JP2013514203A - 湿し液硬度の制御 - Google Patents

Abstract

本発明はウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する方法に関する。印刷ジョブの処理中、タンク（１５）内に与えられている湿し液（１２）の硬度は一定に維持されるかまたは変化させられ、その際に、前記湿し液の導電率を測定し、前記湿し液の硬度と導電率との間の求められた、式または表による関係に基づいて前記測定された導電率を硬度値に変換することによって、前記湿し液の硬度が求められる。印刷中の前記湿し液の硬度の変化は、消費されたまたは取り出された湿し液をより低いまたはより高い高度を有する湿し液で埋め合わせることによって補償される。ここで、前記より低いまたはより高い高度を有する湿し液の供給量および／または硬度値は、導電率測定と前記式または表による関係とから決定されている。

Description

本発明はウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する方法および装置に関する。

印刷機では一連の処理液が使用される。例えば、ウェットオフセット方式で動作するオフセット印刷機は、印刷インキの他に、処理水、いわゆる湿し液または湿し水を必要とする。使用される湿し液は版面の印刷箇所を濡らしてはならず、この領域においてはトラッピングを防ぐ。

湿し液の一般的な組成は、８０ｖｏｌ％超の水と、１０ｖｏｌ％までの化学的添加物と、１５ｖｏｌ％までのイソプロパノールである。

したがって、水が湿し液の最大の割合を占めている。水の硬度、したがってまた湿し液の硬度は、主としてカルシウムとマグネシウムの割合に依存する。

化学的添加物はとりわけ、印刷技術的に好ましい領域の表面張力を低下させること、殺生物剤により微生物の発生を抑制すること、防錆剤により印刷機の鋼部材の腐食を防ぐこと等に役立つ。イソプロパノールはとりわけ粘度を上げる作用と表面張力を低下させる作用を有する。イソプロパノールは他の湿し液成分よりも揮発しやすいので、イソプロパノールと他の湿し液成分とが不均等に蒸発することにより、特に高い温度において、湿し液の混合比が変化することがある。

それゆえに、一方では湿し液の組成、特にイソプロパノールの割合を監視し、適切に再調整しなければならない。また、もう一方では、イソプロパノールが過度に蒸発しないように、湿し液温度をできるかぎり低く保つことが試みられる。そのため通常、湿し液はＴ＝１０℃の領域の温度まで冷却される。いわゆる「ノンアルコール」印刷では、イソプロパノールの代わりに、表面張力の低下を生じさせるアルコール代替物が湿し水に与えられる。

湿し液循環経路にはふつう調製装置が設けられており、この調製装置において例えば、浮遊微粒子が濾過され、イソプロパノールの割合が監視および調節され、湿し液が調整される。

印刷品質にとって重要な湿し液の他の特性は湿し液のｐＨ値である。

EP 1 577 117 A2から、オフセット印刷において湿し水の特性を改善する方法が公知である。この方法では、酸性の硬度上昇剤を加えることにより、印刷中に導電率とｐＨ値が所定の値に維持される。しかし、上記文献には、硬度上昇剤の添加の操作変数をどのように決定すべきかについての詳細は含まれていない。

EP 325 046 B1によれば、湿し水のｐＨ値と導電率は、イオン交換樹脂と湿し水を容器内で混合することにより調整される。導電率とｐＨ値はセンサによって連続的に測定される。樹脂の流入量は測定値に基づいて設定される。操作変数の決定に関する詳細は開示されていない。

US 2004/002 5723 A1には、定量送液ポンプの混合室による湿し液供給が記載されている。混合室には少なくとも２つの濃縮溶液と湿し水とが供給される。混合された湿し液のｐＨ値、導電率および表面張力は監視されるが、これについては詳しくは説明しない。

より新しい情報では、導電率が低ければ低いほど、湿し水の硬度は安定した印刷プロセスにとってより決定的な要素となることが示されている。

水の硬度は、溶解成分を含有した自然水を使用する必要性から発展した応用化学上の概念体系である。例えば、水に溶け込んだアルカリ土類金属のイオンおよびアニオンの当量濃度は水の硬度で表される。また、特殊な状況では、アルカリ土類金属のアニオン性相手物質の当量濃度も水の硬度で現れる。主に、カルシウムとマグネシウム、さらに、少量だがストロンチウムとバリウムが、「硬度形成体」と見なされる。溶解した硬度形成体は、特に石灰やいわゆる石灰石鹸などの不溶性化合物を形成することがある。水の硬度に注目する理由はこの不溶性化合物を形成する傾向性であり、この傾向性が水の硬度に関する概念および理論体系の発生に導いたのである。

湿し液の硬度が高すぎると、印刷時に問題が発生しかねない。例えば石灰の堆積は、インキローラのいわゆるインキ弾きを生じさせたり、ゴムブランケット上に堆積物を生じさせたり、湿し液循環路の導管を詰まらせたりする。

