，但因紙張表面具有孔洞，油墨或膠水可以產生滲透現象，故對於紙張之接著性一般均無問題。對於塑膠膜承印基材而言，平滑、無孔洞的表面無法使用一般物理吸附特性獲得良好的接著性；故必須藉由化學吸附現象，透過選擇適當的高分子聚合物、有機溶劑、促進劑讓油墨與承印基材之表面產生化學鍵結，而提供良好的接著性。. 一般對於印刷接著性之品質，業者普遍應用 ASTM(American Socity for Testing and Materials)定義之 D3359 膠帯牢度標準測試規範作為檢測之方式與品質認定標準，接著度等級由最差(0B)~最佳(5B)，如圖 2-6 所示：. 36.

(37) 圖 2-6：D3359 膠帶附著度等級示意圖 (博研聯盟網頁，1997). 七、耐光性：胡順華(2004)說明，耐光性是指油墨在陽光下顏色保持不變的特性。一般耐光性能主要由顏料的組成決定，並舒展劑的組成也會影響油墨的耐光特性。若油墨的耐光性差，表示印刷品放置於陽光下，或高能量之鹵素燈，經過照射，而產生變色、退色之現象。. 八、細度：油墨的細度係指顏料與填充料的顆粒粗細程度，油墨顆粒越粗，於印刷於越容易糊版，且著色力不佳，並細度高低也直接影響了油墨的粘度、流動性，與油墨轉移之效果。一般而言，油墨的細度越高，著色力越強，不僅獲得的印刷品質好，也連帶的降低了油墨的使用量，降低了製作的成本。. UV 黏著劑之特性若不適當，則易造成印刷圖像之解析度降低、圖像模糊及銳. 37.

(38) 利度不足等問題。根據台灣 FLEXO 彩集網頁(2004)指出，印刷壓力、油墨流動或滲透、紙張吸收與擴散、光線折射與反射等因素，均會影響油墨轉移，故對於成印刷品質造成影響。故除了實際印刷作業之條件設定外，選擇優良且特性適當的油墨是首要條件。. 第四節 UV 光源在 UV 油墨印刷製程中，UV 光源扮演著能量提供者的角色，藉由發射出波長範圍分佈在 200~450nm 之光源，提供足夠誘發光起始劑進行產生自由基或陽離子，進而引發寡聚合物與單體間的化學交聯作用，使 UV 油墨產生相變化，由液態外觀轉變成固態皮膜。. 一般 UV 光源所發出的光線中，包含了三種波段的 UV 光，UV-A(400-320nm)， UV-B(320-290nm)，以及 UV-C(290-100nm)(光源公司，2003)。UV 光源波長，如圖 2-7 所示。其中 UV-C 通常可被大氣層中的臭氧層完全吸收，不至於穿到地球表面，人體可能接受到的 UV-C 多為人工光源如電焊或紫外線殺菌燈等。. 圖 2-7：UV 燈管與波長表示圖 (光源公司，2003) 38.

(39) UV 光源之強度一般可按每厘米燈管的能量(W/cm)來分類。目前商品化之燈管強度分別為 80、100、120、150 以及 240W/cm。輸出功率越高的燈管所放射出的紫外線強度越高，其反應效率也越佳，故目前業界上為了提昇印刷速度，生產了達 400W/cm 高強度的 UV 光源。但實際上 UV 光源強度與固化速度並不是呈現線性關係，王德海、江欞(2001)指出，塗層厚度、基材種類、反射器幾何形狀、UV 燈的總效率、顏料種類以及空氣的阻聚作用燈會影響 UV 光源的效能。. 早期產業界中使用之 UV 燈泡有汞燈及氙氣燈泡兩種，汞燈能提供在短波長範圍充足的能量，而氙氣燈則能連續放出高能量波長。目前加工製程中，最常見的燈源選擇則分為 H、D、V 三種。林瑜平(2005)。一般業者也稱 H 型燈泡為高壓水銀燈管，並稱 D、V 型燈泡為金屬鹵素燈管。 1. H 型燈泡：汞蒸氣燈泡，主要提供 220~320nm 波長範圍以及在波長 365nm 處。能夠供給短波長光起始劑的需要，而短波長的光源其穿透力差，因此 H 型燈泡適合應用於塗層厚度較薄，以及光起始劑的吸收波長在短波長處的 UV 油墨。. 2. D 型燈泡：主要為汞蒸氣以及微量鐵添加物所構成，其中汞放射出短波長範圍之能量，而鐵則提供 320~400nm 之能量。此類型的光源適用於透明性差的 UV 油墨，因長波長的光源穿透力較佳。. 3. V 型燈泡：由汞蒸氣與鎵添加物構成，其中汞提供短波長的能量，而鎵提供了 405~440nm 範圍的能量。當光起始劑的吸收在此處很強，則適用此型燈泡。. 39.

