GEW UV固化装置在柔性版印刷中的应用

        近几年，柔性版印刷以其在包装印刷领域独特的优势在我国得到长足的发展。据统计，目前国内已经引进了150余条柔版印刷生产线。并且，已有7家以上国内印机制造厂开始生产窄幅机组式柔性版印刷机。柔性版印刷方式已被国内越来越多的包装印刷业内人士所接受。GEW公司从1991年开始一直致力于广泛的UV固化应用，并在高效、节能方面建立了卓越的市场口碑。所有的GEW产品都在位于英国伦敦附近的工厂设计装配完成，并且在全球各大洲所有国家设有售后服务和零备件供应代表处。一张图片说明GEW UV固化系统的组成部分。
        上图中的②属于整套系统的控制部分，所有数据均需要由它来采集、分析、处理。执行信号的发出也由它来完成，相当于电脑的CPU；③是一块彩色触摸屏（HMI），它的作用比较单一——显示系统参数、提示报警信号。当然，结合具体印刷机，不同参数的设定、修改也是通过它来实现的，一般情况下，操作人员都会看到UV灯管的待机设定功率、实际工作功率、电压、电流、灯箱温度、风门执行器开合角度等数据。每个机组分别独立显示，方便观察异常；④是一个抽风机，包括灯箱到风机、风机到室外管道组成，用于给灯箱降温，通过风门执行器配合灯箱内的温度传感器来控制灯箱内温度,；遮光装置⑤是另外固定在灯座上的零件，其作用是：遮挡UV灯管发出的紫外线，并能起到定位纸张的效果。意义在于：防止UV灯余光对人体造成伤害、维持灯箱内的温度。灯箱①属于该系统的重要组成部分，其中灯箱①又包含灯座，下面我们具体就该部分单独说明：

        由AUTO CAD的设计图，我们可以清晰看出各个部分的位置，也不难知道，GEW UV灯箱通过整体的设计长度来匹配不同印刷机幅面的宽窄。具体细节组成部分不需改变。小到几十公分的窄幅标签柔印机，大到宽幅几百公分的印铁机，GEW UV都能灵活的配置适合的UV固化系统。
        值得一提的是，GEW的固化系统作为柔性版印刷机的配套设备，其在印刷机上的安装位置，都是提前与印刷机生产厂商协调商定好的。也就是说，它是根据印刷机而设计的，可以有各种规格尺寸，相应的其他配件也灵活多变，适应性非常强。但其总的零部件是不会发生变化的。从而保证了产品的稳定性和持久性。
        关于GEW灯座中的反光罩


        为了提高UV光能量的利用率，采用反射装置是非常必要的。一般情况下，当 UV光通过反射装置被聚集起来时，与其同时被反射的红外线也会被聚集起来。而这些红外线所产生的热量会使UV固化系统的温度不断升高，从而导致 UV固化系统因散热困难而无法正常工作，尤其是在印刷热敏材料时，会导致材料变形，严重时还会影响UV固化系统的安全性。而且，如果反射装置直接采用镜面反射材料（如玻璃、铝材等），也无法获得令人满意的反射效果。因此，我们通常会将一些不同类型的镀膜加入到反射装置中，用来改变和获取不同的反射特性，从而满足不同的反射要求。此外，反射装置的形状、安装位置等也会对其反射效果产生一定影响。下表罗列了几种GEW系统的反光罩：玻璃反光罩。
        高度抛光的玻璃表面涂上一层双色材料，获得较高的紫外反射率和超长的使用寿命。GEW的经验是：双色镀膜玻璃可以产生优良，持久和有效的材料的反射。

特征：
•最大限度的高紫外线–低红外反射率保证良好的UV固化。
•最佳长期基板保持长期的反射率
适合：UV柔印的运行不受支持的胶片没有冷鼓/辊，热敏感材料，热敏纸等。

抛光/涂铝反光罩
高度抛光的铝涂石英保护层，防止氧化，最大工作寿命。

特征：
通过紫外和红外光反射广谱达到最大固化功率。
石英涂层提供优异的长期腐蚀防护，保持长时间的反射率。
复杂的反射剖面可由挤压铝制成（如聚焦反射镜的几何形状）
适合：厚膜涂料印刷 如丝网，阳离子油墨最终固化。较高的热输出提供了更快的固化速度。
双色涂层铝反光罩
铝反射器涂双色材料提供表面保护。


特征：
通过紫外和红外光反射广谱达到最大固化功率。
双色涂层能防止腐蚀保持反射率。
复杂的反射剖面可由挤压铝制成（如聚焦反射镜的几何形状）
适合：厚膜涂料如丝网，阳离子油墨最终固化。较高的热输出提供了更快的固化速度。

