IT9020301A1 - Apparecchiatura e procedimento per l'essiccamento di inchiostri da stampa in macchine flessografiche o rotocalcografiche - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo "APPARECCHIATURA E PROCEDIMENTO PER L'ESSICCAMENTO DI INCHIOSTRI DA STAMPA IN MACCHINE FLESSOGRAFICHE 0 ROTOCALCOGRAFICHE".

RIASSUNTO

L'apparecchiatura per l'essiccamento di inchiostri da stampa comprende un certo numero di emettitori di microonde disposti all'interno di una camera di essiccamento sostanzialmente chiusa, nella quale viene fatto passare il supporto stampato. Per l'asportazione dei vapori generati dal riscaldamento a microonde, sono presenti, sulla sommità della camera, una o più bocche aspiranti, nonché eventualmente un ugello a fessura per l'emissione di una lama d'aria in pressione contro il substrato stampato.

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura ed un procedimento per l'essiccamento degli inchiostri da stampa in macchine flessografiche o rotocalcografiche, ed in particolare l'impiego di microonde per il riscaldamento endogeno e l'evaporazione dei solventi contenuti negli inchiostri della stampa.

Il supporto stampato nelle macchine per flessografia o rotocalco a produzione continua, costituito da un nastro continuo di pellicola plastica o di carta, viene attualmente fatto passare in una camera chiusa, dove, supportato da una serie di rulli, viene investito da una serie di getti laminari d'aria alla temperatura di circa 40-70°C i quali accelerano l'evaporazione dei solventi o dei diluenti presenti nell'inchiostro. Data la bassa temperatura dell'aria impiegata rispetto alla temperatura di evaporazione dei solventi e dei diluenti (compresa generalmente fra 80 e 100°C), per realizzare tale evaporazione é tuttavia necessaria una enorme quantità d'aria, con notevoli problemi di distribuzione, laminazione e aspirazione bilanciate.

Un ulteriore riscaldamento, anche modesto, dell'aria insufflata o dello stesso supporto di stampa comporterebbe, d'altra parte, quando quest'ultimo é una sottile pellicola di materiale plastico, grossi problemi di dilatazione e di deformazione e conseguentemente di mantenimento del registro nella stampa dei diversi colori.

L'aria di essiccamento viene attualmente espulsa da appositi camini e dispersa nell'aria libera, causando l'immissione nell'ambiente di enormi quantità di solventi, spesso al di fuori dei limiti di concentrazione ammessi dalle leggi locali sulle emissioni. D'altro canto, gli attuali metodi di riduzione delle emissioni sono di tipo distruttivo e comportano un notevole costo sia di impianto sia di energia nonché una notevole dispersione di calore.

Un costo rilevante è rappresentato anche dal riscaldamento della enorme quantità di aria che viene utilizzata per l'essiccamento.

La presente invenzione ha pertanto lo scopo di realizzare un'apparecchiatura ed un procedimento che siano il più possibile esenti dalle manchevolezze della tecnica antecedente.

L'apparecchiatura secondo la presente invenzione è sostanzialmente costituita da una camera per essiccamento continuo munita di un certo numero di emettitori di onde elettromagnetica di adatta lunghezza (microonde), di una o più bocche aspiranti per l'evacuazione dei vapori di solvente, ed eventualmente di una o più fessure opportunamente orientate per l'insufflamento laminare di aria in pressione diretta sulla superficie della pellicola inchiostrata.

La presente invenzione sarà ora illustrata, a scopo esemplificativo ma non limitativo, sulla base dei disegni allegati, in cui:

la FIGURA 1 mostra schematicamente una sezione longitudinale della camera di essiccamento secondo la presente invenzione applicata ad una macchina per stampa flessografica o rotocalcografica; e

la FIGURA 2 rappresenta una sezione schematica presa lungo la linea II-II della Fig.1.

