JP7424791B2 - ローラ表面の乾燥抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、水性インキを使用する印刷機などで、ローラ表面の乾燥を抑制するローラ表面の乾燥抑制装置に関するものである。

印刷の方式には、いくつかの種類がある。水性インキの導入が進んでいるのは、グラビア印刷とフレキソ印刷である。水性インキは、油性インキに比べれば揮発する有機溶剤の成分が少ない。そのため、近年になって、利用が拡大している。

印刷の方式には、いくつかの種類がある。水性インキは、油性インキに比べれば揮発する有機溶剤の成分がないか、または少ない。そのため、近年になって、利用が拡大している。

一方で、水性インキは、油性インキと異なり、印刷機の上で、インキ濃度が安定しにくい。油性インキは、空気に接触すると、表面から硬化する。油性インキは、インキの内部まで硬化するには、時間が必要である。油性インキの硬化は、表面部分から進行するので、全体として濃度（希釈度）は、安定である。

水性インキは、インキの希釈剤として、水または水を主成分とする溶剤を希釈剤として使用する。水性インキは、インキの表面だけではなく、インキ全体で硬化が始まる。水性インキは、ローラに付着しているインキの膜の厚み方向について、全体がほぼ同時に乾燥するため、濃度の維持が難しい。特にインキの膜厚が薄い版ローラやアニロックスローラの上では濃度が安定しない。

水性インキの濃度を安定化するには、乾燥を抑制するのがよい。すなわち、グラビア印刷機やフレキソ印刷機で水性インキを使用する場合は、ローラの表面で水分の乾燥を抑制する手段を講じることが望ましい。画線数が多い印刷を行うときには、特に乾燥の抑制の必要性が高い。水性インキを使用するフレキソ印刷機の版胴の意図しない乾燥の問題は、従来から指摘されている。
特許文献１には、印刷ユニット全体をケースで覆い、ケース内部の湿度を高くして版胴の意図しない乾燥を抑制する技術が記載されている。ただし、印刷ユニット全体を覆うため、大きな取付空間が必要であり、既設の印刷機には実施するのが難しい。

特許文献２には、印刷機のローラの部分を覆って、加湿する手段を備えた湿度調製装置が記載されている。この技術を実施すれば、印刷ユニットのローラの乾燥を選択的に抑制できる。しかし、やはり寸法が大きく、かつ構造が複雑であり、空間的に取り付け可能な印刷機は限定的である。

特許文献３には、フレキソ印刷機の版胴など、特定のローラ単体の乾燥を抑制する乾燥抑制装置の技術が記載されている。ここに記載された技術は、印刷ユニットの外側で加湿用の気体を発生させ、その気体をローラに沿って案内するようになっている。乾燥抑制の効果は、ローラ表面を加湿用の気体で結露させることによって得られる。ここに記載された装置は、他の乾燥抑制装置の技術に比べると小型化が可能な利点がある。一方、印刷ユニットの外で作った加湿用の気体をローラに均等に当てる必要があるが、ローラの全長にわたって均等に加湿用の気体をローラにあてるには、装置が大型化するという問題があった。

特開昭６３－１１６８５１ 特開平０６－０００９４７ 特開２０１８－１１１２２４

従来の乾燥抑制装置は、空間寸法が大きくなるという課題があった。この原因は、印刷ユニット全体を覆ったり、選択的にローラ全体を覆ってその部分を加湿する構造のためである。しかし、実際の印刷機の構造は、非常に複雑で、すでに設置された印刷機（既設機）に覆いを設けるような空間はほとんど考えられていないのが普通である。

また、印刷ユニットの外で加湿用の気体を生成して、対象のローラを結露させることによって乾燥を抑制する装置もあるが、気体を扱うため、装置が大型化する。そのため、既存の稼働中の印刷機に追加で取り付けるのが難しいという課題があった。

