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隨著物質(zhì)生活的不斷提高，消費(fèi)者對印刷品已經(jīng)不僅僅局限于視覺上的享受，對產(chǎn)品環(huán)保方面的要求也在不斷提高，這就給我國印刷工業(yè)提出了環(huán)保的新概念。在網(wǎng)版印刷中，油墨也向著快干、無毒和環(huán)保方向發(fā)展，比較有代表性的就是網(wǎng)印水基油墨、紫外光固化油墨和電子束輻射固化油墨。本文主要通過對電子束固化油墨的特點(diǎn)及其應(yīng)用等方面進(jìn)行介紹，以期使讀者對綠色油墨的概念有更深入的了解。   一、電子束固化油墨固化原理及組成   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(shù)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。下面主要介紹電子束固化油墨的固化原理及其化學(xué)組成。   1.電子束固化油墨的固化原理   普通油墨印刷后墨膜層的干燥，一般是油墨中的連結(jié)料被承印物吸收和揮發(fā)，固態(tài)物質(zhì)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(xué)配方進(jìn)行輻射化學(xué)反應(yīng)，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(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新技術(shù)，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(shí)現(xiàn)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(fā)具有化學(xué)活性的液體配方，在基體表面實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)的固化過程。紫外光固化和電子束固化技術(shù)不同于傳統(tǒng)技術(shù)（例如熱固化）的最大優(yōu)點(diǎn)在于輻射固化采用高效能源的紫外光或電子束作為引發(fā)手段，快速實(shí)現(xiàn)涂層固化。其中電子束輻射則是由一批經(jīng)過加速的電子流所組成的，在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，與紫外光相比，粒子能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(fā)劑，能夠直接引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，對物質(zhì)的穿透力也比紫外光大。   2.電子束固化油墨的組成   EB墨的主要化學(xué)成分與一般油墨相似，主要由顏料、連結(jié)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(xué)物質(zhì)，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(shí)際生產(chǎn)中，EB油墨一般采用多種單體結(jié)合以獲得滿意的固化速度、粘度、附著力、彈性、硬度、抗沖擊強(qiáng)度、耐溶劑性等性能。   （２）樹脂（預(yù)聚物）。樹脂是油墨的化學(xué)骨架，直接影響油墨的稠度、潤濕能力和交聯(lián)特性等。EB油墨中使用的預(yù)聚物一般為流動性較好的丙烯酸低聚物。常用的預(yù)聚物有環(huán)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(xué)性能，一般的成分包括蠟、潤濕劑、改變油墨特性的調(diào)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(shí)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。顏料是油墨的呈色物質(zhì)，顏料的好壞決定了油墨顏色質(zhì)量的好壞。電子束固化油墨在顏料選擇上應(yīng)首先保證無毒，此外，應(yīng)保證顏料在電子束的照射下，不發(fā)生顏色的變化，同時顏料的濃度要高，色澤鮮艷，且具有優(yōu)良的分散性和足夠的著色力，顏料拼混后油墨不會在有效存放期內(nèi)膠化，顏料合用時，每種顏料在油墨中的用量一定要準(zhǔn)確。   二、電子束固化油墨的優(yōu)缺點(diǎn)   電子束固化油墨是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ挠湍贩N，可以用于輪轉(zhuǎn)膠印、柔性版印刷以及網(wǎng)版印刷等領(lǐng)域，與紫外光油墨同為 “綠色環(huán)保油墨”，但它不用添加光引發(fā)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(zhì)量更穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)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(jī)揮發(fā)物（VOC），屬于零排放技術(shù)，這說明了電子束油墨體系與普通油墨體系相比，對環(huán)境、承印物沒有污染，有利于環(huán)境保護(hù)。此外，電子束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，所以這種油墨近年來被大大推進(jìn)和應(yīng)用。   2.油墨使用節(jié)省能量，節(jié)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(shí)現(xiàn)油墨的干燥等，節(jié)省能量，節(jié)約生產(chǎn)成本。   3.固化時間短，提高作業(yè)效率。   