簡 介:
采用電子束能量固化的油墨稱為電子束固化油墨。所謂能量固化油墨,就是油墨在輻射能照射下,固著或硬化在承印物上,從而獲得干燥的印跡。目前的能量固化技術主要有UV光固化和加速高能電子束(EB)固化兩種形式,其中采用電子束能量固化的油墨稱為電子束固化油墨。
固化原理:
普通油墨印刷后墨膜層的干燥,一般是油墨中的連結料被承印物吸收和揮發,固態物質則保留在承印物表面,形成一層薄薄的墨層。而電子束固化則是借助電子束做照射能源,與活性液體化學配方進行輻射化學反應,在常溫下迅速干燥固化的過程。
由于電子束是一種輻射,所以也可以把電子束輻射歸于輻射固化一類。輻射固化是在現有科學技術的基礎上發展起來的一門新技術,它主要是采用一種掃描型的電子加速器,輻射固化中電子加速器的電子束對基材表面掃描從而實現固化加工,其基本含義就是利用紫外光或電子束為能源,引發具有化學活性的液體配方,在基體表面實現快速反應的固化過程。紫外光固化和電子束固化技術不同于傳統技術(例如熱固化)的最大優點在于輻射固化采用高效能源的紫外光或電子束作為引發手段,快速實現涂層固化。其中電子束輻射則是由一批經過加速的電子流所組成的,在高能電子束的作用下,產生自由基或離子基,自由基或離子基再與其他物質交聯成網狀聚合物,與紫外光相比,粒子能量遠遠高于紫外光,能夠使空氣電離,且電子束固化一般不需光引發劑,能夠直接引發化學反應,對物質的穿透力也比紫外光大。
EB固化技術的特點:
① 固化速度快、質量好
EB油墨在電子束照射下通常只需1/200 s即可固化,比UV油墨的固化速度還要快,使印刷、涂布上光和復合等工藝的高效聯機作業成為可能,有利于進行規模生產。電子束的穿透能力強,可使油墨徹底固化。因油墨交聯反應形成了高分子立體網狀聚合物,顏料濃度高,印品外觀漂亮,具有很強的光澤度和立體感。墨層表面還具有很強的耐化學性能和耐摩擦性能。
② 環保、安全
EB油墨固化后的固含量接近100 %,從其成分來看,通常不含VOC(有機揮發物),對環境、包裝物沒有污染,沒有或氣味很小,對工作人員危害小。
③ 能耗低
EB固化能耗為UV固化的5 %,傳統熱固化的1 %。
④ 固化產生熱量少
固化所需的EB能量范圍為150-300 keV,是一種冷加工方式。特別是對熱敏性的薄膜等基材,可避免過多的熱量使其變形而導致印刷質量下降和故障的產生,且電子束對塑料薄膜基材也沒有什么負面影響。這就為其在軟包裝印刷領域提供了應用空間。
⑤ 減少清洗,存放方便
EB油墨在存放過程中不需要隔絕空氣,墨斗里的EB油墨即使存放一個晚上,也不會出現結皮、硬化現象,減少了浪費。一般EB油墨的保質期為1年。
⑥ 可轉制成UV油墨
EB油墨在組成上和UV油墨基本相似,如果在EB油墨中加入一定量的光引發劑,就可進行UV固化
組 成:
EB油墨的主要化學成分與一般油墨相似,主要由顏料、連結料、輔助劑、色料等組成。
① 單體(活性稀釋劑)
單體是低分子量的化學物質,它能決定油墨干燥后墨層光澤度、彈性以及硬化程度等方面的表面特性,另有一些單體是能量固化油墨有害性的源泉。在實際生產中,EB油墨一般采用多種單體結合以獲得滿意的固化速度、粘度、附著力、彈性、硬度、抗沖擊強度、耐溶劑性等性能。
② 樹脂(預聚物)
樹脂是油墨的化學骨架,直接影響油墨的稠度、潤濕能力和交聯特性等。EB油墨中使用的預聚物一般為流動性較好的丙烯酸低聚物。常用的預聚物有環氧丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、丙烯酸聚氨酯、氯化聚酯丙烯酸樹脂等。
③ 添加劑
主要是有針對性的改善油墨的物理、化學性能,一般的成分包括蠟、潤濕劑、改變油墨特性的調墨劑等。
④ 顏料
對于一般油墨而言,色料顆粒大小和濃度會影響油墨的固化速率,故選色料時還要考慮色料的顏色,但是由于高能電子束的能量足夠固化厚實的墨膜層,所以電子束油墨在選擇色料時不用考慮這個問題。
特 點:
電子束固化油墨是一種很有發展潛力的油墨品種,可以用于輪轉膠印、柔性版印刷以及網版印刷等領域,是一種“綠色環保油墨”,它不用添加光引發劑,無特殊氣味,且不會釋放臭氧,是一種無需熱源的冷固化油墨,油墨在固化時還不受顏色的影響,能使固化更徹底,質量更穩定。其優點主要表現在以下幾個方面:
① 綠色無污染油墨,對人體刺激性小
電子束油墨固化后的固含量接近100 %,通常不含有機揮發物(VOC),屬于零排放技術,這說明電子束油墨體系與普通油墨體相比,對環境、承印物沒有污染,有利于環境保護。此外,電子束固化油墨對人體皮膚的刺激性越來越小,與含汽油餾分的普通油墨刺激性差不多,所以這種油墨近年來被大大推進和應用。
② 油墨使用節省能量,節約成本
由于電子束油墨主要是依靠高能電子束的輻射來實現油墨的干燥等,節省能量,節約生產成本。
③ 固化時間短,提高作業效率
電子束固化油墨固化時間很短,一般只需0.1 s即可徹底干燥固著在基材表面,而傳統的熱固型油墨,干燥時間可能需幾分鐘,甚至幾天時間才能徹底干燥。同時,電子束固化油墨的固化空間小,而且加工速度快,產量高,是一種不可多得的高效生產型油墨。
④ 產品質量穩定
由于幽默的固化特點,電子束固化油墨印制的印品墨跡具有很強的耐抗性,同時因油墨中的化學物質是通過交聯反應而形成高分子立體網狀聚合物的,所以油墨表面具有很強的耐化學性能和耐摩擦性能,還能保證印刷品表面干凈無臟點、網點擴大率小、印跡亮度好。
⑤ 自動化程度高,易于生產和應用
輻射固化裝置緊湊,加工速度快,場地空間小,生產速率高,有助于提高產品性能,降低原材料消耗,這一切從經濟成本上提高了技術本身的競爭能力。輻射固化與傳統的固化技術相比,在溫度、工藝配方以及產品性能上都有很大的優點,如一般室溫固化有利于熱敏材料的加工,固化配方可按需求調節則有利于提高工藝的適應性,保證產品性能。輻射固化易于實現流水作業,自動化程度高。同時由于電子束油墨與紫外光油墨的成本相似,若在EB油墨中加入一定量的光引發劑,就可進行紫外線固化,這也是產品增值的又一個方面。
當然,電子束固化油墨也有一些缺點,其固化設備成本高是推廣應用中最大的障礙。能量固化設備的一次性投入需要一定的資金,現在的電子束固化設備的價格穩步下降,與十年前相比,EB固化設備成本降低了4倍。同時EB油墨也存在廢棄后的降解問題。
配 方:
Ø 紙箱用橙色片料印刷油墨
紙箱用油墨的主要最終應用要求時需要良好的光澤度和價低的氣味。
Ø 適用輥涂法的EB固化清漆
Ø EB固化塑料罩光清漆