獨(dú)家實(shí)錄!EB、UV、水墨、膠印薄膜8問8答!
時(shí)間:2017-12-18 17:28來源:未知點(diǎn)擊: 次
我12月15日下午,由廣東包協(xié)情報(bào)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(shí)的優(yōu)劣點(diǎn)及使用前景進(jìn)行了分析,并就群友提出的相關(guān)問題進(jìn)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(shí)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(jià)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(jià)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,F(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(jī)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(jià)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(jià)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(shí),膠印油墨會高出百分之二十?蛻羰褂玫氖敲抗120元左右的UV油墨。
中山優(yōu)威劉洪生:理論上EB油墨價(jià)格比UV略便宜一些,UV凹印油墨價(jià)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(jià)格有點(diǎn)高。我們也想在膠印機(jī)上配套,但客戶有點(diǎn)接受不了成本。
北人薛總:EB固化機(jī)目前國外的價(jià)格偏高,國內(nèi)的產(chǎn)品目前已經(jīng)在試用,價(jià)格只有國外的40%,約為180萬左右。
2、 EB印刷機(jī)相較于傳統(tǒng)印刷機(jī)優(yōu)勢在哪里?EB印刷機(jī)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(shí),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(shí)際上EB是固化方式的改變,這個(gè)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(gè)重要原因。
3、EB印刷機(jī)對能耗有監(jiān)控嗎?與凹印機(jī)相比,其能耗成本大約是多少?
北人薛總:
EB固化機(jī)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(diǎn)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(gè)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(gè)問題呢?
中山優(yōu)威劉洪生:
EB固化是有臭氧產(chǎn)生,釆用氮?dú)獗Wo(hù)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?dú)獾谋Wo(hù)中進(jìn)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?yàn)殡娮邮谡婵罩邪l(fā)生,穿過鈦窗直接到油墨。所以電子束幾乎無機(jī)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(shí),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(shí)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(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。此類紫外燈可對280nm以下的紫外光進(jìn)行過濾(實(shí)踐證明,280nm以下的紫外光對UV油墨的固化作用不強(qiáng),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(jià)格和優(yōu)缺點(diǎn),比如膠印薄膜的附著力,還有后期維護(hù)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(yùn)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(fèi)用低,僅需凹印版費(fèi)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(gè)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(gè)小時(shí)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(jī)器在四色的基礎(chǔ)上加上2-3個(gè)專色即可。
6、機(jī)組式膠印機(jī)占用空間小,廠房成本降低了。VSOP機(jī)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(jī)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(jià)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(shí)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(hù)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(shí)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(jī)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(qiáng):EB大于UV;
②固化原理:EB是強(qiáng)制斷鍵,UV對有機(jī)物選擇性斷鍵;
③EB必須在氮保護(hù)條件下固化;
④EB固化時(shí)有電子輻射產(chǎn)生,需要做好防護(hù)設(shè)計(jì),UV有UV光輻射防護(hù)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(shí)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(gè)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(dá)基材表面的空氣層時(shí)會被減速,但抵達(dá)基材表面時(shí)電子束平均能量依然達(dá)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xUV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(gè)重要的差異,是UV和EB對于固化材料的穿透性。因?yàn)橹挥挟?dāng)吸收的能量達(dá)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(dá)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(jì)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(diǎn),但裝機(jī)容量并不高,我們一臺9色的300m/min水性油墨印刷機(jī),裝機(jī)總?cè)萘恳仓挥?00KW左右,和傳統(tǒng)凹印機(jī)沒有區(qū)別,甚至還低一些。關(guān)鍵還是烘箱設(shè)計(jì)。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?yàn)樗苡谀軇┬陀湍邳S梅天就有點(diǎn)難受了。
因?yàn)闀r(shí)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!
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