上光的干燥技術的發(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。今天，中國紙業(yè)網(wǎng)的編輯從上光干燥開始，詳細介紹一下相關內(nèi)容。

一、不斷發(fā)展的上光干燥技術

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，起到增強載體表面平滑度、保護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。在實現(xiàn)印前數(shù)字網(wǎng)絡化、印刷多色高效化的技術創(chuàng)新中，印后加工只有運用高新技術達到精美自動化，才能完成印刷技術的整體革命。運用清潔能源、清潔原材料進行清潔產(chǎn)品生產(chǎn)的上光工藝，將做為適應ISO14000環(huán)境管理國際標準的面向廿一世紀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，上光涂料和機械的研制和開發(fā)越來越受到印刷、包裝、化工、機械等相關行業(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、光固化型多個類型。依靠空氣中的氧發(fā)生聚合反應將液體的上光涂料干燥成膜的設備投資少；依靠涂料中的溶劑揮發(fā)干燥成膜的流平性好，加工性能和適應范圍廣，但需進行上光、壓光兩道工序；依靠涂料中成膜樹脂中高分子結構含有的活性官能基團和涂料的催化劑遇熱發(fā)生交聯(lián)反應干燥成膜的自動化上光設備生產(chǎn)效率高；依靠涂料吸收輻射光能量后，分子內(nèi)部結構發(fā)生聚合反應干燥結膜的紫外光上光機構，可以和印刷同步進行，一機多用。紫外光技術使印刷、上光分別在專用機械上進行的工藝操作合并到印刷機組一次完成。

做為上光工藝重要的干燥技術也不斷改進、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用及追求清潔能源的最大利用，綜合各種先進科技手段匯聚開發(fā)研制的電子束干燥方式已在歐美發(fā)達國家開始運用。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)，將在世紀之交和廿一世紀為印刷、包裝行業(yè)提供最新高能固化基本原理和技術。不斷運用技術的創(chuàng)新將使上光干燥處理方式更科學，進一步推動印刷、包裝業(yè)的質(zhì)量提高和經(jīng)濟發(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，使干燥后的涂層出現(xiàn)龜裂或發(fā)白。溶劑揮發(fā)太慢，又會引起干燥不足結膜固化不好，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)導致聚合反應。

[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，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量，保持顏色一致，縮短印刷時間，防止大氣污染，減少火災危險和改善作業(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)達國家將原應用的穿孔、刻槽、切割等機械加工方面的電子束加工工藝，運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動的、密集的、載面很小的電子束。當電子束沖擊到工件時，動能變?yōu)闊崮�，產(chǎn)生極高的溫度，可使任何材料瞬時熔化或氣化。被科學界認為是近期具有最佳處理一致性的干燥技術�？墒褂湍�、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組達到干燥。單獨運用電子束（EB）做為干燥處理手段，在價格和空間利用上不經(jīng)濟。

三、美國和歐洲的動向

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年時達到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)機械（線）都是為處理溶劑型的油墨和涂料而設計的。因為溶劑的揮發(fā)造成了環(huán)境的污染和化學物質(zhì)在載體上的殘留和轉(zhuǎn)移，其使用受環(huán)保條例的約束而嚴格限制并限期改造。外界的要求導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。同時耗費的電能實際上只有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備多4倍，比電子束固化設備多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。

美國和歐洲的科學技術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，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用性能，增強粘附力，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氣除去被處理材料的氧。在混合式處理中，可以省去氮氣，降低了生產(chǎn)成本�；旌鲜教幚磉\用在印刷和印后精加工方面，可在一個通道內(nèi)進行多種涂布，在一個機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。可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約資源，具備很多增值的優(yōu)點。是面向廿一世紀的印后精加工——上光的改進方向，會給行業(yè)造成一種新的發(fā)展機會。