JP2016135545A - オフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾燥脱臭装置の内壁に付着したタール除去作業の容易化、低コスト化が可能なオフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置を提供する。
【解決手段】 脱臭装置３から乾燥装置２へ流れる熱風の風量は印刷時より下げて、熱風の温度は印刷時よりも上げ、脱臭装置３へ熱風を供給するファン５は運転し、乾燥装置２のバーナー２２は着火せず、ノズル２３ａ、２３ｂ、２９は閉じ、乾燥ゾーンＤのファン２１は停止し、冷却ゾーンＣのファン２８を運転し、冷却ゾーンＣの温調ダンパー１１をＯＮとし、空焼きの熱源としての脱臭装置３の熱風を、還流配管９を経て、冷却ゾーンＣに循環させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、オフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置に関し、特に、その内壁に付着するタールの除去に関する。

典型的なオフセット輪転印刷機は、ロール紙（ウェブ）を供給する紙送りを起点として、ロール紙の搬送方向に沿って、墨、藍、紅、黄各色インクの印刷を割り当てられた４台１組の印刷部、インクを熱風乾燥及び脱臭する乾燥脱臭装置、ロール紙を冷却する冷却部、折り・断裁を行う折部で構成されており、印刷機で印刷された紙は、乾燥装置で熱風乾燥され、冷却ローラで冷却され、折り、断裁後、製本等の次工程に送られる。

乾燥装置で熱風乾燥された空気は、気化したインク由来の有機溶媒や悪臭物質を含むことから、酸化触媒を通して処理するのが一般的である。この酸化触媒を通過した後の排気ガスは２５０℃〜３５０℃程度と高温である。

特許文献１は、印刷紙によって乾燥室から持ち去られる熱量を減少する、乾燥室から出る印刷紙に随伴する印刷インキの溶剤蒸気を減少することを課題とする。乾燥室１は、入口２から出口３にかけて印刷紙通路４を形成し、帯状の印刷紙ａは、印刷紙通路４を走行中に加熱されて印刷インキの溶剤が蒸発し、乾燥室１の溶剤蒸気を含む空気の一部を浄化して大気に放出する乾燥装置において、乾燥室１は、入口２側に加熱区域５を、出口３側に非加熱区域６を設け、加熱区域５は、印刷紙通路４に向けて加熱空気を吹き出す加熱空気ノズル１１を設け、空気を加熱して加熱空気ノズル１１で印刷紙ａに吹き付ける加熱空気循環路を設け、非加熱区域６は、印刷紙通路４に向けて非加熱空気を吹き出す非加熱空気ノズル１６を設け、空気を加熱せずに非加熱空気ノズル１６で印刷紙ａに吹き付ける非加熱空気循環路を設けた。

印刷紙ａは、上面と下面に印刷インキの溶剤蒸気を伴った状態で通過口７を通過して非加熱室６に入り、非加熱室６の非加熱区域で、上面と下面に多数の非加熱空気ノズル１６から非加熱空気を吹き付けられて、上面と下面に随伴する印刷インキの溶剤蒸気が剥ぎ取られる。印刷紙ａは、出口３通過時には、通過口７通過時より、印刷インキの溶剤蒸気の随伴量が低下する。即ち、印刷紙ａは、非加熱室６の非加熱区域を通過して、溶剤蒸気の随伴量が減少する。したがって、非加熱室の印刷紙は、温度が低くなるので、冷却能力の高い強力な装置を要せず、エネルギー消費量が少なくなる。また、印刷紙は、溶剤蒸気の随伴量が少なくなるので、溶剤のタールが印刷紙や冷却装置を汚すおそれが少なくなる。

特開２００４−３３０５６０号公報

特許文献１の発明は、冷却ゾーンＣ、冷却装置Ｃでウェブを冷やすことによってインクを定着させている。エネルギー消費の観点から運転中での印刷インキの溶剤蒸気を減少するための発明である。オフセット輪転機の排ガスには、液状物質（タール・ヤニ）が含有されており、乾燥室１内、特に、非加熱室、冷却装置Ｃでの温度低下に伴い、不可避的に非加熱室内の内壁にこの液状物質が付着し固化し堆積する。乾燥装置入口と冷却ゾーン出口が外気を吸い込むところでもあり、外気を吸い込むことにより、低い温度の空気に乾燥により気化した有機溶剤等が接触することで、気化した溶剤が冷やされ、溶剤は液化する。また、更に冷やされると固化する。

そのため、冷たい空気との接触による気化した有機溶剤等の液化・固化したタールが特に冷却ゾーン付きの機械に多く発生し、印刷品質に悪影響を及ぼし、予防の為のメンテナンスに大きな負担を強いている。
例えば、非加熱室内の内壁に付着したタール除去を行うには、手作業で道具を使い、内壁にべったりと付着したタールを除去しなければならないので、タール除去の作業が大変に煩雑であり、労力、コストを要していた。

そこで、本発明は、乾燥脱臭装置の内壁に付着したタール除去作業の容易化、低コスト化が可能なオフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置を提供することを課題とする。

上記の課題に鑑みて、本発明は、オフセット輪転機から排出されるウェブを熱風で乾燥する乾燥装置と、乾燥装置から排気を脱臭する脱臭装置を備えたオフセット輪転機の乾燥脱臭装置において、前記脱臭装置の出口配管から脱臭した熱風を排気ファンで排出すること、前記乾燥装置には、ウェブを乾燥させる乾燥ゾーンと、ウェブを冷却する冷却ゾーンとを設けること、前記乾燥ゾーンに、バーナーと、このバーナーからの熱風をウェブに当てるノズルと、熱風を吸い込みバーナーに熱風を供給するファンを設けること、前記冷却ゾーンに、熱風を吹き出すノズルと、熱風を供給するファンを設けること、オフセット輪転機によるウェブの印刷非実行時に、前記乾燥ゾーンのバーナー及びファンを停止させ、前記脱臭装置の熱風の設定温度を印刷時よりも上げ、脱臭装置の熱風を、前記冷却ゾーンのファン及び前記排気ファンを動作させて、前記冷却ゾーンのファンに循環供給することにより、前記脱臭装置の空焼きを行うと共に、前記冷却ゾーンの室内をノズルから吹き出る熱風で空焼きし、冷却ゾーン室内に付着したタールを蒸発させることを特徴とするオフセット輪転機の乾燥脱臭装置である。

