JP2007238756A - 水性インキの成分調整方法および同装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルコール水溶液を含む水性インキの成分比率を所定の設定状態付近に保つための成分調整装置であって、調整対象の水性インキの、該インキからのアルコール蒸発量および水蒸発量に応じて変化する第1物理量を測定する第1物理量測定手段18と、上記調整対象の水性インキの、該インキからのアルコール蒸発量および水蒸発量に応じて変化する第2物理量を測定する第2物理量測定手段17と、第1物理量および上記第2物理量の上記設定状態に対する変化量から上記調整対象の水性インキの、アルコールと水との蒸発量を演算する演算手段4と、各蒸発量に等しい量のアルコールと水とを上記調整対象の水性インキに添加する添加手段15,16とを備えるように構成する。
【選択図】図1
Description
但し ΔB=(Δw+Δh)/M ・・・(式2)
α=β1・N+γ1 ・・・(式3)
但しN=Δh/(Δw+Δh) ・・・(式4)
ここで、Δ(1/C)は希釈剤を添加したことによる1/(導電率C)の増分(第1変化量)、ΔBは希釈剤を添加したことによるカット率Bの増分、Δwは添加した希釈剤中の水の質量、Δhは添加した希釈剤中のアルコールの質量である。設定点から蒸発点への変化という視点から見れば、Δwは設定点から蒸発した水の質量、Δhは設定点から蒸発したアルコールの質量である。Mは調整対象のインキに含まれる、非希釈状態のインキに相当する質量である。
但しb11(定数)=(β1+γ1)/M ・・・(式6)
b12(定数)=γ1/M ・・・(式7)
なお、質量Mが一定であれば、定数b11及びb12はインキに固有の定数となる。
α’=β2・N+γ2 ・・・(式12)
ここで、Δ(1/V)は希釈剤を添加したことによる1/(粘度V)の増分(第2変化量)を示す。
但しb21(定数)=(β2+γ2)/M ・・・(式14)
b22(定数)=γ2/M ・・・(式15)
なお、質量Mが一定であれば、定数b21及びb22はインキに固有の定数となる。
Δw=(−b21・Δ(1/C)+b11・Δ(1/V))/Φ1 ・・・(式22)
但しΦ1(定数)=b11・b22−b12・b21 ・・・(式23)
(式21)〜(式23)からわかるように、予め各定数b11、b12、b21およびb22を求めておけば、Δ(1/C)とΔ(1/V)とを測定することにより、設定点から蒸発したアルコールの質量Δhと設定点から蒸発した水の質量Δwとを独立して算出することができる。
Δw=(1−n1)・ΔQ1+(1−n2)・ΔQ2 ・・・(式32)
そして(式31)、(式32)をそれぞれ(式5)、(式13)に代入することにより次の各式を得る。
Δ(1/V)=a21・ΔQ1+a22・ΔQ2 ・・・(式34)
但しa11(定数)=b11・n1+b12・(1−n1) ・・・(式35)
a12(定数)=b11・n2+b12・(1−n2) ・・・(式36)
a21(定数)=b21・n1+b22・(1−n1) ・・・(式37)
a22(定数)=b21・n2+b22・(1−n2) ・・・(式38)
さらに、(式33)と(式34)との連立方式を解くと、次の各式(連立方程式の解)が得られる。
ΔQ2=(−a21・Δ(1/C)+a11・Δ(1/V))/Φ ・・・(式42)
但しΦ(定数)=a11・a22−a12・a21 ・・・(式43)
(式41)〜(式43)からわかるように、予め各定数a11、a12、a21およびa22を求めておけば、Δ(1/C)とΔ(1/V)とを測定することにより、設定点から蒸発した(と考えた)濃度n1のアルコール水溶液の質量ΔQ1と濃度n2のアルコール水溶液の質量ΔQ2とを独立して算出することができる。
Δ(1/V)2=1/V2−1/V1 ・・・(式52)
そして演算制御部4は、(式33)のΔ(1/C)にΔ(1/C)2を、ΔQ1にΔQ11を、ΔQ2に0を代入することにより、定数a11=Δ(1/C)2/ΔQ11を求め、これを記憶する。
Δ(1/V)3=1/V3−1/V2 ・・・(式54)
次に演算制御部4は、(式33)のΔ(1/C)にΔ(1/C)3を、ΔQ1に0を、ΔQ2にΔQ22を代入することにより、定数a12=Δ(1/C)3/ΔQ22を求め、これを記憶する。
Δ(1/V)0=1/V1−1/V0 ・・・(式56)
そして(式41)〜(式43)のΔ(1/C)にΔ(1/C)0を、Δ(1/V)にΔ(1/V)0をそれぞれ代入し、a11〜a22にステップS7で求められた値を代入することにより、アルコール蒸発量Δhおよび水蒸発量Δwに相当する高濃度n1のアルコール水溶液の蒸発量ΔQ1と低濃度n2のアルコール水溶液の蒸発量ΔQ2とが求められる。
