JP4523084B2 - 新鮮なワイピング溶液の生産方法、および使用済みワイピング溶液の処理方法、並びにそれらの方法を実施するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新鮮なワイピング溶液の生産方法、および閉鎖循環で運転している１種またはそれ以上の凹版印刷機のインクによって汚染されたこのワイピング溶液の処理方法、並びにこの方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凹版印刷機においては、その版シリンダー上に取り付けられた印刷版（その中にデザインが彫刻されている）を、その版シリンダーと同じ方向に回転して、その版の凹版カットの外部に認められるインクを除去するワイピング・シリンダーで擦ることによって拭き取る。そのワイピング・シリンダー上に認められるインクを洗浄するには、そのワイピング・シリンダーの下部をワイピング・タンク（このタンクには、さらに、ブラシおよびドクターブレードが備えられている）中に入れる。複数のノズルが、そのワイピング・シリンダー上に新鮮なワイピング溶液を噴射し、その新鮮な溶液が、一度そのインクと混ざると、そのワイピング・タンクから使用済み溶液として出てくる。
【０００３】
例としては、米国特許第 5,390,598号が、凹版印刷機におけるワイピング・シリンダーの連続洗浄のためのそのようなプラントを開示している。
【０００４】
新規なインクが今ここに開発され、以前に使用されていたワイピング溶液よりもはるかに環境への害が少ない水性溶液を使用するワイピング方法を用いることが可能となった。上記凹版印刷方法において使用されるこれらの新規なインクは、例えば、米国特許第 4,966,628号および欧州特許第 0 340 163号から既知である。このようなインクは、なかんずく、油樹脂性成分および顔料を含んでいる。このような凹版印刷機においてこれらの新規なインクと共に使用される水性ワイピング溶液もまた現状のその技術において既知であり、これらのワイピング溶液は一般に少なくとも90％の水および添加剤を含んでいる。
【０００５】
これらのワイピング溶液の１種がドイツ特許第 1 546 776号において開示されており、それは、アルカリの灰汁を１〜５重量％、アルカリホスフェートを含んでいる市販の洗浄用製品を２〜10重量％、および湿潤剤を１〜10重量％含んでいる水溶液からなる。より詳細には、この水溶液は、 1.5〜 2.5重量％の苛性ソーダＮａＯＨ、２〜５重量％のリン酸ナトリウムＮａ₃ ＰＯ₄ 、および１〜３重量％のスルホン化ひまし油を含んでいる。
【０００６】
これらのワイピング溶液のもう１つのものが米国特許第 3,389,656号において開示されており、例えば、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムまたは代りに水酸化アンモニウムのような強塩基をおよそ１〜５重量％、洗剤、例えばポリリン酸ナトリウムをおよそ２〜10重量％、および湿潤剤、例えばスルホン化ひまし油をおよそ 0.3〜10重量％含んでいる水溶液からなる。
【０００７】
最近市場に現れた新規なインクは、上述のワイピング溶液中の水への添加剤の添加を不必要にさえする。従って、そのワイピング溶液を単に軟水のみからなるものとすることさえ可能である。
【０００８】
上記先行技術において既知の新鮮なワイピング溶液の生産方法および使用済みワイピング溶液の処理方法は、以下の工程を含む。
【０００９】
（ａ）新鮮なワイピング溶液を生産し、
（ｂ）１種またはそれ以上のワイピング・タンク中に上記の新鮮なワイピング溶液を導入して、それを上記インクによって汚染させ、
（ｃ）上記ワイピング・タンクから出てくる使用済み溶液を限外濾過し、清浄な溶液および濃厚残渣溶液を生産し、
（ｄ）上記の清浄な溶液を新鮮なワイピング溶液の循環路中に再循環させ、
