Musteen kovettumisen ja kuivaustekniikan kehityssuuntaus
Olemme suuri painotalo Shenzhenissä Kiinassa. Tarjoamme kaikki kirjajulkaisut, kovakantinen kirjapaino, paperi-kirjapainatus, kovakantinen muistikirja, sprial-kirjapaino, satulan kirjapainatus, vihkotulostus, pakkauslaatikko, kalenterit, kaikenlaiset PVC-tuotteet, tuote-esitteet, muistiinpanot, lasten kirja, tarrat, kaikki Erilaisia erikoispaperitulostustuotteita, pelikortteja ja niin edelleen.
Lisätietoja on osoitteessa
http://www.joyful-printing.com. Vain ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
sähköposti: info@joyful-printing.net
Viime vuonna Drupan offsetpuristimien suurin nopeus on saavuttanut 20 000 arkkia tunnissa, ja pyörivien sanomalehtipuristimien suurin nopeus on saavuttanut 100 000 kappaletta tunnissa. Nämä nopeita koneita suosivat asiakkaat ovat Kiina. Painoteollisuus, erityisesti savukepakkaukset, sanomalehtipainokoneet. Voidaan sanoa, että tulostusnopeuden kasvattamisella on suuri mahdollisuus itse painokoneeseen, mutta musteen kuivumisnopeus on kehitykselle pullonkaula. Siksi UV-kovettumis-, lämpö- ja nopeasti kuivuvien musteiden tutkimus on ollut aktiivista viime vuosina. Tämä paperi alkaa musteen kuivumisperiaatteesta ja käsittelee UV-kovettumisen ja lämmön kuivauksen valonlähteen ja laitteen suunnittelun viimeisintä kehitystä.
Musteen kuivumisen ja kovettumisen periaate
Painomusteiden kuivaus sisältää pääasiassa hapettuneen sidekalvon kuivumisen, osmoottisen kuivauksen, haihtuvan kuivumisen ja säteilykuivauksen.
1. Oxide-sidekalvon kuivaus
Muste sisältää kuivaa öljyä ja öljyn molekyylirakenteessa oleva tyydyttymätön rasvahappo reagoi kemiallisesti ilman hapen kanssa ja polymeroidaan makromolekyyliseen verkko- rakenteeseen pienen molekyylin lineaarisen rakenteen avulla kiinteän aineen muodostamiseksi. Tätä kemiallista reaktioprosessia kutsutaan hapettuneeksi sidekalvoksi on kuiva.
2. Osmoosikuivaus
Mustesideaine sisältää enemmän mineraaliöljyä, kuten bensiiniä, korkealla kiehuvaa petrolia jne. Kun mineraaliöljy imeytyy musteeseen huokoiseen paperikuituun, pigmentti kiinnitetään paperin pinnalle kiinteän kalvokerroksen muodostamiseksi, jota kutsutaan osmoottiseksi kuivaksi.
3. Haihtuva kuivaus
Muste sisältää suuren määrän haihtuvia aineita, kuten alifaattisia hiilivetyhartsiestereitä, aromaattisia hiilivetyliuottimia, alkoholeja, ketoneja, esteriliuottimia ja vastaavia. Kun muste on siirretty painosubstraatin pinnalle, liuotin haihtuu ja pigmentti kiinnitetään kiinteän kalvokerroksen muodostamiseksi, jota kutsutaan haihtumiskuivaukseksi.
4. Säteilyn kovettuminen
Säteilykovetus on kemiallinen reaktio, jossa kemiallinen monomeeri silloitetaan polymeeriverkkoon kiinteän aineen muodostamiseksi ja kovettumisnopeus on nopea, ja muodostunut kalvokerros on kovaa ja kirkasta, mutta tarttuvuus on heikko. Tällä hetkellä yleisesti käytetään kolmea erilaista säteilyn kovetusmenetelmää.
(1) Infrapunasäteilyn kuivaus. Muste sisältää kelatoivan aineen, ja sitä voidaan säteilyttää keskipitkällä infrapunasäteellä, jonka aallonpituus on 3 - 30 um polymerointireaktion nopeuttamiseksi, ja tuotettu lämpö edistää liuottimen haihtumista ja nopeuttaa musteen kuivumista. Lyhytaaltoinen, pitkän aallon infrapuna ei edistä musteen kuivumista.
