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鼓风干燥箱在热固化胶印干燥中的应用

热固化干燥的干燥箱由2~4段组成。干燥箱的“段”自成独立模块,干燥变量可单独调节,如图3-28所示。印刷油墨含30%~40%矿物油溶剂,印刷时需通过干燥去除,残留在纸张的溶剂,实际不到溶剂量的10%。干燥的热风温度为200~300℃时,纸张温度被提高到100~150℃。

热能传递受若干变量影响,其中几何变量在干燥箱的设计定型后,印刷过程中是不能调节的。如纸幅单位长度的风嘴数量、风嘴与纸面距离,还有热风的流速等。

影响印刷干燥的变量主要有热风温度、流速,实际上仅有热风的温度可以调节。热固化干燥的干燥箱温度,经常是按以下要求调节:

第一“段”干燥箱的温度,按热风流速调节;

第二“段”干燥箱温度,按纸幅离开干燥箱时,要求达到的温度调节;

其余各“段”干燥箱温度,按故定的温差阶梯调节;

干燥箱各“段”的温差阶梯,一般约为30℃。干燥箱内热风温度,是每“段”干燥箱唯一可调节变量。不同纸种的印刷干燥,温度范围由经验得知。若每“段”干燥箱的可调节变量只有热风温度,就有必要测量纸面温度,把它作为控制变量:纸张温度升高,表明传递的热能增多,进而促进溶剂挥发。但为节省能耗,印刷干燥选择的温度,应是一个“足以”实现质量转移,且由经验验证过的温度,如图3-29所示。热风温度高会增加热能传递,而质量转移/热能传递比,在一定温度范围内会达到峰值。充分干燥的干燥比(ratio for drying),由测定印刷品(prin-ted image)的溶剂残留确定,可在(质量转移/热能传递比)峰值左边,与之对应的热风温度,是降低溶剂残留、减少其对印刷质量影响的最佳热风温度。


图3-28 热固化印刷的干燥箱纸张由左往右通过干燥箱

图3-29 溶剂残留与热风温度

当然,溶剂残留并非衡量干燥效果的唯一标准,其他的衡量标准包括:印品的光泽度、表面不均匀性、表面是否龟裂、对后序整饰加工的影响等,其中,后者包含干燥不充分、纸张黏连,程度较轻是纸张摩擦力增大使装订机无法按张进纸。

热固化油墨的印刷中,印刷干燥后纸幅要经过冷却,温热、过软的墨层会蹭脏折页装置。纸幅在单位时间内需经冷却消除的热能等于:

3

其中,tamb为室内温度,v为纸幅速度,b为纸幅宽度,g为纸张定量。

纸与冷却辊表面接触后,热能由纸幅传递给冷却辊,再由冷却辊的辊壁传递给冷却水系统。


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