本発明は、係る状態にあって、新規の印刷機だけではなく、既設の印刷機であっても取り付け可能な程度に小型化したローラ表面の乾燥抑制装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、回転するローラの表面の乾燥を抑制するためのローラ表面の乾燥抑制装置において、前記ローラの長手方向に沿って加湿用気体を吹き出すための前記ローラと略同じ長さの吹き出し開口手段と、前記吹き出し開口手段に沿って配置され、加湿用気体を生成するための加湿気体生成手段と、前記加湿気体生成手段に、加湿気体の生成材を供給するための気体生成材供給手段と、前記加湿気体生成手段によって生成した加湿気体を前記吹き出し開口を通じて前記ローラの表面に到達させる圧力気体供給手段と、前記加湿気体生成手段に組み合わされて配置され、前記加湿気体生成手段によって生成される加湿用気体の温度が、前記ローラの表面温度よりも高くなるように加熱する加熱手段から構成したことを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

また、前記加湿気体生成手段は、前記気体生成材供給手段から供給された生成材の余剰分を排出する排出手段を備えていることを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

また、前記加湿気体生成手段は、前記気体生成材供給手段から供給される気体生成材で満たされた気体生成材のプールと、プールの上空であって加湿気体で満たされた気体空間を内包することを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

さらに、前記圧力気体供給手段は、電動ファンであることを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

また、前記圧力気体供給手段は、圧縮空気を供給する圧縮空気源と前記圧縮空気源から供給される圧縮空気を前記加湿気体生成手段に供給する圧縮空気供給口から構成されることを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

また、前記圧力気体供給手段は、圧縮空気を供給する圧縮空気源と前記圧縮空気源から供給される圧縮空気を案内して前記加湿気体生成手段の前記気体生成材のプール内で泡状に放出する放出部から構成されることを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

また、前記加湿気体生成手段は、前記気体生成材供給手段から供給される気体生成材を吸収し、毛細管現象によって常に湿った状態にある湿潤部と、前記湿潤部の上空であって加湿気体で満たされた気体空間を内包することを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置としたものである。

本発明は、以上のような手段を講じた結果、乾燥を抑制すべきローラの表面の乾燥を効果的に抑制することができる。

さらに、本発明を実施したローラ表面の乾燥抑制装置は、追加増設空間のほとんどない印刷機や、既設の稼働中の印刷機であっても追加増設できる程度に小型化が可能である。

発明の構成図 排出手段１１付近の部分拡大図 図２に示したＶ１、Ｖ２から見た断面図 湿り空気線図 第２の実施の態様の説明図 第３の実施の態様の説明図 第４の実施の態様の説明図

以下において図面を参照し、実施の態様（第１の実施の態様）について説明する。図１は、本発明の構成を示した構成図である。１は、ローラ表面の乾燥抑制装置である。２は、乾燥を抑制すべきローラであって、例えば水性フレキソインキを使用したフレキソ印刷機の版胴である。ローラ表面の乾燥抑制装置１は、ローラ２の略全長にわたって、ローラ２に沿って、近接して配置される。

３は、吹き出し開口手段である。吹き出し開口手段は、ローラ２の表面に向けて、ローラの表面に近接して開口があり、略ローラ２の長さと同じであり、ローラ２の長手方向に沿って加湿用気体を吹き出す。

４は、加湿気体生成手段であり、吹き出し開口手段３に沿って配置されている。加湿気体生成手段４は、吹き出し開口手段３と連通した、閉じられた箱状になっている。

５は、加湿気体生成材供給手段（気体生成材供給手段とも称する）であり、加湿気体生成手段４に加湿気体の生成材を供給する。図１に示すローラ表面の乾燥抑制装置１は、４つの加湿気体生成材供給手段５を備えている。６は、供給タンク（単にタンクとも称する）であり、７は、送出ポンプである。タンク６は、加湿気体の原料たる気体生成材８を保持し、送出ポンプに７に供給する。

