在綠色環(huán)保的大背景下，裝飾紙印刷使用的油墨正由溶劑型向水性轉(zhuǎn)換，但由于水性油墨的干燥性差，所以需要加大印刷設(shè)備的干燥能力，雖然采用傳統(tǒng)的加熱方式（導(dǎo)熱油加熱和電加熱管加熱）也能滿足要求，但卻存在不環(huán)保、能耗大等弊端。在這種情況下，紅外線加熱方式應(yīng)運(yùn)而生。下面，筆者將對(duì)紅外線加熱方式的原理、使用要求及其與傳統(tǒng)加熱方式的能耗對(duì)比加以介紹，供同行參考。

紅外線加熱方式的加熱原理與使用要求

紅外線加熱方式不僅符合環(huán)保要求，還能降低能耗，節(jié)約設(shè)備制造成本。紅外線是一種能夠傳遞能量的電磁波，紅外線加熱方式就是利用紅外輻射熱慣性極小而熱效率很高的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行高密度、高質(zhì)量、高強(qiáng)度的加熱，以達(dá)到提高加熱質(zhì)量、縮短加熱時(shí)間、節(jié)約加熱能源、降低投資額度、減少環(huán)境污染的目的。

1.加熱原理

紅外線加熱方式的原理就是利用紅外線加熱管中加熱絲發(fā)出的電磁波，引起被加熱物體內(nèi)部分子產(chǎn)生共振，并由此產(chǎn)生摩擦熱能，從而達(dá)到加熱的目的。由于不同加熱材料的固有頻率不同，對(duì)此可通過(guò)改變加熱絲的材料成分和繞制方法，使其發(fā)出不同波長(zhǎng)的紅外線輻射，從而使紅外線加熱管電磁波頻率和被加熱物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的固有頻率最大化，進(jìn)而達(dá)到最佳的加熱效果。

由于裝飾紙內(nèi)部水分子可以在波長(zhǎng)為2663nm、2738nm和6270nm的紅外線輻射下發(fā)生最大程度的共振，再結(jié)合紅外線波長(zhǎng)越短輻射能對(duì)熱能的轉(zhuǎn)化率越高的特性，裝飾紙印刷可選用中波段紅外線加熱管（紅外線波長(zhǎng)范圍為2.7×10³～3.0×10³nm）進(jìn)行加熱。另外，如果將紅外線加熱管布置在加了硅酸鋁耐火纖維保溫材料的烘干箱中，干燥效果更佳。

2.使用要求

使用水性油墨印刷時(shí)，采用紅外線加熱方式不存在溶劑型油墨易燃易爆的問(wèn)題，可保證裝飾紙印刷的安全性。盡管如此，在安裝和使用紅外線加熱管的過(guò)程中還有一些非常重要的安全問(wèn)題需要考慮。

在安裝過(guò)程中，紅外線加熱管的中心線與紙張之間的距離h應(yīng)為40～60mm，紅外線加熱管之間的中心距S應(yīng)按照（1.5×h）

在使用過(guò)程中，需要注意的方面有：①當(dāng)印刷過(guò)程中需要停機(jī)時(shí)，必須及時(shí)打開(kāi)烘干箱，以保證還處在烘干箱內(nèi)部的紙張不會(huì)被烤焦；②需要在紅外線加熱管兩端接線處的外面套上耐高溫絕緣自熄管，并加裝絕緣瓷套。

紅外線加熱方式與電加熱管加熱方式的能耗對(duì)比

紅外線加熱方式與電加熱管加熱方式的能耗對(duì)比可通過(guò)以下實(shí)例加以說(shuō)明。

在幅寬為1330mm的印刷機(jī)上分別采用兩種加熱方式進(jìn)行裝飾紙印刷，主要技術(shù)參數(shù)為：承印材料為30～120g/m2的紙張；上墨量為15g/m2；印刷速度為120m/min；烘干箱最高溫度為160℃（室溫為20℃）；烘干箱內(nèi)部紙張長(zhǎng)度為3600mm。

1.采用電加熱管加熱方式

圖1所示為采用電加熱管加熱方式的示意圖。工作原理為：在印刷過(guò)程中，新鮮的冷空氣通過(guò)給風(fēng)機(jī)進(jìn)入電加熱箱進(jìn)行加熱，然后熱空氣經(jīng)過(guò)給風(fēng)管后進(jìn)入密封的烘干箱，使紙張表面墨層中的水分蒸發(fā)，從而起到干燥作用，最后排風(fēng)機(jī)將帶有水汽的空氣排到車(chē)間外。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，如果電熱管加熱效率按50%取值，通過(guò)相關(guān)計(jì)算所得的實(shí)際能耗P實(shí)際1為180kW。

2.采用紅外線加熱方式

圖2所示為采用紅外線加熱方式的示意圖。工作原理為：印刷后的紙張進(jìn)入密封的烘干箱，紅外線加熱管發(fā)出紅外線直接輻射到紙張表面，可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地傳遞輻射能，由于熱量損失幾乎為零，因此可最合理、有效地將輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，從而達(dá)到最佳干燥效果，還能大幅提升節(jié)能率，最后將帶有水汽的空氣排到印刷車(chē)間外。

紅外線加熱管加熱效率按80%取值，通過(guò)相關(guān)計(jì)算所得的實(shí)際能耗P實(shí)際2為112.5kW。

綜合分析來(lái)看：P實(shí)際1-P實(shí)際2=67.5kW，即采用紅外線加熱方式每個(gè)色組最低可節(jié)約能耗67.5kW，裝飾紙印刷一般為四色印刷，那么總的算起來(lái)，每臺(tái)印刷機(jī)最低可節(jié)約能耗270kW。

通過(guò)上述實(shí)例的計(jì)算分析可知，若印刷企業(yè)在凹印生產(chǎn)中也使用水性油墨，則也可以如裝飾紙印刷般采用紅外線加熱方式，以此降低能耗，增大效益。

還有一點(diǎn)必須注意的是，如果有些印刷企業(yè)仍堅(jiān)持采用溶劑型油墨，此時(shí)若使用紅外線加熱方式，一定要注意以下問(wèn)題：在烘干箱制造階段，設(shè)計(jì)好給風(fēng)和排風(fēng)比例，保證空氣在烘干箱內(nèi)始終處于負(fù)壓狀態(tài)，這樣可防止溶劑達(dá)到易燃易爆臨界點(diǎn)，為安全起見(jiàn)，可在烘干箱內(nèi)加裝濃度檢測(cè)裝置，并與主機(jī)進(jìn)行通訊，當(dāng)內(nèi)部溶劑達(dá)到易燃易爆臨界點(diǎn)時(shí)，應(yīng)立刻關(guān)閉加熱管，同時(shí)烘干箱自動(dòng)打開(kāi)，印刷設(shè)備停機(jī)。