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CN110192073B - 薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和印刷装置及印刷方法 - Google Patents

薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和印刷装置及印刷方法 Download PDF

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CN110192073B CN201880006486.6A CN201880006486A CN110192073B CN 110192073 B CN110192073 B CN 110192073B CN 201880006486 A CN201880006486 A CN 201880006486A CN 110192073 B CN110192073 B CN 110192073B
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Abstract

提供一种提高了在表面附着有液体的薄片状非渗透性基材的表面的干燥效率的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和使用其的印刷装置及印刷方法。薄片状非渗透性基材的表面干燥装置包括：搬入口，其用于搬入具有液体附着面的薄片状非渗透性基材；空气喷嘴，其用于喷吹高温空气；搬出口，其用于搬出所述薄片状非渗透性基材；空气屏障区域形成部，其形成于所述搬入口与搬出口之间，以覆盖所述薄片状非渗透性基材的液体附着面的方式形成隔热空气屏障；以及滞留空气排气部，其用于将滞留于所述薄片状非渗透性基材的液体附着面上的滞留空气通过附壁效应排出到所述空气屏障区域形成部之外，并置换所述薄片状非渗透性基材的液体附着面上的液体附着面上空气。

Description

薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和印刷装置及印刷方法
技术领域
本发明涉及在表面附着有涂料或墨等液体的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和使用其的印刷装置及印刷方法。
背景技术
从薄片状非渗透性基材中的水性墨的使用可知，基于溶剂的蒸发的干燥方式是近年在单程(single-pass)方式的水性喷墨印刷、液体调色剂或水性喷墨的转印、水性凹版印刷等领域中受到瞩目的技术。
在基于薄片状非渗透性基材的蒸发的干燥中，因该干燥能量大，故以往通过各种手段进行应对。例如，能够举出依赖于基材的锚涂层及材料的凝缩粘度的提升的类型、依赖于特殊的溶剂的循环回收的类型、依赖于干燥装置的大型化及功率的提升的类型等。需要不依赖于材料或溶剂的用于非渗透性基材的有效率的溶剂的蒸发干燥的装置。
在蒸发干燥中，材料的局部性加热升温及材料周边的蒸发溶剂的去除变得重要。另外，在印刷物等中与均匀的涂布物不同，在印刷面中墨所含有的溶剂或着色剂等的分布并不一样，故有干燥不均匀的问题。
作为局部性加热升温的例子，在专利文献1及专利文献2中提出有使用了微波或红外线加热方式的例子。另外，在专利文献3中提出有在喷墨印刷装置中使用了基于水平气流的干燥的例子。在专利文献4中，提出有使用红外线电磁能及对流性气流来处理印刷墨的不均匀性的例子。然而，就非渗透性基材的有效率的干燥的观点而言，这些对所使用的能源、紧凑性而言是不充分的。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-265271号公报
专利文献2：日本特开2014-129909号公报
专利文献3：日本特开2007-253613号公报
专利文献4：日本特表2012-528750号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的在于提供一种提高了在表面附着有液体的薄片状非渗透性基材的表面的干燥效率的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和使用其的印刷装置及印刷方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置包括：搬入口，其用于搬入在表面具有附着有液体的液体附着面的薄片状非渗透性基材；空气喷嘴，其用于对所述搬入的薄片状非渗透性基材的液体附着面喷吹高温空气；搬出口，其用于搬出所述薄片状非渗透性基材；空气屏障(air shield)区域形成部，其形成于所述搬入口与搬出口之间，以覆盖所述薄片状非渗透性基材的液体附着面的方式形成隔热空气屏障；以及滞留空气排气部，其设置于所述空气屏障区域形成部，用于将滞留于所述薄片状非渗透性基材的液体附着面上的滞留空气通过附壁效应排出到所述空气屏障区域形成部之外，并置换所述薄片状非渗透性基材的液体附着面上的液体附着面上空气。
较佳为进一步具备加热机构，该加热机构从所述薄片状非渗透性基材的背面侧将所述薄片状非渗透性基材加热。
