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如何提升凹印機干燥能力

                                           如何提升凹印機干燥能力

   凹版印刷機作為軟包裝行業一種最基礎、最常用的印刷設備,在國內外都得到了廣泛的應用。干燥系統是凹版印刷機的關鍵組成部分,對印刷機能否高速生產起到重要的作用,也是印品質量、套印精度、溶劑殘留量符合國家安全要求的有力保障。

在凹版印刷生產工藝中,干燥能力對印刷品質的影響是非常大的,特別是高速機(350m/min以上),干燥系統的“高效、節能、環保”等綜合性能必然是今后的發展方向。設計干燥系統的結構,首先要利用好熱風三要素,即“熱風溫度、熱風風速、烘箱內的濃度差”來實現高效干燥。其次,干燥系統的管道布置要符合流體力學的特點,盡可能減少風阻。
整體設計思路是根據熱傳遞、空氣動力學、機械結構設計等理論知識, 確定干燥系統參數作為理論依據,并通過SOLIDWORKS Flow simulation應用、實物驗證測試,對各個影響因素進行多項式回歸分析, 建立印品對流干燥參數與溶劑殘留量的數學模型,并用軟件的編程予以實現。通過精確計算確定干燥系統的設計參數,為干燥系統的優化設計和性能提升提供重要依據。
一、熱風三要素如何提高干燥性能
1、熱風溫度
印品的溫度和印品中溶劑的溫度隨著熱風溫度的增高而升高。溶劑溫度升高后,印品中溶劑蒸汽的壓力和溶劑的流動都加大,給印品的干燥加速創造了條件。
通過多次實際測試,在溶劑含量50%、印刷速度400m/min、1250mm幅寬,版輥圖案為滿版,熱風速度40m/s條件下,按不同的熱風溫度對印品進行熱風對流干燥實驗,結果見圖1、圖2。
 
                             圖1
圖片
                             圖2
由圖1、圖2可知,隨著熱風溫度的升高,印品的干燥速度增大,溫度越高,達到徹底干燥的時間越短。這說明提高熱風溫度,可以加快印品表面溶劑的蒸發速度,印品內部的溶劑則由于內、外含溶劑量的梯度增加和溫度的梯度增加,擴散速度加快,因此提高熱風溫度有利于提高印品干燥速度。
隨著熱風溫度的升高,干燥速度相應加快,單位能耗也相應增加。但當溫度達到100~120℃,干燥速度幾乎不變,單位能耗僅略有增加。120℃以后,干燥速度及單位能耗又迅速提高。
但在實際印刷過程中,因為料膜的物理特性,塑料薄膜加熱溫度在100℃以下,紙張的加熱溫度在160℃以下,溫度越高變性越大,套印精度越差,一般都不會無限升高溫度。
2、熱風風速
印品干燥時溶劑揮發的阻力可分為內部阻力和外部阻力。內部阻力主要與印品本身特性、溶劑含量、溫度等因素有關,外部阻力直接與影響熱風和印品表面之間質量交換系數的熱風速度有關。熱風速度是影響印品干燥的重要外部因素。
在加熱溫度120℃,溶劑劑量85%,印刷速度400m/min,1250mm幅寬,版輥圖案為滿版的條件下,按不同風速對印品進行熱風對流干燥實驗,結果見圖3、圖4。
圖片
圖3  熱風速度對印品干燥的影響 
由圖1-3、1-4可知,隨著熱風速度的升高,印品的干燥速度增大,達到要求的溶劑含量越快。這說明提高熱風速度,使印品表面上的界層受到破壞,并使已從印品表面吸收了溶劑蒸汽的介質被迅速驅走,這就改善了熱和溶劑的傳遞條件,加快了干燥進程,因此提高熱風速度有利于提高印品干燥速度。同時,隨著熱風速度的提高,單位能耗逐漸降低。說明在不影響印刷質量的前提下,增大熱風速度,既可提高干燥速度,又可節約能源,是提高印品干燥效率的有效途徑。
   
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