JP3094205B2 - 水溶液の濃度調整方法と該方法に用いる水溶液の濃度調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、水溶液の濃度調整方法
と該方法に用いる水溶液の濃度調整装置に関し、例え
ば、オフセット印刷に用いられる湿し水中のアルコール
濃度を所定値に管理するのに好適の水溶液の濃度調整方
法と該方法に用いる水溶液の濃度調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水は究極的には全ての物質を溶かし込む
特異物質であり、これに種々の物質（溶剤）を溶かし、
水溶液として各種分野において用いられており、本発明
はこうした水溶液の溶剤濃度を所定値に調整し、管理す
るのに開発、改良されたものである。本発明は、こうし
た水溶液の利用分野として、特に、アルコール水溶液を
用いるオフセット印刷の湿し水のアルコール濃度の調
整、管理について研究したものである。

【０００３】オフセット印刷の版は薄いアルミ版で出来
ており、その表面に非画像部（親水性）と画像部（親油
性）とを光学的に作図して構成されたもので、この印版
が印刷機に装着されている。 印版は、先ず、ゴムロー
ル等で水が全面に塗布されると、これが前記非画像部に
乗る。 次いで、油性インキが、ゴムロール等で印版に
塗布されると、前記非画像部には乗らずに親油性の画像
部のみに乗り、画像が形成されることになり、この画像
がゴムブランケットに転写された後に紙等の被印刷体に
転写されるのである。

【０００４】この親水性の非画像部に塗布される水を、
当業界では湿し水と言い、ここにアルコールが数パーセ
ント（５〜１５％）溶解されているのである。 このア
ルコールは、湿し水の版面への均一な塗布と油性インキ
との乳化の適性化のために使用され、従って、このアル
コールの濃度の安定化が、印刷の品質の安定化に深く影
響するのである。湿し水は、主タンクと印刷機との間を
循環するようにして用いられているが、溶解されたアル
コールは、極めて揮発性が高いために循環使用している
間に直ぐに蒸発し、その濃度が低下してしまう。

【０００５】こうしたアルコール濃度の変動を是正する
ために、通常、湿し水自動供給装置を用いて濃度の安定
化を図っている。この装置は、プラスチック製のフロー
トを主タンクの水面に浮かべ、湿し水のアルコール水溶
液の比重による浮力の差によって上下変位する動きを利
用し、フロートのリンクアームの作動を電気的に取り出
し、以てアルコール添加量（補給）を調整する構成を採
っている。

【０００６】しかし、印刷機と主タンクとの間を循環使
用している間に、気泡（特に、アルコールを均一に溶解
させようとするために主タンクに撹拌機が備えられ、こ
れにより気泡が大量に発生する）、ゴミ、水垢等が水溶
液に混入し、フロートの表面に付着する等してフロート
の感度を低下させている。 特に、アルコール濃度の高
い湿し水の場合は、フロートの作動変位が大きく、測定
精度への影響は殆どないが、アルコール濃度が５％以下
になると、フロートの作動変位が小さく、これに連結さ
れたリンクアームの作動感度が非常に悪いものとなっ
て、充分に精度ノ高い検出結果を出せなくなる。 加え
て、主タンクでは撹拌による水流が生じ、前記フロート
がこの水流の影響も受け、一層検知精度を低下させる。

【０００７】殊に、アルコール（主としてイソプロピル
アルコールの使用）の使用による作業環境の悪化が問題
視され、労働安全衛生法で規制されてから、アルコール
の濃度が３％以下となり、上述した装置では正確なアル
コール濃度の管理が行い難く、結果として湿し水として
の充分な機能が発揮できなくなり、印刷の品質を低下さ
せる原因になっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来装置を改善
する研究を重ねていた結果、次の如き結論を得た。 第１は、フロートの変位を作動角度変位の小さいリ
ンクアームによって取り出す検知方式には、低濃度（５
％以下）での濃度検知手段としては限界を超えている。 フロートは、リンクアームを駆動するに充分な作動
力を発揮させるために、比較的大型に構成されており、
従って、その表面積も大きく、結果として、泡やゴミ、
水垢が大量に付着することになり、一層検知精度を悪く
している。 また、こうした比較的大型のフロートは撹
拌による水流の影響も大きいという問題もある。

