处理页张的机器，特别是页张印刷机的制作方法
专利名称：处理页张的机器，特别是页张印刷机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种页张处理机，特别是页张印刷机，具有一个上亮油装置和一个或多个组合式干燥器，所述组合式干燥器对新上亮油的页张不仅加载辐射能量而且加载变热的空气。这种组合式干燥器为了干燥分散漆本身是公知的。其具有通常呈热辐射器形式的红外辐射器、例如碳辐射器，所述热辐射器需要很多秒的预热时间并且因此在实施印刷工作期间必须永久接通。利用这种辐射器不可能以约3至5页张/秒的页张输送节拍使这种辐射器接通或关断。同时，待干燥的页张被用温度典型地在100°C至120°C之间的热空气喷吹。为此采用新鲜空气，所述新鲜空气在通过热交换器预热后利用电能加热到100°C以上的温度上。
背景技术：
但是在所述组合式干燥器中采用的热能仅仅以显著低于20%的份额转换为蒸发焓。因为一方面热空气引起干燥器总成以及所有周围机器部件的变热(热损失)。此外，在干燥过程之后，湿热的废空气被抽走并且排放到室外。所述红外辐射器本身具有约10至40%的“总效率”，即与承印材料及其油墨层以何种程度吸收波长范围为0.5至10 μ m的电磁能量无关，传统顶辐射源在所述波长范围中进行发射。水性的薄的分散亮油层仅仅吸收为此目的采用的红外辐射器的辐射功率的不值得一提的份额。人们已经试图改善这种组合式干燥器的总效率，其方式是，通过器具性的附加措施例如通过热交换器将热能从废空气中回收并且用来加热新鲜空气。但是只能实现干燥器功率的约10%的较低回收率。此外，也试图通过采用公知类型的热辐射器例如陶瓷砖来加热金属带等，发射波长移动到顶频谱的长波部分中。但是这种辐射器的工作温度仍处于500°C至800°C之间，因此通过强制和自由的对流，非常多的能量会作为废热从一开始就损失掉。此外，页张不允许与干燥器构件的表面接触，因为纸张从200°C起就会开始燃烧。此外，非常难于将干燥器的热量保持远离其他的机器构件。隔离措施实际上并没有用。因此，部分地在相邻的不应遭受干燥器热量的机器构件上进行费事的再冷却。所述组合式干燥器的所述效率的原因绝大部分在于难于将干燥器热源的能量置于需要所述能量(即用于蒸发分散亮油层中的水)的部位上。原因常常被认为是热空气传递到页张表面的热传递太低。由该背景出发，曾经试图通过优化喷嘴和用于热空气的温度范围来提高效率。例如在DE 102007 019 977中描述了一种热空气干燥器，其中，通过喷嘴流出的空气流出温度至少为300°C并且页张与喷嘴的距离应尽可能小。然而在此问题是，待干燥的亮油由于所述短距离和热空气的高吹出速度实际上会被吹走并且不可能将其干燥成均勻整齐的亮油层。由 DE 10 2006 059 025 以及 US2004/0060193 Al 和 US 6, 293, 196公知的是，设置喷嘴，热空气以紊流的方式以高速从所述喷嘴流出以改善与页张表面的相互作用。但是这种措施也仅仅带来有限的成果。此外也公知了页张处理机，其中，印刷UV油墨和UV亮油并且然后用UV辐射器
3“冷”干燥它们，即，使它们反应性交联。在这种干燥器中不需要附加地使用热空气。取而代之的是，需要冷空气以冷却UV光源本身。例如在WO 2005/093858中描述了一种扁平的UV光源，在该UV光源中采用发射紫外光的二极管阵列。所述二极管通过流经二极管列之间的缝隙状通道的空气冷却。但是这种UV干燥器不适于干燥水性的分散亮油(漆)。在EP 2 067 620中描述了一种用于基于UV-或IR-半导体光源节拍式地干燥经印刷页张的方法。但是这种方法不适合于干燥设有用于下述波长的吸收剂的印刷油墨，所述半导体光源在所述波长以下进行发射。为了干燥水基漆，在该文献中建议的是单独的传统的热空气干燥器塔。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种用于干燥优选分散亮油(分散漆)的组合式干燥器，其中，所采用的能量尽可能有效地被利用或者其具有特别良好的总效率。