EB油墨
2011-09-03 文章來(lái)源: 全球印刷網(wǎng)
電子束固化油墨(EB油墨)，是指在高能電子束的照射下能夠迅速地從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的油墨，是新型環(huán)保油墨。EB油墨的主要優(yōu)點(diǎn)是不污染環(huán)境，其成分中也不含危害人體的有機(jī)揮發(fā)物質(zhì)，運(yùn)行費(fèi)用低、生產(chǎn)效率高、能耗低、印刷質(zhì)量穩(wěn)定、可重復(fù)性好、印刷品光澤度高、立體感強(qiáng)。
1.EB油墨的組成
EB油墨的組成與一般油墨相似，主要由顏料、連接料、輔助劑等物質(zhì)組成。
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。在顏料的選擇上應(yīng)遵循以下原則：1）由于現(xiàn)在其主要用于食品包裝上，所以對(duì)顏料的選用首先必須無(wú)毒。2）此外，由于油墨的干燥采用的是高能電子束，所以，顏料在電子束的照射下，應(yīng)不發(fā)生顏色的變化。3）顏料的濃度要高，色澤鮮艷，要具有優(yōu)良的分散性和足夠的著色力。4）顏料拼混后油墨不能在有效存放期內(nèi)膠化。5）顏料合用時(shí)，每種顏料在油墨中的用量一定要準(zhǔn)確。
在連接料的選用上，EB油墨有特殊的要求，主要成分是丙烯酸類的樹脂和參與反應(yīng)的活性單體。
EB油墨中使用的預(yù)聚物（含有不飽和官能團(tuán)的低分子聚合物）的性質(zhì)決定了油墨固化后的物理特性，如耐磨性、附著力、彈性、硬度、耐化學(xué)性、耐溶劑性以及顏料的色差等性質(zhì)。由不同預(yù)聚物配成的油墨其表現(xiàn)的物理性質(zhì)也不盡相同。EB油墨中使用的預(yù)聚物一般為流動(dòng)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。
EB油墨連接料中使用了活性稀釋劑單體。油墨中活性稀釋劑的作用是：1）調(diào)節(jié)高粘度的預(yù)聚物的粘度。2）調(diào)節(jié)油墨的粘著性。3）增強(qiáng)墨膜的強(qiáng)度。4）加快固化速度等?；钚韵♂寗﹩误w的種類有很多。通?；钚韵♂寗┛梢苑殖桑?jiǎn)喂倌軋F(tuán)、雙官能團(tuán)以及多官能團(tuán)活性稀釋劑三類。在實(shí)際生產(chǎn)中，EB油墨中一般使用多種單體結(jié)合已能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.固化機(jī)理
EB油墨的固化機(jī)理和UV油墨基本上相似，不同的是EB油墨不需要光引發(fā)劑。具體的干燥機(jī)理可以描述如下:丙烯酸類的樹脂具有高度不飽和性，當(dāng)它們受到高能電子束照射，使分子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，不飽和雙鍵被打開，產(chǎn)生游離基或離子。然后，通過(guò)游離基的引發(fā)，從而發(fā)生鏈的增長(zhǎng)的聚合反應(yīng)，使低聚物與單體分子間發(fā)生交聯(lián)聚合，生成網(wǎng)狀的聚合物，油墨迅速固化結(jié)膜。在整個(gè)干燥的過(guò)程中，電子輻射的作用好比一種特殊的引發(fā)劑，它的主要作用在于鏈的引發(fā)階段，聚合一旦開始，隨著各步驟的反應(yīng)與輻射無(wú)關(guān)，反應(yīng)按通常的聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行。整個(gè)過(guò)程在電子束的照射下能夠瞬間完成，所以EB油墨的干燥速度特別快，通常在1/200秒就能完成固化。
3.ＥＢ油墨的優(yōu)點(diǎn)
從上面的固化機(jī)理可以知道，EB油墨相對(duì)于一般油墨來(lái)講，具有許多優(yōu)點(diǎn)，具體有5個(gè)方面。
