前言

硅藻土（Diatomaceous Earth, DE）吸水杯墊近年來已成為廣受歡迎的客製化禮贈品與個人化商品，其主要吸引力在於優異的吸水能力與天然質樸的美感。然而，在其獨特的材料表面進行高品質、高耐久度的圖案印刷，涉及特定的技術考量。

了解硅藻土的材料特性是成功印刷的基礎。硅藻土杯墊的獨特之處既是其賣點，也是印刷的挑戰來源。

一、 組成與結構：

硅藻土（亦稱珪藻土、矽藻土）是一種由古代硅藻（一種單細胞藻類）的化石化細胞壁沉積而成的天然沉積岩，主要成分為二氧化矽 (SiO2)。杯墊通常是將硅藻土粉末與石英砂、有機纖維 或其他黏合劑混合後，經加壓成型，可能再經過低溫烘烤或處理製成。值得注意的是，高溫燒結（如超過 1000-1200°C）會破壞其多孔結構並降低吸水性，因此杯墊製程需保留其孔隙特性。雖然硅藻土也用於製造複合材料（如與 PLA 塑料混合），但這與杯墊的材料組成不同。

二、與印刷相關的關鍵特性：

◉ 高孔隙率與吸水性：

這是硅藻土最顯著的特性。材料內部充滿微米級孔洞，使其能快速吸收水分（吸水量可達自身重量數倍）並快速蒸發乾燥。此特性雖是功能優勢，卻對印刷油墨的控制（擴散、滲透深度）構成挑戰。

◉ 表面紋理與處理：

天然硅藻土表面通常呈現粗糙、霧面、略帶粉末的質感。部分產品可能經過打磨處理以獲得較平滑表面，但材料固有的微觀紋理仍然存在，這會影響印刷細節的清晰度和銳利度。

◉ 材料變異性：

作為一種天然材料，即使是同一批次生產的硅藻土杯墊，在顏色（可能偏白、偏灰、偏米色）、紋理、孔隙分佈和吸水速率上也可能存在差異。這種不一致性會直接影響印刷效果的均勻性，尤其是在印刷大面積單色色塊時。

◉ 硬度與脆性：

硅藻土杯墊雖然是硬質材料，但相對較脆，若受撞擊或掉落容易碎裂。其表面有一定硬度，但仍可能被刮傷。

◉ 表面污染物與缺陷：

表面易殘留粉末，且製程中可能產生微小的凹痕、氣孔或壓模痕跡。這些因素都會影響油墨的附著平整度與印刷品質。此外，硅藻土在塑料工業中用作抗黏連劑，暗示其表面可能天然具有一定的抗附著特性。

三、對印刷的影響：

綜合來看，硅藻土的高孔隙率、表面粗糙度、材料變異性、易碎性以及潛在的表面粉塵問題，使其成為一種對印刷技術要求較高的基材，需要特定的印刷方法和嚴謹的前處理工序。

一個關鍵因素是硅藻土固有的變異性。作為天然材料，其顏色、質地和孔隙率的變化是不可避免的。這些變化直接影響油墨的吸收和附著方式。因此，要在大量生產中實現完全一致的印刷效果極具挑戰性，需要強大的製程控制，甚至可能需要接受成品之間存在輕微差異作為材料本身的特性。這也意味著，針對不同批次的杯墊，可能需要微調印刷參數（如底漆濃度或 UV 固化能量）。

此外，硅藻土孔隙率的雙重性——既是其核心功能優勢，又是印刷挑戰——意味著理想的印刷技術必須能在油墨被大量吸收之前就將其固定。硅藻土的價值在於其吸水性，這表示液體會迅速滲入。印刷油墨是液態的，若在固化前滲透過快或不均勻，圖像就會模糊或色彩斑駁。因此，能夠在油墨接觸基材後瞬間固化的技術具有明顯優勢，這直接指向了 UV 固化技術。

可行的印刷技術評估

基於硅藻土的材料特性，以下評估幾種常見印刷技術的適用性：

一、 UV 直噴平板印刷 (UV Direct Flatbed Printing)

☑️ 原理：

這是一種數位印刷技術，使用 UV 光固化油墨（通常包含 CMYK 四色，常搭配白色 W 和光油/透明油 V），透過電腦控制，直接噴印在放置於平板印刷機平台上的基材。與噴頭整合的 UV 燈管在噴墨的同時發出紫外線，使油墨瞬間固化。

對硅藻土的適用性： 高度適用。瞬間固化的特性最大程度地減少了油墨在多孔材料中的暈染和滲透，從而保留了圖像的細節和銳利度。UV 平板印刷機能夠在硬質甚至略微不平整的表面上印刷（在一定範圍內），可以適應硅藻土杯墊可能存在的表面變異。此外，UV 印刷技術的廣泛適用性也意味著同一設備可用於多種不同材質的產品印刷。

