CN101497288A - 用于胶版印刷机的润湿剂处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于胶版印刷(44)的润湿剂(10)处理装置和处理方法，包括一个用于将形成盐的离子从润湿剂(10)中去除的阳离子交换器(14)，其中，通过阳离子交换器(14)的操作，润湿剂(10)的pH值保持不变并且该润湿剂处理装置包括一个基于润湿剂(10)的水硬度的测量(16)的调节装置(20)，用于将润湿剂(10)供入到阳离子交换器(10)。

Description

用于胶版印刷机的润湿剂处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于胶版印刷机的润湿剂处理装置及方法，包括一个用于从该润湿剂中去除形成盐的离子的离子交换器。
背景技术
当前尤其要求的是，降低或者甚至尽可能完全避免在胶版印刷过程中使用对环境有害的物质。尤其期望的是，降低醇地或者无醇地印刷，具体地说，减少或者完全不使用异丙醇(IPA)。但是实际中在无异丙醇的胶印中产生如下问题，即经常在几周之后就必须完全更换胶印机的润湿剂，因为胶印过程的质量显著减弱。这在生态学角度和经济学角度都是不可接受的，因为经常清除润湿剂作为特殊废料是昂贵的并且对于环境是不友好的。此外，在润湿剂更换期间导致显著的胶印机停机时间。
所述问题的主要原因之一是润湿剂的污物。为了降低污物，在无醇或者低醇的胶印时在润湿剂回路中使用过滤器，使得延长寿命。但是尽管如此，在较短的时间之后印刷质量仍变差。
这种现象的原因是在润湿剂中沉积的水硬度成分，所述水硬度成分绝大部分来源于纸条纹(碳酸钙，CaCO3)，但是也可能来自油墨。所述碳酸钙在润湿剂中离解成Ca2+离子和HCO3 -离子，其中，Ca2+离子对于润湿剂的水硬度具有决定性的作用。因为通常的过滤器不能捕集或降低溶解的离子，所以水硬度随着时间的推移总是一直上升，直到该水硬度在高的水硬度水平上达到暂时的平衡状态为止。这种情况会导致印刷质量明显变差并且甚至会导致沉淀到胶印机的辊上。明显地，这个过程与待印刷的任务、确切地说与使用的材料(例如纸张、颜料、印刷装置洗涤剂、润湿剂添加物)和使用的原水密切有关。
在文件EP 1 577 117 A2中描述了一种用于胶印的润湿剂处理装置。同时，调节了润湿剂的pH值和导电能力。润湿剂被过滤并且遭受磁场，以便中断导致晶体形成的分子聚合力。在pH值调节方面，润湿剂可以借助于离子交换器被酸化。在导电能力调节方面，将两种具有很多内容物质的专门的溶液添加到润湿剂中，所述溶液取代广泛应用在胶印中的异丙醇。
在所述文件EP 1 577 117 A2中描述的技术教导是耗费的并且使用特别的润湿剂添加物。在实际的使用中，特别是润湿剂的导电能力是关键的调节参数：首先，在实际中，导电能力与印刷任务有关。而且导电能力仅部分地受到影响印刷过程的物质的限制。
发明内容
本发明的目的是，以简单的方式实现润湿剂的尽可能长的寿命。
根据本发明，该目的通过根据本发明的润湿剂处理装置和/或根据本发明的润湿剂处理方法实现。在下述技术方案中描述本发明的有利的进一步方案。
本发明的用于胶版印刷机的润湿剂处理装置包括：一个用于将形成盐的离子、特别是盐沉淀的离子从润湿剂中去除的离子交换器(该离子交换器为阳离子交换器的形式)，通过该离子交换器的操作，润湿剂的pH值保持不变；一个基于润湿剂的水硬度测量而将润湿剂输送至阳离子交换器的调节装置。
利用本发明能够以有利的方式调整或者控制和设定润湿剂的水硬度。通过本发明改善了润湿剂的处理，可以在印刷质量高的情况下实现润湿剂的较长的寿命。
润湿剂尤其可以是含醇量低或者无醇的润湿剂，例如是这样一种润湿剂，其异丙醇含量降低或无异丙醇。润湿剂的主要溶剂是水。胶版印刷机尤其可以是单张纸胶版印刷机。pH值基本上可以保持不变。
关于水硬度在此要注意的是，总硬度是水中碱土金属阳离子的浓度之和。在SI测量系统中是以摩尔每升为单位描述碱土离子的含量。通常实际上水硬度也以德国硬度(°dH)定量。在此，1°dH定义为每升水中含10mgCaO。对于其他的硬度组分确定了等效的量：对于镁来说，等效的量为每升水中含大约7.19mg MgO。1°dH为0.1783mmol/l或17.8ppmCaCO3。
