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西安理工大学
研究生课程论文

课程名称： 印刷工程新进展
任课教师： 张 海 燕
论文题目： LED-UV干燥系统
学 科： 印刷包装技术与设备
学 号： 1108020993
姓 名： 付 晓 丹

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摘 要
随着印刷包装工业的快速发展，印刷技术发展极其迅速，新推出的印刷机干燥装置LED-UV乾燥系统技术是新型节能印刷机关键技术之一，可大幅度缩减耗电量，实现节约能源，减少对环境的影响，这对印刷机的印刷机干燥系统发展提高起到重要的作用。
关键词：印刷机；干燥装置；LED-UV干燥系统；节约能源
西安理工大学硕士论文

目录
0 前言 1
1凹印机干燥系统 1
2凹印机干燥方式及其原理 1
2．1滚筒型干燥 1
2．2热风对流型 1
2．3红外干燥系统 1
2．4 UV干燥系统 2
3.干燥设备 2
4LED-UV乾燥系统技术 3
5LED-UV乾燥系统的特点 3
6LED-UV乾燥系统的应用 4
7结束语 4
参考文献 5

0 前言
随着印刷包装行业的迅猛发展，近年来在国内外市场，印刷机的发展都很迅速，正在向多色化、多功能及连线加工的方向发展，其印刷速度也在不断提高。干燥装置是实现印刷机高速印刷的制约因素之一，因此LED-UV干燥系统可以提高印刷速度并且降低耗电量。
1凹印机干燥系统
干燥系统是凹印机设备主要的能源消耗单元和有机污染物的主要产生排放源之一，凹印机干燥系统效能是整机设备性能评价指标的核心因子。
凹印机的干燥装置主要有2种类型，分别是滚筒型和热风对流型，另外还有红外线型和紫外线型辅助干燥形式。
2凹印机干燥方式及其原理
2．1滚筒型干燥
这种形式采用水蒸汽加热或电加热方式，使干燥滚筒表面辐射热能，印品直接与干燥表面接触使印迹干燥固化，该类干燥装置因为印品直接与干燥滚筒接触，所以容易引起印品的伸缩变形，影响印刷品的套印。
2．2热风对流型
热风对流型由发热装置、通风装置和排气口等组成热风干燥室，印品从热风干燥箱通过进行干燥。通过调整风量大小来控制干燥速度所采用的热风鲥流型与干燥滚筒型相比，承印材料变形小，有利于保证印刷质量。印品经过热风干燥后一般还应由冷却辊进冷却。
2．3红外干燥系统
红外干燥系统由5根红外灯管组成，每根l kW。共5kW。分两组，其中l组2根；另l组3根，装在收纸通道内。红外干燥系统一般不单独使用，主要用于水性上光，当印金、银等不易干的墨时，热风不足以完全干燥，也可启用红外干燥。当一组灯管干不了时，两组可同时启动。红外灯管装拆时要用酒精把灯管擦拭干净。同时为了延长灯管使用寿命，使灯管表面温度及时扩散，不致过热，要启用冷风循环系统加强空气的对流。
2．4 UV干燥系统
UV干燥系统采用2根UV灯管，各13kW，每根1组，分2组，全功率启动共26kW。可启动半功率和全功率。UV干燥器只适用于UV油墨的干燥，不适用于其他油墨的干燥。半功率干不了时可用全功率。这与干燥速度和机器的转速有关。
3.干燥设备
不同类型的油墨具有不同的干燥特性，要使UV油墨充分干燥，需要选用与油墨匹配的UV光源。常用UV光源有高压水银灯、无臭氧灯、金属卤素灯3种，输出功率为80W/cm、120W/cm和160W/cm。灯管冷却方式有通风冷却和水冷却。干燥装置的安装分编入式(印刷机改造型、无改造型)及输送带式安装。
选择UV光源时，要根据UV油墨和UV光油的干燥条件而定，还要比较UV灯的辐照效率。各种UV灯的辐照效率不同。
UV油墨印刷：金属卤素灯>高压水银灯>无臭氧灯；UV上光：高压水银灯>金属卤素灯>无臭氧灯。
选择UV灯管时还要考虑其他因素，如采用高压水银灯时，因为电压高，不能把灯管换成金属卤素灯。而金属卤素灯却可以换成高压水银灯或无臭氧灯。从这点考虑，建议采用金属卤素灯。
与80W/cm的灯相比，120W/cm的照射效率是前者的2倍，而160W/cm是80W/cm的2.5倍。通常情况下，通风冷却时采用120W/cm；水冷却时采用160W/cm。从冷却效果看，通风冷却方式比水冷好，水冷的固化效率因夹套的影响，比通风冷却低20％～25%。特别是印刷UV光油时，短波的紫外线被夹套阻挡，导致印品干燥慢。另外水冷却方式费用高，而且灯管寿命只是通风冷却的50％～70%，作业时产生的气味也较大，所以不宜使用。
干燥时油墨吸收的UV光，30%来自光源直射，70%来自反射板发射。现在使用较多的是铝反射板，因加工技术各异，反射板的反射率相差很大，因此在检测UV光能量时，不仅要检测灯管，还必须测量包括反射光在内的全部紫外光量。如印刷特殊材料(PET薄膜、PP薄膜、合成纸等)时，需采用冷反射板，只反射紫外线而使红外线透射，使得印刷品表面温度下降10℃。
综上可知，通风冷却在固化效率和经济性方面都比水冷却好。安装UV灯的方式以采用印刷机及后编入紫外线灯的方式为好。传送带方式因影响纸张齐整，除特殊用途外一般不使用，另外灯管的长度要做到比印刷品长10～20cm，否则会造成印刷品两端的干燥不良。
4LED-UV乾燥系统技术
在印刷过程中，如果印刷速度与干燥系统的风量和温度匹配不好，就会存在不同程度的溶剂残留量。在设计和制造高速印刷机时，干燥系统的设计就显的非常重要。为满足新型高速印刷机的要求，需要采用新的设计来提高干燥系统的干燥效率。
LED-UV乾燥系统技术是以LED光源为主，将以前UV干燥系统中采用的传统UV灯管置换成专用的LED-UV灯管，配合其他条件参数制造成印刷机台专用LED-UV乾燥系统，如图4-1。