(2) UV (UV) säteilykovettuminen. Muste sisältää fotoinitiaattorin, kuten bentsofenonin (absorptio- aallonpituus 240-340 nm), 2-tioksantonia (absorptio- aallonpituus 200-400 nm) ja muita johdannaisia, ja fotoinitiaattori on alueella 250-420 nm. UV-valon säteilytyksessä tyydyttymätön kaksoissidoksen aloittava hartsi voidaan avata nopeasti alle 0,1 sekunnissa, ja silloittuminen, kuten polyuretaani tai epoksiakrylaatti, kiinteytyy ja kuivataan. UV-kovettuva muste on oleellisesti vapaa liuottimista.
(3) Elektronisäteilyn (EB) säteilykovettuminen. Termioninen katodiputki säteilee korkean energian säteilevän elektronisäteen, ja säteilyn aallonpituus valitaan säätämällä katodiputken emitteriä, niin että säteilyn mukana ei ole näkyvää valoa ja infrapunasädettä, ja se on täysin kylmä valonlähde. Elektronisäteellä on korkea tehollinen säteilyintensiteetti ja se voi suoraan aiheuttaa sen, että hartsi polymeroituu kiinteäksi aineeksi. Siksi fotoinitiaattori voidaan jättää pois EB-musteessa. UV-musteessa oleva fotoinitiaattori poistetaan tai lisätään pieneen määrään, joka toimii elektronisuihkun kovettumismustana.
Yleensä painovärin kuivaus ei ole yksittäinen kuivausmenetelmä, mutta samanaikaisesti tapahtuu useita kuivausmenetelmiä. Esimerkiksi offset-musteen kuivaaminen on hapettunut sidekalvo, tunkeutuminen, haihtuminen jne., Jotka johtuvat pääasiassa hapettuneesta sidekalvon kuivumisesta; sanomalehtipaino on pääasiassa osmoottista kuivumista; syväpainoväri on pääasiassa haihtuvaa ja kuivaa.
Yleinen musteen kuivaus- ja kovetuslaite
Musteiden kuivaus on usein yhdisteen kuivaus, joten mitä kuivauslaitteita käytetään, miten asetetaan parametrit ja paras kuivausteho samalla kun säästät energiaa, on kaikkein huolissaan tulostimille.
1. Infrapuna-kuivauslaitteet
(1) Valonlähde. Musteen kuivumisen kannalta keskipitkän aaltojen vaikutus on paras, ja infrapunavalon lähteitä on kolme.
Ensimmäinen tyyppi on lämmityslangan säteilylähde, ja yleinen tyyppi on ei-suljettu resistentti viirapäällystetty kvartsilamppu. Lampun lämpösäteilyn intensiteettiä ei voida säätää valon aallonpituuden jakautumisella, tehokkuus on alhainen, hinta on alhainen ja käyttöikä on noin 2000 - 3000 tuntia.
Toinen valonlähde on sijoittaa vastusviira suljettuun kvartsiputkeen, ja se voi ladata putkessa erilaisia kaasuja säteilevän valon aallonpituuden jakautumisominaisuuksien muuttamiseksi, ja samalla eristää hehkulangan happesta ilman ja säteilyn tehokkuus on korkea. Tällä hetkellä suurin osa tuoduista painokoneista on varustettu tällaisella valonlähteellä, ja käyttöikä on 5 000 - 10 000 tuntia. Suuri osa säteilyenergiasta kuitenkin jakautuu näkyviin valo- ja infrapunasäteisiin, ja keski- aaltoinfrapunasäteet eivät ole kovin rikkaita.
Kolmas tyyppi on sähkölämpöinen puolijohdevalaisin. Muoto on punainen tai harmaa matta puolijohdemateriaali, joka on päällystetty keraamisen putken ulkopuolelle, ja putken sisäseinämä kierretään vastusviiran ympärille. Sähkösäteilyä käytetään puolijohdemateriaalin säteilyn aikaansaamiseen, ja valo on tummanpunainen tai musta, kun lamppu sytytetään. Säteilyn energian aallonpituusjakaumaa voidaan muuttaa valitsemalla puolijohdemateriaali, ja säteilytehokkuus on erittäin korkea.
(2) Infrapunalampun heijastin. Tällä hetkellä on olemassa kahdenlaisia yleisimpiä, yksi on kullattu heijastin, joka on päällystetty metallikalvolla noin 180 °, metallikalvo heijastaa infrapunatehokkuutta jopa 90%; toinen on elliptinen tai kuvion muotoinen alumiini- tai alumiinilevy Heijastin, kuten kuvassa 2 on esitetty, mitä lähempänä lamppu on lampunvarjostimella, sitä suurempi heijastustehokkuus, korkein heijastavuus voi nousta 85%: iin.