インキローラのインキ弾きとは、従来通り、インキローラの所定の領域にインキがつかない、または望んだよりも少ないインキしかつかないことを意味する。これは例えば、石灰、クエン酸カルシウム等のようなカルシウム塩がインキローラに堆積して、インキローラの表面がこの領域ではインキを弾くようになった場合である。

さらに、水中のカルシウムの割合は湿し液のｐＨ値と導電率にも影響を与えうる。ｐＨ値と導電率はさらに相応の湿し液添加物によっても影響を受け、ノンアルコール印刷の場合には、アルコール代替物によって影響を受ける。しかし、湿し液の硬度が低すぎても、印刷プロセスに負の影響が及ぶ。なぜならば、その場合、湿し液は過度に「攻撃的」になり、例えば腐食性を有しうるからである。

理想的には、湿し液は８°ｄＨ〜１２°ｄＨ（ドイツ硬度）の水の硬度と４．８〜５．５のｐＨ値を有する。

湿し液の硬度を求めることは湿し液添加物の添加のせいで難しいので、先行技術では水の硬度が添加物の添加によって求められる。例えば全硬度を求めるためにテストストリップが使用される。全硬度を求めるための最も知られた実用的な方法は、既知の濃度のエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）のジナトリウム塩の水溶液による錯滴定である。ＥＤＴＡは硬度形成体Ｃａ２＋およびＭｇ２＋と共に水溶性の安定したキレート錯体を形成する。検査すべき水サンプル１００ｍｌに、２５％のアンモニア溶液２ｍｌとｐＨ１１のバッファー（アンモニア酢酸アンモニウム）と指示薬エリオクロムブラックＴとが混ぜられる。一般に、指示薬はバッファと一緒に「指示薬バッファータブレット」として入手可能である。指示薬はＣａ２＋およびＭｇ２＋と共に赤色に発色した錯体を形成する。これらのイオンが滴定の終了時にＥＤＴＡによって固定されている場合、エリオクロムブラックＴは遊離しており、緑色に発色する。全硬度は消費されたＥＤＴＡ溶液のｍｌ量から計算される。１００ｍｌの水サンプルの場合、１ｍｌの消費されたＥＤＴＡ溶液（ｃ＝０．１ｍｏｌ／ｌ）は５．６°ｄＨ（ドイツ硬度）に相当し、これは１ｍｍｏｌ／ｌのアルカリ土類イオンに相当する。

炭酸塩の硬度は塩酸結合能（ＳＢＶ）によって求められる。そのために、例えば１００ｍｌの水が塩酸（ｃ＝０．１ｍｏｌ／ｌ）を用いてｐＨ値４．３まで滴定される（ｐＨ計またはメチルオレンジ指示薬の変色）。その際、（ほぼ）すべての炭酸塩と炭酸水素塩は「遊離炭酸」に変わる。それゆえ、酸消費量（単位ｍｌ）は炭酸水素塩濃度（単位ｍｖａｌ／ｌ）に対応する。２．８を掛けることによってドイツ硬度（°ｄＨ）が得られる。

実験室段階ではさらに、イオン選択性電極を用いて硬度を測定することも知られている。湿し水の硬度を求めるために、DE 10 2008 061 408 A1においてこの方法が提案されており、硬度を変化させることにより湿し液を調製する装置は上記文献とＥＰ２０７０６９７に記載されている。

所望の湿し液硬度と所望のｐＨ値と相応の添加物とを有する調合し終わった湿し液はふつう湿し液貯蔵タンクに詰められ、この貯蔵タンクから印刷機の湿し液回路に供給される。しかし、調合された湿し液の特性と特に印刷中の水の硬度を一定に保つという問題が存在する。なぜならば、硬度形成体であるイオンは紙表面とインキ自体とから湿し液ユニットのローラを介して湿し水循環路に達するので、湿し水の硬度は使用される紙、インキ、印刷速度等に依存して印刷プロセス中に上昇するからである。新鮮な湿し水の添加にもかかわらず、湿し水の硬度は非常に高い値の方へ収束し、２０°ｄＨ〜３０°ｄＨの範囲内の値に容易に達しうる。この硬度では、安定した印刷プロセスはもはや不可能である。

DE 10 2008 061 408 A1によるオフセット印刷機の湿し液を調製する方法では、センサによって湿し液のｐＨ値と硬度が測定される。硬度測定値が限界値を超えると、陽イオン交換体が活性化される。測定された水の硬度と所望の硬度目標値とに依存して、陽イオン交換体を流れるべき湿し液体積が求められる。湿し液硬度の降下局面の間は、硬度が所望の範囲内にある局面のときよりも頻繁に硬度が測定される。１つのケースでは、さらに貯蔵タンク内でもイオン交換後の中間槽内でもコンダクタンスが測定される。ただし、湿し水の硬度は直接冒頭で述べた方法に従ってイオン選択性電極または滴定装置によって測定される。

