ES2199562T3 - Metodo y dispositivo para secar un material transportado a gran velocidad, en particular para secar tintas de imprenta. - Google Patents
Metodo y dispositivo para secar un material transportado a gran velocidad, en particular para secar tintas de imprenta.Info
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Abstract
Método para secar un material (1, 2), transportado rápidamente en una dirección de transporte, en particular para secar capas de tinta de imprenta sobre papel transportado a gran velocidad, donde - en una zona de secado (T), se separa por medio de radiación electromagnética incidente, en particular radiación infrarroja, un componente húmedo, en particular un disolvente, del material a secar (2) y - el componente húmedo separado (3) se saca de la zona de secado (T) mediante una corriente de gas de transporte (D), caracterizado porque la radiación electromagnética se ajusta de tal modo a las características de absorción del componente húmedo, que la energía de radiación se aplica selectivamente como energía de excitación de partículas del componente húmedo y es absorbida prácticamente por el componente húmedo solamente, y porque la corriente de gas de transporte (D) está formada por aire comprimido expandido.
Description
Método y dispositivo para secar un material
transportado a gran velocidad, en particular para secar tintas de
imprenta.
La invención se refiere a un método para secar un
material transportado a gran velocidad, en un sentido de
transporte, así como a un dispositivo de este tipo según el término
genérico de la reivindicación 1 y/o 17 de la patente.
Al secar un material que se traslada rápidamente,
lo esencial es un secado de acción rápida. Por ejemplo, se hace
cambiar de dirección el material a secar a lo largo de su
trayectoria, haciéndolo pasar por varios rodillos de inversión. De
este modo, en un rodillo de inversión determinado puede descansar
una u otra cara del material a secar. Si por ejemplo, en un
dispositivo para imprimir papel, se aplica una capa de tinta de
imprenta sobre el papel y se hace pasar el papel impreso, con su
cara impresa en contacto con un rodillo de inversión, la capa de
tinta de imprenta debe estar ya lo suficientemente seca antes de que
el papel llegue al rodillo de inversión. Pero también es una
condición necesaria que la tinta de impresión esté suficientemente
seca para otras etapas de trabajo, posteriores a la impresión. Se
puede mencionar, por ejemplo, el apilado de hojas individuales
impresas o el enrollado de un papel continuo impreso. Lo mismo se
aplica para papeles continuos, totalmente húmedos que se
transportan rápidamente, para su elaboración ulterior en la
fabricación de papel.
Por el documento
DE-A-39 10 163, se conoce un
dispositivo de secado para superficies impresas con laca, de
mecanismos de impresión, donde se trabaja con una combinación de UV
e infrarrojo.
Por el documento
DE-A-37 10 787, se conoce un
dispositivo de tratamiento térmico textil, en el que se utilizan
rayos infrarrojos con una longitud de onda de 1,5 a 3 \mum.
Por el documento
FR-A-2 403 529, se conocen un método
y un dispositivo para secar y tratar papel continuo según el
término genérico de las reivindicaciones 1 y/o 17. Según se indica
en dicho documento, se trata en particular de evitar que el
material a secar se inflame.
Los documentos antes citados muestran ejemplos
individuales que, en determinados casos, dan resultados de secado
aceptables, aunque estos resultados no se pueden reproducir sin
más.
Lo que se pretende con la invención es presentar
un método y un dispositivo del tipo mencionado al principio, que
permita un secado rápido y seguro.
Este problema se resuelve, en lo que al método se
refiere, con el objeto de la reivindicación 1, y en cuanto al
dispositivo, con el objeto de la reivindicación 17.
En el método según la invención para secar un
material transportado rápidamente en una dirección de transporte,
en particular para secar capas de tinta de imprenta sobre papel
transportado a gran velocidad, en una zona de secado, se separa,
por medio de radiación electromagnética, un componente húmedo, en
particular un disolvente, del material a secar y el componente
húmedo separado se saca de la zona de secado mediante una corriente
de gas de transporte. La radiación electromagnética, en particular
la radiación infrarroja, ha resultado ser particularmente adecuada
y eficaz para el secado. Incluso en el caso de velocidades de
transporte elevadas del material a secar, se necesita una zona de
secado que tenga una longitud reducida en el sentido de transporte.
La corriente de gas de transporte está formada por gas comprimido
expandido.
Al separar el componente húmedo del material a
secar, el componente húmedo separado puede formar una capa límite,
que recubre el material a secar, y que impide el secado ulterior.