（ｅ）上記限外濾過から生ずる濃厚残渣溶液にフロキュレーションを施し、
（ｆ）上記のフロキュレーションを施された溶液を濾過して固形残渣および溶液とし、
（ｇ）上記の濾過された溶液を酸で中和し、
（ｈ）上記の中和された溶液の化学的酸素要求量を減じ、そして
（ｉ）上記の化学的酸素要求量が減じられた溶液を排水路に吐出する。
【００１０】
このような方法の例が、図１にブロックダイアグラムとして示されている。
【００１１】
この方法の限外濾過後の再循環能力はおよそ80％であり、この値は、さらに、使用されるインクの質および上記ワイピング溶液におけるその濃度に依存する。
【００１２】
この方法の主な短所は、排水路に運ばれる処理済み残留溶液が大量の塩を含んでいるということである。これらの塩は、主として、上記フロキュレーションから生ずる塩化物、および硫酸を中和に使用した場合は硫酸塩である。大量の塩化物および／または硫酸塩が存在し、並びに大幅に減じることができるとはいえ、化学的酸素要求量を完全には排除できないということは、多くの国において問題となる。
【００１３】
さらに、使用される機械の数によっては、水およびフロキュレーション生成物の消費が多く、不経済となることがある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ワイピング溶液の再循環のための既知の方法を改良することである。
【００１５】
より詳細には、本発明の目的は、上記ワイピング溶液のほとんどが回収され、適当な処理の後には、もはや排水路に吐出されない閉鎖循環で運転している方法を生ずることである。従って、その方法の水消費量は大幅に減じられ、固形廃棄物のみが得られるであろう（その廃棄物は、その後、環境保護基準を遵守しつつ処理することができる）。
【００１６】
本発明は、本願と同じ出願人を代表として出願された未公開のスイス特許出願第 19962152/96号の主題を形成する方法および装置に対する改良を構成する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる新鮮なワイピング溶液の生産方法および使用済みワイピング溶液の処理方法は、請求項１に記載の工程、すなわち
（ａ）新鮮なワイピング溶液を生産する工程；
（ｂ）１種またはそれ以上のワイピング・タンク中に上記の新鮮なワイピング溶液を導入して、それを上記インクによって汚染させる工程；
（ｃ）上記ワイピング・タンクから出てくる使用済み溶液を化学薬剤で処理して、溶液および沈殿されるインクを生産する工程；
（ｄ）工程（ｃ）において得られた溶液を沈降分離によって分離して、清浄な溶液と、沈殿したインクを有する濃厚溶液とを生産する工程；
（ｅ）上記濃厚溶液を濾過して、清浄な溶液と固形廃棄物とを生産する工程：
（ｆ）工程（ｄ）および（ｅ）において得られた清浄な溶液を新鮮なワイピング溶液として使用する工程；
ここで、上記化学薬剤が、以下の特性；
−相対密度：１．０８〜１．０９ｋｇ／ｄｍ ³ ；
−ｐＨ：およそ７；
−分子量：およそ５００，０００；
−ブルックフィールド粘度：およそ１０，０００ｍＰａ・ｓ（１０，０００ｃＰｓ）：
を有する有機コポリマーである
によって規定されている。この方法は、軟水のみからなるワイピング溶液および軟水と添加剤とからなるワイピング溶液の両方を処理することを可能にする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず第一に、本発明にかかる方法を、図２を参照しながら説明する。
詳しくは、本発明にかかる使用済み溶液の処理方法は、工程（ｃ）において上記ワイピング溶液から上記インクを分離する化学薬剤を含んでいる。この化学薬剤は、一方では、そのワイピング溶液の物理化学的性質を改質せず、他方では、上記固形残渣の容積を増やさないという長所を示す。その化学薬剤は、以下の性質を有する有機コポリマーによって形成される。
