厂家 云硕灯业 供应并可定制 胶印机油墨固化设备 胶印机油墨固化什么方法好?当然是使用云硕LED-UV固化设备,可制作出不含VOC的环保产品,绿色环保、安全可靠,LED的寿命为15000小时以上,用电减少,节能80%,且能量衰减仅为1% ,节省高达70%的运营成本。 18929332860
深圳市云硕灯业有限公司讲述胶印机 UV 改造中的技术问题
在烟包印刷领域,随着纸张和油墨技术的快速发展,特别是各种复合纸、转
移纸的应用,中高档烟包产品的胶印工艺已经全面转化为 UV 胶印工艺。可以说,
UV 胶印已经成为中高档烟包产品的主流印刷工艺,而传统胶印工艺面对原辅材
料的大幅变化就显得力不从心,其应用越来越受到限制,主要用于中低档烟包产
品的生产。为此,就需要对原有的传统胶印机进行 UV 改造,使之能够达到 UV
胶印的工艺要求,满足生产需要。
(一) 传统胶印机 UV 改造的必要性
近几年,烟包所采用的原辅材料有了实质性的变化,不再局限于铜版纸、白卡纸,
特别是纸张复合技术、BOPP 和 PET 膜技术的成熟,产品效果对纸张的依赖性
大幅提高,通过纸张的亮度、材质、金属感、镭射效果、全息效果来体现产品的
设计内涵和产品的品质,已经成为重要手段,相对全息烫印来讲,这些高档品质
的表现对设备的依赖程度大幅度降低。
对于镜面纸张、镭射纸张、转移纸张等表面不易吸收油墨的纸张,采用传统
胶印工艺基本上是无法实现的。前两年采用的复合油墨印刷技术,虽然在一定程
度上解决了油墨附着力的问题,但是由于操作复杂,墨槽和墨辊上的油墨容易结
皮等因素,一直无法实现大批量生产。而采用 UV 胶印,这些问题就会迎刃而解,
不仅印刷适性良好,而且印刷后能够保留纸张原有的金属感、镭射效果、全息效
果,实现了印刷效果与纸张效果的完美结合。
随着客户对包装品质、档次需求的逐步提高,这些特殊纸张必将在烟包、化
妆品包装、药品包装、食品包装等领域得到快速发展和应用,势必带动 UV 胶印
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市场需求的增长和技术的发展。因此,对仅能印刷普通油墨的传统胶印机进行
UV 改造已经成为必然。
(二)UV 胶印的特点
1.主要优点
(1)承印材料的适应性强,特别适合印刷镜面纸、镭射纸、转移纸等表面不
易吸收油墨的纸张。
(2)固化速度快,在 UV 灯照射下不到 1/10 秒就能固化,无须红外线干燥所
需的加长烘道。
(3)固化后不再使用喷粉,可以避免因喷粉造成的色彩问题,固化后色彩也
不会再发生变化。
(4)印刷后就能直接进入印后工序加工,减少工序间的等待时间。
(5)印刷过程中墨槽中的油墨不会结皮,短时间停机无须清理墨槽中的油墨。
(6)印刷后色彩亮丽,饱和度高,体现产品的高品质。
(7)UV 油墨和 UV 光油印刷后的表面效果光滑,质感好,亮度高,爽滑度高。
(8)UV 油墨附着力强,耐摩擦性、耐折性优良。
(9)能通过选择油墨和控制固化速度等形成冰花、磨砂等特殊效果。
(10)UV 油墨为无溶剂体系,VOC 检测符合环保标准。
2.主要缺点
(1)需要添加多组 UV 固化装置。
(2)需要专用的印版、橡皮布、墨辊、润版液、洗车水等。
(3)润版液的酒精浓度要高于普通油墨,一般要求达到 15%。
(4)UV 油墨的水墨平衡范围较窄,油墨极易乳化。
(5)UV 胶印的印刷速度还不能达到传统胶印的印刷速度,一般仅为 8000~
10000 张/小时。
(6)UV 灯管的高温造成纸张变形较大,影响多色套印的精度。
(7)UV 油墨对皮肤的腐蚀性较强;固化装置的紫外光线对操作者的眼睛有较
强的灼伤,需要戴防护镜或者使用保护膜。
(8)UV 灯管的使用寿命较短,一般运行不超过 1000 小时就需要更换。
(9)UV 油墨价格昂贵,是普通油墨的 3~5 倍以上,UV 光油的价格是水性
