墨干燥往往是復合干燥,因此用什么干燥設備,參數(shù)如何設置,使干燥效率*的同時還能節(jié)省能量是印刷者zui為關心的問題。
1.紅外線干燥設備
(1)光源。對于油墨干燥,中波紅外線的效果*,常用紅外線光源有3種。
*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,并可在燈管內充不同氣體,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)在進口印刷機大都配這種光源,壽命達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近紅外線段,中波紅外線不是很豐富。
第三種是電熱半導體發(fā)光燈管。外形是陶瓷管外涂紅色或灰色無光半導體材料,管內壁繞電阻絲。依靠電熱引發(fā)半導體材料輻射發(fā)光,燈管點燃時光呈暗紅或黑色,通過選擇半導體材料可改變輻射能量的波長分布,而且輻射效率*。
(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,zui高反射率可達85%。
(3)紅外線燈的散熱問題。紅外線燈管表面散熱可用吹風法,且風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*轉化成熱量,造成機器周圍升溫,需要用吸風裝置將其排到室外或循環(huán)利用。
(4)適用范圍。紅外線燈應用于紅外線油墨干燥,對非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,促進氧化結膜,尤其是應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。
2.熱風干燥設備
(1)熱源。產生熱空氣的熱源有3種:電熱風管,如不銹鋼、石英玻璃、陶瓷外殼的熱風管;高溫油管,高溫機油通過管道加熱空氣產生熱風;高溫汽管,通過鍋爐產生高溫蒸汽而產生熱風。
(2)熱風裝置。通過風機將熱源周圍的空氣加熱,吹到油墨表面,調節(jié)熱風方向與紙張運行的角度可改善熱風干燥的效率。
熱風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;調節(jié)風向使風向對紙張運行速度形成相加效果,更有利于干燥。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,因為風循環(huán)過程中會損失一些能量,適當選擇風機壓力和風量才可達到*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。
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(fā)形成連續(xù)光譜,調節(jié)燈管內的汞含量,使輻射波長在固化段254~420nm,紫外線較豐富。金屬鹵素燈是在汞燈內添加如鎵、鐵等金屬鹵化物,在汞激發(fā)條件下激發(fā)其產生輻射,可根據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,金屬鹵素燈管內雜質含量極小,電極材料純度高,因此制造工藝復雜、難度高、價格高,目前國內尚不能生產高質量、高功率金屬鹵素燈,市場上現(xiàn)有的是美國Fusion、德國IST、日本研琦等公司的產品。功率密度160W/cm的燈管壽命可達2000小時而燈頭不黑,4000小時后仍可達50%輻射率。
(2)冷UV光源。UV燈點燃時其內部溫度要達到600~1000℃。燈內溫度過低或風速過大燈會熄滅,因此“冷光源”實際是不存在的,只是可采用燈具冷卻系統(tǒng)。
(3)UV燈反光罩設計??茖W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(jié)省能量。純鋁經酸氧化形成的鋁晶體對UV光反射率達90%,而未經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%;半導體鍍膜對UV光的反射率達94%,但成本較高。同時,紅外線、可見光可透過鍍層達到反光罩表面,并經冷卻裝置后散出。
(4)微波UV燈。這是Fusion公司的新產品,燈管長6英寸,兩端無金屬電極,靠微波激發(fā)燈管內吸收微波的物質分子高速運動產生熱量,再激發(fā)汞、金屬鹵化物等物質發(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,聚焦在無極燈管內激發(fā)汞或金屬鹵化物發(fā)光。
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