JP2004501335A

JP2004501335A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2004501335A
Application number: JP2001584804A
Authority: JP
Inventors: モーア、　ヴォルフガング; グレール、　ニコラオス
Original assignee: エルトッシュ　トルシュテン　シュミット　ゲーエムベーハー
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2004-01-15
Also published as: EP1290389A1; WO2001088450A1; US20030110659A1; DE10024099A1

Abstract

本発明は印刷インキ、ラッカー等の被覆を乾燥させる乾燥装置に関する。発明の目的はシート２または帯状材料に放射するため印刷機等に取付けられ、同時に周囲の機械部分を確実にできるだけ加熱を少なくする高い乾燥出力を有する電気式放射器ユニット１で構成される。このため、放射器ユニット１には１つまたは複数の急速に作動開始する赤外線中間波長放射器１２、好ましくは基本的に２μｍから３μｍの範囲の放射線波長を有する赤外線炭素放射器１２を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
本発明は印刷されたシートまたは帯状材料に放射する、印刷機等に取付け可能な少なくとも１つの電気式放射器ユニットを有し、印刷インキ、ラッカー等の被覆を乾燥させる乾燥装置に関する。
【０００２】
印刷インキ等を急速に乾燥させる乾燥装置はすでに数多く知られており、乾燥される物質の種類に応じて、紫外線放射器の光化学作用か、赤外線放射器の熱放射線か、または両者を組合せたものが利用される。いずれの場合も、乾燥装置では紫外線放射器も含めて、熱が発生する。印刷機の組立てはますますコンパクトになるので、印刷機に取付けられる乾燥装置もよりコンパクトにしなければならず、このことは発生する熱の除去に関する課題が増加してくることになる。ＤＥ４２４４００３Ａ１で放射乾燥器が知られており、棒状の赤外線放射器要素は裏側の平行の空気供給ノズル列から流出してくる冷却空気で冷却される。
【０００３】
本発明の課題は、高い乾燥出力のとき周囲の機械部分をできるだけ加熱することの少ない、冒頭に述べた種類の乾燥装置に関するものである。
この課題は発明に基き、放射器ユニットに１つまたは複数の急速に作動開始する赤外線中間波長放射器を備えることによって解決される。
【０００４】
よく使用される印刷インキの吸収領域は中間波長の赤外線領域にあり、中間波長放射による乾燥作用は与えた全熱量に対する比率において比較的高いので、放射器ユニットは効率が比較的良好となる。この方法で、高い乾燥出力のとき周囲の機械部分をできるだけ加熱することの少ない状態が保たれる。
【０００５】
通常の中間波長の赤外線放射器では、作動開始の際にコールド状態から乾燥過程に必要な作動温度に達するまで分オーダーの時間が必要となる。本発明による放射器の急速な作動開始の場合は、周囲に熱を与えるが乾燥過程に必要な温度には達しない間の有効でない時間が数秒に短縮される。作動開始過程が短時間の場合、周囲に与える不必要な熱は全体として少なくなる。時間平均では、所定の乾燥出力のとき周囲の機械部分を加熱することが比較的少ない状態に保持できる。
【０００６】
したがって本発明による乾燥装置は機械部品が熱の影響を強く受ける非常にコンパクトな印刷機への取付けに適している。この乾燥装置は、例えば水分のないオフセット印刷の場合、使用されるインキのため温度に非常に敏感な印刷機にも適している。さらに、燃焼点の低い溶剤蒸気を有する一定の洗剤（例えば、Ａ２型）が使用されるので、標準の機械に比べてわずかの温度上昇しか許容できない印刷機にも取付けが可能となる。
【０００７】
乾燥器出力は、中間波長放射器の放射線最大量が２μｍと３μｍの間の波長領域にあるときに、周囲に与える熱量と比べて最適にされる。
放射器ユニットに赤外線炭素放射器を使用することによって、簡単な方法で中間波長の放射特性が維持され、効率が非常に良好となるよう構成される。
【０００８】
放射過程の間に通常の電気出力よりもわずかに低い電気出力で放射器ユニットを作動させることによって、炭素放射器を有する放射器ユニットの効率はさらに改善できる。この対策によって強度分布の最大は印刷インキの最大吸収領域にさらにずらされるので、与えられた全熱量に比べて乾燥作用がさらに改善される。
