加速高能電子束(EB)固化發展現狀

能量固化可以算是目前印刷技術中應用比較廣泛的技術，它是指油墨或上光涂料在輻射能照射下，固著或硬化在承印物上，從而獲得干燥的印跡。紫外線(UV)和加速高能電子束(EB)是兩種能量固化形式。相應地，分別采用UV和EB能量固化的油墨稱之為UV油墨和EB油墨。

　　它們的共同特征是含有一些化學物質，在UV光或高能電子束的作用下，產生自由基或離子基，這些自由基或離子基再與其他物質交聯成網狀聚合物，從而在承印物上迅速固化。

　　共同優勢

　　之所以能夠廣受印刷行業青睞，主要是因為其具有以下優勢：

　　1.固化時間短

　　一般只需1/10秒即可徹底干燥固著在基材表面，與傳統印刷油墨幾分鐘到幾天的干燥時間相比，優勢非常突出。因此采用能量固化技術，交貨時間大大縮短，提高了生產效率。

　　2.耐抗性強

　　由于能量固化油墨中的化學物質是通過交聯反應形成高分子立體網狀聚合物，因此在油墨表面具有很強的耐化學性能和耐摩擦性能。這大大提高了印刷品的成品率，也使得能量固化油墨可以廣泛應用在包裝印刷等領域。

　　3.更利于環保

　　能量固化油墨固化后的固含量接近100%，通常不含VOC，更有利環保。如果UV/EB油墨的化學成分調配得當比很多氧化結膜干燥的普通油墨的氣味要小很多，且印刷品表面干凈無臟點。對人體皮膚的刺激性較傳統油墨也小很多。

　　4.適合聯機加工

　　由于能量固化油墨干燥速度很快，從而可以實現聯機加工，這樣獲得的印刷品光澤度高，且表面平整均勻一致，同時也就可以使模切、壓痕、上膠和燙印等包裝加工工藝連線完成。

　　正因如此，能量固化油墨市場一直保持持續增長的態勢。太陽化學折疊紙盒部的市場經理TonyBean認為：總的來說，全球能量固化油墨的用量正以每年4%的速度增長。來自INX國際油墨公司的報告顯示，在過去的10年中，其能量固化油墨業務增長了8％～10％。

　　但世界印刷市場出現了一個極為有趣的現象，同樣是能量固化，EB油墨顯然沒有獲得和UV油墨相同的地位與關注度。

　　因為固化速度快，UV油墨在商務領域、直郵產業以及非直接接觸的食品包裝上獲得很大程度的增長；因為能夠產生清晰明銳的印刷效果，UV油墨在化妝用品、醫療保健和媒體包裝上得到廣泛應用……但是這些也都是EB油墨同樣具有優勢的領域，為什么會出現厚此薄彼的情況呢？

　　對EB的誤解與事實

　　“EB油墨的成長被限制在現有的應用領域中，幾乎看不到它在新領域的應用。”一位油墨專家對EB油墨的市場表現大感不解。目前，EB油墨似乎還主要應用在大型食品包裝產業中,而在普通包裝印刷或其他領域難覓蹤影。

　　“我認為很多印刷企業拒絕EB油墨大多是因為幾個錯誤的觀念。”2006年向中國市場著重推出EB油墨及相關制程技術的元亨利包裝科技（上海）有限公司董事長吳德明點明了EB遭受冷遇的原因。

　　1.EB和UV一樣

 　　既然同為能量固化技術，已經有了UV印刷，為什么還要上EB？這是很多已經擁有UV印刷業務的企業面對EB的疑問。“事實上，相較于UV，EB擁有自己獨到的優勢。”吳德明說，據其介紹，EB優勢主要體現在以下幾方面。

　　（1）無須光引發劑

　　EB油墨與UV油墨最??樣一方面使得EB油墨原材料成本比UV低；另一方面，也是更重要的，EB油墨印刷品氣味很小，甚至沒有氣味，油墨中成分遷移也少一些。這對于食品包裝非常重要，特別是和食品直接接觸的包裝，如果用EB油墨就會避免包裝印刷油墨對食品的污染。

　　（2）固化更充分

　　盡管都屬于高能固化油墨，EB油墨由于采用更高能量進行固化，電子束的穿透能力強，能穿透油墨層，因此相同時間固化得更為徹底。尤其對于厚實油墨膜層，其固化較UV徹底，且在固化中，由于不用UV固化所用的熱源，屬于完全的冷固化，所以不會出現導致承印物變形的強熱量。

