CN109738325B - 一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器 - Google Patents
一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器，包括机架，机架上沿水平方向分别设有微波发生器和风箱，风箱的下方设有沿水平方向平行设置的丝杆和光杆，丝杆和光杆均从微波发生器中穿过，丝杆和光杆的两端分别设有导向机构A；还包括移动平台，丝杆和光杆均与移动平台配合，丝杆的一端连接有电机，机架一端的一侧沿竖直方向设有支撑架，支撑架通过导向机构B与风箱连接，风箱的上方设有加热箱，加热箱通过通气管与风机连接，风箱可沿支撑架上下移动，风箱的底部均匀分布有若干风嘴。本发明可以用来模拟油墨在不同条件下的干燥情况，从而得知油墨的干燥速率。
Description
技术领域
本发明属于印刷技术领域，涉及一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器。
背景技术
在我国，印刷主要应用于食品、烟草、药品包装行业，与人们的生活健康息息相关。传统油墨中使用了大量的挥发性有机溶剂，污染环境的同时，部分有毒物质的残留也对人体健康不利。人类文明发展速度越快，能源的消耗量也越快，可持续发展和绿色环保成为社会趋势，水性油墨的开发与推广，极大地改善了印刷作业条件，并提高了产品质量安全，受到人们的关注和青睐。但是，随着水性油墨的应用，国内与之配套的印刷设备却存在烘干效率低，出现干燥所需能耗高、干燥时间长、干燥不彻底和印刷速度低等问题。这直接影响了水性油墨取代溶剂型油墨的进程速度,使水性油墨的广泛应用受到了限制。因此，对水性油墨干燥特性进行研究对于水性油墨的广泛应用具有实际意义。由于印刷企业的印刷速度越来越快,而印刷品油墨的干燥又需要一定的时间,为保证印刷生产的流水线作业,热风设备庞大,占地面积大,不利于展开研究。因此需要研制一种结构合理,占地面积小,便于操作的用于研究印刷品油墨干燥速率的装置是客观需要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器，该仪器可以用来模拟油墨在不同条件下的干燥情况，从而得知油墨的干燥速率。
本发明所采用的技术方案是，一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器，包括机架，机架上沿水平方向分别设有微波发生器和风箱，风箱的下方设有沿水平方向平行设置的丝杆和光杆，丝杆和光杆均从微波发生器中穿过，丝杆和光杆的两端分别设有导向机构A；
还包括移动平台，丝杆和光杆均与移动平台配合，丝杆的一端连接有电机，机架一端的一侧沿竖直方向设有支撑架，支撑架通过导向机构B与风箱连接，风箱的上方设有加热箱，加热箱通过通气管与风机连接，风箱可沿支撑架上下移动，风箱的底部均匀分布有若干风嘴；
机架的另一端设有控制面板，控制面板用于调节移动平台的移动速度、加热箱的加热温度、风机的风速以及微波发生器的微波功率。
本发明的特点还在于，
导向机构A包括平时设置在机架两端的移动平台左滑轨和移动平台右滑轨，移动平台左滑轨与移动平台左滑块配合，移动平台右滑轨与移动平台右滑块配合，丝杆的一端和光杆的一端均通过移动平台左滑块支撑，丝杆的另一端和光杆的另一端均通过移动移动平台右滑块支撑。
导向机构B包括沿竖直方向平行设置在支撑架内侧的风箱右滑轨和风箱左滑轨，风箱右滑轨与风箱右滑块配合，风箱左滑轨与风箱左滑块配合，风箱右滑块与风箱左滑块均设置在风箱的同一侧面上。
加热箱通过架体连接在支撑架上，加热箱的出风口通过导风管连入风箱内部，架体上沿竖直方向设有风箱调节螺栓；风箱调节螺栓与导向片配合，导向片的中心设有与风箱调节螺栓的螺纹孔，导向片与风箱右滑块、风箱左滑块设置在风箱的同一侧面上。