        柔性版印刷是包装印刷领域首选方式。20世纪70年代中期以后，由于材料工业的进步，特别是高分子树脂版材和金属陶瓷网纹辊的问世，促使柔性版印刷的发展有了质的飞跃，在世界范围内成为增长速度最快的印刷方式，特别是在美国，得到了充分的发展，无论是印刷机的制造技术还是柔印的应用技术都代表了柔性版印刷的最高水平。美国国内市场所见到的大部分商品包装几乎都是柔性版印刷产品。据统计，目前在美国国内，柔性版印刷的市场份额在软包装印刷领域占70%；在标签印刷领域占85%；在瓦楞纸箱印刷领域占98%；在纸盒印刷领域占25%。在欧洲，柔性版印刷在上述包装领域的市场份额也分别占到了60%、35%、85%和3%。在美国甚至有20%的报纸也是用柔性版印刷的。这足以证明柔性版印刷的生命力。
        目前，柔性版印刷方式已广泛用于各类包装印刷产品。不干胶标签成为柔性版印刷机的主要产品。柔性版印刷机能够完成几乎所有的标签印刷工艺，如模切、压凹凸、排废、上光、覆膜、揭膜然后翻转印刷再贴合等。另外，包装纸箱的印刷是柔性版印刷机另一主要业务来源。适合窄幅柔性版印刷机的产品除标签外还有各类商品的纸包装、折叠纸盒、文化用品、纸袋、纸杯、纸餐具、墙纸等。适合宽幅柔性版印刷机的产品则有各类塑料薄膜、真空镀铝膜、纯铝箔包装产品。
        3、柔性版印刷机分类
        柔性版预印刷有两种形式，机组式柔性版印刷机和卫星式柔性版印刷机： 
      （1）机组式柔性版印刷机
        这类印刷机采用层叠式柔性版印刷机组组合排列。每一印刷机组架上有一套或两套印刷机组。印刷色数可任意组合。形式与凹版印刷机相类似。其工艺流程为：卷筒纸开卷装置→开卷张力控制系统→预加热辊(使纸张伸缩率降到最低) →第一印刷机组→干燥系统→第二印刷机组→干燥系统→第三、四……印刷机组依次类推→冷却辊→收卷张力控制系统→收卷装置
        机组式柔性版印刷机有如下特点：门幅宽，其幅度最好与瓦楞纸板生产线的幅宽相等，目前最宽门幅可达3600mm,印刷周长可变性大，一般重复周长至少在1200mm以上，大的印刷周长可达1800mm以上甚至2500mm以上；印刷速度快，一般生产速度可达250～400m／min；比同色数同规格的凹版印刷机和卫星式柔性版印刷机的投资低30％左右；操作方便、工艺简单；机组式柔印机的套印精度和产品的印刷质量都优于瓦楞纸箱印刷开槽机，但都不及卫星式柔印机。

      （2）卫星式柔性版印刷机。
        这类印刷机是各印刷机组围绕在中心压印滚筒两边均匀排列。印刷机组以偶数对称排列，如双色、四色、六色、八色。目前也有一些是奇数，即在卫星式柔印机主机外接一组凹版印刷机或机组式柔印机，用于上紫外线光油或上普通光油。
其工艺流程为：
        卷筒纸开卷装置→开卷张力控制系统→辅助张力辊(预热辊) →纸带导向装置(纠偏装置) →导纸辊→中心压印滚筒→第一色印刷→色间干燥→第二色印刷→色间干燥→第三、四色……依次类推→整体干燥(最后干燥) →冷却辊→收卷张力控制系统→收卷装置。
        卫星式柔性版印刷机有很多优点，比如：套印精度高。、印刷质量高、印刷调节时间短、印刷材料损耗少、印刷速度快，产量高、印刷材料适应面广等。



        效率高
        与传统的热固化方式相比，GEW UV固化技术在工作准备和生产操作方面都具有减少工时、提高效率的优势。由于 UV油墨的附着性能优异以及GEW UV固化系统UV灯正常的预热时间短，车间工人可以快速完成设备调试和工作准备，缩短了前期准备时间。生产过程中，GEW UV固化速度非常快，整个固化过程只需从GEW UV灯下闪过即可完成，完全颠覆了以“秒”为单位的固化时间概念。效率的提升，可使印刷企业在单位工时内创造更高的价值，是对有效工作时间的节省。