空焼き時には、冷却ゾーンのノズルの動作を行い、前記脱臭装置から乾燥装置へ流れる熱風の風量は印刷時より下げることが望ましい。脱臭装置の風量を下げるのは、脱臭装置から乾燥装置へ流れる熱風の風量を下げる目的ではなく、脱臭装置の風量を増やすことにより乾燥装置内部の負圧が強くなり、外部空気が吸われるため冷却ゾーンの内部温度が上がり難くなるためである。空焼き時の理想的な設定は、冷却ゾーン内部圧が±０である。風量が下がることで空焼き時に必要な燃費軽減にも繋がる。

オフセット輪転機によるウェブの印刷非実行時に、乾燥脱臭装置の熱風の設定温度を調整することにより、前記冷却ゾーンの温度を調整することが好ましい。乾燥脱臭装置を利用することで、冷却ゾーンに温度調整装置を設けることなく、冷却ゾーンの温度を簡易かつ多段階に調整できる。

前記空焼きのとき、前記脱臭装置の熱風の設定温度を４００℃〜４５０℃の範囲で温度を多段階で昇温させることにより、前記冷却ゾーンの温度を昇温するように調整することが好ましい。

オフセット輪転機によるウェブの印刷非実行時に、前記冷却ゾーンの室内温度を徐々に上昇させることが好ましい。冷却ゾーンの空焼きは、脱臭触媒後の熱風を冷却ゾーンへ循環させるが、スタート時から触媒前温度を例えば、450℃にするのでは無く、徐々(400℃、425℃、450℃）に昇温させている。スタート時から450℃にすると、タールへの引火と、急激な浄化による脱臭装置のオーバーヒートの可能性があり、その対策として、多段階（例えば、３段階）に分けて昇温している。

本発明は、脱臭装置空焼きを利用することで、冷却ゾーンＣで発生するタールによるトラブルを回避するためのオペレーターの清掃負担を無くし、その為のエネルギーを、脱臭装置空焼きと併用することで、最小限のエネルギーで行えることができ、冷却ゾーンＣの空焼き時は印刷を行わない昼休み等に行えることによる生産阻害の回避が可能である。乾燥脱臭装置１の冷却ゾーンＣの内部を高温にすることで、冷却ゾーンＣ内に固着された液状物質（タール・ヤニ）をガス化し、これを除去することができる。したがって、印刷時に液状物質がウェブに落下して付着することを防止できる。また、このような液状物質の除去のためのコストや労力を低減できる。

オフセット輪転機によるウェブの印刷非実行時に、前記冷却ゾーンの室内温度を徐々に上昇させるので、タール等の蒸発を適切に制御でき、効果的なタール等の除去が可能となる。

オフセット輪転機によるウェブの印刷非実行時に、乾燥脱臭装置の温度を調整することにより、前記冷却ゾーンの温度を調整するので、温度調整が容易になり、特別の調整装置も不要となる。

本発明に係るオフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置の一実施形態を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、空焼き実施前の内部の様子を示す図面代用写真である。 本実施形態のオフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置の冷却ゾーンＣの温度分布を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、空焼き実施中の内部の様子を示す図面代用写真である。 （ａ）〜（ｄ）は、電気加熱炉テストの設定温度に対するタールの付着状態１を示す図面代用写真である。 （ａ）〜（ｂ）は、電気加熱炉テストの設定温度に対するタールの付着状態２を示す図面代用写真である。 ＴＧＡ分析及びＤＴＡ分析の結果を示すグラフである。

本発明の好適な実施形態であるタール除去機能を備えたオフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置１について、図１〜図７を参照して以下に説明する。

本発明のオフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置１の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。図１に示す通り、この乾燥脱臭装置１は、印刷紙であるウェブに熱空気を供給して印刷インキの溶剤を乾燥させる乾燥装置２と、乾燥装置２から排出される気化した溶剤を含む排気ガスを酸化分解して浄化空気を外部へ排出する脱臭装置３と、を主な基本構成としている。なお、図１では熱風の流れを分かり易くするために、乾燥装置２と脱臭装置３とは、便宜上分離しているが、これらは一体形成されていることが好ましい。

オフセット輪転印刷機は、ロール紙の回転によって連続的に繰り出されるウェブＷに対して、各色印刷、インク乾燥、インク定着及び冷却を順次行う機械であり、その下流には、ウェブＷの搬送方向に沿って、折部（図示略）を備えている。

この印刷機は、墨、藍、紅、黄各色インクの印刷を割り当てられた４台の印刷ユニットをウェブＷの搬送方向に沿って直列に配置することで構成されている。各印刷ユニットは、図示しないインキつぼから版面へとインキを練りながら供給する複数のインキローラを備えている。複数のインキローラのうち所定のローラには、内部に冷水を通すための循環路が形成されている。

乾燥装置２の乾燥ゾーンＤは、印刷後のウェブＷの搬送通路の一部を覆うケーシング２０と、インバータ２１ａを備えたファン２１と、バーナー２２と、ウェブを乾燥するためのノズル２３ａ，２３ｂを主な基本構成としている。ファン２１は、ケーシング２０内の空気を吸い込む吸込口を備えている。ファン２１に吸い込まれた空気は、バーナー２２へと供給され、そのときのガス圧が設定値を超えたか否かを圧力スイッチ２１ｂで検出する。バーナー２２はケーシング２０内の空気を所定温度、一例として、２００℃に加熱して、熱空気を生成してノズル２３ａ、２３ｂへ供給している。バーナー２２から出るガスの温度を熱電対２２ａで検出している。その印刷紙通路の上側と下側に、その印刷紙通路に向けて加熱空気を吹き出す複数のノズル２３ａ，２３ｂを、その印刷紙通路を挟んで千鳥状に配列している。ノズル２３ａ２３ｂに供給口を設け、供給口に加熱空気を供給する加熱空気循環路を設けている。

