CZ20003007A3

CZ20003007A3 - Způsob a zařízení k vysouąení materiálu zejména materiálu k vysouąení vrstev tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru

Info

Publication number: CZ20003007A3
Application number: CZ20003007A
Authority: CZ
Inventors: Rainer Gaus; Kai K. O. Bär
Original assignee: Advanced Fphotonics Technologies Ag
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2001-12-12
Also published as: DE59905454D1; WO1999042774A1; KR20010041240A; DE19807643A1; CN1292080A; EP1058805B2; ES2199562T5; DE19807643C2; ES2199562T3; HUP0101524A3; KR100407504B1; HUP0101524A2; BR9908062A; JP2002504442A; AU2926899A; JP4509378B2; ATE239891T1; EP1058805B1; CA2330636A1; US6401358B1

Description

Způsob a zařízení k vysoušení (nosného—a—vysoušeného/ ₍materiálu ittA IčbAtu, p p-ych^{1 p} .Hopr-avováni^o—vodoprávním—směruj zejména fk vysoušení vrstev tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru

Oblast techniky vynález se týká způsobu a zařízení k vysoušení nosného a vysoušeného materiálu rychle dopravovaného v dopravním směru, zejména k vysoušení vrstev z tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru. Vynález se týká zejména rychle dopravovaného papíru s rychlostí posuvu v rozmezí 2 až 25 m/s.

Dosavadní stav techniky

Při vysoušení rychle dopravovaného vysoušeného materiálu záleží velmi značně na rychle působícím vysoušení. Například je vysoušená látka podél své dráhy pohybu vedena přes více směrovacích válců. Přitom může na určitém směrovacím válci ležet buď jedna nebo druhá strana vysoušeného materiálu. Jestliže se např. v nějakém zařízení na potisk papíru nanese na papír vrstva tiskové barvy a jestliže se odklání potištěný papír, přičemž leží svojí potištěnou stranou na směrovacím válci, musí být vrstva tiskové barvy dostatečně zaschlá již předtím, než se papír dostane k tomuto směrovacímu válci. Ale i pro jiné pracovní kroky následující po potisku je předpokladem dostatečně zaschlá tisková barva. V tomto smyslu lze uvést například stohování jednotlivých potištěných archů na sebe nebo navíjení potištěného pásu papíru. Totéž platí pro skrz na skrz vlhké pásy papíru, které se rychle dopravují k dalšímu zpracování při výrobě papíru.

• · « 4 4 ··· 4 · 4 · · • · 4 4 » · 4 « 4 ·*· 4444 4* 44 44 44

-2Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je způsob a zařízení k vysoušení nosného a vysoušeného materiálu, rychle dopravovaného v dopravním směru, zejména k vysoušení vrstev z tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru, které umožňují rychlé vysušení.

Tohoto cíle vynálezu se dosahuje způsobem vysoušení nosného a vysoušeného materiálu, rychle dopravovaného v dopravním směru, zejména k vysoušení vrstev z tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru, přičemž

- v sušící oblasti se existujícím elektromagnetickým zářením, zejména infračerveným zářením, odděluje vlhká složka, zejména rozpouštědlo, od vysoušeného materiálu a

- oddělená vlhká složka se dopravuje ze sušící oblasti proudem dopravního plynu.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že proud dopravního plynu proudí do oblasti sušení, rozkládající se příčně ke směru dopravy, ze směru, který svírá s kolmicí k povrchu nosného a vysoušeného materiálu úhel 60 až 90°, s výhodou zhruba 80° a dopadá na nosný a vysoušený materiál jako nůž.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že teplota proudu dopravního plynu je nejméně před dopadem na vlhkou složkou nižší než je teplota vysoušeného materiálu.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že proud dopravního plynu je tvořen expandovaným stlačeným vzduchem.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že dopadající elektromagnetické záření má spektrální maximum intenzity, které •9*9 999 9 9

-3leží v blízké infračervené oblasti, zejména v oblasti vlnových délek od 0,8 do 2,0 μπι.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že proud dopravního plynu po opuštění sušící oblasti proudí ke zdroji elektromagnetického záření, který chladí.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že teplota vysoušeného materiálu anebo teplota oddělené vlhké složky anebo teplota nosného materiálu je regulována nastavením hustoty toku elektromagnetického záření dopadajícího do sušící oblasti, přičemž teplota, která se reguluje, se s výhodu měří pyrometrem. Jako zdroj elektromagnetického záření se s výhodu používá elektrická žárovka, zejména halogenová žárovka a k nastavení hustoty toku záření se s výhodou nastavuje žhavící proud žárovky a k nastavení hustoty toku záření se také popřípadě používá nastavení vzdálenosti zdroje záření od sušící oblasti.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že vysoušeným materiálem pronikající neabsorbovaná část elektromagnetického záření je odrážena zpět na vysoušený materiál.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že nosným materiálem je papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 2 až 25 m/s, přičemž tento papír je s výhodou novinový papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 10 a 20 m/s, zejména kolem 15 m/s, popřípadě je tento papír s výhodou termotiskový papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 2 až 10 m/s, zejména kolem 5 m/s.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že teplota nosného materiálu, zejména termotiskového materiálu, je nastavena anebo regulována na hodnotu pod 70 °C, zejména pod 50 °C.

