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輻射固化技術(shù)是一種能有效控制空氣污染特別是揮發(fā)性有機物(VOC)排放的新型固化技術(shù)。其固化機理是通過電子束EB(Electron?Beam)輻照無溶劑液體化學(xué)物質(zhì)，使其發(fā)生快速聚合反應(yīng)，生成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而形成固態(tài)薄膜。由于其基本實現(xiàn)了"可持續(xù)發(fā)展中的零排放"，因而越來越受到人們的青睞。
EB固化技術(shù)的原理
EB固化是輻射固化的一種形式。它是一個以電子束為輻射源，誘導(dǎo)經(jīng)特殊配制的百分之百反應(yīng)性液體快速轉(zhuǎn)變成固體的過程。其原理為：首先，高能電子與涂料或油墨
分子相互作用，使之分解成自由基；然后，該自由基與C=C雙鍵反應(yīng)，形成增長鏈；最后，增長鏈與涂料或油墨
的其余組分反應(yīng)，使固化涂層產(chǎn)生交聯(lián)，交聯(lián)密度增加。由于輻照的電子能量較高，上述反應(yīng)常常伴隨分子降解。分子離子重排等負(fù)反應(yīng)。因而EB固化的涂層產(chǎn)生了更大的支化度和更高的交聯(lián)密度。
EB固化需要專用的固化設(shè)備。固化設(shè)備主體--電子簾加速器結(jié)構(gòu)，其工作原理為：電子從一組線形陰極板發(fā)出后，經(jīng)過垂直均勻電場加速，在加速器輻照箱下得到簾狀電子束。由于輻照制品距電場較近，因而其加速電壓不高(低于500kV)，但由于輸出電流大，因而功率較高。直線陰極槍遠(yuǎn)比掃描
型設(shè)備緊湊，更易安裝到生產(chǎn)線上，也更易屏蔽。
EB固化技術(shù)的特點
EB固化作為一種新型固化技術(shù)，與傳統(tǒng)的固化技術(shù)相比，有著獨特的優(yōu)勢。
(1)固化所需的印能量范圍為150～300kev。它以接近光速的速度到達固化物質(zhì)表面，不僅不受涂層顏色的限制，而且還能固化紙張或其他基材內(nèi)部涂料和不透明基材(如鋁箔)之間的黏合劑。
(2)EB固化可使涂料、油墨
和黏合劑100％固化，尤其適用于固化程度必須為100%的領(lǐng)域，如食品包裝
等。
(3)生產(chǎn)率和成品率高，為規(guī)?；a(chǎn)創(chuàng)造了條件。
(4)能耗低，EB固化能耗為UV固化的5％，傳統(tǒng)熱固化的1％。
(5)操作簡單，容易控制，精確度和可重復(fù)性高，無環(huán)境污染。
EB固化技術(shù)在印刷
中的應(yīng)用
目前，EB固化技術(shù)在印刷
中主要應(yīng)用于柔性版印刷
、膠
印和上光
。
EB油墨
是采用電子束能量進行固化的專用油墨
。使用EB油墨
的印刷
機需要特殊的膠
輥、潤版液和清洗
劑，這是由于EB油墨
的表層能量與傳統(tǒng)油墨
不同。
20世紀(jì)70年代初，美國福特汽車公司首次將EB固化技術(shù)應(yīng)用于汽車零部件和儀表涂層，這為EB固化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)開創(chuàng)了先河。同一時期，Album印刷
公司在包裝
材料上使用了EB固化油墨
和涂層。
早期的EB固化技術(shù)僅限于卷筒材料的印刷
或上光
。這是因為在單張紙印刷
機上，叼紙牙排會妨礙電子束裝置產(chǎn)生的X光屏蔽。而在卷筒紙印刷
機上，EB固化裝置位于印刷
機的末端，很容易固定在沒有支撐物的卷筒材料上方。通過研發(fā)人員的不斷努力，這個問題目前已得到解決。EB固化技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于單張紙折疊紙盒
、單張紙商業(yè)印刷
等領(lǐng)域。
如今，高質(zhì)量的EB固化技術(shù)已經(jīng)成為柔性版印刷
的最佳選擇。這不僅因為它滿足了環(huán)保的要求，更得益于其優(yōu)良的印刷
品質(zhì)和EB固化設(shè)備價格的不斷下降(EB固化設(shè)備已由最初的100多萬美元下降到今天的20萬美元左右，并且還有進一步下降的趨勢)。EB油墨
應(yīng)用的最大突破是其在CI(中央壓印滾筒)標(biāo)簽
柔印
機上的應(yīng)用。在印刷
過程中，油墨
實現(xiàn)了濕一濕套印而無須在每色印刷
完成之后進行干燥
