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柔版印刷印墨發展史



在早期,柔版印刷(Flexography)的名稱是「苯胺印刷」,其原由是 1905年時,法國 C.A.Holweg 開始設計一個新的印刷機,並使用合成苯胺染料溶於酒精製成印墨。之後類似的印刷機相繼被開發出來,但印墨還是以苯胺染料為原料,因此此類型印刷當時就稱為苯胺印刷,後來也有叫彈性凸版印刷、橡皮版印刷、富瑞凸版印刷,也常被簡稱為柔版印刷或柔版。


 

1925年9月,亞瑟·凱斯(Arthur Case)發明了“柔版印刷機”,

獲得了美國專利 1,552,821。 上圖顯示了亞瑟·凱斯專利中顯示的原始圖



 

因為苯胺染料印墨印刷的質量不佳,Geigy公司於1927年導入使用鹼性染料溶於溶纖劑(cellosolve) 製成苯胺印刷印墨。但由於鹼性染料溶於溶纖劑的印墨存儲和運送不易,之後National Aniline, General Dyestuff Co., Calco Chemical Co., and DuPont.開發出粉狀印墨,這些油墨更易於存儲,配方可適應印刷要求。

由於新的原物料玻璃紙(cellophane)出現,1931年,丁利(James.J. Deeney)研製出使用二氧化鈦和蟲膠的白色印墨用於苯胺印刷行業(為了要在玻璃紙打白底後能顯示出較艷麗的顏色) ,之後也有黃色和橙色顏料印墨。1934年,金屬顏料問世,之後的苯胺印刷使用的印墨都是以顏料型印墨為主。

1940年代後期,大多數苯胺印刷生產商印刷了食品工業使用的包裝材料,但苯胺印刷這個名稱引起了一個問題,因為苯胺的意思是「煤焦油衍生物,具有有害或有毒物質的含義」。由於這種不良聯想,許多食品製造商拒絕採用苯胺印刷產品包裝。為了銷售產品,苯胺印刷行業開始使用“ Lustro ”印刷術或“ Transglo ”印刷術等術語來宣傳其印刷工藝。

1951年3月,當時美國摩斯台普公司的富然克林.摩斯發起一個徵名活動,希望能有新名稱來改變「苯胺印刷」之名。1952年10月,在紐約舉行的第14屆包裝學會論壇上,宣布以「柔版印刷術(FLEXOGRAPHIC)」來取代「苯胺印刷術」名稱。這個名字很快為全世界接受,柔版印刷術也被定義為一種輪轉膠版印刷方法,此方法使用橡膠印版和流動性快乾油墨印刷。

柔版印刷市場在1950年代導入PE膜,然而蟲膠型印墨在PE膜的表現就不被市場接受,因此需要一個新的樹脂來替代蟲膠。1955年,聚酰胺(PA)樹脂出現,此樹脂生產的柔版印墨(此系統印墨是使用酒精溶劑和碳氫溶劑混和後當稀釋劑)比蟲膠型印墨具有光澤,耐水性、附著性和耐熱性俱佳。

到了1960年代,引進PE材質生產麵包袋,柔版印刷市場就使用聚酰胺印墨印刷PE麵包袋。此時,Continental Bakeries引入GC品檢,發現印刷完成的麵包袋上有殘留碳氫化合物,此溶劑會引發疾病。因此於1968年FTA論壇上,Sun Chemical 發表醇溶性聚酰胺(PA)印墨來改善。聚酰胺(PA)柔版印墨雖然有很多優點,但有一項嚴重的缺點,就是遇到氣溫寒冷時,會有結凍的問題。為解決這個問題,在1970年代初,各種樹脂的商業化(聚氨酯,丙烯酸酯和聚酯…等)出現,柔版印墨業就將這些樹脂帶入柔版印刷中。

美國第一個空氣排放控制法規在 1970年代初制定,當時大多數的印刷公司以為政策的目標是針對每年排放量超過 100噸的大型公司。那時,大部份印刷公司都沒有接近這個水平,因此他們並不在意。然而,政策最後的結論是無論排放量大小的每個公司都必須申請空氣排放許可證。此外,1971年的石油禁運使得包括溶劑在內的所有石油衍生產品都溢價,這似乎是開發水性柔印油墨的絕佳時機。只不過,這個過程並不像看起來那樣簡單。大多數印刷廠抱怨水性油墨不能產生相同的光澤,乾燥問題、對印刷材料附著不佳的問題和在網紋傳墨輥上造成清潔問題,導致一些柔版印刷公司使用水性油墨的困難。這些問題有些是印墨產業需要去解決,有些則是需要印刷機械產業來改善,但是這兩個產業當時無法互相理解以協同解決水性印墨的問題,以至於即使水性油墨已經問世多年,柔版印刷業也無法將水性印墨廣泛使用。

社會對環境保護的需求日益增大,1980年,美國《清潔空氣法》規定要求將印刷廠的空氣排放量削減35%,從而改變了其中一些做法。柔版印刷機器商和柔版印墨商為了能降低空氣排放量各自努力,慢慢地,油墨中的溶劑含量降低了,但並沒有完全消除,因此,UV 固化柔印油墨就變成是可能的解決方案。UV 柔版墨的優點是「無 VOC 排放、印刷適性佳、物理化學性能優良…」等,但「保存期限較短、有些顏料系統不易乾燥問題以及對塑膠材質附著力不佳…」等問題仍有待克服。

地球只有一個,對環境的保護是全球的責任,因此,世界各國政府紛紛對空氣汙染提出各種限制法案。柔版印刷產業為能符合這些限制法案,降低 VOC 的排放,水性柔版印墨和 UV 柔版印墨似乎已是目前最合適的選項。


 

※ 本文由「新美光股份有限公司」提供予「台灣柔版印刷協會」網站使用



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