• * ·»· ···· • · ♦· ·· ··

-4Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že proud dopravního plynu dopadá rychlostí v rozmezí 20 až 120 m/s, zejména rychlostí 30 až 40 m/s, na pryč dopravované částice oddělované vlhké složky a strhává je.

Tento způsob je dále s výhodou prováděn tak, že proud dopravního vzduchu dopadá bezprostředně na povrch vysoušeného materiálu tak, že povrchová vrstva, vytvořená oddělenou vlhkou složkou, je od vyoouseneho materiálu oddělována jakoby nožem.

Dále se cíle vynálezu dosahuje použitím zařízení k vysoušení nosného a vysoušeného materiálu, zejména k vysoušení vrstev z tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru, které je opatřeno

- zdrojem záření k vytváření elektromagnetického záření, zejména infračerveného záření, přičemž zdroj záření je uspořádán tak, že nejméně část elektromagnetického záření v sušící oblasti na dopravní trase nosného materiálu dopadá na vysoušený materiál k oddělování vlhké složky, zejména rozpouštědla od vysoušeného materiálu,

- přívodem dopravního plynu k přivádění dopravního plynu a

- a vedením dopravního plynu rozkládajícím se nejméně z části příčně ke směru dopravy, které je vytvořeno a uspořádáno tak, že dopravní plyn přivedený přívodem dopravního plynu je veden do sušící oblasti a dopadá jako nůž na vysoušený materiál aby se oddělená vlhká složka odváděla od vysoušeného materiálu.

Toto zařízení je s výhodou provedeno tak, že přípoj dopravního plynu je přípoj tlakového vzduchu a přičemž vedení dopravního plynu má rozdělovač tlakového vzduchu, zejména rozdělovači trubku, rozkládající se v podstatě přes celou šířku dopravní cesty, k rozdělování tlakového vzduchu proudícího k rozdělování

-5φ φφφφ* φφφ φφφφ od přípoje tlakového vzduchu. Rozdělovač tlakového vzduchu má s výhodou výstupní otvor, rozkládající se v podstatě přes celou šířku dopravní cesty, pro sušící vzduch vedený do sušící oblasti.

Dále je toto zařízení s výhodou provedeno tak, že vedení dopravního plynu vykazuje vodící plochu vedoucí v zásadě podél dopravní cesty vysoušeného materiálu, jejíž odstup k dopravní cestě se ve směru proudění plynu snižuje a končí u štěrbiny yiu vóuulíi, uciiíiu vane vuuiux yiuuiiuu a vyouuaeii^iii materiálem. Šířka štěrbiny propustné pro vzduch je s výhodou 2 až 15 mm, zejména 5 až 10 mm.

Dále je toto zařízení s výhodou provedeno tak, že zdroj záření je žárovka, zejména halogenová žárovka Zařízení je s výhodou vybaveno regulačním okruhem k regulování teploty vysoušeného materiálu anebo teploty oddělené vlhké složky anebo teploty nosného materiálu, který vykazuje následující:

- pyrometr k měření regulované teploty,

- proud nastavující člen pro nastavení žhavícího proudu žárovky a

- regulátor proudu, který ovládá nastavovací člen v závislosti na pyrometrem naměřené hodnotě teploty, aby se nastavil žhavící proud.

Dále je toto zařízení provedeno tak, že má s výhodou regulační okruh k regulování teploty vysoušeného materiálu anebo teploty oddělené vlhké složky, anebo teploty nosného materiálu, který vykazuje následující:

- pyrometr k měření regulované teploty,

- odstup nastavující člen pro nastavení odstupu zdroje záření od dopravní cesty nosného materiálu a • Φ « Φ

Φ Φ

Φ 9

ΦΦΦ · Φ

ΦΦΦ φφφφ

ΦΦ

Φ Φ

-6— regulátor odstupu, který ovládá nastavující člen v závislosti na pyrometrem naměřené hodnotě teploty, aby se nastavil odstup zdroje záření.

Dále je toto zařízení provedeno tak, že má s výhodou odrážeč, zejména vodou chlazený, k odrážení nosným materiálem procházejícího, neabsorbovaného záření, přičemž odrážeč je uspořádán na té straně dopravní Gesty, která leží naproti zdroji záření.

U způsobu podle vynálezu k vysoušení materiálu, který se rychle dopravuje v dopravním směru, zejména k vysoušení vrstev tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru, se v sušící oblasti pomocí dopadajícího elektromagnetického záření vlhká složka, zejména rozpouštědlo, odděluje od vysoušeného materiálu a dopravuje oddělenou vlhkou složku pomocí proudu dopravního plynu ze sušící oblasti. Elektromagnetické záření, zejména infračervené záření, se ukázalo jako zvlášť účelné a účinné pro vysoušení. I při vysokých dopravních rychlostech nosného materiálu je třeba jenom jedna sušící oblast, která má ve směru dopravy jen krátkou délku.

