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紙引百科：UV固化作為一種傳統的干燥方式，在印刷業特別是包裝印刷業有著不可替代的地位。由于UV固化是在紫外光照射下，由光引發形成激發態分子，分解成自由基或離子，使不飽和有機物進行聚合、交聯等化學反應達到固化，所以UV固化過程無溶劑揮發，具有較好的環保性。同時，UV固化方式還具有高效、節能等優點。本文中，筆者將介紹如何在輪轉凹印生產線上加裝UV固化裝置。
輪轉凹印生產線應用UV固化工藝的注意事項
目前，尚無成熟的UV凹印色墨投入印刷企業的實際生產中，一般是在輪轉凹印生產線的最后一個色組上印刷UV光油。這是因為輪轉凹印要求油墨的黏度較低，約在20秒左右（涂4#杯測量），而目前UV色墨用的連結料中的樹脂加入色料后黏度會偏大，又不能添加溶劑來降低黏度。UV光油由于不需要添加色料，所以可達到輪轉凹印的黏度要求。與采用普通輥涂布UV光油相比，采用凹印方式涂布UV光油，存在許多特殊工藝技術問題，應特別注意。
（1）承印物與UV光油的附著力問題
薄膜的表面張力為40～42mN/m，否則UV光油會附著不牢，在外力作用下光油層很容易脫落成小片狀。另外，上光之前要保證油墨完全干燥，例如前端采用水性油墨印刷，承印物為紙張，雖然紙張表面的油墨似乎是干了，但其內部仍然可能有溶劑殘留，若在此時涂布UV光油，當UV光油固化后，殘留溶劑中的醇會反向潤濕UV光油層，導致UV光油層在下道工序時脫落。
（2）UV光油的流平問題
輪轉凹印機速度快，UV光油流動性差，經常導致光油未流平，因此常出現光亮度低、點狀或波紋狀UV光油層。影響UV光油流平的主要因素有網紋輥的目數、UV光油的黏度和溫度等。
（3）UV燈照射產生大量熱量，易使承印物變形或脫水
由于UV燈溫度較高，導致承印物表面溫度較高，UV固化一般采用燈罩水冷卻方式，但只能防止燈具被烤壞，解決不了承印物表面溫度高的問題。降低承印物表面溫度可采用以下幾種方法。
紫外光釋放比例占30%左右，而大多國產UV燈只能達到15%～20%。
②在UV燈與承印物之間加隔熱玻璃，一般3mm厚的進口石英玻璃能吸收10%的紫外光。加裝隔熱玻璃后雖然會降低印刷速度，但對耐高溫性差的15μm以下的PVC薄膜印刷來說是必不可少的，印刷其他材料時則不必加裝。
③減少UV燈數量，提高每支UV燈的功率。承印物吸收熱量的過程是由表及里，這個過程較慢，因此快速通過高溫區可防止熱量傳入承印物內部。根據這個原理，紙張在UV燈下通過的時間越短越好，這就要求UV燈的數量少，燈罩的開口寬度小，并提高每支燈管的功率。例如英國諾信UV燈罩的開口寬度只有70mm，北京埃士博UV燈罩的開口寬度為75mm，但這兩種UV燈的功率都很高。目前，美國市場上已有功率密度為400W/cm的UV燈銷售了。
（4）UV燈的節能問題
①使用效率高的UV燈。
②正確匹配UV燈的功率、印刷速度和光油層厚度。
③用內耗低的電源，變壓器電源的內耗一般均大于10%，而無變壓器電源（如瑞士Pantoc產UVC電源）的內耗低于1%，而且由于可快速啟動和具有無級調功率功能，又可節電30%。
④使用直徑較小的UV燈。紫外光是從UV燈管中心發出的，通過分子碰撞逐漸向外傳遞熱量，中心溫度可達1700℃，但是UV燈內部分子碰撞消耗大量能量而且無用，所以應使用直徑較小的UV燈，如直徑只有6mm的高功率水冷毛細UV燈。
原因是UV燈管直徑變小后，管壁負荷會增大，進而導致管壁鼓脹變形，燈管越長，變形越明顯。因此，建議企業采取短且直徑細的燈管對接后使用。
⑤減小UV光程。UV光程是UV燈輻射光線到達承印物表面的路程與折射率的乘積。要減少UV光程就要使反光罩盡量小，UV燈到承印物表面的距離盡量短。測量結果顯示，紫外光衰減與UV光程的平方成正比，UV光程增加10mm，紫外光能減少5%左右。