(40) 第五節冷燙金印刷製程所謂冷燙金印刷製程為結合了印刷、貼合兩程序，於印刷設備上進行作業，不論是凸版、柔版、或平版等印刷設備，透過印刷版材與印刷單元將 UV 黏著劑或 UV 油墨轉印到承印基材上，再將冷燙金屬薄膜材料貼合於承印基材上，再使之通過紫外光乾燥燈進行乾燥程序，待乾燥程序完成後，冷燙金屬薄膜材料上之金屬箔膜轉移到承印基材上之製程，稱為冷燙金印刷製程。. 冷燙金印刷製程所必需使用之材料、裝置以及設備，共包含了冷燙金屬薄膜材料、紫外光固化黏著劑、印刷單元、印刷版、印刷設備、紫外光乾燥燈、承印基材等七大部分。在本章節中，因為上述幾項部分已經於前幾章節進行了相關文獻探討，故後續僅針對冷燙金屬薄膜材料與印墨單元進行相關文獻探討，並針對目前業界上所應用之冷燙金印刷製程，以及製程特點進行文獻之探討。. 一、冷燙金屬薄膜材料冷燙金屬薄膜使用了與熱燙金材料類似的結構，基本冷燙金屬薄膜結構如圖 2-8 所示。各結構分述如下：. 圖 2-8：冷燙金屬薄膜材料結構 (J.Michael, 2004) (一) Thin Film：一般常使用 PET(Poly ethylene terephthalate)作為承載主體。PET 薄膜具有相當良好的機械強度、表面平整性、耐熱性、高融點，且具有優良的化學特性，故易於進行各種後 40.

(41) 加工程序。一般使用對苯二甲酸或其甲酯與乙二醇，進行縮合聚合製備；也可由飽和間苯二甲酸與不飽和丁烯二酐與丙二醇等二功能性醇進行聚合反應而成(謝俊雄，1998)。 (二) Release：所謂的離型層，藉由調配與 PET 薄膜不同性質之高分子聚合體，使得與 PET 薄膜間產生物理假性附著現象，只要施加力量即可將此離型曾與 PET 薄膜分離。目前隨著聚合化學之發展，離型層之高分子聚合物已發展至可經準控制層間附著強度，更讓此種具有離型特性產品有著更寬廣應用。 (三) Lacquer：此層為業界俗稱的 Primer，一般具有良好的耐熱性，且可調整高分子聚合物的軟硬程度，便於相關業者於此結構層上，進行壓花成形的工藝。且此塗層並具有另一個重要功能，即需提供對於金屬物質良好的表面附著特性。 (四) Alμminμm：金屬鋁層，此層物質為透過真空電鍍技術，將金屬鋁於高真空環境下(3*10-4 torr)，透過石墨蒸鍍舟加熱金屬鋁，將金屬鋁汽化為鋁蒸氣，再附著於 Lacquer 表面。使用金屬鋁作為蒸鍍材質之理由，陳志維(2004)說明如下： 1.鋁鍍層具有良好的遮光性；衛生，不含有毒物質。 2.具有高光澤，與美觀效果；重量輕，約為鋁箔的 1/200。 3.折曲時，不會產生如鋁箔之永久性摺痕。 4.鋁鍍面使用透明塗料塗佈之，可應用為鏡面反射用途。 (五) Adhesive：此層由具有高感熱特性之高分子聚合物所組成，需具有對於金屬鋁層優良之附著強度，以及對於 UV 油墨有著極佳的附著強度，以利於冷燙金印刷製程中減少轉移不良的現象發生。 Mike et al. (2010)指出：目前冷燙金屬薄膜除了外觀功能裝飾外，已發展具有重複疊印的功能。此重複疊印功能可提供更多樣化的印刷效果，若能結合特殊防偽油墨，即可賦予印刷產品之特殊防偽功能。 41.