(3) Infrapunalamppujen lämmöntuotto. Infrapunavalaisimen pintaa voidaan jäähdyttää puhallusmenetelmällä, ja ilman tilavuus ei vaikuta lampun infrapunavirtatehoon. Koska paperi ja muste absorboivat vain noin 1% infrapunavalaisimen säteilemästä energiasta, ja loput energiasta muunnetaan kokonaan lämpöksi, jolloin lämpötila nousee koneen ympärille, se on käytettävä loppuun. ulkopuolella tai kierrätettävä.
(4) Soveltamisala. Infrapuna-lamppuja käytetään infrapuna-musteen kuivaukseen. Ei-erityisten infrapuna- musteiden kuivausteho on hyvin alhainen, eikä se toimi edes joidenkin musteiden osalta. Infrapunalla on tunkeutuva teho, voi samanaikaisesti kuivata mustekalvon ylä- ja ala- kerrokset, nopeuttaa musteen tunkeutumista ja edistää sidekalvon hapettumista, erityisesti paksu muste- kerroksen painatus ja lakkakuivaaminen. Offsetin, kohokuvioinnin, seulan, painovärin, fleksopainovärin ja vesipohjaisen lakan kuivausvaikutus on erittäin hyvä.
2. Kuuman ilman kuivauslaitteet
(1) Lämmönlähde. Kuumailman tuottamiseksi on olemassa kolmenlaisia lämmönlähteitä: sähköiset kuumailmaputket, kuten ruostumattoman teräksen, kvartsilasin ja keraamisten kuorien kuumien ilmakanavien; korkean lämpötilan öljyputket, korkean lämpötilan öljyt lämmittävät ilmaa putkien läpi kuumien ilman tuottamiseksi; korkean lämpötilan höyryputket tuottavat korkean lämpötilan höyryä kattiloiden läpi kuuman ilman tuottamiseksi. .
(2) Kuuman ilman laite. Lämmönlähteen ympärillä olevaa ilmaa lämmitetään puhaltimella, joka puhalletaan musteen pinnalle, ja kuuman ilman suunnan ja paperin kulun välinen kulma säädetään kuumaa ilmakuivausta tehostamaan.
Mitä suurempi kuuman ilman nopeus suhteessa paperiin, sitä parempi on vähentää paperin pinnan höyrynpainetta ja lisätä liuottimen haihtumisnopeutta; tuulen suunnan säätäminen lisää tuulen suunnan vaikutusta paperin juoksunopeuteen, joka suosii kuivumista. Kuuman ilman kanavan tuulen nopeuden ei pitäisi olla pienempi kuin vaadittu nopeus. Muuten kanavan pinnalla oleva lämpöhäviö polttaa putken. Tuulen nopeuden ei pitäisi olla liian korkea, koska tuulen syklin aikana menetetään jonkin verran energiaa, ja optimaalinen kuivausvaikutus voidaan saavuttaa valitsemalla asianmukaisesti tuulettimen paine ja ilmamäärä.
(3) Soveltamisala. Se soveltuu muovi- ja fleksopainomusteiden ja liuotinpohjaisten lakkojen kuivaukseen ja voi myös nopeuttaa vesipohjaisten musteiden ja lakkojen kuivumista.
3.UV-kovetuslaitteet
(1) Valonlähde. Yleisesti käytettävät suurpainelamput ja metallihalidilamput. Elohopeaatomit herättävät korkeapainelamppuja jatkuvan spektrin muodostamiseksi, joka säätää lampun putken elohopeapitoisuutta siten, että säteilyn aallonpituus on 254-420 nm kovetusosassa ja ultraviolettisäteet ovat rikkaita. Metallihalogenidilamppu on elohopealamppuun lisätty metallihalogenidi, kuten gallium tai rauta, ja säteily virittyy elohopean viritystilassa. Eri metallit voidaan lisätä musteen absorptiospektrin eron mukaan siten, että UV-lamppu imee enemmän mustetta ja absorboi sen. Valon aallot parantavat kovettumisen tehokkuutta.
Metallihalidilampuilla on erittäin alhainen epäpuhtauspitoisuus ja elektrodimateriaalien suuri puhtaus. Siksi valmistusprosessi on monimutkainen, vaikea ja kallis. Tällä hetkellä Kiinassa ei voida valmistaa korkealaatuisia, suuritehoisia metallihalogenidilamppuja. Nykyiset markkinoilla ovat American Fusion, Saksa IST, Yanqi-yhtiöiden, Japanin tuotteet. Lampulla, jonka tehotiheys on 160 W / cm, käyttöikä on jopa 2000 tuntia ja lampun pää ei ole musta. Se voi silti saavuttaa 50% säteilyn 4000 tunnin kuluttua.
