JPH0214146A - 紙等のシート状物に熱間印刷を行うための機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙や、軽量ボール紙、プラスチックシート等
のシート状物の上に熱間印刷を行うための機械に関する
。

〔従来の技術〕

周知のように、最近では、カラー印刷の場合にオフセッ
ト印刷、グラビヤ印刷、又は輪転印刷等は、単色か多色
のインキを用いて冷間工程で行われる。

紙は低温の液状インキの処理を受ける領域で湿潤状態に
なり易く、その結果、紙がローラ上を通過して色重ねさ
れる過程で、散ったり、滲んだり、汚れたりすることが
多い。

この問題を解決するために、熱風や紫外線又は赤外線等
によって紙を急速に乾燥させ、インキ中の溶剤を蒸発さ
せている。加熱された筐体中に設置された大型のファン
が使用されることもある。

しかし、こうした紙の乾燥には多くの問題が伴う。

事実、不均一なインキの付着が生じた場合、溶剤を蒸発
させるための乾燥工程によって、局部的に紙が乾き過ぎ
るので、最適な紙の相対湿度も変化し、成る場合には少
なくとも４色以上の重ね印刷が出来なくなる。

又、過剰乾燥は静電気現象の要因となり、スパーク、火
災、爆発事故をもたらすこともある。

同じような現象は祇以外のシート状物の場合にも起こり
得る。特に、紙は過剰乾燥の際に受ける機械的応力に耐
えられず、破れることがある。

更に、乾燥の程度は、乾燥される紙の量に適するように
乾燥システムによってコントロールされ、加熱段階にお
いて既に過剰乾燥となり、紙の破断が生じて火災事故が
発生しないようにすることが必要である。

熱間印刷を行う装置も公知であるが、これらの装置は写
真グラビアや輪転印刷のいずれにおいても冷間印刷用の
装置に比べて確かに能力が劣っている。

第１のタイプの装置は転写印刷のみを行い、転写シート
に予め印刷されているインキを、接着剤を担持した紙や
プラスチックシート上に移転させる作業だけを行う。祇
又はプラスチックシート上の接着剤は加熱されると膨潤
して転写紙のインキに接着し、シートが圧接されるとイ
ンキがこれに転写される。印刷が終了すると転写紙には
何も残らずインキの無い状態となる。

この第１タイプの装置は、高々時間当たり１８００枚程
度０印刷能力しか持たないので、能率が悪い、更に、何
よりも悪いことに、４色印刷が不可能で、滲みを生じる
傾向がある。

第２のタイプの装置は、化学薬品型又はカーボン型の転
写紙を準備するのに専用に使用されるものである。

これは棒状電気抵抗ヒータ又はオイル、スチーム等によ
って加熱された回転ローラを使用するものである。

加熱されるローラの内部に設置された棒状電気抵抗ヒー
タは涙じれ易く、高い熱慣性を有し、従って熱交換の大
きさの変化が鈍い、このため、細かい温度設定ができず
、どうしても受は入れ難い程度の時間遅れが生じる。棒
状ヒータの熱慣性は、環境空気によっても影響を受ける
。ローラ内部を循環するオイルは、クランキングのリス
クを回避するために１５０℃以上に加熱できないので、
回転中に紙に伝達される熱は最高で１００℃程度であり
、これは多くの熱溶融性インキに対しては不適当な条件
である。ローラ表面の温度を高くするために、熱の消失
をできるだけ少なくするように、ローラは非常に遅く回
転させる必要があるが、このようにすると生産能力は極
端に低下する。

ローラ内部を循環する加熱加圧スチームによっては、ロ
ーラの表面を１２０℃以上の高温に維持することは不可
能である。その上、高圧のスチームによって、ローラの
外郭を密閉しているシールに種々の問題が発生する。

要するに、加熱回転ローラを具えた第２タイプの公知の
装置は、最高温度並びにその変動の制御の点に関して、
問題を有している。この理由によって、これらの装置は
あまり印刷精度を要求されない利用分野、例えばカーボ
ン転写紙の製造等の単に被覆シートの印刷のみに関与し
ているような分野に限定されて使用されている。