(42) 二、印墨單元(The Inking Unit) 不同型式之印刷設備，其印墨單元就有著明顯差異。彈性凸板設備的結構相較於凸版印刷、平版印刷簡易，彈性凸板設備之印刷單元如圖 1-3 所示。因目前冷燙金印刷製程主要使用彈性凸板設備進行加工，故僅以彈性凸板設備為討論對象。將油墨均勻且穩定的轉移印刷於承印基材上，是印墨單元之主要的功能。. 羅福林、李興才(1995)指出，印墨單元之主要功能有以下幾項： (1). 儲存適量印墨。. (2). 於印刷時供應定量之印墨。. (3). 將墨槽內印墨運轉於墨輥。. (4). 由墨輥之輾轉調煉使成均勻之墨層。. (5). 使均勻之墨層平均分佈於印版之印紋部份。. (一) 供墨系統早期的彈性凸板機其油墨供應系統都採用「雙輥輪」，由橡皮輥將墨盤的油墨傳遞給花紋網目輪，同時利用橡皮輥與花紋網目輪之間的壓力刮去多餘的油墨。採用「雙輥輪」的缺點為如下，台灣 FLEXO 彩集網頁(2005)。 1. 輥輪轉動有偏離問題容易造成刮墨壓力不穩定。 2. 印刷速度提高輥輪產生離心力大，刮墨壓力減低帶墨過多。 3. 橡皮輥有彈性使雙輥輪間的壓力變得敏感，操作者很難控制網目輪的實際帶墨量。 4. 無法使用較高粘度的油墨。 5. 無法印刷精細的網點，因為無法完全刮除墨穴間的油墨。由於雙輥輪之缺點與操作上之限制，故目前彈性凸板設備之供墨方式已改良為，墨滾控墨方式、刮刀控墨方式、墨槽控墨方式等三種型式(圖 2-9)，台灣 FLEXO 彩集網頁(2001)並說明，此三種型式之優缺點簡列如下： 42.

(43) 1.墨滾控墨，優點： (1) 投資省、維護費低。 (2) 不須更換零件如刮刀。 (3) 不容易損傷花紋滾輪。缺點： (1) 不易控制帶墨量，由於印刷速度變更。 (2) 不易控制帶墨量，由於油墨粘度變更。 (3). 不易控制帶墨量，由於墨滾壓力變更。. 2.刮刀控墨，優點： (1) 控制墨量較穩定，較不受速度變更影響。 (2) 控制墨量較穩定，由刮刀壓力控制墨量。 (3) 投資較低、維護費不高。缺點： (1) 墨盤溶劑蒸發快，影響油墨粘度變更。 (2) 刮刀與墨盤影響供墨的環境較髒。 3.墨槽控墨，優點： (1) 控制墨量非常穩定，不受速度變更影響。 (2) 控制墨量非常穩定，調整刮刀控制墨量。 (3) 控制墨量非常穩定，密閉式溶劑蒸發慢。 (4) 印刷環境非常乾淨。缺點： (1) 投資較高、必須維護且費用亦較高。 (2) 油墨必須細膩、不含雜質以免損傷刮刀等。. 43.

(44) 圖 2-9：不同形式的控墨方式圖 (台灣 FLEXO 彩集網頁，2001). 目前國內傳統的柔性凸版印刷機，大多還採用墨滾控墨方式，少數印刷機採刮刀控墨方式。於歐美地區，大都採用密閉墨槽控墨方式(雙刮刀系統)。當然就演進的順序可以知道墨槽控墨絕對優於墨滾控墨；然而以設備的製造成本而言，墨滾控墨系統的成本最為低廉。如果只是印刷一些粗線條文字，似乎沒有必要投資較貴的墨槽控墨系統。這也是墨滾控墨仍然被許多印刷業採用的原因。. (二). 雕花滾輪(Anilox Roller). 印墨單元主要的功能為能均勻地將 UV 油墨轉移印刷到承印基材上。為了達到此目的，需要有能精準控制 UV 油墨量之裝置，這個裝置即為雕花滾輪(Anilox Roller)，也稱為網目滾輪、花紋滾輪等。一般由金屬鋼或是陶瓷材質製成，表面具有許多凹孔(圖 2-10)，能夠均勻地轉移多少數量的油墨到印刷版上，才是雕花滾輪在印刷中的重要功能。因雕花滾輪為透過雷射光在表面雕刻所製作而成，故可獲得穩定以及精準的孔洞深度，並透過刮刀控制固定數量之油墨或膠水附著於表面，再藉由與印刷版之接觸，將油墨或膠水轉移到印刷版上。. 44.