気体生成材８は、ローラ２で使用するインキによって選択される材料であり、インキが水性フレキソインキであれば、気体生成材８は、精製水が良く、または例えば数％のアルコール類を含有していてもよい。すなわち、気体生成材８は、ローラ２で使用するインキの希釈剤か、またはインキの乾燥を抑制する溶剤であれば良い。

９は、供給タンク６の空気の部分である。１０は、加熱器である。加熱器１０は、気体生成材８の温度を上げるためのものである。タンク６内の気体生成材８の温度は、気体生成材８が精製水の場合は、ポンプ７などの許容温度に注意して、４０℃から８０℃程度がよい。気体生成材供給手段５、ポンプ７、気体生成材８は、チューブ１４で接続されるが、可能であれば部分または全長について、簡易な断熱特性を持った樹脂のチューブ１４を使用することが望ましい。

１１は、排出手段である。加湿気体生成手段４の構成にもよるが、加湿気体生成手段４が、余剰気体生成材を排出する場合は、排出手段１１から、排出チューブ１５を経由してタンク６に戻すようにすることが可能である。

１３は、加熱手段である。加熱手段１３は、加湿気体生成手段４と一体になっており、気体生成材供給手段５から供給された気体生成材を改めて加熱し、加湿気体生成手段４の内部で加湿用気体を生成するものである。
１２は、圧力気体供給手段である。圧力気体供給手段１２は、加湿気体生成手段４の内部に気体（空気が好ましい）を押し込んで、加湿気体生成手段４の内部で生成されている加湿用気体を、吹き出し開口手段３に向けて押し出すことによって、ローラ２の表面に到達させるものである。

図２は、図１に示した加湿気体生成手段４の排出手段１１付近の部分拡大図である。加湿気体生成手段４は、閉じた空間を形成しているが、破断線１６によって、内部を説明している。１７は、気体生成材のプールである。気体生成材は、気体生成材供給手段５から、矢印１８に示すように、プール１７に向けて供給される。１９は、排出路である。２０は、レベル板である。レベル板２０は、プール１７の深さを決定する。プール１７の気体生成材は、レベル板２０から溢れたものは排出路１９を通って排出手段１１から排出されることにより、その所定の深さを維持する。排出路１９に至った気体生成材は、排出手段１１によって、矢印２１に示すように加湿気体生成手段４の外に排出される。

圧力気体供給手段１２は、気体２２に示すように、穴２３を通して加湿気体生成手段４に向けて、気体を押し込むもので、典型的には電動ファンが使用できる。圧力気体供給手段１２を電動ファンとする利点は、電動ファンは、チューブ類に比べて、軽量で柔軟な配線ケーブルを経由して外部の制御駆動回路などと電動ファンをつなぐことが可能な点にある。そのため、ケーブルやチューブ類の取り回しが容易になる。

圧力空気供給手段１２によって押し込まれた気体は、プール１７の表面を通過して、吹き出し開口手段３から外に向けて吹き出す。この時、圧力空気供給手段１２によって押し込まれた気体は、加湿気体生成手段４のプール１７の上空にある加湿気体と混じりあって、吹き出し開口手段３から出ていくことになる。即ち、プール１７の上空には、加湿気体で満たされた気体空間が存在することになり、加湿気体生成手段４は、プール１７及びその上空にある加湿気体で満たされた気体空間を内包している。

図２において、２４は、仕切り板である。仕切り板２４は、一対の圧力気体供給手段（圧力空気供給手段とも称する）１２と気体生成材供給手段５の対を一組として加湿気体生成手段４を区切る。この区切りは、厳密な機密性は必要なく、圧力気体供給手段１２を制御することによって、各区切りを通過する気体の量に反映されればよい。