乾燥装置２は、図１に示すように、オフセット輪転機と冷却装置（図示略）との間に配置され、箱形の乾燥ゾーンＤ、乾燥ゾーンＤと連通する箱形の冷却ゾーンＣを設けている。細長直方体形状の乾燥ゾーンＤは、ウェブ導入口２４側を占有し、冷却ゾーンＣは出口２５側を占有している。乾燥ゾーンＤの長さは印刷速度・紙幅により長さが決まる。乾燥ゾーンＤの容積は冷却ゾーンＣの容積よりも大きく設定されている。ウェブ通過口２７は、印刷紙通路が貫通する横長長方形状である。乾燥ゾーンＤは、前端壁に横長長方形状のウェブ導入口２４を、冷却ゾーンＣは、後端壁に横長長方形状のウェブ排出口２５を設け、ウェブ導入口２４からウェブ排出口２５にかけて前後方向にウェブＷの印刷紙通路を形成している。

ファン２１とバーナー２２は印刷物の大きさ・種類などによって、ケーシング２０内に複数台取り付けることができる。本実施形態の乾燥装置２は、一例として、ケーシング２０内にファン２１とバーナー２２を２台取り付けている。ケーシング２０には、インキを乾燥する際に発生する気化した溶剤を含む排気ガスを脱臭装置３に排出する排気配管４が接続している。このような構成の乾燥装置２は、印刷時、乾燥ゾーンＤによりケーシング２０内に導入されたウェブＷに対し、上下面から所定温度の熱空気を吹きつけて、印刷物を乾燥させ、冷却ゾーンＣで導入されたウェブＷに対し、上下面から低い温度の熱空気を吹きつける。

乾燥装置２は、乾燥ゾーンＤと、冷却ゾーンＣは隔壁２６で分割されており、隔壁２６には、ウェブ通過口２７を設け、連通する。空焼き時、リサイクルされる熱風が冷却ゾーンＣに入ってくるが、ウェブ排出口２５を扉で閉じるため、これをどこかに逃がす必要があるが、ウェブ通過口２７を介して冷却ゾーンＣから乾燥ゾーンＤへ熱風が排気される。冷却ゾーンＣには、インバータ２８ａを備えたファン２８と、ノズル２９が配置され、ファン２８から出るガス圧が設定値を超えたか否かを圧力スイッチ２８ｂで検出し、ガス温度を熱電対２８ｃで検出する。ノズル２３ａ，２３b，２９の動作は、開動作と閉動作があり、これは位置関係を規定する表現で、上下に可動する状態で上昇することを閉とし、下降することを開とする。

空焼き時の乾燥ゾーンＤにおいて、ファン２１は停止し、バーナー２２は、ＯＦＦ（消火）しており、ノズル２３a、２３bは閉じおり（上下に可動する状態で上昇すること）、通風はない。冷却ゾーンＣにおいて、ノズル２９は閉じ、（上下に可動する状態で上昇すること）、ファン２８は運転するので、ノズル２９から熱風が吹き出す。冷却ゾーンＣの滞留空気はファン２８により循環されるが、脱臭装置３から還流配管９より熱風が供給されて、冷却ゾーンＣから余剰空気はウェブ通過口２７の隙間を通って排気され排気配管４へ流れる。

乾燥ゾーンＤにはタールの付着はあるが、冷却ゾーンＣほどのタールの付着はない。また、乾燥ゾーンＤでは、メンテナンスとしては、ヘラ等でこすって、掃除をすることができる。

なお、空焼き時に、乾燥ゾーンＤと冷却ゾーンＣの両方ともに熱風を再循環させてもよいが、冷却ゾーンＣだけでの実施も可能である。冷却ゾーンＣだけタール分を除去する場合には、そこだけ熱風を再循環するように構成すればよい。

乾燥装置２から排出される排気ガスは、排気配管４、排気ファン５、熱交換器６を経て、脱臭装置３に供給される。脱臭装置３から排出される脱臭後の排気は、浄化空気配管７へ排出される。排気ファン５には、インバータ５ａと排気ガス圧力が設定値を超えたか否かを検出する圧力スイッチ５ｂを設けている。この浄化空気配管７は、排出配管８と、還流配管９に分岐する。排出配管８へ行く熱風ルートは排熱リサイクル回路を構成する。排出配管８からの熱風は熱交換器６を経て配管１０から外部に排気されるか、または排熱リサイクルされる。なお、排熱リサイクルのあるシステムにも、本実施形態の空焼きを適用することが可能である。

還流配管９には、その途中に温調ダンパー１１が設けてある。空焼き時、温調ダンパー１１が開動作となり、設定温度になるようにダンパーの開度を可変動作し、脱臭装置３からリサイクルの熱風を冷却ゾーンＣのファン２８供給する。

脱臭装置３は、バーナー３０と触媒部３１を主な基本構成としている。バーナー３０と触媒部３１は排気配管４に接続するケーシング３２に取り付けている。脱臭装置３は、排気流れに沿って、臭気を触媒反応に適した温度まで加熱するバーナー３０、白金系の金属触媒を多孔質担体に担持させた酸化触媒３１を備えている。酸化触媒３１の両側領域には熱電対３３、３４が配置されて、熱風の温度を計測する。熱電対３３は触媒部３１の前の排気ガスの温度を検出するもの、熱電対３４は触媒部３１の後の排気ガスの温度を検出するものであり、圧力スイッチ３５は、触媒３１前後の圧力差が設定値を超えたか否かを検出ものである。これらの熱電対３３、３４、圧力スイッチ３５の計測結果は制御部１２に入力される。

バーナー３０は排気ガスをバーナーで所定温度（一例として３５０℃）まで加熱している。触媒部３１は、加熱された排気ガスを触媒による酸化反応により溶剤を酸化して、脱臭処理を行っている。触媒は、一例として、白金（Ｐｔ）を担持した白金触媒等を用いることができる。脱臭処理した後の浄化空気は、浄化空気配管７、排出配管８、熱交換器６を通過して外部へと排気される。