(45) 採用花紋網目輪來傳送油墨也是 Flexo 印刷特有的方式。台灣 FLEXO 彩集網頁(2003)指出，花紋網目輪肩負著油墨轉移的任務，能夠均勻地轉移正確的油墨量到版面，才是花紋網目輪在印刷中最重要的功能。慎選網紋輥不僅有助提昇印刷品質，亦可使印墨量移轉得到較好的控制(謝東憲，2002)。挑選花紋網目輪必須注意它的穩定度、均勻度、油墨轉移能力、及使用壽命。雷射彫刻設備。獨特的塗佈技術及高超的單點雷射、多點雷射以及 YAG 高線數、高帶墨量的彫刻技術，使得今日的 Flexo 印刷能夠邁向 175 線/吋或 200 線/吋高品質印刷。. 圖 2-10：100 倍放大下之陶瓷雕花滾輪 (台灣 FLEXO 彩集網頁，2004). 圖 2-11：油墨轉移能力之關鍵：孔深比 (台灣 FLEXO 彩集網頁，2004) 選擇花紋網目輪的基本要素為網目線數、雕刻形狀、帶墨量。但是網目輪的品質卻要看滾輪品質、塗佈狀況、及雕刻的形狀而定。不良的塗佈會有針孔的發生、網輪表面的陶瓷塗佈層會發生隆起或剝離。台灣 FLEXO 彩集網頁(2001)指出，彫刻的技術更是決定油墨轉移的墨量、均勻度的重要因素，一般油墨轉移能力之. 45.

(46) 判定，可由雕花滾輪之網目孔深比決定(圖 2-11)，孔深比為孔洞深度與孔洞寬度之比值，業界上常以孔深比介於 0.23~0.33 為最適當之範圍。謝東憲(2002)指出，墨穴的深淺與數量對印刷色調的表現亦有一定的影響。不正確的帶墨量是無法獲得良好的印刷品質，對於不同產品類型以及印刷效果，需慎選雕花滾輪與帯墨量；表 2-6 為瑞士 PRAXAIR 公司的雕花滾輪各線數之帶墨量之產品規格表。表 2-6：PRAXAIR 公司之雕花滾輪規格表 (台灣 FLEXO 彩集網頁，2001). 三、應用製程目前冷燙金印刷有兩種製程，濕式製程(Wet Lamination)與乾式製程(Dry Lamination)。濕式製程雖其印刷作業速度有限制(15~60M/min)，相較於乾式製程 (60~120M/min)有著明顯差異，且乾式製程之冷燙金印刷品質更佳；但乾式製程所需之技術層次較高，所以目前業界主要以濕式製程進行冷燙金印刷產品之製作。光群雷射科技公司(2006)對於兩製程之原理與特點簡述如下：. 46.

(47) (一) 濕式製程(Wet Lamination)，如圖 2-12 所示：將圖像印刷在基材上→以壓輪將冷燙膜與基材貼合→用 UV 燈將基材上之 UV 黏著劑乾燥，使圖像變粘→將多於冷燙膜移除→完成濕式製程，其特點如下： 1.. UV 黏著劑可印刷在水性溶劑型及 UV 油墨表面。. 2.. 有印刷速度之限制。. 3.. 冷燙膜與基材之張力控制很重要。. 4.. 必須安裝於 UV 燈前後方硬度較高之壓輪。. 5.. 可印刷出細線、網點、細字及鏤空等圖案。. 圖 2-12：濕式製程(Wet Lamination) 示意圖 (J.Michael，2004). (二) 乾式製程(Dry Lamination)，如圖 2-13 所示：將圖像印刷在基材上→用 UV 燈將基材上的 UV 黏著劑乾燥，使圖像變粘→立即以壓輪將冷燙膜與基材貼合→多餘冷燙膜移除→完成乾式製程，其特點如下： 1.. UV 黏著劑不可印刷在未乾燥之水性或溶劑型油墨表面。. 2.. UV 黏著劑不得過於乾燥或乾燥不足。. 3.. 要在 UV 燈後方約 5＂以內距離處貼合。. 4.. 冷燙膜與基材貼合時，需使用更高硬度之壓輪與高壓力。. 47.