【００１９】
−相対密度：1.08〜1.09kg／dm³
−ｐＨ：およそ７
−分子量：およそ 500,000
−ブルックフィールド粘度：10,000 mPa・s （10,000 cPs）
【００２０】
この化学薬剤の作用は従来の凝集剤のそれと同様であるけれども、一方では、ワイピング溶液の性質が改質されないので、上記ワイピング溶液を限外濾過の直後に再利用することができる。
【００２１】
任意に、上記溶液中に存在するインク分子のポテンシャルに応じて、それらを不安定化することによって反応する無機製品と、上記化学薬剤とを混合することができる。
【００２２】
従属形式の請求項２〜５は、本発明にかかる方法の特定の態様を規定している。
【００２３】
独立形式の請求項６は、本発明にかかる方法の実行のための装置を規定している。
【００２４】
従属形式の請求項７〜１０は、上記方法の実行のための装置の特定の態様を規定している。
【００２５】
上記の新鮮なワイピング溶液が軟水および添加剤からなる場合には、示されている性質を有する以下の構成成分を含有している。
【００２６】
−）軟水：98.5％
−）苛性ソーダＮａＯＨ：１％
−）スルホン化ひまし油： 0.5％
【００２７】
上記ワイピング溶液は、さらに、洗剤を任意に含んでいてもよい。
【００２８】
上記方法の工程（ａ）においては、上記の新鮮なワイピング溶液が生産される。使用されるインクによって、そのワイピング溶液は、軟水のみからなるか、さもなくば軟水、苛性ソーダ、およびスルホン化ひまし油の混合物からなる。
【００２９】
上記の新鮮な溶液は、上記方法の工程（ｂ）において、１種またはそれ以上のワイピング・タンクに導入され、それは上記インクによって汚染される。
【００３０】
上記使用済みワイピング溶液は、その後、上記ワイピング・タンクから第一のタンクに移送され、上記方法の工程（ｃ）、すなわち上記化学薬剤との化学反応に付される。この反応は、結果として、その使用済み溶液におけるインクの分離をもたらし、このようにして沈殿されるインクを含む溶液を生産する。
【００３１】
上記の沈殿されるインクを含んでいる溶液は、その後、上記方法の工程（ｄ）、すなわち沈降分離による分離に付され、一方では清浄な溶液を、他方ではそのインクを含んでいる濃厚残渣溶液を得ることを可能にする。
【００３２】
上記濃厚残渣溶液および上記の沈殿したインクは、上記方法の工程（ｅ）において濾過される。この濾過によって、最終的に、一方では固形廃棄物を、他方では清浄な溶液を生産する。
【００３３】
上記方法の工程（ｄ）および工程（ｅ）から生ずる清浄な溶液は、その後、機械的濾過または限外濾過の任意の工程（ｇ）に付される。
【００３４】
上記の任意の工程（ｈ）においては、任意に限外濾過された清浄な溶液における苛性ソーダおよびスルホン化ひまし油の濃度は必要な場合には補正され、その清浄な溶液は、最終的には、上記方法の工程（ｆ）における新鮮なワイピング溶液のラインに再び加えられる。
【００３５】
本発明にかかる方法には多くの長所がある。特に、化学薬品、例えば塩化カルシウム、塩化鉄、硫酸、または活性チャコールの使用は排除される。
【００３６】
この方法は、上記ワイピング溶液の水を事実上すべて再循環させるので、従って本管から取られる水の消費は非常に少なく、起こりうる損失の補填に使用されるのみであろう。本発明にかかる再循環方法は少なくとも90％の収率を有する。
【００３７】
そのうえ、図２におけるブロックダイアグラムから出ている矢印を考慮すれば、この方法において再利用されないのは固形残渣のみであって、その液体は閉鎖循環に保持されるということが明らかに認められる。
【００３８】
図３は本発明にかかる方法を実施するための装置の例を表している。
【００３９】