図３は、図２に示したＶ１、Ｖ２から見た断面図である。２６は、プール１７における気体生成材供給手段５から供給された気体生成材２９の表面である。仕切り板２４には、気体生成材２９の表面２６の下で、他の区切りと連通する連通穴２５が設けられていてよい。プール１７の気体生成材２９は、レベル板２０を乗り越えて、排出路１９に至る。すなわち、レベル板２０によって、プール１７の気体生成材２９の表面２６の高さは、ほぼ一定である。また、連通穴２５によって、複数の区切りが連通しているため、各区切りの表面の高さもほぼ同じになる。

気体生成材２９は、加熱手段１３によって、所定の温度に加熱される。２７は、気体生成材２９から蒸発した蒸気である。蒸気２７は、圧力気体供給手段１２から押し込まれる気体２２と合体して、加湿気体となり、矢印２８に示すように、吹き出し開口手段３を通ってローラ２の表面に当たる。このとき、加熱手段１３は、ローラ２の表面温度よりも加湿気体の温度が高くなるように加熱することが好ましく、重要である。

図４は、湿り空気線図である。湿り空気線図は、横軸に温度、縦軸に相対湿度の目盛りをもち、ある物体表面が結露する条件をグラフで示したものである。例示すれば、今ローラ２の表面の温度が２０℃と仮定する。そして、図３に示した吹き出し開口手段３から吐出する加湿気体が、どのような条件であれば、結露が始まるかを図式的に求めることができる。

図４のグラフにおいて、相対湿度１００％のグラフとローラ２の表面温度２０℃が交わる点をＲとする。そのＲの線を水平に伸ばすと、結露の条件が示される。すなわち、Ｍ点のように、加湿気体の温度が２５℃であれば、相対湿度が７５％以上であれば結露が始まり、Ｎ点のように、加湿気体の温度が２８．５℃であれば、６０％の相対湿度で結露が始まる。

図４に示す吹き出し開口手段３から噴き出す加湿気体の温度と湿度は、気体生成材２９の温度と気体２２の温度及び風量によって変化する。ローラ２の温度やローラ２の表面をとりまく相対湿度は、その条件によって変化する。ローラ２の結露の状態の制御は、室温が２５℃程度であれば、加熱手段１３によって、気体生成材２９の温度を３５℃から１００℃程度に高くして、気体２２の風量を制御することによって行うと容易である。

ローラ２の結露の状態は、結露量が多すぎるとローラ２の表面のインキが希釈されすぎ、結露量が少なすぎると、ローラ２の表面は意図しない乾燥が始まる。従って、どの程度結露させるのが望ましいかは、実験で求めるのがよい。

図５は、本発明の他の実施の態様（第２の実施の態様）の説明図である。第２の実施の態様については、下記において特に説明していない部分は、第１の実施の態様と同様である。圧力気体供給手段の構成を、圧力気体供給手段３３とした。すなわち、圧力気体供給手段３３は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源３１（単に圧縮空気源とも称する）と、圧縮空気供給源３１から供給される圧縮空気を、加湿気体生成手段４に供給する圧縮空気供給口３０とから構成するようにした。

圧縮空気供給口３０から供給される圧縮空気は、矢印３２に示すように、蒸気２７と混合され、吹き出し開口手段３を経由して押し出されて、ローラ２の表面に至る。圧力気体供給手段３３で圧縮空気を使用する利点は、圧縮空気供給口３０と、圧縮空気供給源３１を、物理的に距離を離すことができる点にある。すなわち、圧縮空気供給口３０を小型化でき、加湿気体生成手段４の寸法の小型化が可能である。

図６は、さらに他の実施の態様（第３の実施の態様）の説明図である。第３の実施の態様については、下記において特に説明していない部分は、第１の実施の態様と同様である。圧力気体供給手段を、圧力気体供給手段３４とした。圧力気体供給手段３４は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源３１と、圧縮空気供給源３１から供給される圧縮空気を、気体生成材２９のプール１７内で泡状に放出する放出部３５から構成される。放出部３５は、多孔質の金属、多数の穴を設けたパイプなどで構成するとよい。圧力気体供給手段３４の利点は、気体生成材２９内での泡３６のサイズや泡３６の密度を自由に設計することができ、表面２６からは、十分に湿った大量の空気３７を発生させることができる。

