獨家實錄！EB、UV、水墨、膠印薄膜8問8答！

我12月15日下午，由廣東包協(xié)情報委、《包裝前沿》聯(lián)合主辦的“ＥＢ、ＵＶ、水墨、膠印薄膜印刷大碰撞”在線技術(shù)交流會在包裝前沿技術(shù)QQ總?cè)海?21451012）舉行，本次交流活動邀請了陜西北人技術(shù)總監(jiān)薛志成先生、中山優(yōu)威總經(jīng)理劉洪生先生、渭南歐泰盧保國先生、中羅周國兵先生主講，四位嘉賓分別就ＥＢ、ＵＶ、水墨、膠印薄膜印刷技術(shù)應(yīng)對軟包裝企業(yè)源頭治理ＶＯＣs需求時的優(yōu)劣點及使用前景進行了分析，并就群友提出的相關(guān)問題進行了在線交流和解答。

四位嘉賓的主講內(nèi)容將刊于《包裝前沿》2018年1月號，敬請關(guān)注！

下面是群友提問的交流內(nèi)容的實錄：

 

1、能否介紹下這幾樣技術(shù)的使用成本？比如EB墨、UV墨目前大約的價位會定到多少？

北人薛總：我們目前采購的國外EB油墨115~120元/kg，國內(nèi)幾家大約100元左右。采用膠印方式，EB油墨的使用量大約為凹印的三分之一，這剛好對沖了EB油墨價格偏高的因素。北人演示的EB電子束印刷設(shè)備是采用的七原色EB膠印+一色EB柔印，柔印主要是打?qū)嵉装啄�。現(xiàn)在美國正在研發(fā)凹印的EB油墨，目前現(xiàn)有的EB油墨主要是用于膠印和柔印。普通膠版機需要更換UV和EB專用的傳墨輥。

如皋中羅周國兵：據(jù)我了解，在歐美地區(qū)，EB和UV油墨的價格是差不多的，人民幣約160元/kg。國內(nèi)由于UV油墨相對普及，價格在100元~160元不等。目前我們客戶使用的有100元左右和130元左右的。我們有一家客戶既有膠印，也有凹印，據(jù)客戶透露，油墨成本差不多，除了大墨量時，膠印油墨會高出百分之二十�？蛻羰褂玫氖敲抗�斤120元左右的UV油墨。

中山優(yōu)威劉洪生：理論上EB油墨價格比UV略便宜一些，UV凹印油墨價格在每公斤100元左右。EB可以省掉引發(fā)劑成本。

如皋中羅周國兵：EB好是好，但固化設(shè)備的價格有點高。我們也想在膠印機上配套，但客戶有點接受不了成本。

北人薛總：EB固化機目前國外的價格偏高，國內(nèi)的產(chǎn)品目前已經(jīng)在試用，價格只有國外的40%，約為180萬左右。

 

2、 EB印刷機相較于傳統(tǒng)印刷機優(yōu)勢在哪里？EB印刷機可以用于哪些行業(yè)？

中山優(yōu)威劉洪生：

在環(huán)保方面EB與UV相同，比傳統(tǒng)印刷環(huán)保，但印刷品表面硬度高，EB固化更適合建材等要求高硬度產(chǎn)品。

北人薛總：

EB印刷的優(yōu)勢可按圖中的313概括：

     

                      

北人薛總：EB可使用于各類紙包裝和薄膜包裝，它的優(yōu)勢是用于食品、藥品包裝時，無殘留，無遷移，所以是非常安全的。

陳立：EB的好處遠(yuǎn)不止如此，不能簡單的認(rèn)為 UV減去光引發(fā)劑等于EB。

小可：UV印刷能遇到的問題，EB固化都有可能遇到。實際上EB是固化方式的改變，這個改變足以讓印刷材料發(fā)生質(zhì)的改變。EB最大的好處，是杜絕了UV油墨里引發(fā)劑的使用，而引發(fā)劑是造成印刷品里小分子遷移的一個重要原因。

 

3、EB印刷機對能耗有監(jiān)控嗎？與凹印機相比，其能耗成本大約是多少？

北人薛總：

EB固化機的總功率為40-55Kw,適合350m/min的印刷速度，因此基本是凹印電加熱的十分之一。

中山優(yōu)威劉洪生：

由于EB屬于高能輻射固化，比傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥節(jié)能，具體量化還不很清楚。

 

4、EB印刷后，印刷品上會有輻射殘留嗎？如果有，安全如何保證？我們要如何處理？

北人薛總：

這就有點以訛傳訛了，只有高能EB 大于10MeV才會有輻射殘留，這是美國聯(lián)邦的標(biāo)準(zhǔn)，印刷使用的是低能EB，只有110KeV，差幾個數(shù)量級，所以無任何輻射殘留。

中山優(yōu)威劉洪生：EB固化沒有輻射殘留，但固化過程中有輻射，要做好輻射屏蔽。

 

