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EB油墨和UV油墨的性能比較

作者: 時間:2019-06-2812823 次瀏覽

信息摘要:

目前在印后加工過程中使用的光油主要有溶劑型光油、水性光油和UV光油三種,它們在性能上各有千秋。

目前在印后加工過程中使用的光油主要有溶劑型光油、水性光油和UV光油三種,它們在性能上各有千秋。

溶劑型光油的主要缺點是:氣味大,干燥速度慢,不耐磨,容易擦花,不環保,屬于被淘汰的產品。

水油不含溶劑,環保,性能上無明顯的缺點,是一個綜合性能優良的產品,存在的少許不足是耐磨性和抗劃傷性無法令人滿意,同時,光澤和抗粘花性的欠缺也很傷腦筋,光澤高的產品抗粘花性差,不適合銅版紙上雙面印刷,抗粘花好的產品光澤又不理想。

UV油由于具備高光澤和良好耐磨性、抗擦花性,而被廣泛使用,但其存在的氣味問題、黃變問題始終無法被很好解決。近年來,為節省成本,印刷廠普遍采用含填料高、脆性大的紙張,因此UV油的防爆線性又被越來越多的關注。另絲印UV光油的柔韌性、附著力和抗粘花性的矛盾也比較突出。

水油價廉物美,綜合性能適中,是一個生命力很強的產品,基于其干燥原理的局限性,性能上再想有很大提升已不可能。UV油優點和缺點分明,如何揚長避短或改良欠缺,值得進一步探討。

UV光油性能分析

UV油主要由引發劑、活性單體

低聚物及助劑組成,低聚物通常有兩種以上配合使用,是決定UV油最終物理性能的主要組份,活性單體主要提供使低聚物交聯和降低光油粘度的作用,助劑提供光油的流平性、消泡性、表面滑爽性等性能,類似于飯菜中的鹽、味精等,引發劑接收紫外光,產生自由基,引發低聚物和單體反應,并固化成膜,作用非常關鍵。

由于引發劑對紫外線敏感,所以施工后光油皮膜在日后的存放過程中,會繼續吸收紫外線,顏色變黃。同時,引發劑反應不完全,殘留的部分會使UV油氣味偏大,再者由于引發效率有限,單體和低聚物反應也不完全,殘留的部分會導致粘花和使人體過敏,會導致光油的抗擦花性和抗爆線性略有欠缺。針對UV光油存在的這些先天不足的性能,EB光油應運而生,EB光油中去處了引發劑,使光油的性能有了很大提升,以下就二者的區別略做分析。

EB光油和UV光油的性能區別

* 干燥(固化)原理和設備的區別

UV光油是依靠光油中的引發劑吸收紫外光,產生自由基,引發單體和低聚物反應并固化的。一臺國產實驗室固化設備2萬RMB即可,國產的生產設備約20-30萬RMB。

EB光油是在電子束的猛烈轟擊下,單體和低聚物上的雙鍵被強制打開,產生自由基并完成聚合。一臺進口的實驗室EB固化設備約需10-20萬美圓,而生產設備則在50-80萬美圓之間。

目前EB固化設備的核心技術掌握在少數幾個國外公司手中,由于該類設備批量生產小,所以價格偏高,相信該技術如果被普遍利用后,合理的價格應在30-50萬美圓之間,如果該設備的制造技術被臺灣或國內同行掌握,相信價格會更低。

* 氣味的區別

UV油和EB油均不含溶劑,所以施工中的氣味問題不存在。所謂氣味主要是指印刷品表面殘留的氣味。UV油殘留的氣味來源有兩個,一是殘留的引發劑和活性單體,二是引發劑反應后生成的其它小分子物質。對UV油的引發劑進行改良,并提高反應程度,氣味會有改觀,但不能完全清除。

