Trend di sviluppo della tecnologia di polimerizzazione e asciugatura dell'inchiostro
Siamo una grande azienda di stampa a Shenzhen in Cina. Offriamo tutte le pubblicazioni di libri, stampa di libri cartonati, stampa di libri su carta, quaderno rilegato, stampa di libri di sprial, stampa di libri a sella, stampa di opuscoli, scatole di imballaggio, calendari, tutti i tipi di PVC, opuscoli di prodotti, note, libri per bambini, adesivi, tutti tipi di speciali prodotti di stampa a colori di carta, gioco di carte e così via.
Per maggiori informazioni per favore visita
http://www.joyful-printing.com. Solo ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
Alla Drupa dello scorso anno, la velocità massima delle macchine offset a foglio ha raggiunto i 20.000 fogli all'ora e la velocità massima delle rotative per giornali rotanti ha raggiunto le 100.000 copie all'ora. I clienti che preferiscono queste macchine ad alta velocità sono la Cina. Industria tipografica, in particolare pacchetti di sigarette, impianti di stampa di giornali. Si può affermare che l'aumento della velocità di stampa ha un grande potenziale per la macchina da stampa stessa, ma la velocità di asciugatura dell'inchiostro è un collo di bottiglia per lo sviluppo. Pertanto, negli ultimi anni è stata condotta una ricerca sugli inchiostri a base di UV, essiccazione termica e asciugatura rapida degli inchiostri. Questo documento parte dal principio dell'essiccazione dell'inchiostro e discute gli ultimi sviluppi della tecnologia di polimerizzazione UV e di essiccazione del calore e del design del dispositivo.
Principio di essiccazione e polimerizzazione dell'inchiostro
L'essiccazione degli inchiostri da stampa include principalmente l'essiccazione della congiuntiva ossidata, l'essiccazione osmotica, l'essiccazione volatile e l'essiccazione delle radiazioni.
1. Essiccazione di congiuntiva di ossido
L'inchiostro contiene un olio secco e l'acido grasso insaturo nella struttura molecolare dell'olio reagisce chimicamente con l'ossigeno nell'aria e viene polimerizzato in una struttura di rete macromolecolare da una struttura lineare di una piccola molecola per formare una sostanza solida. Questo processo di reazione chimica è chiamato La congiuntiva ossidata è secca.
2. Essicazione all'osmosi
Il legante per inchiostro contiene più olio minerale, come benzina, cherosene alto-bollente, ecc. Quando l'olio minerale nell'inchiostro penetra nella fibra di carta porosa, il pigmento viene fissato sulla superficie della carta per formare uno strato di pellicola solida, che si chiama essiccazione osmotica.
3. Essiccamento volatile
L'inchiostro contiene una grande quantità di sostanze volatili come esteri di colofonia idrocarburi alifatici, solventi idrocarburici aromatici, alcoli, chetoni, solventi di esteri e simili. Dopo che l'inchiostro è stato trasferito sulla superficie del substrato di stampa, il solvente evapora e il pigmento viene fissato per formare uno strato di film solido, che si chiama essiccazione per volatilizzazione.
4. Cura delle radiazioni
L'indurimento per irraggiamento è una reazione chimica in cui un monomero chimico viene reticolato in una rete polimerica per formare un solido, e la velocità di polimerizzazione è veloce, e lo strato di film formato è duro e luminoso, ma l'adesione è scarsa. Ci sono attualmente tre tipi di metodi di polimerizzazione della radiazione comunemente usati.
(1) essiccazione a radiazioni infrarosse. L'inchiostro contiene un agente chelante e può essere irradiato da luce infrarossa a onde medie con una lunghezza d'onda compresa tra 3 e 30 μm per accelerare la reazione di polimerizzazione e il calore generato promuove l'evaporazione del solvente e accelera l'essiccamento dell'inchiostro. L'infrarosso a onde corte a onda lunga non favorisce l'asciugatura dell'inchiostro.
(2) polimerizzazione UV (UV). L'inchiostro contiene un fotoiniziatore come il benzofenone (lunghezza d'onda di assorbimento 240-340 nm), il 2-tioxantone (lunghezza d'onda di assorbimento 200-400 nm) e altri derivati e il fotoiniziatore si trova nell'intervallo 250-420 nm. Sotto l'irradiazione della luce UV, la resina iniziante il doppio legame insaturo può essere rapidamente aperta in meno di 0,1 secondi e la reticolazione, come poliuretano o epossi acrilato, viene solidificata ed essiccata. L'inchiostro induribile UV è sostanzialmente privo di solventi.