この装置は、新鮮なワイピング溶液を生産するためのユニット１を具備しており、その中で、その溶液が調製される。そのワイピング溶液は、軟水単独または添加剤（上記に示されているように、苛性ソーダＮａＯＨおよびスルホン化ひまし油である）と混合された軟水のいずれかからなる。その新鮮な溶液は、その後、１種またはそれ以上のワイピング・タンク２に運ばれ、そこで、それは上記インクによって汚染される。その使用済み溶液は、その後、第一のタンク３に収集される。
【００４０】
上記使用済み溶液は、上記の第一のタンク３から第二のタンク４へとデカントされ、その中に上記化学薬剤も導入される。その化学薬剤は、この第二のタンク４において、その使用済み溶液と反応し、溶液および沈殿されるインクを生産する。
【００４１】
この溶液および上記の沈殿されるインクは、沈降分離による分離のためのタンク５の中にデカントされ、そこで、清浄な溶液と、そのインクを含んでいる濃厚溶液とが得られる。
【００４２】
上記インクを含んでいる濃厚溶液は、まず濃厚溶液タンク６に運ばれ、次に、例えばフィルタープレスのような機械的濾過装置７に運ばれ、それから、一方では固形残渣が、他方では清浄な溶液が抽出される。
【００４３】
沈降分離による分離のためのタンク５から生ずる清浄な溶液と、上記濾過装置７から生ずる清浄な溶液とを、任意の再循環タンク８に回収する。その清浄な溶液は、その後、その再循環タンク８を出て、限外濾過または機械的濾過のためのユニット９（このユニットは任意である）の中を通り、そして、そこから第三のタンク１０の中に入り、そこで、必要な場合には、苛性ソーダおよびスルホン化ひまし油の濃度が補正される。
【００４４】
最終的には、この第三のタンク１０から、新鮮な溶液の生産のためのユニット１と上記ワイピング・タンク２との間の新鮮な溶液のラインの中に、上記の清浄な溶液が再導入される。
【００４５】
上記ワイピング溶液が軟水のみからなる場合は、もちろん、この第三のタンク１０を省くことができ、上記再循環タンク８からの清浄な溶液を上記の新鮮な溶液のラインの中に直接再導入することができる。
【００４６】
ポンプ輸送手段および配管を使用して、上記溶液を上記装置のさまざまなタンクおよびユニットの中に移送する。
【００４７】
記載されている態様は例として示されており、請求された保護範囲における変型は可能である。例えば、上記ワイピング溶液における構成成分の比率を僅かに変更することができる。
【００４８】
さらに、上記濾過工程は、フィルタープレスまたは別の機械的濾過方法によって行うことができる。
【００４９】
上記化学薬剤の組成も、上記インクに準じて変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現状の当該技術において既知のワイピング溶液の処理方法のブロックダイアグラムである。
【図２】本発明にかかるワイピング溶液の再循環方法の態様のブロックダイアグラムである。
【図３】本発明にかかる方法を実施するための装置の態様のブロックダイアグラムである。

Claims (8)

1. 以下の各工程を含む、少なくとも軟水を含んでいる新鮮なワイピング溶液の生産方法、および１種またはそれ以上の凹版印刷機のインクによって汚染されたワイピング溶液の処理方法；
   （ａ）新鮮なワイピング溶液を生産する工程；
   （ｂ）１種またはそれ以上のワイピング・タンク中に上記の新鮮なワイピング溶液を導入して、それを上記インクによって汚染させる工程；
   （ｃ）上記ワイピング・タンクから出てくる使用済み溶液を化学薬剤で処理して、溶液および沈殿されるインクを生産する工程；
   （ｄ）工程（ｃ）において得られた溶液を沈降分離によって分離して、清浄な溶液と、沈殿したインクを有する濃厚溶液とを生産する工程；
   （ｅ）上記濃厚溶液を濾過して、清浄な溶液と固形廃棄物とを生産する工程：
   （ｆ）工程（ｄ）および（ｅ）において得られた清浄な溶液を新鮮なワイピング溶液として使用する工程；
   ここで、上記化学薬剤が、以下の特性；