【０００９】
放射器ユニットにスイッチを入れるとき、または放射器出力を乾燥作用に効果の少ない長波長の熱放射線領域に放射出力を急速に上げるときに実施するために、放射出力を短時間に急速に上げるため放射器ユニットを高い電気出力で作動できるようにすることが推奨される。この方法で効果の少ない作動状態の経過時間が短縮されるので、乾燥器ユニットの効率は時間平均で改善される。
【００１０】
乾燥装置に放射器ユニットの放射出力を調節する出力調節器を備え、放射出力の必要または作用に依存する作動パラメータの少なくとも１つを検知する少なくとも１つのセンサを設けるという対策によって、さらに、出力調節器で、作動パラメータに依存する放射出力が必要なときはそれぞれの必要な値まで上げ、その他の時間では少なくとも部分的に下げるように構成するという対策によって、放射器ユニットの放射出力および／またはその作用時間はそれぞれ必要最小限に減らされるので、いわゆる量の積、すなわち最初から周囲に与えられる熱量は最も可能性の少ない程度に限定維持される。したがって周囲への熱付与は乾燥出力を下げることなく減少できる。
【００１１】
発明の簡単な実施形態によると、他の、特に事前の試験による、放射の間に調節される放射出力に最適なものとして測定された値が出力調節器に確実に与えられるよう構成される。放射出力の制限によって、与えられる全熱量は、個々の場合に通常十分なものとして算出された最小値に制限される。
【００１２】
放射されたシートまたは帯状材料の温度を測定する出力調節器に結合された少なくとも１つの温度センサを設けて、所定の温度値に少なくとも近似的に調節できるように出力調節器で放射出力を調節するよう構成された対策によって本発明はさらに改善される。この方法で、それぞれ必要な放射出力は、自動的に変化する条件、特に乾燥させる材料の異なる吸収特性または変化する周囲温度に適合する。
【００１３】
発明の別の実施形態によると、印刷機の一定領域の温度を検出する、出力調節器に結合された少なくとも１つの温度センサを設け、所定の温度値を超えたとき、この出力調節器で放射出力を下げるように構成されることが推奨される。この対策により過熱に基く印刷機の運転障害が回避される。
【００１４】
シートまたは帯状材料が放射器ユニットの領域に存在することを直接または間接に検出する出力調節器に結合された材料センサを設けて、シートまたは帯状材料が放射器ユニットの領域に存在するときは出力調節器で放射出力をそれぞれ必要な値に上げ、存在しないときは少なくとも部分的に下げるように構成する。これによって、周囲に与える不必要な熱は、放射器ユニットの領域に乾燥させる材料が存在しない時間帯では減らすことができる。
【００１５】
放射器ユニットに放射器の後ろに配置したほぼ平坦な反射板を設けると、乾燥させる材料から反射した熱放射線は再度反射して放射する材料に跳ね返される。材料から反射した放射線は消失するのではなく、乾燥工程に関し有効な放射線部分が増加するので、それによって放射器ユニットの効率はさらに上昇する。
【００１６】
コスト的に有利でかつ簡単に製造できる実施形態では、反射板はアルミニウムで構成される。
発明の好ましい別の形態では、空気冷却装置を放射器に設け、反射板を冷却空気分散枠縁のカバーシートとして構成し、放射器へ冷却空気を吹き出す穴ノズルを備える。したがって反射板は反射体としての機能のほかに、同時に冷却空気分散竪穴のカバーシートとしても使用される。これによって材料および製造コストの節約のほかに、必要な取付けスペースが減少し、よりコンパクトな構造体が可能となる利点が生じる。空気冷却によって、放射器ユニットに発生する熱の除去が改善されるので、同様に、よりコンパクトな構造体が可能となる。
【００１７】
隣接する穴ノズルの間隔および／または穴ノズルの穴直径は、冷却空気分散枠縁で場所に依存する空気圧分散装置にほぼ適合するので、放射器はすべての個所でできるだけ均等に冷却が可能となり、自由に使える冷却空気の有効利用が可能となる。
【００１８】
放射器ユニット領域から暖められた空気を吸い取る装置を設けた場合は、放射器ユニットから周囲の空気に与えられた熱量は加熱された空気とともに印刷機の内部から外に取り除かれるので、不利を生じることなくよりコンパクトな構造体が実現できる。
【００１９】
この考え方による別の実施形態では、乾燥させるシートまたは帯状材料の移動方向における放射器ユニットの前後に、放射器ユニットの全寸法に渡って移動方向に交差して延びる空気間隙が冷却空気分散枠縁に配置される。前記空気間隙から流れる空気が放射器ユニットの両側に加熱された空気に対する障壁を作るので、加熱された空気は印刷機の隣接領域に入り込めず、完全に吸い取られることになる。