Come si vede nelle figure, la camera di essiccamento 1 secondo la presente invenzione é sostanzialmente chiusa, essendo previsti, in corrispondenza delle estremità longitudinali, due passaggi a fessura 3 estesi trasversalmente per un tratto corrispondente almeno alla larghezza della pellicola stampata 2 che li attraversa,ed aventi un'ampiezza massima di circa 1 era., sufficiente per l'ingresso e l'uscita della pellicola 2 e per impedire l'uscita delle microonde e ridurre al minimo l'ingresso di aria dall'esterno. In punti prefissati, sono disposti, lateralmente alla camera di essiccamento 1 un certo numero di emettitori 4 di microonde, aventi una potenza commisurata alle dimensioni della macchina, alla velocità della pellicola, all 'estensione della stampa, e quindi alla quantità di solventi o diluenti dell'inchiostro da essiccare.

La frequenza, il campo e la potenza delle microonde emesse dagli emettitori 4 sono tarati in funzione della tipologia e della quantità di solventi da evaporare per unità di tempo.

Allo scopo di riscaldare ed evaporare soltanto i solventi ed i diluenti specifici, senza riscaldare o comunque fornire energia ai supporti di stampa, evitandone così le dilatazioni e conseguentemente i problemi di registro nella stampa a più colori, gli emettitori 4 di microonde devono essere esattamente tarati alle frequenze rientranti nella banda di massimo assorbimento del solvente e della miscela di solventi da rimuovere .

Un altro parametro importante per il funzionamento ottimale dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione é l'adozione di guide d'onda o di altri dispositivi atti a concentrare o distribuire uniformemente le radiazioni sulle superfici da trattare.

I vapori di solventi o diluenti che si sviluppano dagli inchiostri applicati sul supporto 2 vengono aspirati attraverso una o più bocche trasversali 6 di aspirazione collegate con una ventola aspirante (non mostrata). Allo scopo di facilitare l'asportazione dei solventi dalla superficie di stampa e la loro eliminazione attraverso le bocche aspiranti 6, possono essere previsti uno o più ugelli 7 a fessura trasversale, attraverso i quali vengono dirette delle lame d'aria verso la superficie inchiostrata.

Dal momento che le microonde invandono tutto l'ambiente della camera 1, le molecole di solvente sono continuamente investite e stimolate dalle microonde per tutto il tempo della loro permanenza nella camera di essiccamento. Un potente sistema di aspirazione risucchia i vapori dalla camera, vapori che hanno un'alta concentrazione di solvente, e li manda ad un condensatore per il recupero.

L'applicazione della camera di essiccamento a microonde secondo la presente invenzione permette di evitare, nelle macchine da stampa, un gran numero di rulli di supporto per la pellicola stampata (in pratica uno per ogni lama d'aria insufflata) e quindi di semplificare notevolmente la struttura della macchina stessa. Il fatto poi che l'apparecchiatura secondo la presente invenzione permette di influire soltanto sui solventi o diluenti evita il riscaldamento di una gran massa d'aria, con conseguente risparmio di energia.

La grande concentrazione dei vapori rispetto all'aria e la conseguente modesta quantità d'aria inquinata rispetto ai sistemi tradizionali comporta la possibilità di recuperare i solventi stessi mediante condensazione e di avere a valle emissioni nell'atmosfera molto ridotte in quantità e quasi prive di ele.menti inquinanti. Anche il recupero dei solventi costituisce perciò un notevole risparmio di gestione dell'impianto.

La presente invenzione sarà ora illustrata più concretamente mediante due esempi riferiti ad un'applicazione su una macchina flessografica a sei colori per stampa di pellicola di polietilene della larghezza di 1468 mm. alimentata con una velocità di 250 m/min. e ricoperta con inchiostro per il 95%.

Considerando che la quantità d'inchiostro normalmente utilizzata é di 6 g/m2 e che i solventi costituiscono circa il 70% dell'inchiostro, sulla base dei dati considerati risulta che la quantità di solvente da evaporare é di circa 87,38 kg/h.

Esempio 1

Una camera di essiccamento come descritta in precedenza é munita di tre generatori di microonde emesse ad una frequenza di circa 2,4 GHz con una potenza di 10 W per ogni generatore applicato sul fianco della camera e cooperanti ciascuno con una propria guida d'onda. Due bocche aspiranti collegate ad una ventola avente una portata di circa 200 m3/h aspirano sia l'aria proveniente dalle fessure della camera e da una lama d'aria premente^ sia i vapori svolti dall'inchiostro e costituiti dal 30% di alcol etilico, dal 65% di acetato di etile e dal 5% di propilenglicol.

