能量固化可以算是目前印刷技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛的技術(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。紫外線(xiàn)( U V )和加速高能電子束(EB) 是兩種能量固化形式。相應(yīng)地,分別采用UV 和EB 能量固化的油墨稱(chēng)之為UV 油墨和EB油墨。
它們的共同特征是含有一些化學(xué)物質(zhì),在U V 光或高能電子束的作用下,產(chǎn)生自由基或離子基,這些自由基或離子基再與其他物質(zhì)交聯(lián)成網(wǎng)狀聚合物,從而在承印物上迅速固化。
共同優(yōu)勢(shì)
之所以能夠廣受印刷行業(yè)青睞,主要是因?yàn)槠渚哂幸韵聝?yōu)勢(shì):
1. 固化時(shí)間短
一般只需1/10 秒即可徹底干燥固著在基材表面,與傳統(tǒng)印刷油墨幾分鐘到幾天的干燥時(shí)間相比,優(yōu)勢(shì)非常突出。因此采用能量固化技術(shù),交貨時(shí)間大大縮短,提高了生產(chǎn)效率。
2. 耐抗性強(qiáng)
由于能量固化油墨中的化學(xué)物質(zhì)是通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)形成高分子立體網(wǎng)狀聚合物,因此在油墨表面具有很強(qiáng)的耐化學(xué)性能和耐摩擦性能。這大大提高了印刷品的成品率,也使得能量固化油墨可以廣泛應(yīng)用在包裝印刷等領(lǐng)域。
3. 更利于環(huán)保
能量固化油墨固化后的固含量接近100%,通常不含VOC,更有利環(huán)保。如果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(wú)臟點(diǎn)。對(duì)人體皮膚的刺激性較傳統(tǒng)油墨也小很多。
4. 適合聯(lián)機(jī)加工
由于能量固化油墨干燥速度很快,從而可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)加工,這樣獲得的印刷品光澤度高,且表面平整均勻一致,同時(shí)也就可以使模切、壓痕、上膠和燙印等包裝加工工藝連線(xiàn)完成。
正因如此,能量固化油墨市場(chǎng)一直保持持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。太陽(yáng)化學(xué)折疊紙盒部的市場(chǎng)經(jīng)理T o n yB e a n 認(rèn)為:總的來(lái)說(shuō),全球能量固化油墨的用量正以每年4% 的速度增長(zhǎng)。來(lái)自INX 國(guó)際油墨公司的報(bào)告顯示,在過(guò)去的10 年中,其能量固化油墨業(yè)務(wù)增長(zhǎng)了8%~ 10%。
但世界印刷市場(chǎng)出現(xiàn)了一個(gè)極為有趣的現(xiàn)象,同樣是能量固化,E B 油墨顯然沒(méi)有獲得和U V 油墨相同的地位與關(guān)注度。
因?yàn)楣袒俣瓤欤琔 V 油墨在商務(wù)領(lǐng)域、直郵產(chǎn)業(yè)以及非直接接觸的食品包裝上獲得很大程度的增長(zhǎng);因?yàn)槟軌虍a(chǎn)生清晰明銳的印刷效果,U V 油墨在化妝用品、醫(yī)療保健和媒體包裝上得到廣泛應(yīng)用……但是這些也都是E B 油墨同樣具有優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域,為什么會(huì)出現(xiàn)厚此薄彼的情況呢?