光油的 2 倍以上。
(10)UV 油墨和 UV 光油的储存受温度影响较大,必须保持在 25℃以下。
(三)传统胶印机 UV 改造技术方案
1.增加 UV 固化装置
并不是每个色组都需要安装 UV 固化装置,一般在印刷机上配置 2~4 个 UV
固化装置就能满足生产需要,简单地说,每 2 个色组共用 1 个 UV 固化装置,主要是解决翻色、串色问题;同时,在 UV 上光和收纸部分之间需要增加 3 个 UV
固化装置,确保所有 UV 油墨和光油的固化。一般每个色组都预留有安装固化装
置的位置,实际生产中可根据工艺需要将固化装置安装到需要的色组中。为了减
少准备时间和避免频繁地调换,也可以为每个色组都单独配备固化装置,需要时
就单独打开,单独控制使用。UV 固化装置包括 UV 灯管、反光罩、能量控制装置、冷却装置等。还要有冷媒水循环装置,保证在印刷过程中对每个色组的胶辊都能进行冷却水的循环,真正起到对墨辊降温的作用。
2.UV 功率调整装置
UV 灯管的功率调整主要是为了适应不同颜色的油墨对固化的要求不同,以
及不同的产品对固化的要求不同而设计的,通过一套固化装置和一种功率的 UV
灯管来满足要求。UV 功率调整装置一般分为变频调节控制器和电容式分级调节
控制器。变频调节控制器通过变频器来控制 UV 灯管的功率,可以达到对 UV 灯
管输出功率的连续调整;而电容式分级调节控制器则通过漏磁变压器、电容器(串
联)实现对 UV 灯管功率的调整,电容器的主要作用是平衡电流、补偿功率,一
般情况下分 50%、80%、100%三级调整,也有的增加一个 30%的级别,可以
细化到四级调整。
从当前的发展趋势来讲,变频调节控制器是今后的发展方向,但是价格相对
要高一些。
3.快门装置
快门装置有三种功能:一是在短时间内不需要紫外光时,不用直接关闭灯管,
而是用快门挡住光线,减少了灯管重新启动的时间,提高了效率;二是在不使用
灯管的时候,避免灰尘、纸粉落到反光罩和灯管上;三是在不合压设备空转时,
快门处于关闭状态,减少了紫外光对滚筒叼牙和牙排的照射。
4.灯管功率
灯管的类型主要有两种:一种是高压汞灯,主要是国产灯管;另一种是卤素
灯,进口设备主要采用这类灯管。国内主要使用高压汞灯,主要是因为其转化效
率比较高,发射的谱线波长范围较宽,并有重叠,从其发射的光谱来看,在紫外
区其主要发射波长为 365nm 的光线,还有波长为 366.3nm、313nm、303nm、
253.7nm 的光线。UV 胶印油墨中的光引发剂吸收光线的主波长也在 200~
400nm 范围内。
灯管的功率一般在 80~250w/cm,主要是根据产品类型的不同、材料的不
同、油墨颜色的不同而定。一般将最难固化的油墨放在前面的色组印刷,色序安
排为白、黑、青、黄、品红。一般情况下根据公司的产品,可以选择最难固化的
产品来设计灯管的功率,在印刷其他产品时对灯管的功率进行调整就能满足要
求。
5.反光罩
反光罩的主要功能是将部分紫外光线重新反射到纸上,使紫外光线最大限度
地照射到纸张上面,提高固化效率,同时还能维持灯管的温度稳定。反光罩的类
型主要有聚焦型、非聚焦型、散射型等,高速 UV 胶印中使用的主要是聚焦型反
光罩,灯管安装在反光罩的焦点上,通过反光罩将光线聚焦到一条线上,紫外光
线的强度大幅度提高,适合于 UV 胶印的高速印刷。
反光罩一般是铝制的,反射效率要求达到 90%以上。不能为了贪图便宜采
用不锈钢等材质的反光罩,这些材料经过高温后表面就丧失了反射功能。
6.水冷、风冷系统
水冷、风冷系统是 UV 固化装置所必需的,水冷系统主要用于灯罩的冷却,
降低灯罩的温度,减少高温对设备的影响,同时还用于墨辊的冷却,降低由于油
墨黏性增大造成的墨辊温度升高;风冷系统主要用于 UV 灯管的冷却,同时将固
化过程中产生的臭氧排出操作区域。
(四)UV 改造中应注意的问题
