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干燥箱在熱固化膠印干燥過程中的應(yīng)用

熱固化干燥的干燥箱由2~4段組成。干燥箱的“段”自成獨(dú)立模塊,干燥變量可單獨(dú)調(diào)節(jié)。印刷油墨含30%~40%礦物油溶劑,印刷時(shí)需通過干燥去除,殘留在紙張的溶劑,實(shí)際不到溶劑量的10%。干燥的熱風(fēng)溫度為200~300℃時(shí),紙張溫度被提高到100~150℃。

熱能傳遞受若干變量影響,其中幾何變量在干燥箱的設(shè)計(jì)定型后,印刷過程中是不能調(diào)節(jié)的。如紙幅單位長(zhǎng)度的風(fēng)嘴數(shù)量、風(fēng)嘴與紙面距離,還有熱風(fēng)的流速等。

影響印刷干燥的變量主要有熱風(fēng)溫度、流速,實(shí)際上僅有熱風(fēng)的溫度可以調(diào)節(jié)。熱固化干燥的干燥箱溫度,經(jīng)常是按以下要求調(diào)節(jié):

第一“段”干燥箱的溫度,按熱風(fēng)流速調(diào)節(jié);

第二“段”干燥箱溫度,按紙幅離開干燥箱時(shí),要求達(dá)到的溫度調(diào)節(jié);

其余各“段”干燥箱溫度,按故定的溫差階梯調(diào)節(jié);

干燥箱各“段”的溫差階梯,一般約為30℃。干燥箱內(nèi)熱風(fēng)溫度,是每“段”干燥箱唯一可調(diào)節(jié)變量。不同紙種的印刷干燥,溫度范圍由經(jīng)驗(yàn)得知。若每“段”干燥箱的可調(diào)節(jié)變量只有熱風(fēng)溫度,就有必要測(cè)量紙面溫度,把它作為控制變量:紙張溫度升高,表明傳遞的熱能增多,進(jìn)而促進(jìn)溶劑揮發(fā)。但為節(jié)省能耗,印刷干燥選擇的溫度,應(yīng)是一個(gè)“足以”實(shí)現(xiàn)質(zhì)量轉(zhuǎn)移,且由經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證過的溫度,如圖3-29所示。熱風(fēng)溫度高會(huì)增加熱能傳遞,而質(zhì)量轉(zhuǎn)移/熱能傳遞比,在一定溫度范圍內(nèi)會(huì)達(dá)到峰值。充分干燥的干燥比(ratio for drying),由測(cè)定印刷品(prin-ted image)的溶劑殘留確定,可在(質(zhì)量轉(zhuǎn)移/熱能傳遞比)峰值左邊,與之對(duì)應(yīng)的熱風(fēng)溫度,是降低溶劑殘留、減少其對(duì)印刷質(zhì)量影響的最佳熱風(fēng)溫度。

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圖3-28 熱固化印刷的干燥箱紙張由左往右通過干燥箱

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圖3-29 溶劑殘留與熱風(fēng)溫度

當(dāng)然,溶劑殘留并非衡量干燥效果的唯一標(biāo)準(zhǔn),其他的衡量標(biāo)準(zhǔn)包括:印品的光澤度、表面不均勻性、表面是否龜裂、對(duì)后序整飾加工的影響等,其中,后者包含干燥不充分、紙張黏連,程度較輕是紙張摩擦力增大使裝訂機(jī)無法按張進(jìn)紙。

熱固化油墨的印刷中,印刷干燥后紙幅要經(jīng)過冷卻,溫?zé)帷⑦^軟的墨層會(huì)蹭臟折頁(yè)裝置。紙幅在單位時(shí)間內(nèi)需經(jīng)冷卻消除的熱能等于:

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其中,tamb為室內(nèi)溫度,v為紙幅速度,b為紙幅寬度,g為紙張定量。

紙與冷卻輥表面接觸后,熱能由紙幅傳遞給冷卻輥,再由冷卻輥的輥壁傳遞給冷卻水系統(tǒng)。


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