Se establece, en particular, un equilibrio dinámico en la
superficie del material a secar, en el que salen casi tantas
partículas de humedad del material a secar, como las que vuelven a
entrar en dicho material procedentes de la capa límite. Por
consiguiente, el componente húmedo separado es sacado, según la
invención, de la zona de secado por una corriente de gas de
transporte. Aportando de forma continua el gas de transporte a la
zona de secado, se evita en particular que se origine una capa
límite que impida el secado, ya que las partículas del componente
húmedo separadas se sacan ya del material poco tiempo después de su
salida.
La radiación electromagnética se ajusta de tal
modo a las características de absorción del componente húmedo, que
la energía de radiación es absorbida esencialmente sólo por el
componente húmedo y no por los demás componentes del material a
secar y/o por un material de soporte no húmedo. De este modo, no se
vaporiza realmente el componente húmedo sino que las partículas de
componente húmedo son activadas selectivamente o extraídas del
material a secar.
De preferencia, la corriente de gas de transporte
(D) discurre en una zona transversal al sentido de transporte,
hacia la zona de secado, que forma con una normal a la superficie
del material a secar un ángulo de 60 a 90°, de preferencia 80°
aproximadamente, y que incide, a modo de cuchillo, en el material a
secar. De este modo, el gas de transporte puede llevarse las
partículas de humedad que salen del material a secar, sin transmitir
una parte esencial de su energía cinética al material a secar. De
este modo, se evita que el material a secar sufra una deformación
mecánica, lo cual podría hacer, por ejemplo, que se ensuciaran los
bordes vivos de los pedidos de tinta de imprenta.
De preferencia, la corriente de gas de transporte
produce en la parte en que entra en la zona de secado, un efecto de
cercanía al incidir directamente sobre la superficie del material a
secar, de modo que la capa superficial corriente de gas de
transporte en toda la anchura del material a secar es
convenientemente igual.
Resulta conveniente que la corriente de gas de
transporte, formada por aire comprimido expandido, discurra en el
sentido de transporte del material de soporte o en el sentido
opuesto, en cierto tramo, a lo largo de la superficie del material
a secar. Este tramo puede ser particularmente más largo que la
longitud de la zona de secado en la que incide la radiación
electromagnética. De este modo, se sacan las partículas de humedad
más allá de la zona de secado e incluso más lejos.
Para enfriar el material a secar, que se ha
calentado eventualmente, debido a la radiación electromagnética, la
temperatura de la corriente de gas de transporte, por lo menos
antes de incidir sobre el componente húmedo, es inferior a la
temperatura del material a secar. Esto resulta particularmente
ventajoso en el caso de material de soporte sensible a la
temperatura, debido a que por medio del enfriamiento del material a
secar, se puede reducir o impedir la transmisión térmica del
material a secar al material de soporte.
En particular, cuando el componente húmedo del
material a secar es agua, la radiación electromagnética incidente
tiene un máximo de intensidad espectral, situado en el infrarrojo
cercano, en particular en la gama de longitudes de ondas de 0,8 a
2,0 \mum. Debido a ello, se aporta al material a secar una parte
esencial de la energía de radiación, selectivamente, como energía de
excitación para las partículas del componente húmedo, en particular
agua. En la gama de longitudes de ondas mencionada, existen varias
bandas de absorción de agua. Pero también otros componentes
húmedos, en particular los disolventes, tienen bandas de absorción
en esta gama de longitudes de ondas.
Por motivos de eficacia de los procesos
termodinámicos que se desarrollan, en particular para aumentar el
grado total de eficacia si se aplica el método según la invención,
la corriente de gas de transporte, después de salir de la zona de
secado, fluye hacia la fuente de radiación electromagnética, para
enfriarla. Si se utilizan, en particular, radiadores de
temperatura, que pueden funcionar a una temperatura superior a 2500
K, es preciso un enfriamiento. Debido a la corriente de gas de
transporte, se puede renunciar a un enfriamiento adicional o se
puede hacer que dicho enfriamiento adicional sea de dimensiones más
reducidas.
Para garantizar unas condiciones de temperatura
definidas, la temperatura del material seco y/o la temperatura del
componente húmedo separado y/o la temperatura del material de
soporte se regula ajustando la densidad de flujo de radiación de la
radiación electromagnética que incide en la zona de secado según
una configuración ulterior del método. De preferencia, se mide con
la ayuda de un pirómetro la temperatura a regular.
