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EB油墨

发布时间:2017/7/17 16:24:27 点击量:

EB油墨

UV光和加速高能电子束(EB)是能量 固化技术的两种能量形式。相应地,分别采用UV光和EB能量固化

的油墨称之为UV油墨 和EB油墨。由于干 燥效果好且污染小,近年来 使用成本也有了明显的降低,

所以越 来越受到印刷厂商的青睐。

中文名:EB油墨

概述 

UV光和加速高能电子束(EB

组成

EB油墨的 组成与一般油墨相

原则

由于现 在其主要用于食品包装

EB油墨的 组成与一般油墨相似,主要由颜料、连接料、辅助剂等物质组成。

颜料是 油墨的呈色物质,颜料的 好坏决定了油墨颜色质量的好坏。在颜料 的选择上应遵循以下原则:

1)由于现 在其主要用于食品包装上,所以对 颜料的选用首先必须无毒。

2)此外,由于油 墨的干燥采用的是高能电子束,所以,颜料在 电子束的照射下,应不发生颜色的变化。

3)颜料的浓度要高,色泽鲜艳,要具有 优良的分散性和足够的着色力。

4)颜料拼 混后油墨不能在有效存放期内胶化。5)颜料合用时,每种颜 料在油墨中的用量一定要准确。

在连接料的选用上,EB油墨有特殊的要求,主要成 分是丙烯酸类的树脂和参与反应的活性单体。

EB油墨中使用的预聚物(含有不 饱和官能团的低分子聚合物)的性质 决定了油墨固化后的物理特性,如耐磨性、附着力、弹性、硬度、耐化学性、耐溶剂 性以及颜料的色差等性质。由不同 预聚物配成的油墨其表现的物理性质也不尽相同。EB油墨中 使用的预聚物一般为流动性较好的丙烯酸低聚物。常用的 预聚物有环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯、氯化聚 酯丙烯酸树脂等。EB油墨连 接料中使用了活性稀释剂单体。油墨中 活性稀释剂的作用是:

1)调节高 粘度的预聚物的粘度。

2)调节油墨的粘着性。

3)增强墨膜的强度。

4)加快固化速度等。

活性稀 释剂单体的种类有很多。通常活 性稀释剂可以分成:单官能团、双官能 团以及多官能团活性稀释剂三类。在实际生产中,EB油墨中 一般使用多种单体结合已能获得满意的固化速度、粘度、附着力、弹性、硬度、抗冲击强度、耐溶剂性等性能。EB油墨的 固化原理普通油墨在印刷后墨膜层的干燥,是油墨中的连接料(溶剂、油脂)被承印物吸收和挥发,固态物质(色料、树脂、蜡、干燥剂等)保留在承印物表面,形成一层薄薄的墨层。一般油 墨的干燥与能量固化油墨的固着,区别在于油墨/上光 涂料 的化学成分不同,其次是 印刷车间是否需要配备能量固化设备装置。

EB油墨和 普通油墨的干燥原理的过程

EB固化是 辐射固化的一种形式。它是一 个以电子束为辐射源,诱导经 特殊配制的百分之百反应性液体快速转变成固体的过程。其原理为:首先,高能电 子与涂料或油墨分子相互作用,使之分解成自由基;然后,该自由基与C=C双键反应,形成增长链;最后,增长链 与涂料或油墨的其余组分反应,使固化涂层产生交联,交联密度增加。由于辐 照的电子能量较高,上述反 应常常伴随分子降解、分子离 子重排等负反应。因而EB固化的 涂层产生了更大的支化度和更高的交联密度。EB固化需 要专用的固化设备。其工作原理为:电子从 一组线形阴极板发出后,经过垂 直均匀电场加速,在加速 器辐照箱下得到帘状电子束。由于辐 照制品距电场较近,因而其加速电压不高(低于500kV),但由于输出电流大,因而功率较高。直线阴 极枪远比扫描型设备紧凑,更易安装到生产线上,也更易屏蔽。

EB固化技术的特点

EB固化作 为一种新型固化技术,与传统 的固化技术相比,有着独特的优势。

第一EB油墨固化时间很短,一般只需1/10秒即可 彻底干燥固着在基材表面,对传统 的热固型油墨和单张纸柯式油墨,干燥时 间可能需要几分钟,甚至几 天时间才能彻底 干燥 ,故用能 量固化油墨印刷柯式印刷活件,交货时间短,能够与柔印、凹印相媲美,且大大 提高了柯式印刷的生产效率。

第二 固化所需的EB能量范围为150~300keV。它以接 近光速的速度到达固化物质表面,不仅不 受涂层颜色的限制,而且还 能固化纸张或其他基材内部涂料和不透明基材(如铝箔)之间的黏合剂。

第三 EB固化可使涂料、油墨和黏合剂100%固化,尤其适 用于固化程度必须为100%的领域,如食品包装等。

第四 用能量 固化油墨印刷的印刷品,具有很强的耐抗性。因油墨 中的化学物质通过交联反应形成了高分子立体网状聚合物,油墨表 面具有很强的耐化学性能和耐摩擦性能。

第五EB油墨固 化后的固含量接近100%,通常不含VOC(有机挥发物),这有力说明了EB油墨体 系与普通油墨体系相比,更有利环保。如EB油墨的 化学成分调配得当,比很多 氧化结膜干燥的普通油墨的气味要小很多,且印刷 品表面干净无脏点。