所述任务按照在权利要求1的特征部分给出的措施通过以下方式解决，即，这个或这些组合式干燥器包含多个圆形或多边形的空气喷嘴，在所述空气喷嘴之间设有窄带的高功率红外光源，由所述高功率红外光源能够以总体上至少25kw/m2的辐射密度加载涂有亮油的页张，其中，流经喷嘴的变热后的空气的温度低于100°C，优选低于80°C。本发明以下述知识为出发点最符合目的要求地使进入到分散亮油层中用于使水蒸发的能量几乎完全通过与亮油的吸收频谱协调的红外辐射产生并且同时朝页张指向的喷吹空气仅仅用于去除或吹走由所述红外辐射从亮油层中释放的水蒸汽，为此，具有相对低温度的空气就足够。利用该措施可与本文开头所述公知的组合式干燥器相比将热传导系数以一个因数(所述因数至少为2，最高为5)提高，也就是说，可实现α > 250W/tfK的值。由于高的空气交换和涂有亮油的页张表面的强烈的过流，不会导致水蒸汽的富集或者水蒸汽的冷凝(形成雾)，否则这在射入的红外光到达页张表面之前会吸收所述射入的红外光。为此目的采用的温空气优选在40°C与80°C之间的温度范围内。这足以使所述空气接收从页张排出的水蒸汽。所述红外光源的波长符合目的要求地与分散亮油的吸收频带协调一致，也就是说，与水在1. 93,2. 7,4. 7和/或6. 3 μ m情况下的吸收频带协调一致。有利的是，所述组合式干燥器坐置于亮油装置的滚筒、即亮油装置的对压滚筒或随后的滚筒上方，通过所述随后的滚筒将页张朝收纸器的方向输送。为了供入空气，符合目的要求地采用高功率风机，例如侧通道压缩机或涡轮外围风机或高压径流式风扇。这种风机例如由位于德意志联邦共和国绍普夫海姆的Gardner Denver公司或者由位于德意志联邦共和国Dettingen u. Teck的Dietz马达公司提供。所述风机产生高于8000 的静压力并且提供1000至2000m3/h的空气量，其中，所述空气量可通过使用多个风机相应地提高。至少需要每小时约3000m3空气/m2页张面，符合目的要求的是每小时5000至15000m3空气/m2页张面的值。在此，“页张面”指的是下述面，页张以所述面处于干燥器区中，也就是说，在1. 05cm的规格宽度和0. 27cm的干燥器区长度的情况下，遭受辐射和喷吹空气的页张面为 1. 05X0. 27m2 = 0. 28m2。已经证实，符合目的要求的是，将在干燥器中作用在页张上的红外光功率相对于空气通过量的比例保持在特定的范围内。在考虑对于喷吹空气温度、喷嘴区的几何结构和喷嘴与页张之间的距离以及吹出速度有意义的值的情况下，所述比例在每m3空气2至20瓦特小时之间，优选在2. 5至12. 5瓦特小时/m3空气之间。在下极限值以下难于实现足够的干燥度并且在上极限值以上难于足够低地保持页张温度并且接收和排出蒸发出的湿气。在水吸收频带上发射的红外光源可以是顶激光器/ 二极管激光器或者是二极管激光器阵列，其中，不仅可使用边缘发射的高功率二极管激光器而且也可使用表面发射的二极管激光器或二极管激光器阵列、例如高功率VCSEL激光器阵列。除此之外还可以采用纤维耦合的二极管激光器。由于本发明的干燥器的废空气温度低并且由激光二极管驱赶出的水蒸汽负荷高，也可以相对简单地在露点温度下冷却废空气并且通过这种方式冷凝出或洗出水和必要时另外的溶剂(氨)。于是，通过这种方式可以无排放地构建组合式干燥器。如果红外辐射器符合目的要求地是半导体光源，则所述半导体光源可以利用相应的控制装置根据规格并且以页张供入节拍接通和关断，从而使得所述光源在页张间隙期间关停，这就能以因数2改善干燥器的效率。此外，与本文开头所述类型的组合式干燥器相比，利用本发明的措施可以实现结构长度显著缩短的干燥器。
从下面借助于附图1至7对实施例的说明中得到本发明的其它优点。附图中图1示出胶版印刷机；图2示出图1中机器的后半部分；图3示出替代的第二实施例；图4示出组合式干燥器的剖视图；图5示出在取下板131的情况下的俯视图；图6示出二极管激光器的布置，图7示出由12个棒组成的叠堆。