在优选的实施形式中，阳离子交换器使两价的阳离子通过一价的阳离子取代。换言之，在阳离子交换器中可将两价的阳离子、尤其是碱土金属离子从润湿剂中取出并且将一价的阳离子、尤其是碱金属离子给到润湿剂中。具体地说，阳离子交换器使Ca2+和/或Mg2+离子通过Na+离子取代。通过这种方式可以降低润湿剂的过高的水硬度，由此又改善了印刷质量并且显著提高了润湿剂的寿命。
在不同的实施形式中，本发明的润湿剂处理装置为了测量水硬度包括一个用于Ca2+离子和/或Mg2+离子的离子选择性电极或者一个用于Ca2+离子和/或Mg2+离子的滴定装置或者一个水硬度传感器。滴定装置尤其可以是自动化的。水硬度的切实可行的测量是用乙二胺四乙酸(EDTA)的二钠盐(Dinaturiumsalz)的水溶液的配位滴定法的滴定，它与Ca2+离子和/或Mg2 +离子构成可溶解的和稳定的螯合物。
在一种有利的进一步方案中，本发明的润湿剂处理装置包括一个用于将pH缓冲溶液调节地供入到润湿剂中的装置，该装置包括一个调节装置和一个与调节装置连接的、用于确定润湿剂的pH值的测量装置。
另外或者除了其他描述的特征之外，润湿剂处理装置可以具有至少一个用于分离润湿剂中的污物的过滤器。特别是该过滤器可包括一个粗过滤器、一个精过滤器和/或一个滤油器。
也可以使用其他的润湿剂过滤器、例如膜片过滤器、离心器或者粒料/散料床式过滤器。这些过滤器也可以与阳离子交换器无关地例如连接在旁路、强制循环中或者中间箱中。
另外或者除了其他说明的特征之外，在本发明的润湿剂处理装置中，润湿剂至阳离子交换器和/或至过滤器的供入可中断地和/或可彼此无关地进行。
另外或者除了其他说明的特征之外，本发明的润湿剂处理装置具有一个用于给出OH-离子的阴离子交换器。
在本发明的构思下也存在一个用于胶版印刷机的润湿剂设备，该润湿剂设备包括至少一个润湿剂储备器和一个进入装置和一个从润湿剂储备器至胶版印刷机的印刷装置的返回装置。本发明的润湿剂设备具有一个带有所述特征或特征组合的润湿剂处理装置。
特别是在本发明的润湿剂设备中，水硬度测量在润湿剂储备器中进行。另外或者除了其他说明的特征之外，润湿剂设备的阳离子交换器位于一个用于润湿剂的旁通回路中。在此，特别是该旁通回路另外包括一些阀和/或一个或多个用于测量体积流量的装置。
在一种可能的进一步方案中，本发明的用于用阳离子交换器处理润湿剂的装置可以连接到多个胶版印刷机的润湿剂回路中。换言之，本发明的装置可以这样构成，使得可以处理多个胶版印刷机的润湿剂。
在本发明的构思下还存在一种胶版印刷机、尤其是一种单张纸胶版印刷机。本发明的胶版印刷机包括至少一个具有所述特征或特征组合的润湿剂设备。在胶版印刷机中被处理的承印材料尤其可以是纸张、纸板或者硬板纸。
在本发明的用于胶版印刷机的润湿剂处理方法中，将润湿剂供给到一个离子交换器，用于将形成盐的离子、尤其是盐沉淀的离子从润湿剂中去除。在离子交换器中交换阳离子，其中，润湿剂的pH值基本上保持不变。在此，根据测量到的润湿剂水硬度调节地将润湿剂供给到阳离子交换器。
在此，特别是将这样一个润湿剂体积供给到阳离子交换器，该润湿剂体积根据在阳离子交换之前测量到的水硬度和在阳离子交换之后的期望的水硬度额定值进行确定。
在本发明的用于胶版印刷机的润湿剂处理方法中，尤其可以使用具有所述特征或特征组合的润湿剂设备。
在本发明的润湿剂处理方法的一个优选的实施形式中，润湿剂包括一种含缓冲系统的润湿剂添加物，该缓冲系统将润湿剂的pH值调节到4.0与7.0之间、优选4.5与5.0之间。
润湿剂可以具有一种含缓冲系统的润湿剂添加物，该缓冲系统由有机酸或无机酸以及它们相应的盐构成。
在本发明的润湿剂处理方法中特别优选的是，缓冲系统由二羧酸或者三羧酸以及一种或多种它们的碱金属盐构成。
除此之外或者另外，润湿剂添加物包括由改性的纤维素、糊精、聚乙二醇、改性的聚乙烯亚胺、聚丙二醇的组构成的聚合物。
特别优选的是，将本发明的润湿剂处理方法适用于低醇或无醇的润湿剂。
附图说明
下面参照附图描述本发明的其它优点和有利的实施形式和进一步方案。其中详细地：
图1示出本发明的润湿剂处理装置的一个优选的实施形式，适用于无异丙醇的或低异丙醇的胶版印刷，
图2示出本发明的润湿剂处理装置的一个替代的实施形式，包括一个附加的阴离子交换器的进一步方案。
具体实施方式