        能效高
        热固化设备工作时产生的热量大，这不仅会使热敏感材料（如薄膜）在印刷时出现问题，也会使油墨在固化后发生颜色或性能的改变。由于GEW UV固化设备具有超强照度和无热辐射的特点，有效改善了能量输出，显著降低了固化过程产生的热量，可避免热固化的上述问题，同时还节省了大功率冷却装置对能源的消耗。有关资料显示，与热固化相比，GEW UV固化可以降低一半的耗能，而生产效率却大大提升。

        维护易
        一方面，GEW UV固化设备集成度高、配置灵活，不仅为设备的升级、优化带来便利，在设备保养和维护方面更是非常快捷方便，尤其是GEW UV灯和反射镜的更换。另一方面，GEW UV固化技术的使用也使印刷设备的清洗和保养变得容易，彻底清洗使用 UV油墨的印刷机的时间可以适当延长，无须每月彻底清洗一次。

GEW UV 固化系统优势
一、UV光固化与传统固化系统对比
1、环保 热固化的油墨、涂料很多是用的挥发性溶剂，对环境、人体的危害较大，UV固化的基本没有挥发的溶剂。
2、快速 UV固化一般是用秒计算的，相对热固化更快。
3、对于不耐高温的物体很适用 UV固化的温度可以控制得很低，对于不能过高温的产品用UV固化可以很容易做到。特别是塑料薄膜，标签的印刷。
4、UV固化的附着力更强 UV固化的产品附着力很强（例如大家所用的键盘，以前的用了一段时间后上面的字符会掉色，但现在基本上是用UV固化上面的字符，所以基本不会再出现字符掉的情况了。

        在我国工频频率是50Hz，图1是在工频传统控制方式下灯管的输出能量波形图，我们很容易就会发现，其实传统控制方式下GEW UV灯管输出的能量是以50Hz的频率在零和最大值之间波动的，图2是基于300Hz的电子控制方式下灯管的输出能量图。电子控制方式是将工频变300Hz的方波控制方式，经过变频和波形整定灯管两端将得到300Hz的方波电压，所以灯管将会以恒定的能量输出。我们再回过头来看图1和图2，不难发现同样的电能输入还会得到更多的GEW UV能量。

        3、稳定的方波输出
        通过以上分析我们不难看出，高频输出的电子控制方波在稳定性上要比传统控制方式提高很多。稳定的输出保证了稳定的固化效果，从而也保证了稳定的机器生产，从另外一个角度来说也是机器生产力的提高。
        4、细化的输出功率控制
        作为GEW第三代GEW UV固化系统，输出功率具有21级功率输出调节，传统控制方式具有5级功率输出调节。被细化的功率输出到底有什么好处？举个例子来说，机器在一定速度下需要45%的功率干燥，从图4中我们可以看出传统和电子控制方式的实际输出，如果要得到45%的功率，传统型的功率分辨只有输出60%的功率才能满足要求，电子型的最小功率分辨率是5%，刚好输出45%的功率。由此我们可清楚地看到，同样的干燥效果可以节省15%的的电能，如果机器每年如此运行，电子控制方式将大大降低机器运行成本！
        通过以上对比分析，e-Brick GEW UV固化系统在设计上是从实际生产出发，以降低生产成本为目的。经过计算和实践我们发现，e-Brick GEW UV固化系统比传统控制方式节省30%的电能和多得到20%的GEW UV能量。另外，e-Brick GEW UV在其他方面也有亮点设计：系统配备了彩色触摸屏人机对话界面，在新的操作界面上增加了存储和调用功能，这一功能使得用户可以存储和调用以前生产某一工单时的功率设定数据；同时该系统还可以配备热风烘干（IR）灯箱，使得机器更加灵活。

        “我们正在通过使用GEW UV固化的最新技术给市场带来一场GEW UV应用的变革，同时我们的技术可以使印刷的利润空间扩大，”GEW市场经理David Lyus先生这样介绍：“随着不断增加的能源消耗和费用，更加繁复的油墨和更薄材料的应用，使得消耗和浪费逾显昂贵。所以我们推出的更加高效、节能的GEW UV固化系统可以使客户有效减少浪费，增强应用GEW UV印刷的信心。”灯管和反射板技术使“E2C”灯箱的设计对更广泛的油墨具有最佳的固化效果，包括可做打底的白墨、丝网印刷和食品级的油墨配方。全风冷式灯箱设计足以安全有效的满足所有薄型印刷材料，包括各种超薄型热敏材料，且无需加装费用更高的水冷系统。几乎免维护的功能设计可以充分的保证在印刷生产过程中减少停机时间。新系统可以减少52%的排风量，厂房环境更加安静，令空调和厂房的运转成本大幅下降。