本发明的印刷装置是一种印刷装置，其设置有所述薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥。
本发明的印刷方法是一种印刷方法，其包括设置所述薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥的工序。
本发明的印刷物是一种印刷物，其通过所述印刷方法进行印刷，使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥。
发明效果
根据本发明，具有能够提供一种提高了在表面附着有液体的薄片状非渗透性基材的表面的干燥效率的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置和使用其的印刷装置及印刷方法的显著效果。
附图说明
图1是表示本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置的一个实施方式的示意侧视图。
图2是图1的主要部分放大图。
图3是更具体地示出图1所示的实施方式的示意立体图。
图4是表示设置了多个图3所示的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置的实施方式的示意立体图。
图5是表示本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置的其他实施方式的示意侧视图。
图6是更具体地示出图5所示的实施方式的示意立体图。
图7是表示设置了多个图6所示的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置的实施方式的示意立体图。
图8是表示从薄片状非渗透性基材的背面侧将薄片状非渗透性基材加热的加热机构的一个实施方式的主要部分示意侧视图。
图9是表示从薄片状非渗透性基材的背面侧将薄片状非渗透性基材加热的加热机构的其他实施方式的主要部分示意侧视剖面说明图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式，但这些实施方式是例示性地示出的，只要不脱离本发明的技术思想当然可以进行各种变形。需要说明的是，相同构件以相同附图标记表示。
本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置适合用于薄片状的非渗透性基材的单程(single-pass)方式的水性喷墨印刷、液体调色剂或水性喷墨的转印、水性柔板印刷、水性凹版印刷等要求相对高速的转印、印刷方式等。本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置是组合了热量的辐射、对流、传导的干燥装置，并且是使用与干燥介质相对向的空气屏障的干燥装置。该薄片状非渗透性基材的表面干燥装置是在空气屏障内使用附壁效应将滞留于干燥介质的表面边界附近的溶剂有效率地排出、置换而由此提高干燥效率。
在本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置中，提出了不依赖附着于表面的涂料或墨等液体的材料或溶剂，而用于非渗透性基材进行有效率的溶剂的蒸发干燥的装置。
另外，为了组装于单程方式的喷墨装置，必须使装置较小。并且，为了减少热量对喷墨头的影响，必须使表面干燥装置与喷墨头能够分离。在设定为进行印刷的情况下，有必要处理墨的不均匀分布所导致的干燥不均匀。并且，为了处理薄片状的非渗透性基材的热变形，必须能够配合生产线的速度自如地进行升温控制。本发明的表面干燥装置的实施方式是消除了上述所有问题的装置。
图1至图3中示出本发明的一个实施方式。在图1至图3中，附图标记10A是本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置。表面干燥装置10A具有：搬入口18，其用于搬入在表面12具有附着有涂料或墨等液体的液体附着面14的薄片状非渗透性基材16；空气喷嘴20，其用于对所述搬入的薄片状非渗透性基材16的液体附着面14喷吹高温空气；搬出口22，其用于搬出所述薄片状非渗透性基材16；空气屏障区域形成部26，其形成于所述搬入口18与搬出口22之间，以覆盖所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14的方式形成隔热空气屏障24。作为薄片状非渗透性基材16，示出了使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂膜的例子。薄片状非渗透性基材16是片状且具有挠性的薄片状非渗透性基材。
并且，如图1及第2图明确所示，表面干燥装置10A是构成为进一步具有滞留空气排气部34，该滞留空气排气部34设置于所述空气屏障区域形成部26，用于将滞留于所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14上的滞留空气30通过附壁效应排出到所述空气屏障区域形成部26之外，并置换所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14上的液体附着面上空气32。
