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油墨固化與幹燥技術的發展趨勢

發布時間:2020-01-13 13:52:52 文章來源:zgnpayia 點擊次數:950次

  微波燈的特點有:

  ①可調整輻射光強度随波長分(fēn)布特性,選擇輻射波長,使油墨達到理想的固化效果。

  ②由于燈管無電極,功率密度爲300W/cm時的壽命可達5000小(xiǎo)時,并且多次開(kāi)關不影響燈管壽命。

  ③由于微波源易控制,因此微波燈可快速頻(pín)繁啓動,但微波也有待機狀态(維持工(gōng)作狀态),隻有在這種狀态下(xià)才能快啓動。這一(yī)功能适合光盤和不幹膠印刷機配套使用,因爲網印光盤和不幹膠印刷多爲間歇式印刷。

  ④微波燈UV固化段光譜豐富,紅外(wài)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因爲無電極釋放(fàng),燈管兩端永遠不會發黑。

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

  ⑧微波燈價格較高,一(yī)套6英寸的固化裝置約5萬元人民币。目前國内市場主要用于與光盤印刷、電纜、管材、軟包裝等噴碼機配套的UV油墨的固化。

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

  (4)UV燈反光罩設計。科學地選擇反光材料,合理設計反光罩結構,能成倍提高固化效果,節省能量。純鋁經酸氧化形成的鋁晶體(tǐ)對UV光反射率達90%,而未經氧化處理的鋁闆反射UV光效率小(xiǎo)于60%;不鏽鋼對UV光反射率小(xiǎo)于60%;半導體(tǐ)鍍膜對UV光的反射率達94%,但成本較高。同時,紅外(wài)線、可見光可透過鍍層達到反光罩表面,并經冷卻裝置後散出。

  反光罩設計的發展趨勢是開(kāi)口和高度的變化,即截面積變小(xiǎo),以縮短反射光程,減少由于長光程産生(shēng)的光強度損失。另外(wài),反射罩頂端加反射闆改變了原來頂端開(kāi)通風孔的設計,使燈管頂端的輻射能反射到紙(zhǐ)面,如圖4所示。由于燈罩截面積小(xiǎo),燈管壁到反光面距離(lí)近,因而反射闆溫度過高,頂端反射闆阻風會影響燈罩散熱。解決方法是用水冷燈罩或加大(dà)散熱風量,合理設計散熱風路。

  常用油墨幹燥、固化設備

  油墨幹燥往往是複合幹燥,因此用什麽幹燥設備,參數如何設置,使幹燥效率佳的同時還能節省能量是印刷者關心的問題。

  1.紅外(wài)線幹燥設備

  (1)光源。對于油墨幹燥,中(zhōng)波紅外(wài)線的效果佳,常用紅外(wài)線光源有3種。

  第 一(yī)種是電熱絲輻射源,常見的是非封閉式電阻絲外(wài)套石英燈管。這種燈管的熱輻射強度随光波長的分(fēn)布不能控制,效率低、價格低,壽命約2000~3000小(xiǎo)時。

  第二種光源是将電阻絲置于封閉石英管内,并可在燈管内充不同氣體(tǐ),以改變輻射光波長分(fēn)布特性,同時将燈絲與空氣中(zhōng)的氧隔絕,輻射效率高。現在進口印刷機大(dà)都配這種光源,壽命達5000~10000小(xiǎo)時,但其輻射能量中(zhōng)仍有很大(dà)部分(fēn)是分(fēn)布在可見光和遠近紅外(wài)線段,中(zhōng)波紅外(wài)線不是很豐富。

  第三種是電熱半導體(tǐ)發光燈管。外(wài)形是陶瓷管外(wài)塗紅色或灰色無光半導體(tǐ)材料,管内壁繞電阻絲。依靠電熱引發半導體(tǐ)材料輻射發光,燈管點燃時光呈暗紅或黑色,通過選擇半導體(tǐ)材料可改變輻射能量的波長分(fēn)布,而且輻射效率極高。

  (2)紅外(wài)線燈反光罩。目前常見的有2種,一(yī)種是鍍金反光罩,在燈管周圍180°範圍塗有金屬膜,金屬膜反射紅外(wài)線效率高達90%;另一(yī)種是鍍鋁闆或鋁闆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,反射率可達85%。

  (3)紅外(wài)線燈的散熱問題。紅外(wài)線燈管表面散熱可用吹風法,且風量大(dà)小(xiǎo)不影響燈紅外(wài)線功率輸出。由于紅外(wài)線燈輻射的能量隻有1%左右被紙(zhǐ)張和油墨吸收,而其餘的能量完全轉化成熱量,造成機器周圍升溫,需要用吸風裝置将其排到室外(wài)或循環利用。

  (4)适用範圍。紅外(wài)線燈應用于紅外(wài)線油墨幹燥,對非專用紅外(wài)線油墨的幹燥效率很低,對某些墨甚至不起作用。紅外(wài)線具有穿透力,能同時幹燥墨膜上下(xià)層,加速油墨滲透,促進氧化結膜,尤其是應用在厚墨層印刷和上光油的幹燥上效果更佳。對溶劑含量較低的膠印、凸印、網印、印報油墨、柔性版印刷油墨和水性光油的幹燥效果都很好。