(3) polimerizzazione della radiazione a fascio di elettroni (EB). Il tubo catodico termionico emette un fascio di elettroni radianti ad alta energia e la lunghezza d'onda della radiazione viene selezionata regolando l'emettitore del tubo catodico, in modo che non ci sia luce visibile e raggio infrarosso che accompagna le radiazioni, ed è completamente una sorgente di luce fredda. Il fascio di elettroni ha un'elevata intensità di radiazione efficace e può causare direttamente la resina a polimerizzare in un solido. Pertanto, un fotoiniziatore può essere omesso nell'inchiostro EB. Il fotoiniziatore dell'inchiostro UV viene rimosso o aggiunto in piccola quantità per fungere da inchiostro per la reticolazione del fascio di elettroni.
Solitamente, l'essiccazione dell'inchiostro da stampa non è un metodo di asciugatura singolo, ma diversi essiccamenti avvengono simultaneamente. Ad esempio, l'essiccazione dell'inchiostro offset è congiuntivata ossidata, infiltrazione, volatilizzazione, ecc., Che sono principalmente causati dall'essiccazione ossidata della congiuntiva; l'inchiostro da stampa di giornali è principalmente essiccato osmotico; l'inchiostro rotocalco è principalmente volatile e asciutto.
Attrezzatura comune per l'asciugatura e la polimerizzazione dell'inchiostro
L'essiccazione dell'inchiostro è spesso un'essiccazione composta, quindi quale apparecchiatura di asciugatura viene utilizzata, come impostare i parametri e la migliore efficienza di asciugatura, mentre il risparmio energetico è il problema più preoccupante per le stampanti.
1. Attrezzatura per l'asciugatura a infrarossi
(1) fonte di luce. Per l'essiccazione dell'inchiostro, l'effetto dell'infrarosso a onde medie è il migliore e ci sono tre tipi di sorgenti di luce a infrarossi.
Il primo tipo è una fonte di radiazione del filo di riscaldamento, e un tipo comune è una lampada al quarzo con rivestimento a filo non resistente. L'intensità della radiazione di calore della lampada non può essere controllata con la distribuzione della lunghezza d'onda della luce, l'efficienza è bassa, il prezzo è basso e la durata è di circa 2000 - 3000 ore.
Il secondo tipo di sorgente di luce consiste nel posizionare il filo di resistenza nel tubo di quarzo chiuso e può caricare diversi gas nel tubo per modificare le caratteristiche di distribuzione della lunghezza d'onda della luce di radiazione e allo stesso tempo isolare il filamento dall'ossigeno nel aria e l'efficienza della radiazione è alta. Attualmente, la maggior parte delle macchine da stampa importate è equipaggiata con una sorgente di luce di questo tipo e la durata utile è compresa tra 5.000 e 10.000 ore. Tuttavia, gran parte dell'energia radiante è distribuita nella luce visibile e nei raggi del lontano infrarosso, e i raggi infrarossi a onde medie non sono molto ricchi.
Il terzo tipo è un tubo elettrotermico per emissione di luce a semiconduttore. La forma è un materiale semiconduttore opaco rosso o grigio rivestito all'esterno del tubo di ceramica e la parete interna del tubo è avvolta attorno al filo di resistenza. La radiazione elettrica viene utilizzata per indurre la radiazione del materiale semiconduttore e la luce è di colore rosso scuro o nero quando si accende la lampada. La distribuzione della lunghezza d'onda dell'energia radiante può essere modificata selezionando il materiale semiconduttore e l'efficienza della radiazione è estremamente elevata.
(2) Riflettore della lampada a infrarossi. Al momento, ci sono due tipi di comuni, uno è un riflettore placcato in oro, che è rivestito con una pellicola metallica intorno a 180 °, la pellicola metallica riflette l'efficienza dell'infrarosso fino al 90%; l'altro è un riflettore a piastra in alluminio o alluminio a forma ellittica o in forma di figura, come mostrato nella Figura 2, più la lampada si avvicina al paralume, maggiore è l'efficienza di riflessione, la più alta riflettività può raggiungere l'85%.
