德国Eltex Elektrostatik公司于20世纪90年代末开发成功EFD（E-Field-Drying，电子场干燥）工艺，并在drupa 2000上推出了这一项新技术。现在这一新技术已趋于成熟，并显示了明显的技术优势。　　EFD工艺的优势在于其能够提高涂层的硬度，改善对承印物的粘合力，提供更高的光泽度、更低的材料收缩量、更快的走纸速度，同时还可以降低气体散发量。由高压电极产生的等离子体（电子-离子流）能在高速移动的承印物上的薄空气界层中产生紊流（图1）。EFD概念正是基于以上发现而建立的。　　Eltex公司除了成功使用溶剂干燥剂以外，还对这一工艺技术是否适合于靠近卷筒纸界层中的气体交换进行了研究。例如，这种交换指空气界层被一种惰性气体界层所替代。在紫外线固化、电子辐射固化或等离子体固化中，靠近卷筒纸界层的惰化是非常重要的。在这些过程中液体涂层被固化，但并非通常字面意义上的干燥。惰性化过程一般是先从反应空间中尽可能多地去除空气中的氧气，再由一种惰性气体代替它，比如氮气。一些特殊的产品，例如UV固化硅树脂涂层只能在这样的惰性条件下生产。化学和物理原理　　通常所说的UV油墨、上光剂和涂层均可通过所谓的自由基反应来完成固化。这些自由基和其他自由基、丙烯酸酯或氧气的反应非常迅速。事实上这些自由基和氧气的反应如此迅速，以至于只要获得反应所需的氧气，大多数这样的反应就可以发生。因此，和UV油墨中的丙烯酸基团的反应就会被削弱，它们就不能被充分固化。换言之，氧气抑制了这一化学反应过程。图2说明了这个化学和物理的反应过程。　　由光引发剂产生的自由基，通过紫外线的照射，加快了其化学反应速度。这时候所产生的自由基和丙烯酸基团形成的化学键构成了一个聚合网络。在有氧的条件下，对于完全固化和聚合而言，昂贵的引发剂是必不可少的，其数量达到反应材料总量的10%～15%。若减少氧气量，只要1%或更少的光引发剂就可满足需要。形成的聚合链越长，固化的效果就越好，光泽度也就越高。而且，光引发剂很大程度上影响材料的收缩量，是直接影响承印物粘合力的一个因素。氧气在哪儿影响了聚合反应？　　根据上述的物理和化学原理的解释，不难看出只有正被固化了的空气界层附近的氧气分子才具有抑制作用。其有效地说明了在界层表面或被界层吸收了的氧气分子抑制了该聚合反应。对于快速移动的承印物，只有在其薄空气界层区域中的氧气分子才会对反应具有影响作用。严格来讲，在这个区域中被吸收了的空气通过所谓的“氮气刀片”是不能被完全清除的。　　就这一点，Eltex公司开始考虑，对于去除卷筒纸附近的空气界层，是否EFD技术比传统的“氮气刀片”更有效，同时氮气的消耗量尽可能最低。对具有EFD惰性UV系统的柔性版印刷机的研究和测试汉堡的Eltosch公司和油墨生产厂商Hostmann-Steinberg合作进行了一系列的运行测试。通过对气流的研究，Eltex公司首先采用EFD技术的原理来产生UV惰性技术所需要的紊流。测试设备（图3）简要地表明了通过空气流空气界层被惰性气体界层替换的过程。为了实现这个过程，由电极产生的等离子体将附着在承印物表面的氧气清扫入图3中标示的气流中，这个过程非常重要。在卷筒纸运动的方向上电极E3的后面放置了一个经特别设计的氮气喷嘴，以便氮气填满所形成的整个低气压区域。　　用一个桨状氧气传感器接触承印物表面，在电极一接通后，可以看到卷筒纸上方的残余氧气含量明显的减少了。在给定的测试条件下——卷筒纸宽600 mm，氮气量30 m3/h，可以实现以下结果。这个极好的结果使开发者对第一次UV油墨试验有了较高的期望。EFD惰性UV系统的测试运行情况　　来自Hostmann-Steinberg公司的专家对涂层的硬度、光泽度和对承印物的粘合力进行了评估。对所有UV油墨的研究结果都做了评估，并和来自Eltosch的标准惰性UV系统的指标做了比较。氮气量和紫外灯的紫外线输出量都有系统的变化。通过对该系统所做的一系列比较，得到了以下结果：耗氮量·为了更好的固化，两种油墨都要求：在使用铜版纸时，含氮量少于80%；在使用薄膜时，含氮量少于90%。·对于白色，绝对量要求是10 m3/h而不是55 m3/h；对于黑色，绝对量要求是20 m3/h而不是95 m3/h。·减少氮的消耗量仅仅这一项的节约资金，就可维持EFD设备大约一年所需的费用。UV油墨·除了耗氮量的减少外，昂贵的光引发剂的使用比例也从10%减到1%或更少。·调整空间使该过程变得非常系统化，也使生产更好的终端产品成为可能。·发展新的生产程序要求与油墨制造商密切地合作。　　根据这种程序和油墨用量的情况，油墨成本可以减少30%，从而可将收回EFD设备费用投资的时间减少到几个月。UV灯的紫外线输出量人们发现在使用EFD设备的情况下，UV灯的紫外线输出量减少的比率高达35%。对于一个1米宽的灯室而言，在规定的操作条件下，这个减少的比例相当于大约4千瓦的输出量。EFD过程的优点·提高了涂层硬度和对承印物的粘合力。·更高的光泽度。·光引发剂用量的减少和热应力的减小，极大地减少了收缩量。·更高的走纸速度。·由于光引发剂用量的减少而减少了放射物。目前UV应用市场的发展　　除了在诸如UV固化硅树脂、上光剂或粘合剂这类涂布单元中已确立的应用外，普通的印刷过程也正越来越多地使用UV固化油墨。众所周知，油墨制造商正在不断忙于开发新的UV油墨产品。就卷筒纸印刷机而言，柔印的UV系统配备单元数量是最多的。在卷筒纸胶印中，UV系统频繁地用于窄幅的卷筒纸单元。根据市场调查，FlintSchmidt公司目前是UV固化凹印油墨唯一的供应商。它的使用仅限于标签印刷领域，但随着对UV油墨生产工艺的进一步开发，UV固化凹印油墨也将开启凹印领域的应用之门，比如说在包装印刷方面。UV固化油墨和上光剂在单张纸胶印中的使用正在迅速地增长。Eltex认为EFD惰性UV系统前景如何？　　已经取得的成果显示，EFD技术对于靠近卷筒纸界层中的气体交换也是适用的。在一个表格印刷机上，对由Goldschmidt提供的UV固化硅树脂，进行了实地试验。Eltex和Eltosch已经在该试验中安装了带有新EFD技术的惰性UV系统。Eltex已能够确定，在生产条件下柔印油墨获得的结果，也可应用于硅树脂涂层的固化。然而总体上来说，目前惰性化只在整个过程真正需要它时才会被使用。惰性UV系统不争的优势经常被耗氮费用和大量昂贵却必要的光引发剂这一成本要素所否定。这点正是新的发展所要解决的问题。Eltex确信这里所说的EFD技术的特点，在将来的惰性UV系统市场上将被获得广泛的认同。※  作者：盛  晶  转载自：中国柔印