影響印刷機(jī)熱風(fēng)干燥效果的因素有哪些
http://www.sxbltgs.net 時(shí)間:2019年10月25日 關(guān)注數(shù):1298 次 |
摘要：隨著我國(guó)對(duì)印刷品溶劑殘留量控制的日益嚴(yán)格，而決定溶劑殘留量的關(guān)鍵是印刷機(jī)的干燥系統(tǒng)，因此加強(qiáng)干燥系統(tǒng)的研發(fā)有著重要的意義。
隨著我國(guó)對(duì)印刷品溶劑殘留量控制的日益嚴(yán)格，而決定溶劑殘留量的關(guān)鍵是印刷機(jī)的干燥系統(tǒng)，因此加強(qiáng)干燥系統(tǒng)的研發(fā)有著重要的意義。
一、印刷機(jī)熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的構(gòu)成
印刷機(jī)熱風(fēng)干燥系統(tǒng)是一個(gè)循環(huán)的流體場(chǎng)，新鮮空氣從新風(fēng)入口進(jìn)入混風(fēng)箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)換熱器加熱后進(jìn)入干燥箱內(nèi)部對(duì)印刷面進(jìn)行干燥，熱風(fēng)將大部分溶劑帶走排出，部分熱量經(jīng)過(guò)回風(fēng)管路繼續(xù)循環(huán)使用，整個(gè)過(guò)程是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中完成的。
常見的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1 常見熱風(fēng)干燥系統(tǒng)原理圖
干燥系統(tǒng)各組成部分：
1、干燥箱
對(duì)整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的熱風(fēng)進(jìn)行引導(dǎo)和分配，保證熱風(fēng)均勻有效地吹到承印物表面。熱風(fēng)不均勻會(huì)導(dǎo)致承印物兩邊受熱不均勻，易發(fā)生變形，從而影響套印精度。干燥箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如進(jìn)風(fēng)及排風(fēng)口的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)、風(fēng)嘴形狀的設(shè)計(jì)等）非常重要，會(huì)對(duì)風(fēng)速和風(fēng)量產(chǎn)生很大的影響。
2、換熱器
用于提供整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的熱能及干燥印刷油墨所需要的熱量。根據(jù)用戶的需求，可以設(shè)計(jì)為電加熱、蒸汽加熱、油加熱以及天燃?xì)饧訜岬确绞�。在溫度要求不高的情況下，一般選擇蒸汽加熱方式；對(duì)于溫度要求稍高一些的，可以選擇熱油加熱及電加熱方式。
3、通風(fēng)機(jī)
用于提供整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力及克服循環(huán)管路各部分的流動(dòng)阻力；干燥箱內(nèi)部形成的高速熱風(fēng)動(dòng)能也是從通風(fēng)機(jī)中獲得的。現(xiàn)在的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)通常采用離心式高壓風(fēng)機(jī)。
4、加熱循環(huán)管道
用于將加熱后的新鮮空氣通過(guò)通風(fēng)機(jī)輸送至干燥箱內(nèi)部。管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)，會(huì)降低對(duì)熱風(fēng)的阻力，提高風(fēng)機(jī)能量的利用，防止過(guò)多的能量消耗在克服管道阻力上。
5、排風(fēng)系統(tǒng)
用于將帶有溶劑蒸汽的廢氣排出，如果不能及時(shí)將廢氣排出，會(huì)使干燥箱內(nèi)溶劑溢出，從而對(duì)人體產(chǎn)生較大的危害。
二、影響干燥的因素分析
凹印油墨的干燥，內(nèi)部因素主要是取決于油墨中溶劑的揮發(fā)速度，不同種類的溶劑其揮發(fā)速度不同；當(dāng)溶劑溶解樹脂后，溶解度提高，其揮發(fā)速度變慢；而且油墨中加入的顏料、填充物等固體顆粒會(huì)使溶劑的揮發(fā)速度降低。
影響油墨干燥效果的外部因素主要有以下兩個(gè)方面：
1、熱量的傳遞和吸收
即油墨表面有熱風(fēng)吹入，將熱量通過(guò)導(dǎo)熱方式傳遞給油墨，油墨獲得熱量，其中的溶劑受熱漸漸揮發(fā)，油墨成膜。
