在去年的德魯巴展會上，單張紙膠印機的最高速度已經(jīng)達到了20000張/小時，輪轉報紙印刷機的最高速度達10萬份/小時，而最青睞這些高速機的客戶當屬中國印刷業(yè)者，特別是煙包、報業(yè)印刷廠?？梢哉f，提高印刷速度對于印刷機本身而言很有潛力，但油墨的干燥速度是發(fā)展的瓶頸。因此，近幾年對油墨的UV固化、熱干燥及速干油墨的研究很活躍。本文主要從油墨的干燥原理出發(fā)，討論目前油墨的UV固化及熱干燥光源、裝置設計的最新發(fā)展。
油墨干燥、固化原理
印刷油墨的干燥主要有氧化結膜干燥、滲透干燥、揮發(fā)干燥及輻射干燥。
1.氧化結膜干燥
油墨中含有干性油，該油分子結構中的不飽和脂肪酸與空氣中的氧發(fā)生化學反應，由小分子直鏈結構聚合成大分子網(wǎng)狀結構，形成固體物質(zhì)，這一化學反應過程稱為氧化結膜干燥。
2.滲透干燥
油墨連結料中含有較多的礦物油，如汽油、高沸點煤油等，當油墨中的礦物油滲透到多孔隙紙張纖維中，顏料即固著在紙張表面形成固態(tài)膜層，稱為滲透干燥。
3.揮發(fā)干燥
油墨中含有大量揮發(fā)物質(zhì)，如脂肪烴類松香酯、芳香烴類溶劑、醇類、酮類、酯類溶劑等。油墨轉移到承印材料表面后，溶劑揮發(fā)，顏料固著，形成固態(tài)膜層，稱為揮發(fā)干燥。
4.輻射固化
輻射固化是化學單體交聯(lián)成高分子網(wǎng)狀結構形成固體的化學反應，且固化速度快，形成的膜層堅硬、光亮，但附著力欠佳。目前常用的輻射固化方式有3種。
(1)紅外線輻射干燥。油墨中含有螯合劑，可采用波長3～30μm的中波紅外光照射，加速聚合反應，同時產(chǎn)生的熱量促進溶劑揮發(fā)，加速油墨干燥。短波、長波紅外線不利于油墨的干燥。
(2)紫外線（UV）輻射固化。油墨中含有光引發(fā)劑，如二苯甲酮（吸收波長240～340nm）、 2-氯化硫雜蒽酮（吸收波長 200～400nm）等衍生物，光引發(fā)劑在波長為250～420nm范圍內(nèi)的UV光照射下，不到0.1秒即可迅速打開不飽和雙鍵引發(fā)樹脂，如聚氨基甲酸乙酯、環(huán)氧丙烯酸酯等交聯(lián)固化為固體而干燥。UV固化油墨中基本不含溶劑。
(3)電子束（EB）輻射固化。熱離子陰極管發(fā)出高能量輻射電子束，通過調(diào)節(jié)陰極管發(fā)射器選擇輻射波長，因而沒有可見光和紅外線伴隨輻射，完全是冷光源。電子束有效輻射強度很高，可直接引發(fā)樹脂聚合成固體，因此，EB油墨中可不采用光引發(fā)劑。將 uv油墨中的光引發(fā)劑去除或少量添加就可作為電子束固化油墨。
通常，印刷油墨的干燥并不是單一的干燥方式，而是幾種干燥同時發(fā)生。如膠印油墨的干燥就是氧化結膜、滲透、揮發(fā)等幾種方式同時發(fā)生，以氧化結膜干燥為主；報紙印刷油墨以滲透干燥為主；凹印油墨以揮發(fā)干燥為主。
常用油墨干燥、固化設備
油墨干燥往往是復合干燥，因此用什么干燥設備，參數(shù)如何設置，使干燥效率最佳的同時還能節(jié)省能量是印刷者最為關心的問題。
1.紅外線干燥設備
(1)光源。對于油墨干燥，中波紅外線的效果最佳，常用紅外線光源有3種。
第一種是電熱絲輻射源，常見的是非封閉式電阻絲外套石英燈管。這種燈管的熱輻射強度隨光波長的分布不能控制，效率低、價格低，壽命約2000～3000小時。
第二種光源是將電阻絲置于封閉石英管內(nèi)，并可在燈管內(nèi)充不同氣體，以改變輻射光波長分布特性，同時將燈絲與空氣中的氧隔絕，輻射效率高。現(xiàn)在進口印刷機大都配這種光源，壽命達5000～10000小時，但其輻射能量中仍有很大部分是分布在可見光和遠近紅外線段，中波紅外線不是很豐富。
第三種是電熱半導體發(fā)光燈管。外形是陶瓷管外涂紅色或灰色無光半導體材料，管內(nèi)壁繞電阻絲。依靠電熱引發(fā)半導體材料輻射發(fā)光，燈管點燃時光呈暗紅或黑色，通過選擇半導體材料可改變輻射能量的波長分布，而且輻射效率極高。
(2)紅外線燈反光罩。目前常見的有2種，一種是鍍金反光罩，在燈管周圍180°范圍涂有金屬膜，金屬膜反射紅外線效率高達90%；另一種是鍍鋁板或鋁板壓成的橢圓或八字形反光罩，如圖2所示，燈管距燈罩越近，反射效率越高，最高反射率可達85%。
(3)紅外線燈的散熱問題。紅外線燈管表面散熱可用吹風法，且風量大小不影響燈紅外線功率輸出。由于紅外線燈輻射的能量只有1%左右被紙張和油墨吸收，而其余的能量完全轉化成熱量，造成機器周圍升溫，需要用吸風裝置將其排到室外或循環(huán)利用。
(4)適用范圍。紅外線燈應用于紅外線油墨干燥，對非專用紅外線油墨的干燥效率很低，對某些墨甚至不起作用。紅外線具有穿透力，能同時干燥墨膜上下層，加速油墨滲透，促進氧化結膜，尤其是應用在厚墨層印刷和上光油的干燥上效果更佳。對溶劑含量較低的膠印、凸印、網(wǎng)印、印報油墨、柔性版印刷油墨和水性光油的干燥效果都很好。
2.熱風干燥設備
(1)熱源。產(chǎn)生熱空氣的熱源有3種：電