EB光油中沒有引發劑,反應程度超過98%,所以不會像UV油一樣會有殘留氣味的問題。

* 耐黃變性的區別

我們知道,上過UV油的紙張長時間放置后,會逐漸變黃,主要原因是殘留的引發劑和引發劑生成物吸收紫外線導致,使用昂貴的引發劑或在UV油中添加紫外線吸收劑,會有幫助,但不能完全做到不黃變。EB光油不使用引發劑,所以不會有該問題存在。

* 油墨變色的問題

UV燈在產生紫外線的同時,也會產生紅外線,使上過光油的紙張表面溫度較高,由于要保證生產效率,所以紙張來不及降溫便被堆放在一起,內層部分的紙張會在30-60℃的溫度下保持一段時間,這時候一些耐熱性差的油墨便會變色。除溫度的影響外,UV油中的引發劑在相對較高的溫度下,依然會保持一定的活性,可能會和油墨中的一些活性物質產生化學反應,這也是UV油導致油墨變色的原因之一。對UV燈、反光罩、冷卻系統進行改良,油墨變色問題會有一定程度的解決,但也是治標不治本的辦法。

EB光油在固化過程中,固化設備在產生電子束的過程中不產生紅外線,溫度問題被很好的解決,所以電子束固化是真正的冷能源,對一些熱敏性的基材會更適合。

* 固化程度的比較

為了理解UV油和UV油的固化程度,在此引入了凝膠率的概念,其測定方法為:將光油制成厚度為100μm的涂膜,記錄下固化后的涂膜質量W0,用丙酮萃取48小時,在50 ℃下真空干燥8小時,記下萃取后的質量Wg。然后按下式計算:

凝膠率 = Wg / W0×100 %

凝膠率越高,固化程度越高,下圖是典型EB光油和UV光油固化程度的比較。

由上圖可見,UV油無論如何提高能量,固化程度也只有75%左右,UV油正常的施工能量是50-100mJ/cm2,也就是說目前我們使用的UV油,在印刷品表面會有25-30%的小分子物質殘留,這些小分子物質,一方面使產品的物理性能下降,一方面在安全性上存在嚴重隱患,如有可能導致人體皮膚過敏等。

EB光油的固化能量在達到40kGy(電子束能量的表示單位),固化程度便可達到98%以上,物理性能和安全性得到了很好解決。

* 抗擦花性、耐磨性和防爆線的區別

抗擦花性:由于EB光油的固化程度遠高于UV光油,再加上UV固化過程中,氧氣阻聚的原因,UV油表面的固化程度比內部更低,所以,在相同涂膜硬度的條件下,UV光油的抗擦花性遠不如EB光油。當然,提高UV光油的硬度、添加耐磨填料和助劑等,可以提高UV油的抗擦花性,但這樣又會帶來UV油防爆線性的犧牲。

耐磨性:我們知道,耐磨性和涂膜的柔韌性有關,韌性越大,涂膜越耐磨,如汽車輪胎(SBS橡膠材質)和運動鞋底(PU聚胺脂材質)等,由于UV光油固化的不充分性,無法獲得柔韌性良好的涂膜,因此,UV光油的耐磨性是無法和EB光油相比的。

防爆線性:曾經測試過,將UV油配方中的引發劑去掉,改變成EB光油,發現EB光油的抗爆線性不如UV油,如以此為結論,便會大錯特錯。因為EB光油的固化程度高過UV油近30%,固化程度越高,產品的硬度越大,越容易被折斷,抗爆線性就會變差。

若要真實比較二者的防爆線性,則要調整二者的配方,使它們的硬度或抗擦花性相同,這時候會發現,EB光油的防爆線性會更好。

* 抗粘花性的區別

在一般人的印象中,UV油不存在粘花的情況,但在一些特殊的情況下,如,要求UV油有很好的防爆線性,這時會盡量減少UV油的交聯密度,使UV油具有更好的柔軟性,在紙張彎曲的情況下不至于斷裂。但由于UV油固化的不完全性,可能會帶來UV油粘花的風險。