1.对收纸部分牙排的影响为了保证 UV 油墨和 UV 光油的固化,一般要求在收纸部分安装 3 支 UV 灯管,而且灯管的功率要足够大,以保证最终产品的固化效果。对开高速进口胶印机一般需要安装 3 支功率不低于 150w/cm、最高能够达到 250w/cm 的灯管。大功率以及较强的红外发热量,意味着对收纸部分的牙排有较大影响,最大的影响主要来自两方面:一是牙排整体变形,二是牙垫老化,缺乏弹力。为此可以采取以下措施:一是合理选定灯管的安装位置和安装高度,以保证在停车过程中牙排不在灯管的正下方;二是要使用快门灯管,以保证停车时光线不直射到牙排上;三是要在灯管下方、紧贴纸张的上方安装冷媒水循环台面,确保对灯管工作区的整体降温。
2.高温对滚筒叼牙的影响
为了保证不串色,色组间要安装固化装置对油墨进行 UV 固化,UV 灯管功
率会比较大,一般安装 1 支 200w/cm 左右的灯管,为了保证固化效果,灯管距
滚筒的垂直距离比较小。在这种情况下,滚筒叼牙就会经常接受高温辐射和冷却,
从而导致其缺乏弹性,为此就需要更换专用的滚筒叼牙。
3.色组发生起火现象即使安装水冷系统降低了灯罩的温度,但仍会出现色组着火现象,特别是由于飞达走纸造成的问题,停机时刚好灯罩下面有纸,这种情况下就容易发生起火现象。所以一般要求此时固化装置的快门必须关闭,否则起火现象就会频繁发生。设备改造之前,一定要针对此问题与设备厂家进行深入的分析,尽可能减少甚至杜绝起火现象的发生。发生起火现象后一定不要慌张,首先要关闭固化装置,保证起火范围不再扩大;其次,要使用二氧化碳灭火器,尽快扑灭明火,切记不能使用干粉灭火器,否则灭火后需要更换印版、油墨和清理设备;第三,尽快找到发生燃烧的那张纸,以确定纸张不会再燃烧起来;第四,进一步确定开启和关闭灯罩快门的动作是否灵活,闭合是否到位,以保证灯罩功能的有效性。检查后再进行开机测试,如果出现连续的起火现象,一定要彻底查明原因,确保设备的安全。
4.灯管的冷却
高压汞灯在启动过程中是冷阴极释放热电子,电子在电场作用下被加速,经
过与惰性气体分子和汞原子的多次碰撞,使汞原子跃迁而发光,汞原子由激发态
向基态或低能态跃进,多余的能量就以光的形式释放出来。UV 灯管正常发光时,
管壁温度一般在 600℃以上,但当温度超过 800℃时就会缩短 UV 灯管的使用寿
命,UV 灯管发出的紫外光强度也会降低。汞的沸点为 357℃,如果灯管温度低
于 600℃,就会造成 UV 灯管不易维持汞的气化状态,造成紫外光强度不稳定。
所以,如何使 UV 灯管工作时的温度保持在 600~800℃这一稳定状态是一个非
常关键的问题。使用抽风冷却方式可以达到这种效果,这种冷却方式不但可以使
灯管保持稳定的工作温度,还可以把生产过程中产生的臭氧排离操作区域。
同时,还要求 UV 灯管启动的时候,其温度不能太高,所以每次正常关闭
UV 灯管后,要等 15 分钟待灯管冷却后才能重新启动。
5.灯罩的冷却
灯罩的冷却也是 UV 固化系统的关键,灯罩正常工作温度在 55℃左右。但
是在紫外光的辐射下,加之与高温灯管的距离非常近,灯罩的温度会不断升高,
造成纸张变形、设备温度增高。为此需要通过水冷装置对灯罩进行降温,冷媒水
流经反光罩和快门内部的空腔,可对反光罩和快门进行降温,冷媒水的温度一般
控制在 30℃以下。
6.UV 光油印刷
UV 光油印刷主要注意以下几个方面的问题:一是光油的流平问题,要通过
对光油加温和使用柔性版上光方式,来保证光油流平,同时还可以通过加大上光
机组与 UV 固化装置的距离来提高流平性;二是 UV 光油起水雾的问题,要通过
增加防雾剂和降低光油流平来提高防雾的能力。由于光油的流平与防水雾要兼
顾,这就需要通过与客户沟通,设置一个先后顺序,在保证流平的前提下,尽可
能提高防雾效果;或者通过工艺改进,不要让流平与防雾效果完全对立起来。
(五)UV 改造后实际操作的注意事项