Při oddělování vlhké složky od vysoušeného materiálu může oddělená vlhká složka tvořit mezní vrstvu, která kryje vysoušený materiál a která zabraňuje dalšímu vysoušení. Přitom se nastaví zejména dynamická rovnováha na povrchu vysoušeného materiálu, při které zhruba stejný počet částic vlhkosti ze vysoušeného materiálu vystupuje, jako jich opět z vrstvy na rozhraní do vysoušeného materiálu vstupuje. Podle vynálezu bude tudíž oddělená vlhká složka dopravována pryč ze sušící oblasti pomocí proudu dopravního plynu. Zejména při kontinuálním přivádění dopravního plynu do sušící oblasti se zabraňuje vzniku mezní vrstvy, která zabraňuje vysoušení tím, že částečky oddělované • 4 • ·

-7vlhké složky se dopravují pryč již zakrátko po vystoupení z vysoušeného materiálu.

Elektromagnetické záření je s výhodou nastaveno na absorpční vlastnosti vlhké složky tak, že energie záření je absorbována v podstatě jen vlhkou složkou a ne ostatními složkami vysoušeného materiálu anebo materiálem, který není vlhký. Tím se vlhká složka ve vlastním smyslu neodpařuje, nýbrž se částice vlhké složky cíleně nabuzují resp. vyráží z vysoušeného iiiď-tělidlii.

Proud dopravního plynu (D) proudí s výhodou v oblasti, probíhající napříč k dopravní oblasti, ve směru který s kolmicí na povrch vysoušeného materiálu svírá úhel 60° až 90°, s výhodou kolem 80° a dopadá jako nůž na vysoušený materiál. Tím může dopravní plyn strhávat částice vlhkosti vystoupivší z vysoušeného materiálu, aniž by přenášel podstatnou část své kinetické energie na vysoušený materiál. Takto se zabrání mechanické deformaci vysoušeného materiálu, což by například mohlo vést k umazání ostrých okrajů nánosů tiskové barvy.

Proud dopravního plynu s výhodou vyvíjí v oblasti svého vstupu do sušící oblasti takové působení, že dopadá bezprostředně na povrch vysoušeného materiálu tak, že se z vysoušeného materiálu zvedá jakoby nožem povrchová vrstva tvořená oddělenou vlhkou složkou. Nožovité působení přitom zesiluje zejména plochý úhel dopadu.

Zejména kombinace působení v blízkosti s rozšířením oblasti, ve které proudí proud dopravního plynu do sušící oblasti, napříč k směru dopravy, vede k výhodnému rychlému sušícímu účinku podél celé šířky oblasti. Přitom je účelně rychlost proudu dopravního plynu podél celé šíře vysoušeného materiálu stejně veliká.

• 99 9999 * ♦ · · · « 9 · • · 9 999 9 9 φ « · * · * 9 9 9 9

9· 99 99 99

-8Je příznivé, když proud dopravního plynu proudí buď ve směru dopravy nosného materiálu nebo proti směru této dopravy na trase podél povrchu vysoušeného materiálu. Tato trasa může být zejména delší než je délka sušící oblasti, ve které dopadá elektromagnetické záření. Tak se zajišťuje podél celé sušící oblasti, a dokonce i za ní, doprava vlhkých částic pryč.

Aby se chladil vysoušený materiál, který je popřípadě ohřát e±tíjílíuuLdylit:tickyiú zářením, je celková teplota proudu dopravního vzduchu, přinejmenším před dopadem na vlhkou složku, nižší než je teplota vysoušeného materiálu. Má to výhodu zejména u na teplo citlivého nosného materiálu, protože chlazením vysoušeného materiálu se dá snižovat přenos tepla z vysoušeného nosného materiálu resp. mu zabraňovat.

Je účelné, aby byl proud dopravního plynu tvořen expandujícím tlakovým vzduchem.

Zejména když je vlhká složka vysoušeného materiálu voda, má vyskytující se magnetické záření spektrální maximum intenzity, které leží v blízké infračervené oblasti, zejména v oblasti vlnových délek 0,8 až 2,0 pm. Tím se dodává do vysoušeného materiálu podstatná část energie záření cíleně jako budící energie pro částice vlhké složky, zejména vodu. V uvedené vlnové oblasti leží více absorpčních pásem vody. I jiné vlhké složky, zejména rozpouštědla, ale mají absorpční pásma v této oblasti vlnových délek.

Z důvodů účinnosti probíhajících termodynamických procesů, zejména k zvýšení celkového stupně účinnosti při použití způsobu podle vynálezu proudí proud dopravního plynu po opuštění sušící oblasti ke zdroji elektromagnetického záření, aby se tento zdroj • · · • · · · · • * ··· ·♦· · • ·· • « «

-9chladil. Zejména při použití tepelných zářičů, které se provozují při teplotě nad 2500 K (2226,85 °C)je žádoucí chlazení. Pomocí proudu dopravního plynu je možno buď pracovat bez dalšího přídavného chlazení nebo může být takovéto přídavné chlazení dimenzováno jako v odpovídající míře menší.

K zabezpečení definovaných teplotních poměrů se reguluje teplota vysoušeného materiálu anebo teplota oddělované vlhké složky anebo teplota nosného materiálu nastavením hustoty toku λ 1 A α»λ Ά a ίτΛίη í »»» 1*» »+« « r -Á ί a· 4 Λ λ tt aíi a a 4 aIa. 1 a Ř

LXOACllU V J Ohj LUJ Χ'νΧΙΐυ oq V QU0J.U.L VU-LQQ U-L podle dalšího uspořádání způsobu. Teplota, která se má regulovat se měří s výhodou pyrometrem.