Como fuente de radiación para radiación
electromagnética, se utiliza convenientemente una lámpara de
incandescencia eléctrica, en particular una lámpara halógena y para
graduar la densidad de flujo de radiación, se ajusta la corriente
de la lámpara de incandescencia. Además o como alternativa, para
graduar la densidad de flujo de radiación, se ajusta la distancia
entre la fuente de radiación y la zona de secado.
El secado resulta particularmente eficaz en una
configuración ulterior del método, en la que se vuelven a reflejar
sobre el material a secar las fracciones de la radiación
electromagnética no absorbidas, que pasan por el material a secar.
Las fracciones de radiación nuevamente reflejadas son absorbidas
ahí, por lo menos parcialmente. Aumenta la proporción de radiación
absorbida. De este modo, las fuentes de radiación utilizadas para
generar la radiación electromagnética o la fuente de radiación
utilizada por su potencia de radiación puede tener dimensiones más
pequeñas o se puede irradiar una zona de secado mayor. También
posible irradiar, con fracciones de radiación reflejadas, zonas que
se encuentran en el recorrido del material portador, sobre las
cuales no incide directamente ninguna radiación de la o de las
fuentes de radiación. De preferencia, se enfría un reflector
utilizado para la reflexión de las proporciones de radiación no
absorbidas, en particular para reducir al mínimo la emisión de
radiación infrarroja de mayor longitud de onda.
El método según la invención se puede utilizar,
de forma particularmente ventajosa, cuando el material de soporte
es papel, transportado a una velocidad comprendida entre 2 y 25
m/s. En una configuración especial, el papel es papel de periódico,
que se transporta con una velocidad comprendida entre 10 y 20 m/s,
en particular 15 m/s aproximadamente o se trata de papel de
termoimpresión, que se transporta a una velocidad comprendida entre
2 y 10 m/s, en particular 5 m/s aproximadamente.
Particularmente en el caso de papel de
termoimpresión, como material de soporte, la temperatura del
material de soporte se regula a un valor inferior a 70°C, en
particular inferior a 50°C. De este modo, puede evitarse una
alteración no deseada del material de soporte o de sus propiedades,
debida al calor. De preferencia, la corriente de gas de transporte
incide, con una velocidad comprendida entre 20 y 120 m/s, sobre las
partículas del componente húmedo separado que se va a sacar y
arrastra dichas partículas. En particular, la velocidad de
incidencia oscila entre 30 y 40 m/s. Con una velocidad del gas de
transporte suficientemente elevada, comprendida por ejemplo dentro
de los límites indicados, se disuelve de forma fiable una capa, que
impide el secado, de partículas de humedad separadas del material a
secar y/o se quitan de la superficie del material a secar o no
ocurre nada, por lo menos directamente en la superficie del
material a secar. Se han observado tasas de secado un 70 a un 80%
superiores en los ensayos en los cuales se renunciaba a la
corriente de gas de transporte según la invención. El dispositivo
según la invención para secar un material transportado a cierta
velocidad en un dispositivo de transporte, en particular para secar
capas de tintas para imprenta sobre papel transportado rápidamente,
presenta las características de la reivindicación 17.
Las ventajas, relativas también al dispositivo
según la invención, ya se mencionaron anteriormente.
En particular, la conexión de gas de transporte
es una conexión de aire comprimido y la guía de gas de transporte
presenta un distribuidor de aire comprimido, que se extiende
transversalmente al recorrido, en particular un tubo distribuidor
para distribuir el aire comprimido, que entra en la conexión de
aire comprimido, prácticamente por toda la anchura del recorrido. De
preferencia, basta por lo tanto con una sola conexión de aire
comprimido para introducir éste, que servirá, durante toda la
anchura del recorrido para sacar el componente húmedo del material
a secar.
La guía del gas de transporte presenta, de
preferencia, una superficie de guía, que discurre más o menos a lo
largo del recorrido del material a secar, cuya distancia respecto
del recorrido se reduce en el sentido de la corriente de gas. La
superficie de guía termina en una ranura de paso de gas, definida
por ella misma y por el material a secar. A través de la ranura, se
hace pasar el gas de secado a la zona de secado.