具体实施例方式图1示出串联结构方式的胶版印刷机1，其具有一个续纸器2、六个用于四种基本油墨以及必要时用于另外的特种油墨的印刷装置8a至8f、一个第一上亮油装置9a、两个跟随在该第一上亮油装置后面的干燥器单元IOa和10b、一个第二上亮油单元9b以及一个具有页张收集叠堆6的收纸器5，未被印刷的纸张叠堆处于所述续纸器中。在收纸器5的链式导向装置中沿页张输送方向前后相继地设置四个另外的干燥器单元Ila至lid。这种印刷机例如以名称Speedmaster XL105-6-LYYLX3由海德堡印刷机有限公司提供。所述四个干燥器单元Ila至Ild按照抽屉模块的方式构成，就像在DElOl 18 757Al中描述的那样。所述抽屉式干燥器涉及所谓的组合式干燥器，它们不仅用热空气而且用辐射能量、例如顶辐射作用到待干燥的页张上。在图2中示出图1中的机器的后部，但是其现在具有改型的干燥段，所述干燥段具有按照本发明的组合式干燥器。在这里用标号109b表示的亮油装置或其压印滚筒119b后面跟随着两个输送滚筒120和121，其中，滚筒120以公知的方式这样地构造为传纸装置，使得在那里处于内部的涂有亮油的页张表面不与滚筒表面接触，而是通过空气垫保持距离。相反，页张利用其已经干燥过的背面平躺在输送滚筒121的表面上。这些滚筒120和121将页张输送到一个回转运行的链式叼牙系统105，涂有亮油的页张以公知的方式被所述链式叼牙系统输送到叠堆106上方并且放置在那里。用1 表示页张导板，页张由链式叼牙同样借助于空气垫无接触地拉动越过所述页张导板。在压印滚筒119b上以约Icm至约参见下面编号的实施例1和2)的距离设置组合式干燥器111a，该组合式干燥器具有与滚筒半径适配的、弯曲的喷嘴板。所述干燥器的结构在后面的附图中详细描述。将第二组合式干燥器Illb配置给第二输送滚筒121并且在那里相对于滚筒表面以相同的距离安装。在按照图3的替代的第二实施例中，代替亮油装置109b的压印滚筒119b上的组合式干燥器11 Ia地，在页张导板1 上方安装一个第二组合式干燥器111c。该组合式干燥器具有矩形的平坦形状。在其他方面，相同的部件设有相同的参考标号并且不再进行阐述。在图4中以垂直于输送滚筒121的滚筒轴线的剖视图详细示出所述组合式干燥器111b。该组合式干燥器具有凹下的、与滚筒表面的曲率或半径适配的形状。从图5局部区段的在取下板131的情况下的俯视图中看出，其具有多排彼此错位的喷嘴134，空气可穿过所述喷嘴。在按照棋盘方式的布置结构中相对于喷嘴134错位地将多个高功率二极管激光器135放入到喷嘴之间的空隙中。这些二极管激光器135构造为所谓的“竖直码放的激光棒”(竖直叠堆)，也就是说，最多将30个、典型地将6个、12个或20个单棒组合地装配到冷却体上。图7示出这种由12个棒组成的叠堆。冷却体在此用113表示并且用115表示红外辐射的输出区域。这种二极管激光器本身是公知的并且例如由位于德国美因茨的Dilas公司提供。二极管激光器135的冷却体113又固定在接片137上(图4)，所述接片在喷嘴板131与所述干燥器Illb的后壁132之间延伸。所述接片137以及所述后壁132由铝制成并且导热良好地彼此连接。所述接片与所述后壁一起形成用于二极管激光器棒135的冷却体。在图4中，在后壁132中用IM表示冷却介质通道，冷却介质流经所述冷却介质通道以导出由二极管激光器135产生的损耗热量。通过这种方式可将装配在冷却体上的二极管激光器棒135的温度保持在20至25 0C的温度范围内，在所述温度范围的情况下，辐射排放是最佳的。喷吹空气负责将从被辐射页张B的亮油层逸出的水蒸气吹走并且不会导致通过页张表面过早地吸收红外辐射，为了供入所述喷吹空气，将塑料小管127插入到所述板131的喷嘴孔中。所述塑料小管127通过分配系统1 彼此连接并且由这里未示出的压缩机、例如本文开头所提及的侧通道压缩机在8000 压力的情况下供应喷吹空气。所述喷吹空气的温度约为50°C。由此，所述喷吹空气足够温以便能够接收和排出在干燥器与被辐射页张之间产生的水蒸汽，另一方面又不能太热，否则这将导致热能的过度浪费。此外，喷吹空气的适当温度确保在干燥器Illb本身的区域中不形成冷凝水。所述喷吹空气借助于这里未示出的水-空气热泵加热，所述水-空气热泵连接在冷却介质回路1 上并且从而将激光二极管的废热从约25°C转换到50至60°C的更高温度水平上并且输出给这里未示出的热交换器，进入空气流经所述热交换器。