Za tímto účelem se jako zdroj elektromagnetického záření používá elektrická žárovka, zejména halogenová žárovka a nastaví se u ní hustota toku záření nastavením jejího Žhavícího proudu. Navíc anebo alternativně se k nastavení hustoty toku záření nastaví vzdálenost zdroje záření od sušící oblasti.

Zvláště účinné je vysoušení u zdokonaleného způsobu, kdy se ta část elektromagnetického záření, která prochází skrz vysoušený materiál a není absorbována, odráží zpět na vysoušený materiál. Tam se zpět odrážené podíly záření nejméně zčásti absorbují. Zvýší se podíl absorbovaného záření. Tak mohou být použité zdroje záření, resp. použitý zdroj záření, co se týče vyzařovacího výkonu dimenzován jako menší nebo se dá ozářit větší sušící oblast. Rovněž je možné pomocí odražené části záření ozařovat oblasti na dopravní trase nosného materiálu, na které nedopadá žádné záření ze zdrojů záření, popřípadě ze zdroje záření. S výhodou se odrážeč, používaný pro odrážení neabsorbovaných částí záření, chladí, zejména aby se minimalizovala emise dlouhovlnnějšího infračerveného záření.

*0 0 00 0 0 • · 0 · 0 00 0 • · 0 000 0 0 00 φ • 0 0 0 0 0 « ·· *V 00 «

- 10 Způsob podle vynálezu je zvláště výhodně použitelný když je nosným materiálem papir, který je dopravován rychlostí v rozmezí 2 až 25 m/s. U zvláštního provedení je papírem novinový papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 10 až 20 m/s, zejména kolem 15 m/s, nebo e papírem termotiskový papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 2 až 10 m/s, zejména rychlostí kolem 5 m/s.

Zejména v případě termotiskového papíru jako nosného materiálu fR Λ VR řw ί¹ Λ V* Λ «Ί R T R R 4 Λ Λ T A *. 4R. X Λ «Α X Xk Λ. «ut Λ 4. A u « X 1 » A — — 1» — J — — -i— - — ilUU^UVl OHCW icyu±Lijc llVODClhJ luauctiaiu Xia llkJLlllkJ L· LI pod 70 °C, zejména pod 50 °C. Tímto způsobem se dá zabránit nežádoucí teplem způsobené změně nosného materiálu resp. jeho vlastností.

Proud dopravního plynu dopadá s výhodou rychlostí v rozmezí 20 až 120 m/s na částice oddělené vlhké složky, které se mají odtransportovat a strhává tyto částice s sebou. Zejména je rychlost při dopadu mezi 30 a 40 m/s. Pomocí dostatečně vysoké dopravní rychlosti, která například leží v uvedených oblastech, se vrstva z vlhkých částic oddělených z vysoušeného materiálu, zabraňující vysoušení, spolehlivě rozruší anebo zvedne s povrchu vysoušeného materiálu nebo popřípadě bezprostředně na povrchu vysoušeného materiálu vůbec nevznikne. Oproti pokusům, u kterých se nepoužíval proud dopravního plynu, byly pozorovány rychlosti vysoušení vyšší o 70 % až 80 ΐ.

Zařízení podle vynálezu k vysoušení materiálu pohybujícího se rychle v dopravním směru, zejména k vysoušení vrstev tiskových barev na rychle dopravovaném papíru vykazuje následující:

- zdroj záření k vytváření elektromagnetického záření, přičemž zdroj záření je uspořádán tak, že nejméně jedna část elektromagnetického záření v sušící oblasti na dopravní trase nosného materiálu dopadá na vysoušený materiál k oddělování vlhké složky, zejména rozpouštědla od vysoušeného materiálu,

- přípoj dopravního plynu k přivádění dopravního plynu a

- vedení dopravního plynu 14, rozkládající se nejméně z části napříč ke směru dopravy, které je vytvořeno a uspořádáno tak, že dopravní plyn přivedený přívodem 12 dopravního plynu je veden do sušící oblasti T a dopadá jako nůž na vysoušený materiál a odvádí oddělenou vlhkou složku 3 od vysoušeného materiálu 2.

Výhody, které se týkají rovněž zařízení podle vynálezu již byly uvedeny výše.

Napojení dopravního plynu je zejména napojení tlakového vzduchu a vedení dopravního plynu vykazuje rozdělovač tlakového vzduchu, rozkládající se příčně k dopravní trase, zejména rozdělovači trubku k rozdělování tlakového vzduchu proudícího do napojení tlakového vzduchu v podstatě přes celou šířku dopravní trasy. S výhodou tak postačí jedno jediné napojení tlakového vzduchu k jeho přivedení, které slouží přes celou šířku dopravní cesty k odtransportování vlhké složky z vysoušeného materiálu.

S výhodou vykazuje vedení dopravního plynu vodící plochu, která probíhá v zásadě podél dopravní trasy vysoušeného materiálu, jejíž vzdálenost k dopravní trase se ve směru proudění plynu zmenšuje. Vodící plocha končí u štěrbiny pro průchod plynu, která je definována jí a vysoušeným materiálem. Štěrbinou se vede sušící plyn do sušící oblasti.