【００２０】
さらにこの対策は、通常ほこりのある空気が印刷機の他の領域から放射器ユニットの領域に入り込めないという利点がある。したがって汚染粒子、特に印刷機の粉末装置からの粉末による放射器ユニットの汚染が防止される。
【００２１】
放射器ユニットと印刷機の隣接部分との間に遮蔽板が配置された場合は、放射器ユニットから後ろに与えられる熱放射線は機械部分にまでは到達しないので、機械部分はより冷たい状態が保持される。さらに遮蔽板から機械部分への熱伝達を減少させるために、遮蔽板の放射器ユニット側に熱分離装置を設ける。
【００２２】
次に発明の実施例について図面に基き詳細に説明する。
図示しない印刷機に取付けた発明の乾燥装置の放射器ユニット１は特に図面で認識できる。それ自体比較的小型でコンパクトに取付けられた、水分のないオフセット印刷を備えた印刷機が問題となる。取付け状況は印刷機内で非常に狭いので、放射器ユニット１は非常にコンパクトに形成され、自由に使えるわずかの取付けスペースに正確に適合される。印刷機はそのコンパクトな構造と水分のないオフセット印刷技術のために、非常に温度に敏感なものとなっている。これに加えて、燃焼点の低いＡ２型の洗剤だけで印刷機を洗浄するという状況になってきた。この結果とし生じる溶剤蒸気の放出に関して敏感であるので、通常の標準印刷機よりもかなり低い温度しか許容されない。
【００２３】
このような状況から、乾燥装置が印刷機に与える熱はできるだけ少なくするということが特に重要となる。この課題は本発明によって、一方では生じる熱をできるだけ少なくすることによって、また一方では放射器ユニット１から生じた熱が印刷機の他の領域へ侵入することを防止し、熱は迅速かつ効率的に排出することによって解決される。
【００２４】
印刷機を通過して放射器ユニット１の下方を通り抜ける印刷されたシート２に放射するため放射器ユニット１が設けられる。図１の概略図面で分かるように、さらに、出力調節器３と、シート２上の支配的な温度を検出する温度センサ４と、過熱に関し特に敏感な個所の印刷機の温度を測定する温度センサ５とが乾燥装置に属している。温度センサ４，５は信号線６，７を介して出力調節器３に結合され、出力調節器３は供給線８と差込み結合９を介して放射器ユニット１に達する電気出力を調節する。信号線１１を介してさらに材料センサ１０が出力調節器３とに結合される。材料センサ１０を使用して、放射器ユニット１の領域に放射されるシート２が存在するか否かが分かる。材料センサ１０は例えば、光遮断器、運動通報器または簡単な電気接触器として構成できるし、または必要な信号はもともと印刷機に備わったセンサあるいはその運転状態、例えばモータあるいは他の電気構成部品への供給電圧から導き出すことができる。
【００２５】
それでセンサ４，５，１０によって印刷機のパラメータが検出される。この場合、放射される材料が放射器ユニット１の領域に到着すると、材料センサ１０で放射の必要性が連絡される。温度センサ４は放射される材料の温度に応じて放射度合いをより高くまたはより低くするかの信号を送る。放射出力が、敏感な印刷機部分で許容できない加熱になったとき温度センサ５で表示される。いずれの場合も調節の必要があり、出力調節器は所定の調節メカニズムに従い、好ましくはプログラム化可能なマイクロプロセッサを使用して調節するので、放射器ユニット１に流れる電気出力、したがって供給される放射出力は上下することになる。この方法で、放射に必要な最小放射出力を下回ることなく、放射器ユニット１から供給された熱量は少なくとも時間平均で減少できる。したがって、少なくとも時間平均で、供給された全熱量に対する有効な放射量の比率が高められ、そのように定義された乾燥装置の効率が改善される。
【００２６】
図２および３で最もよく分かるように、放射器ユニット１には図３で破線で示す４本の炭素放射器管が備わる。この場合、それぞれ約１ｃｍ幅の炭素板が配置された石英管が問題となる。管端は閉じられて電気接点が備わるが、炭素板によってここに電流が発生する。通常、石英管は作動中に配置上、裏側となる側に金蒸気メッキが施されて、裏側に流出する赤外線放射線が減少される。
【００２７】
