上光的干燥技術(shù)的發(fā)展過程

在包裝行業(yè)，上光干燥成為了目前最為重要的技術(shù)。今天，中國紙業(yè)網(wǎng)的編輯從上光干燥開始，詳細(xì)介紹一下相關(guān)內(nèi)容。

一、不斷發(fā)展的上光干燥技術(shù)

在印刷品表面涂（或噴、�。┥弦粚訜o色透明的涂料，經(jīng)流平、干燥、壓光、固化后在印刷品表面形成一種薄而勻的透明光亮層，起到增強(qiáng)載體表面平滑度、保護(hù)印刷圖文的精飾加工功能的上光工藝，已做為印后精加工的重要手段，在外貿(mào)出口產(chǎn)品包裝加工上獲得很大成效。在實(shí)現(xiàn)印前數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化、印刷多色高效化的技術(shù)創(chuàng)新中，印后加工只有運(yùn)用高新技術(shù)達(dá)到精美自動(dòng)化，才能完成印刷技術(shù)的整體革命。運(yùn)用清潔能源、清潔原材料進(jìn)行清潔產(chǎn)品生產(chǎn)的上光工藝，將做為適應(yīng)ISO14000環(huán)境管理國際標(biāo)準(zhǔn)的面向廿一世紀(jì)的印后重要精加工手段，在印刷、包裝行業(yè)全面推廣。

隨著上光加工的不斷普及，上光涂料和機(jī)械的研制和開發(fā)越來越受到印刷、包裝、化工、機(jī)械等相關(guān)行業(yè)的高度重視。上光涂料已由氧化聚合型，溶劑揮發(fā)型發(fā)展到熱固化型、光固化型多個(gè)類型。依靠空氣中的氧發(fā)生聚合反應(yīng)將液體的上光涂料干燥成膜的設(shè)備投資少；依靠涂料中的溶劑揮發(fā)干燥成膜的流平性好，加工性能和適應(yīng)范圍廣，但需進(jìn)行上光、壓光兩道工序；依靠涂料中成膜樹脂中高分子結(jié)構(gòu)含有的活性官能基團(tuán)和涂料的催化劑遇熱發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)干燥成膜的自動(dòng)化上光設(shè)備生產(chǎn)效率高；依靠涂料吸收輻射光能量后，分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生聚合反應(yīng)干燥結(jié)膜的紫外光上光機(jī)構(gòu)，可以和印刷同步進(jìn)行，一機(jī)多用。紫外光技術(shù)使印刷、上光分別在專用機(jī)械上進(jìn)行的工藝操作合并到印刷機(jī)組一次完成。

做為上光工藝重要的干燥技術(shù)也不斷改進(jìn)、發(fā)展。上光涂料成膜的干燥處理從氧化聚合、溶劑揮發(fā)的熱風(fēng)干燥式，發(fā)展到電熱、紫外光干燥處理式。隨著高新科技的發(fā)展和對清潔能源的運(yùn)用及追求清潔能源的最大利用，綜合各種先進(jìn)科技手段匯聚開發(fā)研制的電子束干燥方式已在歐美發(fā)達(dá)國家開始運(yùn)用。迅速發(fā)展到紫外光/電子束與熱/電子束混合式最新干燥處理系統(tǒng)，將在世紀(jì)之交和廿一世紀(jì)為印刷、包裝行業(yè)提供最新高能固化基本原理和技術(shù)。不斷運(yùn)用技術(shù)的創(chuàng)新將使上光干燥處理方式更科學(xué)，進(jìn)一步推動(dòng)印刷、包裝業(yè)的質(zhì)量提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二、上光工藝幾種干燥處理方式的比較

溶劑揮發(fā)干燥方式

溶劑型上光涂料因不同的涂料配方，所用的溶劑種類及比例不同，涂布、干燥過程中揮發(fā)速度也不同。溶劑揮發(fā)速度太快，上光涂料流平性不好，干燥成膜后表面出現(xiàn)條痕、砂眼等影響表面平滑度的質(zhì)量問題。并在溶劑揮發(fā)過程因吸收外界熱量誘發(fā)潮氣凝結(jié)，使干燥后的涂層出現(xiàn)龜裂或發(fā)白。溶劑揮發(fā)太慢，又會(huì)引起干燥不足結(jié)膜固化不好，抗粘性不良等問題。

紫外固化干燥方式

紫外固化即利用UV（Uitra Violet即紫外線）照射能量使游離基聚合型丙烯酸酯類涂料固化成膜的上光工藝。這類涂料其組分中的光引發(fā)劑吸收紫外線的光能量，經(jīng)過激發(fā)狀態(tài)產(chǎn)生游離基，引發(fā)導(dǎo)致聚合反應(yīng)。

[PI]-------[PI]--------[游離基]

光引發(fā)劑 激發(fā)態(tài)光引發(fā)劑

[游離基]+[單體]+[低聚物]-------[聚合物]

固化涂層

紫外線固化具有快速固化和低溫固化的特點(diǎn)，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量，保持顏色一致，縮短印刷時(shí)間，防止大氣污染，減少火災(zāi)危險(xiǎn)和改善作業(yè)環(huán)境。解決了溶劑型上光涂料因溫度、濕度變化造成的粘連。

