Trend rozwoju technologii utwardzania i suszenia farb

Trend rozwoju technologii utwardzania i suszenia farb

Jesteśmy dużą firmą poligraficzną w Shenzhen w Chinach. Oferujemy wszystkie publikacje książkowe, druk książek w twardej oprawie, druk książek w okładkach papierowych, notatnik w twardej oprawie, druk książek sprial, druk książek w siodle, druk broszur, pudełko, kalendarze, wszelkiego rodzaju PCV, broszury produktowe, notatki, książki dla dzieci, naklejki, wszystkie rodzaje specjalnych produktów do drukowania w kolorze papieru, karty do gry i tak dalej.

Aby uzyskać więcej informacji prosimy odwiedzić

http://www.joyful-printing.com. Tylko ENG

http://www.joyful-printing.net

http://www.joyful-printing.org

email: info@joyful-printing.net

Na targach Drupa w ubiegłym roku maksymalna prędkość maszyn offsetowych do druku arkuszowego osiągnęła 20 000 arkuszy na godzinę, a maksymalna prędkość obrotowych pras gazetowych osiągnęła 100 000 kopii na godzinę. Klientami preferującymi te szybkie urządzenia są Chiny. Przemysł poligraficzny, zwłaszcza paczki papierosów, drukarnie gazetowe. Można powiedzieć, że zwiększenie prędkości drukowania ma ogromny potencjał dla samej maszyny drukarskiej, ale szybkość suszenia tuszu jest wąskim gardłem dla rozwoju. Dlatego badania nad utwardzaniem UV, suszeniem termicznym i szybkoschnącymi tuszami farb drukarskich są aktywne w ostatnich latach. Ten papier zaczyna się od zasady suszenia atramentu i omawia najnowsze osiągnięcia w dziedzinie utwardzania promieniami UV i suszenia cieplnego źródła światła oraz projektowania urządzeń.

Zasada suszenia i utwardzania atramentu

Suszenie farb drukarskich obejmuje głównie suszenie utlenionej spojówki, osmotyczne suszenie, lotne suszenie i suszenie promieniowaniem.

1. Suszenie spojówek tlenkowych

Atrament zawiera suchy olej, a nienasycone kwasy tłuszczowe w strukturze molekularnej oleju chemicznie reagują z tlenem w powietrzu i są polimeryzowane w strukturę sieci makromolekularnej przez liniową strukturę małej cząsteczki, tworząc substancję stałą. Ten proces reakcji chemicznej nazywa się utlenioną spojówką jest sucha.

2. Suszenie osmozy

Spoiwo atramentowe zawiera więcej oleju mineralnego, takiego jak benzyna, wysokowrząca nafta itp. Gdy olej mineralny w farbie przenika do porowatego włókna papierowego, pigment jest mocowany na powierzchni papieru w celu utworzenia stałej warstwy folii, co nazywa się osmotycznym suszeniem.

3. Lotne suszenie

Tusz zawiera dużą ilość lotnych substancji, takich jak alifatyczne węglowodory, kalafoniowe estry, aromatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe, alkohole, ketony, rozpuszczalniki estrowe i tym podobne. Po przeniesieniu tuszu na powierzchnię podłoża drukarskiego rozpuszczalnik odparowuje i pigment utrwala się, tworząc stałą warstwę folii, którą nazywa się suszeniem ulatniającym.

4. Utwardzanie promieniowaniem

Utwardzanie radiacyjne jest reakcją chemiczną, w której monomer chemiczny jest sieciowany do sieci polimerowej w celu utworzenia ciała stałego, a szybkość utwardzania jest szybka, a utworzona warstwa folii jest twarda i jasna, ale przyczepność jest słaba. Obecnie powszechnie stosuje się trzy rodzaje metod utwardzania radiacyjnego.

(1) Suszenie promieniowaniem podczerwonym. Atrament zawiera środek chelatujący i może być napromieniowany promieniowaniem podczerwonym o średniej długości fali o długości fali od 3 do 30 μm w celu przyspieszenia reakcji polimeryzacji, a wytworzone ciepło sprzyja odparowaniu rozpuszczalnika i przyspiesza schnięcie tuszu. Krótkofalowa, długofalowa podczerwień nie sprzyja wysuszeniu tuszu.