另,在絲網UV油中,為獲得良好的柔軟性和對薄膜的附著力,會在光油中填加熱塑性樹脂,如聚丙烯酸異丁酯等,這些樹脂不僅自己不參與固化,反而會阻隔其它單體和樹脂的固化,這類UV油固化更不充分,粘花的可能性更大。

在EB光油中,由于電子束的猛烈轟擊,能夠反應的單體和樹脂會充分反應掉,粘花的可能性很小。

*耐溶劑性的區別

個別情況,光油會有耐溶劑性的要求,如在彩盒上面開天窗貼PVC或PET膠片,由于彩盒膠中含有少量溶劑,如果UV油的耐溶劑性很差,就有可能導致UV油和膠片粘在一起。另外,貼膜家私表面涂層,對耐溶劑性也有要求。

溶劑性的測定方法為:以棉布蘸MEK(甲乙酮),往返為一次,擦破涂膜為止。下圖3是EB光油和UV光油耐溶劑性的區別,涂層厚度為4微米。

在相同厚度條件下,EB光油的耐溶劑性是UV光油的4倍以上,隨著涂層的加厚,EB光油的耐溶劑性會更明顯。

* EB光油是否和UV油一樣需要打底

首先,我們需了解為什么UV油需要打底,在UV油中,活性單體的分子量很?。?00左右),低聚物的分子量也非常有限(約在 500-1000之內),和溶劑型光油中的樹脂(2萬)及水油中的樹脂(5000-10萬)相比,分子量相差巨大,在UV油涂布到卡紙上時,單體和低聚物會滲透到紙張纖維中,失去表面上光的作用。為保證UV油不向紙張內部滲透,全部停留在紙張表面,需要用高分子量的產品,如水油打底,同時為保證底油和UV油有良好的附著力,底油也需要特別設計和配套。

EB光油和UV光油在配方選材上非常相近,因此EB光油也是需要打底油,但由于EB光油固化的充分性,在EB光油中可以使用更高分子量的樹脂,對設計不需要打底的EB光油提供了更大的可能性和靈活性。

* 成本上的區別

相信每個人都會問及這個問題,對于氣味要求不敏感的外包裝材料上使用的UV油,由于沒有使用昂貴的紫外光引發劑,此類UV油和EB油相比,光油價格相當。但對于一些要求較高的禮品包裝、醫藥、煙酒食品等外包裝上使用的UV油,UV光油價格會高于EB光油,但由于EB光油施工過程中需要氮氣或二氧化碳氣體保護,總體成本二者可能相當,由于沒有工業生產資料,目前還不能給出準確答案。

EB光油的優點總結

高效:單組簾式EB固化設備的固化速度已可達到900米/每分鐘(計算值),高過3只UV燈管串聯的UV固化設備(約200米/分鐘),同時也高于目前最快的印刷速度(726米/分鐘,計算值,德國曼羅蘭75型印刷機,7.5萬張對開),因此EB光油是目前干燥速度最快的光油,不會成為提升印刷效率的障礙;提升產品的附加值:EB光油的固化程度遠高于UV光油,可以使產品具有更好的耐磨性、耐擦花性、耐溶劑性、耐黃變性和良好的氣味,這些性能是UV油、水油等光油所無法達到的。

安全性和環保性:用EB光油施工后的印刷品表面,沒有殘留的小分子化學物質,其安全性和環保性同樣是UV油所無法達到的,可以安全地使用在食品包裝、煙酒包裝、藥物包裝或和人體接觸的物品包裝上。

結論

EB光油 較UV涂料在性能上存在明顯優勢,在加工高文件產品或某些特殊要求產品時,如食品包裝/煙酒包裝/和人體接觸的物品包裝等,EB光油是一個較好的選擇。

注意事項:                                                     

1、使用前,應將油墨充分攪拌均勻。                                      

2、本系列油墨有需要稀釋,請與我公司聯系,我公司提供專用稀釋劑。         

3、此資料為本司實驗結果,僅供參考,客戶需實施確認實驗后,再設定適宜的使用條件。

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