。利用EB技術(shù)，只需要通過一套EB固化系統(tǒng)就能將承印物進行即時，徹底干燥
，即一個"干燥
器"代替了傳統(tǒng)印刷
中的多套干燥
裝置。
在標(biāo)簽
印刷
中，EB上光
也得到了廣泛應(yīng)用。EB光油與EB油墨
的主要區(qū)別在于前者不含顏料。在UV上光
中，為了獲得良好的光澤度，往往要進行雙層涂布
。第一個上光
涂布
機組在承印物上涂布
水質(zhì)的底層涂料，此涂層隔離膠
印油墨
與UV光油，以防發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時將印品上印刷
圖文與非圖文部分的微觀凹凸填平；第二個上光
機組涂布
UV光油，使印品獲更好的印刷
效果。這中間需要配備多達3個熱氣鼓風(fēng)機，以實現(xiàn)印品的徹底干燥
。而EB固化具有能固化更厚的膜層的突出優(yōu)點。EB上光
用"單層"膜代替了傳統(tǒng)的雙層甚至多層結(jié)構(gòu)，極大地節(jié)省了材料，使生產(chǎn)成本大大降低。有統(tǒng)計資料表明，僅上光
涂布
這一過程，利用EB上光
就可以使生產(chǎn)成本降低10％左右。在該領(lǐng)域中，最具實效的進展要屬太陽化工成功開發(fā)出具有低溶性的產(chǎn)品Sun?Bean．它被允許直接與食品接觸，可以用做食品包裝
的內(nèi)部涂層。如今，該產(chǎn)品已得到了廣泛應(yīng)用，如在薄膜紙包裝
、多層布袋、食品盒等內(nèi)部進行涂布
。在應(yīng)用EB上光
時還需要注意與普通印刷
油墨
之間的兼容性，因為普通油墨
中的蠟和潤滑劑會妨礙EB光油的潤濕。
利用EB固化，使得原來需要幾分鐘甚至幾天才能徹底干燥
的涂布
層可以在瞬時完成干燥
，實現(xiàn)了流水化作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率。EB固化技術(shù)的應(yīng)用極大縮短了從印刷
、存儲、上光
到裝箱運輸?shù)臅r間，使印刷
、上光
、裝箱運輸?shù)娜^程在一天之內(nèi)就能完成，真正滿足了當(dāng)今時代高時效性的要求。
EB固化技術(shù)在印刷
領(lǐng)域的應(yīng)用前景??
EB油墨
(光油)具有諸多優(yōu)點，使得EB固化技術(shù)在未來的發(fā)展中表現(xiàn)出強勁的生命力。
(1)不含揮發(fā)性物質(zhì)VOC，沒有氣味或僅有很小的氣味，減少了對工人健康的危害，無環(huán)境污染。
(2)耐抗性好，由于油墨
中的化學(xué)物質(zhì)通過交聯(lián)反應(yīng)形成了高分子立體網(wǎng)狀聚合物，墨膜具有較好的耐化學(xué)性和耐摩擦性。
(3)固化時間短，一般只需0.1秒即可徹底干燥
，與傳統(tǒng)印刷
需要幾分鐘甚至幾天才能徹底干燥
相比，大大提高了生產(chǎn)效率，有利于進行規(guī)模生產(chǎn)。
(4)顏料濃度高，印制的產(chǎn)品外觀漂亮，具有很強的光澤度和立體感。
(5)減少了印刷
機的清洗
時間。墨斗里的EB油墨
即使存放一個晚上，也不會出現(xiàn)結(jié)皮、硬化現(xiàn)象，減少了浪費。
(6)固化時不會出現(xiàn)導(dǎo)致承印物變形的強熱量。
當(dāng)然，作為一種發(fā)展中的新型固化技術(shù)，EB固化技術(shù)也存在著一些缺點。如近年來EB固化設(shè)備雖然在價格上有很大程度的降低，但是其設(shè)備一次性投入仍然較大；EB油墨
的價格仍比普通油墨
的價格高；EB固化僅適用于平面的涂層固化，因而固化產(chǎn)品的幾何形狀受到限制；EB油墨
的一個重要特性就是它有良好的耐抗性，但這在廢棄印刷
品回收時則成為脫墨難、妨礙回收的一個因素，因此在印品回收方面還必須做新的研究。
總之，EB固化技術(shù)在包裝
印刷
行業(yè)的應(yīng)用前景是美好的。為了使印固化工藝更方便和經(jīng)濟，應(yīng)積極開發(fā)價格低廉、外型緊湊的EB固化設(shè)備，改進傳輸裝置，使產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)動固化，這樣輻射固化就可適用于多種形狀的產(chǎn)品了?？梢詳嘌?，EB固化技術(shù)憑借其低污染、低能耗、高品質(zhì)的特點，今后將會有更大的發(fā)展。
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信息來源：印刷
技術(shù)?西安理工大學(xué)（武吉梅?武秋敏）?