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当电子束固化油墨特性与市场前景

发布时间:2021-09-15 00:20:46 阅读: 来源:聚氨酯保温管厂家

电子束固化油墨特性与市场前景

电子束固化油墨(EB油墨),是指在高能电子束的照射下能够迅速地从液态变为固态的油墨,是新型环保油墨。EB油墨的主要优点是不污染环境,其成分中也不含危害人体的有机挥发物质,运行费用低、生产效率高、能耗低、印刷质量稳定、可重复性好、印刷品光泽度高、立体感强。

1、EB油墨的组成

EB油墨的组成与一般油墨相似,主要由颜料、连接料、辅助剂等物质组成。

颜料是油墨的呈色物质,颜料的好坏决定了油墨颜色质量的好坏。在颜料的选择上应遵循以下原则:1)由于现在其主要用于食品包装上,所以对颜料的选用首先必须无毒。2)此外,由于油墨的干燥采用的是高能电子束,所以,颜料在电子束的照射下,应不发生颜色的变化。3)颜料的浓度要高,色泽鲜艳,要具有优良的分散性和足够的着色力。4)颜料拼混后油墨不能在有效存放期内胶化。5)颜料合用时,每种颜料在油墨中的用量一定要准确。

在连接料的选用上,EB油墨有特殊的要求,主要成分是丙烯酸类的树脂和参与反应的活性单体。

EB油墨中使用的预聚物(含有不饱和官能团的低分子聚合物)的性质决定了油墨固化后的物理特性,如耐磨性、附着力、弹性、硬度、耐化学性、耐溶剂性以及颜料的色差等性质。由不同预聚物配成的油墨其表现的物理性质也不尽相同。EB油墨中使用的预聚物一般为流动性较好的丙烯酸低聚物。常用的预聚物有环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯、氯化聚酯丙烯酸树脂等。

EB油墨连接料中使用了活性稀释剂单体。油墨中活性稀释剂的作用是:1)调节高粘度的预聚物的粘度。2)调节油墨的粘着性。3)增强墨膜的强度。4)加快固化速度等。活性稀释剂单体的种类有很多。通常活性稀释剂可以分成:单官能团、双官能团以及多官能团活性稀释剂三类。在实际生产中,EB油墨中一般使用多种单体结合已能获得满意的固化速度、粘度、附着力、弹性、硬度、抗冲击强度、耐溶剂性等性能。

2、固化机理

EB油墨的固化机理和UV油墨基本上相似,不同的是EB油墨不需要光引发剂。具体的干燥机理可以描述如下:丙烯酸类的树脂具有高度不饱和性,当它们受到高能电子束照射,使分子由基态变为激发态,不饱和双键被打开,产生游离基或离子。然后,通过游离基的引发,从而发生链的增长的聚合反应,使低聚物与单体分子间发生交联聚合,生成状的聚合物,油墨迅速固化结膜。在整个干燥的过程中,电子辐射的作用好比一种特殊的引发剂,它的主要作用在于链的引发阶段,聚合一旦开始,随着各步骤的反应与辐射无关,反应按通常的聚合反应动力学规律进行。整个过程在电子束的照射下能够瞬间完成,所以EB油墨的干燥速度特别快,通常在1/200秒就能完成固化。

3、EB油墨的优点

从上面的固化机理可以知道,EB油墨相对于一般油墨来讲,具有许多优点,具体有5个方面。

1)环保、安全。从EB油墨的成分来看,EB油墨中不含对人体有害的有机挥发物,其成分中不含溶剂,对环境、包装物没有污染,印刷品的气味比使用UV油墨还要小。

由于油墨中不含有VOC,所以对工作人员的危害极小。目前EB油墨在食品包装印刷领域的应用前景非常广阔。

2)固化速度快、固化质量好。EB油墨在电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、涂布上光和复合等工艺的联机作业成为可能,可以大大提高生产效率。而且电子值得期待束的穿透能力强,能穿透油墨层,使油墨固化彻底。此外,墨膜的耐磨性和抗化学性也比较好,散发的气味小。

3)固化产生热量少。电子束加工是一种冷加工,它产生的热量比UV油墨固化产生的热量还要小。特别是对热敏性的薄膜等基材的印刷,过多的热量会使承印基材在印刷的过程中产生变形,导致那末自古至今印刷质量下降和印刷故障的产生。所以EB油墨在这个方面要比UV油墨好,而且电子束对塑料薄膜基材也没有什么负面影响。这就为其在软包装印刷领域应用提供了广阔的发展空间。

4)存放方便。EB油墨在存放过程中不需要隔绝空气,这与普通油墨不同。普通油墨是表面先结皮,而EB油墨的暗反应首先在墨罐底部发生,由底部慢慢向上固化。一旦底部发生了固化,整罐油墨就失去了使用价值。一般EB油墨的保质期为1年。

5)可转制成UV油墨。从上面所讲的EB油墨的成分上来看,EB油墨在组成上和UV油墨基本上是相似的。只是UV油墨需要光引发剂来引发。这是由于紫外线的能量比电子束低的缘故。如果在EB油墨中加入一定量的光引发剂,就可进行紫外线固化。

4、EB油墨的使用要点

尽管EB油墨具有许多优点,但是也有不足之处。例如,至今EB油墨印刷时仍需要惰性气体印刷时,否则固化效果差,墨层发黏和发黄。所以为了更好地发挥其优点,在使用过程中应注意以下几点。

1)EB油墨的使用对于配套的固化设备要求比较高。虽然电子束固化时,需要的离子阴极管只需要一个(安装在最后一色机组后),但是,固化处理室内的活性气体的含量必须严格控制。因为空气中的氧气会抑制油墨层中游离基的活性,不利于链增长的聚合反应。所以固化室内通常充满氮气,以保证固化处理室内的氧气含量低于一定的量。

2)EB油墨对油墨的黏度、粘着性的控制要求较高。由于在高速多色印刷中,油墨的叠印是湿叠湿的状态下进行的。所以,为了使油墨能够顺利地叠印上去和避免混色现象的发生,在实际印刷操作中油墨的黏度是依印刷色序而降低的,但是两个色序之间的粘度差值不能太悬殊,否则会影响油墨的传递性能和传墨量。EB油墨同样要求黏度依次降低。但是,与普通油墨相比,不同的是它们的差值要求有明显的差距,否则会产生一系列的故障。

3)EB油墨在使用的过程中对润湿液pH值和导电率有一定的要求。一般认为pH控制在3.8~4.1之间,导电率控制在1000~2800s/m之间是比较合适的。

4)EB油墨的清洗。EB油墨应采用专用的清洗液清洗,一般为异丙醇和正庚烷等溶剂的混合液。EB油墨对橡皮棍、橡皮布有一定的侵蚀作用,所以,应采用相应的胶棍和橡皮布。

5、市场前景分析

EB油墨以无挥发溶剂、无VOC、对操作人员健康危害小、气味小、不需光引发剂、直接干燥、联机作业等优点受广大用户的青睐。

相对于UV油墨来讲,EB油墨不需要光引发剂、固化速度更快、固化更彻底、气味更小,这就更加增大了EB油墨的发展空间,所以EB油墨随着EB油墨的原料和配套设备的降价以及设计配方的进一步成熟,将成为可以大力推广的实用、经济型油墨。现在EB油墨在软包装印刷中呈不断增长的趋加快走出去步伐势。EB油墨的优越的性能以及较高的生产效率,为其提供了更为广阔的市场。相信EB油墨应用范围将会进一步扩大,成为未来新型的环保油墨中的重要品种。

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