5、EB印刷有臭氧產(chǎn)生嗎？如何解決這個問題呢？

中山優(yōu)威劉洪生：

EB固化是有臭氧產(chǎn)生，釆用氮氣保護的方式可以減少臭氧產(chǎn)生量。

北人薛總：

無任何臭氧發(fā)生，固化完全在氮氣的保護中進行。如果有臭氧發(fā)生，就已經(jīng)產(chǎn)生氧阻聚，固化就失敗了。因為電子束在真空中發(fā)生，穿過鈦窗直接到油墨。所以電子束幾乎無機會接觸氧氣，自然沒有臭氧發(fā)生。

歐陽瓊萍：針對短波紫外光產(chǎn)生臭氧的問題，印刷企業(yè)可以通過改造設(shè)備的吸排風(fēng)方式或車間的通風(fēng)設(shè)施，以減少臭氧的積聚。但當(dāng)設(shè)備在使用大功率吸排風(fēng)裝置時，會導(dǎo)致紫外燈因溫度過低而產(chǎn)生開啟不正常的現(xiàn)象，此時車間的通風(fēng)就顯得尤為重要。

目前，國外已有燈管廠家開發(fā)出了不產(chǎn)生臭氧的紫外燈，并已投入實際生產(chǎn)應(yīng)用。此類紫外燈可對280nm以下的紫外光進行過濾（實踐證明，280nm以下的紫外光對UV油墨的固化作用不強，可以去除），保留或增加280～400nm波長范圍內(nèi)的紫外光。另外，近年來興起的UV-LED固化技術(shù)，由于波長固定，只在365nm、380nm、390nm、400nm等特定波段產(chǎn)生紫外光，因此也不會產(chǎn)生具有刺激性氣味的臭氧。而且，UVLED固化技術(shù)由于印刷能耗低、印品表面溫度低，目前在一些對溫度敏感性較大的印刷領(lǐng)域，如食品包裝袋生產(chǎn)中。

 

6、能否介紹一下膠印薄膜設(shè)備的價格和優(yōu)缺點，比如膠印薄膜的附著力，還有后期維護的成本。

如皋中羅周國兵：

膠印塑料薄膜的主要優(yōu)勢：

1、UV、EB膠印油墨無VOCs排放，從源頭治理，減少了環(huán)保設(shè)備投入及其運行成本。符合國家綠色環(huán)保發(fā)展方向。為員工的身體健康，家庭和諧打好基礎(chǔ)，為企業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展提供了可能。

2、膠印產(chǎn)品精美細(xì)膩，客戶已有體會。

3、制版費用低，僅需凹印版費的四十分之一左右。一張850寬的PS版只要30元左右。

4、制版快，幾分鐘一張版！凹版制版就要4天，還要改來改去，沒有兩個星期出不來產(chǎn)品。而膠印，你可以和客戶喝喝茶聊聊天，一到兩個小時包括制版、印刷全完成，直接讓客戶現(xiàn)場看樣，看好直接定下來，提高了效率，也讓終端客戶省掉很多麻煩。

5、專色用少了。由于膠印的原理是四色疊加完成彩色印刷，所以，一般機器在四色的基礎(chǔ)上加上2-3個專色即可。

6、機組式膠印機占用空間小，廠房成本降低了。VSOP機器高度僅為1.9米，車間高度要求3.5米就可以了。

劣勢：

1、設(shè)備初始投入較大，VSOP-850八色裸機就要900萬人民幣左右。

2、膠印完成不了無縫印刷。（可以加柔印完成）。

3、由于膠印墨層厚度較薄，其色彩飽和度比凹印稍差。

4、油墨單價較高。但由于膠印墨層厚度僅為凹印的五分之一，又沒有溶劑的參與，實際油墨成本也差不多。

膠印塑料薄膜的附著力與油墨和固化方式有很大的關(guān)系，由于膠印塑料薄膜還是開始階段，還需要油墨和膠水廠家的大力配合。

后期維護主要是看膠輥的使用壽命。目前，使用膠印薄膜的企業(yè)已生產(chǎn)過無溶劑復(fù)合產(chǎn)品，還有復(fù)鋁的，復(fù)合質(zhì)量沒有問題，但還不能應(yīng)用到水煮和蒸煮。

 

7、UV固化與EB固化都屬于高能電子固化，兩者有什么區(qū)別？在應(yīng)用到食品包裝時哪種更安全？

北人薛總：

UV固化與EB（electronic beam，電子束）固化的差別之一是UV固化依賴光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基或陽離子引發(fā)聚合，就是我們說的干燥或固化。通常光引發(fā)劑會有大約20%~30％不能反應(yīng)而殘留下來，并會向被包裝物遷移。光引發(fā)劑大多都有毒性，因此，食品、藥品包裝要慎用UV印刷品。 而EB的能量遠(yuǎn)高于UV，因此固化不需要光引發(fā)劑，高能輻射直接且隨機地在反應(yīng)介質(zhì)中產(chǎn)生自由基，使油墨固化或者干燥。因此EB印刷更環(huán)保、衛(wèi)生、健康。