通常の空焼きは脱臭装置３を空焼きするものであり、触媒に付着したタールを浄化させることで、タールによる触媒の性能低下の回復を計ることが目的で実施され、冷却ゾーンＣの空焼きとは別であり、２種類ある。冷却ゾーンＣでの空焼きを含めると、合計で３種類となる。第１の脱臭装置３の自動空焼きは、印刷停止時（未印刷時）に乾燥のための乾燥装置２の運転を指示するためのドライヤー運転信号がＯＦＦ（印刷終了後）となり、自動的に空焼きが始まり、触媒装置３の触媒前温度が３８０℃まで昇温され、その後、１０分間、脱臭装置3の空焼きを実施する。１０分後、空焼きは自動で停止する。第２の脱臭装置３の手動空焼きは、印刷停止時（未印刷時）に前記のドライヤー運転信号をＯＦＦ（印刷終了後）とし、手動にてオペレーターが任意に行える空焼きボタンをＯＮにて、触媒前温度が４００℃（１０分）、４２５℃（１０分）、４５０℃（１０分）に時間順で温度が変わるような空焼きを実施する。合計３０分後、となり、未印刷時で脱臭装置３だけが３００℃で待機運転される。

第３の空焼きは、本実施形態の冷却ゾーンＣの空焼きである。印刷停止時でオペレーターが任意に操作を行える手動のクーリング空焼きボタン（前記の空焼きボタンとは別のボタン）をＯＮとし、空焼きを実施する。冷却ゾーンＣの空焼き時のバーナー３０の具体的な触媒前温度と時間は、４００℃（１５分）、４２５℃（１５分）、４５０℃（１５分）の計４５分で完了し、３００℃で待機運転状態となる。第３の空焼きを実施することで、第２の脱臭手動空焼きが同時に実施される。第３の空焼きは、第２の脱臭手動空焼きと同時に行うことが前提で、１５分間、時間が長くなるものの、無駄のないエネルギーの活用ができる。

通常の脱臭装置３の空焼きを利用することで、冷却ゾーンＣで発生するタールによるトラブルを回避するためのオペレーターの清掃負担を無くし、その為のエネルギーを、脱臭装置３の空焼きと併用することで、最小限のエネルギーで行えること、冷却ゾーンＣの空焼き時は印刷を行わない昼休み等に行えることにより、生産阻害の回避をすることができる。

排気ファン５は、乾燥装置２から排気される排気ガスを、排気配管４を介して脱臭装置３へ供給するものである。排気ファン５の運転周波数は可変にすることで、脱臭装置３へ供給される風量を制御できる。排気ファン５の風量制御は印刷条件（印刷速度、印刷紙重量、インク塗布量など）により任意に可変される。印刷時は乾燥装置２のケーシング２０の内部は負圧になっており、ウェブ導入口２４及びウェブ排出口２５から外部空気が吸い込まれる。

熱交換器６は、材質にステンレス鋼などを用い、排気ガスの受熱通路と、浄化空気の排熱通路を備えている。受熱通路は乾燥装置２から排気された排気ガスの排気配管４上に形成されている。

熱交換器６は、脱臭装置３の脱臭工程で加熱された浄化空気が排熱通路を通過することによって熱交換器本体に高温の浄化空気の熱エネルギーが蓄熱される。そして、排気ガスが受熱通路を通過すると浄化空気と排気ガスの熱交換が行われて、排気ガスを所定温度に加熱することができる。脱臭装置３のバーナー３０で必要となる熱エネルギーを低減することができる。

熱風排気の還流は、浄化空気配管７、排出配管８、還流配管９、配管１０を主な基本構成としている。温調ダンパー１１は、空焼き時には冷却ゾーンＣが２３０℃（２１０℃〜２５０の範囲でもよい。）になる様に制御している。還流配管９は、冷却ゾーンＣのファン２８に接続している。還流配管９は、ケーシング２０の内部が負圧に設定されていることにより、浄化空気配管７の浄化空気の一部を乾燥装置２へ供給させることができる。このような還流配管９を設けることにより、浄化空気を乾燥装置２へより確実に吸引することができる。

制御部１２は、オフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置１の全ての動作を制御している。乾燥装置２の温度管理は熱電対２２ａ、２８ｃで管理されている。脱臭装置３の温度管理は熱電対３３，３４で管理されている。温度管理の制御はバーナー２２、３０へ燃料ガスを供給する装置（図示略）、温調ダンパー１１等と電気的に接続し、制御信号を送信しバーナー２２、３０などの出力制御を行っている。風量管理の制御は、インバータ２１ａ，２８ａ，５ａで周波数を送信してファン２１，２８，５を制御している。圧力スイッチ２１ｂ，２８ｂ，５ｂ，３５で圧力管理により異常を検知している。脱臭装置３から冷却ゾーンＣへの排熱リサイクル量は、温調ダンパー１１で行っている。制御部１２は、印刷時、溶剤との関係で、浄化空気の流量を制御している。非印刷時に空焼きを行う場合は、タール除去のため、冷却ゾーンＣ内の温度調整や、脱臭装置３から乾燥装置２への浄化空気の流量を制御している。

上記構成による本発明の印刷機の乾燥脱臭装置１の動作を説明する。まず、印刷時の動作を説明する。図１に示す通り、オフセット印刷機の印刷運転時には、乾燥装置２のケーシング２０内をウェブＷが所定速度で通過している。乾燥装置２では、ケーシング２０内の空気がファン２１に吸い込まれてバーナー２２に供給されて、インキの乾燥に適した所定温度（一例として、２００℃）に加熱されている。加熱された熱空気がノズル２３ａ，２３ｂを介してウェブＷの上下面に吹き付けられる。ウェブＷに印刷されたインキの溶剤が熱空気によって加熱されて気化する。このとき、ケーシング２０内は、排気配管４の排気を排気ファン５によって吸引され負圧に維持されているため、ウェブ導入口２４及びウェブ排出口２５から外部空気が流入する。