2、墨膜表面負(fù)壓的大小
這與承印物和熱風(fēng)兩者的速度差以及干燥箱風(fēng)嘴接觸承印物的角度密切相關(guān)。
三、優(yōu)化設(shè)計(jì)思路
綜上所述，熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)速是熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的兩個(gè)主要性能參數(shù)，此外，還與印刷車間的溫度和室內(nèi)空氣流通因素有關(guān)。
就熱風(fēng)溫度而言，需要從以下幾點(diǎn)來(lái)考慮：
1、根據(jù)油墨中不同的溶劑種類來(lái)考慮熱風(fēng)溫度的設(shè)定
不同的溶劑有不同的揮發(fā)速度、溶解性以及沸點(diǎn)。溶劑型油墨中的溶劑主要有乙醇、異丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等。沸點(diǎn)低、蒸汽壓高的溶劑，很容易從油墨表面蒸發(fā)，只須用較高速度的熱風(fēng)將油墨表面蒸發(fā)出來(lái)的溶劑吹開即可。比如凹印機(jī)印刷時(shí)，干燥箱最高溫度達(dá)到70～80℃，干燥箱內(nèi)風(fēng)嘴寬度一般比料膜寬50～100mm就可以了，干燥箱吹風(fēng)區(qū)域1200～1600mm就能滿足干燥效果。
水溶性油墨中的溶劑是水和醇類的混合物，蒸發(fā)溫度在50～70℃，主要取決于水和醇的比例。熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的熱風(fēng)溫度一般在110～180℃。對(duì)于使用水溶性油墨的印刷機(jī)，其熱風(fēng)干燥箱的吹風(fēng)區(qū)域要加長(zhǎng)一些，可以達(dá)到3600mm左右。
2、承印物受熱時(shí)的拉伸強(qiáng)度考慮熱風(fēng)溫度的設(shè)定
PE、CPP 的軟化點(diǎn)較低，受熱時(shí)易伸長(zhǎng)，故干燥溫度不宜過(guò)高，一般控制在40℃左右；
BOPP 的干燥溫度一般在45～55℃；
PET、NY 的耐熱性較好，干燥溫度一般在55～65℃。在能干燥的前提下，干燥溫度不宜太高，否則容易出現(xiàn)“假干”現(xiàn)象，造成殘留溶劑增加。
3、從加熱溫度與印刷速度的關(guān)系考慮熱風(fēng)溫度的設(shè)定
印刷速度高，干燥時(shí)間短，干燥溫度也要相應(yīng)提高。歸根結(jié)底，就是要溶劑分子獲取足夠的能量，使之能夠克服樹脂分子間的作用力，從墨層中逸出。
四、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
綜上所述，我們從以下幾個(gè)方面對(duì)高速印刷機(jī)熱風(fēng)及干燥箱進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。
如圖2 所示：
圖2 高速機(jī)熱風(fēng)干燥系統(tǒng)原理圖
1、干燥箱結(jié)構(gòu)及風(fēng)嘴的優(yōu)化
干燥箱的固定箱體及活動(dòng)箱體均設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，以便于對(duì)薄膜的印刷面及非印刷面都進(jìn)行干燥，提高干燥效率。
風(fēng)嘴由原先的狹長(zhǎng)風(fēng)嘴更改為印刷面3D熱風(fēng)孔，非印刷面2D熱風(fēng)孔，以保證最高的能量轉(zhuǎn)移效率并減少導(dǎo)輥的數(shù)量，減少走料過(guò)程中的摩擦。
干燥箱長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為2200~6000mm，兼顧溶劑型油墨和水溶性油墨的使用，滿足高速印刷的干燥要求。
2、干燥系統(tǒng)的優(yōu)化
整個(gè)干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，減小沿途管道的熱量損失；加大換熱器的換熱面積，增強(qiáng)換熱效率；混風(fēng)箱、彎道處均設(shè)置導(dǎo)流板，保證風(fēng)量的均勻性。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)干燥系統(tǒng)的優(yōu)化，我司實(shí)現(xiàn)了高速印刷的目標(biāo)，對(duì)綠色、安全、環(huán)保的要求也初見成效，對(duì)以后更高速的發(fā)展提供了理論依據(jù)，為未來(lái)的綠色、安全、環(huán)保機(jī)型的持續(xù)優(yōu)化指明了方向。
(來(lái)自:包裝企業(yè)網(wǎng))