❇️ 關鍵特性：

● 白墨 (White Ink)： 對於在非白色的硅藻土基材上實現鮮豔色彩至關重要。可作為底層使用，提高彩墨的顯色度。

● 光油/透明油 (Varnish/Clear Ink)： 可提供保護層，增加光澤或霧面效果，甚至創造立體浮雕質感。但需注意，大面積使用光油可能會封閉硅藻土的孔隙，影響其吸水性。

● 底漆/附著力促進劑 (Primers/Adhesion Promoters)： 對於難以附著的基材（如玻璃、金屬、某些塑料）通常是必需的。考慮到硅藻土的多孔性、粉塵和潛在的低表面能，使用底漆來確保油墨的耐久附著力很可能是必要的（詳見第七節一）。

● 高解析度與細節： UV 印刷能夠實現精細的細節和漸層效果，但最終效果會受到基材表面粗糙度的限制。

🔹 市場驗證： 許多台灣廠商明確標示使用 UV 印刷技術製作硅藻土杯墊。相關案例研究也展示了 UV 印刷在類似多孔材料（如木材）上的應用。

二、 網版印刷 (Screen Printing)

☑️ 原理：

將油墨透過帶有圖案網孔的網版（模板），用刮刀施壓使其轉移到基材上。每種顏色需要獨立製作一個網版。對於硬質基材，可使用 UV 固化型網印油墨。

對硅藻土的適用性：

有潛在可行性，特別是對於設計簡單、顏色數量少的實色圖案。使用 UV 固化型網印油墨會比傳統溶劑型或水性油墨在硅藻土上提供更好的附著力和耐久性。然而，網版印刷在處理精細細節、漸層色彩和全彩照片方面能力有限。硅藻土的表面粗糙度可能對油墨的均勻轉移和邊緣清晰度造成挑戰。

⚠️ 考量因素：

每個設計的製版成本較高，但對於極大批量的簡單圖形印刷，單位成本可能較低。對於多色設計，整體生產速度通常慢於 UV 數位印刷。

三、 熱轉印印刷 (Heat Transfer Printing - Sublimation)

☑️ 原理：

將設計圖案以熱昇華染料印在特殊轉印紙上，再利用高溫高壓將染料氣化轉移至基材表面。此技術通常需要基材表面帶有聚酯 (Polyester) 塗層或適用於特定布料。

對硅藻土的適用性：

通常不適用。標準的硅藻土杯墊缺乏熱昇華所需的聚酯塗層。此外，熱轉印所需的高溫（例如 200°C / 400°F）雖然低於硅藻土本身的耐熱極限，但仍有可能損壞杯墊中的黏合劑或其他添加成分。

⚠️ 替代方案 (UV DTF)：

UV DTF（Direct-to-Film）是一種新興技術，它先將圖案以 UV 油墨印在一層帶有黏膠的薄膜上，然後像貼紙一樣將整個圖案薄膜轉貼到硬質物體表面。這種方法適用於包括陶瓷在內的硬質表面，但它是在杯墊上貼上一層塑膠貼膜，而非直接印刷，可能不符合使用者對直接印刷質感的期望，且貼膜會完全覆蓋硅藻土表面，使其失去吸水功能。

綜合市場證據和技術分析，UV 直噴印刷是目前客製化硅藻土杯墊的行業標準。多家台灣供應商明確採用此技術。技術層面來看，UV 印刷在處理硅藻土的多孔性、實現複雜設計和確保色彩表現方面具有顯著優勢。網版印刷則在圖案複雜度和效率上有所限制，而熱昇華轉印在沒有特殊塗層的情況下基本不適用。因此，對於追求高品質、多樣化設計的硅藻土杯墊印刷，UV 直噴是最適宜且商業上最可行的選擇。

表 1：UV 平板印刷設備概覽

印刷技術比較分析

針對硅藻土杯墊的特性，以下比較 UV 直噴平板印刷與網版印刷（使用 UV 油墨）的優劣，並重申熱轉印（熱昇華）的不適用性。

從上表比較可以看出，對於硅藻土杯墊這種通常需要客製化、可能涉及複雜圖案（如照片、品牌標誌、多色設計）且訂購量可能多樣化的產品而言，UV 直噴印刷在品質、彈性和效率上具有顯著優勢。硅藻土杯墊作為禮贈品或文創商品，其設計往往包含多種色彩、漸層甚至照片。網版印刷在處理這類複雜圖像時能力有限，而 UV 印刷則能輕鬆應對。雖然對於極大批量的單色 logo 印刷，網版印刷的單位成本可能更低，但考慮到市場對杯墊設計多樣性和品質的要求，UV 直噴技術的整體適用性遠超網版印刷。

相關產品參考：

https://www.jcolor.com.tw/all

https://www.jcolor.com.tw/design/blog_list?category=654070fb233bc827008b6ab4&page=1