【我要印】訊：印刷品上光是印后加工過(guò)程中一個(gè)非常重要的環(huán)節，光油品質(zhì)的好壞直接影響印刷品的美觀(guān)和性能。在經(jīng)歷了苯溶性光油、醇溶性光油、水性光油、UV光油后，EB（Electron Beam Curing）光油能否取代UV光油成為印后光油中的主流產(chǎn)品？EB光油和UV光油相比，到底有什么優(yōu)點(diǎn)？EB光油能為印刷行業(yè)帶來(lái)什么有利之處？

   　 本文就以上問(wèn)題，和大家共同分享一下自己的觀(guān)點(diǎn)。

    　目前常用光油的性能探討 
　
    　目前在印后加工過(guò)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(diǎn)是：氣味大，干燥速度慢，不耐磨，容易擦花，不環(huán)保，屬于被淘汰的產(chǎn)品。

  　  水油不含溶劑，環(huán)保，性能上無(wú)明顯的缺點(diǎn)，是一個(gè)綜合性能優(yōu)良的產(chǎn)品，存在的少許不足是耐磨性和抗劃傷性無(wú)法令人滿(mǎn)意，同時(shí)，光澤和抗粘花性的欠缺也很傷腦筋，光澤高的產(chǎn)品抗粘花性差，不適合銅版紙上雙面印刷，抗粘花好的產(chǎn)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(wèn)題、黃變問(wèn)題始終無(wú)法被很好解決。近年來(lái)，為節省成本，印刷廠(chǎng)普遍采用含填料高、脆性大的紙張，因此UV油的防爆線(xiàn)性又被越來(lái)越多的關(guān)注。另絲印UV光油的柔韌性、附著(zhù)力和抗粘花性的矛盾也比較突出。 

   　 水油價(jià)廉物美，綜合性能適中，是一個(gè)生命力很強的產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分明，如何揚長(cháng)避短或改良欠缺，值得進(jìn)一步探討。

  
   　 UV光油性能分析 

  　  UV油主要由引發(fā)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(lián)和降低光油黏度的作用，助劑提供光油的流平性、消泡性、表面滑爽性等性能，類(lèi)似于飯菜中的鹽、味精等，引發(fā)劑接收紫外光，產(chǎn)生自由基，引發(fā)低聚物和單體反應，并固化成膜，作用非常關(guān)鍵。 

　　由于引發(fā)劑對紫外線(xiàn)敏感，所以施工后光油皮膜在日后的存放過(guò)程中，會(huì )繼續吸收紫外線(xiàn)，顏色變黃。同時(shí)，引發(fā)劑反應不完全，殘留的部分會(huì )使UV油氣味偏大，再者由于引發(fā)效率有限，單體和低聚物反應也不完全，殘留的部分會(huì )導致粘花和使人體過(guò)敏，會(huì )導致光油的抗擦花性和抗爆線(xiàn)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(fā)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(fā)劑吸收紫外光，產(chǎn)生自由基，引發(fā)單體和低聚物反應并固化的。一臺國產(chǎn)實(shí)驗室固化設備2萬(wàn)RMB即可，國產(chǎn)的生產(chǎn)設備約20-30萬(wàn)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(kāi)，產(chǎn)生自由基并完成聚合。一臺進(jìn)口的實(shí)驗室EB固化設備約需10-20萬(wàn)美圓，而生產(chǎn)設備則在50-80萬(wàn)美圓之間。

    　目前EB固化設備的核心技術(shù)掌握在少數幾個(gè)國外公司手中，由于該類(lèi)設備批量生產(chǎn)小，所以?xún)r(jià)格偏高，相信該技術(shù)如果被普遍利用后，合理的價(jià)格應在30-50萬(wàn)美圓之間，如果該設備的制造技術(shù)被臺灣或國內同行掌握，相信價(jià)格會(huì )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(wèn)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(lái)源有兩個(gè)，一是殘留的引發(fā)劑和活性單體，二是引發(fā)劑反應后生成的其它小分子物質(zhì)。對UV油的引發(fā)劑進(jìn)行改良，并提高反應程度，氣味會(huì )有改觀(guān)，但不能完全清除。

 　   EB光油中沒(méi)有引發(fā)劑，反應程度超過(guò)98%，所以不會(huì )像UV油一樣會(huì )有殘留氣味的問(wèn)題。

　    ‧ 耐黃變性的區別

  　  我們知道，上過(guò)UV油的紙張長(cháng)時(shí)間放置后，會(huì )逐漸變黃，主要原因是殘留的引發(fā)劑和引發(fā)劑生成物吸收紫外線(xiàn)導致，使用昂貴的引發(fā)劑或在UV油中添加紫外線(xiàn)吸收劑，會(huì )有幫助，但不能完全做到不黃變。EB光油不使用引發(fā)劑，所以不會(huì )有該問(wèn)題存在。

