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金的制版材料-油墨常用的干燥、固化設(shè)備有哪些?

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由于油墨是液體,因此印刷完成后就需要對油墨進(jìn)行干燥固化處理,使之成形,所以印刷設(shè)備就需要配備油墨干燥固化設(shè)備。油墨干燥多是復(fù)合干燥,因此是用什么干燥設(shè)備就顯得重要了。那么印刷常用的油墨干燥固化設(shè)備有哪些呢?

金的制版材料-油墨常用的干燥、固化設(shè)備有哪些?

油墨干燥往往是復(fù)合干燥,因此用什么干燥設(shè)備,參數(shù)如何設(shè)置,使干燥效率佳的同時還能節(jié)省能量是印刷者為關(guān)心的問題。


第一類:紅外線干燥設(shè)備

(1)光源。對于油墨干燥,中波紅外線的效果佳,常用紅外線光源有3種。

第一種是電熱絲輻射源,常見的是非封閉式電阻絲外套石英燈管。這種燈管的熱輻射強(qiáng)度隨光波長的分布不能控制,效率低、價格低,壽命約2000~3000小時。

第二種光源是將電阻絲置于封閉石英管內(nèi),并可在燈管內(nèi)充不同氣體,以改變輻射光波長分布特性,同時將燈絲與空氣中的氧隔絕,輻射效率高。現(xiàn)在進(jìn)口印刷機(jī)大都配這種光源,壽命達(dá)5000~10000小時,但其輻射能量中仍有很大部分是分布在可見光和遠(yuǎn)近紅外線段,中波紅外線不是很豐富。

第三種是電熱半導(dǎo)體發(fā)光燈管。外形是陶瓷管外涂紅色或灰色無光半導(dǎo)體材料,管內(nèi)壁繞電阻絲。依靠電熱引發(fā)半導(dǎo)體材料輻射發(fā)光,燈管點(diǎn)燃時光呈暗紅或黑色,通過選擇半導(dǎo)體材料可改變輻射能量的波長分布,而且輻射效率極高。

(2)紅外線燈反光罩。目前常見的有2種,一種是鍍金反光罩,在燈管周圍180°范圍涂有金屬膜,金屬膜反射紅外線效率高達(dá)90%;另一種是鍍鋁板或鋁板壓成的橢圓或八字形反光罩,如圖2所示,燈管距燈罩越近,反射效率越高,高反射率可達(dá)85%。

(3)紅外線燈的散熱問題。紅外線燈管表面散熱可用吹風(fēng)法,且風(fēng)量大小不影響燈紅外線功率輸出。由于紅外線燈輻射的能量只有1%左右被紙張和油墨吸收,而其余的能量轉(zhuǎn)化成熱量,造成機(jī)器周圍升溫,需要用吸風(fēng)裝置將其排到室外或循環(huán)利用。

(4)適用范圍。紅外線燈應(yīng)用于紅外線油墨干燥,對非專用紅外線油墨的干燥效率很低,對某些墨甚至不起作用。紅外線具有穿透力,能同時干燥墨膜上下層,加速油墨滲透,促進(jìn)氧化結(jié)膜,尤其是應(yīng)用在厚墨層印刷和上光油的干燥上效果更佳。對溶劑含量較低的膠印、凸印、網(wǎng)印、印報油墨、柔性版印刷油墨和水性光油的干燥效果都很好。


第二類:熱風(fēng)干燥設(shè)備

(1)熱源。產(chǎn)生熱空氣的熱源有3種:電熱風(fēng)管,如不銹鋼、石英玻璃、陶瓷外殼的熱風(fēng)管;高溫油管,高溫機(jī)油通過管道加熱空氣產(chǎn)生熱風(fēng);高溫汽管,通過鍋爐產(chǎn)生高溫蒸汽而產(chǎn)生熱風(fēng)。

(2)熱風(fēng)裝置。通過風(fēng)機(jī)將熱源周圍的空氣加熱,吹到油墨表面,調(diào)節(jié)熱風(fēng)方向與紙張運(yùn)行的角度可改善熱風(fēng)干燥的效率。

熱風(fēng)相對于紙張的速度越高,越有利于降低紙張表面的蒸汽壓,提高溶劑揮發(fā)速度;調(diào)節(jié)風(fēng)向使風(fēng)向?qū)垙堖\(yùn)行速度形成相加效果,更有利于干燥。熱風(fēng)管風(fēng)速不能低于要求的速度,否則,風(fēng)管表面散熱不佳會燒壞燈管。風(fēng)速也不宜過高,因為風(fēng)循環(huán)過程中會損失一些能量,適當(dāng)選擇風(fēng)機(jī)壓力和風(fēng)量才可達(dá)到佳干燥效果。

(3)適用范圍。適用于塑料凹版及柔性版印刷油墨、溶劑型光油的干燥,還可加速水性油墨、光油的干燥。

金的制版材料-油墨常用的干燥、固化設(shè)備有哪些?