放射スペクトルの最大が中波長の赤外線領域にあり、そのため乾燥させる印刷用インキの主な吸収領域がカバーされるので、ここで使用する印刷用インキの赤外線乾燥には炭素放射器が特に適している。このことから前に定義した炭素放射器の効率は上記目的のためには別の熱赤外線放射器よりも高い。放射過程の際に炭素放射器を公称出力よりも多少低い出力で操作すると、いわゆる効率はさらに改善できる。それに反して、乾燥過程に使用しない加熱過程の間では短時間で高出力にすることによって、加熱過程が短縮され、乾燥過程に自由に使用しない時間の間は熱供給が減少するので、効率のさらなる向上が時間平均で達成される。
【００２８】
炭素放射器１２は冷却空気分散枠縁１６で特別の保持器１３、１４に固定され、放射される材料２の搬送方向に交差して配置される。保持器１４で炭素放射器１２は接続ケーブル１５に結合され、ケーブル１５は供給線８に結合された差込み結合９で終わる。
【００２９】
冷却空気分散枠縁１６は、炭素放射器の上方に配置され、やや小さいが同様に箱形状をした前方室１７に結合された、基本的にほぼ直方体形状の金属箱で構成される。前方室１７と冷却空気分散枠縁１６の間に冷却空気を導入する図示しない穴を設ける。冷却空気は図示しないファンから送られて、異なった個所で前方室１７に流れ込む２つの供給管１８，１９を介して前方室１７に達し、ここで分散して冷却空気分散枠縁１６の図示しない穴を介して流れる。
【００３０】
冷却空気分散枠縁１６の下側はアルミニウム製のカバーシート２０で閉鎖される。このカバーシート２０は一方では放射される材料から戻ってくる赤外線放射に対する反射体として、また他方では冷却空気を導入する多数の穴ノズル２１の支持体として使用される。冷却空気は穴ノズル２１から吹き出して炭素放射器１２に当たり、これを冷却する。
【００３１】
炭素放射器をできるだけ強く冷却するために、穴ノズル２１は炭素放射器１２に沿って４列に配置される。列内で穴ノルズ２１の間隔を領域で最小にすると、冷却空気分散枠縁１６内の空気圧は最も低くなる。空気圧が高い領域は穴ノズル２１の間隔が比較的大きいことになる。それによって調整がなされるので、炭素放射器１２はその全長に渡って基本的に同一の空気量が流れて均一に冷却される。
【００３２】
加熱された空気が印刷機の隣接領域に達してこの領域を加熱することなく、放射器ユニット１の領域から加熱された空気をできるだけ有効に除去するために、図示しない空気案内板で支持された同様に図示しない吸い取り装置が設けられる。さらに放射器ユニット１の上方に、隣接する機械部分を熱放射から遮蔽し、熱放射線に向いた側に追加して熱分離を施した図示しない遮蔽板を設ける。
【００３３】
放射材料２の移動方向２４に関する放射器ユニット１の前後の冷却空気分散枠縁１６にそれぞれ空気隙間２２，２３を設ける。空気隙間２２，２３は横方向に放射器ユニット１の全長に渡って延び、それぞれ閉鎖する空気カーテンを形成し、これによって高温の空気が印刷機の他の領域に達せず、また汚染物、特に粉末ステーションからの粉末、または印刷機の他の領域から放射器ユニット１の領域へ可燃性の溶剤蒸気が到達することのないように放射器ユニット１の領域が仕切られることになる。
【００３４】
以上述べた乾燥工程の自動化に基き、常に最適の生産条件が保持される。本発明による放射器ユニット１のコンパクトな構造によって、特に、使用と整備に対する簡単な取り扱い、必要な場所の減少、長い耐用年数、簡単な装備および良好な装備追加性などの数多くの利点が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乾燥装置を斜め上方から見た部分的透視図と部分的概略図を示す。
【図２】乾燥装置の放射器ユニットを斜め下方から見た透視図を示す。
【図３】同一の放射器ユニットの下面図を示す。
【符号の説明】
１　　放射器ユニット
２　　シート
３　　出力調節器
４　　温度センサ
５　　温度センサ
６　　信号線
７　　信号線
８　　供給線
９　　差込み結合
１０　材料センサ
１１　信号線
１２　炭素放射管
１３　保持器
１４　保持器
１５　接続ケーブル
１６　冷却空気分散枠縁
１７　前方室
１８　供給管
１９　供給管
２０　カバーシート
２１　穴ノズル
２２　空気隙間
２３　空気隙間
２４　移動方向

Claims

印刷されたシート（２）または帯状材料に放射する、印刷機等に取付け可能な少なくとも１つの電気式放射器ユニット（１）を有し、印刷用インキ、ラッカー等の被覆を乾燥させる乾燥装置において、
放射器ユニット（１）には１つまたは複数の急速に作動開始する赤外線中間波長放射器（１２）が備わったことを特徴とする。
中間波長放射器（１２）の放射線最大量は２μｍと３μｍの間の波長領域にあることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