(1)注意工作环境,避免各种光线直接照射到墨槽、墨辊,特别是太阳光线
不能直射或者反射到印刷机组上,最好将靠近设备的窗户全部封闭。
(2)不能按照传统油墨的操作思路控制 UV 胶印过程,特别是 UV 油墨的水墨
平衡范围非常窄,难以控制,尤其是白墨不仅极易乳化,且难以彻底固化,造成
掉墨现象。
(3)润版液要使用纯度更高的异丙醇,酒精浓度要有所提高,一般控制在 15%
左右。
(4)由于 UV 油墨对皮肤有较强的腐蚀作用,在操作过程中一定要戴上橡胶
手套;在收纸台的玻璃挡板上要粘贴保护膜,同时眼睛不要长时间看紫外光。
(5)由于很多UV改造系统没有对印刷过程中UV灯和快门的关闭进行报警设
置,一定要严密观察 UV 固化装置的工作情况以及印品的固化情况,避免由于
UV 灯的关闭或者快门的关闭造成固化不彻底并出现掉墨现象,或者根本就没有
固化的情况发生。
(6)注意正常生产速度。UV 改造后的胶印机的正常生产速度一般仅能达到
8000~10000 张/小时,与改造前 12000 张/小时的印刷速度有较大的差距。主
要是 UV 油墨黏度高,对印刷速度有一定的限制。还有就是要保证 UV 固化效果,
UV 固化时间很短,但受灯管发热和功率的限制,不能无限制地提高灯管功率。
总之,对传统胶印机进行 UV 技术改造是一件非常复杂的事情,每个厂家的
设备不尽相同,操作者的习惯各异,产品工艺要求和工艺设计也有很大差别,如
何保证改造成功就变得非常关键。为此,烟包印刷企业不仅要跟参与改造的厂家
签订设备改造合同,还需要对改造后预期的生产情况进行事先约定,特别是对改
造后的产品质量进行约定,不能用另一家企业改造成功的案例替代本企业的改造
方案。
深圳市云硕灯业有限公司是专业研发生产UV-LED固化系统的国家高新企业,专业可定制LED-UV固化设备,并且包括:UV-LED(365,375,385,395,405nm)脉冲紫外线系统—UVLED光源、UVLED点光源、UVLED线光源、UVLED面光源、LEDUV探伤仪等;拥有完整、科学的质量管理体系,已通过ROHS及CE认证,以诚信、实力和产品质量获得业界的认可。欢迎各界朋友莅临参观、指导和业务洽谈。
LED固化设备优势:
1、可制作出不含VOC的环保产品,绿色环保、安全可靠。
2、光源采用进口LED光源, LED与传统汞灯相比,LED具有高效、低耗、寿命长、节能、环保、高稳定性的优势;相对常规灯管1000小时的使用寿命,LED的寿命为15000小时以上,用电减少,节能80%,且能量衰减仅为1% ,节省高达70%的运营成本。
3、LED逐点校正系统,确保发光强度的一致性,保证生产和品质的稳定性。
4、LED固化设备可根据客户要求定制,并可改造,项目包括水冷系统和电控系统,并可根据客户现有的传统光源UV设备进行LED光源替换改造,为客户节省设备更新成本。
LED固化设备应用领域:水冷系列应用更为广泛:显示屏、电子医疗、仪表等行业的UV胶黏剂固化;建材、家具、家电、汽车等行业的UV涂漆固化;印刷、包装行业的UV油墨固化。
LED固化设备应用案例:胶印机油墨固化、涂布机涂料固化、电子胶黏剂固化、丝网印油墨固化、家具油漆固化、喷码机油墨固化、板材贴合固化、PCB线路板固化、转轮机油墨固化。
LED固化设备水冷系列结构特点:
1、整体分为灯头和机箱两部分,水冷系列灯头相对来说比风冷系列的更加小巧,但水冷系列灯头的照射面积更加多变。
2、利用风扇给电子元器件散热,利用循环水冷系统给灯头散热。
3、水冷系列可广泛用于需高效、小面积区域固化的产品,更适合用于需大面积固化的产品。contacts:莫晓玲Angel,Cel:18929332860, wechat:510209635,QQ:3395301882
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