作为从所述空气喷嘴20对于薄片状非渗透性基材16的液体附着面14喷吹的高温空气的温度，50～150℃为佳。另外，示出了所述空气喷嘴20设置于两个部位而分别为第一空气喷嘴20a、第二空气喷嘴20b的例子。所述空气喷嘴20也可以设置多个，且对于其设置数量并没有特别限定。作为涂料或墨等液体，水性的涂料或墨等液体为佳。另外，作为该涂料或墨等液体，也可以含有溶剂。
附图标记36是具备加热机构的旋转筒，附图标记38是进给辊。作为旋转筒所具备的加热机构的例子，如后述那样，例如是图9所示的结构的加热机构。薄片状非渗透性基材16沿着旋转筒36被搬运，经由进给辊38被卷取于卷取辊(图示省略)。旋转筒36是通过驱动机构(省略图示)而旋转的筒体，薄片状非渗透性基材16在该旋转筒36上被搬运。
第一空气喷嘴20a及第二空气喷嘴20b安装于空气喷出装置40，用于对搬入的薄片状非渗透性基材16的液体附着面14喷吹例如50℃～150℃左右的高温空气。在图示例中，在被空气喷出装置40与旋转筒36所夹着的区域当中最上游侧的部位形成有搬入口18。在空气喷出装置40设置有喷吹空气的温度控制装置。
另外，滞留空气排气部34安装于空气吸引装置42。滞留于所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14上的滞留空气30通过附壁效应被排出到所述空气屏障区域形成部26之外。在图示例中，在被空气吸引装置42与旋转筒36所夹着的区域当中最下游侧的部位形成有搬出口22。
搬入口18与搬出口22之间的区域设有空气屏障区域形成部26，该空气屏障区域形成部26以覆盖所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14的方式形成隔热空气屏障24。在图示例中，被空气喷出装40、空气吸引装置42与旋转筒36所夹着的区域成为形成隔热空气屏障24的空气屏障区域形成部26。
在图3中，更具体地示出图1所示的实施方式，空气屏障区域形成部26比图1短，但基本结构与图1所示的实施方式相同。
在本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置中，为了干燥的效率化及减少热量对其他部分的影响，装置具有施加隔热的空气屏障。另外，为了处理墨等所附着的液体的不均匀分布所导致的干燥不均匀，设置有由高温的空气喷嘴构成的传导-对流部。另外，为了局部性高速升温而可以设置利用电磁波的加热部。进而，在最后部位设置有用于效率良好地进行蒸发滞留的溶剂的去除、置换而使用附壁效应进行排气的排气部。从而，上述空气屏障内的三个传导-对流部、加热部、排气部这样的结构部通过将各自的温度及风量、电磁输出、排气风量进行独立控制，能够保持最适当的干燥状态。
若使用如上构成的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置10A，则能够提高在表面12附着有涂料或墨等液体的薄片状非渗透性基材16的表面的干燥效率。
接着，将设置了多台图3所示的表面干燥装置10A的实施方式示于图4。
如图4所示，本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置10B是设置多台图3所示的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置10A的实施方式。在表面干燥装置10B中，设置有多台安装了具备所述第一空气喷嘴20a及第二空气喷嘴20b的空气喷嘴20的空气喷出装置40(图示例中为三台)。另外，安装有滞留空气排气部34的空气吸引装置42也同样地设置有所台(图示例中为三台)。即，表面干燥装置10B在旋转筒36的周面设置有三台图3所示的表面干燥装置10A。因此，表面干燥装置10B与表面干燥装置10A相比，能够获得更为增进的干燥能力。
若将上述的本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置设置于印刷装置，则会成为墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面的干燥效率极佳的印刷装置。
另外，在进行各种印刷时，若设置薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，则经过使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥的工序，从而形成墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面的干燥效率极佳的印刷方法。进而，通过该印刷方法所印刷的印刷物成为使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面以极佳效率干燥的印刷物。
将本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置的其他实施方式示于图5至图6。