  2.熱風幹燥設備

  (1)熱源。産生(shēng)熱空氣的熱源有3種:電熱風管,如不鏽鋼、石英玻璃、陶瓷外(wài)殼的熱風管;高溫油管,高溫機油通過管道加熱空氣産生(shēng)熱風;高溫汽管,通過鍋爐産生(shēng)高溫蒸汽而産生(shēng)熱風。

  (2)熱風裝置。通過風機将熱源周圍的空氣加熱,吹到油墨表面,調節熱風方向與紙(zhǐ)張運行的角度可改善熱風幹燥的效率。

  熱風相對于紙(zhǐ)張的速度越高,越有利于降低紙(zhǐ)張表面的蒸汽壓,提高溶劑揮發速度;調節風向使風向對紙(zhǐ)張運行速度形成相加效果,更有利于幹燥。熱風管風速不能低于要求的速度,否則,風管表面散熱不佳會燒壞燈管。風速也不宜過高,因爲風循環過程中(zhōng)會損失一(yī)些能量,适當選擇風機壓力和風量才可達到幹燥效果。

  (3)适用範圍。适用于塑料凹版及柔性版印刷油墨、溶劑型光油的幹燥,還可加速水性油墨、光油的幹燥。

  3.UV固化設備

  (1)光源。常用高壓汞燈和金屬鹵素燈,高壓汞燈是汞原子受激發形成連續光譜,調節燈管内的汞含量,使輻射波長在固化段254~420nm,紫外(wài)線較豐富。金屬鹵素燈是在汞燈内添加如镓、鐵等金屬鹵化物(wù),在汞激發條件下(xià)激發其産生(shēng)輻射,可根據油墨吸收光譜的差别适量添加不同金屬,使UV燈輻射更多油墨所吸收的光波,金屬鹵素燈管内雜(zá)質含量極小(xiǎo),電極材料純度高,因此制造工(gōng)藝複雜(zá)、難度高、價格高,目前國内尚不能生(shēng)産高質量、高功率金屬鹵素燈,市場上現有的是美國Fusion、德國IST、日本研琦等公司的産品。功率密度160W/cm的燈管壽命可達2000小(xiǎo)時而燈頭不黑,4000小(xiǎo)時後仍可達50%輻射率。

  (2)冷UV光源。UV燈點燃時其内部溫度要達到600~1000℃。燈内溫度過低或風速過大(dà)燈會熄滅,因此“冷光源”實際是不存在的,隻是可采用燈具冷卻系統。

  (3)微波UV燈。這是Fusion公司的新産品,燈管長6英寸,兩端無金屬電極,靠微波激發燈管内吸收微波的物(wù)質分(fēn)子高速運動産生(shēng)熱量,再激發汞、金屬鹵化物(wù)等物(wù)質發光。鋁是反射微波的良好材料,微波源發射微波到橢圓鋁燈罩上,聚焦在無極燈管内激發汞或金屬鹵化物(wù)發光。

  微波燈的特點有:

  ①可調整輻射光強度随波長分(fēn)布特性,選擇輻射波長,使油墨達到理想的固化效果。

  ②由于燈管無電極,功率密度爲300W/cm時的壽命可達5000小(xiǎo)時,并且多次開(kāi)關不影響燈管壽命。

  ③由于微波源易控制,因此微波燈可快速頻(pín)繁啓動,但微波也有待機狀态(維持工(gōng)作狀态),隻有在這種狀态下(xià)才能快啓動。這一(yī)功能适合光盤和不幹膠印刷機配套使用,因爲網印光盤和不幹膠印刷多爲間歇式印刷。

  ④微波燈UV固化段光譜豐富,紅外(wài)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因爲無電極釋放(fàng),燈管兩端永遠不會發黑。

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

  ⑧微波燈價格較高,一(yī)套6英寸的固化裝置約5萬元人民币。目前國内市場主要用于與光盤印刷、電纜、管材、軟包裝等噴碼機配套的UV油墨的固化。

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

  (4)UV燈反光罩設計。科學地選擇反光材料,合理設計反光罩結構,能成倍提高固化效果,節省能量。純鋁經酸氧化形成的鋁晶體(tǐ)對UV光反射率達90%,而未經氧化處理的鋁闆反射UV光效率小(xiǎo)于60%;不鏽鋼對UV光反射率小(xiǎo)于60%;半導體(tǐ)鍍膜對UV光的反射率達94%,但成本較高。同時,紅外(wài)線、可見光可透過鍍層達到反光罩表面,并經冷卻裝置後散出。

  反光罩設計的發展趨勢是開(kāi)口和高度的變化,即截面積變小(xiǎo),以縮短反射光程,減少由于長光程産生(shēng)的光強度損失。另外(wài),反射罩頂端加反射闆改變了原來頂端開(kāi)通風孔的設計,使燈管頂端的輻射能反射到紙(zhǐ)面,如圖4所示。由于燈罩截面積小(xiǎo),燈管壁到反光面距離(lí)近,因而反射闆溫度過高,頂端反射闆阻風會影響燈罩散熱。解決方法是用水冷燈罩或加大(dà)散熱風量,合理設計散熱風路。


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