中山優(yōu)威劉洪生：

EB固化與UV固化的差別:

①輻射能強：EB大于UV；

②固化原理：EB是強制斷鍵,UV對有機物選擇性斷鍵；

③EB必須在氮保護條件下固化；

④EB固化時有電子輻射產(chǎn)生，需要做好防護設(shè)計，UV有UV光輻射防護措施比較好處理；

⑤UV油墨需要加入引發(fā)劑，EB不需要。

某群友：

理解UV和EB技術(shù)的差別，最好的方法是先思考UV和EB能量的本質(zhì)差別。

光子是UV能量的最小單位，物理學(xué)家認(rèn)為光子同時具有粒子和波的性質(zhì)，光子沒有質(zhì)量，光子的能量由光的波長決定。大部分UV光固化是采用波長在250~450nm的光。

EB能量的最小單位是電子，不同于光子，電子有質(zhì)量并帶有負(fù)電荷。電子的能量是由用于電子加速的電壓決定的。通常用于電子束固化的電子能量范圍是70~300keV。

EB固化會改變一些材料的熱封性能，高能電子會令分子鍵斷開重聚，導(dǎo)致性能改變，國外已有測試，部分膜會有這樣的情況，生產(chǎn)前要測試。低遷移UV膠印油墨印刷PET膜可以蒸煮，PA膜不行。

一個簡單的UV和EB能量的換算方法是，350nm的UV光子能量等于3.5eV，也就相當(dāng)于在110kV電壓加速下的電子能量。當(dāng)加速電子通過電子窗，抵達基材表面的空氣層時會被減速，但抵達基材表面時電子束平均能量依然達到70,000eV，也就意味著EB能量是UV能量的20,000倍。

C-H和C-C鍵能為4-5eV，這就意味著EB可以以電離自由基的形式使化合物斷鏈，而UV是非電離狀態(tài)。這就是為什么EB不需要引發(fā)劑，自由基可以由電子束直接作用于單體和齊聚體產(chǎn)生。

基于上述對于UV和EB能量的討論，我們?nèi)绾味�義UV和EB固化的能量？

UV固化能量的單位是mJ/cm2或者J/cm2，而EB固化能量的單位是Mrads或kGy。

按照定義，kGy=1J/gram。用于UV固化的能量范圍一般是0.1-0.5J/cm2，而典型的用于丙烯酸體系EB固化的劑量通常為20-40kGy。

另外一個重要的差異，是UV和EB對于固化材料的穿透性。因為只有當(dāng)吸收的能量達到一定的能量才能夠激發(fā)自由基聚合反應(yīng)。UV固化的穿透性對于光密度非常敏感，對于透明材料，光固化可以在很深的層面發(fā)生(幾英寸深度)；然而，UV固化對于光密度很高的不透明材料，能量衰減非�？�，底層無法固化。

而固化材料的光密度對于電子束的穿透沒有影響，他可以同樣穿過透明和不透明的固化材料。但是，材料的質(zhì)量密度對于電子束有較大的影響。對于不同密度的材料，需要通過不同的加速電壓來使電子束在一定深度的材料中達到足夠的能量。因此，材料的密度和固化的深度是EB固化設(shè)備選型的重要參數(shù)。

8、水墨助劑是水的話，由風(fēng)箱烘干其水蒸氣，對印刷設(shè)備、版、車間、排風(fēng)管的設(shè)計等有什么新的改造要求嗎？會影響其使用壽命嗎？

歐泰盧總：在純水狀態(tài)下，水墨印刷的溫度會比溶劑型油墨高一點，但裝機容量并不高，我們一臺9色的300m/min水性油墨印刷機，裝機總?cè)萘恳仓挥?00KW左右，和傳統(tǒng)凹印機沒有區(qū)別，甚至還低一些。關(guān)鍵還是烘箱設(shè)計。濕度會對印刷有一定的影響，但在黃梅天的狀態(tài)下，我們做過測試，印刷的效果并不受影響，而且，版上有水也不用害怕，因為水溶于墨，而溶劑型油墨在黃梅天就有點難受了。

因為時間關(guān)系，以下問題尚未討論，我們會繼續(xù)關(guān)注：

9、EB固化的印刷方式是濕壓濕，通過控制油墨黏度來防止串色，那么色序就固定了嗎？

10、軟包裝行業(yè)常使用的幾種印刷材料，PET，BOPP，CPP，NY，PE，Paper，使用這四種印刷方式，對于這些材料有什么要求，存在什么限制？是否四種印刷方式可以直接使用我們軟包裝行業(yè)常用的這六種材料，印刷后的精美度、油墨附著力如何？謝謝！