印刷時、乾燥ゾーンＤにおいて、ノズル２３ａ，２３ｂは閉じ、熱風が吹き出し、ファン２１は運転し、バーナー２２は着火運転する。内部空気はファン２１からバーナー２２によって加熱されて上下の多数のノズル２３ａ，２３ｂに充満した熱気は所定の圧力をもってウェブＷの両紙面に噴射され、紙面に含まれる水分と塗布された印刷インキが乾燥する。紙面に吹き付けられた熱風はファン２１により循環されてバーナー２２によって印刷紙の乾燥により失われた熱分を再び加熱されてノズル２３a，２３ｂから噴射される。

冷却ゾーンＣには、バーナーはなく、内部が非加熱区域となる。帯状のウェブＷは、乾燥ゾーンＤを通過した後、引き続いて、ウェブ通過口２７を経て冷却ゾーンＣを通過する際に冷却され、ウェブ排出口２５を経て冷却装置（図示略）に送られる。そして、冷却装置（図示略）の複数の冷却ローラを順次通過し、さらに冷却される。冷却装置（図示略）を通過したウェブＷは、折機（図示略）に送り込まれ、折り畳まれる。

乾燥ゾーンＤ及び冷却ゾーンＣにおいては、内部の溶剤蒸気を含む加熱空気を脱臭装置３で脱臭して一部を大気に放出し、一部の熱風を乾燥装置２及び冷却ゾーンＣに循環させる。

乾燥ゾーンＤにおいては、内部の加熱空気の一部が放出され、内部が負圧になる。負圧の乾燥ゾーンＤには、ウェブ導入口２４から外部の新鮮空気が流入すると共に、ウェブ通過口２７から冷却ゾーンＣ内部の非加熱空気が流入する。冷却ゾーンＣは、内部の非加熱空気の一部がウェブ通過口２７から流出し、内部が負圧になる。負圧の冷却ゾーンＣには、ウェブ排出口２５から外部の新鮮空気が流入する。印刷時、冷却ゾーンＣにおいては、バーナーがなくてファン２８を回しているだけであるので、温度は６０℃から９０℃くらいである。

乾燥装置２を運転するときは、乾燥ゾーンＤのファン２１とバーナー２２を作動し、冷却ゾーンＣのファン２８を作動する。乾燥脱臭装置１を作動すると、乾燥装置２を通過するウェブＷは、乾燥ゾーンＤの印刷紙通路を走行し、ウェブ導入口２４、ウェブ通過口２７、冷却ゾーンＣ、ウェブ排出口２５を順次通過する。

ウェブＷは、乾燥ゾーンＤを順次通過する際、上面と下面に多数のノズル２３ａ，２３ｂから加熱空気を吹き付けられ、紙面に含まれる水分と上面と下面に塗布された印刷インキの溶剤が蒸発し、上面と下面の印刷インキが乾燥する。また、ウェブＷは、ウェブ導入口２４通過時には温度が室温位であり、乾燥ゾーンＤの加熱空気中を通過して、温度が上昇し、高温になる。

乾燥ゾーンＤから上面と下面に印刷インキの溶剤蒸気を伴った状態でウェブ通過口２７を経て高温状態で通過したウェブＷは、冷却ゾーンＣを通過する際、上面と下面に多数のノズル２９から非加熱空気を吹き付けられ、上面と下面に随伴する印刷インキの溶剤蒸気が剥ぎ取られ、温度が下降する。ウェブＷは、ウェブ排出口２５通過時には、ウェブ通過口２７通過時より、温度が低下する。ウェブＷは、冷却ゾーンＣの非加熱区域を通過して冷却される。

ウェブＷに吹き付けられた熱風により蒸発したインク溶剤を含む有害な臭気は、対流効果によって乾燥ゾーンＤ内を上昇し排気口から排気配管４を経て排出される。排出された臭気は、排気ファン５によって熱交換器６を通過し、臭気の温度が低い場合はバーナー３０で加熱し、適切な温度に加熱されたうえで多孔質の触媒部３１内を通る。通常の印刷時は、触媒の種類にもよるが、３２０℃〜３５０℃範囲で脱臭処理する。制御部１２で脱臭装置３の温度を制御することで、熱風から臭気を除去する処理行っている。この過程で臭気は、触媒酸化反応によって分解され無害化されるが、同時に反応熱（燃焼熱）を発生することから無害化された排気自体の温度も上昇する。印刷後、ウェブＷを通さない状態で空焼きを行う。

つぎに、タール除去のための空焼きの動作を説明する。印刷時との動作の相違点は以下の通りである。脱臭装置３から乾燥装置２へ流れる熱風の風量は印刷時より下げて、熱風の温度は印刷時よりも上げる。ウェブ排出口２５を塞ぎ板にて排出口２５からの空気の流入を防いでいる。脱臭装置３へ熱風を供給するファン５は一例として２０Ｈｚで運転し、乾燥装置２のバーナー２２は着火せず、ノズル２３ａ、２３ｂ、２９は閉じる。乾燥ゾーンＤのファン２１は停止し、冷却ゾーンＣのファン２８を一例として運転周波数２０Ｈｚで運転する。冷却ゾーンＣの温調ダンパー１１をＯＮとする。

乾燥脱臭装置１の排気配管４からの排気を利用し、脱臭装置３でその排気の温度を上げる。空焼きの熱源は脱臭装置３の温度であり、空焼き温度は、おおむね、脱臭装置３の触媒前の温度である。脱臭装置３からの排気は、還流配管９を経て、冷却ゾーンＣに熱風を循環させる。ファン２８は冷却ゾーンＣで熱風を循環させるので、室内に付着したタール分を熱風で蒸発させて清掃する。冷却ゾーンＣで循環している熱風の一部は、ウェブ通過口２７を介して、冷却ゾーンＣから乾燥ゾーンＤへ流れ出て、排気配管４を経て循環される。排気ファン５の周波数を可変とすることで、冷却ゾーンＣで循環する排気風量を可変とすることができる。