风箱的底部设有风嘴座，风嘴座的相对两侧分别设有挡风板，两个挡风板之间等距设有若干对L形风嘴挡板，在一对风嘴挡板中，两个风嘴挡板的一个侧边拼接起来形成风嘴。
本发明的有益效果是，该仪器可以调节热风温度、热风速度以及微波的频率，用以模拟印刷品的不同干燥工况，从而得到不同干燥工况下的印刷试样，配合分析天平可以测量出印刷试样在不同时间段的质量变化。本仪器不仅可用于研究印刷油墨干燥规律，而且可用于不同的印刷干燥工况测试。
附图说明
图1是本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器的结构示意图；
图2是本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器的背部结构示意图；
图3是本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器中去掉支撑架的结构示意图；
图4是本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器中风箱调节螺栓与导向片配合的结构示意图；
图5是本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器中风箱底座的结构示意图；
图6是本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器的使用方法中油墨干燥时间与样品干燥前后质量差对应关系曲线图。
图中，01.控制面板，02.电机，03.丝杆，04.移动平台，05.微波发生器，06.加热箱，07.通气管，08.风箱调节螺栓，09.风箱，10.移动平台右滑轨，11.移动平台右滑块，12.风机，13.光杆，14.移动平台左滑轨，15.移动平台左滑块，16.光电挡板，17.后光电开关，18.前光电开关，19.风箱右滑块，20.风箱右滑轨，21.风箱左滑块，22.风箱左滑轨，23.机架，24.支撑架，25.架体，26.导风管，27.导向片，28.风嘴座，29.挡风板，30.风嘴挡板，31.风嘴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器，如图1～3所示，包括机架23，机架23上设有相互平行的丝杆03和光杆13，丝杆03和光杆13均从微波发生器05中穿过，丝杆03的一端和光杆13的一端均通过移动平台左滑块15支撑，移动平台左滑块15与移动平台左滑轨14配合，且丝杆03的一端连接有电机02，丝杆03上还配合连接有移动平台04，光杆13从移动平台04中间穿过，光杆13对移动平台04起导向作用；机架23的一端设有风箱09，风箱09位于移动平台04的上方；移动平台04的长度大于风箱09的长度。
丝杆03的另一端和光杆13的另一端均通过移动移动平台右滑块11支撑，移动平台右滑块11与移动平台右滑轨10配合；
移动平台左滑轨14与移动平台右滑轨10分别位于机架23的左右两端且相互平行设置；
机架23一端的一侧沿竖直方向设有支撑架24，支撑架24的内侧沿竖直方向设有相互平行的风箱右滑轨20和风箱左滑轨22，风箱右滑轨20与风箱右滑块19配合，风箱左滑轨22与风箱左滑块21配合，风箱右滑块19与风箱左滑块21均设置在风箱09的同一侧面上；
风箱09的上方设有加热箱06，加热箱06通过架体25连接在支撑架24上，加热箱06的出风口通过导风管26连入风箱09内部，架体25上沿竖直方向设有风箱调节螺栓08；
如图4所示，风箱调节螺栓08与导向片27配合，导向片27的中心设有与风箱调节螺栓08的螺纹孔，导向片27与风箱右滑块19、风箱左滑块21设置在风箱09的同一侧面上；旋转风箱调节螺栓08，由于风箱调节螺栓08与导向片27上螺纹孔的相互配合，可以使风箱09沿着风箱右滑块19与风箱左滑块21上下运动；