在图5至图6中，附图标记10C是本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置。表面干燥装置10C具有：搬入口18，其用于搬入在表面12具有附着有涂料或墨等液体的液体附着面14的薄片状非渗透性基材16；空气喷嘴20，其用于对所述搬入的薄片状非渗透性基材16的液体附着面14喷吹高温空气；搬出口22，其用于搬出所述薄片状非渗透性基材16；空气屏障区域形成部26，其形成于所述搬入口18与搬出口22之间，以覆盖所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14的方式形成隔热空气屏障24；以及辐射加热部28，其设置于所述空气屏障区域形成部26，用于对所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14照射辐射热。作为薄片状非渗透性基材16，示出了使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂膜的例子。薄片状非渗透性基材16是片状且具有挠性的薄片状非渗透性基材。
并且，如图5及图6明确所示，表面干燥装置10C构成为进一步具有滞留空气排气部34，该滞留空气排气部34设置于所述空气屏障区域形成部26，用于将滞留于所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14上的滞留空气30通过附壁效应排出到所述空气屏障区域形成部26之外，置换所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14上的液体附着面上空气32。即，在表面干燥装置10C中，取代图3所示的表面干燥装置10A中的第二空气喷嘴20b，在所述空气屏障区域形成部26设置有用于对所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14照射辐射热的辐射加热部28。需要说明的是，在图示例中，示出了在比所述辐射加热部28更靠上游侧设置所述空气喷嘴20的例子，但也能够为在比所述辐射加热部28更靠下游侧设置所述空气喷嘴20的结构。
用于对所述薄片状非渗透性基材16的液体附着面14照射辐射热的辐射加热部28安装于辐射加热装置44。作为辐射加热装置44的辐射加热部28的例子，示出了利用卤素灯光源进行的红外线加热的例子。只要能够辐射加热，则均能够用作辐射加热部28，除了卤素灯以外的红外线加热，也能够使用微波加热等电磁波加热等的加热机构。另外，在辐射加热装置44设置有用于进行辐射加热部28的温度调节的温度控制装置。
接着，将设置多台图6所示的表面干燥装置10C的实施方式示于图7。
如图7所示，本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置10D是设置多台图6所示的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置10C的实施方式。在表面干燥装置10D中，设置有多台安装了所述空气喷嘴20的空气喷出装置40(图示例中为三台)。另外，安装有滞留空气排气部34的空气吸引装置42也同样地设置有多台(图示例中为三台)。并且，安装有辐射加热部28的辐射加热装置44也同样地设置有多台(图示例中为三台)。即，表面干燥装置10D在旋转筒36的周面设置有三台图6所示的表面干燥装置10C。因此，表面干燥装置10D与表面干燥装置10C相比，能够获得更为增进的干燥能力。
在本发明的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置中，较佳为进一步具备加热机构，该加热机构从所述薄片状非渗透性基材16的背面侧将薄片状非渗透性基材16加热。这是因为能够使干燥效率更为提升。
将从所述薄片状非渗透性基材16的背面侧将薄片状非渗透性基材16加热的加热机构的例子示于图8及图9。如图8所示，能够构成为具备从所述薄片状非渗透性基材16的背面侧46将薄片状非渗透性基材16加热的加热机构48。在图8所示的加热机构48中，示出了电热板的例子。作为电热板，能够使用公知的电热板。作为从所述薄片状非渗透性基材16的背面侧46将薄片状非渗透性基材16加热的加热机构48，只要能够从所述薄片状非渗透性基材16的背面侧46将薄片状非渗透性基材16加热即可，能够使用公知的各种加热机构。
在图9中，作为从薄片状非渗透性基材16的背面侧46将薄片状非渗透性基材16加热的加热机构49的例子，示出了热水循环型筒的例子。热水循环型筒50在筒体52的内部形成有使热水54流通的热水用流路56。作为热水54，例如为50℃～70℃的热水。在筒体52的后端部形成有用于进行热水54的流入及流出的流入口58及流出口60。热水54通过设置于外部的循环泵进行循环。通过在如此构成的热水循环型筒50的旋转筒上搬运薄片状非渗透性基材16，从而能够从薄片状非渗透性基材16的背面侧46将薄片状非渗透性基材16加热。需要说明的是，作为热水循环型的圆筒，能够使用图示例以外的公知的热水循环型的能够加热的圆筒。
[实施例]
以下，举出实施例进一步具体地说明本发明，但这些实施例是例示性地示出的，当然不应限定性地解释。
(实施例1)