Considerando un rendimento dei generatori pari al 75%, una dispersione di calore all'ambiente del 15%, un assorbimento medio del 70%, e che l'energia richiesta per l'evaporazione di 87, 38 kg/h di solvente é di 17,5 kw/h, si ha un'energia totale impiegata per l'evaporazione pari a 39,2 kw/h, mentre la potenza impiegata per i ventilatori di mandata e di aspirazione é di 7 kw/h .

Risulta così che il consumo energetico totale é quindi di 46,2 kw/h.

Esempio 2 (Comparativo)

Una camera di aspirazione realizzata secondo la tecnica nota ed applicata alla stessa macchina flessografica utilizza 3200 m3/h di aria calda a 70°C per il gruppo stampa ed un uguale volume di aria calda a 70°C per la camera di essiccamento, con una potenza impiegata per il riscaldamento pari a 117,2 kw/h, mentre i ventilatori assorbono una potenza di 15 kw/h.

Risulta così che la potenza totale impiegata é di 132,2 kw/h.

Dal raffronto fra le potenze impiegate negli esempi, risulta che il risparmio totale di energia con l'apparechiatura dell'esempio 1 é superiore a 80 kw/h.

Come si é detto in precedenza, il numero degli emettitori di microonde nonché la loro potenza, come pure le bande di frequenza delle microonde, devono essere commisurati alle dimensioni e alla velocità operativa della macchina flessografica o rotocalco a cui sono applicati e alla quantità e al tipo di solventi, organici o inorganici da evaporare per unità di tempo. Così, per esempio, ad una stessa macchina da stampa possono essere applicate anche più camere schermate di essiccamento con numeri variabili di emettitori di microonde, mentre la potenza di questi e la frequenza delle microonde devono poter essere regolabili manualmente o automaticamente a seconda della velocità produttiva della macchina e della quantità e del tipo di solvente presente negli inchiostri, sia esso organico o acqua.

Altri parametri di cui si deve tener conto nella progettazione delle camere di essiccamento secondo la presente invenzione sono sia gli spettri di assorbimento delle sostanze da evaporare, siano esse pure o in forma di miscela, sia gli spettri di assorbimento delle altre sostanze o materiali che vengono in contatto con le radiazioni.

E' pertanto evidente che la potenza e la frequenza delle microonde devono essere tali da garantire il massimo assorbimento da parte dei solventi o diluenti da evaporare e, al tempo stesso, il minimo interessamento degli altri materiali colpiti dalle radiazioni, come le pareti della camera di essiccamento e il substrato flessibile inchiostrato.

La regolaziona automatica a cui si é fatto cenno é attuata in base ad un programma memorizzato in un computer, il quale tiene conto delle bande di frequenza delle varie sostanze usate come solventi o diluenti per gli inchiostri, del numero e della potenza degli emettitori, nonché della velocità operativa della macchina da stampa.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per l'essiccamento di inchiostri in macchine per stampa flessografica o rotocalcografica comprendente una camera per l'evaporazione e l'evacuazione dei solventi o diluenti degli inchiostri da stampa applicati ad un supporto flessibile continuo che l'attraversa, caratterizzata dal fatto che la detta camera di essiccamento (1) é munita di uno o più emettitori (4) di microonde atti a far evaporare, mediante riscaldamento selettivo per perdita dielettrica, i solventi o diluenti presenti negli inchiostri applicati a detto supporto flessibile (2).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la potenza dei singoli emettitori (4) é regolatata manualmente secondo le modalità operative della macchina da stampa.
3. 3- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la potenza degli emettitori (4) di microonde é regolata automaticamente in base alla velocità operativa della macchina da stampa.
4. 4. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che le frequenze delle microonde generate dai detti emettitori (4) sono determinate automaticamente in base agli spettri di assorbimento delle sostanze da evaporare.
5. 5. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che i detti emettitori (4) di microonde sono provvisti di dispositivi (5) atti a concentrare o distribuire le radiazioni sulla superficie inchiostrata del detto supporto flessibile (2).