(3) Dissipazione del calore delle lampade a raggi infrarossi. La superficie della lampada a infrarossi può essere raffreddata mediante il metodo di soffiaggio e il volume d'aria non influisce sulla potenza infrarossa della lampada. Poiché solo circa l'1% dell'energia irradiata dalla lampada a infrarossi viene assorbita dalla carta e dall'inchiostro e il resto dell'energia viene completamente convertito in calore, facendo sì che la temperatura aumenti attorno alla macchina, deve essere fuori o riciclato.
(4) Ambito di applicazione. Le lampade a infrarossi sono utilizzate per l'essiccazione dell'inchiostro a infrarossi. L'efficienza di asciugatura degli inchiostri a infrarossi non speciali è molto bassa e non funziona nemmeno per alcuni inchiostri. L'infrarosso ha potere penetrante, può asciugare simultaneamente gli strati superiore e inferiore del film d'inchiostro, accelerare la penetrazione dell'inchiostro e promuovere l'ossidazione della congiuntiva, specialmente nell'applicazione della stampa a strati di inchiostro spessa e dell'essiccazione con vernici. L'effetto di essiccazione di offset, goffratura, serigrafia, inchiostro da stampa, inchiostro da stampa flessografica e vernice a base d'acqua a basso contenuto di solvente è molto buono.
2. Attrezzatura per l'asciugatura ad aria calda
(1) fonte di calore. Esistono tre tipi di fonti di calore per la generazione di aria calda: condotti di aria calda elettrica, come acciaio inossidabile, vetro di quarzo e condotti di aria calda di gusci di ceramica; tubi per olio ad alta temperatura, oli ad alta temperatura riscaldano l'aria attraverso i tubi per generare aria calda; i tubi del vapore ad alta temperatura generano vapore ad alta temperatura attraverso le caldaie per generare aria calda. .
(2) Dispositivo ad aria calda. L'aria attorno alla fonte di calore viene riscaldata da una ventola per essere soffiata sulla superficie dell'inchiostro, e l'angolo tra la direzione dell'aria calda e il funzionamento della carta viene regolato per migliorare l'efficienza dell'asciugatura con aria calda.
Maggiore è la velocità dell'aria calda rispetto alla carta, migliore è ridurre la pressione del vapore sulla superficie della carta e aumentare il tasso di evaporazione del solvente; regolando la direzione del vento, la direzione del vento aumenta la velocità di scorrimento della carta, che è più favorevole all'asciugatura. La velocità del vento del condotto dell'aria calda non deve essere inferiore alla velocità richiesta. Altrimenti, la dissipazione del calore sulla superficie del condotto brucerà il tubo. La velocità del vento non dovrebbe essere troppo alta, perché una certa energia andrà persa durante il ciclo del vento e l'effetto di asciugatura ottimale può essere ottenuto selezionando opportunamente la pressione della ventola e il volume d'aria.
(3) Ambito di applicazione. È adatto per l'essiccazione di inchiostri per stampa rotocalco e flessografica e per vernici a solvente e può anche accelerare l'essiccazione di inchiostri e vernici a base d'acqua.
3. Attrezzature per polimerizzazione UV
(1) fonte di luce. Lampade a mercurio ad alta pressione comunemente utilizzate e lampade ad alogenuri metallici. Le lampade al mercurio ad alta pressione sono eccitate da atomi di mercurio per formare uno spettro continuo, che regola il contenuto di mercurio nel tubo della lampada in modo che la lunghezza d'onda della radiazione sia compresa tra 254 e 420 nm nella sezione di polimerizzazione e i raggi ultravioletti siano ricchi. La lampada a ioduri metallici è un alogenuro metallico come il gallio o il ferro aggiunto alla lampada al mercurio e la radiazione viene eccitata sotto la condizione di eccitazione del mercurio. I diversi metalli possono essere aggiunti in base alla differenza dello spettro di assorbimento dell'inchiostro, in modo che la lampada UV assorba più inchiostro e lo assorba. Le onde luminose migliorano l'efficienza di polimerizzazione.
Le lampade ad alogenuri metallici hanno un contenuto di impurità estremamente basso e un'elevata purezza dei materiali degli elettrodi. Pertanto, il processo di produzione è complicato, difficile e costoso. Al momento non è possibile produrre lampade ad alogenuri metallici di alta qualità e ad alta potenza in Cina. Quelle esistenti sul mercato sono American Fusion, Germany IST, Prodotti di società come Yanqi, Giappone. La lampada con una densità di potenza di 160 W / cm ha una durata fino a 2000 ore e la testa della lampada non è nera. Può ancora raggiungere il 50% di luminosità dopo 4000 ore.