Po průchodu mezerou může sušící plyn podle utvoření konce vodící plochy vytvořit vír při proudění nebo může být přiváděn do sušící oblasti přibližně laminárně. Vířivé proudění, zejména zesilované tím, že vodící plocha je ukončena ostrou hranou, » · • · • * • · ♦ • ·· ····

- 12 «·· ·* ·' • · · « urychluje odvádění částic vlhkosti bezprostředně v oblasti za štěrbinou, ale snižuje účinnost odvádění do větších vzdáleností na štěrbinu. Podle použití může být tímto způsobem optimálně nastaveno proudění dopravního plynu v sušicí oblasti tvarem konce vodící plochy.

Zvláště upřednostňované je provedení, u kterého činí šířka Štěrbiny pro průchod plynu 2 až 15 mm, zejména 5 až 10 mm. V kombinaci s plochým úhlem dopadu proudu dopravního plynu na oddělenou, vlhkou složku, resp. na plochu vysoušeného materiálu, vzniká u takovéto úzké štěrbiny pro průchod plynu zejména to, že působí jako by to byl nůž. Oddělené vlhké částice se takto odstraní s povrchu vysoušeného materiálu. Dopravní plyn vytváří zejména po celé délce sušící oblasti, v dopravním směru nebo proti dopravnímu směru, proudící dělící vrstvu mezi vysoušeným materiálem a již oddělenými vlhkými částicemi. U určitého provedení klesá nejprve hustota částic vlhkosti směrem od povrchu vysoušeného materiálu, přinejmenším v blízkosti štěrbiny pro procházející plyn, a ve větší vzdálenosti od vysoušeného materiálu ještě v proudu dopravního plynu nebo mimo tento proud opět stoupá. V každém případě vede působení jako nůž k vyšší čisté rychlosti unikání částic vlhkosti z vysoušeného materiálu, tj. zabraňuje zpětné difusi částic vlhkosti do vysoušeného materiálu, která by stála za zmínku.

To co je výše uvedeno o zařízení podle vynálezu se vztahuje i na uspořádání způsobu podle vynálezu tak jak je uveden v nárocích.

Zvláště výhodné je takové provedení zařízení, u kterého je zdrojem záření žárovka, zejména halogenová žárovka. Halogenové Žárovky se dají za příznivou cenu koupit v obchodě. Jejich emisní teplota se dá nastavením žhavícího proudu upravit podle různých použití. V oblasti žárovky se pamatuje s výhodou na ♦ ··«·0·

- 13 reflektory, takže záření emitované žárovkou se dodává v co možná nejvyšší míře do sušící oblasti. Tvarováním a uspořádáním reflektorů u žárovky je možné také nastavovat prostorové rozdělení toku záření v sušící oblasti.

Ξ výhodou se používá jeden odrážeč i k odrážení záření, které prošlo skrz nosný materiál bez absorbování. Tento odrážeč se umisťuje na protilehlé straně dopravní cesty. Odrážeč je s výhodou opatřen vodním chlazením.

Aby bylo možno kontrolovat teplotní poměry v sušící oblasti, má zařízení s výhodou regulační kruh k regulování teploty vysoušeného materiálu anebo teploty oddělené vlhké složky anebo teploty nosného materiálu. Regulační okruh zahrnuje pyrometr k měření teploty, která se má regulovat, člen pro nastavení žhavícího proudu žárovky a regulátor proudu, který ovládá regulační člen v závislosti na pyrometrem naměřené hodnotě teploty, aby se nastavil žhavící proud.

Alternativně a nebo navíc ke kombinaci složené z regulačního členu na proud a regulátoru proudu vykazuje zařízení člen pro nastavení vzdálenosti zdroje záření od dopravní cesty nosného materiálu a regulátor vzdálenosti, který ovládá nastavovací člen v závislosti na pyrometrem naměřené hodnotě teploty a tím nastavuje vzdálenost zdroje záření.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen na příkladech za pomoci výkresů. Vynález ale není omezen jen na ukázané příklady provedení. Jednotlivé obrázky na výkresu znázorňují následující:

obr. 1 je průřez nosným materiálem, který na svém povrchu nese vysoušený materiál, ··· ····

- 14 • · ··· · · · * .

• · · · . · · ·· ·· ·* .» obr. 2 je příklad provedení zařízení na vysoušení podle vynálezu v prostorovém znázornění.

Příklady provedeni vynálezu

Obr. 1 znázorňuje nosný materiál, který se skládá z papíru 1, mající na svém povrchu vrstvu vlhké tiskové barvy 2. Papír £ se ve zvoleném znázornění dopravuje doprava tak, jak je to znázorněno šipkou R. Na tiskovou barvu 2 dopadá infračervené _ i ί Λ Λ X A X* Λ XvhX aU λ a λ TTAV1 Λ VA ΠΙΑ X X/J Ί ATT tta J ait mateni *1 f JC ανονχνο vanu XúfúyVUObCUXClU která je obsažena v tiskové barvě £ ve vysokém obsahu, v procentech například 90 %. Tím se vytvoří ve směru dopravy v oblasti nebo za oblastí, ve které dopadá infračervené záření 4 tenká mezní vrstva vodní páry 3, která se skládá z částic vypuzených z tiskové barvy £. Vodní pára 3 zabraňuje dalšímu vysoušení tiskové barvy, jak je to schematicky naznačeno pravou, směrem dolů ukazující šipkou. Přitom hrají roli přinejmenším dva procesy: dynamická rovnováha mezi částečkami vody vstupujícími do tiskové barvy 2 a vystupujícími z ní ven, jakož i absorpce záření ve vrstvě vodní páry.

