熱轉印技術在金屬包裝上的應用前景簡析

■ 文/郭瑩瑩

熱轉印是將文字或圖案等信息預先印刷在熱轉印的中間介質轉印紙或薄膜上，通過加熱加壓的方式，將中間介質上的圖文轉移到承印物上的工藝過程。

熱轉印的工藝過程分為熱轉印膜的印刷及熱轉印兩部分。其中熱轉印膜的印刷是整個工序的重中之重，因為它不僅關系到文字、圖案階調層次的再現，關系到整個版面的顏色鮮艷度、飽和度，更重要的是離型劑和膠粘劑也在這個過程中實現，直接影響后續工藝的進行。

熱轉印膜的結構一般分為四層，即膠粘層、印刷層、離型層和基底層。如圖1。

圖1 熱轉印膜結構

熱轉印膜四層結構的作用分別是：

基底層：是熱轉印膜的載體，即離型劑、油墨及膠粘劑涂布的載體，一般要求該載體耐高溫、耐高壓、拉伸變形小。熱轉印膜的載體有很多，包括PVC、PP、PET，但是應用最廣泛的還是PET聚酯薄膜，簡稱PET薄膜。它是一種無色透明、有光澤的薄膜，機械性能優良，剛性、硬度及韌性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高溫和低溫，耐化學藥品性、耐油性、氣密性和保香性良好，是常用的阻透性復合薄膜基材之一。在熱轉印膜的結構中，PET具有高溫作用下變形率低、穩定性好、離型性好的特點，特別是在彩色階調原稿再現方面具有明顯的優勢，印刷適性更好，且熱轉印的過程中生產效率高。

離型層：上面涂布離型劑，離型劑是一種具有離型性、成膜性和粘合性的低粘度的透明樹脂。在常溫下保持固體狀態，在加熱達到一定溫度的條件下可以融化流動，與基底層的粘結力變小，能夠快速從基底層脫離。離型劑是完成印刷層與基底層脫離，將圖文轉移到承印物表面的關鍵之一。它要求離型劑具有良好的離型性能，既要讓印刷層與基底層實現剝離，還要完全準確剝離，沒有任何殘留。同時離型層需要具有良好的耐磨性，可以保護印刷層，降低空氣中一些物質對油墨層的侵襲、腐蝕。

印刷層：是印刷油墨的一層，再現圖文的色彩和階調層次。通過離型劑的分離，印刷層可以全部轉移到基材上，體現印刷品的最終效果。印刷層在印刷的過程中，一般先印刷彩色油墨，再印刷白色油墨，這樣在轉印的過程中，彩色油墨置于白色油墨之上。

膠粘層：它的基本性能是在加熱過程中，膠粘層融化與承印物表面之間產生較大的粘結力，將印刷層與承印物膠粘起來，保證印刷層與承印物表面結合牢固。膠粘層的膠粘劑應該與承印材料相匹配，不同的膠粘劑，由于化學成分的不同，與不同的承印物結合，粘結力差異比較大。不同的承印物應該匹配不同成分的膠粘劑，用以保證膠粘層與承印材料之間的結合力。

總體來說，熱轉印的過程首先在基底層上涂布適量的離型劑，在此基礎上印刷彩色油墨，色序一般為CMYK四色+白色，然后進行膠粘劑的印刷，至此完成整個轉印膜的生產工序。在進行熱轉印時，膠粘層的膠粘劑在溫度和壓力的作用下發生融化，與承印物表面產生牢固的粘結力，同時離型層的離型劑融化流動，粘結力變小，與基底層分離，白色油墨首先轉移到承印物上，CMYK四色油墨轉移到白色油墨上面，從而完成油墨層從轉印膜到承印物的轉移。

熱轉印的工藝過程具體見圖2。

圖2 熱轉印工藝過程

在國內，整個熱轉印行業經歷了一個從無到有并且逐步趨向成熟的階段，現在基本上已經發展成一整套完善的工藝體系。熱轉印技術具有綠色環保、圖案附著力強、經久耐磨、不易褪色且生產效率高等特點，而且可以適應不同材質的承印物，包括PVC、PP、亞克力、木材、皮革、織物、金屬材料等。同時在印刷方式方面靈活多變，不僅可以與傳統的凹印技術相結合，還可以與目前蓬勃發展的數碼標簽打印技術相結合，圖案精度更高、色彩更加鮮艷、飽和度高，且無需制版，實現圖文信息的數據化、可變化、定制化服務。