對(duì)EB 的誤解與事實(shí)
“E B 油墨的成長(zhǎng)被限制在現(xiàn)有的應(yīng)用領(lǐng)域中,幾乎看不到它在新領(lǐng)域的應(yīng)用。”一位油墨專(zhuān)家對(duì)E B 油墨的市場(chǎng)表現(xiàn)大感不解。目前,E B 油墨似乎還主要應(yīng)用在大型食品包裝產(chǎn)業(yè)中, 而在普通包裝印刷或其他領(lǐng)域難覓蹤影。
“我認(rèn)為很多印刷企業(yè)拒絕E B 油墨大多是因?yàn)閹讉€(gè)錯(cuò)誤的觀念。”2006 年向中國(guó)市場(chǎng)著重推出EB 油墨及相關(guān)制程技術(shù)的元亨利包裝科技(上海)有限公司董事長(zhǎng)吳德明點(diǎn)明了EB 遭受冷遇的原因。
1.EB 和UV 一樣
既然同為能量固化技術(shù),已經(jīng)有了U V 印刷,為什么還要上E B ?這是很多已經(jīng)擁有U V 印刷業(yè)務(wù)的企業(yè)面對(duì)EB 的疑問(wèn)。“事實(shí)上,相較于UV,EB 擁有自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。” 吳德明說(shuō),據(jù)其介紹,E B 優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。
(1)無(wú)須光引發(fā)劑
EB 油墨與UV 油墨最大的區(qū)別是,EB 油墨固化時(shí)無(wú)需添加光引發(fā)劑,這樣一方面使得E B 油墨原材料成本比U V低;另一方面,也是更重要的,E B 油墨印刷品氣味很小,甚至沒(méi)有氣味,油墨中成分遷移也少一些。這對(duì)于食品包裝非常重要,特別是和食品直接接觸的包裝,如果用E B油墨就會(huì)避免包裝印刷油墨對(duì)食品的污染。
(2)固化更充分
盡管都屬于高能固化油墨,E B 油墨由于采用更高能量進(jìn)行固化,電子束的穿透能力強(qiáng),能穿透油墨層,因此相同時(shí)間固化得更為徹底。尤其對(duì)于厚實(shí)油墨膜層,其固化較U V 徹底,且在固化中,由于不用U V 固化所用的熱源,屬于完全的冷固化,所以不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致承印物變形的強(qiáng)熱量。
(3)不受油墨顏色影響
如果用U V 印刷進(jìn)行多色疊印,那么在工藝及色序方面都必須有嚴(yán)格的要求。由于E B 印刷固化充分,所以每一層油墨都能保持其本色,不存在竄色的情況。
(4)固化速度更快
由于沒(méi)有光引發(fā)劑,整個(gè)固化過(guò)程在電子束的照射下,從引發(fā)聚合反應(yīng)開(kāi)始,隨后各步驟的反應(yīng)便與輻射無(wú)關(guān),整個(gè)反應(yīng)按通常的聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行,這樣整個(gè)固化過(guò)程瞬間就能夠完成,所以E B 油墨的固化速度特別快,通常在1/200 秒就能完成固化,使印刷、涂布上光和復(fù)合等工藝的聯(lián)機(jī)作業(yè)更為順暢。
(5)固化產(chǎn)生熱量更少
E B 固化是一種冷加工,它產(chǎn)生的熱量比U V 固化產(chǎn)生的熱量還要小。特別是對(duì)熱敏性的薄膜等基材的印刷,過(guò)多的熱量會(huì)使承印基材在印刷的過(guò)程中產(chǎn)生變形,導(dǎo)致印 刷質(zhì)量下降和印刷故障的產(chǎn)生。所以E B 油墨在這個(gè)方面要比U V 油墨好,而且電子束對(duì)塑料薄膜基材也沒(méi)有什么負(fù)面影響。這就為其在軟包裝印刷領(lǐng)域應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。
2.EB 更貴
“可能這是很多印刷企業(yè)對(duì)E B 敬而遠(yuǎn)之的主要原因,但也是最大的誤會(huì)。”吳德明說(shuō)。