【０００９】 泡の主たる発生原因である主タンクの
撹拌機は、アルコールを均一溶解させるのに必要であ
り、これを取り除くことはできないが、こうした撹拌機
を備えた主タンクでの濃度検出を避けることができない
のかどうか。 湿し水のアルコール濃度が大きく低下される現状に
対し、ゴミや水垢の影響が検知精度に大きく影響するこ
とを認識し、従来の低精度のフロート・リンクアーム方
式では放置されていたゴミや水垢対策が必要であるこ
と。 アルコール濃度の調節は、フロート・リンクアーム
方式ではリンクアームの作動量を調整することによって
行われるが、機械的な動作には遊びがあり、高い精度を
得るには不適である。

【００１０】こうしたフロート・リンクアーム方式の問
題点は、例えば、湿し水である水溶液から気化するアル
コールのガスを白金触媒のガスセンサーで検知し、アル
コール濃度に換算して濃度管理を行うことで解決できる
ことは知られているが、非常に高価につくと共にセンサ
ー自身の寿命が短いという欠点があり、実用的でないと
いう問題がある。また、湿し水である水溶液の表面張力
を利用してアルコール濃度を測定する方法も知られてい
るが、装置が複雑であると共に価格も高く、加えて混入
する夾雑物の影響も大きく、測定が不安定になり易いと
いう問題がある。

【００１１】本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑
み、比較的低濃度の溶剤（アルコール等）を溶解した水
溶液の溶剤の濃度を出来るだけ正確に測定し、以て、溶
剤溶剤濃度を所定値に管理できるようにすることを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる水溶液の
濃度調整方法は、水に溶剤を所定の比率で溶かし込む水
溶液の濃度調整方法であって、主タンク１から補助タン
ク２に水溶液を導入し、該補助タンク２に比重計３を浮
かせ、溶剤の含有量が所定濃度を下回るときに、この比
重計３の上下変位を感知する比重感知センサー４が制御
信号を発するようにし、前記制御信号により溶剤補給用
ポンプ５を稼働して主タンク１へ溶剤を所定量供給し、
一回の計測が終了すると前記補助タンク２から水溶液を
主タンク１へ排出して前記補助タンク２を実質的に空に
する、という手段を講じたのである。

【００１３】本発明に於いて、水位感知センサー７が前
記補助タンク２の水溶液の所定の水位を検知した後に上
記比重感知センサー４が制御信号を発するようにし、前
記水位感知センサー７の検知水位を調整することにより
溶剤の所定濃度を調整する、という手段を追加すること
が好ましい。

【００１４】また、本発明は、前記補助タンク２に導入
される水溶液がフィルター９を通して導入される、とい
う手段を追加することが好ましい。

【００１５】本発明にかかる水溶液の濃度調整装置は、
主タンク１と、主タンク１から搬送された水溶液を蓄え
る補助タンク２と、主タンク１に供給する溶剤を蓄える
溶剤タンク５ａと、主タンク１から補助タンク２へ水溶
液を搬送する経路に設けられたバルブＶ１と、補助タン
ク２から主タンク１へ水溶液を戻す経路に設けられた放
出バルブＶ２と、を備え、前記補助タンク２内には、上
下変位可能に設置された比重計３と、比重計３の上下変
位を感知して制御信号を発する比重感知センサー４と、
水位を検知する水位感知センサー７と、補助タンクの水
溶液が実質的に空になったことを検知する放出センサー
１１と、が設けられ、前記水位感知センサー７の水位感
知結果に基づいて前記バルブＶ１を閉じて補助タンク２
への水溶液の供給を止め、同時に前記放出バルブＶ２を
開放して前記補助タンク２内の水溶液を前記主タンク１
へ放出して前記補助タンク２を実質的に空にし、前記補
助タンクの水溶液が実質的に空になったことを前記放出
センサー１１が検知したとき、前記放出バルブＶ２を閉
じかつ前記バルブＶ１を開放して前記主タンク１から前
記補助タンク２へ水溶液を搬送し、当該搬送された水溶
液の比重の大小に関し発せられる前記比重感知センサー
４からの制御信号に基づき、前記溶剤補給用ポンプ５を
稼働して前記主タンク１へ溶剤を所定量供給するように
構成されている。