放射器ユニット（１）は赤外線炭素放射器（１２）を装備したことを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
放射器ユニット（１）は放射過程において通常の電気出力よりもわずかに低い電気出力で作動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の乾燥装置。
短時間で放射出力を急速に上げるため放射器ユニット（１）は高い電気出力で作動できることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の乾燥装置。
乾燥装置には、放射出力の必要または結果に依存する少なくとも１つの作動パラメータを検出する少なくとも１つのセンサ（４，５，１０）を使用して放射器ユニット（１）の放射出力を調節する出力調節器（３）が含まれ、さらに出力調節器（３）は、必要なときは作動パラメータに依存してそれぞれの必要な値に放射出力を上げ、その他の時間では少なくとも部分的に下ろすように構成されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の乾燥装置。
その他の、特に事前の試験による、放射の間に調節される放射出力に最適な算出値としてこの値が出力調節器（３）に前もって確実に与えられることを特徴とする請求項６に記載の乾燥装置。
放射されたシート（２）または帯状材料の温度を検出する少なくとも１つの、出力調節器（３）に結合された温度センサ（４）を設け、出力調節器（３）で所定の温度値が少なくとも近似的に調整できるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の乾燥装置。
印刷機の一定領域の温度を検出する少なくとも１つの、出力調節器（３）に結合された温度センサ（５）を設け、出力調節器（３）は、所定の温度値を超えたときには放射出力を下げるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の乾燥装置。
放射器ユニット（１）の領域でシート（２）または帯状材料の存在を直接または間接に検知する、出力調節器（３）に結合された材料センサ（１０）を設け、出力調節器（３）は、放射器ユニット（１）の領域にシート（２）または帯状材料が存在するときは放射出力をそれぞれ必要な値に上げ、存在しないときは少なくとも部分的に下げるように構成されたことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の乾燥装置。
放射器ユニット（１）は放射器（１２）の後ろに配置したほぼ平坦な反射板（２０）を備えたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の乾燥装置。
反射板（２０）はアルミニウムから構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の乾燥装置。
放射器（１２）用に冷却装置を設け、反射板は冷却空気分散枠縁（１６）のカバーシート（２０）として構成され、放射器（１２）には冷却空気を吹き出す穴ノズル（２１）を備えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載の乾燥装置。
隣接する穴ノズル（２１）の間隔および／または穴ノズル（２１）の穴直径は冷却空気分散枠縁（１６）の場所に依存する空気圧分散装置にほぼ適合し、それで放射器（１２）はすべての個所でできるだけ均一に冷却可能であることを特徴とする請求項１３に記載の乾燥装置。
放射器ユニット（１）の領域から加熱された空気を吸い取る装置が設けられたことを特徴とする請求項１３または１４に記載の乾燥装置。
乾燥させるシート（２）または帯状材料の移動方向（２４）の放射器ユニット（１）の前後に、それぞれ移動方向（２４）に交差し、ほぼ放射器ユニット（１）の全寸法に渡って延びる空気隙間（２２，２３）が冷却空気分散枠縁（１６）に配置されたことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の乾燥装置。
放射器ユニット（１）と印刷機の隣接部分との間に遮蔽板が配置されたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の乾燥装置。
遮蔽板は放射器ユニット（１）に向いた側に熱分離装置を備えたことを特徴とする請求項１７に記載の乾燥装置。