   −相対密度：１．０８〜１．０９ｋｇ／ｄｍ³；
   −ｐＨ：およそ７；
   −分子量：およそ５００，０００；
   −ブルックフィールド粘度：およそ１０，０００ｍＰａ・ｓ（１０，０００ｃＰｓ）：
   を有する有機コポリマーである。
2. 工程（ｆ）の前に、沈降分離（ｄ）および濾過（ｅ）による分離工程において得られた清浄な溶液を濾過する工程（ｇ）を含む、請求項１に記載の方法。
3. 上記ワイピング溶液が、軟水、添加剤としての苛性ソーダＮａＯＨおよびスルホン化ひまし油を含んでおり、
   上記の新鮮なワイピング溶液の生産工程が、上記軟水と前記添加剤とを混合することを含み、ここで
   上記の清浄な溶液が、工程（ｆ）において新鮮なワイピング溶液として使用される前に、前記添加剤の濃度を補正する工程（ｈ）に付される、請求項２に記載の方法。
4. 上記の新鮮なワイピング溶液が、およそ９８．５％の軟水、およそ１％の苛性ソーダＮａＯＨ、およびおよそ０．５％のスルホン化ひまし油を含有している、請求項３に記載の方法。
5. 少なくとも軟水を含んでいる新鮮なワイピング溶液の生産方法、および１種またはそれ以上の凹版印刷機のインクによって汚染されたワイピング溶液の処理方法を実施するための装置であって、
   前記装置が、
   少なくとも１種の、新鮮なワイピング溶液の生産のためのユニット（１）、および
   上記の新鮮なワイピング溶液を受け入れ、その中で、その新鮮な溶液が上記インクによって汚染される、少なくとも１種のワイピング・タンク（２）からなり、そして
   上記ワイピング・タンク（２）からの溶液を収集する、使用済みワイピング溶液のための第一のタンク（３）、
   第一のタンク（３）からのワイピング溶液および化学薬剤を受け入れ、その中で、その化学薬剤がその溶液と反応して、溶液と沈殿されるインクとを生産する第二のタンク（４）、
   上記溶液および沈殿されるインクを受け入れる、沈降分離による分離のためのタンク（５）、
   沈降分離による分離のためのタンク（５）に接続され、沈降分離による分離から生ずる濃厚溶液および沈殿したインクを受け入れる濃厚溶液タンク（６）、
   上記濃厚溶液および上記の沈殿したインクを濾過する濾過装置（７）、
   沈降分離による分離のためのタンク（５）から出てくる清浄な溶液および上記濾過装置（７）から生ずる清浄な溶液を受け入れる再循環タンク（８）、
   からなり、
   前記再循環タンク（８）が上記の新鮮なワイピング溶液の生産ライン、および前記溶液を１つのタンクからもう１つのタンクへと移送するためのポンプ輸送手段および移送手段に接続され、
   ここで、上記化学薬剤が、以下の特性；
   −相対密度：１．０８〜１．０９ｋｇ／ｄｍ ³ ；
   −ｐＨ：およそ７；
   −分子量：およそ５００，０００；
   −ブルックフィールド粘度：およそ１０，０００ｍＰａ・ｓ（１０，０００ｃＰｓ）：
   を有する有機コポリマーである、
   前記装置。
6. 上記再循環タンク（８）から生ずる清浄な溶液を限外濾過する限外濾過ユニット（９）を具備している、請求項５に記載の装置。
7. 上記の新鮮なワイピング溶液が、軟水、スルホン化ひまし油、および苛性ソーダＮａＯＨからなり、
   その中で上記の清浄な溶液における添加剤の濃度が補正される第三のタンク（１０）が存在し、
   新鮮なワイピング溶液の生産のためのユニット（１）および上記溶液補正タンク（１０）に上記苛性ソーダＮａＯＨおよび上記スルホン化ひまし油を添加するための手段が存在する、請求項６に記載の装置。
8. 上記の新鮮なワイピング溶液が、およそ９８．５％の軟水、およそ１％の苛性ソーダＮａＯＨ、およびおよそ０．５％のスルホン化ひまし油を含有している、請求項７に記載の装置。

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