靓丽多彩的包装盒 & 粒子加速器

撰文 | Ericsen

不少人早餐时喜欢在牛奶等饮品里加一些谷物制成的麦圈圈，味道好极了。不知你是否注意到麦圈圈的包装盒特别漂亮，这是商人们为吸引购买者的眼球，有意将这类食品用色彩靓丽的外盒包装。

想象中，让包装盒色彩靓丽一些应该不难吧，设计包装盒时注意色彩的调配不就行了，可实际上这个工艺过程还有些复杂。

如果有人说“制作靓丽多彩的包装盒与粒子加速器有关”，你会感到有些意外吧，但这的确是真的。

牛奶冲泡麦圈圈——美味的早餐(图片来自网络) 

靓丽多彩的麦圈圈包装盒(图片来自网络) 

商场里的麦圈圈货架(图片来自网络)

包装盒上的靓丽色彩是用油墨印刷的。油墨有多种，常用的有溶剂型油墨、水基油墨以及能量固化型油墨，各种油墨的性质及印刷效果很不一样。

溶剂型油墨的历史最悠久，但其总量中30-50%是有毒性的有机溶剂，后来出现的水基油墨不用有机溶剂，减少了些毒性和污染，但附着力、光泽性较差。用这两种油墨印刷还有一个共同的弱点：都需等油墨中的溶剂或水分完全挥发后才能在印制物品表面形成薄薄的固态墨层。如果干燥度不够，印刷品的表面粘粘糊糊且色彩暗淡，很难起到吸引购物者眼球的作用。

能量固化型油墨利用辐射效应来迅速固化油墨，分为紫外线固化油墨及电子束固化油墨。紫外线固化油墨技术的运用比电子束固化油墨技术要早一些。电子束固化油墨技术始于20世纪60年代末，所需的核心装置是电子加速器。这种油墨经电子加速器产生的电子束照射后引起辐射化学反应，常温下瞬间便可实现干燥固化，在承印物表面形成色彩靓丽、光泽度和立体感强且抗划痕的薄膜。

电子束固化油墨最主要的优点是其成分中不含对人体和环境有害的有机挥发物，不会对环境及被包装物造成污染。由于被电子加速器加速后的电子能量远远高于紫外光，对物质的穿透力也大于紫外光，电子束固化油墨的固化过程极短(小于1秒)且固化彻底，更适用于宽幅的高速印刷机械，保证了较高的生产效率，又因其固化后不会留下任何未反应的化学物质，更符合食品类物品的包装要求。

各类印刷油墨的固化时间对比，电子束固化油墨的固化时间小于1秒，紫外线油墨的固化时间为２秒 (图片来自网络)

 

尽管使用电子束固化油墨技术印刷的初始硬件成本较高(包含所需的电子加速器等)，但因其特有的优势，随着时间的推移及技术的发展，其应用会越来越广泛，逐渐显示出较高的成本效益，采用这种创新技术的印刷机构已越来越多，承印物也已扩展到多个类别而不仅只是食品包装盒了。

各种类型的电子束固化油墨印机(图片来自网络) 

使用电子束固化油墨技术印刷的各类包装(图片来自网络)

当人们在超市选购自己喜爱的麦圈圈、薯片及各类食品、用品时，货架上那些色彩明亮的包装盒令人目不暇接，你是否会想起：哦，这与粒子加速器有关。

这样的感觉真的很奇妙，粒子加速器与人们的生活竟如此接近！

 

参考资料

1、Acceleratorapps：Ink curing/ A cereal killer app

https://www.symmetrymagazine.org/article/october-2011/accelerator-apps-ink-curing

2、ParticlePhysics Makes a Difference in Your Life

https://www.usparticlephysics.org/wp-content/uploads/2019/03/Particle-Physics-Makes-a-Difference-2019.pdf

3、Developmentand the perspective of electron beam curing ink

http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-BZGC200602004.htm

4、Electron Beam Technology for Printing and Packaging Applications

https://www.uvebwest.com/presentations/Printing,%20Packaging%20and%20Converting%20Applications%20for%20Electron%20Beam%20Technology.pdf

5、How is EB-CuringTechnology Being Used in Web Package Printing Applications?

https://uvebtech.com/uncategorized/2015/qa-how-is-eb-curing-technology-being-used-in-web-package-printing-applications/

6、Curing with Electron Beam

http://indico.hep.manchester.ac.uk/getFile.py/access?contribId=21&resId=0&materialId=slides&confId=5321

本文经授权转载自《中科院高能所》微信公众号

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