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印刷业中的UV和EB油墨

   日期:2020-02-11 14:06      中国纸箱网

能量固化油墨的概念

印刷业各种技术层出不穷,其中发展最快的一项要数能量固化技术。它是指油墨或上光涂料在辐射能照射下,固着或硬化在承印物上,从而获得干燥的印迹。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。

现在,UV墨和EB墨受很多包装印刷厂家重视,且成本已有明显下降,UV墨和EB墨印刷工艺愈来愈值得研究。

能量固化油墨的成分

UV墨和EB墨的主要化学成分包括:

●单体(活性稀释剂):一种分子量低的化学物质,决定油墨干燥后的表面特性,如光泽度、硬化程度和弹性等。另有一些单体是能量固化油墨有害性的源泉。

●树脂(预聚物):指油墨的化学骨架,会影响油墨的稠度、润湿能力和交联特性等。

●光引发剂:是油墨在UV光照射下变成高能状态且开始引发固化过程的化学物质。EB墨不需要光引发剂,因高能电子束具有足够能量引发聚合反应。

●添加剂:包括蜡、润湿剂、改变油墨特性的调墨剂等,作用为针对性地改善油墨的物化性能。

●色料:色料颗粒大小和浓度会影响UV墨的固化速率,故选色料时不仅要考虑色料的颜色,还要考虑色料的润湿性和接受UV光的能力。Y和M墨较易固化,其次为C和K墨。EB油墨选择色料时则不必考虑此问题,因高能电子束的能量足够固化厚实的墨膜层。

UV/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。

图1,普通油墨的干燥;图2,UV油墨的固化;图3,EB油墨的固化

所以称为能量固化油墨,是因为当中含有一些化学物质,它们在UV光或高能电子束的作用下,产生自由基或离子基,自由基或离子基再与其他物质交联成网状聚合物。有关UV油墨的固化过程,如下图示:

图一:固化前的UV油墨;图二:UV光激发光引发剂,使其生成自由基;图三:聚合键开始增长,树脂被吸引到自由基上,形成新的自由基;图四:反应继续进行,这就是聚合反应;图五:油墨完全固化后,形成强而有力的立体网状结构墨膜层,所以UV油墨的耐抗性能优秀。

UV/EB油墨的优缺点

第一UV/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。

第二在UV油墨印刷后再进行UV上光连机加工,获得的印刷品光泽度高,且表面平整均匀一致。另连机上光后,就可使模切、压痕、上胶和烫金等包装加工工艺立刻能够完成。

第三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。

第四UV/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UV/EB油墨体系与普通油墨体系相比,更有利环保。如UV/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。

第五能量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。

当然,能量固化油墨/上光涂料也有一些缺点。有些需要NBR胶辊或EPDM胶辊。柯式印刷时可能还需要专用的橡皮布,橡皮布可能还需特殊的清洗剂清洗,以防止橡皮布过度收缩、膨胀或降低质量。

其次,它的成本比传统油墨要高一些。然而,成本高与最终获得的印刷品性能相比是值得的。

此外,能量固化设备的一次性投入需要一定的资金。现在的UV固化设备、UV灯、EB固化设备的价格稳步下降,尤其是EB固化设备的价格下降最为明显,与十年前相比,EB固化设备成本降低了四倍。过去几年里,UV光固化设备价格同样稳步下降,有足够理由相信未来几年里,能量固化设备的价格还会继续下降。

UV/EB 油墨的最新技术进步

尽管不同厂家的混合油墨产品在性能方面有些差异,一般应该具有以下特性:

●可以应用在配置了连机固化单元的各类型普通印刷机印刷

●不需重新更换胶辊、橡皮布、印版或印刷机用到的各种化学药品

●在连机印刷加工中,可获较高的印刷品光泽度

●用常规清洗剂即可清洗胶辊、橡皮布等

●印刷机上的印刷加工适性与传统油脂型油墨不相上下

展望能量固化油墨在印刷业的应用前景,仍然取决于油墨成本是否能够下降到接近普通油墨的水平。

 


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