具备冷却和材料回收能力的幅面涂层涂覆器制造技术

本发明专利技术提供用于向需要冷却的印刷幅面涂覆硅酮流体的水基乳化液从而除了利用硅酮材料涂布所述幅面之外还促进幅面蒸发冷却的设备和方法。在向幅面涂覆硅酮流体之后蒸发的水通过在涂覆器上冷凝而回收并再次涂覆到幅面上，从而节约了用以提供冷却和增强的滑移特征所必需的硅酮流体混合物的量，提高的滑移特征是进一步搬运和加工幅面所必需的。冷凝步骤通过以下操作实现：在包封着涂覆器及幅面的紧凑封壳内包含来自幅面的蒸发水，且视情况利用优选为水的冷却介质，通过使所述冷却介质流经涂覆器中的至少一个来激冷所述涂覆器。在某些实施例中，除了使蒸发水冷凝外，在涂布步骤中所形成的空气传播的硅酮雾气被捕集且返回到流体涂覆器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对行进的幅面进行冷却和涂布的设备以及方法。
技术介绍
在幅面涂布、印刷和干燥操作中，常常需要幅面具有非接触支承，以便避免对幅面 本身或对先前涂覆到幅面的一或多个表面上的湿涂层(诸如墨水)造成损坏。用于在干燥 期间非接触地支承幅面的一种常规布置包括水平的上空气棒组和下空气棒组，幅面在它们 之间行进。从空气棒发出的热空气在幅面穿过干燥器行进时干燥并支承幅面。 随后必须冷却热幅面。现有技术的装置经由传导或对流来冷却，但这种冷却要么 过快，要么过慢，造成产品品质问题，诸如光泽损失、墨水在幅面路径辊上蓄积或者持续溶 剂蒸发造成的发烟。减轻这些问题的现有方法导致用于额外或较大幅面冷却装备的资本成 本方面的不当支出、或由于以较慢的生产速度运行所致的有所减小的生产率和效率。其它 的现有技术装置主要经由蒸发液体来冷却幅面，而不是通过传导或对流，从而允许水分可 用于幅面，例如在印刷纸张幅面的情况下，这最小化了幅面收縮，并最小化幅面中的静电。 这可以是有利的，因为纸张幅面在补偿干燥器(offset dryer)中通常被干燥到少于2%的 水分；且因此，从车间空气吸收水，使得其水分水平回到4%至6% 。这种从车间空气吸收水 分较慢，需要数小时或数天，因为印刷品通常堆叠或缠绕成巻，这以此形式存在着暴露于车 间空气的有限表面积。水分的添加可通过在堆叠或缠绕之前与液体水源直接接触而容易地 达成。这样的系统可在市场上从Weko(利用接触辊来涂覆)或Eltex(喷涂)购买到。 使用热定型巾畐面胶版印刷过程(heat set web offset lithogr即hicprinting process)所印刷的幅面通常需要诸如硅酮油这样的增滑剂，诸如聚二甲硅氧烷(PDMS)，以 在水中乳化并在将印刷幅面缠绕成巻之前或者更通常地，在切割、折叠并堆叠成书之前涂 覆到幅面表面。这种增滑剂提供印刷幅面的有所改进的搬运特征，用以抵抗墨水从幅面表 面胶合和偏移沾污(机械转印)到路径辊表面、传送带、折叠成形器(fold former)、轧辊 等，或到缠绕的幅面或折叠书的面对页表面。当前涂覆硅酮的实践通常需要先前步骤，其为 冷却幅面的步骤。这个冷却步骤将通常从干燥炉排出的温度范围在120至15(TC的幅面的 温度降低到接近室温的大约25至35t:的温度。通常在幅面已经与一系列冷却辊(激冷辊) 成传导接触而冷却后进行水基硅酮乳化液的涂覆。在某些情况下，在幅面仍处于高温时涂 覆硅酮以利用蒸发冷却，其成本低于完全通过传导到用水激冷的辊所进行的冷却。这些较 新实践的已知优点在于其倾向于保持激冷辊以及下游路径辊不带墨水沉积物。这个过程公 开于美国专利第5，471，847号中。但是，到热幅面的这种涂覆具有以下缺点取决于由于幅 面温度、线速度和幅面重量所需的引入冷却负荷，涂覆到表面上的溶液由于蒸发失去不同的水量。 因此，必须向幅面涂覆足够的硅酮流体，以便实现幅面冷却在最苛刻条件下所希 望的蒸发冷却量，诸如较高的引入幅面(干燥器出口 )温度、较高幅面速度或较重幅面重 量。这导致消耗过量硅酮浓縮流体来冷却幅面，这在所消耗的硅酮材料方面而言成本较高， 且在某些情况下可能会不利地影响印刷墨水表面的品质，由于过量硅酮材料涂覆造成减小 的光泽、流体条纹(fluid streak)或页粘附。 这个问题的一个可能解决方案在美国专利公告第2004/0173149号中公开。其公开了响应于幅面调节要求而"在运行中"混合硅酮浓縮物和水。但是，在典型印刷车间操作中，在实际生产条件下，难以设置并保持这种系统稳定，因为监控硅酮涂覆量的反馈控制机构并不实际，且基于先验基础的"配方"型设置需要对于速度、温度、幅面重量和纸张类型的每个生产变量的测试、调整和控制计划。 本专利技术基本上克服了这些和其它缺陷。