金屬包裝，顧名思義，是指金屬材料（主要指鍍錫板，也包括鍍鉻板）應用于飲料、食品等的兩片罐、三片罐以及噴霧罐等包裝。一般分為兩片罐和三片罐。兩片罐是由罐身和罐蓋兩片金屬材料（一般為鋁材或鍍錫版）組成，例如可口可樂、百事可樂、百威啤酒等金屬罐，這種產品生產工藝為先成型后印刷，一般采用水性油墨，傳統印刷方式一般采用柔版印刷。三片罐是由罐身、罐底和罐蓋三片金屬材料（一般為鍍錫版或鍍鉻板）組成，罐身有接縫。這種產品生產工藝為先印刷后成型，一般采用傳統熱固型油墨和UV紫外固化油墨，傳統印刷方式一般采用平版印刷。詳見圖3。

圖3 金屬包裝產品結構及印刷工藝分類

無論是傳統的二片罐柔版印刷還是三片罐平版印刷，因為涉及到制版工藝，對訂單的起印量都有一定要求，而且無法實現可變數據印刷，無法滿足如今市場上產品小批量、個性化的需求。在此契機下出現的數碼噴墨打印技術，可以一鍵解決短單、個性化定制的需求。所謂“噴墨印刷”（Ink-jet Printing）是一種無接觸、無壓力、無印版的印刷復制技術。它具有數字化印刷的特征，不需要制版，可實現小批量、個性化、可變信息印刷。首先將計算機存儲的圖文信息輸入噴墨設備，再通過特殊的裝置，在電腦的控制下，由噴嘴向承印物表面噴射霧狀的墨滴，根據電荷效應在承印物表面直接成像，成為最終的印刷品。由于數碼印刷技術無需制版，通過數字化工作流程來管理和控制數據參數和工藝過程，工作效率因此得到大幅地提升。

但是目前的兩片罐UV數碼打印技術在實施的過程中，由于罐子必須套在芯棒上進行傳輸打印，必須為芯棒預留作業空間，所以目前只能針對未成型的空罐進行打印，打印工序之后還需要進行縮頸、翻邊成型，這個過程中會產生不可預知的廢品率，如果溢量打印，對于單個品種數量極少的產品溢量難以掌控，同時也會大大增加訂單單耗成本。如果廢品率的絕對數量超過溢量，那么則需要返回打印工序重新進行生產，大大降低了生產效率。熱轉印技術則靈活得多，不僅可以針對空罐進行轉印，而且也可以針對實罐轉印，轉印形式兼容性更高。在這樣的技術背景下，針對傳統的比較常用的通用罐型，可以實現統一安排生產制罐，再根據客戶圖文的具體要求實現客戶訂單的信息匹配，生產效率實現最大化，生產成本最低化。

而在三片罐印刷領域，熱轉印技術應用前景也非常廣泛，尤其是在DRD淺沖罐方面，具有得天獨厚的優勢。傳統的DRD淺沖罐都是在平張鐵上進行預變形圖文的印刷，然后進行沖制成型。圖文的預變形是通過專門的變形軟件完成，軟件中的預變形是基于基材變形率在圓周各個方向百分之百均勻的理想條件下進行。而在實際生產中，由于基材本身的性能和生產工藝實際狀況，無法實現基材在圓周各個方向的變形率百分之百均勻一致，同時由于模具在加工的過程中也無法實現理想狀態的零誤差，因此市場上的DRD淺沖罐產品圖文變形率都存在一定的差異化，表現為文字、線條出現完全變形的狀況，產品表觀受到一定影響。而熱轉印技術可以完全解決這個技術問題，因其是在產品成型后進行轉印，通過加熱加壓的方式，將熱轉印膜上的油墨與基底層剝離，墨層轉移到已成型的金屬罐上，故而規避了材料變形率不均勻的問題。且油墨直接附著在金屬基材表面，與傳統金屬制品質感表觀一致，消費者不需改變對原有金屬包裝產品的認知屬性，市場認同度高。

總而言之，熱轉印技術符合金屬包裝個性化、定制化、柔性生產的發展趨勢，應用前景看好。但是熱轉印技術在金屬包裝上的應用推廣也存在一些問題，因為熱轉印工藝涉及離型劑和膠粘劑的生產，與數碼印刷的結合工藝有待進一步整合、優化，實罐熱轉印的速度還不是特別快，同時由于離型劑和膠粘劑的制版問題，在成本方面的優勢還沒有完全體現出來。轉印膜的制作質量直接關系到印刷圖案的轉移是否徹底，除了與作業時的溫度和接觸時間有關外，離型劑與印刷油墨、離型劑與基底層的匹配性也是關鍵。此外，轉印后的產品漆膜在耐劃傷方面性能還有待進一步提升，膠水和金屬基材的匹配性有待進一步研究優化。隨著熱轉印技術的不斷發展，材料和工藝的不斷優化，熱轉印技術的優勢必將日益凸顯。未來，熱轉印技術在金屬包裝領域將發揮更大的作用。