被覆シートの印刷の場合でさえも、種々のサイズのシー
ト上に印刷することは不可能であり、ローラの部分的な
利用は、熱のコントロールに関して上述の問題点を益々
大きくする。

熱間印刷装置の能力を制限するこの条件は全く不当なも
のである。なぜならば、この装置は冷間印刷における問
題点を解決するのみならず、本出願人が指摘したように
、熱間印刷に伴う熱の消費量を冷間印刷の場合よりも少
なくでき、これによるエネルギの節約は相当のものにな
るからである。

熱間印刷においては、熱はインキ又は熱可溶性のカラー
物質を溶解させ、紙への転写の際に、これを適当な温度
に維持するようにするためにのみ供給される。冷間印刷
の場合には、過剰な液体が蒸発し、必要な乾燥状態とな
るまで印刷される材料全体に熱が供給される。

本発明の達成すべき技術的課題は、冷間印刷の上述の問
題点を解消し、高い印刷精度と生産量を要求される用途
においても、紙やシート状物に熱間印刷を行うことので
きる機械を提供することにある。

これらの技術的課題の中で、特に重要な本発明の目的は
、熱効率が高く印刷工程に利用されない無駄な熱消費の
少ない機械を提供することにある。

この目的を達成するために、紙やシート状物に熱間印刷
を行うためにフレーム上に次の各機構を具えていること
を特徴とする機械が提供される。

熱可溶性物質を溶解させるように構成された溶解手段、 円筒形の外套部を具え、前記溶解手段に隣接し、且つ前
記熱可溶性物質をローラによって走行するシート状物に
移転させるための中空ローラ、前記ローラの少なくとも
一部をを加熱するために、該加熱ローラの内部に並列に
配置されて前記外套部と接している帯状ヒータを具えた
加熱装置、前記ローラの下流側に設置され、シート状物
の向きを変えるための偏向ロール、並びに少なくとも一
部の該偏向ロールを冷却するための冷却装置とを具え、 前記各帯状ヒータは前記外套部の特定１域に設置され、
他の帯状ヒータとは独立して電源からの電力を受けて作
動する電気抵抗型ヒータを含む。

本発明は、図面に示す好適実施例に基づいて、更に詳細
に説明される。

〔実施例〕 第１図には、本発明にかかる熱間印刷機械１が示されて
いる。この機械ｌは、フレームｌａ上に取付けられた多
数の偏向部材、即ち印刷操作を受けた直後の紙等のシー
ト状物３を搬送するための何本かの偏向ロール２を具え
ている。

偏向ロール２の上流側の印刷区域には、熱可溶性物質５
ｃを祇３に移転させるためのローラ４が設置されている
。これらのローラ４は、溶解手段５から熱可溶性物質を
取り出す第１０−ラ４ａを含んでいる。溶解手段は熱可
溶性物質を熱溶解させるためのものであり、電気抵抗ヒ
ータを具えた槽５ａを具えている（第１図）、この槽５
ａにはドクタブレード５ｂが取付けられ、該ブレードは
前記第１０−ラ４ａに接して熱可溶性物ｆ５ｃの移転を
抑制している。ローラ４に接触して第２０−ラ４ｂが設
けられ、更にこの第２０−ラ４ｂとの間に紙３を把持す
る第３の圧接ローラ４ｃが設けられている。

前記偏向ロール２の中の少なくとも何本かは、蒸発させ
るための水用の水循環管路とスプレィノズルとを具えた
冷却装置２ａによって、冷却されることが望ましい。こ
れらの冷却装置２ａは公知のものであってもよく、従っ
てここでの詳述は省略する。

何本かの偏向ロールを冷却することにより、祇３に対す
る熱可溶性物質の透過が阻止される。熱可溶性物質移転
ローラ４の少なくとも一部は、これに代えて、円筒形の
金属外套部７に接してローラ４の内部に設置された加熱
装置６を具えている。

外套部は厚さが薄＜、高い伝熱性を有し、取り外し可能
なヘッドピース８と共に各ローラ４の外殻構造を構成し
ている。加熱装置６は、ローラ４の長手方向に沿って並
列された多数の帯状ヒータに分割されていることが好ま
しく、各帯状ヒータはそれぞれ独立した熱制御手段を具
えていることが好ましい。

