印刷業(yè)各種技術(shù)層出不窮，其中發(fā)展最快的一項(xiàng)要數(shù)能量固化技術(shù)。它是指油墨或上光涂料在輻射能照射下，固著或硬化在承印物上，從而獲得干燥的印跡。uv光和加速高能電子束(eb)是能量固化技術(shù)的兩種能量形式。相應(yīng)地，分別采用uv光和eb能量固化的油墨稱之為uv油墨和eb油墨。由于干燥效果好且污染小，近年來使用成本也有了明顯的降低，所以越來越受到印刷廠商的青睞。
本文將重點(diǎn)討論關(guān)于eb固化油墨的一些相關(guān)問題。
eb油墨的固化原理
普通油墨在印刷后墨膜層的干燥，是油墨中的連接料(溶劑、油脂)被承印物吸收和揮發(fā)，固態(tài)物質(zhì)(色料、樹脂、蠟、干燥劑等)保留在承印物表面，形成一層薄薄的墨層。一般油墨的干燥與能量固化油墨的固著，區(qū)別在于油墨/上光涂料的化學(xué)成分不同，其次是印刷車間是否需要配備能量固化設(shè)備裝置。
eb油墨和普通油墨的干燥原理的過程
eb固化是輻射固化的一種形式。它是一個(gè)以電子束為輻射源，誘導(dǎo)經(jīng)特殊配制的百分之百反應(yīng)性液體快速轉(zhuǎn)變成固體的過程。其原理為：首先，高能電子與涂料或油墨分子相互作用，使之分解成自由基;然后，該自由基與c=c雙鍵反應(yīng)，形成增長鏈;最后，增長鏈與涂料或油墨的其余組分反應(yīng)，使固化涂層產(chǎn)生交聯(lián)，交聯(lián)密度增加。由于輻照的電子能量較高，上述反應(yīng)常常伴隨分子降解、分子離子重排等負(fù)反應(yīng)。因而eb固化的涂層產(chǎn)生了更大的支化度和更高的交聯(lián)密度。
eb固化需要專用的固化設(shè)備。其工作原理為：電子從一組線形陰極板發(fā)出后，經(jīng)過垂直均勻電場加速，在加速器輻照箱下得到簾狀電子束。由于輻照制品距電場較近，因而其加速電壓不高(低于500kv)，但由于輸出電流大，因而功率較高。直線陰極槍遠(yuǎn)比掃描型設(shè)備緊湊，更易安裝到生產(chǎn)線上，也更易屏蔽。
eb固化技術(shù)的特點(diǎn)
eb固化作為一種新型固化技術(shù)，與傳統(tǒng)的固化技術(shù)相比，有著獨(dú)特的優(yōu)勢。
第一eb油墨固化時(shí)間很短，一般只需1/10秒即可徹底干燥固著在基材表面，對傳統(tǒng)的熱固型油墨和單張紙柯式油墨，干燥時(shí)間可能需要幾分鐘，甚至幾天時(shí)間才能徹底干燥，故用能量固化油墨印刷柯式印刷活件，交貨時(shí)間短，能夠與柔印、凹印相媲美，且大大提高了柯式印刷的生產(chǎn)效率。
第二 固化所需的eb能量范圍為150~300kev。它以接近光速的事度到達(dá)固化物質(zhì)表面，不僅不受涂層顏色的限制，而且還能固化紙張或其他基材內(nèi)部涂料和不透明基材(如鋁箔)之間的黏合劑。
第三 eb固化可使涂料、油墨和黏合劑100%固化，尤其適用于固化程度必須為100%的領(lǐng)域，如食品包裝等。
第三 用能量固化油墨印刷的印刷品，具有很強(qiáng)的耐抗性。因油墨中的化學(xué)物質(zhì)通過交聯(lián)反應(yīng)形成了高分子立體網(wǎng)狀聚合物，油墨表面具有很強(qiáng)的耐化學(xué)性能和耐摩擦性能。
第四eb油墨固化后的固含量接近100%，通常不含voc(有機(jī)揮發(fā)物)，這有力說明了eb油墨體系與普通油墨體系相比，更有利環(huán)保。如eb油墨的化學(xué)成分調(diào)配得當(dāng)，比很多氧化結(jié)膜干燥的普通油墨的氣味要小很多，且印刷品表面干凈無臟點(diǎn)。
第五 隨著技術(shù)的發(fā)展eb固化油墨對人體皮膚的刺激性愈來愈小，與含汽油餾分的普通油墨刺激性差不多。
