能量固化油墨的概念
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。
現(xiàn)在，UV墨和EB墨受很多包裝印刷廠家重視，且成本已有明顯下降，UV墨和EB墨印刷工藝愈來愈值得研究。
能量固化油墨的成分
UV墨和EB墨的主要化學(xué)成分包括：
●單體(活性稀釋劑)：一種分子量低的化學(xué)物質(zhì)，決定油墨干燥后的表面特性，如光澤度、硬化程度和彈性等。另有一些單體是能量固化油墨有害性的源泉。
●樹脂(預(yù)聚物)：指油墨的化學(xué)骨架，會(huì)影響油墨的稠度、潤(rùn)濕能力和交聯(lián)特性等。
●光引發(fā)劑：是油墨在UV光照射下變成高能狀態(tài)且開始引發(fā)固化過程的化學(xué)物質(zhì)。EB墨不需要光引發(fā)劑，因高能電子束具有足夠能量引發(fā)聚合反應(yīng)。
●添加劑：包括蠟、潤(rùn)濕劑、改變油墨特性的調(diào)墨劑等，作用為針對(duì)性地改善油墨的物化性能。
●色料：色料顆粒大小和濃度會(huì)影響UV墨的固化速率，故選色料時(shí)不僅要考慮色料的顏色，還要考慮色料的潤(rùn)濕性和接受UV光的能力。Y和M墨較易固化，其次為C和K墨。EB油墨選擇色料時(shí)則不必考慮此問題，因高能電子束的能量足夠固化厚實(shí)的墨膜層。
UV/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。
圖1，普通油墨的干燥；圖2，UV油墨的固化；圖3，EB油墨的固化
所以稱為能量固化油墨，是因?yàn)楫?dāng)中含有一些化學(xué)物質(zhì)，它們?cè)赨V光或高能電子束的作用下，產(chǎn)生自由基或離子基，自由基或離子基再與其他物質(zhì)交聯(lián)成網(wǎng)狀聚合物。有關(guān)UV油墨的固化過程，如下圖示：
圖一：固化前的UV油墨；圖二：UV光激發(fā)光引發(fā)劑，使其生成自由基；圖三：聚合鍵開始增長(zhǎng)，樹脂被吸引到自由基上，形成新的自由基；圖四：反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，這就是聚合反應(yīng)；圖五：油墨完全固化后，形成強(qiáng)而有力的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)墨膜層，所以UV油墨的耐抗性能優(yōu)秀。
UV/EB油墨的優(yōu)缺點(diǎn)
第一UV/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(duì)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。
第二在UV油墨印刷后再進(jìn)行UV上光連機(jī)加工，獲得的印刷品光澤度高，且表面平整均勻一致。另連機(jī)上光后，就可使模切、壓痕、上膠和燙金等包裝加工工藝立刻能夠完成。
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UV/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UV/EB油墨體系與普通油墨體系相比，更有利環(huán)保。如UV/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)。
第五能量固化油墨對(duì)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。
當(dāng)然，能量固化油墨/上光涂料也有一些缺點(diǎn)。有些需要NBR膠輥或EPDM膠輥。柯式印刷時(shí)可能還需要專用的橡皮布，橡皮布可能還需特殊的清洗劑清洗，以防止橡皮布過度收縮、膨脹或降低質(zhì)量。
其次，它的成本比傳統(tǒng)油墨要高一些。然而，成本高與最終獲得的印刷品性能相比是值得的。
此外，能量固化設(shè)備的一次性投入需要一定的資金。現(xiàn)在的UV固化設(shè)備、UV燈、EB固化設(shè)備的價(jià)格穩(wěn)步下降，尤其是EB固化設(shè)備的價(jià)格下降最為明顯，與十年前相比，EB固化設(shè)備成本降低了四倍。過去幾年里，UV光固化設(shè)備價(jià)格同樣穩(wěn)步下降，有足夠理由相信未來幾年里，能量固化設(shè)備的價(jià)格還會(huì)繼續(xù)下降。
UV/EB 油墨的最新技術(shù)進(jìn)步
盡管不同廠家的混合油墨產(chǎn)品在性能方面有些差異，一般應(yīng)該具有以下特性：
●可以應(yīng)用在配置了連機(jī)固化單元的各類型普通印刷機(jī)印刷
●不需重新更換膠輥、橡皮布、印版或印刷機(jī)用到的各種化學(xué)藥品
●在連機(jī)印刷加工中，可獲較高的印刷品光澤度
●用常規(guī)清洗劑即可清洗膠輥、橡皮布等
●印刷機(jī)上的印刷加工適性與傳統(tǒng)油脂型油墨不相上下
展望能量固化油墨在印刷業(yè)的應(yīng)用前景，仍然取決于油墨成本是否能夠下降到接近普通油墨的水平。
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