図示の実施例についてその詳細を説明すると、加熱装置
６はそれぞれ独立した熱制御手段を具えた三つの帯状ヒ
ータ６ａに分割され、それぞれ外套部の内周面に接し、
該外套部７の全面に密接している。帯状ヒータ６ａは均
一な厚さを有し、第４図に示すように一枚のカーペット
をなすように相互に隣接していることが望ましい。これ
らのヒータは電気抵抗体１０を内包したシリコーン等の
可撓性を有する絶縁材９で作られ、前記電気抵抗体は各
帯状ヒータ６ａに空所が生じないように屈曲して配置さ
れた可撓性の電線によって形成されている。それぞれの
帯状ヒータ６ａに対して、別々に電力供給手段が設けら
れている。各帯状ヒータ６ａは熱電堆等の温度センサ１
１を具え、第５図に示す制御手段１２に信号を送って、
抵抗体１０に対する入力電流量を変化させるように構成
されている。制御手段１２は公知のようにスイッチを具
え、最大人力値を変更したり人力を遮断したりできるよ
うにすることが望ましい。このようにして、初期の過渡
期間を短くするだけでなく、局部的な加熱を迅速且つ容
易なやり方で行える。

即ち、大量の熱可溶性物質の存在によって更に多くの熱
を供給することが必要となった区域の帯状ヒータに対し
て、選択的に加熱を行うことができる。

加熱装置６は、ホルダ１３によって外套部７に接触して
保持されるが、該ホルダには二つの好ましいＭ様がある
。

第２図並びに第３図に示された実施例においては、ホル
ダ１３はローラ４の内部に流動状態の断熱性コンクリー
ト材料を注入して、遠心力によって均一な厚さの層とな
したものである。第５図。

第６図、第７図の実施例においては、ホルダ１３はアル
ミ合金製のプレート１５で形成されている。

このプレート１５は、前記外套部７と実質的に同心のリ
ングの中に置かれた強化用折り曲げ部によって形成され
た波型１６を有する。

これらの波型ｌＧは層９と接触し、これによってプレー
ト１５は層９と協同して空気を含んだ空間１７を形成す
る。このようにして、ローラ４に対する断熱層が作られ
る。

抵抗体４に対面するプレート１５の外表面１８は、適宜
なコーティングによって高い熱反射性を有するようにさ
れている。例えば、鏡面仕上げや研暦等が施されてもよ
い。これに反して、プレート１５の内面１９は艶消しさ
れている。このようにして、抵抗体１０から発生した熱
の大部分は、伝導による熱の移転を防止する空間１７と
、輻射による熱の移転を防止する外表面１８の反射作用
の両者によって、外套部７に接近した領域内に閉じ込め
られる。

プレート１５は実質的に環状をなす並列されたモジュー
ルに分割され、該モジュールは容易に組み立てられてプ
レート１５を形成し、異なる長さのローラ４に適合可能
である。第５図並びに第６図の例においては、プレート
１５を外套部７の方へ付勢する複数の柱２０を具えた取
付はエレメントが、プレート１５の内部に設けられてい
る。

各社２０は、ねじエレメント２２が貫通しているフ゛ラ
ケットエレメント２工を具え、１亥フ゛ラケツトエレメ
ントはプレー）１５に接触する三つの作用ラグ２３を形
成している。

このねじエレメント２２には、ローラ４のバランスをと
るのに使用される可動体を形成する一対のロックナツト
２４．２５が蝮合している。

印刷摸作のために、少なくとも何本かのローラ４（特に
第２０−ラ４ｂ）の外套部７の外表面は接着性の高い接
着剤によって“ＮｉｌｏｇＮｌｌｏ”の名称で市販され
ている公知のタイプのプラスチックカバー２６　（第５
〜８図）に固定されている。

このカバーの表面は、印刷される区域を描くように穿孔
されてエツチングされ、熱可溶性物質の搬送が容易とな
るように構成されている。プラスチックカバー２６を取
り外し可能になし、これの使用されていたローラ４を別
の印刷作業に利用することができるようにすることが望
ましい。