しかしながら、生産条件下の印刷機の厳しい環境では、このような測定を稼働中の印刷機のタンク内の濁った湿し水の中で行うことは非常に難しく、印刷に最適な硬度への調整および／または制御という意味での湿し水調製のプロセスを自動化するには適していない。

本発明の課題は、特に印刷機の環境内でも湿し水の硬度を簡単に測定できる、ウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する方法を開発することである。

上記課題は請求項１に記載された特徴を有する方法により解決される。実行に適した装置は請求項１０に示されている。有利な実施形態は従属請求項から得られる。

本発明によれば、湿し液の硬度を所望の値に保つまたは戻すという意味において湿し液を調製する目的で、湿し液の導電率を測定し、測定された導電率を予め式またはテーブルに従って求められた湿し液の硬度と導電率との間の関係に従って硬度値に変換することにより、湿し液貯蔵タンク内の湿し液の硬度が求められる。印刷中の湿し液の硬度の上昇または低下は、消費されたまたは取り出された湿し液をより低いまたはより高い硬度を有する湿し液で埋め合わせることによって補償される。供給されるこのより低いまたはより高い硬度を有する湿し液の量および／または硬度は、導電率測定と関係式もしくは関係表とから求められる。この関係式もしくは関係表を求めるには、導電率測定値の対と実験室で求めた硬度値は前もって求められ、硬度制御のために適切な変換が用いられることを前提としてよい。前記値対は例えば意図的に特定の段階で湿し液の硬度を上げたり下げたりすることで得ることができる。さらに、湿し液のストックから所定量の湿し液を取出し、イオン交換体を通して硬度を下げ、再び湿し液ストックに戻すことも可能である。このプロセスの前後に測定された湿し液のストックと取り出され再び戻された湿し液の導電率値と体積とから、前記値対の関連する硬度値が求められる。

印刷された紙または印刷されたインキから湿し水への硬度形成イオンの流入が供給される湿し水からの硬度形成イオンの流入よりも少ない場合には、印刷の開始と共に、意図的に、供給される新鮮な水の硬度を最適な印刷条件を維持するために湿し液貯蔵タンク内で実現されるべき硬度値よりも低くすることによって、印刷プロセス中の湿し液の硬度を一定に保つことが可能である。このように、消費された湿し液に代わる新鮮水の供給による低い硬度が例えば紙表面からの硬度形成イオンの流入を補償する。ここで、供給される水の硬度を調整するために、新鮮水と浸透水とが所定の比で混合されること、または浸透水が一部だけ硬度を上げられることを前提としてよい。

一方、印刷された紙またはインキからの硬度形成イオンの割合が供給される新鮮水の中の硬度形成イオンの割合よりも大きい場合には、湿し液貯蔵タンクから意図的に湿し液を取出し、イオン交換体を通して再びタンクに戻す。その際、取り出す湿し液の量を、導電率の上昇の測定および導電率と硬度との間の関係式もしくは関係表から求めてもよい。この措置は供給新鮮水の硬度の低減に加えて行ってもよい。

湿し液の導電率を複数の箇所で、すなわち、少なくとも湿し液貯蔵タンク内またはこのタンクから印刷機の湿し液ユニットまでの供給路内で測定すると有効である。しかし、新鮮水供給管内で測定するのも、場合によってはイオン交換体から湿し液貯蔵タンクまでの戻し管内で測定するのも同様に有効である。このようにしてつまり、一方では新鮮水と浸透水の比が制御され、他方では、イオン交換体が例えばカルシウムイオンのような硬度形成体を例えばナトリウムイオンのような硬度に寄与しない他のイオンで置き換える場合に、イオン交換体自体が為すコンダクタンスへの寄与度が求められる。したがって、印刷された紙およびインキが為すコンダクタンスへの寄与度、したがってまた硬度への寄与度は、硬度への寄与度を実験室で求めることのできる他のコンダクタンス寄与度から区別される。

以下に、実施例に基づいて本発明を説明する。

オフセット印刷機の湿し液を調製する装置の概略図を示す。 本発明の第１実施例に従い、湿し液を調製し、導電率と硬度の間の数学的関係を計算する方法のフローチャートを示す。

図１には、給紙ユニット１、４つの印刷ユニット２〜５および排紙ユニット６を備えた枚葉オフセット印刷機が示されている。各印刷ユニット２〜５内には、版胴７、渡し胴８および圧胴９がある。各版胴７には湿し液ユニット１０が割り当てられている。湿し液ユニット１０には湿し液１２の供給管１１が通じている。湿し液ユニット１０によって、版胴７上に張られた版面１３の印刷されない領域が湿し液１２で濡らされる。湿し液１２はポンプ１４によってタンク１５から湿し液ユニット１０へ輸送される。印刷時に消費されなかった湿し液１２は湿し液ユニット１０から戻し管１６を経てタンク１５に戻る。消費された湿し液１２は導管１７を介して注ぎ足される。この導管１７では、湿し液添加物を添加するために投与ユニット１００が使用される。投与ユニット１００への新鮮水導管は１８で、湿し液添加物の導管は１９で表されている。導管１８、１９内には可制御弁２０、２１がある。弁２０は新鮮水の流入を制御し、相応する新鮮水ポート１２２と接続されている。弁２１はタンク２４から湿し液添加物を放出させるポンプ２３と接続されている。