空焼きのテストを行った。タール除去のための冷却ゾーンＣの空焼きは、ウェブＷを印刷通路に通過させず、未印刷時に行う。冷却ゾーンＣのファン２８を稼動させて冷却ゾーンＣの温度設定は２３０℃に設定する。空焼き時の冷却ゾーンＣ内部温度はいきなり２３０℃までいかないで、徐々に上昇する。脱臭装置３の触媒後の浄化空気の熱風を還流配管9冷却ゾーンＣに循環させる。触媒後の温度は４００℃、４２５℃、４５０℃と変化させる。冷却ゾーンＣの温度は脱臭装置３の触媒後の浄化空気の熱風により、設定温度の２３０℃に向けて徐々に上昇する。

空焼き時の冷却ゾーンＣの内部温度が１８０℃からタールのガス化が出始める。空気量という点からいうと、冷却ファン２８の回転数を多くアップしてしまうと、逆に外気を吸う形になってしまうので温度が上がらない傾向にある。

本装置１の使い方としては、印刷時はウェブＷを送り、タール除去時はウェブＷを送らない状態で、冷却ゾーンＣの内部に付着したタール分のクリーニングを行い、メンテナンスを実施する。空気の流れや温度は、印刷する時と非印刷時では、温度が相違する。

空焼きによりタール除去を行うときには、意図的に脱臭装置３の熱風の温度をバーナー３０で昇温して、触媒前温度を４００℃、４２５℃、４５０℃という３ステップを採用し、印刷時よりも高い温度の熱風を冷却ゾーンＣに供給する。

冷却ゾーンＣに供給する熱風を温調ダンパー１１により可変させて冷却ゾーンＣ内部の温度を制御する。冷却ゾーンＣの内部を循環する熱風温度が２３０℃になる様に微調整する。

つぎに、空焼きシステムの確認テストを行った。冷却ゾーンＣの内部に付着しているタール除去を図る場合に、冷却ゾーンＣに付着しているタールを浄化することが可能か、また、タール浄化に必要な温度、冷却ゾーンＣの内部温度が最大で何度まで昇温されるか等のテストを行った。但し、機器保護のため、冷却ゾーンＣの内部の最高温度は３００℃迄とする。

脱臭装置3から冷却ゾーンＣへの熱回収を行い、ウェブが無い状態で実施確認を行い、冷却ゾーンＣの内部の温度を実測し、温度はタッチパネルのモニターで確認する。空焼き実施前、冷却ゾーンＣの内部に熱電対及びテストピース（プレート）６検体を取付け、冷却ゾーンＣ内部昇温と温度測定する。前回の空焼きテストから経過観測を行い、通常運転時の一ヶ月間のタール付着状況を確認したところ、図２（ａ）に示す通り、冷却ゾーンＣのノズル２９の表面に万遍なくタールが付着している（地肌は見えている）、図２（ｂ）に示す通り、冷却ゾーンＣの上部壁面は僅かにタール付着が見られる程度、図２（ｃ）に示す通り、冷却ゾーンＣの下部壁面は万遍なく薄らタールが付着している（地肌は見えている）。また、テストピースを取り外し現状のタール付着状態を目視にて行ったところ、万遍なく薄らタールが付着し、部分的にタール垂れが発生している。タールの付着状態により、空焼き時に引火の恐れがあると判断した場合は、簡易的な清掃を実施後に空焼きテストを行う。

温度測定の結果は、冷却ゾーンＣの温度分布は、図３に示す通りである。ウェブＷが流れて、左から入って右に出て行くが、点検等のため扉（図示略）が手前に設けてあり、人間が操作する側をＭＳ（マンサイド）といい、ファン、バーナーがある機械側をギアサイド（ＧＳ）と略記している。ギアサイドＧＳ側において、上側温度２５９℃、下側温度２１０℃、ウェブ排出口２５の付近の上側温度が２１６℃、下側温度が２１０℃、ウェブ通過口２７の付近の上側温度が２０６℃、下側温度が２０３℃、マンサイドＭＳの上側温度が２０９℃、下側温度が２００℃である。外気に近いほど温度は低くなり、外気から遠ざかる奥側は温度が高い。３００℃の熱風を供給しても２００℃くらいに低下する。

図３に示す通り、ウェブ排出口２５と、ウェブ通過口２７には開口があるので、空気の流入がある。ウェブＷを通すための点検扉は、印刷すると自動的に閉まるようになっている。外気と接している面があるので、完全密閉ではないので、外気が入りやすい構造である。したがって、点検窓、点検扉のあるマンサイドＭＳが、若干温度が低めになっている。

空焼きの確認テスト方法は以下の通りである。脱臭装置３を起動設定温度４５０℃、周波数３０Ｈｚ、ウォーミング完了触媒前温度は設定温度２５０℃、ノズル２３a，２３ｂ，２９を閉じる。冷却ゾーンＣのファン２８の運転周波数は２０Ｈｚである。冷却ゾーンＣの温調ダンパー１１を使用するが、ここではＯＮとし１００％開状態である。

乾燥装置２の開口は、ウェブ導入口２４とウェブ排出口２５があるが、冷却ゾーンＣに近いのはウェブ排出口２５である。冷却ゾーンＣの温度が６８℃から１１５℃迄に昇温するも飽和状態となる。ウェブ排出口２５のみ、出口塞ぎ板を取り付ける。冷却ゾーンＣの温度が１１５℃から１６４℃迄昇温するも飽和状態となる。乾燥ゾーンＤの昇温運転の設定温度を１６０℃、周波数２０Ｈｚで、空焼きの再現性を求めるため乾燥ゾーンＤの昇温を実施する。しかしながら、冷却ゾーンＣの温度は緩やかに低下し始めたので、乾燥ゾーンＤの運転を停止する。理由としては、乾燥ゾーンＤの冷たい空気と冷却ゾーンの温まった空気が一時的に混ざり合ったことによる。乾燥ゾーンＤでの運転を停止する。乾燥ゾーンＤを停止したことにより、隣接する乾燥ゾーンＤの昇温効果が起こり、冷却ゾーンＣの温度は１６４℃から１８０℃迄徐々に上昇する。