【００１６】また、本発明は、検知水位を調整可能に構
成された水位感知センサー７を前記補助タンク２に設
け、該水位感知センサー７の所定の水位の検知信号と前
記比重感知センサー４の所定比重検出信号とによって、
前記溶剤補給用ポンプ５を稼働する制御信号を発するＡ
ＮＤ回路８を設け、前記水位感知センサー７の検知水位
を調整することにより溶剤の所定濃度を調整する、とい
う手段を講じるのが好ましい。

【００１７】更に、本発明は、前記補助タンク２にフィ
ルター９を設け、導入される水溶液を濾過するように構
成する、という手段を講じるのが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明によれば、主タンク１で濃
度検出を行うのではなく、一旦補助タンク２に水溶液を
導入することによって、撹拌等、泡沫発生、印刷機等の
使途目的物に対する出入に起因する水流の影響を極力な
くすることができる。 そして、比較的大型のフロート
・アーム方式を用いるのではなく、比重計３を用い、こ
の比重計３の上下変位を感知する比重感知センサー４で
もって制御信号を発するようにしたことで、フロート・
アーム方式に較べて濃度変動に敏感に反応させることで
ができ、高い精度で濃度検知ができる。

【００１９】更に、一回の計測が終了すると前記補助タ
ンク２から水溶液を主タンク１へ排出して前記補助タン
ク２を実質的に空にするので、例え気泡が比重計３の表
面に付いたとしても、この排出によって気泡を消滅させ
ることができ、次の濃度検査には改めて水溶液を導入す
ればよく、長時間比重計３を気泡のある水溶液に浸けた
ままにする場合に較べて、気泡の付着増大を招くことも
なく、比重計３の検出精度が低下しない。

【００２０】本発明に於いて、水位感知センサー７が前
記補助タンク２の水溶液の所定の水位を検知した後に上
記比重感知センサー４が制御信号を発するようにし、前
記水位感知センサー７の検知水位を調整することにより
溶剤の所定濃度を調整する場合には、水位感知センサー
７の検知水位を調整すことで、簡単に検知及び管理濃度
の調節が可能である。

【００２１】即ち、水位感知センサー７を所定位置に位
置させ、この位置と比重感知センサー４の所定位置とを
対応させ、以て、基準濃度としておき、この水位感知セ
ンサー７が所定位置を感知した時（同時に水溶液の補助
タンク２への供給は止まる）に比重感知センサー４がＯ
Ｎ（ＡＮＤ回路）であれば、例えば、アルコール濃度が
基準濃度よりも低下して比重計３が上昇したものとした
検知結果が得られる。従って、比重感知センサー４の位
置を初期に固定するなら、この水位感知センサー７の位
置を調節すれば、容易に検知濃度を変動させることがで
き、これによって、主タンク１へのアルコール供給をコ
ントロールできる。

【００２２】また、本発明は、前記補助タンク２に導入
される水溶液がフィルター９を通して導入される場合に
は、印刷機等の目的物を経て主タンク１に復帰してきた
水溶液（湿し水）に混在する気泡、ゴミ、水垢等を補助
タンク２に入れるのを阻止することが出来、これに起因
する比重計３の性能低下を未然に回避できることにな
る。