盡管E B 所用固化能量比U V 高很多,但是固化耗用時(shí)間更短,因此實(shí)際耗用能量?jī)H為UV 的1/3,而且E B 固化設(shè)備的耗能量呈下降趨勢(shì);盡管購(gòu)買(mǎi)E B 固化設(shè)備,以及后面的運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)都需要比UV 更高的成本,但是伴隨技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,E B 固化系統(tǒng)的價(jià)格已經(jīng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì),事實(shí)上,目前E B 固化系統(tǒng)的費(fèi)用可能比輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)的機(jī)組間安裝U V 燈的翻新費(fèi)用還要低一些。
而且E B 固化系統(tǒng)非常穩(wěn)定,“請(qǐng)注意是‘穩(wěn)定’,E B固化系統(tǒng)能夠在一個(gè)穩(wěn)定期完全保持相同的固化水平,而不存在衰減的情況,這對(duì)于保持印刷品的質(zhì)量穩(wěn)定性非常重要。”吳德明說(shuō)。
對(duì)于總體運(yùn)行成本,吳德明算了這樣一筆賬:一家印刷企業(yè),其一臺(tái)印刷機(jī)有5 個(gè)干燥系統(tǒng),總投資需要60 萬(wàn)元,而元亨利的一臺(tái)電子束固化設(shè)備要300萬(wàn)元,印刷企業(yè)會(huì)認(rèn)為當(dāng)然選擇60 萬(wàn)元的干燥系統(tǒng)最劃算了。但是忽略了一個(gè)問(wèn)題,就是在投入60 萬(wàn)元的成本后,之后的成本會(huì)陸續(xù)增加。這種普通的干燥系統(tǒng),要消耗大量能量,不但如此,還存在廢氣排放,如果某天環(huán)保部門(mén)要求企業(yè)清理排放的廢氣時(shí),企業(yè)還要增加廢氣處理的成本。另外,目前國(guó)內(nèi)很多干燥系統(tǒng)的速度大概是100米/ 小時(shí)左右,如果生產(chǎn)速度再快,干燥速度就跟不上,效率也無(wú)法增加。而元亨利的電子束固化設(shè)備一般都是300 ~ 400 米/ 小時(shí)完全滿(mǎn)足客戶(hù)今后的長(zhǎng)期生產(chǎn)需求。使用普通干燥系統(tǒng),一系列的成本不斷累加,不但不節(jié)能,還會(huì)降低生產(chǎn)效率。
不得不談的劣勢(shì)
盡管使用E B 固化系統(tǒng)擁有很多優(yōu)勢(shì),但在投資時(shí),印刷企業(yè)依然要注意到EB 固化系統(tǒng)可能帶來(lái)的投資風(fēng)險(xiǎn)。
1.EB 油墨要求高
盡管E B 油墨無(wú)須光引發(fā)劑,但為了保證印刷品實(shí)現(xiàn)精美的印刷效果,一般在E B 油墨中還添加了一些成本較高的原材料,EB 油墨總體成本可能還是會(huì)比UV 油墨大。
為了實(shí)現(xiàn)EB 油墨固化的完全,必須保證EB 油墨本身的純度很高,購(gòu)買(mǎi)、分析、檢測(cè)E B 油墨的純度就可能提高整體成本。
此外,E B 油墨要求印刷時(shí)黏度依次降低。對(duì)潤(rùn)濕液pH 值和電導(dǎo)率也有一定的要求。
2. 必須使用氮?dú)?/STRONG>
因?yàn)榭諝庵械难鯕鈺?huì)抑制油墨層中游離基的活性,不利于鏈增長(zhǎng)的聚合反應(yīng)。所以,E B 油墨在固化時(shí),室內(nèi)的活性氣體的含量必須嚴(yán)格控制,固化室內(nèi)通常充滿(mǎn)氮?dú)?,以保證固化處理室內(nèi)的氧氣含量低于一定的量。這就要求印刷企業(yè)必須投資氮?dú)庠O(shè)備,并且要占用一定的廠房空間。
“這的確需要額外的投資,但如果是為了利用E B 固化技術(shù)充分提升印刷水平,這種投資是非常值得的。” 吳德明說(shuō)。
3. 并不適宜機(jī)組間固化
由于E B 固化體系的總體成本還是比較高,所以并不推薦印刷企業(yè)在多色印刷機(jī)的機(jī)組與機(jī)組間安裝。事實(shí)上,很多印刷企業(yè)摸索出比較劃算的方案是:在機(jī)組與機(jī)組間安裝U V 固化單元,而在印刷機(jī)后連線(xiàn)安裝E B 固化單元。
“如果說(shuō)過(guò)去沒(méi)有實(shí)力上馬E B,那只能說(shuō)遺憾;但是如果因?yàn)檎J(rèn)識(shí)不足而喪失把握E B 的商機(jī),那就是非??上Я?。” 吳德明對(duì)中國(guó)EB 固化技術(shù)的前景非??春谩?/P>
轉(zhuǎn)載自:中國(guó)印刷物資商情
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