(2) Kylmä UV-valonlähde. Kun UV-lamppu syttyy, sen sisäisen lämpötilan tulisi olla 600 ~ 1000 ° C. Jos lampun lämpötila on liian alhainen tai tuulen nopeus on liian korkea, lamppu sammuu, joten kylmän valonlähde ei oikeastaan ole olemassa, mutta lampun jäähdytysjärjestelmää voidaan käyttää.
(3) UV-lamput. Tämä on Fusion Companyn uusi tuote. Lamppu on 6 tuumaa pitkä eikä siinä ole metallielektrodeja kummassakin päässä. Mikroaaltouuni stimuloi niiden molekyylien nopeaa liikettä, jotka absorboivat lampun mikroaallot lämmön tuottamiseksi, ja sitten virittää elohopeaa, metallihalogenideja ja muita aineita säteilemään valoa. Alumiini on hyvä materiaali mikroaaltojen heijastamiseksi. Mikroaaltolähde säteilee mikroaaltoja elliptiselle alumiinivalaisimelle, joka keskittyy elohopean tai metallihalogenidin luminesenssin induktioon elektrodittomassa lampussa.
Mikroaaltolamppujen ominaisuudet ovat:
1 Säädettävä säteilyintensiteetti, jossa on aallonpituuden jakautumisominaisuudet, valitsee optimaalisen säteilyn aallonpituuden siten, että muste saavuttaa halutun kovetusvaikutuksen.
2 Koska lampussa ei ole elektrodia, käyttöikä voi olla 5000 tuntia, kun tehotiheys on 300 W / cm, ja kytkin ei vaikuta lampun käyttöikään.
3 Koska mikroaaltolähdettä on helppo hallita, mikroaaltouunin lamppu voidaan käynnistää usein ja usein, mutta mikroaaltouunissa on myös valmiustila (ylläpitää toimintatilaa), ja vain tässä tilassa nopea käynnistys. Tämä toiminto soveltuu käytettäväksi optisten levyjen ja itseliimautuvien painokoneiden kanssa, koska näytön tulostuslevyt ja itseliimautuva tulostus ovat pääosin ajoittaista tulostusta.
4 mikroaalto- lamppu UV-kovetusosassa on runsaasti spektriä, vähemmän infrapunakaistaa, joten mikroaaltosäteilyn lämpötila on alhaisempi.
5 Koska mikroaallon lampussa ei ole elektrodeja, lampun putkea on helppo vaihtaa ja johdotusta ei tarvita.
6 Koska elektrodia ei ole, lampun päät eivät koskaan pääse mustaksi.
7 Mikroaaltouunin rajoituksen vuoksi mikroaaltouunin maksimipituus on 6 tuumaa. Putken liitäntä voi lisätä kovettumisleveyttä. Koska putken aukko on pieni, telakointiasema ei vaikuta kovettumisvaikutukseen.
8 mikroaalto- lamppua ovat kalliimpia, joukko 6 tuuman kovetuslaitteita on noin 50 000 yuania. Tällä hetkellä kotimarkkinoita käytetään pääasiassa mustesuihkutulostukseen, kaapeleihin, putkiin, joustaviin pakkauksiin ja muihin mustesuihkutulostimiin sopivien UV-musteiden kovettamiseen.
9 Mikroaallon valaiseva materiaali on sama kuin tavallinen UV-lamppu, ja myös säteilyn aallonpituusjakauma on sama, joten erityistä mustetta ei tarvita.
(4) UV-lampun heijastin. Heijastavien materiaalien tieteellinen valinta ja heijastinrakenteen järkevä suunnittelu voi kaksinkertaistaa kovettumisvaikutuksen ja säästää energiaa. Puhtaan alumiinin hapon hapetuksessa muodostuvalla alumiinikiteellä on 90%: n heijastavuus UV-valolle, kun taas alumiinivalo ilman hapetettua käsittelyä heijastaa UV-valon tehokkuutta alle 60%; ruostumattoman teräksen heijastavuus UV-valoon on alle 60%; ja UV-valon heijastuminen puolijohdepinnoitteella Nopeus on 94%, mutta hinta on korkeampi. Samalla infrapunasäteet ja näkyvä valo voivat kulkea pinnoitekerroksen läpi heijastimen pinnan saavuttamiseksi ja ne purkautuvat jäähdytyslaitteen läpi.