图1示出本发明的润湿剂10处理装置的一个优选的实施形式，适用于无异丙醇或低异丙醇的胶版印刷。一种胶版印刷机44包括一个印刷装置42和一个与该印刷装置42处于相互作用的润湿剂设备40，润湿剂10可以从该润湿剂设备的润湿剂储备器11通过进入装置41到达印刷装置42并且通过返回装置43从印刷装置42返回到润湿剂储备器11。通常将硬化的新鲜水或原水和常用的润湿剂添加物通过一个可借助于阀闭锁的填充输入装置38供入到润湿剂储备器11。供入的润湿剂10在借助于Ca2+和Mg2+离子的滴定或者借助于水硬度传感器的水硬度测量16时应具有8°至16°dH(德国硬度)、优选8°至12°dH的硬度值。在借助于离子敏感的电极18的Ca2+离子测量时，硬度值优选应约为8°dH，例如应利用4°dH的Mg2+和4°dH的Ca2+进行硬化。
在该图1中示出了本发明的用于润湿剂10的水硬度的调节回路(调节装置20)：水硬度的自动且精确的测量16是一种有雄心的大胆行为。在示意性示出的实施形式中，使用一种离子选择性电极18来测量Ca2+离子。一个第一阀34被控制，该第一阀调节通到阳离子交换器14的通流量。根据润湿剂10的水硬度的改变、即到润湿剂中的硬度引入12，阳离子交换器14的连续的或不连续的运行是可能的并且该运行符合需求地根据测量到的水硬度值被执行。
在此要注意的是，与纯粹的Ca2+测量相比，用替代的、图1中未示出的测量装置来测量16水硬度具有如下优点，即除了Ca2+离子之外也可以测量主要通过硬化的新鲜水或原水(填充输入装置38)引入的Mg2+离子。
在图1所示的实施形式中，阳离子交换器14在一个可借助于阀调节和关断的旁通回路13中位于润湿剂过滤器组合(具有粗过滤器30和精过滤器32的过滤器28，在本实施形式中在所述过滤器中集成了一个滤油器)的后面，该润湿剂过滤器组合减少了污物到阳离子交换器14中的进入。润湿剂10向着阳离子交换器14的流动可以通过所述第一阀34和第二阀36这样控制或调节，使得被过滤了的润湿剂10没有或者仅一个分流或者仅一个确定的体积量流过阳离子交换器14，从而可以控制去除的Ca2+离子的量。
通过体积流量测量装置37可以求得流过阳离子交换器的润湿剂体积流量和/或润湿剂体积。由此可以控制或调节润湿剂到阳离子交换器中的供入。
在构成水硬度的离子到润湿剂10中的硬度引入12非常大时，润湿剂10的pH值尤其是由于不可通过阳离子交换器14去除的碳酸氢根(CaCO3 -离子)而提高并且会超出对于印刷最佳的、大约4.5至5.5的pH值范围。为了防止这一点，在所示的实施形式中附加地监控润湿剂的pH值(用于pH缓冲溶液的调节装置24)。为了测量，使用一个pH传感器(用于pH值的测量装置26)。通过pH缓冲溶液借助于装置22的可借助一个阀调节的输入，润湿剂10的pH值又进入到上述范围内。除了所示的借助于缓冲溶液的pH值调节之外，必要时也可以提高具有缓冲物质的润湿剂添加物的百分比量。
为了得到良好的印刷质量，润湿剂10中的水硬度对于Ca2+最大为20°dH，优选大约在8°至16°dH、优选8至12°dH的范围内。如果将所有构成水硬度的离子从润湿剂10中去除，那么水将太软并且印刷质量又降低。由于这个原因，优选将水硬度调节到给出的范围内。
在图1中所示的、在润湿剂箱或润湿剂储备器11中测量水硬度的实施形式的调节回路(调节装置20)中的具体的调节可以如下地进行，即一天中多次测量水硬度。只有在水硬度的大约14至16°dH的界限被超过时才激活阳离子交换器14。阳离子交换器14根据预设定和特征曲线被接通，所述预设定和特征曲线控制调节阀(第一阀36和第二阀38)并且从而确定流过的润湿剂量。由此又使水硬度缓慢地降低，直到该水硬度到达大约8°dH至12°dH的值。所述的对润湿剂的调节和影响也可以在运行的印刷过程期间实现。在阳离子交换器运行时的水硬度降低阶段期间提高水硬度测量的经常性，例如每隔10分钟，以便当达到水硬度的下界限值时可以及时结束阳离子交换。如果水硬度又在期望的范围内，那么阳离子交换器又被关断。水硬度监控又可以在一天内多次进行。只有当上界限值重新被超过时，阳离子交换器才又被自动地激活。
在图1中所示的、在润湿剂箱或润湿剂储备器11中测量水硬度的实施形式的调节回路(调节装置20)中的另一具体的调节可以如下地进行，即一天中多次测量水硬度。只有当水硬度的大约14至16°dH的界限被超过时才激活阳离子交换器14。
根据测量到的水硬度(例如20°dH)和水硬度的优选额定值(例如10°dH)求得应流过阳离子交换器的润湿剂体积。当预给定的、借助于体积流量测量装置37确定的润湿剂体积流过阳离子交换器14时，又使阳离子交换器14去激活并且接着测量水硬度。
如果水硬度又在期望的范围内或者过小，那么阳离子交换器14保持关断并且又在一天内多次进行水硬度监控。
