Офсетний друк

ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ ДОПОМІЖНИХ ПРИСТРОЇВ МАШИН ОФСЕТНОГО ПЛОСКОГО ДРУКУ ПРИСТРОЇ ДЛЯ ЗАКРІПЛЕННЯ ДРУКАРСЬКИХ ФАРБ НА ВІДБИТКАХ . Сушильні пристрої

За способом сушіння сушильні пристрої поділяють на контактні, повітродувні, газополуменеві, радіаційні, високочастотні й комбіновані.

У контактних пристроях сушіння відбувається внаслідок безпосеред­нього контакту ЗМ з нагрітою поверхнею, а в повітродувних — внаслідок дії повітряного потоку на відбиток.

Газополуменеві сушильні пристрої закріплюють фарбу відкритим газовим полум’ям.

Принцип дії радіаційних пристроїв грунтується на опроміненні відбитків хвилями різної довжини. Залежно від цього вони поділяються на інфрачервоні (14) та ультрафіолетові (УФ). До радіаційних пристроїв належать також пристрої з опроміненням потоком електронів.

Високочастотний спосіб сушіння грунтується на явищі поляризації діелектриків в електромагнітному полі.

Комбіновані пристрої містять кілька різних типів сушильних при­строїв.

За конструктивними ознаками сушильні пристрої поділять на камерні й тунельні. Камерні мають коротку (2...4 м) теплоізольовану камеру, а тунельні — подовжену.

Ефективність сушильних пристроїв оцінюється за певними вимо­гами, які ставляться до них; найістотніші з них такі;

Забезпечення надійного закріплення фарбового шару на відбитках;

Можливість роботи в широкому діапазоні асортименту використо­вуваних фарб і паперу;

Відсутність впливу на ЗМ та погіршення якості надрукованого зображення;

Широкий безступінчастий діапазон регулювання режиму сушіння;

Мала енергоємність;

Простота конструкції та малі габаритні розміри;

Мала інерційність;

Тривалий термін служби джерел енергії;

Дотримання санітарно-гігієнічних норм, техніки безпеки та умов пожежо - і вибухобезпеки.

Сушіння часто супроводжується небажаним нагріванням відбитків, що змушує встановлювати в машині спеціальні охолоджувальні пристрої. Ефективність сушильних пристроїв залежить від способів закріп­лення друкарських фарб. Сучасні друкарські фарби закріплюються, головним чином, завдяки всмоктуванню та випаровуванню частини зв’язувальної речовини, а також внаслідок окисної полімеризації компонентів. У повітродувних сушильних пристроях теплота до відбитка переда­ється завдяку руху нагрітого повітря. Інтенсивність теплопередачі зале­жить від температури, швидкості та напрямку руху повітря відносно відбитка. Найбільша інтенсивність теплопередачі досягається під час соплового обдування матеріалу. Для сушіння конвекгивним способом застосовують, головним чином, тунельні сушильні пристрої з рекуперацією розчинника та спеціальним або сопловим обдувом. Повітря до відбитка подається за допомогою припливно-витяжної вентиляції. Нагрівання повітря до потрібної темпе­ратури забезпечується електричними або паровими калориферами. Пер вагами електричних калориферів є низька температурна дія на ЗМ, мала інерційність, можливість регулювання режиму сушіння, простота й безпека в обслуговуванні. Основними недоліками є довго­часність сушіння, велика енергоємність, малий коефіцієнт корисної дії (ККД), що не перевищує 5... 10%. Під час сушіння відкритим газовим полум’ям стрічка проходить між пальниками, спрямованими в бік руху стрічки або назустріч. Леткі компо­ненти фарби виділяються і частково згоряють, а частково відсмоктуються. Для швидкого охолодження стрічки за сушильним пристроєм встановлю­ються охолоджувальні циліндри, застосовують також обдув холодним повітрям. Широко використовують комбіновані сушильні пристрої з відкритим газовим полум’ям і обдувом гарячим повітрям (рис. 4.1).

Газополуменеві пристрої ефективні, але потребують досить великих за габаритними розмірами камер, термічно впливають на стрічку, що призводить до її деформації, зміни натягу і втрати великої кількості вологи. Ці пристрої оснащуються також системою догоряння для захис­ту навколишнього середовища.

У радіаційних пристроях використовують як 14, так і високочастотне випромінювання. Сушильні пристрої цього типу мають подовжену конст­рукцію, що пов’язано з умовами опромінення відбитків.