【００２３】

【実施例】本発明にかかる水溶液の濃度調整方法と該方
法に用いる水溶液の濃度調整装置の好適実施例につい
て、図面を参照して以下詳述する。本発明の水に溶剤を
所定の比率で溶かし込む水溶液の濃度調整装置として、
ここでは、印刷機に用いられるアルコール水溶液の濃度
調整装置を示す。図１に示すように、図該ポンプにより
印刷機１０と主タンク１との間を還流されるアルコール
水溶液は、水溶液用供給ポンプ６の駆動により主タンク
１から、この主タンク１の上部に設置された補助タンク
２に水溶液を導入できるように構成されている。

【００２４】図２に示すように、前記補助タンク２に比
重計３が上下変位可能に設置されている。 この比重計
３は、ガラス製のフロートとなる市販の公知の構造のも
のを用いている。４は、前記比重計３の上下変位を感知
して制御信号を発する比重感知センサーであり、前記比
重計３の先端に可動接点４ａを、これに接当する固定接
点４ｂとから構成され、アルコール水溶液の濃度変化に
よって上下する比重計３の動きを利用して前記両接点４
ａ・４ｂのＯＮ・ＯＦＦを検知結果として取り出すよう
に構成されている。 この固定接点４ｂは、初期の基準
濃度を決定する場合に、その固定位置をフレームに対し
て摘み４ｃで調節することができるように構成されてい
る（当然ながら、初期の基準濃度は、この位置と後述の
水位感知センサー７との相対位置で決定する）。

【００２５】前記比重感知センサーのＯＮの制御信号Ｓ
１により溶剤補給用ポンプ５を稼働して溶剤タンク５ａ
より主タンクへ溶剤を所定量供給するように構成してあ
る。更に、検知水位を調整可能に構成された水位感知セ
ンサー７を前記補助タンク２に設けてある。この水位感
知センサー７の所定の水位の検知信号Ｓ２と前記比重感
知センサー４の所定比重検知信号Ｓ１とによって、前記
溶剤補給用ポンプ５を稼働する制御信号を発するＡＮＤ
回路８を設けてある。

【００２６】そして、前記水位感知センサー７の水位感
知結果に基づき、バルブＶ１を閉じ、補助タンク２への
水溶液（湿し水）の供給を止めるように構成されてい
る。したがって、検査時には、先ず、バルブＶ１が開
き、ポンプ６により分岐回路から送られてきた水溶液を
補助タンク２に導き、この水溶液が前記水位感知センサ
ー７により感知されると、前記バルブＶ１が閉じるので
ある。

【００２７】同時に、水位感知センサー７の出力する制
御信号Ｓ２は、前記ＡＮＤ回路８に入力され、アルコー
ル濃度が低下したことによる比重計３の上昇により、前
記比重感知センサー４がＯＮして制御信号Ｓ１も前記Ａ
ＮＤ回路８に入力されると、ここから溶剤補給用ポンプ
５を稼働する制御信号Ｓ３が出力される。 この際、ア
ルコール濃度が高く、比重計３が沈んでいると、その比
重感知センサー４がＯＦＦとなって、前記ＡＮＤ回路８
から溶剤補給用ポンプ５を稼働する制御信号Ｓ３が出な
い。この溶剤補給用ポンプ５の稼働は、主タンク１の容
量等から所定の時間で稼働されるように公知の手段（タ
イマー）で調整されている。

【００２８】前記水位感知センサー７は、その先端部が
水に接触することで通電する公知の構造のもので、フレ
ームに上下移動自在にネジ止めされ、摘み７ａによって
検知位置を上下変位させることができるように構成され
ている。７ｂは、目盛り（スケール）であり、これによ
って所望のアルコール濃度を所定濃度に目視設定する。