　　 ‧ 油墨變色的問(wèn)題

　
    　UV燈在產(chǎn)生紫外線(xiàn)的同時(shí)，也會(huì )產(chǎn)生紅外線(xiàn)，使上過(guò)光油的紙張表面溫度較高，由于要保證生產(chǎn)效率，所以紙張來(lái)不及降溫便被堆放在一起，內層部分的紙張會(huì )在30-60℃的溫度下保持一段時(shí)間，這時(shí)候一些耐熱性差的油墨便會(huì )變色。除溫度的影響外，UV油中的引發(fā)劑在相對較高的溫度下，依然會(huì )保持一定的活性，可能會(huì )和油墨中的一些活性物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)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(jìn)行改良，油墨變色問(wèn)題會(huì )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(guò)程中，固化設備在產(chǎn)生電子束的過(guò)程中不產(chǎn)生紅外線(xiàn)，溫度問(wèn)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(huì )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(zhì)量W0，用丙酮萃取48小時(shí)，在50 ℃下真空干燥8小時(shí)，記下萃取后的質(zhì)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(jiàn)，UV油無(wú)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(shuō)目前我們使用的UV油，在印刷品表面會(huì )有25-30%的小分子物質(zhì)殘留，這些小分子物質(zhì)，一方面使產(chǎn)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(guò)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(xiàn)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(guò)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(huì )帶來(lái)UV油防爆線(xiàn)性的犧牲。

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

　
  　  防爆線(xiàn)性：曾經(jīng)測試過(guò)，將UV油配方中的引發(fā)劑去掉，改變成EB光油，發(fā)現EB光油的抗爆線(xiàn)性不如UV油，如以此為結論，便會(huì )大錯特錯。因為EB光油的固化程度高過(guò)UV油近30%，固化程度越高，產(chǎn)品的硬度越大，越容易被折斷，抗爆線(xiàn)性就會(huì )變差。

　    若要真實(shí)比較二者的防爆線(xiàn)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(shí)候會(huì )發(fā)現，EB光油的防爆線(xiàn)性會(huì )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(xiàn)性，這時(shí)會(huì )盡量減少UV油的交聯(lián)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(huì )帶來(lái)UV油粘花的風(fēng)險。

 　   另，在絲網(wǎng)UV油中，為獲得良好的柔軟性和對薄膜的附著(zhù)力，會(huì )在光油中填加熱塑性樹(shù)脂，如聚丙烯酸異丁酯等，這些樹(shù)脂不僅自己不參與固化，反而會(huì )阻隔其它單體和樹(shù)脂的固化，這類(lèi)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(shù)脂會(huì )充分反應掉，粘花的可能性很小。 

 　  ‧ 耐溶劑性的區別

   　 個(gè)別情況，光油會(huì )有耐溶劑性的要求，如在彩盒上面開(kāi)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。

   　 耐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(zhù)涂層的加厚，EB光油的耐溶劑性會(huì )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�。�300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(shù)脂（2萬(wàn)）及水油中的樹(shù)脂（5000-10萬(wàn)）相比，分子量相差巨大，在UV油涂布到卡紙上時(shí)，單體和低聚物會(huì )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(chǎn)品，如水油打底，同時(shí)為保證底油和UV油有良好的附著(zhù)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(shù)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(gè)人都會(huì )問(wèn)及這個(gè)問(wèn)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(méi)有使用昂貴的紫外光引發(fā)劑，此類(lèi)UV油和EB油相比，光油價(jià)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(jià)格會(huì )高于EB光油，但由于EB光油施工過(guò)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(méi)有工業(yè)生產(chǎn)數據，目前還不能給出準確答案。

　
　    EB光油的優(yōu)點(diǎn)總結

    　高效：?jiǎn)谓M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(guò)3只UV燈管串聯(lián)的UV固化設備（約200米/分鐘），同時(shí)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(wàn)張對開(kāi)），因此EB光油是目前干燥速度最快的光油，不會(huì )成為提升印刷效率的障礙；提升產(chǎn)品的附加值：EB光油的固化程度遠高于UV光油，可以使產(chǎn)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(wú)法達到的。

　　【更多精彩關(guān)注】

    安全性和環(huán)保性：用EB光油施工后的印刷品表面，沒(méi)有殘留的小分子化學(xué)物質(zhì)，其安全性和環(huán)保性同樣是UV油所無(wú)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(yōu)勢，在加工高檔產(chǎn)品或某些特殊要求產(chǎn)品時(shí)，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(gè)較好的選擇