図７は、さらに別の実施の態様（第４の実施の態様）の説明図である。第４の実施の態様については、下記において特に説明していない部分は、第１の実施の態様と同様である。３８は、湿潤部である。３９は、加湿気体生成材供給手段５から供給される気体生成材の表面である。湿潤部３８は、不織布、海綿体、テキスタイル、樹脂スポンジなど、親水性や毛細管現象によって、気体生成材で常に湿っている材料である。第４の実施の態様においては、加湿気体生成手段４は、湿潤部３８と、湿潤部３８の上空であって加湿気体で満たされた気体空間を内包している。湿潤部３８に親水性の適当な材料を選べば、気体生成材の表面積を拡大したのと同じ効果が得られる。そのため、気体２２の風量が多い場合でも、吹き出し開口手段３から押し出される気体は、十分に湿潤である。また、湿潤部３８の毛細管現象や親水性の作用があるため、加湿気体表面３９の位置が厳密でなくてもよい。そのため、図３に示したレベル板２０や排出手段１１を省略することも可能である。

1 ローラ表面の乾燥抑制装置
2 ローラ
3 吹き出し開口手段
4 加湿気体生成手段
5 加湿気体生成材供給手段（気体生成材供給手段）
6 タンク（供給タンク）
7 送出ポンプ
8 気体生成材
9 供給タンク６の空気の部分
10 加熱器
11 排出手段
12 圧力気体供給手段
13 加熱手段
14 チューブ
15 排出チューブ
16 破断線
17 プール
18 矢印
19 排出路
20 レベル板
21 矢印
22 気体
23 穴
24 仕切り板
25 連通穴
26 気体生成材２９の表面
27 蒸気
28 矢印
29 気体生成材
30 圧縮空気供給口
31 圧縮空気供給源
32 矢印
33 圧力気体供給手段
34 圧力気体供給手段
35 放出部
36 泡
37 空気
38 湿潤部
39 気体生成材の表面

Claims (3)

1. 回転するローラ（２）の表面の乾燥を抑制するためのローラ表面の乾燥抑制装置（１）において、
   前記ローラ（２）の長手方向に沿って加湿用気体を吹き出すための前記ローラ（２）と略同じ長さの吹き出し開口手段（３）と、
   前記吹き出し開口手段（３）に沿って配置され、加湿用気体を生成するための加湿気体生成手段（４）と、
   前記加湿気体生成手段（４）に、加湿気体の生成材を供給するための気体生成材供給手段（５）と、
   前記気体生成材供給手段（５）に対して、加湿気体の生成材を供給するタンク（６）と、
   前記加湿気体生成手段（４）によって生成した加湿気体を前記吹き出し開口手段（３）を通じて前記ローラ（２）の表面に到達させる圧力気体供給手段（１２）と、
   前記加湿気体生成手段（４）に組み合わされて配置され、前記加湿気体生成手段（４）によって生成される加湿用気体の温度が、前記ローラ（２）の表面温度よりも高くなるように加熱する加熱手段（１３）から構成され、
   前記タンク（６）は、前記気体生成材供給手段（５）とは、前記生成材を搬送するためのチューブ（１４）で接続されることにより、前記タンク（６）と前記加湿気体生成手段（４）は、離れた場所に配置されていることを特徴とするローラ表面の乾燥抑制装置。
2. 前記加湿気体生成手段は、前記気体生成材供給手段から供給された生成材の余剰分を排出する排出手段と、排出チューブとをさらに備え、前記余剰分を前記排出手段から前記排出チューブを経由して前記タンクに戻すことを特徴とする請求項１に記載のローラ表面の乾燥抑制装置。
3. 前記加湿気体生成手段に前記タンク中の前記生成材を送出するための送出ポンプをさらに備えた請求項１に記載のローラ表面の乾燥抑制装置。