5LED-UV乾燥系统的特点
LED-UV乾燥系统相较于目前使用传统灯泡的UV乾燥系统，大幅节电70-80%。固化油墨与上述LED-UV印刷系统组合使用，具有以下优点：
　 ①LED与紫外灯方式相比，只需要其1/4的电能消耗，可节省能耗费用，大大减少了CO2的排放量。
②由于LED发热少，对于塑膜等耐热性差的承印材料的印刷以及印刷机的热影响小，只需对印刷精度稍作调整即可，纸张损耗随之减少。
　 ③LED光源元件与紫外线灯相比寿命约为其12倍，光源更换频度大幅降低，器材耗用随之减少。
④LED可做到瞬间开启或关闭，无需UV灯方式所必须的预热及降温时间，作业效率得到提高
　　⑤由于紫外线照射装置与相关配套装置非常紧凑，无需以往那种较大的机械安装空间以及管道施工，设置简单容易。
由于上述各种优势，可以说LED-UV印刷系统进一步增强了传统UV印刷系统的环境协调性。
6LED-UV乾燥系统的应用
在三菱重工推出的DIAMOND系列中已经搭载LED-UV乾燥系统，市面上UV印刷是指树脂制墨水在印刷的时候，由紫外线的照射而硬化并乾燥的流程，为了缩短印刷后的乾燥时间，传统UV灯泡必须耗费大量的电力。三菱重工推出的新型印刷机台，内部使用LED-UV灯泡，不但可以减少灯泡点亮时产生的热量，也能缩短点灯与熄灯的作业时间，LED亮起时可以即刻被关闭，可以立即开始准备下次的印刷，印刷效率大大提高（传统UV灯泡再点灯时间约4分钟左右），并且有长寿命（约传统灯泡的15倍）。然LED-UV灯泡相较于UV灯泡而言亮度还是稍弱，因此LED-UV乾燥系统在整台印刷机台的配置将更为重要。
三菱重工发售除了可以印刷菊全判尺寸的大型机台的DIAMOND系列之外，推出搭载LED-UV乾燥系统可双面印刷机台。标准售价为1亿7850万日币（约6069万新台币），销售目标为一年20台。
Ryobi有限公司及东洋油墨制造株式会社合作推出的嵌入式的LED-UV干燥设备的情况下
•产品型号名称：对RYOBI 525GX
•最大纸张尺寸：520×375毫米
•最小纸张尺寸：100×105毫米
•最大打印面积：505×350毫米
•纸张厚度：0.04至0.6毫米
•打印速度：3000〜15000SPH
7结束语
随着绿色印刷的提出要求印刷技术不仅要提高印刷速度，印品质量，还有向环保印刷发展，因此搭载LED-UV乾燥系统的印刷机实现了减少对环境的影响，相较于使用传统灯泡的UV乾燥系统可以极大地节约电能，大幅节电70-80%LED，并且可做到瞬间开启或关闭提高印刷效率。

参考文献
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［2］ 黄清明，许鹏 凹版印刷机干燥系统节能减排工艺控制研究［J］轻工机械2009
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