【００２９】Ｖ２は、放出バルブであり、主タンク１へ
接続されている。 この放出バルブＶ２は、上記バルブ
Ｖ１が閉じると同時に背反的に開放制御され、補助タン
ク２の水溶液を放出する。 水位感知センサー７も比重
感知センサー４も電気的な検知であるので、こうした同
時進行のバルブ制御を行っても検知に影響はない。１１
は、放出センサーであり、補助タンク２の底部に設けら
れていて、補助タンク２の水溶液が実質的に空になると
検知し、再び、前記バルブＶ１を開くように構成されて
いる。 即ち、次の濃度測定が開始されるのである。

【００３０】前記補助タンク２には、その水溶液の流入
口にフィルター９が設けられ、導入される水溶液の気
泡、印刷機を通過した際のゴミ、水垢などをろ過する。
尚、主タンク１には、アルコールを均一混合、溶解させ
るための攪拌機が備えられているが、本発明と直接関係
がないので、図示省略している。

【００３１】こうように構成された装置によって、次の
ようにアルコール濃度測定が行われ、主タンク１へ補給
される。 先ず、主タンク１から印刷機１０への流路から分岐
して補助タンク２に水溶液を導入し（直接主タンク１か
ら導入しても良い）、 この補助タンク２に比重計３を浮かせ、溶剤の含有
量が所定濃度を下回るときに、この比重計３の上下変位
を感知する比重感知センサー４が制御信号を発するよう
にし、

【００３２】 前記制御信号により溶剤補給用ポンプ
５を稼働して溶剤タンク５ａから主タンク１へ溶剤を所
定量供給し、更に、 一回の計測が終了すると前記補
助タンク２から水溶液を主タンク１へ排出して前記補助
タンク２を実質的に空にする、という工程を採る。

【００３３】更に、水位感知センサー７が前記補助タン
ク２の水溶液の所定の水位を検知した後に上記比重感知
センサー４が制御信号を発するようにし、前記水位感知
センサー７の検知水位を調整することにより溶剤の所定
濃度を調整するのである。

【００３４】また、前記補助タンク２に導入される水溶
液がフィルター９を通して導入されるようにすること
で、水溶液の気泡、印刷機を通過した際のゴミ、水垢な
どをろ過するのである。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、次の顕著な効果を奏す
る。 主タンク１で濃度検出を行うのではなく、一旦補助
タンク２に水溶液を導入し、比重計３を用い、この比重
計３の上下変位を感知する比重感知センサー４を用いる
ことによって、撹拌等、泡沫発生、印刷機等の使途目的
物に対する出入に起因する水流の影響を極力なくするこ
とが出来て、従来の比較的大型のフロート・アーム方式
に比較して、濃度変動に敏感に反応させることでがで
き、高い精度で濃度検知ができて、比較的低濃度（１〜
３％程度を含む）での溶剤の濃度調整、管理の精度を高
める事が出来る利点がある。

【００３６】 そして、一回の計測が終了すると前記
補助タンク２から水溶液を主タンク１へ排出して前記補
助タンク２を実質的に空にするので、例え気泡が比重計
３の表面に付いたとしても、この水溶液の排出によって
気泡を消滅させることができ、気泡の付着増大を招くこ
ともなく、比重計３の検出精度が低下することもなく、
結果として比較的低濃度の溶剤の濃度測定の精度の向上
に繋がる利点がある。

【００３７】 更に、水位感知センサー７と比重感知
センサー４との併設で、その水位感知センサー７の検知
水位を調整することにより溶剤の所定濃度を調整するこ
とが出来て、簡単に溶剤（アルコール等）の比較的低濃
度での検知及び管理濃度の調節が可能である。

【００３８】 また、前記補助タンク２に導入される
水溶液がフィルター９を通して導入される場合には、印
刷機等の目的物を経て主タンク１に復帰してきた水溶液
（濡れ水）に混在する気泡、ゴミ、水垢等を補助タンク
２に入るのを阻止することが出来、これらに起因する比
重計３の性能低下も未然に回避でき、以て、濃度計測の
精度向上、引いては比較的低濃度での溶剤濃度管理の精
度を高めることが出来る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる水溶液の濃度調整方法に用いる
水溶液の濃度調整装置の概略図である。