Heijastinsuunnittelun kehityssuunta on aukon ja korkeuden muutos, ts. Poikkileikkauspinta-ala pienenee heijastuspolun lyhentämiseksi ja vähentämään valon voimakkuuden menetystä pitkän reitin pituuden vuoksi. Lisäksi heijastimen ja heijastimen yläosa muuttavat alkuperäisen yläventtiilin rakennetta niin, että putken yläosassa oleva säteilyenergia heijastuu paperiin, kuten kuviossa 4 on esitetty. lampun kansi on pieni, etäisyys lampun seinämästä heijastavaan pintaan on liian korkea, joten heijastimen lämpötila on liian korkea, ja yläheijastimen tuulen kestävyys vaikuttaa lampun kannen lämmönpoistoon. Ratkaisuna on käyttää kylmän veden peitettä tai lisätä lämmöntuotannon määrää jäähdytysilman reitin asianmukaiseksi suunnittelemiseksi.
Johdatus kehittyneisiin kovetuslaitteisiin
1. Mikroaaltouunin UV-kovetuslaitteet
Laitteen ominaisuus on, että mikroaaltouuni-lähetyskanavan tarpeiden vuoksi lampulla on suuri tilavuus ja sitä ei pitäisi asentaa levytuotetun offsetpainokoneen syöttökanavaan, yleensä yksikkötyyppisen fleksopainokoneen, syväpainatuksen kanssa. kone, pöytä ja itseliimautuva painatus. Kone soveltuu käytettäväksi, ja optinen levy- ja mustesuihkutulostusjärjestelmä sopii myös laitteisiin, mutta korkean hinnan vuoksi tulostuslaitosta käytetään harvoin.
2. Suuritehoiset UV-kovetuslaitteet
Japanissa tuotetun elektrodin UV-lampun teho-tiheys on 240-300 W / cm, jota voidaan käyttää UV-hopean tahnan pyörivän tulostuksen kovettamiseen muotopainoyksikössä; amerikkalaisen McAndyn fleksopainokoneen UV-lampun tehon tiheys. Se on saavuttanut 400 W / cm ja kovetusnopeus on 150 m / min; Fusion Companyn mikroaalto- lampun tehon tiheys on 400 W / cm.
Suuritehoinen UV-kovetuslaite nopeuttaa kovettumisnopeutta, mutta myös helpottaa UV-musteen pohjakerroksen täydellistä kovettumista paksuilla UV-mustekerroksilla ja karkealla paperilla. Lisäksi UV-lampun tehon tiheyden lisääminen voi vähentää UV-musteen herkkyyttä ja vähentää fotoinitiaattorin sisältöä, mikä parantaa UV-musteen stabiilisuutta ja herkkyyttä, helpottaa varastointia ja kuljetusta ja vähentää hintaa.
3. Vesijäähdytys UV-kovetusjärjestelmä
Tulostuslaitteiden suunnittelukonseptin kehittämisen ansiosta painokoneen rakenne on pienempi ja kauniimpi, ja suurempi UV-kovettuva ilmajäähdytyskanava ei enää täytä vaatimuksia. Siksi tällaiset painokoneet käyttävät yleensä vesijäähdytteisiä UV-kovetuslaitteita. Esimerkiksi tuodun monivärisen offsetpainokoneen UV-kuivausjärjestelmä on vesijäähdytetty, ja satelliittien itseliimautuva painokone on myös varustettu vesijäähdytteisellä UV-järjestelmällä.
Kirjoittaja havaitsee usein painolaitoksessa, että musteen kuivaus- ja kovetusprosessissa on monia kohtuuttomia ilmiöitä, mikä johtaa suuriin sähköenergian tuhlauksiin. Esimerkiksi jotkut kovettumislaitteet ovat epätieteellisiä, vaikka hinta on halpa, mutta tehokkuus on hyvin alhainen. Lasikoneiden parin nopeus on alle 3000 arkkia tunnissa. Käytetään kolmea 10 kW: n UV-lamppua. 12 kW: n lamppu voidaan käyttää. Esimerkiksi yksikkötyyppisen painokoneen etu- ja takayksikön kovetusjärjestelmän virtalähde on kohtuuton, mikä johtaa tulostusnopeuteen. Ja monet valmistajat harkitsevat vain laitteiden kustannuksia ja jättävät huomiotta sähkön kustannukset. Vastauksena edellä mainittuihin ongelmiin on suositeltavaa, että painoyhtiö harkitsee monia näkökohtia valittaessa kovetuslaitteita.