Щоб зрозуміти, яким чином 14 випромінювання взаємодіє з фарбовим шаром, нагадаємо, що 14 випромінювання — це електромагнітне випро­мінювання, яке виникає внаслідок коливань атомів у молекулі. Довжини 14 хвиль лежать у діапазоні 0,75...200 мкм, частота випромінювання відповідає частоті внутрішньомолекулярних коливань. Коли частота коливань 14 випромінювача входить у резонанс з частотою внутрішньо- молекулярних коливань рідини, відбувається взаємодія 14 випромі­нювання і рідини.

Спектр 14 випромінювання можна умовно поділити на кілька діапа­зонів. Коротке 14 випромінювання (довжина хвилі 1000...2000 нм) має в 14 спектрі найбільшу енергію, тому воно глибоко проникає у фарбовий шар. Середнє 14 випромінювання (довжина хвилі 2000...4000 нм) має нижчу випромінювану енергію, його перевага — рівномірне проник­нення у фарбовий шар. Довге 14 випромінювання (довжина хвилі

4000.. . 10 000 нм) для сушіння офсетних фарб практично не викори­стовується, оскільки рівня випромінюваної енергії не вистачає для проникнення у фарбовий шар.

До довгохвильових 14 випромінювачів належать ТЕНи, струмопро - відні скляні пластини, які нагріваються електричним струмом або газовим полум’ям, керамічні панелі або металеві поверхні. До коротко­хвильових 14 випромінювачів належать лампи розжарювання та кварцові лампи.

Використовуються кварцові лампи потужністю 0,5...2 кВт. Лампи досягають повної потужності через 0,6 с, під час зупину машини вони автоматично вимикаються, і потужність випромінювання зменшується до нуля за 0,2 с. Довговічність лампи — 5000 год.

Лампи монтують на панелях, які встановлюють перед приймальним столом друкарської машини чи між друкарськими секціями на відстані 5 см від площини руху паперу. Тривалість висушування відбитка 14 випро-мінюванням — 0,5...0,8 с.

У сучасних 14 пристроях для РРМ використовують систему автома­тичного регулювання температури. Напруга живлення регулюється залежно від швидкості проходження стрічки і температури її поверхні, яка вимірюється пірометричним датчиком. Електроавтоматика пристрою містить також систему керування роботою вентилятора. Вентиляція доповнює 14 сушіння конвекційним і не допускає перегрівання стрічки під час зупину машини.

Застосування 14 сушильних пристроїв сприяє інтенсивному закріп­ленню фарби і тим самим запобігає її перетискуванню та злипанню

Відбитків. 14 пристрої підтримують температуру стрічки в межах 70... 80 °С, вони працюють безшумно і не забруднюють навколишнє середовище.

Переваги 14 сушіння такі: велика густина теплового потоку на поверхні відбитка; селективність поглинання 14 променів; можливість регулювання режиму сушіння; безпечність випромінювання; тривалий термін служби випромінювачів; простота конструкції.

Недоліками є: низька здатність фарби поглинати 14 промені (20.. .30%); велика теплова інерція та небезпечність виникнення пожежі.

Розглянуті вище способи закріплення фарби на відбитках належать до термічних. їх застосовують для фарб, які закріплюють фізичним способом, тобто видалянням розчинника, а також частково полімери­зацією.

Для фарб, які закріплюються хімічним способом, використовують УФ й електронно-променеві сушильні пристрої. Фарби закріплюються полімеризацією.

Ультрафіолетові сушарки оснащуються, як правило, трубчастими газосвітильними кварцовими лампами, наповненими сумішшю аргону і парів ртуті. Випромінювання фокусується на матеріалі за допомогою еліптичних або параболічних рефлекторів. Лампи мають діаметр 25 мм, довжину 100... 1800 мм, робочу температуру 600...800 °С, термін служби їх 1000...1250 год, потужність 80... 120 Вт на 1 см довжини.

Рефлектор під час тривалої роботи може нагрітися до 800 °С, а тому його зовнішній бік має інтенсивно охолоджуватися водою чи повітрям. При УФ випромінюванні в діапазоні 180...200 нм утворюється значна кількість озону, який є токсичною речовиною, і його необхідно весь час видаляти із зони утворення. При цьому досить часто вентиляційну систему об’єднують із системою повітряного охолодження рефлектора.

Пристрої для твердіння фарб УФ випромінюванням мають невеликі габаритні розміри і можуть встановлюватися на багатьох сучасних друкарських машинах між друкарськими секціями чи безпосередньо перед приймальними пристроями (ФА).

Перевагами УФ сушильних пристроїв є: швидке закріплення фарби; мала енергоємність; високий ККД (80...90%); малі габаритні розміри.