ローラ４の一端には、外套部７−内に分離エレメント２
７が内包されている。このエレメントは、プラスチック
カバー２６のフラップを外套部７から離れるようにその
先端で押すように構成されている無頭ねじ又はセントス
クリュー等であり、これによってプラスチックカバー２
６を交換する必要がある場合には、完全に取り外すこと
が可能である。

槽５ａの中の熱可溶性′ｊＩｙＪ質は、例えば顔料と微
結晶ワックスによって形成され、符号５ｃで示されてい
る。

特に、掻き取りによって剥がされるように意図された色
付き層を印刷する場合、熱可溶性物質は、少なくとも５
０％の“ＡｒｇｅｎＬｏ　１７７”として公知のアルミ
粉末、又は”Ｂｒｏｎｚｏ　Ｐａ１ｌｉｄｏ　１７”　
；多くても５％の”Ｅｌｔｅｎｅ　２５“として公知の
低密度ポリエチレン；多くても２０％の“Ｅｌｔｅｎｅ
”として公知の高密度ポリエチレン；多くても２５％の
糊剤、微結晶ワックス、並びに“Ｌｕｎａ　Ｍｅｌｔ　
ＬＭ　４００”として公知のポリエチレン組成物の混合
物が好ましい。

本発明の機械で使用するのに適した熱可溶性物質の他の
例は、多くても５０％の均質化された顔料；少なくとも
２５％の高密度ポリエチレン；多くても２５％の５ｅｐ
ａ　Ｍｅｌｔ　８７／Ｂ”として公知の１７０℃で約２
０００ｃｐｓの粘度を有する高融点微結晶ワックス組成
物の混合物である。

本発明は多くの利点を存する。

本発明の機械は、熱間印刷に対して広い利用分野を有す
る。

ローラ４の温度は分割された帯状ヒータ毎に容易に且つ
高精度で制御される。

ローラ４の表面に１８０℃以上の温度を維持し、しかも
熱慣性は無視し得る程度である。この温度において前述
のインキを使用すれば、厚いインキ層を最高の精度で形
成することができる。

