11.2.4 UV干燥
1.UV干燥原理和干燥装置的配置
UV干燥装置也称紫外线干燥装置。其干燥原理与红外和热风不同。UV干燥不是利用热量使油墨干燥，而是UV灯的辐射光波被UV油墨、UV光油的聚合连结料吸收而干燥。
使用紫外线（UV）油墨和紫外线（UV）光油时，需要配置紫外线（UV）干燥装置。在印刷墨层较厚时，各印刷机组之间也需要安装内置UV干燥装置，如图11-8所示。在高速印刷机上，为了保证印刷品UV油墨和UV光油的充分干燥，在加长收纸干燥装置中需要安装并开启UV干燥装置，如图11-9所示。
图11-15 海德堡印刷机上使用的UV干燥装置
1—UV灯 2—反射镜 3—冷却装置 4、6—水冷式灯罩 5—水冷式快门
2.单张纸胶印UV干燥装置
图11-15是海德堡印刷机上使用的UV干燥装置。由UV灯1、反射镜2、冷却装置3、水冷式灯罩4、6及水冷式快门5等组成。
传统的UV干燥装置内采用一个或数个汞灯，波长范围是100～380nm。常用的汞灯工作中会产生高温和臭氧，因此UV烘干装置还应该有一个冷却和排除臭氧的装置。为了充分利用汞灯能量，保护人身安全和保护环境，整个UV干燥装置封闭在一个反射室中，如图11-15和图11-16所示。当产生辐射时，墨膜几乎立即聚合并干燥（一般在1s内）。UV干燥方式中，需要完全不同的连结料和辅助光引发剂。由于黑色油墨能够防止UV辐射渗透油墨层，因此固化效果比彩色油墨和上光油差。UV油墨不含溶剂，所以烘干不会产生溶剂烟雾。
在单张纸胶印的UV干燥装置中，通常采用输出功率为100～120W/cm的气体汞灯。这种汞灯的能量有效利用率只有25%，其余50%转化为红外光，25%转化为可见光。为了防止承印材料（纸张）与辐射装置接触和过热，需要安装冷却装置，并在UV干燥装置的下方安装有防护板，通常是采用涂布石英玻璃的红外滤镜。图11-16示出具有封闭反射镜和防护板的UV干燥装置。
图11-16 具有封闭反射镜和防护板的UV干燥装置
a）开放式反射镜 b）封闭式反射镜
传统UV灯的反射镜大多采用铝或玻璃反射镜。现在海德堡的Dry Star 3000 UV固化干燥系统和高宝的UV固化干燥装置，采用闪蓝光的URS反射镜镀膜。它能通过60层厚（高宝为70层）的URS镀膜反射UV光，并吸收红外光热量，吸收的热量通过水冷却系统排出，比铝或玻璃反射镜明显地减少了对承印物的热辐射，并且避免了油墨和污垢在反射镜表面燃烧，影响反射镜的反射效率和性能稳定。
3.新型UV干燥装置
比较新的UV干燥装置是移动带式UV固化装置。德国Kuhnast辐射技术公司推出了一种UV-Quickstart移动带式固化装置。最初应用在Ryobi 520胶印机上，也可以在海德堡GTO 52、PM 52、SM 52胶印机，小森Lithrone 20胶印机上使用。该UV固化装置配备1～2个UV灯，功率为181W/cm。传统的UV固化装置打开后需要5～10min才能使用，并且需要在印刷全过程中保持工作状态。UV-Quickstart移动带式固化装置，打开后3s即可使用，印刷中断时，全套系统关闭。试验表明，在印刷同样数量印刷品的时间内，UV-Quickstart移动带式固化装置的实际工作时间，比传统UV固化装置的实际时间减少一半以上，不仅可以节省能量消耗，减少维修费，而且可以用风冷却替代水冷却。
4.激发物辐射装置
为了解决汞灯能量有效利用率低，并且产生大量红外辐射和臭氧的缺点，激发物辐射装置（低温UV干燥装置）是一种较好的解决办法。激发物辐射装置如图11-17所示。它是一种采用单色光（其波长主要是308nm）的特殊UV灯。这种辐射装置无红外线产生，纸张不会被加热，308nm波长不会产生臭氧，并提高了能量利用率。目前激发物辐射装置存在的问题是功率低（现在最高50W/cm），达不到汞灯的功率（最高250W/cm）。要提高干燥效果，需在惰性气体（如氮气）中进行。另一个问题是油墨光引发系统，需要配备与激发物辐射装置相匹配的波长。
由于目前激发物辐射装置需要在惰性气体（如氮气）中进行，因此干燥需要密闭的空间。单张纸胶印机由于牙排的存在，实现密闭空间比较困难，卷筒纸胶印机比较容易实现。
图11-17 激发物辐射装置
a）采用辐射和镇流的激发物系统 b）激发物辐射装置的结构