相反，如果水硬度还过高，那么根据测量到的新的水硬度值求得新的、流过阳离子交换器的润湿剂体积。该过程被一直重复，直到达到期望的水硬度并且从而又进行正常的水硬度监控为止。
阳离子交换器14的再生可以借助于盐溶液(NaCl溶液)进行。该再生尤其是可以被自动化。
阳离子交换器14应与过滤器28结合地使用，以便在润湿剂10到达阳离子交换器14之前首先净化该润湿剂。通过过滤应将油脂、油、油墨成分、纸纤维、碳酸钙和纸条纹(Papierstrich)从润湿剂10中去除，以便防止阳离子交换器14受到污染。
取代常用的过滤器也可以使用专门的过滤器。例如可以使用膜片过滤器(例如超滤)或者离心器。它们具有非常好的过滤效果。这种目前还相对贵的过滤器的特别的优点在于，能将还未溶解的碳酸钙基本上完全从整个过滤器回路中去除，由此决定性地降低了Ca2+离子从固体物质中的形成。
图2示出了本发明的用于处理润湿剂10的装置的一种替代的实施形式，其包括一个附加的阴离子交换器46的进一步构型。另外，在该替代的实施形式中可选择的是，对于调节装置20也设置一个电导值测量装置48(目的是限定电导值范围)，除了已经参照图1描述的和用相同的附图标记表示的特征之外，在所述替代的实施形式中在旁通回路13中在阳离子交换器14的后面设置一个阴离子交换器46，用于将形成盐的阴离子从润湿剂10中去除并且用于将OH-离子输出到润湿剂10中。在旁通回路13中在阴离子交换器46的后面设置一个中间槽50，该中间槽借助于一个第二pH值测量装置49和/或第二电导值测量装置51被调节到缓冲的pH值(pH＝7)。被以这种方式除去离子的润湿剂10到达一个混合槽52中，在该混合槽中，该润湿剂通过计量地加入常用的润湿剂添加物(具有阀的计量供入装置54)、尤其是pH缓冲物质(包括离子和水硬度成分)达到4.5至5.5的pH值。润湿剂添加物的计量根据从中间槽50可借助于阀控制地供入到混合槽52中的润湿剂量进行。被硬化的润湿剂10又从该混合槽52到达润湿剂储备器11中，其中，该供入借助于一个阀的控制可通过调节装置20调节。
参考标号表
10    润湿剂
11    润湿剂储备器
12    硬度引入
13    旁通回路
14    阳离子交换器
16    水硬度的测量
18    离子选择性电极
20    调节装置
22    用于供入pH缓冲溶液的装置
24    用于pH缓冲溶液的调节装置
26    用于pH值的测量装置
28    过滤器
30    粗过滤器
32    精过滤器
34    第一阀
36    第二阀
37    体积流量测量装置
38    原水的填充供入装置
40    润湿剂设备
41    进入装置
42    印刷装置
43    返回装置
44    胶版印刷机
46    阴离子交换器
48    电导值测量装置
49    用于pH值的第二测量装置
50    中间槽
51    第二传导能力测量装置
52    混合槽
54    计量供入装置

Claims (22)

1.一种用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理装置，其包括一个用于将形成盐的离子从润湿剂(10)中去除的离子交换器，其特征在于：该离子交换器是阳离子交换器(14)，通过其操作，润湿剂(10)的pH值保持不变，并且该润湿剂处理装置包括一个基于润湿剂(10)的水硬度测量(16)的调节装置(20)，用于将润湿剂(10)供入到该阳离子交换器(14)。
2.按权利要求1所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该阳离子交换器(14)使两价的阳离子通过一价的阳离子取代。
3.按权利要求2所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该阳离子交换器(14)使Ca2+离子和/或Mg2+离子通过Na+离子取代。
4.按上述权利要求中任一项所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该润湿剂(10)处理装置包括一个用于Ca2+离子和/或Mg2+离子的离子选择性电极(18)或者一个用于Ca2+离子和/或Mg2+离子的滴定装置或者一个用于水硬度测量的水硬度传感器。