(2) Utwardzanie promieniowaniem UV (UV). Tusz zawiera fotoinicjator, taki jak benzofenon (długość fali absorpcji 240-340 nm), 2-tioksanton (długość fali absorpcji 200-400 nm) i inne pochodne, a fotoinicjator jest w zakresie 250-420 nm. Pod napromieniowaniem światłem UV nienasycona żywica inicjująca podwójne wiązanie może być szybko otwarta w mniej niż 0,1 sekundy, a usieciowanie, takie jak poliuretan lub akrylan epoksydowy, zostaje zestalone i wysuszone. Tusz utwardzalny promieniowaniem UV jest zasadniczo wolny od rozpuszczalników.

(3) Utwardzanie promieniowaniem wiązki elektronów (EB). Termodyczna lampa katodowa emituje wysokoenergetyczną promieniującą wiązkę elektronów, a długość fali promieniowania jest wybierana przez regulację emitera lampy katodowej, tak aby nie było światła widzialnego i promieniowania podczerwonego towarzyszącego promieniowaniu, i jest to całkowicie źródło zimnego światła. Wiązka elektronów ma wysoką efektywną intensywność promieniowania i może bezpośrednio powodować polimeryzację żywicy w ciało stałe. Dlatego fotoinicjator można pominąć w tuszu EB. Fotoinicjator w tuszu UV jest usuwany lub dodawany w niewielkiej ilości, aby służył jako atrament utwardzany wiązką elektronów.

Zwykle suszenie farby drukarskiej nie jest metodą pojedynczego suszenia, ale występuje kilka suszeń jednocześnie. Na przykład, suszenie farby offsetowej jest utlenioną spojówką, infiltracją, ulatnianiem się, itp., Które są spowodowane głównie przez utlenione suszenie spojówek; tusz do druku gazetowego jest głównie osmotycznym suszeniem; tusz do druku wklęsłego jest głównie lotny i suchy.

Wspólne urządzenia do suszenia i utwardzania atramentem

Suszenie tuszu jest często suszeniem złożonym, więc jaki sprzęt suszący jest używany, jak ustawić parametry i najlepszą wydajność suszenia przy jednoczesnym oszczędzaniu energii, jest najważniejszym problemem dla drukarek.

1. Sprzęt do suszenia na podczerwień

(1) Źródło światła. W przypadku suszenia tuszu najlepszy jest efekt podczerwieni średniej fali, a istnieją trzy rodzaje źródeł światła podczerwonego.

Pierwszy typ to źródło promieniowania drutu grzejnego, a typowym typem jest lampa kwarcowa z powłoką z drutu oporowego bez zamknięcia. Intensywności promieniowania cieplnego lampy nie można kontrolować za pomocą rozkładu długości fali światła, wydajność jest niska, cena jest niska, a żywotność wynosi około 2000 do 3000 godzin.

Drugim rodzajem źródła światła jest umieszczenie drutu oporowego w zamkniętej rurze kwarcowej i może naładować różne gazy w rurze, aby zmienić charakterystykę rozkładu długości fali światła promieniowania, a jednocześnie odizolować włókno od tlenu w powietrze, a wydajność promieniowania jest wysoka. Obecnie większość importowanych maszyn drukarskich jest wyposażona w takie źródło światła, a żywotność wynosi od 5 000 do 10 000 godzin. Jednak duża część energii promieniowania jest rozprowadzana w świetle widzialnym i dalekiej podczerwieni, a średnie fale podczerwone nie są zbyt bogate.

Trzeci typ to elektrotermiczna półprzewodnikowa lampa emitująca światło. Kształt to czerwony lub szary matowy materiał półprzewodnikowy pokryty na zewnątrz rury ceramicznej, a wewnętrzna ściana rury jest owinięta wokół drutu oporowego. Promieniowanie elektryczne jest wykorzystywane do indukowania promieniowania materiału półprzewodnikowego, a światło jest ciemnoczerwone lub czarne po zapaleniu lampy. Rozkład długości fali energii promieniowania można zmienić, wybierając materiał półprzewodnikowy, a wydajność promieniowania jest bardzo wysoka.

(2) Reflektor na podczerwień. Obecnie istnieją dwa rodzaje zwykłych, jeden to złocony odbłyśnik, który jest pokryty metalową folią około 180 °, metalowa folia odbija skuteczność podczerwieni do 90%; drugi to odbłyśnik z aluminium lub aluminium w kształcie elipsy lub figury, jak pokazano na rysunku 2, im bliżej klosza znajduje się lampa, tym wyższa skuteczność odbicia, najwyższy współczynnik odbicia może osiągnąć 85%.