Obr. 2 ukazuje zařízení £ podle vynálezu k vysoušení vlhké, vodu obsahující tiskové barvy 2 na povrchu rychle dopravovaného pásu papíru £, zejména potištěného pásu novinového papíru. Pás papíru £ je dopravován rychlosti zhruba 15 m/s. Jak je to patrné z oboustranné šipky ve směru dopravy R, může být papír dopravován buď zprava doleva nebo zleva doprava, přičemž ale během určitého sušícího procesu je pás papíru dopravován jenom v jednom směru. Pro další popis se má za to, že u znázornění na obr. 2 se papír pohybuje zleva doprava. Uspořádání vedení tlakového vzduchu 14 by bylo ale pro případ, že by byl papír dopravován zprava doleva, stejné. Oproti zobrazení na obr. 2 by ·*·.·« * * · · · .. .

·· ·· · ., byl pouze pyrometr 11 (funkce bude popsána níže) ve směru dopravy za přívodem tlakového vzduchu 14, tj. vlevo od něho.

Podél trasy dopravy pásu papíru £ leží sušící oblast T, ve které záření emitované z halogenových liniových zářičů 10 dopadá na tiskovou barvu 2, jejíž na energii nejbohatší podíly jsou v podstatě infračervené záření 4. Zejména může být mezi halogenovými liniovými zářiči 10 a vysoušeným materiálem neznázorněný spektrální filtr.

Část infračerveného záření 4 se v souladu s absorpčním stupněm vlhké složky v tiskové barvě 2 a v souladu s absorpčním stupněm v pásu papíru 1. neabsorbuje, nýbrž prochází pásem papíru £ a dopadá na odrážeč 20 infračerveného záření, který je uspořádán pod pásem papíru £. Jak je to znázorněno šipkou, odráží odražeč 20 infračerveného záření na něj dopadající infračervené záření tak, že toto odražené záření 5 je odráženo zpět na pás papíru Část odraženého záření 5 dopadá na vysoušený materiál 2 a je tam absorbováno, hlavně částicemi vody v tiskové barvě 2.

Pomocí napojení 12 vedení 14 tlakového vzduchu je tlakový vzduch přiváděn do trubkového rozdělovače 15 tlakového vzduchu, který se rozkládá podél celé šířky dopravní cesty pásu papíru ji. Trubkový rozdělovač 15 je znázorněn na přední čelní straně v řezu, aby byl patrný jeho profil. Ve skutečnosti je ale trubkový rozdělovač 15 po stranách uzavřen. Z trubkového rozdělovače 15 vystupuje tlakový vzduch výstupním otvorem 16, který se rozkládá podél celé šířky dopravní trasy. Na cestě tam se vede tlakový vzduch nejprve proti směru dopravy a potom je zahnut zhruba v pravém úhlu příčně vedoucím průřezem ve směru na pás papíru L· V úseku příčného vedení přiléhá vodící plocha 17, která se rovněž rozkládá podél celé šířky dopravní trasy. Podél vodící plochy 17 proudí vzduch průchozí štěrbinou 18 do sušící • · · · • * ··· • · ί * * ······♦ *..··»,·

- 16 oblasti Τ. Vodící plocha 17 a pás papíru 1^ definují meziprostor, který se zužuje ve směru proudění tlakového vzduchu, ve kterém proudí stlačený vzduch. Vodící plocha 17 a pás papíru JL, který přichází ze směrovacího válce 7, dopravovaný v rovném směru, spolu svírají úhel a činící asi 10°. šířka průchozí štěrbiny 18, která se rozkládá přes celou šířku dopravní trasy, činí zhruba 7 mm. Vzduch přiváděný vedením 14 tlakového vzduchu proudí rychlostí zhruba 35 m/s průchozí štěrbinou 18 do sušící oblasti T. Podél celé sušící oblasti T jsou částice vodní páry, které byly vypuzeny z tiskové barvy 2 infračerveným zářením 4, dopravovány pryč proudem vzduchu D. Trasy proudění proudu vzduchu D jsou vyznačeny na obr. 2 černými mírně vzhůru směřujícími zahnutými šipkami.