(48) 圖 2-13：乾式製程(Dry Lamination) 示意圖 (J.Michael，2004) 如何選擇乾式製程或濕式製程之冷燙金印刷製程。可根據印刷所需效果以及基材進行選擇，如表 2-7 所示：表 2-7：冷燙金印刷兩製程之品質差異表 (光群雷射公司，2006) 乾式製程(Dry Lamination). 濕式製程(Wet Lamination). 1.網點. 1.印製中~大面積之圖像. 2.細線&細字. 2.可在水性及 UV 油墨表面作冷燙印刷. 3.於 UV 印墨表面冷燙印刷. 3.適用各類型基材. 4.僅適用紙張類基材. 4.不需後乾燥. 5.需要後乾燥. 5.印刷速度有限制. 6.需使用正確之印刷速度. 四、冷燙金印刷製程與產品特點光群雷射科技公司(2006)，對於冷燙金印刷製程提出了以下的看法： (一) 熱敏性材料：冷燙印刷其低溫作業環境(約 40~50℃)，故對於 PVC/PE/PP 等熱敏感性材料，可在不造成材料變形溫度下完成冷燙金印刷作業。此點為熱燙金技術上無法突破之重要關卡。 (二) 漸層網點特殊效果：使用光感柔性樹脂版，並搭配適當之 UV 黏著劑 or UV 油墨，目前可獲得 175 線之細緻度效果，經由印刷美工設計者之巧思，可製. 48.

(49) 作出經由冷燙金印刷製程之藝術品。 (三) 大中小面積表現：傳統熱燙較適用於小~中面積之燙印表現，對於極細或大面積之燙印，熱燙金技術仍無法滿足此需求；冷燙金印刷製程對於此需求，則提供了更理想的解決方法，於同一樹脂柔版上，可將所有設計囊括合併，且不受於燙印面積之限制。 (四) 高產能、低成本：一般熱燙金須約 5 個工作天完成之訂單，冷燙金印刷加工約 1~2 工作天即可完成，相對地對於生產成本有著顯著之優勢。並對於小量訂單，冷燙金印刷更具優勢，因樹脂柔版價格低，且專業製版廠一般於接獲客戶訂單，1 個工作天即可完成版的製作，並可立即投入生產作業；反觀熱燙金製程，金屬燙頭價格明顯較樹脂柔版高，且製作工時長，若僅用於小量訂單生產，則硬體設備成本必定加諸於產品價格。 (伍) 使用印刷對位，對位精度高：冷燙金印刷製程可於印刷設備上聯線作業，使用色墨印刷對位之方式，藉由印刷十字線進行精準之對位作業，不需額外附加雷射電眼即可達到對位目的。且不需考慮如熱燙金燙印跳位問題，即無燙印不準之問題。 (六) 特殊防偽應用：使用全像雷射熱燙金材料，可獲得相當防偽效果。但冷燙金印刷產品更可配合客制化全像雷射圖案，使用雷射透明材料，結合特殊功能性 UV 黏著劑或 UV 油墨，呈現出特殊之防偽效果。例如 XSYS 所推出應用於商標識別的防偽的新型油墨(HIP-Holographic Ink process)，適用範圍廣，可應用於不同材料上，且特殊的印刷效果，使產品無法被複製，從而能夠達到保護產品品牌的作用(印科印網，2006)。為獲得最佳之冷燙金印刷效果，在實際作業時，印刷業者應注意 UV 燈之強度是否足夠、收捲裝置之設定張力適當否、UV 黏著劑塗佈量足夠否，承印基材種類是否適當、並注意貼合壓輪之硬度是否符合 80~90 Shore A，因為壓輪為直接影響冷燙印刷質量之關鍵。目前冷燙印刷有著下列之限制，可供印刷業者於冷燙印刷適用與否之參考： 49.