(3) Rozpraszanie ciepła lamp podczerwieni. Powierzchnia lampy podczerwonej może być chłodzona metodą nadmuchiwania, a objętość powietrza nie wpływa na moc podczerwieni lampy. Ponieważ tylko około 1% energii wypromieniowanej przez lampę podczerwoną jest pochłaniane przez papier i atrament, a reszta energii jest całkowicie przekształcana w ciepło, powodując wzrost temperatury wokół maszyny, musi zostać wyczerpana do na zewnątrz lub z recyklingu.

(4) Zakres zastosowania. Lampy podczerwieni służą do suszenia tuszu w podczerwieni. Skuteczność suszenia nietypowych farb na podczerwień jest bardzo niska i nie działa nawet w przypadku niektórych farb. Podczerwień ma zdolność przenikania, może jednocześnie wysuszyć górną i dolną warstwę folii atramentowej, przyspieszyć penetrację atramentu i sprzyjać utlenianiu spojówki, zwłaszcza przy stosowaniu grubej warstwy farby drukarskiej i suszeniu lakieru. Wysuszający efekt offsetu, tłoczenia, sitodruku, farby drukarskiej, fleksograficznej farby drukarskiej i lakieru na bazie wody o niskiej zawartości rozpuszczalnika jest bardzo dobry.

2. Sprzęt do suszenia gorącym powietrzem

(1) Źródło ciepła. Istnieją trzy rodzaje źródeł ciepła do wytwarzania gorącego powietrza: elektryczne kanały gorącego powietrza, takie jak stal nierdzewna, szkło kwarcowe i przewody gorącego powietrza z powłok ceramicznych; wysokotemperaturowe rury olejowe, oleje wysokotemperaturowe podgrzewają powietrze przez rury, aby wytworzyć gorące powietrze; wysokotemperaturowe rury parowe wytwarzają parę o wysokiej temperaturze przez kotły w celu wytworzenia gorącego powietrza. .

(2) Urządzenie na gorące powietrze. Powietrze wokół źródła ciepła jest ogrzewane przez wentylator, który ma być wdmuchiwany na powierzchnię tuszu, a kąt między kierunkiem gorącego powietrza a przebiegiem papieru jest regulowany, aby poprawić wydajność suszenia gorącym powietrzem.

Im wyższa jest prędkość gorącego powietrza w stosunku do papieru, tym lepiej jest zmniejszyć ciśnienie pary na powierzchni papieru i zwiększyć szybkość odparowywania rozpuszczalnika; regulacja kierunku wiatru sprawia, że kierunek wiatru zwiększa efekt prędkości papieru, co bardziej sprzyja suszeniu. Prędkość wiatru w kanale gorącego powietrza nie powinna być niższa niż wymagana prędkość. W przeciwnym razie rozpraszanie ciepła na powierzchni kanału wypali rurę. Prędkość wiatru nie powinna być zbyt wysoka, ponieważ część energii zostanie utracona podczas cyklu wiatru, a optymalny efekt suszenia można osiągnąć poprzez odpowiedni dobór ciśnienia wentylatora i objętości powietrza.

(3) Zakres zastosowania. Nadaje się do suszenia plastikowych farb do druku wklęsłego i fleksograficznego oraz lakierów na bazie rozpuszczalników, a także może przyspieszyć suszenie farb i lakierów na bazie wody.

3. Urządzenia do utwardzania UV

(1) Źródło światła. Powszechnie stosowane wysokociśnieniowe lampy rtęciowe i lampy metalohalogenkowe. Wysokociśnieniowe lampy rtęciowe są wzbudzane przez atomy rtęci, tworząc ciągłe widmo, które reguluje zawartość rtęci w rurze lampy, tak że długość fali promieniowania wynosi 254-420 nm w sekcji utwardzania, a promienie ultrafioletowe są bogate. Lampa metalohalogenkowa jest halogenkiem metalu, takim jak gal lub żelazo dodawanym do lampy rtęciowej, a promieniowanie jest wzbudzane w warunkach wzbudzenia rtęci. Różne metale mogą być dodawane zgodnie z różnicą widma absorpcji tuszu, tak że lampa UV absorbuje więcej tuszu i absorbuje go. Fale świetlne poprawiają wydajność utwardzania.