第三類:UV固化設(shè)備

(1)光源。常用高壓汞燈和金屬鹵素?zé)?,高壓汞燈是汞原子受激發(fā)形成連續(xù)光譜,調(diào)節(jié)燈管內(nèi)的汞含量,使輻射波長在固化段254~420nm,紫外線較豐富。金屬鹵素?zé)羰窃诠療魞?nèi)添加如鎵、鐵等金屬鹵化物,在汞激發(fā)條件下激發(fā)其產(chǎn)生輻射,可根據(jù)油墨吸收光譜的差別適量添加不同金屬,使UV燈輻射更多油墨所吸收的光波,金屬鹵素?zé)艄軆?nèi)雜質(zhì)含量極小,電極材料純度高,因此制造工藝復(fù)雜、難度高、價格高,目前國內(nèi)尚不能生產(chǎn)高質(zhì)量、高功率金屬鹵素?zé)?,市場上現(xiàn)有的是美國Fusion、德國IST、日本研琦等公司的產(chǎn)品。功率密度160W/cm的燈管壽命可達(dá)2000小時而燈頭不黑,4000小時后仍可達(dá)50%輻射率。

(2)冷UV光源。UV燈點(diǎn)燃時其內(nèi)部溫度要達(dá)到600~1000℃。燈內(nèi)溫度過低或風(fēng)速過大燈會熄滅,因此“冷光源”實(shí)際是不存在的,只是可采用燈具冷卻系統(tǒng)。

(3)微波UV燈。這是Fusion公司的新產(chǎn)品,燈管長6英寸,兩端無金屬電極,靠微波激發(fā)燈管內(nèi)吸收微波的物質(zhì)分子高速運(yùn)動產(chǎn)生熱量,再激發(fā)汞、金屬鹵化物等物質(zhì)發(fā)光。鋁是反射微波的良好材料,微波源發(fā)射微波到橢圓鋁燈罩上,聚焦在無極燈管內(nèi)激發(fā)汞或金屬鹵化物發(fā)光。

微波燈的特點(diǎn)有:

①可調(diào)整輻射光強(qiáng)度隨波長分布特性,選擇佳輻射波長,使油墨達(dá)到理想的固化效果。

②由于燈管無電極,功率密度為300W/cm時的壽命可達(dá)5000小時,并且多次開關(guān)不影響燈管壽命。

③由于微波源易控制,因此微波燈可快速頻繁啟動,但微波也有待機(jī)狀態(tài)(維持工作狀態(tài)),只有在這種狀態(tài)下才能快啟動。這一功能適合光盤和不干膠印刷機(jī)配套使用,因為網(wǎng)印光盤和不干膠印刷多為間歇式印刷。

④微波燈UV固化段光譜豐富,紅外線波段較少,因此微波輻射溫度較低。

⑤由于微波燈無電極,換燈管很方便,且不用接線。

⑥因為無電極釋放,燈管兩端永遠(yuǎn)不會發(fā)黑。

⑦由于微波傳輸方式的局限,微波燈管長為6英寸,將燈管連接放置可增加固化寬度,由于燈管間隙很小,對接處不會影響固化效果。

⑧微波燈價格較高,一套6英寸的固化裝置約5萬元人民幣。目前國內(nèi)市場主要用于與光盤印刷、電纜、管材、軟包裝等噴碼機(jī)配套的UV油墨的固化。

⑨微波燈發(fā)光材料和普通UV燈相同,輻射波長分布也相同,因此無須特殊油墨。

(4)UV燈反光罩設(shè)計??茖W(xué)地選擇反光材料,合理設(shè)計反光罩結(jié)構(gòu),能成倍提高固化效果,節(jié)省能量。純鋁經(jīng)酸氧化形成的鋁晶體對UV光反射率達(dá)90%,而未經(jīng)氧化處理的鋁板反射UV光效率小于60%;不銹鋼對UV光反射率小于60%;半導(dǎo)體鍍膜對UV光的反射率達(dá)94%,但成本較高。同時,紅外線、可見光可透過鍍層達(dá)到反光罩表面,并經(jīng)冷卻裝置后散出。


反光罩設(shè)計的發(fā)展趨勢是開口和高度的變化,即截面積變小,以縮短反射光程,減少由于長光程產(chǎn)生的光強(qiáng)度損失。另外,反射罩頂端加反射板改變了原來頂端開通風(fēng)孔的設(shè)計,使燈管頂端的輻射能反射到紙面,如圖4所示。由于燈罩截面積小,燈管壁到反光面距離近,因而反射板溫度過高,頂端反射板阻風(fēng)會影響燈罩散熱。解決方法是用水冷燈罩或加大散熱風(fēng)量,合理設(shè)計散熱風(fēng)路


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