4 演算制御部(演算手段、粘度測定手段、第2物理量測定手段、添加手段)
15 高濃度タンク(添加手段)
16 低濃度タンク(添加手段)
17 圧力センサ(粘度測定手段、第2物理量測定手段、脈動数測定手段)
18 導電率センサ(導電率測定手段、第1物理量測定手段)
B カット率
C 導電率(第1物理量)
F1,F2 一次関数
N アルコール濃度
V 粘度(第2物理量)
Δh アルコール蒸発量
Δw 水蒸発量
Δ(1/C) 第1変化量
Δ(1/V) 第2変化量
ΔQ1 高濃度アルコール水溶液の蒸発量、添加量
ΔQ2 低濃度アルコール水溶液の蒸発量、添加量
β1,β2 一次関数の勾配
Claims (9)
- アルコール水溶液を含む水性インキの成分比率を所定の設定状態付近に保つための成分調整方法であって、
調整対象の水性インキの、該インキからのアルコール蒸発量および水蒸発量に応じて変化する第1物理量と第2物理量とを測定し、
上記第1物理量および上記第2物理量の上記設定状態に対する変化量から上記調整対象の水性インキの、アルコールと水との各蒸発量を演算し、
上記各蒸発量に等しい量のアルコールと水とを上記調整対象の水性インキに添加することを特徴とする水性インキの成分調整方法。 - アルコール水溶液を含む水性インキの成分比率を所定の設定状態付近に保つための成分調整装置であって、
調整対象の水性インキの、該インキからのアルコール蒸発量および水蒸発量に応じて変化する第1物理量を測定する第1物理量測定手段と、
上記調整対象の水性インキの、該インキからのアルコール蒸発量および水蒸発量に応じて変化する第2物理量を測定する第2物理量測定手段と、
上記第1物理量および上記第2物理量の上記設定状態に対する変化量から上記調整対象の水性インキの、アルコールと水との蒸発量を演算する演算手段と、
上記各蒸発量に等しい量のアルコールと水とを上記調整対象の水性インキに添加する添加手段とを備えることを特徴とする水性インキの成分調整装置。 - 上記演算手段は、上記第1物理量の上記設定状態からの変化から一義的に求められる第1変化量を、水蒸発量とアルコール蒸発量とを変数として表した第1方程式と、上記第2物理量の上記設定状態からの変化から一義的に求められる第2変化量を、水蒸発量とアルコール蒸発量とを変数として表した第2方程式との連立方程式の解を求めることによって上記各蒸発量を算出することを特徴とする請求項2記載の水性インキの成分調整装置。
- 上記第1変化量および上記第2変化量は、それぞれ、上記設定状態から任意量のアルコールおよび任意量の水が蒸発した蒸発点の水性インキを所定濃度のアルコール水溶液からなる希釈剤で希釈するとき、希釈のカット率に比例するものであり、その比例定数が上記希釈剤のアルコール濃度の一次関数となっていることを特徴とする請求項3記載の水性インキの成分調整装置。
- 上記第1変化量および上記第2変化量は、上記一次関数の勾配が、互いに正負逆勾配であるものであることを特徴とする請求項4記載の水性インキの成分調整装置。
- 上記第1物理量測定手段または上記第2物理量測定手段が、上記調整対象の水性インキの導電率を測定する導電率測定手段であることを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載の水性インキの成分調整装置。
- 上記第1物理量測定手段または上記第2物理量測定手段が、上記調整対象の水性インキの粘度を測定する粘度測定手段であることを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載の水性インキの成分調整装置。
- 上記粘度測定手段は、
上記調整対象の水性インキを循環させるダイアフラムポンプと、
上記ダイアフラムポンプの脈動数を測定する脈動数測定手段とを備えていることを特徴とする請求項7記載の水性インキの成分調整装置。 - 上記添加手段は、
比較的高濃度のアルコール水溶液を貯溜する高濃度タンクと、
上記高濃度タンク内のアルコール水溶液よりも低濃度のアルコール水溶液ないしは水を貯溜する低濃度タンクとを含み、
上記高濃度タンクからのアルコール水溶液と上記低濃度タンクからのアルコール水溶液とを適宜割合で添加することにより、必要な量のアルコールと水とを添加するものであり、
上記演算手段は、必要なアルコール添加量と水添加量とに相当する、上記高濃度タンクからの添加量と上記低濃度タンクからの添加量とを独立して算出するものであることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の水性インキの成分調整装置。
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