Na jedno místo dopravní trasy pásu papíru 1, které leží ve směru dopravy za sušící oblastí T, je nasměrován pyrometr 11. Pyrometr 11 takto snímá měřením záření teplotu povrchové vrstvy nesené na pásu papíru 11, která se v podstatě skládá z již usušené tiskové barvy 2. Naměřená hodnota teploty se přivádí do regulátoru. Regulátor, například PI nebo PID regulátor, vydává poté regulační signál, který přijímají dva stavěči členy. Člen měnící proud, který slouží ke krátkodobému rychlému přizpůsobení žhavícího proudu halogenového liniového zářiče 10, je řízen regulátorem když je třeba drobné, rychlé přizpůsobení hustoty toku záření. Nalézá-li se naměřená hodnota teploty pyrometru 11 na okraji zadaného regulačního rozsahu, který se dá pokrýt regulací proudu, ovládá se člen na seřízení odstupu, aby se změnil odstup zdroje záření 10 od dopravní trasy pásu papíru 1. Tato ve srovnání s regulací proudu pomalá regulace odstupu rozšiřuje celkový regulační rozsah tím, že využívá relativně úzkou oblast regulace proudu pro větší oblast regulace teploty resp. hustoty toku záření. Tím je možná krátkodobá změna hustoty toku záření z vyzařovacího výkonu, nalézajícího se v sušící setrvačností v celé vzduchu 12 tlakový • * • « • t »·· »»«» oblasti, a tím i regulace teploty s malou regulační oblasti regulace odstupu.

S výhodou se zavádí do přípoje tlakového vzduch s nízkou zbytkovou vlhkostí, který se následnou expanzí v rozdělovači trubce anebo po výstupu z rozdělovači trubky 15 ochlazuje. Tím se do sušící oblasti T zavádí suchý, studený vzduch. Ten má tu výhodu, že se jednak zlepšuje odvádění vlhké složky ze sušící oblasti T a na druhé straně se tím také dá

--- i n _ _ x. _ _ j. _ i.

uuLóuvat ιιΐώΛ,α LcpiuLa pa o li yay±iu x · xicjntciia jc munic uulluvcil teplotu pásu papíru £ pod 50 °C, přičemž se pás papíru £ dopravuje rychlostí zhruba 5 m/s a rychlost vzduchu na průchozí štěrbině 18 činí zhruba 35 m/s.

Průmyslová využitelnost

Zařízení k vysoušení podle vynálezu může být nasazeno zejména u zařízení k zhotovování archových tiskařských výrobků, například archů prospektů, časopisů nebo výkresů, které dopravují výchozí materiál k potištění pomocí dopravního zařízení pracujícího s podtlakem. Dále je způsob podle vynálezu a zařízení podle vynálezu s výhodou použitelné u tiskařských zařízení, která zhotovují individualizované tiskařské výrobky, například jízdenky s pořadovými čísly nebo po sobě následující listy nebo úseky papírového pásu s individuálním čárovým kódem. Taková zařízení disponují často inkoustovou tryskovou tiskárnou, zejména s tiskovým rozlišením 240 dpi nebo lepším. Pomocí zařízení, resp. způsobu podle vynálezu jsou například při tisku možné výkony 54 000 listů DIN A4 za hodinu.

Claims

Patentové nároky ·· ··

1. Způsob vysoušení nosného a vysoušeného materiálu (1,2) rychle dopravovaného v dopravním směru, zejména k vysoušení vrstev z tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru, vyznačující se tím, že

- v sušící oblasti (T) se existujícím elektromagnetickým zářením, zejména infračerveným zářením, odděluje vlhká složka (3), zejména rozpouštědlo, od vysoušeného materiálu (2) a

- oddělená vlhká složka (3) se dopravuje ze sušící oblasti (T) proudem dopravního plynu (D) .
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že proud dopravního plynu (D) proudí do oblasti sušení, rozkládající se příčně ke směru dopravy, ze směru, který svírá s kolmicí k povrchu nosného a vysoušeného materiálu (1,2) úhel 60° až 90°, s výhodou zhruba 80°, a dopadá na nosný a vysoušený materiál (1,2) jako nůž.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplota proudu dopravního plynu (D) je nejméně před dopadem na vlhkou složku (3) nižší než je teplota vysoušeného materiálu (2).
4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že proud dopravního plynu (D) je tvořen expandovaným stlačeným vzduchem.
5. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dopadající elektromagnetické záření (4) má spektrální maximum intenzity, které leží v blízké • · • 9

I··

999 9999

9 9 · ·

9999 ·

- 19 infračervené oblasti, zejména v oblasti vlnových délek od

0,8 do 2,0 μπι.
6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že proud dopravního plynu (D) po opuštění sušící oblasti (T) proudí ke zdroji elektromagnetického záření (10), který chladí.
7. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se + ί τη 5 o Ή mn 1 nt tti rc on nnnobo τηοΊοτίοΊπ on Ί^- on 1 nt o

L- AlL f -L W Vi U ¥ J U V LAUkyilVllV iUU L-VJ. J»b**U* \ t kAiiVA/V Vy V *» V*· oddělené vlhké složky (3) anebo teplota nosného materiálu (1) je regulována nastavením hustoty toku elektromagnetického záření (4) dopadajícího v sušící oblasti (T).
8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se teplota, která se reguluje, měří pyrometrem (11).
9. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že jako zdroj zářqní (10) elektromagnetického záření se používá elektrická žárovka, zejména halogenová žárovka, a přičemž k nastavení hustoty toku záření se nastavuje žhavící proud žárovky.
10. Způsob podle jednoho z nároků 6 až 9, vyznačující se tím, že k nastavení hustoty toku záření se používá nastavení vzdálenosti zdroje záření (10) od sušící oblasti (T).
11. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že vysoušeným materiálem (2) pronikající neabsorbovaná část (5) elektromagnetického záření (4) je odrážena zpět na vysoušený materiál (2).