技术实现思路
这些现有技术问题已由本专利技术克服，本专利技术提供借助于至少一个涂覆器辊向幅面涂覆硅酮/水乳化液的设备和方法，涂覆器辊具有供冷却剂流动的内部路径，其中来自于 涂覆到所述幅面的所述乳化液的至少一部分水被蒸发，且随后在所述幅面与所述辊之间接 触处紧靠的邻区中在所述冷却的涂覆器上冷凝。在某些实施例中，所述蒸发水的额外回收 可通过第二包容机构来进行，诸如在封壳或蒸气腔室内封闭所述接触处紧靠的邻区。在一 些实施例中，所述封壳完全地围绕着至少一个冷却的涂覆器和紧接着涂覆器的幅面路径的 至少一部分。在某些实施例中，冷凝的水蒸气返回到进给至涂覆器的硅酮/水储集器，且在 本质上被重复利用用于维持涂覆器储集器中的硅酮浓度。在优选实施例中，在冷却的涂覆 器辊的幅面与辊接触处紧靠的邻区中使蒸发水迅速冷凝。因此，由于蒸发和随后冷凝过程 步骤的"自行校正"特性，可使用单一浓度的硅酮/水混合物。举例而言，如果由于增加的 引入温度、速度或幅面重量造成热幅面的蒸发热负荷增加，则从涂覆到幅面的硅酮乳化液 蒸发出更多的水，如在所引用的现有技术中所教导的。但是，由于本专利技术提供在冷却的涂覆 器上捕集并冷凝所述蒸发水的机构的创新特点，将无需稀释初始硅酮混合物来适应这种更 高的蒸发冷却负荷。因此，可"被动地"处置需要较少蒸发冷却的条件和那些需要较多冷却 的条件，即，无需提供传感和控制系统来稳定涂覆过程从而适应变动的幅面热负荷要求。因 此，可向本专利技术的涂覆器供应恒定且最小量的硅酮浓縮物且在沉积到幅面上时获得一致的 且最佳的硅酮油水平以增强进一步的下游加工。 在某些实施例中，来自包含着例如水和硅酮油混合物的供应盘中的液体由至少一个涂覆器辊涂覆到诸如纸张幅面这样的幅面上。来自幅面的热使至少一部分水蒸发并且 所产生的水蒸气被封壳或蒸汽腔室的机构限制到至少一个涂覆器辊周围紧邻的体积，涂覆器辊由优选地为水的冷却剂介质在内部冷却到优选地在10至4(TC的温度范围以促进蒸发水通过在所述涂覆器辊表面上冷凝而得以回收，同时避免诸如墨水固体这样的致污材料在 辊表面上蓄积。本专利技术的额外目的在于减小并回收硅酮雾气，其由现有技术涂覆器辊的功 能产生。已知在幅面与涂覆器辊表面的切线分开的位置处分割液体膜出现这种雾气，形成流体线带(ligament)，其分开并变为空气传播。空气传播的硅酮雾气变成印刷车间环境中的严重问题，由于形成光滑的走道、楼梯等而造成安全隐患，以及也倾向于堵塞某些加工器械，诸如用于在热定型干燥过程中进行污染控制的后燃器。由于水从硅酮乳化液蒸发加剧了这种线带形成和分成雾气粒子，使其粘性变得更大，尤其是在要用硅酮乳化液来冷却该幅面的情况下。本专利技术的冷却的涂覆器的冷凝作用在于消除或在很大程度上减小由于在所述冷却的涂覆器辊进行薄膜分割的即时位置直接回收水从而产生雾气的倾向。专利技术人在冷却的涂覆器辊的涂覆器与幅面接触处区域中通过对范围在2000至6000kg/hr-m2的水冷凝通量率和范围在10至50kW/tf-t:范围的传热系数进行测量，则已观察到通过立即冷凝而实现的这种水回收。这种较高的传热系数是大于当前激冷辊传热实践的几乎两个数量级。这些通量率处于蒸汽冷凝器交换器表面设计中所观察到的那些范围中，所述蒸汽冷凝器交换器表面设计指出在本专利技术中将水传送到涂覆器辊的机制。另外，能回收可在辊隙区中形成的任何雾气，因为雾气受到所述蒸气腔室的内表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却幅面的设备，包括流体供应和涂覆器，所述流体供应包括硅酮，所述涂覆器用于将所述流体传送到所述幅面，其中所述涂覆器被冷却且在幅面与辊接触处的邻近区域至少部分地由封壳封闭使得在从所述幅面蒸发所述流体时，蒸发的流体保留在所述封壳内且在所述涂覆器上冷凝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S扎加，P赛德尔，MO罗谢洛，A格朗让，
申请(专利权)人：美格特克系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]