Lampy metalohalogenkowe mają wyjątkowo niską zawartość zanieczyszczeń i wysoką czystość materiałów elektrodowych. Dlatego proces wytwarzania jest skomplikowany, trudny i kosztowny. Obecnie wysokiej jakości lampy metalohalogenkowe o dużej mocy nie mogą być produkowane w Chinach. Istniejącymi na rynku są American Fusion, Niemcy IST, produkty takich firm jak Yanqi, Japonia. Lampa o gęstości mocy 160 W / cm ma żywotność do 2000 godzin, a głowica lampy nie jest czarna. Nadal może osiągnąć 50% promieniowania po 4000 godzinach.

(2) Źródło zimnego światła UV. Gdy lampa UV zostanie zapalona, jej temperatura wewnętrzna powinna osiągnąć 600 ~ 1000 ° C. Jeśli temperatura wewnątrz lampy jest zbyt niska lub prędkość wiatru jest zbyt wysoka, lampa zgaśnie, więc „źródło zimnego światła” w rzeczywistości nie istnieje, ale można zastosować system chłodzenia lampy.

(3) Mikrofalowe lampy UV. To nowy produkt firmy Fusion. Lampa ma 6 cali długości i nie ma metalowych elektrod na obu końcach. Mikrofala stymuluje szybki ruch molekuł, które pochłaniają mikrofale w lampie w celu generowania ciepła, a następnie pobudza rtęć, halogenki metali i inne substancje do emitowania światła. Aluminium jest dobrym materiałem do odbijania mikrofal. Źródło mikrofal emituje mikrofale na eliptycznym kloszu z aluminium, koncentrując się na indukcji rtęci lub luminescencji halogenku metalu w lampie bezelektrodowej.

Charakterystyka lamp mikrofalowych:

1 Regulowane natężenie promieniowania o charakterystyce rozkładu długości fali, wybierz optymalną długość fali promieniowania, aby atrament osiągnął pożądany efekt utwardzania.

2 Ponieważ lampa nie ma elektrody, żywotność może osiągnąć 5000 godzin, gdy gęstość mocy wynosi 300 W / cm, a przełącznik nie wpływa na żywotność lampy.

3 Ponieważ źródło mikrofal jest łatwe do sterowania, lampa mikrofalowa może być uruchamiana często i często, ale kuchenka mikrofalowa ma również stan gotowości (utrzymując stan roboczy), a tylko w tym stanie można szybko uruchomić. Ta funkcja jest odpowiednia do stosowania z dyskami optycznymi i samoprzylepnymi prasami drukarskimi, ponieważ dyski do sitodruku i drukowanie samoprzylepne są głównie drukowaniem przerywanym.

4 lampy mikrofalowe Sekcja utwardzania UV jest bogata w widmo, mniej pasma podczerwieni, więc temperatura promieniowania mikrofalowego jest niższa.

5 Ponieważ lampa mikrofalowa nie ma elektrod, wygodnie jest wymienić rurkę lampy i nie jest wymagane okablowanie.

6 Ponieważ nie ma zwolnienia elektrody, końce lampy nigdy nie staną się czarne.

7 Ze względu na ograniczenia trybu transmisji mikrofalowej maksymalna długość lampy mikrofalowej wynosi 6 cali. Połączenie rury może zwiększyć szerokość utwardzania. Ponieważ szczelina rury jest mała, punkt dokowania nie wpłynie na efekt utwardzania.

8 lamp mikrofalowych jest droższych, zestaw 6-calowych urządzeń do utwardzania to około 50 000 juanów. Obecnie rynek krajowy jest używany głównie do utwardzania farb UV dopasowanych do druku atramentowego, kabli, rur, opakowań elastycznych i innych drukarek atramentowych.

9 Lampa mikrofalowa oświetlająca materiał jest taka sama jak zwykła lampa UV, a rozkład długości fali promieniowania jest również taki sam, więc nie jest potrzebny specjalny atrament.

(4) Konstrukcja reflektora lampy UV. Naukowo dobór materiałów odblaskowych i racjonalne projektowanie struktury odbłyśnika może podwoić efekt utwardzania i zaoszczędzić energię. Kryształ aluminium powstały w wyniku utleniania kwasu z czystego aluminium ma współczynnik odbicia 90% do światła UV, podczas gdy światło aluminium bez obróbki utlenionej odzwierciedla skuteczność światła UV poniżej 60%; współczynnik odbicia stali nierdzewnej do światła UV jest mniejszy niż 60%; i odbicie światła UV przez powłokę półprzewodnikową Stawka wynosi 94%, ale koszt jest wyższy. W tym samym czasie promienie podczerwone i światło widzialne mogą przejść przez warstwę plateru, aby dotrzeć do powierzchni reflektora i są odprowadzane przez urządzenie chłodzące.