Después de pasar por la ranura, el gas de secado,
según la configuración del extremo de la superficie de la guía,
puede formar remolinos o ser guiado de forma casi laminar hasta la
zona de secado. Los remolinos, particularmente favorecidos por el
extremo acodado, de ángulos vivos, de la superficie de transporte,
aceleran el acarreo de las partículas de humedad, directamente en
la zona situada detrás de la ranura, aunque reducen la eficacia del
acarreo a mayor distancia detrás de la ranura. Según la aplicación,
se puede ajustar de este modo de forma óptima, configurando el
extremo de la superficie de guía, la corriente de gas de transporte
en la zona de secado.
Particularmente favorable resulta una
configuración, en la que la anchura de la ranura de paso del gas
oscila entre 2 y 15 mm, en particularmente entre 5 y 10 mm. En
combinación con un ángulo de incidencia plano de la corriente de gas
de transporte sobre el componente húmedo separado o en la
superficie del material a secar, se produce en particular un
efecto, similar al de un cuchillo cuando la ranura de paso de gas
es así de estrecha. Las partículas de humedad separadas son
eliminadas de este modo de la superficie del material a secar. En
particular, el gas de transporte forma, en toda la longitud de la
zona de secado, en el sentido de transporte o en sentido opuesto,
una capa de separación entre el material a secar y las partículas
de humedad ya separadas. En una configuración determinada, por
consiguiente, visto desde la superficie del material a secar,
disminuye, por lo menos en el entorno de la rendija de paso de gas,
la densidad de las partículas de humedad al principio y vuelve a
aumentar al alejarse del material a secar, todavía en la corriente
de gas de transporte o más allá de dicha corriente. En cada caso,
el efecto de tipo cuchillo produce un mayor porcentaje de salida
neto de partículas de humedad del material a secar, es decir que
evita que las partículas de humedad se vuelvan a difundir de forma
apreciable en el material a secar.
Se prefiere una configuración del dispositivo, en
el que la fuente de radiación es una lámpara de incandescencia, en
particular una lámpara de incandescencia halógena. Las lámparas de
incandescencia halógena pueden adquirirse con poco dinero en el
comercio. Su temperatura de emisión se puede ajustar graduando la
corriente de incandescencia según las diversas aplicaciones. Se
prevén, favorablemente, unos reflectores de lámparas o reflectores
en la zona de la lámpara, de forma que la radiación emitida por la
lámpara incide, en mayor medida, completamente en la zona de secado.
Configurando y disponiendo los reflectores, se puede ajustar
también la distribución espacial del flujo de radiación por la zona
de secado.
De preferencia, se prevé un reflector para
reflejar la radiación no absorbida, que pasa a través del material
de soporte, el cual está dispuesto en el lado del recorrido opuesto
a la fuente de radiación. Se ha previsto en particular, en el
reflector, una refrigeración de agua.
Para poder controlar las condiciones de
temperatura en la zona de secado y en el sentido de transporte,
detrás de la zona de secado, el dispositivo presenta, de
preferencia, un circuito regulador para regular la temperatura del
material a secar y/o la temperatura del componente húmedo separado
y/o la temperatura del material de soporte. El circuito regulador
comprende un pirómetro para medir la temperatura a regular, un
elemento de regulación de corriente para regular la corriente de la
lámpara de incandescencia y un regulador de corriente, que acciona
el elemento de regulación en función del valor de temperatura
medido en el pirómetro, para ajustar la corriente de
incandescencia.
Alternativamente o adicionalmente a la
combinación de elemento de regulación de corriente y regulador de
corriente, el dispositivo presenta un elemento regulador de
distancia para regular la distancia de la fuente de radiación al
recorrido del material de soporte, y un regulador de distancia que
acciona el elemento regulador en función de la temperatura medida
en el pirómetro, para ajustar la distancia de la fuente de
radiación.
La invención se describirá ahora con un ejemplo,
tomando como base las figuras. Sin embargo, no se limita a los
ejemplos de realización mostrados.
La figura 1 muestra una sección transversal por
el material de soporte, que lleva en su superficie un material a
secar,
La figura 2 muestra un ejemplo de realización del
dispositivo de secado según la invención, en perspectiva.