加热箱06的进风口通过通气管07与风机12连接。
机架23的另一端设有控制面板01，控制面板01可以控制移动平台04的移动速度、调节加热箱06的温度、风机12的风速以及调节微波发生器05微波的功率。控制面板01上安装有显示屏，可以读出移动平台04的移动速度、风从加热箱06通过的温度、风速以及微波功率的数值。控制面板01还包括一个计时器，当电机02启动时开始计时，当电机02停止时停止计时。
移动平台04的一端设有光电挡板16，机架23上分别设有后光电开关17和前光电开关18，后光电开关17靠近电机02设置，前光电开关18位于风箱09与微波发生器05之间，当光电挡板16通过后光电开关17或前光电开关18时，电机02停止转动，移动平台04停止移动，当光电挡板16运动到前光电开关18所在位置处时，移动平台04恰好位于风箱09的正下方。
如图5所示，风箱09的底部均匀排布有若干风嘴31，风箱09的底部设有风嘴座28，风嘴座28的相对两侧分别设有挡风板29，两个挡风板29之间等距设有若干对L形风嘴挡板30，在一对风嘴挡板30中，两个风嘴挡板30的一个侧边拼接起来形成风嘴31，风机12产生的风经过加热箱06的加热后进入风箱09，风机12产生的风经过加热箱06的加热后进入风箱09，并从风险09底部的风嘴31导出。
风嘴挡板30用螺栓固定在风嘴座28上，挡风板29用螺钉锁紧，直至夹紧风嘴挡板30，风嘴座28采用抽拉结构，可以安装进风箱09的底部。
微波发生器05可以产生微波。移动平台04先通过微波发生器05后到达风箱09的下方。
本发明一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器的使用方法，具体为：
打开风机12设置风速为Vw，打开加热箱06设置温度为T进行预热，为保证热风从风箱09的风嘴出来时的温度均匀，需要预热20分钟。
取宽度为W、长度为移动平台04长度1.5倍的承印物试样，W与移动平台04宽度相同。风箱09的长度为L。
将承印物试样放置于印刷适性仪上对其进行上墨，取承印物试样的中间部分作为实验样品，实验样品的长度为风箱09长度加20mm，记作L0，单位mm，选择承印物试样的中间部分是因为承印物中间部分的印刷效果最好，墨层厚度最均匀。
将实验样品放置于分析天平上称取其质量，记为M0，g；
将实验样品放置于移动平台04上，使用磁铁压住实验样品的两端，且实验样品两端压住的长度均不得超过10mm，此时移动平台04位于风箱09的左边，记为初始位置；
设置移动平台04的移动速度为V，m/s。
电机启动，移动平台04开始移动，同时打开微波发生器05，设置微波发生器05的功率为P，实验样品依次在微波发生器05内和风箱09下进行干燥，当移动平台04到达风箱09的正下方时停止移动，立刻将移动平台04沿移动平台左滑轨14和移动平台右滑轨10移开，使移动平台04远离风箱09；
将实验样品从移动平台04上取出，切除实验样品左右两端各10mm，再将实验样品切成N等份作为干燥后样品，将N个干燥后样品分别放置于N个分析天平上，称取N个实验样品的质量，将进入风箱09干燥时间最长的干燥后样品的质量记作M1(单位g)，其他干燥后样品的质量按干燥时间递减的顺序依次记为M2，M3。。。。。。Mn，此时完成一次实验数据的采集；
通过如下公式(1)计算干燥前实验样品单位面积的质量Ma(单位g)：
分别通过如下公式计算mb1、Mb2、Mb3、……、Mbn这1～N个样品单位面积的重量：
第一个样品干燥后的干燥时间为，单位s：
第N个样品干燥后的干燥时间为：
各样品干燥前后的单位面积的质量变化量ΔMn(单位为g)为：
ΔMn＝Ma-Mbn，其中，n＝1，2，……，N (8)；
根据各样品干燥前后单位面积的质量变化量(质量差)ΔM1,ΔM2......ΔMn分别对应的干燥时间t1，t2......tn(单位为s)，得油墨干燥变化曲线，如图6所示(图6为样品干燥前后的质量差ΔM与干燥时间t的曲线图)，该曲线的斜率即为印刷干燥速率。