Недоліки— велика інерційність, необхідність введення захисних пристроїв від випромінювання, висока вартість й обмежений термін служби УФ випромінювачів, висока вартість спеціальних фарб тощо.

Електронно-променеві сушильні пристрої значно ефективніші, ніж інші, особливо при великих товщинах фарбових шарів. У них використо­вуються потоки електронів зенергією 150...500 кВ (при УФ сушінні приб­лизно в 105 разів менше). Електронно-променева установка за витратами електроенергії приблизно на 10% економічніша від УФ установки, проте в цілому застосування її обходиться значно дорожче від УФ сушіння, оскільки потребує спеціальних фарб і свинцевих захисних огорож. Ці пристрої використовуються тільки в спеціальних машинах.

Високочастотні та мікрохвильові пристрої створюють швидкозмінне електромагнітне поле, яке зумовлює появу в діелектричному матеріалі коливального руху полярних молекул і внаслідок цього нагріває його по всьому об’єму. Для сушіння відбитків використовується електромагнітне випромінювання в метровому діапазоні хвиль (високочастотні сушарки) і в сантиметровому діапазоні довжин хвиль (мікрохвильові сушарки), джерелом якого є електронні генератори—магнетрони.

Нагрівання грунтується на явищі поляризації діелектриків в електро­магнітному полі. Під дією змінної електричної напруги в поляризованому діелектрику диполі переорієнтовуються і частина енергії переходить у теплову.

Перевагами цього способу є: виділення теплоти в усьому об’ємі фарбового шару; незалежність кількості теплоти від фізичних властиво­стей фарби; легкість регулювання режиму сушіння; мала енергоємність та ін. Недоліками є: теплова дія на ЗМ, складність обслуговування, відносно низький ККД (40...50%).

Останнім часом дедалі більше застосовують комбіновані сушильні пристрої, які поєднують різні способи сушіння і тим самим усувають або применшують недоліки кожного способу окремо.

Більшість сушильних пристроїв мають конвективний вузол, за допо­могою якого можна виводити із сушильної камери пару розчинника фарби і продукти згоряння.

На якість сушіння впливають правильність вибору та дозування домішок до фарби, температура й кількість ЗР у друкарській фарбі.

Конструкції сушильних пристроїв удосконалюють одночасно з розробленням нових вогнебезпечних фарб, які швидко закріплюються.

У ВАТ «Рьібинск-Полиграфмаш» (Росія) створено 14 сушильні пристрої для офсетних рулонних одно - і двофарбових машин. Основні технічні дані цих пристроїв наведено в табл. 4.1.

Таблиця 4.1. Основні технічні дані 14 сушильних присторїв

Схеми 14 сушильних пристроїв показано на рис. 4.2, де / — нагрі­вальна панель з лампами (активна панель); 2 — паперова стрічка; 3 — нагрівальна панель без лампи (пасивна панель).

Ширина сушильної камери дорівнює ширині паперової стрічки плюс 500 мм (орієнтовно), висота — 500 мм.

Кількість плит у камері 14 сушильного пристрою залежить від ширини паперової стрічки і схеми пристрою (табл. 4.2).

У таких пристроях сушіння здійснюється об’єднанням двох способів: 14 випромінюванням і гарячим повітрям, заздалегідь нагрітим безпосе­редньо в сушильній камері при проходженні його через 14 лампи і рециркульованим пізніше до сушильної камери. Гаряче повітря рухається

З обох боків назустріч паперовій стрічці.

Завдяки цьому, наприклад, на рулонних машинах «Тектосіт» застосовують сушильні пристрої з меншою кількістю модулів: двомодульні (схема III) заміс. ть тримодудульних (схема IV), виготовлених фірмою «Да Бріз». При цьому витрати на електроенергію зменшилися на 1/3, що відповідає 42 кВт. Довжина сушильної камери зменшилася також на 1/3.

Сушильні пристрої (схеми І...У) рекомен­дують використовувати:

Схему /— у малоформатних машинах, що працюють зі швидкістю не більш як 3,5 м/с, ширина рулону становить 600...660 мм (машини типу РО-62, РО-66);

Схему II — у машинах середнього формату, які працюють зі швидкістю не більш як 5 м/м, ширина рулону—до 840 мм (машини типу «Ультрасет-72», «Кроносет»,

ПОК2-75, ПОК2-84-2);

Схему III — у машинах середнього формату, які працюють зі швидкістю до 6,5 м/с (машини типу «Тектосет», «Кроносет»);

Схеми IV і V — у машинах великого формату, що працюють зі швидкістю до 9,5 м/с, ширина рулону 1200... 1400 мм.