第六 能耗低，eb固化能耗為uv固化的5%，傳統(tǒng)熱固化的1%。操作簡便，容易控制，精確度和可重復(fù)性高，無環(huán)境污染。
eb固化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用于印刷的情況
目前，eb固化技術(shù)在印刷中主要應(yīng)用于柔性版印刷、膠印和上光。
eb油墨是采用電子束能量進(jìn)行固化的專用油墨。使用eb油墨的印刷機(jī)需要特殊的較輥、潤版液和清洗劑，這是由于eb敞車的表層能量與傳統(tǒng)油墨不同。
20世紀(jì)70年代初，美國福特洫公司首次將eb固化技術(shù)應(yīng)用于汽車零部件和儀表涂層，這為eb固化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)開創(chuàng)了先河。同一時(shí)期，album印刷公司在包裝材料上使用了eb固化油墨和涂層。
早期的eb固化技術(shù)僅限于卷筒材料材料的印刷或上光。這是因?yàn)樵趩螐埣堄∷C(jī)上，叼紙牙排會(huì)妨礙電子束裝置產(chǎn)生的x光屏蔽。而在卷筒紙印刷機(jī)上，eb固化裝置位于印刷機(jī)的末端，很容易固定在沒有支撐物的卷筒材料上方。通過研發(fā)人員的不斷努力，這個(gè)問題目前已得到解決。eb固化技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于單張紙折疊紙盒、單張紙商業(yè)印刷等領(lǐng)域。
如今，高質(zhì)量的eb固化技術(shù)已經(jīng)成為柔性印刷的最佳選擇。這不僅因?yàn)樗鼭M足了環(huán)保的要求，更得益于其優(yōu)良的印刷品質(zhì)和eb固化設(shè)備價(jià)格的不斷下降(eb固化設(shè)備已由最初的100多萬美元下降到今天的20萬美元左右，并且還有進(jìn)一步下降的趨勢)。eb油墨應(yīng)用的最大突破是其在ci(中央壓印滾筒)標(biāo)簽柔印機(jī)上的應(yīng)用。在印刷過程中，油墨實(shí)現(xiàn)了濕-濕套印而無須在每色印刷完成之后進(jìn)行干燥。利用eb技術(shù)，只需要通過一套eb固化系統(tǒng)就能將承印物進(jìn)行即時(shí)、徹底干燥，即一個(gè)“干燥器”代替了傳統(tǒng)印刷中的多套干燥裝置。
在標(biāo)簽印刷中，eb上光也得到了廣泛應(yīng)用。eb光油與eb油墨的主要區(qū)別在于前者不含顏料。在uv上光中，為了獲得良好的光澤度，往往要進(jìn)行雙層涂布。第一個(gè)上光涂布機(jī)組在承印物上涂布水質(zhì)的底層涂料，此涂層隔離膠印油墨與uv光油，以防發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)將印品上印刷圖文與非圖文部分的微觀凹凸填平;第二個(gè)上光機(jī)組涂布uv光油，使印品獲更好的印刷效果。這中間需要配備多達(dá)3個(gè)熱氣鼓風(fēng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)印品的徹底干燥。而eb固化具有能固化更厚的膜層的突出優(yōu)點(diǎn)。eb上光用“單層”膜代替了傳統(tǒng)的雙層基至多層結(jié)構(gòu)，極大地節(jié)省了材料，使生產(chǎn)成本大大降低。有統(tǒng)計(jì)資料表明，僅上光涂布這一過程，利用eb上光就可以使生產(chǎn)成本降低10%左右。在該領(lǐng)域中，最具實(shí)效的進(jìn)展要屬太陽化工成功開發(fā)出具有低溶性的產(chǎn)品sun bean。它被允許直接與食品接觸，可以用做食品包裝的內(nèi)部涂層。如今，該產(chǎn)品已得到了廣泛應(yīng)用，如在薄膜紙包裝、多層布袋、食品盒等內(nèi)部進(jìn)行涂布。在應(yīng)用eb上光時(shí)還需要注意與普通印刷油墨之間的兼容性，因?yàn)槠胀ㄓ湍械南灪蜐櫥瑒?huì)妨礙eb光油的潤濕。