Claims (1)
1.一种测试油墨印刷干燥速率的实验仪器的使用方法，其特征在于，所述测试油墨印刷干燥速率的实验仪器包括机架，机架上沿水平方向分别设有微波发生器和风箱，风箱的下方设有沿水平方向平行设置的丝杆和光杆，丝杆和光杆均从微波发生器中穿过，丝杆和光杆的两端分别设有导向机构A；
还包括移动平台，丝杆和光杆均与移动平台配合，丝杆的一端连接有电机，机架一端的一侧沿竖直方向设有支撑架，支撑架通过导向机构B与风箱连接，风箱的上方设有加热箱，加热箱通过通气管与风机连接，风箱可沿支撑架上下移动，风箱的底部均匀分布有若干风嘴；
机架的另一端设有控制面板，控制面板用于调节移动平台的移动速度、加热箱的加热温度、风机的风速以及微波发生器的微波功率；
所述导向机构A包括平行设置在机架两端的移动平台左滑轨和移动平台右滑轨，移动平台左滑轨与移动平台左滑块配合，移动平台右滑轨与移动平台右滑块配合，丝杆的一端和光杆的一端均通过移动平台左滑块支撑，丝杆的另一端和光杆的另一端均通过移动平台右滑块支撑；
所述导向机构B包括沿竖直方向平行设置在支撑架内侧的风箱右滑轨和风箱左滑轨，风箱右滑轨与风箱右滑块配合，风箱左滑轨与风箱左滑块配合，风箱右滑块与风箱左滑块均设置在风箱的同一侧面上；
所述加热箱通过架体连接在支撑架上，加热箱的出风口通过导风管连入风箱内部，架体上沿竖直方向设有风箱调节螺栓；风箱调节螺栓与导向片配合，导向片的中心设有与风箱调节螺栓相配合的螺纹孔，导向片与风箱右滑块、风箱左滑块设置在风箱的同一侧面上；
所述风箱的底部设有风嘴座，风嘴座的相对两侧分别设有挡风板，两个挡风板之间等距设有若干对L形风嘴挡板，在一对风嘴挡板中，两个风嘴挡板的一个侧边拼接起来形成风嘴；
具体为：
打开风机设置风速为Vw，打开加热箱设置温度为T进行预热；
取宽度为W、长度为移动平台长度1.5倍的承印物试样，W与移动平台宽度相同；风箱的长度为L；
将承印物试样放置于印刷适性仪上进行上墨，取承印物试样的中间部分作为实验样品，实验样品的长度为风箱长度加20mm，记作L0，单位mm；
将实验样品放置于分析天平上称取其质量，记为M0，g；
将实验样品放置于移动平台上，使用磁铁压住实验样品的两端，且实验样品两端压住的长度均不得超过10mm，此时移动平台位于风箱的左边，记为初始位置；
设置移动平台的移动速度为V，m/s；
电机启动，移动平台开始移动，同时打开微波发生器，设置微波发生器的功率为P，实验样品依次在微波发生器内和风箱下进行干燥，当移动平台到达风箱的正下方时停止移动，立刻将移动平台沿移动平台左滑轨和移动平台右滑轨移开，使移动平台远离风箱；
将实验样品从移动平台上取出，切除实验样品左右两端各10mm，再将实验样品切成N等份作为干燥后样品，将N个干燥后样品分别放置于N个分析天平上，称取N个实验样品的质量，将进入风箱干燥时间最长的干燥后样品的质量记作M1，单位g，其他干燥后样品的质量按干燥时间递减的顺序依次记为M2，M3......Mn，此时完成一次实验数据的采集；
通过如下公式(1)计算干燥前实验样品单位面积的质量Ma，单位g：
分别通过如下公式计算Mb1、Mb2、Mb3、……、Mbn这1～N个样品单位面积的重量：
第一个样品干燥后的干燥时间为，单位s：
第N个样品干燥后的干燥时间为：
各样品干燥前后的单位面积的质量变化量ΔMn为：
ΔMn＝Ma-Mbn，其中，n＝1，2，……，N (8)；
根据各样品干燥前后单位面积的质量变化量ΔM1,ΔM2......ΔMn分别对应的干燥时间t1，t2......tn，得油墨干燥变化曲线，该曲线的斜率即为印刷干燥速率。
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