【図２】本発明にかかる水溶液の濃度調整方法に用いる
水溶液の濃度調整装置の全体の側面図である。

【符号の説明】

１ 主タンク ２ 補助タンク ３ 比重計 ４ 比重感知センサー ５ 溶剤補給用ポンプ ５ａ 溶剤タンク ６ 水溶液用供給ポンプ ７ 水位感知センサー ８ ＡＮＤ回路 ９ フィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 7/32 B41N 3/08 B01F 3/08 B01F 15/04 G05D 21/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水に溶剤を所定の比率で溶かし込む水溶液
   の濃度調整方法であって、 主タンク１から補助タンク２に水溶液を導入し、 該補助タンク２に比重計３を浮かせ、溶剤の含有量が所
   定濃度を下回るときに、この比重計３の上下変位を感知
   する比重感知センサー４が制御信号を発するようにし、 前記制御信号により溶剤補給用ポンプ５を稼働して主タ
   ンク１へ溶剤を所定量供給し、 一回の計測が終了すると前記補助タンク２から水溶液を
   主タンク１へ排出して前記補助タンク２を実質的に空に
   する、水溶液の濃度調整方法。
2. 【請求項２】水位感知センサー７が前記補助タンク２の
   水溶液の所定の水位を検知した後に上記比重感知センサ
   ー４が制御信号を発するようにし、前記水位感知センサ
   ー７の検知水位を調整することにより溶剤の所定濃度を
   調整する、請求項１の水溶液の濃度調整方法。
3. 【請求項３】前記補助タンク２に導入される水溶液がフ
   ィルター９を通して導入される、請求項１又は２の水溶
   液の濃度調整方法。
4. 【請求項４】 主タンク１と、主タンク１から搬送され
   た水溶液を蓄える補助タンク２と、主タンク１に供給す
   る溶剤を蓄える溶剤タンク５ａと、主タンク１から補助
   タンク２へ水溶液を搬送する経路に設けられたバルブＶ
   １と、補助タンク２から主タンク１へ水溶液を戻す経路
   に設けられた放出バルブＶ２と、を備え、 前記補助タンク２内には、上下変位可能に設置された比
   重計３と、比重計３の上下変位を感知して制御信号を発
   する比重感知センサー４と、水位を検知する水位感知セ
   ンサー７と、補助タンクの水溶液が実質的に空になった
   ことを検知する放出センサー１１と、が設けられ、 前記水位感知センサー７の水位感知結果に基づいて前記
   バルブＶ１を閉じて補助タンク２への水溶液の供給を止
   め、同時に前記放出バルブＶ２を開放して前記補助タン
   ク２内の水溶液を前記主タンク１へ放出して前記補助タ
   ンク２を実質的に空にし、 前記補助タンクの水溶液が実質的に空になったことを前
   記放出センサー１１が検知したとき、前記放出バルブＶ
   ２を閉じかつ前記バルブＶ１を開放して前記主タンク１
   から前記補助タンク２へ水溶液を搬送し、 当該搬送された水溶液の比重の大小に関し発せられる前
   記比重感知センサー４からの制御信号に基づき、前記溶
   剤補給用ポンプ５を稼働して前記主タンク１へ溶剤を所
   定量供給する、 ように構成された水溶液の濃度調整装置。
5. 【請求項５】 前記水位感知センサー７は、検知水位を
   調整できるように構成されている、 請求項４に記載の水溶液の濃度調整装置。
6. 【請求項６】 前記補助タンクには、導入される水溶液
   を濾過するフィルター９が設けられている、 請求項４または５に記載の水溶液の濃度調整装置。