新鮮水ポート１２２は２つの導管１２３、１２２に通じる混合弁１２４と接続されている。導管１２３はおよそ１２°ｄＨを有する水道水を供給する新鮮水供給管と接続されている。それに対して、導管１２２は、塩を含まない水、すなわち０°ｄＨの水を含む、逆浸透ユニットの水タンクと接続されている（図示せず）。代替的に、導管１２２内の新鮮水は硬度を上げた浸透水であってもよい。すなわち、０°ｄＨの水を硬度上昇装置において意図的にかつ決められた通りに例えば１２°ｄＨまで硬度を上げたものであってよい。

タンク１５の中には、湿し液（１２）をイオン交換回路２６に送り出す別のポンプ２５の吸込管が突き出ている。ポンプ２５は高圧側において、汚れ、浮遊微粒子等を濾過するためのマイクロフィルタ２７とイオン交換体２８の後に続いている。イオン交換体２８は湿し液からの硬度形成体であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンをナトリウムイオンに置き換える。

湿し液添加物投与ユニット１００の前後の導管１７および１８の中と、イオン交換体から湿し液貯蔵タンク１５へ戻る戻し管２９の中と、湿し液タンク自体の中に、各導管を流れる流体または湿し液の導電率を測定するセンサ３０、３１、３２および１３２がある。導電率センサと弁２０、２１、１２４の制御入力部とポンプ１４、２３、２５は制御ユニット３３に接続されている。制御ユニット３３は、導電率センサ３０〜３２、１３２の信号を処理し、ポンプ１４、２３、２５および弁２０、２１、１２４の操作量を形成する計算機３４を含んでいる。

次に、図２のフローチャートに基づいて、第１の実施例において上記構成によってどのようにタンク１５内の湿し液１２が調製され、導電率ＬＦと硬度ｄＨとの間の関係が計算されるかを説明する。

第１のステップ３５において開始命令が与えられた後、次のステップ３６において、空にして清掃された装置全体が湿し液１２で満たされる。このために、制御ユニット３３によって弁２０、２１が開かれ、ポンプ１４、２３が動作開始される。混合弁１２４は硬度１０ｄＨの新鮮水が供給されるように調節される。

新鮮水供給管１８内の導電率センサ３０によって測定された新鮮水のコンダクタンスは、例えば硬度が誤って調整された新鮮水を検出するための「商品受入検査」として役立つ。ここで、硬度の１°ｄＨの上昇は３０μＳ／ｃｍのコンダクタンス上昇をもたらすという関係が成り立っている。１０°ｄＨまで硬度を上げた浸透水はふつう約３００μＳ／ｃｍのコンダクタンスを有する。この水に投与ユニット１００を用いて４％ｖｏｌの添加液が投与される。中に含まれている添加物は導電率に大きく寄与する。したがって、この投与は、投与量と使用する添加液自体とに依存して、１，０００〜１，２００μＳ／ｃｍの大きさのコンダクタンスをもたらす。このコンダクタンスはセンサ３１によって測定される。このように新しく調製された湿し液は湿し液貯蔵タンク１５に供給され、そこでふつう１０℃〜１４℃の範囲の温度まで冷却される。

最初の充填の際に装置に注入される流体の量が測定され、タンク１５内の湿し液１２の総体積の値が制御ユニット３３の計算機３４によって記憶される。

問合せステップ３７において、新しい充填が終了していることが出力された場合、次のステップ３８において、監視のために必要ならばタンク１５内の湿し液（１２）の初期導電率（ＬＦＡ）がセンサ３２によって再度測定される。ステップ３９では、この測定値（ＬＦＡ）に関連する硬度値（ＨＡ）が求められる。そのために、硬度値は冒頭で述べた滴定法に従って求められ、記憶される。供給される新鮮水１８の硬度が既知であるか、またはセンサ３０を介して確認されており、導管１９を介して供給される湿し液添加物が硬度形成イオンをまったく含んでいない場合には、このステップを省略してよい。

次のステップ４１では、タンク１５内の湿し液１２の硬度が例えば１°ｄＨだけ上げられる。この硬度上昇は炭酸カルシウムと場合によっては紙表面の他の構成要素とを湿し液１２に添加することによって行われる。