1) 環(huán)保、安全。從EB油墨的成分來(lái)看，EB油墨中不含對(duì)人體有害的有機(jī)揮發(fā)物，其成分中不含溶劑，對(duì)環(huán)境、包裝物沒有污染，印刷品的氣味比使用UV 油墨還要小。由于油墨中不含有VOC，所以對(duì)工作人員的危害極小。目前EB油墨在食品包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。
2) 固化速度快、固化質(zhì)量好。EB油墨在電子束的照射下固化只需要1/200秒，比UV油墨的固化速度要快得多，使印刷、涂布上光和復(fù)合等工藝的聯(lián)機(jī)作業(yè)成為可能，可以大大提高生產(chǎn)效率。而且電子束的穿透能力強(qiáng)，能穿透油墨層，使油墨固化徹底。此外，墨膜的耐磨性和抗化學(xué)性也比較好，散發(fā)的氣味小。
3) 固化產(chǎn)生熱量少。電子束加工是一種冷加工，它產(chǎn)生的熱量比UV油墨固化產(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EB油墨在這個(gè)方面要比UV油墨好，而且電子束對(duì)塑料薄膜基材也沒有什么負(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。
4) 存放方便。EB油墨在存放過(guò)程中不需要隔絕空氣，這與普通油墨不同。普通油墨是表面先結(jié)皮，而EB油墨的暗反應(yīng)首先在墨罐底部發(fā)生，由底部慢慢向上固化。一旦底部發(fā)生了固化，整罐油墨就失去了使用價(jià)值。一般EB油墨的保質(zhì)期為1年。
5) 可轉(zhuǎn)制成UV油墨。從上面所講的EB油墨的成分上來(lái)看，EB油墨在組成上和UV油墨基本上是相似的。只是UV油墨需要光引發(fā)劑來(lái)引發(fā)。這是由于紫外線的能量比電子束低的緣故。如果在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。
4.ＥＢ油墨的使用要點(diǎn)
盡管EB油墨具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是也有不足之處。例如，至今EB油墨印刷時(shí)仍需要惰性氣體印刷時(shí)，否則固化效果差，墨層發(fā)黏和發(fā)黃。所以為了更好地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，在使用過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1) EB油墨的使用對(duì)于配套的固化設(shè)備要求比較高。雖然電子束固化時(shí)，需要的離子陰極管只需要一個(gè)（安裝在最后一色機(jī)組后），但是，固化處理室內(nèi)的活性氣體的含量必須嚴(yán)格控制。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)。所以固化室內(nèi)通常充滿氮?dú)?，以保證固化處理室內(nèi)的氧氣含量低于一定的量。
2) EB油墨對(duì)油墨的黏度、粘著性的控制要求較高。由于在高速多色印刷中，油墨的疊印是濕疊濕的狀態(tài)下進(jìn)行的。所以，為了使油墨能夠順利地疊印上去和避免混色現(xiàn)象的發(fā)生，在實(shí)際印刷操作中油墨的黏度是依印刷色序而降低的，但是兩個(gè)色序之間的粘度差值不能太懸殊，否則會(huì)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。但是，與普通油墨相比，不同的是它們的差值要求有明顯的差距，否則會(huì)產(chǎn)生一系列的故障。
3) EB油墨在使用的過(guò)程中對(duì)潤(rùn)濕液pH值和導(dǎo)電率有一定的要求。一般認(rèn)為pH控制在3.8~4.1之間，導(dǎo)電率控制在1000~2800s/m之間是比較合適的。
4) EB油墨的清洗。EB油墨應(yīng)采用專用的清洗液清洗，一般為異丙醇和正庚烷等溶劑的混合液。EB油墨對(duì)橡皮棍、橡皮布有一定的侵蝕作用，所以，應(yīng)采用相應(yīng)的膠棍和橡皮布。