利用eb固化，使得原來需要幾分鐘甚至幾天才能徹底干燥的涂布層可以在瞬時(shí)完成干燥，實(shí)現(xiàn)了流水化作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率。eb固化技術(shù)的應(yīng)用極大縮短了從印刷、存儲、上光到裝箱運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，使印刷、上光、裝箱運(yùn)輸?shù)娜^程在一天之內(nèi)就能完成，真正滿足了當(dāng)今時(shí)代高時(shí)效性和要求。
eb固化技術(shù)在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用前景
eb油墨(光油)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，使得eb固化技術(shù)在未來的發(fā)展中表現(xiàn)出強(qiáng)勁的生命力。
(1)不含揮發(fā)性物質(zhì)voc，沒有氣味或僅有很小的氣味，減少了對工人健康的危害，無環(huán)境污染。
(2)耐抗性好，由于油墨中的化學(xué)物質(zhì)通過交聯(lián)反應(yīng)形成了高分子立體網(wǎng)狀聚合物，墨膜具有較好的耐化學(xué)性和耐摩擦性。
(3)固化時(shí)間短，一般只需0.1秒即可徹底干燥，與傳統(tǒng)印刷需要幾分鐘甚至幾天才能徹底干燥相比，大大提高了生產(chǎn)效率，有利于進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)。
(4)顏料濃底高，印制的產(chǎn)品外觀漂亮，具有很強(qiáng)的光澤高和立體感。
(5)減少了印刷機(jī)的清洗時(shí)間。墨斗里的eb油墨即使存放一個(gè)晚上，也不會(huì)出現(xiàn)結(jié)皮、硬化現(xiàn)象，減少了浪費(fèi)。
(6)固化時(shí)不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致承印物變形的強(qiáng)熱量。
當(dāng)然，作為一種發(fā)展中的新型固化技術(shù)，eb固化技術(shù)也存在著一些缺點(diǎn)。如近年來eb固化設(shè)備雖然在價(jià)格上有很大程度的降低，但是其設(shè)備一次性投入仍然較大;eb油墨的價(jià)格仍比普通油墨的價(jià)格高;eb固化僅適用于平面的涂層固化，因而固化產(chǎn)品的幾何形狀受到限制;eb油墨的一個(gè)重要特性就是它有良好的耐抗性，但這在廢棄印刷品回收時(shí)則成為脫墨難、妨礙回收的一個(gè)因素，因此在印品回收方面還必須做新的研究。
總之，eb固化技術(shù)在包裝印刷行業(yè)的應(yīng)用前景是美好的。為了使eb固化工藝更方便和經(jīng)濟(jì)，應(yīng)積極開發(fā)價(jià)格低廉，外型緊湊的eb固化設(shè)備，改進(jìn)傳輸裝置，使產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)動(dòng)固化，這樣輻射固化就可適用于多種形狀的產(chǎn)品了。可以斷言，eb固化技術(shù)憑借其低污染、低能耗、高品南的特點(diǎn)，今后將會(huì)有更大的發(fā)展。


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