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电子束固化油墨原理及其应用与发展

2006/11/30/08:35 来源:网印工业 作者:范锦文
    【慧聪网丝印特印行业频道】随着物质生活的不断提高,消费者对印刷品已经不仅仅局限于视觉上的享受,对产品环保方面的要求也在不断提高,这就给我国印刷工业提出了环保的新概念。在网版印刷中,油墨也向着快干、无毒和环保方向发展,比较有代表性的就是网印水基油墨、紫外光固化油墨电子束辐射固化油墨。本文主要通过对电子束固化油墨的特点及其应用等方面进行介绍,以期使读者对绿色油墨的概念有更深入的了解。

    一、电子束固化油墨固化原理及组成

    所谓能量固化油墨,就是油墨在辐射能照射下,固着或硬化在承印物上,从而获得干燥的印迹。目前的能量固化技术主要有UV光固化和加速高能电子束(EB)固化两种形式,其中采用电子束能量固化的油墨称为电子束固化油墨。下面主要介绍电子束固化油墨的固化原理及其化学组成。

    1.电子束固化油墨的固化原理

    普通油墨印刷后墨膜层的干燥,一般是油墨中的连结料被承印物吸收和挥发,固态物质则保留在承印物表面,形成一层薄薄的墨层。而电子束固化则是借助电子束做照射能源,与活性液体化学配方进行辐射化学反应,在常温下迅速干燥固化的过程。

    由于电子束是一种辐射,所以也可以把电子束辐射归于辐射固化一类。辐射固化是在现有科学技术的基础上发展起来的一门新技术,它主要是采用一种扫描型的电子加速器,辐射固化中电子加速器的电子束对基材表面扫描从而实现固化加工,其基本含义就是利用紫外光或电子束为能源,引发具有化学活性的液体配方,在基体表面实现快速反应的固化过程。紫外光固化和电子束固化技术不同于传统技术(例如热固化)的最大优点在于辐射固化采用高效能源的紫外光或电子束作为引发手段,快速实现涂层固化。其中电子束辐射则是由一批经过加速的电子流所组成的,在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,与紫外光相比,粒子能量远远高于紫外光,能够使空气电离,且电子束固化一般不需光引发剂,能够直接引发化学反应,对物质的穿透力也比紫外光大。

    2.电子束固化油墨的组成

    EB墨的主要化学成分与一般油墨相似,主要由颜料、连结料、辅助剂色料等组成。

    (1)单体(活性稀释剂)。单体是低分子量的化学物质,它能决定油墨干燥后墨层光泽度、弹性以及硬化程度等方面的表面特性,另有一些单体是能量固化油墨有害性的源泉。在实际生产中,EB油墨一般采用多种单体结合以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)树脂(预聚物)。树脂是油墨的化学骨架,直接影响油墨的稠度、润湿能力和交联特性等。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。

    (3)添加剂。主要是有针对性的改善油墨的物理、化学性能,一般的成分包括蜡、润湿剂、改变油墨特性的调墨剂等。

    (4)颜料。对于一般油墨而言,色料颗粒大小和浓度会影响油墨的固化速率,故选色料时还要考虑色料的颜色,但是由于高能电子束的能量足够固化厚实的墨膜层,所以电子束油墨在选择色料时不用考虑这个问题。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。电子束固化油墨在颜料选择上应首先保证无毒,此外,应保证颜料在电子束的照射下,不发生颜色的变化,同时颜料的浓度要高,色泽鲜艳,且具有优良的分散性和足够的着色力,颜料拼混后油墨不会在有效存放期内胶化,颜料合用时,每种颜料在油墨中的用量一定要准确。

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