(2) Sorgente di luce UV fredda. Quando si accende la lampada UV, la sua temperatura interna dovrebbe raggiungere i 600 ~ 1000 ° C. Se la temperatura all'interno della lampada è troppo bassa o la velocità del vento è troppo alta, la lampada si spegne, quindi la "sorgente di luce fredda" in realtà non esiste, ma è possibile utilizzare il sistema di raffreddamento della lampada.
(3) Lampade UV a microonde. Questo è un nuovo prodotto di Fusion Company. La lampada è lunga 6 pollici e non ha elettrodi metallici su entrambe le estremità. Il microonde stimola il movimento ad alta velocità delle molecole che assorbono le microonde nella lampada per generare calore e quindi eccita il mercurio, gli alogenuri metallici e altre sostanze per emettere luce. L'alluminio è un buon materiale per riflettere le microonde. La sorgente di microonde emette microonde su un paralume ellittico in alluminio, concentrandosi sull'induzione di mercurio o luminescenza agli alogenuri metallici in una lampada senza elettrodo.
Le caratteristiche delle lampade a microonde sono:
1 Intensità della radiazione regolabile con caratteristiche di distribuzione della lunghezza d'onda, selezionare la lunghezza d'onda della radiazione ottimale, in modo che l'inchiostro raggiunga l'effetto di polimerizzazione desiderato.
2 Poiché la lampada non ha elettrodi, la vita può raggiungere le 5000 ore quando la densità di potenza è di 300 W / cm e l'interruttore non influisce sulla durata della lampada.
3 Poiché la sorgente di microonde è facile da controllare, la lampada a microonde può essere avviata frequentemente e frequentemente, ma il microonde ha anche uno stato di standby (mantenendo lo stato di funzionamento), e solo in questo stato è possibile l'avvio rapido. Questa funzione è adatta per l'uso con dischi ottici e macchine da stampa autoadesive, poiché i dischi serigrafici e la stampa autoadesiva sono per lo più a stampa intermittente.
4 lampade a microonde La sezione di essiccazione UV è ricca di spettro, meno banda infrarossa, quindi la temperatura della radiazione a microonde è inferiore.
5 Poiché la lampada a microonde non ha elettrodi, è conveniente cambiare il tubo della lampada e non è richiesto alcun cablaggio.
6 Poiché non c'è rilascio di elettrodi, le estremità della lampada non diventeranno mai nere.
7 A causa della limitazione della modalità di trasmissione a microonde, la lunghezza massima del tubo a microonde è di 6 pollici. La connessione del tubo può aumentare la larghezza di polimerizzazione. Poiché lo spazio del tubo è piccolo, il punto di ancoraggio non influirà sull'effetto di polimerizzazione.
8 lampade a microonde sono più costosi, un set di apparecchiature di polimerizzazione da 6 pollici è di circa 50.000 yuan. Attualmente, il mercato interno viene utilizzato principalmente per la polimerizzazione di inchiostri UV abbinati a stampanti a getto d'inchiostro, cavi, tubi, imballaggi flessibili e altre stampanti a getto d'inchiostro.
9 Il materiale illuminante della lampada a microonde è lo stesso della normale lampada UV e anche la distribuzione della lunghezza d'onda della radiazione è la stessa, quindi non è necessario alcun inchiostro speciale.
(4) Disegno del riflettore della lampada UV. La scelta scientifica dei materiali riflettenti e la progettazione razionale della struttura del riflettore possono raddoppiare l'effetto di polimerizzazione e risparmiare energia. Il cristallo di alluminio formato dall'ossidazione acida dell'alluminio puro ha una riflettanza del 90% rispetto alla luce UV, mentre la luce di alluminio senza trattamento ossidato riflette l'efficienza della luce UV inferiore al 60%; la riflettanza dell'acciaio inossidabile rispetto alla luce UV è inferiore al 60%; e il riflesso della luce UV mediante rivestimento semiconduttore Il tasso è del 94%, ma il costo è più alto. Allo stesso tempo, i raggi infrarossi e la luce visibile possono passare attraverso lo strato di placcatura per raggiungere la superficie del riflettore e vengono scaricati attraverso il dispositivo di raffreddamento.