電子束固化油墨固化時間很短，一般只需0.1s即可徹底干燥固著在基材表面，而傳統(tǒng)的熱固型油墨，干燥時間可能需要幾分鐘，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(chǎn)量高，是一種不可多得的高效生產(chǎn)型油墨。   4.產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。   由于油墨的固化特點(diǎn)，電子束固化油墨印制的印品墨跡具有很強(qiáng)的耐抗性，同時因油墨中的化學(xué)物質(zhì)是通過交聯(lián)反應(yīng)而形成高分子立體網(wǎng)狀聚合物的，所以油墨表面具有很強(qiáng)的耐化學(xué)性能和耐摩擦性能，還能保證印刷品表面干凈無臟點(diǎn)、網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大率小、印跡亮度好。   5.自動化程度高，易于生產(chǎn)和應(yīng)用。   輻射固化裝置緊湊，加工速度快，場地空間小，生產(chǎn)效率高，有助于提高產(chǎn)品性能，降低原材料消耗，這一切從經(jīng)濟(jì)成本上提高了技術(shù)本身的競爭能力。輻射固化與傳統(tǒng)的固化技術(shù)相比，在溫度、工藝配方以及產(chǎn)品性能上都有很大的優(yōu)點(diǎn)，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(diào)節(jié)則有利于提高工藝的適應(yīng)性，保證產(chǎn)品性能。輻射固化易于實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，自動化程度高。同時由于電子束油墨與紫外光油墨的成分相似，若在EB油墨中加入一定量的光引發(fā)劑，就可進(jìn)行紫外線固化，這也是產(chǎn)品增值的又一個方面。   當(dāng)然，電子束固化油墨也有一些缺點(diǎn)，其固化設(shè)備成本高是推廣應(yīng)用中最大的障礙。能量固化設(shè)備的一次性投入需要一定的資金，現(xiàn)在的電子束固化設(shè)備的價格穩(wěn)步下降，與十年前相比，EB固化設(shè)備成本降低了４倍。同時，EB油墨也存在廢棄后的降解問題。   三、電子束固化油墨技術(shù)的應(yīng)用   隨著新技術(shù)的不斷突破，尤其是油墨附著力方面的改善，電子束固化油墨開始在原來用量不太可觀的領(lǐng)域得到了穩(wěn)步的發(fā)展。比較有代表性的例子就是美國芝加哥家電印制公司，該公司已經(jīng)利用這種油墨加工生產(chǎn)薄膜開關(guān)，將厚膜網(wǎng)版印刷后的印品放入電子束輻射干燥裝置，油墨在電子束的輻射下只需幾毫秒時間即完全干燥，印品光澤好，薄膜觸感強(qiáng)又耐摩擦。但是由于這種油墨及其輻射干燥裝置的售價昂貴，目前推廣起來尚有困難，但由于它能節(jié)省干燥時間，確保產(chǎn)品質(zhì)量，不污染環(huán)境，因此具有發(fā)展前途。   盡管不同廠家的油墨產(chǎn)品在性能方面有些許差異，但就目前形勢來看，未來的EB油墨應(yīng)該向著下面幾個方向應(yīng)用：   1.EB油墨在配套固化設(shè)備上的改進(jìn)   EB油墨對配套的固化設(shè)備要求比較高，雖然電子束固化時，只需要一個離子陰極管，但卻必須嚴(yán)格控制固化處理室內(nèi)的活性氣體含量，這也是導(dǎo)致固化設(shè)備價格昂貴的原因之一。今后EB油墨在配套固化設(shè)備方面應(yīng)該是向著連機(jī)固化單元組合方向發(fā)展，并不斷降低固化設(shè)備的成本，以期能在普通印刷機(jī)上進(jìn)行印刷。   2.EB油墨在清洗上的改進(jìn)   由于EB油墨對橡皮棍、橡皮布有一定的侵蝕作用，所以目前EB油墨是采用專用的清洗液清洗以及相應(yīng)的膠棍和橡皮布進(jìn)行印刷。日后發(fā)展趨勢可能是只需使用常規(guī)清洗劑即可清洗膠輥、橡皮布等。   3.印品質(zhì)量方面的改進(jìn)   EB油墨對油墨黏度、粘著性的控制要求較高。在實(shí)際印刷操作中油墨的黏度是依印刷色序而降低的，但兩個色序之間的粘度差值不能太懸殊，否則會影響油墨的傳遞性能和傳墨量。EB油墨同樣要求黏度依次降低，但與普通油墨相比，EB油墨的差值要求有明顯的差距，否則會產(chǎn)生一系列的故障。為避免故障，保證印刷的正常有序進(jìn)行，今后需要對EB油墨中預(yù)聚物的改進(jìn)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以提高印品質(zhì)量。   4.EB油墨在印刷適性上的改進(jìn)   目前EB油墨在使用過程中，對潤濕液pH值和導(dǎo)電率都有一定的要求。一般認(rèn)為pH為3.8～4.1，導(dǎo)電率為1000～2800s/m較合適，相比于傳統(tǒng)油墨來說，其要求更為苛刻，所以未來EB油墨在這方面也應(yīng)進(jìn)行相關(guān)研究，以期達(dá)到在印刷機(jī)上的印刷加工適性與傳統(tǒng)溶劑型油墨不相上下的目的。   展望EB油墨在印刷業(yè)的應(yīng)用前景，最主要的還是取決于油墨成本是否能夠降低到接近普通油墨的水平。不過隨著新技術(shù)的發(fā)展，相信EB油墨一定會有更為廣闊的前景。   四、電子束固化油墨的發(fā)展   競爭加劇迫使油墨制造商采取一些革新技術(shù)來提高油墨性能，同時開發(fā)適合印刷工業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。相對于UV油墨，EB油墨有其獨(dú)特的性能，這更加增大了EB油墨的發(fā)展空間，也將是印刷業(yè)今后大力推廣的實(shí)用、經(jīng)濟(jì)型油墨?，F(xiàn)在EB油墨在軟包裝印刷中呈不斷增長的趨勢，其優(yōu)越的性能以及較高的生產(chǎn)效率，為用戶提供了更為廣闊的市場。相信EB油墨的應(yīng)用范圍將會進(jìn)一步擴(kuò)大，成為新型環(huán)保油墨中的重要品種。 范錦文      轉(zhuǎn)載自：  網(wǎng)印工業(yè)