Trendem rozwoju konstrukcji reflektora jest zmiana otworu i wysokości, czyli powierzchnia przekroju staje się mniejsza, aby skrócić ścieżkę odbicia i zmniejszyć utratę intensywności światła z powodu długiej długości ścieżki. Ponadto, górna część reflektora i reflektor zmieniają projekt oryginalnego górnego otworu wentylacyjnego, tak że energia promieniowania na szczycie rury jest odbijana na papierze, jak pokazano na rysunku 4. Ponieważ pole przekroju poprzecznego pokrywa lampy jest niewielka, odległość od ściany lampy do powierzchni odbijającej jest zbyt wysoka, więc temperatura reflektora jest zbyt wysoka, a opór wiatru górnego reflektora wpływa na rozpraszanie ciepła osłony lampy. Rozwiązaniem jest użycie pokrywy zimnej wody lub zwiększenie ilości rozpraszania ciepła, aby prawidłowo zaprojektować ścieżkę powietrza chłodzącego.

Wprowadzenie do zaawansowanych urządzeń do utwardzania

1. Mikrofalowe urządzenia do utwardzania UV

Cechą charakterystyczną urządzenia jest to, że ze względu na potrzeby kanału transmisji mikrofalowej lampa ma dużą objętość i nie powinna być instalowana w kanale doprowadzającym maszyny do druku offsetowego arkuszowego, na ogół z maszyną fleksograficzną typu jednostkowego, wklęsłodrukiem druk maszynowy, stołowy i samoprzylepny. Maszyna nadaje się do użytku, a dysk optyczny i system drukowania atramentowego nadają się również do sprzętu, ale ze względu na wysoką cenę, drukarnia jest rzadko używana.

2. Urządzenia do utwardzania UV o dużej gęstości mocy

Wytwarzana w Japonii lampa elektrodowa ma gęstość mocy 240-300 W / cm, która może być stosowana do utwardzania rotacyjnego druku pasty srebra UV w zespole drukującym; gęstość mocy lampy UV amerykańskiej maszyny fleksograficznej McAndy. Osiągnął 400 W / cm, a szybkość utwardzania 150 m / min; gęstość mocy lampy mikrofalowej firmy Fusion wynosi 400 W / cm.

Urządzenia do utwardzania UV o wysokiej gęstości nie tylko przyspieszają szybkość utwardzania, ale także ułatwiają całkowite utwardzenie warstwy podkładowej farby UV na grubych warstwach tuszu UV i szorstkim papierze. Ponadto zwiększenie gęstości mocy lampy UV może zmniejszyć czułość tuszu UV i zmniejszyć zawartość fotoinicjatora, poprawiając w ten sposób stabilność i czułość tuszu UV, ułatwiając przechowywanie i transport oraz obniżając cenę.

3. System utwardzania UV chłodzony wodą

Ze względu na rozwój koncepcji projektowania urządzeń drukujących, struktura maszyny drukarskiej jest bardziej kompaktowa i piękna, a większy kanał chłodzenia powietrzem utwardzającym UV nie może już spełniać wymagań. Dlatego takie maszyny drukarskie zwykle wykorzystują chłodzone wodą urządzenia do utwardzania UV. Na przykład, system suszenia UV importowanej wielobarwnej maszyny offsetowej jest chłodzony wodą, a satelitarna drukarka samoprzylepna jest również wyposażona w chłodzony wodą system UV.

Autor często znajduje w drukarni, że istnieje wiele nieuzasadnionych zjawisk w procesie suszenia i utwardzania atramentu, co powoduje duże straty energii elektrycznej. Na przykład niektóre urządzenia do leczenia są nienaukowe, chociaż cena jest tania, ale wydajność jest bardzo niska. Prędkość pary szklarek jest mniejsza niż 3000 arkuszy na godzinę. Stosowane są trzy lampy UV o mocy 10 kW. Można użyć lampy 12 kW. Na przykład zasilanie przedniego i tylnego systemu utwardzania urządzenia drukującego typu jednostkowego jest nieuzasadnione, co powoduje prędkość drukowania. Wielu producentów bierze pod uwagę jedynie koszt sprzętu, ignorując koszty energii elektrycznej. W odpowiedzi na powyższe problemy zaleca się, aby firma poligraficzna rozważyła wiele aspektów przy wyborze sprzętu do utwardzania.