La figura 1 muestra un material de soporte, a
base de papel 1, que lleva en su superficie una capa de tinta para
imprenta húmeda 2. El papel 1 es transportado, en la representación
elegida, hacia la derecha, tal como se indica con una flecha en el
sentido de transporte R. Incide en la tinta para imprimir 2 una
radiación infrarroja 4, absorbida parcialmente por un disolvente
agua, contenido, en un porcentaje elevado, por ejemplo un 90%, en
la tinta para imprenta 2. Se forma por lo tanto, en el sentido de
transporte en o detrás de la zona en la que incide la radiación
infrarroja 4, una capa fina límite de vapor de agua 3, constituida
por las partículas arrancadas de la tinta para imprenta 2. El vapor
de agua 3 impide que se siga secando la tinta para imprenta, tal
como lo muestra esquemáticamente la flecha derecha que señala hacia
abajo. Intervienen aquí por lo menos dos procesos: el equilibrio
dinámico entre las partículas de agua que entran en la tinta de
imprenta 2 y las que salen de la misma, así como la absorción de
radiación en la capa de vapor de agua.
La figura 2 muestra un dispositivo 8 según la
invención para secar tinta para imprenta 2, húmeda, que contiene
agua, en la superficie de un papel continuo 1, transportando a
cierta velocidad, en particular un papel continuo de periódico
impreso. El papel continuo 1 es transportado con una velocidad
aproximada de 15 m/s. Como se puede apreciar por la doble flecha en
el sentido de transporte R, el papel puede ser transportado de
derecha a izquierda o de izquierda a derecha, mientras que, durante
un proceso determinado de secado, el papel continuo sólo puede ser
transportado en una dirección. Para la descripción ulterior, se
supone que el papel, en la representación elegida en la figura 2,
es transportado de izquierda a derecha. La disposición de la guía de
aire comprimido 14 sería sin embargo la misma en el caso de que el
papel se transportase de derecha a izquierda. Con respecto a la
representación de la figura 2, sólo se tendría que prever un
pirómetro 11 (su función se describe más adelante) en el sentido de
transporte, detrás de la guía de aire comprimido 14, es decir a la
izquierda de la misma.
A lo largo del recorrido del papel continuo 1,
hay una zona de secado T, en la que la radiación emitida por
fuentes lineales halógenas 10 inciden en la tinta para imprenta 2,
siendo las partes más ricas en energía, prácticamente radiación
infrarroja 4. En particular, entre las fuentes lineales halógenas 10
y el material para secar puede disponerse un filtro espectral no
mostrado.
Una parte de la radiación infrarroja 4 no es
absorbida, según el grado de absorción del componente húmedo en la
tinta para imprenta 2 y el grado de absorción del papel continuo 1,
sino que atraviesa el papel continuo 1 e incide sobre un reflector
de infrarrojo 20, situado por debajo del papel continuo 1. Tal como
se indica mediante una flecha, el reflector infrarrojo 20 refleja la
radiación infrarroja que incide sobre él, de forma que esta
radiación reflejada 5 vuelve a incidir sobre el papel continuo 1.
Una parte de la radiación reflejada 5 llega hasta el material a
secar 2 y es absorbida ahí, principalmente por los componentes de
agua de la tinta para imprenta 2.
Mediante una conexión 12 de la guía para aire
comprimido 14, se lleva aire comprimido a un tubo distribuidor 15,
que se extiende por toda la anchura del recorrido del papel
continuo 1. El tubo distribuidor 15 está representado abierto en la
cara frontal delantera, para que se pueda apreciar su perfil. En
realidad, el tubo distribuidor 15 está sin embargo cerrado
lateralmente. Del tubo distribuidor 15, sale el aire comprimido a
través de un orificio de salida 16, que se extiende por toda la
anchura del recorrido. En su recorrido, el aire comprimido es
dirigido, primero en el sentido contrario a la dirección de
transporte, y luego formando un recodo en ángulo recto, por una
sección de guiado transversal en dirección al papel continuo 1. En
la sección de guiado transversal comienza una superficie de guía
17, que se extiende asimismo por toda la anchura del recorrido. A
lo largo de la superficie de guía 17, circula el aire por una
ranura de paso 18 hacia el interior de la zona de secado T. La
superficie de guía 17 y el papel continuo 1 definen un espacio
intermedio, que se reduce en el sentido de la corriente de aire
comprimido, en el que circula el aire comprimido. La superficie de
guía 17 y el papel continuo 1 transportado en dirección recta,
procedente del rodillo de inversión 7, forman un ángulo a de
aproximadamente 10 grados. La anchura de la ranura de paso 18, que
se extiende por toda la anchura del recorrido es de aproximadamente
7 mm. El aire, alimentado por la guía de aire comprimido 14,
circula con una velocidad de aproximadamente 35 m/s por la ranura
de paso 18 hacia el interior de la zona de secado T. Distribuidas
por toda la zona de secado T, son acarreadas por la corriente de
aire D las partículas de vapor de agua arrancadas de la tinta para
imprenta 2 por la radiación infrarroja. Las rutas de circulación de
la corriente de aire D se representan en la figura 2 mediante
flechas curvadas, ligeramente dirigidas hacia arriba.
