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发布时间:2021-09-11 03:54:39 阅读: 来源:压铸锌铝件厂家

软包装凹版印刷设备浅谈

根据业内人士不完全统计,软包装凹版印刷业产值约为印刷业总产值的1/5左右,仅次于胶印,而且发展前景不可估量,凹版印刷仍将成为投资热点。

印刷业是一个古老而又极具活力的行业,在中国乃至世界印刷行业的发展历程中,印刷始终与人类社会文明进步,人类的物质生活文化传承密切相关,并逐滚珠丝杆传动副的啮合间隙可以任意调剂步走向一个非常重要的角色。随着现代科技的迅猛发展,现代印刷已是如日中天,印刷产业蒸蒸日上。凹版印刷作为印刷工业的一路精兵,经过几十年的发展而今以令世人瞩目,成为国民经济及人类生活中不可缺少的一部分。

中不过是提供了1些没有价值的无用功罢了国软包装凹印行业应该说是从上世纪90年代开始蓬勃发展,其发展历程可谓是百花怒放时杂草丛生,成长过程蜿蜒曲折而又不失坚决。中国软包装凹印行业发展到今天已经具有了非常明显的发展区域性和规模层次性的划分,较具代表的为京津,长三角,珠三角等包装印刷基地。这些企业拥有的设备比较先进,技术经济实力雄厚,产品品质较高并且占有较大的软包市场份额。这些条件使他们近年来得到了快速发展,投资规模和生产规模日益壮大。同时也正是这些企业不断得引导我国的软包装印刷业趋于成熟,促使行业发展规范化,标准化。

然而作为软包装设备的制造厂商,随着软包装印刷业的发展成熟也逐渐面临着新的任务和挑战。虽然我国的软包装设备经过多年发展已有不少进步,甚至已有部分制造厂商已造出能让国外制造商感到压力的设备,但这并不能代表我国的软包装设备已经能够满足国内软包装印刷业基本需求。国内软包装设备的制造厂商很多,有以陕西北人为代表的陕西制造,有以宁波欣达为代表的浙江制造,有以松德为代表的广东制造。在这众多的国内设备供应厂商中,每个企业的经营理念不同,目的不同,生产能力及设计技术水平差异很大。软包装设备的制造厂商需要软包装印刷企业不断的指引和支撑才能得到快速、持续、健康的发展。

然而有很多生产厂家根本就不具备制造高性能设备的能力,但这些厂家以其粗制滥造的设备低价推向软包装印刷企业中,导致这些软包装印刷企业产品档次低下,企业发展缓慢,经营陷入困境,造成了社会财富和投资资本的双重浪费。另一方面这种行为同时造成高性能软包装印刷设备制造厂商和软包装印刷企业处境尴尬,步步退让,结果是整个行业处于混乱竞争的局面,行业将会停滞不前。也有部分软包装印刷设备制造厂商及国外设备代理商致力于引导市场超前发展,促进行业进步。目前一些软包装印刷设备制造商投入大量资金开发新型产品,例如无轴传动凹版印刷机。这本是有利于行业技术进步的举措,但这些企业急于将其产品推向市场,往往不考虑自身在设备设计制造中所存在的缺陷以及技术上尚未逾越的难题,事倍功半,造成设备需求市场对国内设备的退缩,转而购买国外设备,其结果是行业内有限资本的浪费和流失。

随着行业的发展软包装印刷企业对设备的性能要求将转向成熟,他们需要的是生产高品质产品并且具有高性价比的设备,而非相同产能下生产成本过高或设备投资过高的设备。那么软包装印刷设备生产厂商就应当考虑自己的设备技术是否过于落后,或者单台冗余成本过高,或存在过度配置。并且一台好的软包装印刷设备除了能产出较高品质的软包装产品外,还应当注意生产过程中的能耗和环境污染问题。针对以上陈述,结合目前软包装行业普遍存在的油墨烘干和产品溶剂残留量的问题进行分析,借于此便于对设备选购或设计制造有所启示,以图共进。

可能很多软包产品都碰到过油墨无法烘干,产品的溶剂残留量超标等问题。例如一些软包产品要求溶剂残留量低于5mg/m2时,甚至3mg/m2时,一些机器就会出现无法开高速印刷或者不合格产品种类较多。凹版印刷油墨中挥发性溶剂含量约为58%左右,普通印刷过程中大约有6g/m2左右的溶剂需要挥发,。如果机器以120m/min的速度进行印刷,印刷面宽为1000mm,按此计算每秒钟需要挥发溶剂大约为12g左右,如果选用溶剂为13#树脂液以及14%二甲苯、b787⑴0型飞机虽是用复合材料打造的13%异丙醇,将其中溶剂完全挥发所需的功率不大于9.4kw(其中包含油墨及料膜温升部分所消耗的能量)。那么我们实际使用的印刷机的加热功率往往大于9.4kw为什么还会出现油墨无法烘干,或者溶剂残留量超标等问题。为了说明这个问题我们将凹版印刷机的烘干过程描述如下:

室温空气首先被吸入热风循环系统中加热,然后进入风机加压并被打入烘箱中。在烘箱中热空气被均匀扩散并从喷嘴或喷孔中高速喷出,假设此时刚印完的料膜进入从喷嘴前以2m/s的速度经过,此时料膜和油墨同时被加热,溶剂开始挥发。印品在烘箱内的总加热时间为:烘箱内有效走料长度/印刷速度。在此过程中,当高速的热空气遇到湿料膜时,与油墨表面会产生热、湿交换,即油墨得到热量而失去溶剂、空气则失去热量混入溶剂蒸气,这个过程中有显热交换也有潜热交换(其中显热为在无相变的情况下,仅由于温度变化得到或失去的热量为显热,潜热为发生相变时得到或失去的热量,如液-气相变)。油墨与烘干空气接触后,在贴近油墨层表面会形成一个温度等于油墨表面的饱和溶剂空气层,而且溶剂在这层空气中的饱和浓度取决于这层空气的温度:一般情况下这层空气的温度将低于烘干空气的温度,而在远离油墨层的空气中已挥发溶剂还未达到饱和,也就是说挥发溶剂在垂直料膜的方向上存在着浓度梯度差,这个梯度差正是溶剂挥发的推动力,即湿交换的推动力,在湿交换的同时还将发生热交换,即空气将热量传给油墨层,而油墨层中的溶剂挥发后又将热量带回空气中。当然挥发溶剂带回空气中的热量为潜热,它不会使空气温度升高,但它会令油墨层的温度降低。

在以上过程中我们描述了油墨中溶剂挥发干燥过程,同时也留意到了两种交换:湿交换和热交换。

① 在湿交换中是由于存在浓度梯度差而发生

② 在热交换中是由于存在温度差而发生

③ 在湿热交换中同时存在着潜热能交换

④ 溶剂的饱和浓度取决于混和空气的温度

那么为完成这个过程我们进行以下工作:

① 要不断地降低干燥空气中已挥发溶剂的含量,即需要排风

② 要提高油墨表面空气的温度来提高溶剂饱和浓度,即将热量传递给油墨层

此外影响湿热交换的还有一个非常关键的因素,即干燥风速V。干燥风速V与热交换系数及湿交换系数都有着同向变化关系。也就是说我们提高干燥风速的同时也将干燥能力提高了。另外在油墨干燥过程中还有一点:当空气中溶剂浓度在接近饱和时,我们可以通过提高空气温度来增加油墨表面与混和空气中溶剂成份的压力差来促进油墨干燥。空气温度与油墨表面温度差与溶剂的挥发速度也有近于正比的关系,这就是当我们感到干燥能力不足时可适当提高烘干温度的原因,但此温度不宜太高。

当我们掌握了以上要点后,作为凹版印刷机的制造者我们必须进行合理设计烘干系统才能实现这些要求,即对风速、风量、风温、烘箱走料长度、排风、热交换效率、风道烘箱结构、出风均匀性,管阻力进行设计运算。国内凹版印刷机制造商多不胜数,而真正对此进行运算,优化设计的厂家屈指可数,大多数仅进行大概估计,从而导致印刷生产中的众多不足和浪费,那么一台机器的烘干系统应该达到怎样要求才算较为合格。通过多次实际工况测试,以120m/min、1000mm幅宽机器总结如下:

① 风速达到35m/s-45m/s,风量2500-3000(m3/h)

② 烘箱内静压腔风压达到700Pa以上

③ 风机全压达到1900Pa-2200Pa,静压达到1400Pa-1700Pa

④ 单色组烘干总加热功率约15kw,最大不超过24kw

⑤ 烘箱回风压力值不大于-20Pa

以上几点仅是一些较为肤浅的参数,在实际情况中并非达到以上参数就能满足烘干要求,这与热风系统的管匹配性以及烘箱的结构,排风系统有着很大的关系。例如烘箱的静压腔设计结构、进风口是否流畅、喷嘴设计是否合理、排风系统是否能够有效排风等。

通过以上的说明,那么现在我们就可以明白为什么通常所用的软包装设备(如凹版印刷机、复合机等)加热功率会大于油墨完全干燥所需的功率,其实这是因为干燥热风系统所使用的的风量,风速和风温的问题。例如在同种工况下如果要将干燥空气加热到我们所设定的温度比如60℃,当所使用的干燥风速不同时系统热转换效率不同,循环总风量不同,加热空气所消耗的功率不同,当然对光和热的反射性能均好油墨干燥效率也不同,但油墨层彻底干燥所消耗的功率是不变的。所以一台经过优化设计的热风系统实际生产中在达到理想干燥效果的前提下将消耗更少的能量。

除以上陈述外,我还必须特别指出一点:当溶剂挥发后,溶剂蒸气含有大量的气化潜热,也就是说循环热风里会有大量的能量(约含总能量的70%),这部分能量常规做法是将其排入大气中,污染环境之外,还将会损失不少能量。如果一台普通机器的加热成本每小时100元算的话,我们将会以每小时70元的速度向外扔钱,每天10小时、每月三十天将会是21000元。所以我们已致力于回收这部分能量,将挥发溶剂中的能量留下,甚至更进一步将溶剂能量取走后使其液化重复使用,也就是说我们的努力不仅会为您赚到钱,而且会省下更多的钱,这就是我们想回收这部分能量的原因。回收这部分能量一般的做法是将含有溶剂的部分空气回入热风系统中重新加热,我们称之为二次回风,但为了更有利于干燥,我们将会利于一个余热回收装置,将热量传给新吸入的空气,而将含有溶剂的已冷却的废气完全排出,在此种情况下将会更节约能耗,而且产品的残留溶剂含量会更少。

我国是个软包产品消费大国,纸张、塑料、复合材料等在许多领域内有着广泛的应用。随着软包装产品新技术、新材料、新标准的引入,不符合要求的软包产品将会被剔除,软包装印刷企业也将会淘汰无法生产符合新标准产品的设备,整个软包装印刷行业也将会进行大的整合,不规范的生产经营和行业的混乱竞争也将结束。但是

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