添加された炭酸カルシウムがタンク１５内の湿し液１２と十分に混合された後、次のステップ４２において、センサ３２によって導電率の２回目の測定が行われる。関連する硬度値は、湿し液体積に対する炭酸カルシウム添加量から計算されたものであれ、滴定によって測定されたものであれ、同様に求められ（ステップ４３）、関連する導電率値（ｘｉ）は値対（ｘｉ，ｙｉ）として制御ユニット３３に記憶される（ステップ４４）。一般に３回の硬度上昇（回数は問合せステップ４５によって検証される）の後、制御ユニット３３内の計算機３４には出力値対（ＬＦＡおよびＨＡ）の他に３つの別の値対（ｘｉ，ｙｉ）が既知であり、これらの値対から測定された導電率の増加差分に対する硬度値の増加差分の数学的関係が求められる（ステップ４６）。

この方法は、印刷プロセス中の湿し水の硬度の実際の上昇が硬度上昇の条件から外れている場合には、すなわち、紙表面からの炭酸カルシウムに加えて、導電率を変化させるが、硬度には寄与しない他のイオンが、湿しユニットを介して湿し水に入った場合には、ある程度の誤差を含んだものとなりうる。この誤差は、装置を充填した後に以下のようにすれば排除することができる。

第２の代替形態
新たに注入された湿し水で、ある時間にわたって、例えば印刷機の給紙ユニット６の最初のスタックが処理し終わるまで、印刷が行われる。続いて、一方ではセンサ３２に導電率測定値を問い合わせ、他方では湿し液のサンプルを取り、滴定によって硬度を求めることにより、タンク１５内の湿し液の導電率と硬度が求められる。それゆえ、初期測定値ＬＦＡおよびＨＡに対するこの第２の測定値対の差を求めることによって、印刷ジョブの条件下における実際の硬度増加差分と導電率増加差分の間の関係が正確に高い信頼性をもって計算される。

硬度増加と導電率増加の間の関係を正確に求める第３の方法は、イオン交換体２８とバイパス導管２９を用いて行われ、印刷プロセス中に滴定によって硬度を求める必要がない。この代替形態は以下の通りである。

第３の代替形態
例えば１０°ｄＨに調整された新たに充填された湿し液システムを前提とする。タンク１５内のセンサ３２によって測定される初期コンダクタンスＬＦＡが、例えばカルシウムイオンおよび／またはマグネシウムイオンのような硬度形成体に由来する成分ＬＦ_caと、硬度に寄与しないイオンに由来するコンダクタンス成分ＬＦ_nHの２つの成分に分けられる。したがって、コンダクタンスに関して次式が成り立つ。
ＬＦＡ＝ＬＦ_ca＋ＬＦ_nH （１）
ＬＦ_caは、１°ｄＨ当り３０μＳ／ｃｍの既知の関係から、１０°ｄＨでは３００μＳ／ｃｍの値を有する。

湿し液が導管１１を介して印刷機に供給されると、湿し液の或る一定の割合は印刷プロセスによって消費され、供給され過ぎた湿し液は破線で示されている戻し管１６を介して再びタンク１５に達する。この戻された湿し液の中には、追加的な硬度形成イオン、とりわけ紙表面からのカルシウムイオンが存在しており、これらの硬度形成イオンは湿し液ユニット１０の湿し液ローラを介して湿し液ユニットの浸漬槽に達する。しかしさらに、硬度には寄与しないが、コンダクタンスを上昇させる、印刷プロセスからの他の成分も再びタンク１５に達する。しばらく印刷が行われたらすぐに、センサ３２が上昇したコンダクタンスＬＦ₂を通知する。このコンダクタンスＬＦ₂に関しては次式が成り立つ。
ＬＦＡ＋ΔＬＦ_ca＋ΔＬＦ_son＝ＬＦ₂ （２）
ここで、ΔＬＦ_caは印刷によって加わった硬度形成イオンからのコンダクタンス成分であり、ΔＬＦ_sonは硬度には寄与しないが、コンダクタンスを上昇させる印刷による他の成分である。

この時点で硬度には次の式が成り立つ。
ＨＡ＋ΔｄＨ_ca＝Ｈ₂ （３）
ΔＬＦ_caがΔＬＦ_sonと同程度またはΔＬＦ_sonよりも大きいという仮定の下では、コンダクタンスがおよそ１２０μＳ／ｃｍだけ上昇した後（これは大まかに言って約４°ｄＨの硬度上昇に相当する）、システム内の湿し液量の所定量１／ｎ（ｎ＝４）、例えば以下の例では１／４がイオン交換体２８に通される。

イオン交換体がこの量、すなわち充填量の１／４を０°ｄＨまで硬度低下させるので、システム内の硬度は
Ｈ₃＝3/4 Ｈ₂ （４）
となる。同時に、イオン交換体２８は硬度形成イオンを例えばナトリウムイオンと交換する。