En un lugar del recorrido del papel continuo 1,
situado, en el sentido de transporte, detrás de la zona de secado
T, se ha dispuesto un pirómetro 11. El pirómetro 11 mide por lo
tanto, controlando la radiación, la temperatura de la capa
superficial que lleva el papel continuo 11, constituida
esencialmente por tinta de imprenta 2 ya seca. La temperatura
medida se lleva a un regulador (no mostrado). El regulador, por
ejemplo un regulador PI o PID, emite a continuación una señal de
regulación, que reciben dos elementos de regulación. Un elemento de
regulación de corriente, que sirve para adaptar, en poco tiempo y
de forma rápida, la corriente de incandescencia de las fuentes
lineales halógenas 10 es activado por el regulador cuando se
requiere un ajuste por lo general mínimo y rápido de la densidad de
flujo de radiación. Si el valor de la temperatura medido por el
pirómetro 11 se encuentra en el borde de una zona de regulación
prefijada, que puede ser cubierta por la regulación de corriente,
se activa un elemento de regulación de distancia para modificar la
distancia de la fuente de radiación 10 respecto del recorrido del
papel continuo 1. Esta regulación de distancia lenta, en
comparación con la regulación de corriente, amplia la zona de
regulación total, permitiendo utilizar el intervalo de regulación
de corriente relativamente estrecho para un intervalo grande de
densidad de flujo de radiación o temperatura. De este modo, es
posible modificar en poco tiempo la densidad de flujo de radiación
de la potencia de radiación, que incide en la zona de secado y por
lo tanto regular la temperatura con poca inercia en todo el
intervalo de regulación de distancia.
De preferencia, se introduce en la conexión de
aire comprimido 12, aire comprimido con poca humedad residual, que
se enfría por la expansión ulterior en el tubo distribuidor y/o
después de salir del tubo distribuidor 15. Por consiguiente, se
conduce aire frío y seco a la zona de secado T. Esto presenta la
ventaja de que, por una parte, mejora el acarreo del componente
húmedo desde la zona de secado T y, de otra parte, la temperatura
de la tinta de imprenta 2, y por consiguiente también, la
temperatura del papel continuo 1 se pueden mantener reducidas. En
particular, es posible mantener la temperatura del papel continuo 1
por debajo de 50°C, transportándose el papel continuo 1 con una
velocidad de aproximadamente 5 m/s, siendo la velocidad del aire en
la ranura de paso 18 de aproximadamente 35 m/s. El dispositivo de
secado según la invención puede utilizarse particularmente también
en dispositivos para elaborar productos impresos en forma de hojas,
por ejemplo hojas de prospectos, revistas o planos, que transportan
el material inicial a imprimir mediante un dispositivo de
transporte de depresión. Además, el método y el dispositivo según
la invención se pueden utilizar ventajosamente en dispositivos de
impresión que elaboran impresos individualizados, por ejemplo
billetes de transporte con numeración consecutiva u hojas
consecutivas o cupones con código de barras individual. Estas
instalaciones disponen frecuentemente de impresores por chorro de
tinta, en particular con una definición de impresión de 240 dpi o
más. Con el dispositivo o el método según la invención, se pueden
realizar por ejemplo 50.000 hojas DIN A4 por hora.