5.按上述权利要求中任一项所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该润湿剂(10)处理装置包括一个用于将pH缓冲溶液受调节地供入到润湿剂(10)中的装置(22)，其具有一个调节装置(24)和一个与该调节装置(24)连接的、用于确定润湿剂(10)的pH值的测量装置(26)。
6.按上述权利要求中任一项所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该润湿剂(10)处理装置包括至少一个用于分离润湿剂(10)中的污物的过滤器(28)。
7.按权利要求6所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该过滤器(28)包括一个粗过滤器(30)、一个精过滤器(32)和/或一个滤油器。
8.按上述权利要求中任一项所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：润湿剂(10)至阳离子交换器(14)和/或至过滤器(28)的供入可中断地和/或可彼此无关地进行。
9.按上述权利要求中任一项所述的润湿剂(10)处理装置，其特征在于：该润湿剂(10)处理装置包括一个用于输出OH-离子的阴离子交换器(46)。
10.一种用于胶版印刷机(44)的润湿剂设备(40)，具有至少一个润湿剂储备器(11)以及一个进入装置(41)和一个从润湿剂储备器(11)通到胶版印刷机(44)的印刷装置(42)的返回装置(43)，其特征在于：该润湿剂设备包括至少一个按上述权利要求中任一项所述的润湿剂(10)处理装置。
11.按权利要求10所述的润湿剂设备(40)，其特征在于：水硬度测量(16)在润湿剂储备器(11)中进行。
12.按权利要求10或11所述的润湿剂设备(40)，其特征在于：阳离子交换器(14)位于一个用于润湿剂(10)的旁通回路(13)中。
13.按权利要求12所述的润湿剂设备(40)，其特征在于：该旁通回路(13)另外包括一些阀(34、36)和/或一个或多个用于体积流量测量(37)的装置。
14.一种胶版印刷机(44)，其特征在于：该胶版印刷机包括按权利要求10至13中任一项所述的润湿剂设备(40)。
15.一种用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其中，润湿剂(10)被供入到一个离子交换器，该离子交换器用于将形成盐的离子从润湿剂(10)中去除，其特征在于：阳离子在该离子交换器中被交换，其中，润湿剂的(10)的pH值基本上保持不变，并且润湿剂(10)根据润湿剂(10)的测量到的水硬度被调节地供入到阳离子交换器(14)。
16.按权利要求15所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：将根据测量到的、在阳离子交换之前的水硬度和期望的、在阳离子交换之后的水硬度额定值求得的润湿剂体积供入到阳离子交换器(14)。
17.按权利要求15或16所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：使用一种按权利要求10至13中任一项所述的润湿剂设备(40)。
18.按权利要求15至17任一项所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：所述润湿剂包括一种含缓冲系统的润湿剂添加物，该缓冲系统将润湿剂的pH值调节到4.0与7.0之间。
19.按权利要求15至18中任一项所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：所述润湿剂具有一种含缓冲系统的润湿剂添加物，该缓冲系统由有机酸或无机酸以及其相应的盐构成。
20.按权利要求18或19所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：所述缓冲系统由二羧酸或者三羧酸以及其碱金属盐中的一种或多种构成。
21.按权利要求15至20中任一项所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：所述润湿剂添加物包括选自以下组的聚合物：改性的纤维素、糊精、聚乙二醇、改性的聚乙烯亚胺、聚丙二醇。
22.按权利要求15至21中任一项所述的用于胶版印刷机(44)的润湿剂(10)处理方法，其特征在于：该方法应用于低醇或无醇的润湿剂(10)。
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