タンク１５内でのこの部分的硬度低減の直後、新たに測定された導電率値ＬＦ₃に関して次式が成り立つ。
ＬＦ₃＝3/4 ＬＦ₂＋1/4（ＬＦ₂−［ＬＦ_ca＋ΔＬＦ_ca］＋ＬＦ_ion） （５）
括弧内の項は、硬度低減の前に、測定された導電率ＬＦ₂に交換されたナトリウムイオンによる付加的な導電率寄与ＬＦ_ionが加わるが、湿し液の新たな追加からの導電率寄与ＬＦ_caと印刷により加わる硬度形成イオンの導電率寄与ΔＬＦ_caはこの硬度低減された１／４の湿し水から差し引かれていることを考慮している。

さらに、硬度形成体であるカルシウムイオンとイオン交換体から生じるナトリウムイオンの導電率寄与はモル導電率の違いゆえに異なり、ａ／ｂの比であることが知られている。したがって、次式が成り立つ。

この式を式５に代入し変形すると、式７が得られる。
ＬＦ₃＝ＬＦ₂−1/4（１−ｂ/ａ）×（ＬＦ_ca＋ΔＬＦ_ca） （７）
これをΔＬＦ_caについて解けば、次式が得られる。

この式に測定値ＬＦ₂およびＬＦ₃ならびにＬＦ_caの３００μＳ／ｃｍを代入すれば、印刷によって加わる硬度形成イオンのコンダクタンス寄与分ΔＬＦ_caが直接得られる。その他の可変のコンダクタンス寄与から分離されたこのコンダクタンス寄与分ΔＬＦ_caに関しては、再び１°ｄＨにつき３０μＳ／ｃｍの既知の関係が成り立つので、硬度低減プロセスの開始までの硬度上昇を非常に正確に計算することができる。

それに対して因数（１−ｂ／ａ）は使用するイオン交換体に固有である。Ｃａ²⁺をナトリウムイオンと交換するイオン交換体の場合には、
ｂ＝５０．１ Ｓ×ｃｍ²／ｍｏｌ、ａ＝５９．９ Ｓ×ｃｍ²／ｍｏｌ、したがって（１−ｂ／ａ）は０．１６。

これに相応して、次に単純な帰一算によって、湿し液の体積の１／４に対する硬度低減プロセスによって低下した硬度が求められる。硬度低減プロセスの開始までに印刷によって１０°ｄＨに加えられるΔＬＦ_caが３°ｄＨであると仮定すれば、湿し液は硬度低減プロセス後には３／４×１３°ｄＨ＝３９／４°ｄＨの硬度を、すなわち再びおよそ１０°ｄＨの硬度を有する。それに対して、硬度低減後にこの値よりも上または下に逢着した場合には、次の硬度低減プロセスが遅かれ早かれ開始されるか、またはイオン交換体２８に通される湿し液の量の割合が増大または減少させられる。

この代替形態３は、バイパス導管２９を通る湿し液流の体積測定を前提としている。ただし、これは適切な定量送液ポンプ２５または流量計を使用することにより容易に可能である。第４の代替形態では、図１において破線で湿されている別の導電率センサ１３２がイオン交換体２８の出力に取り付けられ、硬度低減された体積流がタンク１５内の残りの湿し液と混合する前に、直接イオン交換体２８の出力において付加的に導電率が測定される。これは以下のように行われる。

第４の代替形態
上記第３の例で示されたように、コンダクタンスが例えば１２０μＳ／ｃｍだけ上昇したことが導電率センサ３２によって知らされるとすぐに、すなわち、湿し液の硬度が印刷に最適な範囲から外れたことが示唆されるとすぐに、ポンプ２５が作動され、湿し液はフィルタ２７とイオン交換体２８を通るように駆動される。おそらくすぐ前の硬度低減プロセスからフィルタ２７およびイオン交換隊２８に残留した湿し液がセンサ１３２を通り過ぎる間の数秒の短いデッドタイムの後、センサ１３２は測定を始め、今や導管２９を通る流れの導電率ＬＦ₄を測定する。ここで、次式が成り立つ。
ＬＦ₄＝ＬＦ₂−（ＬＦ_ca＋ΔＬＦ_ca）＋ＬＦ_ion （９）
測定値ＬＦ₄は、センサ３２が見る上で論じた測定値ＬＦ₃とは異なる。なぜなら、既に湿し液の相当の部分がイオン交換体２８によって硬度低減されていなければ、センサ３２はイオン交換体２８の効果に気付かないからである。導管２９内のコンダクタンスについては、既に例３で説明したＬＦ_ionと（ＬＦ_ca＋ΔＬＦ_ca）の関係を式６に代入して変形した後、硬度に依存するコンダクタンス寄与分ΔＬＦ_caに関して次式が成り立つ。

ここでもΔＬＦ_caは直接、つまり、センサ１３２の測定値ＬＦ₄とＬＦ₂、すなわち硬度低減プロセスの直前のセンサ３２の測定値の代入により、算出することができる。ここでは体積を考慮する必要はない。