各ローラの各帯状ヒータによる温度制御によって、印刷
作業の際に紙のサイズの変更が可能になることは自明で
ある。

ローラ４の特別な構造により、抵抗体から発生する熱は
殆ど全部が熱間印刷作業のためにローラの表面に集中し
、しかもローラ中心への熱のロスは最小になる。これに
よって、印刷作業の際に、紙の温度変化を素早く行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明機械のレイアウトを示す図、第２図は
、本発明の第１実施例のローラの一部の分解側断面図、 第３図は、第２図のローラの積層構造を示す断面図、 第４図はそれの積層構造を示す平面図、第５図は、本発
明の第２実施例のローラの一部分解側断面図、 第６図は、第５図のローラの積層構造を示す断面図、 第７図は、第５図の一部の拡大図、 第８図は第５図に示すローラのエツジエレメントの側断
面図である。 １−・−印刷機械、 ２−送りローラ、 ３・−紙、 ４・−ローラ、 ５−溶解手段、 ６−加熱装置、 ７−・外套部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紙等のシート状物に熱間印刷を行うための機械であ
   って、 熱可溶性物質（５ｃ）を溶解させるように構成された溶
   解手段（５）と、 円筒形の外套部（７）を具え、前記溶解手段（５）に隣
   接し、且つ前記熱可溶性物質をローラ（４）によって走
   行するシート状物（３）に移転させるための中空ローラ
   （４）と、前記ローラ（４）の少なくとも何本かを加熱
   するために、該加熱ローラ（４）の内部に並列に配置さ
   れて前記外套部（７）と接している複数の帯状ヒータ（
   ６ａ）を具えた加熱装置（６）と、前記ローラ（４）の
   下流側に設置され、シート状物（３）の向きを変えるた
   めの偏向ロール（２）、並びに少なくとも一部の該偏向
   ロール（２）を冷却するための冷却装置（２ａ）とをフ
   レーム（１ａ）上に具え、 前記各帯状ヒータ（６ａ）はそれぞれ前記外套部（７）
   の特定領域に設置され、他の帯状ヒータ（６ａ）とは独
   立して電源からの電力を受けて作動する電気抵抗体（１
   ０）であることを特徴とする機械。 ２、各帯状ヒータ（６ａ）毎に温度センサ（１１）が設
   けられ、前記ローラ（４）の外側には、前記各センサ（
   １１）と電気抵抗体（１０）とに接続された制御手段（
   １２）が設けられ、該制御手段（１２）は前記抵抗体（
   １０）に入力される電流の量を変化させるように機能す
   る請求項１に記載の機械。 ３、各帯状ヒータ（６ａ）が、前記電気抵抗体（１０）
   を内包した可撓性の絶縁材料（９）からなり、該電気抵
   抗体（１０）は、前記帯状ヒータ（６ａ）の全面に接触
   するように屈曲して配置された少なくとも一本の可撓性
   の電線で形成されている請求項１に記載の装置。 ４、前記制御手段（１２）が、入力される最大電流量を
   変更したり、電流を遮断するように構成された公知のス
   イッチエレメントを具え、各帯状ヒータ（６ａ）の熱制
   御はこれらの条件を変更することによって行われる請求
   項２に記載の機械。 ５、前記ローラ（４）の内側に設けられ、加熱装置（６
   ）を外套部（７）に接して保持し、且つ該加熱装置（６
   ）から発生した熱を外套部（７）に接近したローラ（４
   ）の区域内に閉じ込めるように構成された保持手段（１
   ３）を具えた請求項１に記載の機械。 ６、前記保持手段（１３）が、実質的に均一な厚さを有
   し、前記加熱装置（６）に接触して設けられ、加熱装置
   を外套部（７）に接触して保持するように構成されたコ
   ンクリート材料（１４）の層を具えている請求項５に記
   載の機械。 ７、前記保持手段（１３）が、一部で加熱装置（６）か
   ら離れて少なくとも１個所の断熱空間（１７）を形成し
   ているプレート（１５）を具えている請求項５に記載の
   機械。 ８、前記プレート（１５）が加熱装置（６）に対面する
   反射面（１９）を具えている請求項７に記載の機械。 ９、前記プレート（１５）が一部で加熱装置（１５）に
   接する波型を有する請求項７に記載の機械。 １０、前記プレート（１５）を外套部（１７）の方へ押
   し付けるように配置された複数の柱（２０）を具えた調
   節可能な位置決めエレメントを有し、前記柱（２０）は
   ブラケットエレメント（２１）と、該ブラケットエレメ
   ント（２１）を貫通するねじエレメント（２２）とを具
   え、これら両エレメント（２１、２２）は前記プレート
   （１５）上に作用する３つのラグ（３２）を形成し、前
   記ねじエレメント（２２）はその上に少なくとも一つの
   可動のバランス体（２５）を有する請求項７に記載の機
   械。 １１、前記ローラ（４）の少なくとも一部が、外套部（
   ７）上に接着されたプラスチックのカバー（２６）を具
   え、該プラスチックカバーの表面は熱可溶性物質（５ｃ
   ）を担持するようになっている請求項１に記載の機械。 １２、前記外套部（７）に内包されたねじによって構成
   された少なくとも分離エレメント（２７）を具え、ねじ
   込むことによって前記外套部（７）から前記プラスチッ
   クカバー（２６）を分離するように構成されている請求
   項１１に記載の機械。 １３、熱可溶性物質（５ｃ）を紙（３）に移転させるよ
   うに構成された円筒形の外套部（７）と前記ローラ（４
   ）の内部に設置されて前記外套部（７）に接触する加熱
   装置（６）とを具え、該加熱装置（６）は並列に配置さ
   れた複数の帯状ヒータ（６ａ）からなり、各帯状ヒータ
   （６ａ）は前記外套部（７）の特定の個所に設置され、
   それぞれ独立して電力の供給を受ける電気抵抗体（１０
   ）を有し、更に、少なくとも一つの空間（１７）を形成
   するように前記加熱装置（６）に接触して伝導による熱
   損失を少なくするように構成された保持手段（１３）を
   具え、該保持手段（１３）は、前記加熱装置（６）に対
   面して反射表面（１９）を有するプレート（１５）を具
   え、これによって輻射による熱の損失を少なくするよう
   に構成されていることを特徴とする紙等のシート状物上
   に熱間印刷を行う機械に使用されるローラ。