電子束（EB）加熱干燥方式

電子束干燥處理方式是近年國外發(fā)達(dá)國家將原應(yīng)用的穿孔、刻槽、切割等機(jī)械加工方面的電子束加工工藝，運(yùn)用到多色高效印刷工藝生產(chǎn)中的一種新型能源轉(zhuǎn)換加工手段。電子束（EB）即通過電真空器件產(chǎn)生聚合、密集的、具有一定方向的電子流。利用高功率密度的電子束加工方法，使從熱陰極發(fā)射的電子受控制電極及加速陽極的靜電場控制被聚成向同一方向運(yùn)動(dòng)的、密集的、載面很小的電子束。當(dāng)電子束沖擊到工件時(shí)，動(dòng)能變?yōu)闊崮埽�產(chǎn)生極高的溫度，可使任何材料瞬時(shí)熔化或氣化。被科學(xué)界認(rèn)為是近期具有最佳處理一致性的干燥技術(shù)。可使油墨、上光涂料最大程度地交聯(lián)和聚合，而無后固化和溶劑殘留。同時(shí)熱能的用率最高。

大多數(shù)高速生產(chǎn)流水線印刷作業(yè)要求油墨、膠粘劑和上光涂料在機(jī)組達(dá)到干燥。單獨(dú)運(yùn)用電子束（EB）做為干燥處理手段，在價(jià)格和空間利用上不經(jīng)濟(jì)。

三、美國和歐洲的動(dòng)向

做為印刷、包裝物載體的紙張，至今在世界市場上仍占居主要原材的統(tǒng)治地位。但美觀耐用、重量輕、可加工性好的塑料，已在美國和歐洲的食品、日常用品、化妝及衛(wèi)生用品和其它產(chǎn)品包裝市場中的使用量迅速增加。1995年末，歐洲和美國軟和半硬紙與軟塑料的銷售量達(dá)到664億美，比1990年增長31%。此后，紙包裝以每年平均增長3.9%的速度發(fā)展。到2000年將提高到364億美。軟塑料包裝的發(fā)展快于紙包裝，以平均年增長7.2%的速度發(fā)展，到2000年時(shí)達(dá)到512美。生產(chǎn)商正在積極采用新型熱敏性塑料材料，和與之對應(yīng)的不引起載體基材收縮的創(chuàng)新處理加工方法，取代現(xiàn)有紙制品印后精加工傳統(tǒng)的處理方法。

過去，大多數(shù)印刷及印后生產(chǎn)機(jī)械（線）都是為處理溶劑型的油墨和涂料而設(shè)計(jì)的。因?yàn)槿軇┑膿]發(fā)造成了環(huán)境的污染和化學(xué)物質(zhì)在載體上的殘留和轉(zhuǎn)移，其使用受環(huán)保條例的約束而嚴(yán)格限制并限期改造。外界的要求導(dǎo)致了紫外光固化和加熱干燥等工藝的發(fā)展。紫外光干燥處理對表層固化效果好，但不能穿透或徹底固化較厚的涂層。同時(shí)耗費(fèi)的電能實(shí)際上只有20%轉(zhuǎn)換成紫外光產(chǎn)生固化作用，另外60%的電能以熱的形式被釋放，其余的20%則被轉(zhuǎn)化成可見光，能量利用度特別低。

熱干燥器的占地面積比紫外固化設(shè)備多4倍，比電子束固化設(shè)備多3倍。熱干燥系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量易使許多塑料包裝材料過熱而引起基材起縐、收縮。經(jīng)這種干燥處理方式后，紙張收縮率為1.25%，PE和BOPP薄膜將收縮2%或更多。這與使用新型熱敏性塑料材料很不適應(yīng)。

美國和歐洲的科學(xué)技術(shù)人員將電子束引入現(xiàn)有的紫外光或熱干燥處理生產(chǎn)線上。并用電子束與其中任何一種干燥方式混合處理，優(yōu)勢可得互補(bǔ)，缺陷盡量弱化。便可制造新產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率和利潤，增強(qiáng)市場競爭力。

四、電子束混合式干燥處理

將紫外光固化或加熱干燥處理的任何一種與電子束處理相結(jié)合，無論涂層多厚，混合處理均能使之完全固化。生產(chǎn)速度提高，對載體基材無熱損傷變形，能提高上光涂料的應(yīng)用性能，增強(qiáng)粘附力，提高印后精飾加工效果。

在紫外光/電子束混合處理過程中，低能、低熱的紫外光可以固化涂層的表面。涂層的深處同時(shí)被電子束干燥。照射光源的功率只需2-40W/cm，比普通的紫外光系統(tǒng)節(jié)能60%，產(chǎn)生熱量低，避免了基材的收縮變形。

在熱干燥/電子束混合處理過程中，耗能和產(chǎn)生的熱均減少約40%，可使水基上光涂料得到充分的固化，抗劃傷性性好，生產(chǎn)出最少或沒有化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)移的軟包裝材料、半硬包裝材料和無需后固化的快速固化層合處理。

為保證固化充分，電子束處理過程中通常需要用氮?dú)獬�去被處理材料的氧。在混合式處理中，可以省去氮�(dú)猓�降低了生產(chǎn)成本�；旌鲜教幚磉\(yùn)用在印刷和印后精加工方面，可在一個(gè)通道內(nèi)進(jìn)行多種涂布，在一個(gè)機(jī)器上可完成多色印刷和上光的最佳固化，生產(chǎn)出高光澤，抗劃傷的最佳加工產(chǎn)品。安全操作性類似微波�？梢蕴岣弋a(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約資源，具備很多增值的優(yōu)點(diǎn)。是面向廿一世紀(jì)的印后精加工——上光的改進(jìn)方向，會(huì)給行業(yè)造成一種新的發(fā)展機(jī)會(huì)。