湿し液システム内の硬度を初期硬度に戻すには、単に硬度寄与分ΔＬＦ_caを補償するだけでよい。これはセンサ３２の測定値の問合せによって行われる。センサ３２は、硬度低減プロセスが継続する間、硬度形成イオンがイオン交換体のどのイオンで置き換えられるかに応じて、つねに下降または上昇するコンダクタンスを通知する。この場合、制御部３３は、センサ３２の測定値が硬度低減前に測定された最後のコンダクタンスΔＬＦ₂よりもちょうどΔＬＦ_caだけ高いまたは低いことを計算機３４が通知するまで、ポンプ２５を動作させておく。上記状態に達するとすぐに、制御部３３がポンプ２５を停止し、最後に測定されたコンダクタンスＬＦ₂−ΔＬＦ_caを新しい開始値ＬＦＡ_neuとしてもう一度到達される目標硬度１０°ｄＨと関係付け、本刷り中、センサ３２は、硬度形成イオンの流入によるコンダクタンスの上昇の継続によっていつ新しい弧度低減サイクルが必要になるかを改めて問い合わせる。

上に説明した付加的な導電率センサ１３２を用いた例は、イオン交換体２８の寿命を以下のようにして大幅に延長するのに特に適している。

例５：
本刷りの開始時に、弁１２３を介して流入する新鮮水が浸透水に変えられる。すなわち、導管１２２からの浸透水が投与ユニット１００を介して湿し液添加物を含まされ、その後導管１７を介してタンク１５に供給されることによって、流入する新鮮な湿し水が作られる。この新たに流入する湿し液の中には、硬度形成イオンは存在していない。したがって、タンク１５内の湿し液の硬度は、湿し液ユニット１０の浸漬槽から戻し管１６を介してやって来て湿し水の中に移った例えばカルシウムイオンのような硬度形成イオンのみによって維持される。

ポンプ２５の短期的な作動と同時にセンサ３２および１３２の問合せによって、或る一定の時間間隔で計算機３４は、両方のセンサ３２および１３２の導電率測定値ＬＦ₂およびＬＦ₄（式１０参照）がどのように変化したかを確認し、この変化から計算されるΔＬＦ_caの値が小さいが正の値を示すのか、またはΔＬＦ_caが０となるか、まったく符号が変わるのかを導き出す。後者の場合、それは硬度形成イオンの負の流入を示唆する、つまり、導管１７および１６を介して供給されるよりも多くのカルシウムが湿し液を介して消費または印刷される。この場合、制御部３３は混合弁１２４を作動させて、導管１２２からの浸透水にさらに導管１２３からのより硬度の高い水を混ぜる。

経験値によればより頻繁な他のケースでは、つねに印刷されうるよりも多くの硬度形成イオンが印刷機から湿し液システムに供給される。ただしその場合、上で説明した例４で述べた硬度低減サイクルが実行されなければならない。しかし、イオン交換体２８の寿命を大幅に延ばすことができるように、より大きな間隔で実行される。

１ 給紙ユニット
２−５ 印刷ユニット
６ 排紙ユニット
７ 版胴
８ 渡し胴
９ 圧胴
１０ 湿し液ユニット
１１ 供給管
１２ 湿し液
１３ 版下
１４ ポンプ
１５ タンク
１６ 戻し管
１７−１９ 導管
２０、２１ 弁
２３ ポンプ
２４ タンク
２５ ポンプ
２６ イオン交換回路
２７ フィルタ
２８ イオン交換体
２９ 戻し管
３０−３２，１３２ センサ
３３ 制御ユニット
３４ 計算機
３５−４５ 問合せ／プログラムステップ
１００ 投与ユニット
１２２ 新鮮水導管
１２３ 浸透水導管
１２４ 混合弁

Claims (10)

1. ウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する方法であって、
   印刷ジョブの処理中にタンク（１５）内に与えられている湿し液（１２）の硬度を一定に維持するかまたは変化させ、
   その際に、前記湿し液の導電率を測定し、前記湿し液の硬度と導電率との間の求められた式または表に基づいた関係に従って前記測定された導電率を硬度値に変換することによって、前記湿し液の硬度を求め、
   消費されたまたは取り出された湿し液をより低いまたはより高い硬度を有する湿し液で埋め合わせることによって、印刷中の前記湿し液の硬度の変化を補償し、
   その際に、供給される前記より低いまたはより高い硬度を有する湿し液の量および／または硬度値は、導電率測定と前記式または表に基づいた関係とから決定されており、
   前記湿し液の硬度と導電率との間の式に基づいた関係を求めるために、印刷ジョブの前にまたは印刷ジョブの実行中に、意図的に硬度を上昇または低下させることによって導電率と硬度の値対を求めて記憶するか、または、所定量の湿し液をイオン交換体に通し、湿し液量の低下前および硬度を上昇させた湿し液量を再び付加した後に、測定されたコンダクタンス（Ｌ₂、Ｌ₃）から導電率上昇／低下差分と硬度上昇／低下差分（ΔｄＨ_ca）との間の関係を求め記憶する
   ことを特徴とする、ウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する方法。
2. 印刷された紙または印刷されたインキから湿し水への硬度形成イオンの流入が、調節すべき前記タンク（１５）内の硬度が目標値にあるときに供給される湿し水からの硬度形成イオンの流入よりも少ない場合には、供給される新鮮水の硬度を前記目標値よりも低くする、請求項１に記載の方法。
3. 供給される水の硬度を調節するために、新鮮水と浸透水を所定の比で混合するか、または、浸透水の硬度を上げないもしくは部分的にしか上げないようにする、請求項２に記載の方法。
4. 印刷された紙または印刷されたインキからの硬度形成イオンの割合が、前記タンク（１５）内の調節すべき硬度が目標値にあるときに供給される新鮮水中の硬度形成イオンの割合よりも大きい場合には、前記タンク（１５）から湿し液を取り出し、イオン交換体（２８）を通らせて再び前記タンク（１５）に戻し、その際に、取り出される湿し液の量は測定された導電率上昇と前記式または表に基づいた関係とから求められる、請求項１に記載の方法。
5. 前記タンク（１５）から湿し液を取り出し、前記イオン交換体（２８）を通らせて再び前記タンク（１５）に戻すとともに、さらに、供給される新鮮水の硬度を前記目標値よりも低くする、請求項４に記載の方法。
6. 前記湿し液の導電率を複数の箇所で、すなわち、少なくとも前記タンク（１５）内でまたは前記タンク（１５）から前記印刷機の湿し液ユニットへの供給管内および前記イオン交換体（２８）から前記タンク（１５）への戻し管内で、さらに場合によっては新鮮水供給のための導管（１８）内で測定する、請求項４から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 印刷された紙またはインキに由来する硬度形成イオンの割合ΔＬＦ_caを前記複数の箇所（３２、１３２）での導電率測定値（ＬＦ₂、ＬＦ₄）の比較から求める、請求項６に記載の方法。
8. １つの硬度低減サイクル後の前記タンク（１５）内の湿し液の硬度を計算するために、前記タンク（１５）内の湿し液の導電率を測定するセンサ（３２）の測定値（ＬＦ₂、ＬＦ₃）と、前記イオン交換体（２８）に通される湿し液（１／ｎ）および前記タンク（１５）と湿し液回路（１１、１６）とに含まれている全ての湿し液（ｎ−１）／ｈの体積とを考慮する、請求項４に記載の方法。
9. 前記イオン交換体がコンダクタンスに与える割合をイオン交換体ごとに求め、印刷された紙および／またはインキからの硬度形成イオンの流入に起因するコンダクタンス分（ΔＬＦ_ca）を計算するために利用する、請求項４から８のいずれか１項に記載の方法。
10. ウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する装置であって、
    前記印刷機の湿し液ユニット（１０）に湿し液（１２）を供給するためのタンク（１５）と、
    新鮮水供給管（１８）と、
    湿し液添加物の投与ユニット（１００）と、
    湿し液（１２）の導電率を測定する１つまたは複数の導電率センサ（３０−３２、１３２）と、
    １つまたは複数のポンプ（２５）および／または前記タンク（１５）から湿し液（１２）を取り出すための１つまたは複数の（混合）弁（２０、１２４）と、
    硬度が変化した後の湿し液の戻し管（２９）または前記タンク（１５）内の湿し液硬度から変化させた硬度を有する湿し液の供給管と、
    前記ポンプおよび弁を制御する制御ユニット（３３）と、
    計算ユニット（３４）とを有しており、
    前記計算ユニットには、前記導電率センサの導電率測定値が供給され、前記計算ユニットは前記導電率測定値（ＬＦ₂、ＬＦ₃、ＬＦ₄）から印刷中の湿し液（１２）の実際の硬度を式または表による関係に従って計算し、
    当該関係は、印刷ジョブの前にまたは印刷ジョブの実行中に、意図的に硬度を上昇または低下させることによって導電率と硬度の値対を求めて記憶するか、または、所定量の湿し液をイオン交換体に通し、湿し液量の低下前および硬度を上げた湿し液量を再び付加した後に、測定されたコンダクタンス（Ｌ₂、Ｌ₃）から導電率上昇／低下差分と硬度上昇／低下（ΔｄＨ_ca）差分との間の関係を求めて記憶することによって求められたものであり、
    前記ポンプ（２５）および／または前記弁（２０、１２４）は計算された硬度値または該硬度値の目標硬度値からの偏差に従って前記制御ユニット（３３）によって操作可能であることを特徴とする、ウェットオフセット印刷機の湿し液を調製する装置。

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