凹版印刷機作為軟包裝行業(yè)一種最基礎、最常用的印刷設備,在國內(nèi)外都得到了廣泛的應用。干燥系統(tǒng)是凹版印刷機的關鍵組成部分，對印刷機能否高速生產(chǎn)起到重要的作用，也是印品質(zhì)量、套印精度、溶劑殘留量符合國家安全要求的有力保障。
在凹版印刷生產(chǎn)工藝中,干燥能力對印刷品質(zhì)的影響是非常大的，特別是高速機（350m/min以上），干燥系統(tǒng)的“高效、節(jié)能、環(huán)保”等綜合性能必然是今后的發(fā)展方向。設計干燥系統(tǒng)的結構，首先要利用好熱風三要素，即“熱風溫度、熱風風速、烘箱內(nèi)的濃度差”來實現(xiàn)高效干燥。其次，干燥系統(tǒng)的管道布置要符合流體力學的特點，盡可能減少風阻。 整體設計思路是根據(jù)熱傳遞、空氣動力學、機械結構設計等理論知識, 確定干燥系統(tǒng)參數(shù)作為理論依據(jù)，并通過SOLIDWORKS Flow simulation應用、實物驗證測試，對各個影響因素進行多項式回歸分析, 建立印品對流干燥參數(shù)與溶劑殘留量的數(shù)學模型,并用軟件的編程予以實現(xiàn)。通過精確計算確定干燥系統(tǒng)的設計參數(shù)，為干燥系統(tǒng)的優(yōu)化設計和性能提升提供重要依據(jù)。 印品的溫度和印品中溶劑的溫度隨著熱風溫度的增高而升高。溶劑溫度升高后，印品中溶劑蒸汽的壓力和溶劑的流動都加大，給印品的干燥加速創(chuàng)造了條件。 通過多次實際測試，在溶劑含量50%、印刷速度400m/min、1250mm幅寬，版輥圖案為滿版，熱風速度40m/s條件下，按不同的熱風溫度對印品進行熱風對流干燥實驗，結果見圖1、圖2。 由圖1、圖2可知，隨著熱風溫度的升高，印品的干燥速度增大，溫度越高，達到徹底干燥的時間越短。這說明提高熱風溫度，可以加快印品表面溶劑的蒸發(fā)速度，印品內(nèi)部的溶劑則由于內(nèi)、外含溶劑量的梯度增加和溫度的梯度增加，擴散速度加快，因此提高熱風溫度有利于提高印品干燥速度。 隨著熱風溫度的升高，干燥速度相應加快，單位能耗也相應增加。但當溫度達到100~120℃，干燥速度幾乎不變，單位能耗僅略有增加。120℃以后，干燥速度及單位能耗又迅速提高。 但在實際印刷過程中，因為料膜的物理特性，塑料薄膜加熱溫度在100℃以下，紙張的加熱溫度在160℃以下，溫度越高變性越大，套印精度越差，一般都不會無限升高溫度。 印品干燥時溶劑揮發(fā)的阻力可分為內(nèi)部阻力和外部阻力。內(nèi)部阻力主要與印品本身特性、溶劑含量、溫度等因素有關，外部阻力直接與影響熱風和印品表面之間質(zhì)量交換系數(shù)的熱風速度有關。熱風速度是影響印品干燥的重要外部因素。 在加熱溫度120℃，溶劑劑量85%，印刷速度400m/min,1250mm幅寬，版輥圖案為滿版的條件下，按不同風速對印品進行熱風對流干燥實驗，結果見圖3、圖4。 由圖1-3、1-4可知，隨著熱風速度的升高，印品的干燥速度增大，達到要求的溶劑含量越快。這說明提高熱風速度，使印品表面上的界層受到破壞，并使已從印品表面吸收了溶劑蒸汽的介質(zhì)被迅速驅走，這就改善了熱和溶劑的傳遞條件，加快了干燥進程，因此提高熱風速度有利于提高印品干燥速度。同時，隨著熱風速度的提高，單位能耗逐漸降低。說明在不影響印刷質(zhì)量的前提下，增大熱風速度，既可提高干燥速度，又可節(jié)約能源，是提高印品干燥效率的有效途徑。