- 20 • · •444444 ₀ * 444 44 ·· J • · * * *·-.*

44 44 ·· ··
12. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že nosným materiálem (1) je papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 2 až 25 m/s.
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že tento papír je novinový papír, který je dopravován rychlostí v rozmezí 10 až 20 m/s, zejména kolem 15 m/s.

Způsob podle nároku 13, vyznačující se tento papi I jč tčITmOt lokOVy pdpir, ktěify jě rychlostí v rozmezí 2 až 10 m/s, zejména kolem 5 tím, že

UOpi ď VO V cLIl m/s.
15. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že teplota nosného materiálu (1), zejména termotiskového materiálu, je nastavena anebo regulována na hodnotu pod 70 °C, zejména pod 50 °C.
16. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že proud dopravního plynu (D) dopadá rychlostí v rozmezí 20 až 120 m/s, zejména rychlostí 30 až 40 m/s, na pryč dopravované částice oddělované vlhké složky (3) a strhává je.
17. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že proud dopravního vzduchu (D) dopadá bezprostředně na povrch vysoušeného materiálu (2) tak, že povrchová vrstva, vytvořená oddělenou vlhkou složkou (3), je od vysoušeného materiálu oddělována jakoby nožem.
18. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 17, vyznačující se tím, Že k vysoušení nosného a vysoušeného materiálu (1,2), zejména k vysoušení vrstev z tiskové barvy na rychle dopravovaném papíru je opatřeno • .·' · · : ··: ·: ::j «·· ···· ·· *· ··

- 21 - zdrojem záření (10) k vytváření elektromagnetického záření (4), zejména infračerveného záření, přičemž zdroj záření (10) je uspořádán tak, že nejméně část elektromagnetického záření (4) v sušící oblasti (T) na dopravní trase nosného materiálu (1) dopadá na vysoušený materiál (2) k oddělování vlhké složky, zejména rozpouštědla od vysoušeného materiálu (2),

- přívodem (12) dopravního plynu k přivádění dopravního plynu a

- vedením (14) dopravního plynu rozkládajícím se nejméně z části příčně ke směru dopravy, které je vytvořeno a uspořádáno tak, že dopravní plyn přiváděný přívodem (12) dopravního plynu je veden do sušící oblasti (T) a dopadá jako nůž na vysoušený materiál aby se oddělená vlhká složka (3) odváděla od vysoušeného materiálu (2).
19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že přípoj (12) dopravního plynu je přípoj tlakového vzduchu a přičemž vedení (14) dopravního plynu má rozdělovač (15) tlakového vzduchu, zejména rozdělovači trubku, rozkládající se v podstatě přes celou šířku dopravní cesty, k rozdělování tlakového vzduchu proudíčího k rozdělování od přípoje (12) tlakového vzduchu.
20. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že rozdělovač (15) tlakového vzduchu má výstupní otvor (16), rozkládající se v podstatě přes celou šířku dopravní cesty, pro sušící vzduch vedený do sušící oblasti (T).
21. Zařízení podle jednoho z nároků 18 až 20, vyznačující se tím, že vedení (14) dopravního plynu vykazuje vodící plochu (17) vedoucí v zásadě podél dopravní cesty vysoušeného materiálu, jejíž odstup k dopravní cestě se ve

- 22 směru proudění plynu snižuje a končí u štěrbiny (18) propustné pro vzduch, definované vodící plochou (17) a vysoušeným materiálem (2).
22. Zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že šířka štěrbiny (18) propustné pro vzduch je 2 až 15 mm, zejména 5 až 10 mm.
23. Zařízení podle jednoho z nároků 18 až 22, vyznačující o c t J- f Zc ZdxGj Zaicni (10/ jG ZaivVka^ ZGjiuGria halogenová žárovka.
24. Zařízení podle nároku 23, vyznačující se tím, že je vybaveno regulačním okruhem k regulování teploty vysoušeného materiálu (2) anebo teploty oddělené vlhké složky (3) anebo teploty nosného materiálu (1), který vykazuje následující:

- pyrometr (11) k měření regulované teploty,

- proud nastavující člen pro nastavení žhavícího proudu žárovky a

- regulátor proudu, který ovládá nastavovací člen v závislosti na pyrometrem (11) naměřené hodnotě teploty, aby se nastavil žhavící proud.
25. Zařízení podle jednoho z nároků 18 až 24, vyznačující se tím, že má s výhodou regulační okruh k regulování teploty vysoušeného materiálu (2) anebo teploty oddělené vlhké složky (3), anebo teploty nosného materiálu (1), který vykazuje následující:

- pyrometr (11) k měření regulované teploty,

- odstup nastavující člen pro nastavení odstupu zdroje záření (10) od dopravní cesty nosného materiálu (1) a

23 ··· »··· ··· · · · · • · · ·· ·· ·

- regulátor odstupu, který ovládá nastavující člen v závislosti na pyrometrem (11) naměřené hodnotě teploty, aby se nastavil odstup zdroje záření.
26. Zařízení podle jednoho z nároků 18 až 25, vyznačující se tím, že má odrážeč (20), zejména vodou chlazený, k odrážení nosným materiálen (1) procházejícího, neabsorbovaného záření, přičemž odrážeč (20) je uspořádán na té straně dopravní cesty, která leží naproti zdroji záření (10).