EB油墨
2011-09-03 文章來源: 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)點是不污染環(huán)境，其成分中也不含危害人體的有機揮發(fā)物質，運行費用低、生產(chǎn)效率高、能耗低、印刷質量穩(wěn)定、可重復性好、印刷品光澤度高、立體感強。
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、輔助劑等物質組成。
顏料是油墨的呈色物質，顏料的好壞決定了油墨顏色質量的好壞。在顏料的選擇上應遵循以下原則：1）由于現(xiàn)在其主要用于食品包裝上，所以對顏料的選用首先必須無毒。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膠化。5）顏料合用時，每種顏料在油墨中的用量一定要準確。
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的活性單體。
EB油墨中使用的預聚物（含有不飽和官能團的低分子聚合物）的性質決定了油墨固化后的物理特性，如耐磨性、附著力、彈性、硬度、耐化學性、耐溶劑性以及顏料的色差等性質。由不同預聚物配成的油墨其表現(xiàn)的物理性質也不盡相同。EB油墨中使用的預聚物一般為流動性較好的丙烯酸低聚物。常用的預聚物有環(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）調節(jié)高粘度的預聚物的粘度。2）調節(jié)油墨的粘著性。3）增強墨膜的強度。4）加快固化速度等?；钚韵♂寗﹩误w的種類有很多。通?；钚韵♂寗┛梢苑殖桑簡喂倌軋F、雙官能團以及多官能團活性稀釋劑三類。在實際生產(chǎn)中，EB油墨中一般使用多種單體結合已能獲得滿意的固化速度、粘度、附著力、彈性、硬度、抗沖擊強度、耐溶劑性等性能。
2.固化機理
EB油墨的固化機理和UV油墨基本上相似，不同的是EB油墨不需要光引發(fā)劑。具體的干燥機理可以描述如下:丙烯酸類的樹脂具有高度不飽和性，當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，通過游離基的引發(fā)，從而發(fā)生鏈的增長的聚合反應，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，油墨迅速固化結膜。在整個干燥的過程中，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，隨著各步驟的反應與輻射無關，反應按通常的聚合反應動力學規(guī)律進行。整個過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
從上面的固化機理可以知道，EB油墨相對于一般油墨來講，具有許多優(yōu)點，具體有5個方面。
1) 環(huán)保、安全。從EB油墨的成分來看，EB油墨中不含對人體有害的有機揮發(fā)物，其成分中不含溶劑，對環(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，所以對工作人員的危害極小。目前EB油墨在食品包裝印刷領域的應用前景非常廣闊。
2) 固化速度快、固化質量好。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、涂布上光和復合等工藝的聯(lián)機作業(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，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。特別是對熱敏性的薄膜等基材的印刷，過多的熱量會使承印基材在印刷的過程中產(chǎn)生變形，導致印刷質量下降和印刷故障的產(chǎn)生。所以EB油墨在這個方面要比UV油墨好，而且電子束對塑料薄膜基材也沒有什么負面影響。這就為其在軟包裝印刷領域應用提供了廣闊的發(fā)展空間。
4) 存放方便。EB油墨在存放過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皮，而EB油墨的暗反應首先在墨罐底部發(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值。一般EB油墨的保質期為1年。
5) 可轉制成UV油墨。從上面所講的EB油墨的成分上來看，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，就可進行紫外線固化。
4.ＥＢ油墨的使用要點
盡管EB油墨具有許多優(yōu)點，但是也有不足之處。例如，至今EB油墨印刷時仍需要惰性氣體印刷時，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，在使用過程中應注意以下幾點。
1) EB油墨的使用對于配套的固化設備要求比較高。雖然電子束固化時，需要的離子陰極管只需要一個（安裝在最后一色機組后），但是，固化處理室內的活性氣體的含量必須嚴格控制。因為空氣中的氧氣會抑制油墨層中游離基的活性，不利于鏈增長的聚合反應。所以固化室內通常充滿氮氣，以保證固化處理室內的氧氣含量低于一定的量。
2) EB油墨對油墨的黏度、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，否則會產(chǎn)生一系列的故障。
3) EB油墨在使用的過程中對潤濕液pH值和導電率有一定的要求。一般認為pH控制在3.8~4.1之間，導電率控制在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油墨對橡皮棍、橡皮布有一定的侵蝕作用，所以，應采用相應的膠棍和橡皮布。