- 1
- Papel continuo
- 2
- Tinta de imprenta
- 3
- Vapor de agua
- 4
- Radiación infrarroja
- 5
- Radiación reflejada
- 7
- Rodillo de inversión
- 8
- Secador
- 10
- Fuentes lineales halógenas
- 11
- Pirómetro
- 12
- Conexión de aire comprimido
- 14
- Guía de aire comprimido
- 15
- Tubo distribuidor
- 16
- Orificio de salida
- 17
- Superficie de guía
- 18
- Ranura de paso
- 20
- Reflector infrarrojo
- D
- Corriente de aire
- R
- Dirección de transporte
- T
- Zona de secado
- \alpha
- Ángulo de superficies de guía
Claims (25)
1. Método para secar un material (1, 2),
transportado rápidamente en una dirección de transporte, en
particular para secar capas de tinta de imprenta sobre papel
transportado a gran velocidad, donde
- -
- en una zona de secado (T), se separa por medio de radiación electromagnética incidente, en particular radiación infrarroja, un componente húmedo, en particular un disolvente, del material a secar (2) y
- -
- el componente húmedo separado (3) se saca de la zona de secado (T) mediante una corriente de gas de transporte (D),
caracterizado
porque
la radiación electromagnética se ajusta de tal
modo a las características de absorción del componente húmedo, que
la energía de radiación se aplica selectivamente como energía de
excitación de partículas del componente húmedo y es absorbida
prácticamente por el componente húmedo solamente, y porque la
corriente de gas de transporte (D) está formada por aire comprimido
expandido.
2. Método según la reivindicación 1, en el que la
corriente de gas de transporte (D), en una zona que discurre
transversalmente al sentido de transporte entra, desde una
dirección, en la zona de secado que forma, con una normal a la
superficie del material a secar (1, 2) un ángulo de 60 a 90°C, de
preferencia 80°C aproximadamente e incide, a modo de cuchillo en el
material a secar.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el
que la temperatura del gas de la corriente de gas de transporte
(D), por lo menos antes de incidir sobre el componente húmedo, es
inferior a la temperatura del material a secar (2).
4. Método según una de las reivindicaciones 1 a
3, donde la radiación electromagnética incidente (4) tiene un
máximo de intensidad espectral, situado en el infrarrojo próximo,
particularmente en una gama de longitudes de ondas de 0,8 - 2,0
\mum.
5. Método según una de las reivindicaciones 1 a
4, donde la corriente de gas de transporte (D), después de dejar la
zona de secado (T), se dirige hacia la fuente de radiación (10) de
la radiación electromagnética, para enfriarla.
6. Método según una de las reivindicaciones 1 a
5, donde la temperatura del material secado (2) y/o la temperatura
del componente húmedo separado y/o la temperatura del material de
soporte se regula ajustando la densidad de flujo de la radiación
electromagnética (4) que incide en la zona de secado (T).
7. Método según la reivindicación 5, donde la
temperatura a regular se mide mediante un pirómetro (11).
8. Método según la reivindicación 5 ó 6, donde,
como fuente de radiación (10) para la radiación electromagnética,
se utiliza una lámpara de incandescencia eléctrica, en particular
una lámpara halógena y donde, para graduar la densidad de flujo de
radiación, se ajusta la corriente de la lámpara de
incandescencia.
9. Método según una de las reivindicaciones 5 a
8, donde, para graduar la densidad de flujo de radiación, se ajusta
la distancia entre la fuente de radiación (10) y la zona de secado
(T).
10. Método según una de las reivindicaciones 1 a
9, donde se vuelve a reflejar sobre el material a secar, las
fracciones (5) de la radiación electromagnética (4) no absorbidas
que atraviesan el material a secar (2).
11. Método según una de las reivindicaciones 1 a
9, donde el material de soporte (1) es papel, transportado a una
velocidad comprendida entre 2 y 25 m/s.
12. Método según la reivindicación 11, donde el
papel es papel de periódico, que se transporta con una velocidad
comprendida entre 10 y 20 m/s, en particular 15 m/s
aproximadamente.
13. Método según la reivindicación 12, donde el
papel es papel de termoimpresión, que se transporta con una
velocidad comprendida entre 2 y 10 m/s, en particular 5 m/s
aproximadamente.
14. Método según una de las reivindicaciones 1 a
13, donde la temperatura del material de soporte (1), en particular
del papel de termoimpresión, se ajusta a un valor inferior a 70° C,
en particular inferior a 50°C.
15. Método según una de las reivindicaciones 1 a
14, donde la corriente de gas de transporte (D), con una velocidad
comprendida entre 20 y 120 m/s, incide sobre las partículas del
componente húmedo separado (3) que se van a sacar y las arranca, en
particular con una velocidad comprendida entre 30 y 40 m/s.
16. Método según una de las reivindicaciones 1 a
15, donde la corriente de gas de transporte (D) incide directamente
en la superficie del material a secar (2), de modo que se separa
del material a secar, como si fuera con un cuchillo, una capa
superficial formada por el componente húmedo separado (3).