脱臭装置運転条件の周波数を３０Ｈｚから２５Ｈｚに下げる。脱臭の周波数を下げることにより、入口であるウェブ導入口２４からの常温空気の吸い込みが軽減されたこと、排気量が少なくなったことで、冷却ゾーンＣの温度が目標の設定温度２３０℃に到達した。以上の通り、確認テストは良好であったことが確認できた。

図４（ａ）に示す通り、冷却ゾーンＣの温度が１２０℃を超えた時点でタールが液化状態となりしずくが落ちる。

図４（ｂ）に示す通り、冷却ゾーンＣの温度１８０℃から煙が立ち上り、空焼き効果が見られる。

図４（ｃ）に示す通り、空焼き終了後も煙が立ち込めている。

排熱循環量を確認した。最終排気ダクト風量（脱臭装置３から配管１０に流れ出る最終の排気）の差異にて確認した。脱臭周波数２５Ｈｚにおいて、排熱循環システムがＯＮで風量が３６.２（Nm^３/min）、排熱循環システムがＯＦＦで風量が３７.７３（Nm^３/min）、推定循環量（Nm^３/min）が１.５３＝３７.７３-３６.２、供給温度が３５５℃である。

ウェブ導入口２４及びウェブ排出口２５からの流入風量を測定した。出口（ウェブ排出口２５）流入量について、開口面 ９５０×５０＝０.０４８m^２、風速５m/s、温度が２８℃、風量が１１.８６Nm^３/min、入口（ウェブ導入口２４）流入量開口において、開口面９５０×５０＝０.０４８m^２、風速３m/s、温度が２８℃、風量が７.１２Nm^３/minである。総流入量は１１,８６＋７.１２＝１８.９８Nm^３/minである。理論温度からも伺えるように、流入空気の抑制の必要がある。

そこで、ウェブ排出口２５を塞いだ時の入口流入量は、開口面９５０×５０＝０.０４８m^２、風速１３.４m/s、温度２７.３℃、風量１７.４Nm^３/minである。ウェブ排出口２５を塞いだ時は入口流入量が増加し、結果として総流入量の軽減は図れなかった。それでも排出口２５を閉じる理由は、入口からなら冷却ゾーンＣへの影響が少ないからである。ウェブ導入口２４やウェブ排出口２５からの空気流入は外気温度であるが、ウェブ導入口２４は冷却ゾーンＣと遠いため、冷却ゾーンＣへの影響は少ない。ウェブ排出口２５は冷却ゾーンＣと近いため、冷却ゾーンＣへの影響が大きい。ウェブ排気口２５を塞いで総入量の変化は無かったが、ウェブ排出口２５からの流入により冷却ゾーンＣの温度上昇の妨げとなるので、塞ぎ板は必要である。

ウェブ排出口２５からの常温空気の吸い込みが、冷却ゾーンＣの温度上昇の妨げとなるため塞ぎ板を施し、冷却ゾーンＣの昇温を実施した。図３に示す通り、冷却ゾーンＣ内部の温度差が最大５０℃まである。冷却ゾーンＣの循環熱風温度設定をタールのガス化温度１８０℃＋５０℃で２３０℃とした。

タール揮発温度を調査するため、電気加熱炉でも、別途、テストを行った。テスト結果は、図５（ａ）〜（ｄ）、及び図６（ａ）（ｂ）に示す通りである。テストピース１検体は、テスト空焼きの温度２５０℃、空焼き時間１５分、テストピース２検体は、３００℃、１５分、テストピース３検体は３５０℃、１５分、テストピース４検体は、４００℃、１５分、テストピース５検体は、４６０℃、１５分である。

このテストは、冷却ゾーンＣ内部での物質（タール）の付着状況と温度の違いによるガス化状態を調べるテストである。１ヶ月間のタール付着状況は、図５（ａ）に示す通り、全体的に薄らタールが付着しており、部分的にタール垂れが発生している。図５（ｂ）に示す通り、設定温度２００℃、１５分乾燥したところ、全体的に薄ら付いたタールは乾燥しているが、部分的なタール垂れ部分は未乾燥であり、少しべた付いている。図５（ｃ）（ｄ）にそれぞれ示す通り、設定温度２５０℃、１５分、及び、設定温度３００℃、１５分で乾燥したところ、タールは硬化状態で付着している。図６（ａ）に示す通り、設定温度３５０℃、１５分乾燥したところ、全体的に薄ら付いたタールは浄化されたが、タール垂れしていた部分は、タールが厚めだったため硬化付着している。図６（ｂ）に示す通り、設定温度４５０℃、１５分乾燥で、全てのタールが浄化されている。

この実験と別にタールだけを熱重量分析・示差熱分析を実施している。図７に示す通り、図中、Ｘラインは熱重量測定になる。始めの大きな現象として、３２℃で開始し１８０℃で終了すると、-1.314mgの重量変化があった（ガス化した）。次に、１８０℃開始で４５０℃の終了において、-6.827mgの重量変化があった（ガス化した）。次に、４５０℃開始で５９０℃の終了において-7.669mgの重量変化があった（ガス化した）。この３つの大きな重量変化があった。図中Ｙラインは示差熱分析になる。大きな変化として、４５０℃を超えた付近から、急激な発熱ピークがみられた。

ここでいう熱重量測定ＴＧＡとは、物質の温度を制御しながら、その応答を分析する手法で、物質（タール）の特性を知るために、加熱しながら質量変化を測定することで、物質（タール）内に含まれる揮発性成分の熱分解などの化学反応を進行させて、ガス化の特性を知ることを目的とする測定である。

タール揮発温度について、熱重量測定ＴＧＡの測定結果より１８０℃以上より揮発性成分の熱分解などの化学反応が見られたことから、冷却ゾーンＣの温度が１８０℃以上必要であることが確認できた。設定温度を超える４５０℃以上より、次の揮発性成分の熱分解などの化学反応が見られたことから脱臭空焼き温度が４５０℃以上必要であることが確認出来た。