La tendenza di sviluppo del design del riflettore è il cambiamento di apertura e altezza, ovvero l'area della sezione trasversale diventa più piccola per accorciare il percorso di riflessione e ridurre la perdita di intensità della luce a causa della lunga lunghezza del percorso. Inoltre, la parte superiore del riflettore e il riflettore modificano il design dello sfiato superiore originale, in modo che l'energia radiante nella parte superiore del tubo si rifletta sulla carta, come mostrato nella Figura 4. Poiché l'area della sezione trasversale di il coperchio della lampada è piccolo, la distanza tra la parete della lampada e la superficie riflettente è troppo elevata, quindi la temperatura del riflettore è troppo elevata e la resistenza del vento del riflettore superiore influisce sulla dissipazione del calore del coperchio della lampada. La soluzione consiste nell'utilizzare una copertura per acqua fredda o aumentare la quantità di dissipazione del calore per progettare correttamente il percorso dell'aria di raffreddamento.
Introduzione alle apparecchiature di polimerizzazione avanzate
1. Attrezzatura per la polimerizzazione UV a microonde
La caratteristica del dispositivo è che a causa delle esigenze del canale di trasmissione a microonde, la lampada ha un grande volume e non dovrebbe essere installata nel canale di consegna della macchina da stampa offset a foglio, generalmente con il tipo di macchina macchina da stampa flessografica, rotocalco macchina, tavolo e stampa autoadesiva. La macchina è adatta all'uso e il sistema ottico di stampa a getto d'inchiostro è adatto anche per l'attrezzatura, ma a causa del prezzo elevato, la fabbrica di stampa viene utilizzata raramente.
2. Strumentazione di polimerizzazione UV ad alta densità di potenza
La lampada UV dell'elettrodo prodotta in Giappone ha una densità di potenza di 240-300 W / cm, che può essere utilizzata per l'indurimento della stampa rotativa della pasta d'argento UV nell'unità di stampa del modulo; la densità di potenza della lampada UV della macchina da stampa flessografica americana McAndy. Ha raggiunto 400W / cm e la velocità di polimerizzazione è 150m / min; la densità di potenza della lampada a microonde della Fusion Company è di 400 W / cm.
L'apparecchiatura di polimerizzazione UV ad alta densità di potenza non solo accelera la velocità di polimerizzazione, ma facilita anche la completa polimerizzazione del sottostrato di inchiostro UV su strati di inchiostro UV spessi e carta ruvida. Inoltre, l'aumento della densità di potenza della lampada UV può ridurre la sensibilità dell'inchiostro UV e ridurre il contenuto del fotoiniziatore, migliorando così la stabilità e la sensibilità dell'inchiostro UV, facilitando lo stoccaggio e il trasporto e riducendo il prezzo.
3. Sistema di trattamento UV per il raffreddamento ad acqua
A causa dello sviluppo del concetto di design delle macchine da stampa, la struttura della macchina da stampa è più compatta e bella, e il più ampio passaggio di raffreddamento ad aria UV non può più soddisfare i requisiti. Pertanto, tali macchine tipografiche utilizzano generalmente dispositivi di reticolazione UV raffreddati ad acqua. Ad esempio, il sistema di essiccazione UV della macchina da stampa offset multicolore importata è raffreddato ad acqua e la macchina da stampa autoadesiva satellitare è dotata anche di un sistema UV raffreddato ad acqua.
L'autore trova spesso nella fabbrica di stampa che ci sono molti fenomeni irragionevoli nel processo di essiccazione e polimerizzazione dell'inchiostro, con conseguente grande spreco di energia elettrica. Ad esempio, alcune apparecchiature per la reticolazione non sono scientifiche, sebbene il prezzo sia economico, ma l'efficienza è molto bassa. La velocità di un paio di macchine per vetri è inferiore a 3.000 fogli all'ora. Vengono utilizzate tre lampade UV da 10 kW. È possibile utilizzare una lampada da 12 kW. Ad esempio, l'alimentazione del sistema di indurimento dell'unità anteriore e posteriore della macchina da stampa di tipo unità è irragionevole, con conseguente velocità di stampa. E molti produttori considerano solo il costo delle attrezzature, ignorando le spese di elettricità. In risposta ai suddetti problemi, si raccomanda che la tipografia tenga in considerazione molti aspetti nella scelta delle apparecchiature di polimerizzazione.