　　（3）不受油墨顏色影響

　　如果用UV印刷進行多色疊印，那么在工藝及色序方面都必須有嚴格的要求。由于EB印刷固化充分，所以每一層油墨都能保持其本色，不存在竄色的情況。

　　（4）固化速度更快

　　由于沒有光引發劑，整個固化過程在電子束的照射下，從引發聚合反應開始，隨后各步驟的反應便與輻射無關，整個反應按通常的聚合反應動力學規律進行，這樣整個固化過程瞬間就能夠完成，所以EB油墨的固化速度特別快，通常在1/200秒就能完成固化，使印刷、涂布上光和復合等工藝的聯機作業更為順暢。

　　（5）固化產生熱量更少

　　EB固化是一種冷加工，它產生的熱量比UV固化產生的熱量還要小。特別是對熱敏性的薄膜等基材的印刷，過多的熱量會使承印基材在印刷的過程中產生變形，導致印刷質量下降和印刷故障的產生。所以EB油墨在這個方面要比UV油墨好，而且電子束對塑料薄膜基材也沒有什么負面影響。這就為其在軟包裝印刷領域應用提供了廣闊的發展空間。

　　2.EB更貴

　　“可能這是很多印刷企業對EB敬而遠之的主要原因，但也是最大的誤會。”吳德明說。

　　盡管EB所用固化能量比UV高很多，但是固化耗用時間更短，因此實際耗用能量僅為UV的1/3，而且EB固化設備的耗能量呈下降趨勢；盡管購買EB固化設備，以及后面的運轉和維護都需要比UV更高的成本，但是伴隨技術的進一步發展，EB固化系統的價格已經呈現下降趨勢，事實上，目前EB固化系統的費用可能比輪轉印刷機的機組間安裝UV燈的翻新費用還要低一些。

　　而且EB固化系統非常穩定，“請注意是‘穩定’，EB固化系統能夠在一個穩定期完全保持相同的固化水平，而不存在衰減的情況，這對于保持印刷品的質量穩定性非常重要。”吳德明說。

　　對于總體運行成本，吳德明算了這樣一筆賬：一家印刷企業，其一臺印刷機有5個干燥系統，總投資需要60萬元，而元亨利的一臺電子束固化設備要300萬元，印刷企業會認為當然選擇60萬元的干燥系統最劃算了。但是忽略了一個問題，就是在投入60萬元的成本后，之后的成本會陸續增加。這種普通的干燥系統，要消耗大量能量，不但如此，還存在廢氣排放，如果某天環保部門要求企業清理排放的廢氣時，企業還要增加廢氣處理的成本。另外，目前國內很多干燥系統的速度大概是100米/小時左右，如果生產速度再快，干燥速度就跟不上，效率也無法增加。而元亨利的電子束固化設備一般都是300～400米/小時完全滿足客戶今后的長期生產需求。使用普通干燥系統，一系列的成本不斷累加，不但不節能，還會降低生產效率。

　　不得不談的劣勢

　　盡管使用EB固化系統擁有很多優勢，但在投資時，印刷企業依然要注意到EB固化系統可能帶來的投資風險。

　　1.EB油墨要求高

　　盡管EB油墨無須光引發劑，但為了保證印刷品實現精美的印刷效果，一般在EB油墨中還添加了一些成本較高的原材料，EB油墨總體成本可能還是會比UV油墨大。

　　為了實現EB油墨固化的完全，必須保證EB油墨本身的純度很高，購買、分析、檢測EB油墨的純度就可能提高整體成本。

　　此外，EB油墨要求印刷時黏度依次降低。對潤濕液pH值和電導率也有一定的要求。

　　2.必須使用氮氣

　　因為空氣中的氧氣會抑制油墨層中游離基的活性，不利于鏈增長的聚合反應。所以，EB油墨在固化時，室內的活性氣體的含量必須嚴格控制，固化室內通常充滿氮氣，以保證固化處理室內的氧氣含量低于一定的量。這就要求印刷企業必須投資氮氣設備，并且要占用一定的廠房空間。

　　“這的確需要額外的投資，但如果是為了利用EB固化技術充分提升印刷水平，這種投資是非常值得的。”吳德明說。

　　3.并不適宜機組間固化

　　由于EB固化體系的總體成本還是比較高，所以并不推薦印刷企業在多色印刷機的機組與機組間安裝。事實上，很多印刷企業摸索出比較劃算的方案是：在機組與機組間安裝UV固化單元，而在印刷機后連線安裝EB固化單元。

　　“如果說過去沒有實力上馬EB，那只能說遺憾；但是如果因為認識不足而喪失把握EB的商機，那就是非常可惜了。”吳德明對中國EB固化技術的前景非常看好。