ウェブ排出口２５を塞ぐことだけでは常温空気の総流入量は軽減されないが、ある程度の希釈エアーが必要である。空焼きの実施が印刷終了時であることで、温まったゾーン内部の１００℃以上の空気と冷却ゾーンＣの内部の輻射熱により、空焼き時間内であれば目的の熱風温度２３０℃に到達することが確認出来ている。

冷却ゾーンＣの空焼き設定温度を２３０℃として空焼きを実施したが、冷却ゾーンＣの空焼きは、脱臭手動空焼きの設定温度と同一条件とする。但し、空焼き時間は各ステップ、各５分延長し、脱臭周波数は２０Ｈｚ〜２５Ｈｚでの運用とする。

脱臭装置３の設定温度は、３段階が例示でき、前述した通り、４００℃、時間１５分、４２５℃で１５分、４５０℃で１５分である。以上の設定で空焼き運転の総計時間は４５分が例示できる。

本実施形態での空焼きは、既設の印刷機、新設の印刷機の場合のいずれにも適用可能である。既設の印刷機では、冷却ゾーンＣ内にタールがべっとりと付着した状態から、徐々に煙で気化し始める。結果的に、内壁の地肌が見えるまではきれいにはならなかったが、タールが除去できたので、テストでは空焼きの効果が得られた。

ただし、既設機でタールが堆積した状態のタール除去においては、空焼きを実施後にカサブタ状に硬化したタールを剥す作業が必要である。そのままであると、印刷したときに、硬化したタールが剥がれおちるおそれがある。ウェブＷ上に落ちたりして印刷不良を起こしたりすることを防止するため、硬くなったタールは、ケレンなどの道具で剥ぎ落とすか、粒状のドライアイスで洗車機のようにガンで打つと、きれいに落とすことができる。タールは固形化しているので、剥がし作業は比較的簡単である。また、固形化されたタールを完全に揮発するには４５０℃以上の温度が必要とされ、タールが多量に堆積する前に空焼きを実施すれば容易にタールが除去出来ることから、新台からの運用は効果的である。

なお、冷却ゾーンＣの冷却効果を高める時は、冷却ゾーンＣには、熱風を供給しない。印刷時に熱風を冷却ゾーンＣに供給することが可能である。空焼きのときには熱風を冷却ゾーンＣに供給する。

このように、オフセット輪転機の排ガスには、液状物質（タール・ヤニ）が含有されているが、本実施形態により、乾燥装置２の入口・出口、冷却ゾーンＣに脱臭装置３で浄化された空気を循環する回路を有効利用し、その熱源を脱臭空焼きシステムにより、大気放出していた熱分を循環リサイクルすることで、簡単にタールの除去を行い、大きなエネルギーを使用せず、省エネルギーに貢献できる。また、冷たい空気との接触による気化した有機溶剤等の液化・固化したタールが冷却ゾーンＣの内部への付着することを防止し、印刷品質への悪影響を防止し、予防の為のメンテナンスが軽減できる。

なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、また、上記実施形態に説明される構成のすべてが本発明の必須要件であるとは限らない。本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当該技術的範囲に属する限り種々の改変等の形態を採り得る。

１・・・オフセット輪転印刷機の乾燥脱臭装置
Ｗ・・・ウェブ
２・・・乾燥装置
Ｄ・・・乾燥ゾーン
Ｃ・・・冷却ゾーン
２０・・・ケーシング
２１・・・ファン
２１ａ・・・インバータ
２１ｂ・・・圧力スイッチ
２２・・・バーナー
２２ａ・・・熱電対
２３ａ、２３ｂ・・・ノズル
２４・・・ウェブ導入口
２５・・・ウェブ排出口
２６・・・隔壁
３・・・脱臭装置
４・・・排気配管
２７・・・ウェブ通過口
２８・・・ファン
２８ａ・・・インバータ
２８ｂ・・・圧力スイッチ
２９・・・ノズル
５・・・排気ファン
５ａ・・・インバータ
５ｂ・・・圧力スイッチ
６・・・熱交換器
７・・・浄化空気配管
８・・・排出配管
９・・・還流配管
１０・・・配管
１１・・・温調ダンパー
１２・・・制御部
３０・・・バーナー
３１・・・触媒部
３２・・・ケーシング
３３・・・熱電対
３４・・・熱電対
３５・・・圧力スイッチ

Claims (3)

1. オフセット輪転機から排出されるウェブを熱風で乾燥する乾燥装置と、乾燥装置から排気を脱臭する脱臭装置を備えたオフセット輪転機の乾燥脱臭装置において、
   前記脱臭装置の出口配管から脱臭した熱風を排気ファンで排出すること、
   前記乾燥装置には、ウェブを乾燥させる乾燥ゾーンと、ウェブを冷却する冷却ゾーンとを設けること、
   前記乾燥ゾーンに、バーナーと、このバーナーからの熱風をウェブに当てるノズルと、熱風を吸い込みバーナーに熱風を供給するファンを設けること、
   前記冷却ゾーンに、熱風を吹き出すノズルと、熱風を供給するファンを設けること、
   オフセット輪転機によるウェブの印刷非実行時に、前記乾燥ゾーンのバーナー及びファンを停止させ、前記脱臭装置での熱風の設定温度を印刷時よりも上げ、脱臭装置の熱風を、前記冷却ゾーンのファン及び前記排気ファンを動作させて、前記冷却ゾーンのファンに循環供給することにより、
   前記脱臭装置の空焼きを行うと共に、前記冷却ゾーンの室内をノズルから吹き出る熱風で空焼きし、冷却ゾーン室内に付着したタールを蒸発させることを特徴とするオフセット輪転機の乾燥脱臭装置。
2. 前記空焼きのとき、前記脱臭装置の熱風の設定温度を調整することにより、前記冷却ゾーンの温度を調整する請求項１又は２のオフセット輪転機の乾燥脱臭装置。
3. 前記空焼きのとき、前記脱臭装置の熱風の設定温度を４００℃〜４５０℃の範囲で温度を多段階で昇温させることにより、前記冷却ゾーンの温度を昇温するように調整する請求項３のオフセット輪転機の乾燥脱臭装置。