17. Dispositivo (8) para secar un material (1, 2)
transportado a gran velocidad en una dirección de transporte, en
particular para secar capas de tinta de imprenta sobre papel
transportado a gran velocidad, con
- -
- una fuente de radiación (10) para generar una radiación electromagnética (4), en particular una radiación infrarroja,
- -
- una conexión al gas de transporte (12), para introducir gas de transporte y
- -
- una guía de gas de transporte (14), que se extiende, por lo menos en ciertas partes, transversalmente al sentido de transporte, la cual está formada y dispuesta, de modo que se lleva a una zona de secado (T), un gas de transporte introducido por la conexión (12), que incide, a modo de cuchillo, en el material a secar, para sacar el componente de humedad separado (3) del material a secar (2),
caracterizado
porque
la fuente de radiación (10) está dispuesta de
modo que, por lo menos una parte de la radiación electromagnética
(4), en la zona de secado (T), en el recorrido del material de
soporte (11), se puede aplicar selectivamente al material a secar
(2), como energía de excitación de partículas del componente húmedo,
en particular de un disolvente, y separar del material a secar (2),
ajustándose la radiación electromagnética a las características de
absorción del componente húmedo, para absorber la energía de
radiación prácticamente por el componente húmedo solamente, y
porque la corriente de gas de transporte (D) está formada por aire
comprimido expandido en un distribuidor de aire comprimido
(15).
18. Dispositivo según la reivindicación 17, donde
la conexión para el gas de transporte (12) es una conexión de aire
comprimido y la guía de gas de transporte (14) presenta un
distribuidor de aire comprimido (15), que se extiende
transversalmente al recorrido de transporte, en particular, un tubo
distribuidor para distribuir el aire comprimido que entra en la
conexión de aire comprimido (12), prácticamente por toda la anchura
del recorrido de transporte.
19. Dispositivo según la reivindicación 18, donde
el distribuidor de aire comprimido (15) tiene un orificio de salida
(16), que se extiende prácticamente por toda la anchura del
recorrido de transporte, para el aire comprimido que se lleva a la
zona de secado (T).
20. Dispositivo según una de las reivindicaciones
17 a 19, donde la guía de gas de transporte (14) presenta una
superficie de guía (17), que discurre prácticamente a lo largo del
recorrido de transporte de material a secar, cuya distancia al
recorrido de transporte se reduce en el sentido de la corriente de
gas y termina en una rendija de paso de gas (18), definida por la
superficie de guía (17) y el material a secar (2).
21. Dispositivo según la reivindicación 20, donde
la anchura de la ranura de paso de gas (18) oscila entre 2 y 15 mm,
en particular entre 5 y 10 mm.
22. Dispositivo según una de las reivindicaciones
17 a 21, donde la fuente de radiación (10) es una lámpara de
incandescencia, en particular una lámpara de incandescencia
halógena.
23. Dispositivo según la reivindicación 22, con
un circuito de regulación de la temperatura del material a secar
(2) y/o de la temperatura del componente húmedo separado (3) y/o de
la temperatura del material de soporte (1), que presenta lo
siguiente:
- -
- un pirómetro (11) para medir la temperatura a regular,
- -
- un elemento de regulación para ajustar la corriente de la lámpara de incandescencia y
- -
- un regulador de corriente, que acciona el elemento de regulación en función de la temperatura medida en el pirómetro (11) para ajustar la corriente incandescente.
24. Dispositivo según una de las reivindicaciones
17 a 23, con un circuito regulador para regular la temperatura del
material a secar (2) y/o la temperatura del componente húmedo
separado y/o la temperatura del material de soporte (1) que
presenta lo siguiente:
- -
- un pirómetro (11) para medir la temperatura a regular,
- -
- un elemento de regulación de distancia, para ajustar la distancia entre la fuente de radiación (10) y el recorrido de transporte del material de soporte (1) y
- -
- un regulador de distancia, que acciona el elemento de regulación en función de la temperatura medida en el pirómetro (11) para ajustar la distancia de la fuente de radiación.
25. Dispositivo según una de las reivindicaciones
17 a 24, con un reflector (19), en particular enfriado con agua,
para reflejar la radiación no absorbida, que atraviesa el material
de soporte (1), estando dispuesto el reflector (20) en el lado del
recorrido de transporte opuesto a la fuente de radiación (10).
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