第六 随着技术的发展EB固化油 墨对人体皮肤的刺激性愈来愈小,与含汽 油馏分的普通油墨刺激性差不多。

第七 能耗低,EB固化能耗为UV固化的5%,传统热固化的1%。操作简便,容易控制,精确度和可重复性高,无环境污染。

EB固化技 术的发展和应用于印刷的情况

目前,EB固化技 术在印刷中主要应用于柔性版印刷、胶印和上光。

EB油墨是 采用电子束能量进行固化的专用油墨。使用EB油墨的 印刷机需要特殊的较辊、 润版液和清洗剂,这是由于EB敞车的 表层能量与传统油墨不同。

20世纪70年代初,美国福 特洫公司首次将EB固化技 术应用于汽车零部件和仪表涂层,这为EB固化技 术应用于工业生产开创了先河。同一时期,Album印刷公 司在包装材料上使用了EB固化油墨和涂层。

早期的EB固化技 术仅限于卷筒材料材料的印刷或上光。这是因 为在单张纸印刷机上,叼纸牙 排会妨碍电子束装置产生的X光屏蔽。而在卷筒纸印刷机上,EB固化装 置位于印刷机的末端,很容易 固定在没有支撑物的卷筒材料上方。通过研 发人员的不断努力,这个问 题目前已得到解决。EB固化技 术已广泛地应用于单张纸折叠纸盒、单张纸 商业印刷等领域。

如今,高质量的EB固化技 术已经成为柔性印刷的最佳选择。这不仅 因为它满足了环保的要求,更得益 于其优良的印刷品质和EB固化设 备价格的不断下降(EB固化设备已由最初的100多万美 元下降到今天的20万美元左右,并且还 有进一步下降的趋势)。EB油墨应 用的最大突破是其在CI(中央压印滚筒)标签柔印机上的应用。在印刷过程中,油墨实现了湿-湿套印 而无须在每色印刷完成之后进行干燥。利用EB技术,只需要通过一套EB固化系 统就能将承印物进行即时、彻底干燥,即一个“干燥器”代替了 传统印刷中的多套干燥装置。在标签印刷中,EB上光也 得到了广泛应用。EB光油与EB油墨的 主要区别在于前者不含颜料。在UV上光中,为了获 得良好的光泽度,往往要进行双层涂布。第一个 上光涂布机组在承印物上涂布水质的底层涂料,此涂层 隔离胶印油墨与UV光油,以防发生化学反应,同时将 印品上印刷图文与非图文部分的微观凹凸填平;第二个上光机组涂布UV光油,使印品 获更好的印刷效果。这中间需要配备多达3个热气鼓风机,以实现 印品的彻底干燥。而EB固化具 有能固化更厚的膜层的突出优点。EB上光用“单层”膜代替 了传统的双层基至多层结构,极大地节省了材料,使生产成本大大降低。有统计资料表明,仅上光涂布这一过程,利用EB上光就 可以使生产成本降低10%左右。在该领域中,最具实 效的进展要属太阳化工成功开发出具有低溶性的产品Sun Bean。它被允 许直接与食品接触,可以用 做食品包装的内部涂层。如今,该产品 已得到了广泛应用,如在薄膜纸包装、多层布袋、食品盒 等内部进行涂布。在应用EB上光时 还需要注意与普通印刷油墨之间的兼容性,因为普 通油墨中的蜡和润滑剂会妨碍EB光油的润湿。利用EB固化,使得原 来需要几分钟甚至几天才能彻底干燥的涂布层可以在瞬时完成干燥,实现了流水化作业,大大提高了生产效率。EB固化技 术的应用极大缩短了从印刷、存储、上光到 装箱运输的时间,使印刷、上光、装箱运 输的全过程在一天之内就能完成,真正满 足了当今时代高时效性和要求。

EB固化技 术在印刷领域的应用前景

EB油墨(光油)具有诸多优点,使得EB固化技 术在未来的发展中表现出强劲的生命力。不含挥发性物质VOC没有气 味或仅有很小的气味,减少了 对工人健康的危害,无环境污染。耐抗性 好由于油墨中的化学物质通过交联反应形成了高分子立体网状聚合物,墨膜具 有较好的耐化学性和耐摩擦性。固化时间短

一般只需0.1秒即可彻底干燥,与传统 印刷需要几分钟甚至几天才能彻底干燥相比,大大提高了生产效率,有利于进行规模生产。颜料浓 底高印制的产品外观漂亮,具有很 强的光泽高和立体感。减少了 印刷机的清洗时间墨斗里的EB油墨即 使存放一个晚上,也不会出现结皮、硬化现象,减少了浪费。

固化时 不会出现导致承印物变形的强热量。当然,作为一 种发展中的新型固化技术,EB固化技 术也存在着一些缺点。如近年来EB固化设 备虽然在价格上有很大程度的降低,但是其 设备一次性投入仍然较大;EB油墨的 价格仍比普通油墨的价格高;EB固化仅 适用于平面的涂层固化,因而固 化产品的几何形状受到限制;EB油墨的 一个重要特性就是它有良好的耐抗性,但这在 废弃印刷品回收时则成为脱墨难、妨碍回收的一个因素,因此在 印品回收方面还必须做新的研究。


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