輪轉凹印生產線如何選配UV固化裝置
在正確認識UV固化工藝技術的基礎上，正確選擇UV固化裝置，還應注意以下原則。
（1）確定安裝位置。一般安裝在凹印色組的烘箱頂上，原因有以下幾點：安裝空間較大，過紙輥、冷卻輥安裝方便；排風散熱簡單；紙路較長，利于UV光油的流平。當然，確定UV固化裝置的安裝位置時，還要考慮不同的凹印機機型等實際情況，若空間位置足夠，也可將其安裝在最后一個色組后面。
（2）根據印刷所需速度、效果正確確定UV燈的功率及組數。所選UV燈功率過大或組數過多，會造成不必要的浪費；功率過小或組數過少，則達不到所需效果。
動式，這樣裝卸方便，產品、工藝變動時可以靈活移動。
（4）輪轉凹印速度較快，設計UV固化裝置時應考慮根據凹印速度將其功率分為幾檔，這樣可以兼顧生產的節能性和安全性。
（5）鑒于風冷方式的冷卻速度較慢，UV固化裝置長時間運行存在安全隱患，所以建議UV燈罩采用循環水冷卻方式，以防止UV固化溫度過高帶來的安全隱患。
（6）UV固化裝置應離墨缸、墨槽盡可能遠一些，避免紫外光照射后油墨干燥結皮。
（7）一定要保證UV固化裝置的安全可靠性，防止發生起火事件。
改造方案實例
1.設備現狀
某印刷企業2009年2月安裝了一臺中山市松德包裝機械股份有限公司生產制造的木紋紙6色輪轉凹印機，設備基本特點如下：
（1）機械軸傳動，最高機械速度為150m/min；
（2）幅寬為1300mm；
（3）設備為上穿紙方式；
（4）6個色組都采用加強雙烘箱。
2.改造目的
原來這臺設備的6個色組均采用電加熱熱風烘干方式，可采用溶劑型油墨或水性油墨印刷，為適應市場需求，增加UV固化裝置，使其能承印需要印刷UV光油的印品。
3.改造方案
根據設備的基本特點及工藝要求，綜合考慮燈箱結構、成本，確定將UV固化裝置安裝于凹印機第六色組的烘箱頂部，并將散熱裝置接入凹印機的風管裝置。采用進口UV燈管，每支燈管固化寬度為700mm，功率為12kW，每兩支燈管對接為一組使用，因此有效固化寬度能達到1300mm;為滿足120m/min的固化速度，最終采用了兩組燈管（共4支燈管）；采用循環水冷卻。最終UV固化裝置的配置為：電柜1臺，風機4臺，燈箱4臺，進口UV燈管，控制電氣用進口件（施耐德）。在控制方法上，我們考慮了以下兩種方法。
（1）分級控制方法
V燈罩關閉，啟動印刷機壓印按鈕，UV燈罩打開的同時UV燈進入工作狀態Ⅰ，當印刷速度增加到某一設定值時UV燈進入工作狀態Ⅱ，當印刷速度下降時UV燈功率隨之下降，下降到某一設定值時UV燈罩關閉。燈箱內設定溫度控制裝置，風溫高于設定值時UV燈關閉，風機啟動且斷電延時。水冷機設置流量開關和溫控器，當流量小于設定值或水溫超過設定值時，UV燈自動關閉。該方案成本較低，技術成熟。
（2）無級控制方法
采用帶變壓器的無級控制方法后，啟動UV固化裝置進入待機狀態，此時UV燈罩關閉；啟動印刷機壓印按鈕，UV燈罩打開的同時UV燈進入工作狀態。當印刷速度發生變化時，通過調整控制器的變壓器變換UV固化裝置的輸出功率，以調整UV燈的有效固化功率，即當印刷速度增加時，UV固化裝置的功率增加；當印刷速度下降時，UV燈功率下降，達到某一設定值時，UV燈罩關閉，風機啟動且斷電延時。燈箱內設溫度控制裝置，風溫高于設定值時UV燈關閉。水冷機設流量開關和溫控器，當流量小于設定值或水溫超過設定值時UV燈自動關閉。該方案投入資金較大。
經過分析研究，決定采用無級控制法方案，雖然投入資金較高，但是控制技術先進、運行效果好。經實踐驗證，運行半年多來，效果顯著，符合預期。
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