在单程喷墨印刷机上安装如图3所示的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，准备设置有1个使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥的表面干燥装置的印刷装置，利用所述单程喷墨印刷机所印刷的基材按照图1所示的原理在所述表面干燥装置中以辊对辊的方式使墨附着面干燥。作为薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，使用以下的装置。
圆筒：使用筒长600mm、直径300mm、不锈钢制、对应热水循环的筒。
空气喷嘴：朝向圆筒的长度方向的宽度550mm、喷嘴宽度3mm、金属制，空气照射角度设定为第1空气喷嘴对于圆筒周面为45度，第2空气喷嘴对于圆筒周面为90度。
附壁排出部：朝向圆筒的长度方向的宽度550mm、狭缝宽度2mm、金属制。
墨：使用日本特开2016-210959号公报所揭示的含有高沸点溶剂的水系墨。
基材：使用厚度为25μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂膜(FUTAMURACHEMICAL CO.，LTD制)。
各部分的条件：圆筒热水控制在55～60℃，各空气喷嘴的吸气风量是3m3/分钟，吹出口温度130℃，附壁排出部的排出风量是1m3/分钟。墨使用了使用面积大且被认为难以干燥的白墨。墨的喷出量是600dpi的20pl，以全实地印刷进行评估。干燥的评估通过是否在位于该干燥部的后部500mm以内的金属制的转向辊发生转印来进行。该方法作为实际运用的最适合的方法被印刷相关人员使用，故采用。
在上述条件下将线速以1m/分钟的方式提高，求出影响干燥能力的附壁部的排出风量的适当值。
在没有附壁排出风量的情况下，最大干燥线速是7m/分钟，但是在上述条件的排出风量为1m3/分钟时最大干燥线速成为10m/分钟，干燥能力约提升40％。使排出风量比此更为增加或减少，也无干燥能力的提升。
(实施例2)
除了在单程喷墨印刷机上设置三个图4所示的表面干燥装置以外，通过与实施例1相同的条件，以辊对辊的方式使墨附着面干燥。可确认到干燥能力的增进。另外，可确认到在与实施例1相同的条件，能够应对30m/分钟的线速。
附图标记说明：
10A、10B、10C、10D：薄片状非渗透性基材的表面干燥装置
12：表面
14：液体附着面
16：薄片状非渗透性基材
18：搬入口
20：空气喷嘴
20a：第一空气喷嘴
20b：第二空气喷嘴
22：搬出口
24：隔热空气屏障
26：空气屏障区域形成部
28：辐射加热部
30：滞留空气
32：液体附着面上空气
34：滞留空气排气部
36：旋转筒
38：进给辊
40：空气喷出装置
42：空气吸引装置
44：辐射加热装置
46：薄片状非渗透性基材的背面侧
48、49：加热机构
50：热水循环型筒
52：筒体
54：热水
56：热水用流路
58：流入口
60：流出口

Claims (6)

1.一种薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，其包括：
搬入口，其用于搬入在表面具有附着有墨的墨附着面的薄片状非渗透性基材；
空气喷嘴，其用于对搬入的所述薄片状非渗透性基材的墨附着面喷吹高温空气；
搬出口，其用于搬出所述薄片状非渗透性基材；
空气屏障区域形成部，其形成于所述搬入口与搬出口之间，以覆盖所述薄片状非渗透性基材的墨附着面的方式形成隔热空气屏障；以及
滞留空气排气部，其设置于所述空气屏障区域形成部，用于将滞留于所述薄片状非渗透性基材的墨附着面上的滞留空气通过附壁效应排出到所述空气屏障区域形成部之外，并置换所述薄片状非渗透性基材的墨附着面上的墨附着面上空气，
在所述空气屏障区域形成部设有由所述空气喷嘴构成的传导-对流部，
所述滞留空气排气部形成为在所述空气屏障区域形成部的最后部位进行蒸发滞留的溶剂的去除、置换的排气部。
2.根据权利要求1所述的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，其中，
所述墨为含有溶剂的水系墨。
3.根据权利要求1所述的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，其中，
所述墨为含有高沸点溶剂的水系墨。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，其中，
所述薄片状非渗透性基材的表面干燥装置进一步具备加热机构，该加热机构从所述薄片状非渗透性基材的背面侧将所述薄片状非渗透性基材加热。
5.一种印刷装置，其中，
所述印刷装置设置权利要求1～3中任一项所述的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥。
6.一种印刷方法，其中，
所述印刷方法包括设置权利要求1～3中任一项所述的薄片状非渗透性基材的表面干燥装置，使墨附着后的薄片状非渗透性基材的墨附着面干燥的工序。
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