在此需考虑的是，空气通过在侧通道压缩机中绝热压缩已经升温约7°C并且压缩机/风机的废热也可以用来加热所述喷吹空气。因此可以取消附加的用于加热喷吹空气的电加热装置，而这在传统干燥器中常常是需要的。因为喷吹空气借助于由低导热的塑料材料制成的小管127穿过所述后壁132和所述板132，因此温的喷吹空气在热力学方面与二极管激光器135隔绝，以便不损害二极管激光器的效率。此外，在所述二极管激光器135前面放入一个对于二极管激光器的波长透明的塑料制成的辐射窗139，由所述辐射窗平整地封闭所述板131或位于所述板后面的内空间，以便防止湿气和污物进入。通过这种方式，所述板131或所述干燥器总体上形成具有平整表面(忽略喷嘴孔)的页张引导体，其中，从塑料小管127的端部排出的空气流将待干燥的页张压到压印滚筒或输送滚筒119b/121上。二极管激光器135以发散角度进行辐射，在给定发散角度的情况下，所述二极管激光器135的数量和所述喷嘴孔134相对于滚筒121的表面或相对于处于滚筒上的页张B的距离这样选择使得在干燥器下面输送经过的页张被全面地高强度地加载红外辐射，与此同时，从所述塑料小管137排出的紊流空气流将从所述页张B的亮油层逸出的水蒸汽吹走。饱和有蒸汽的废空气具有约60至70°C的温度并且在干燥器的两侧以及横向于页张输送方向通过抽吸通道136a和136b收集，在所述抽吸通道中，所述废空气通过未示出的废空气通道要么排放到室外，要么在本发明的一个进一步构型中，水蒸汽和可能包含在该水蒸汽中的溶剂被冷凝，以便又可以使用所述废空气。同样也已经公开了在1.93 μ m时的水吸收谱线上进行发射的高功率红外二极管激光器。所述高功率红外二极管激光器例如由上述的Dilas公司制造并且在Dilas有限责任公司的文章“从410至2200nm的高功率二极管激光器模组”(作者Bemd K0ler等人)中有所描述。单棒具有15W的输出功率，因此在使用约50个叠堆，每个叠堆12个棒的情况下可在水的吸收谱线上实现9kW的红外功率。所述高功率二极管激光器的电端子放置在端子套筒上，所述端子套筒通过相应的电缆与印刷机上用于干燥器的供电柜中的干燥器控制装置的网路部分连接。所述干燥器控制装置与机器角度同步地提供用于二极管激光器135的输出电流或输出电压。为此，干燥器控制装置又与印刷机的控制装置连接并且从该控制装置除了瞬时机器角度的信息之外还实时获得另外的控制指令。相应地，只有当涂有亮油的页张在二极管激光器的发散锥中在所述二极管激光器下面运动经过时，所述二极管激光器135才被供给电压。为此，所述二极管激光器能够以组的方式组合地进行开关，也就是说，那些处于下述排(在所述排中页张“稍晚些到来”)中的二极管激光器也相应地稍晚些被接通。此外，二极管激光器的处于外部的组能够与其余的组分开地进行接通和关断。当印刷的纸张具有比最大规格小的规格时，处于外部的二极管激光器被关断。下面给出两个具体设定尺寸的实施例，其用于页张规格为74X 105cm的印刷机中的按照本发明的干燥器。实例1 喷嘴区95个喷嘴成5排，每排W个喷嘴喷嘴的直径8mm单喷嘴的喷嘴横截面50mm2喷嘴总横截面4750mm2喷嘴/喷嘴排的距离5. 6/5cm喷吹空气温度50 °C吹出速度175m/s空气体积流量V—Pkt3000m3/h喷嘴开口距离-纸页张4 cmλ = 1.93 nm时的红外辐射功率9kW干燥器区的宽度105cm干燥器区的长度27cm辐射密度35kW/m2V—pkt/A10600m3 [空气]/(m2h)热传导系数a500W/(m2K)辐射密度/V—pkt/A之比3. 3Wh/m3利用该干燥器可以将涂有水性亮油且亮油涂层为4g/m2的并且克重为135g/m2的纸页张在4. 9m/s的印刷速度下通过干燥器段预干燥至55%的干燥度。于是，利用再下一个页张输送滚筒上的相同结构的干燥器可以将通过的页张的干燥度实现为98%。将喷吹空气温度从50°C提高到70°C可以将干燥度升高到60%，从而在该情况下为了完全干燥也采用一个第二干燥器。在通过了两个干燥器之后，页张温度在第一情况下为38°C，在第二情况下为42°C。因此在干燥之后无需特别的措施来冷却页张。实例2
8
权利要求
1.页张处理机，特别是页张印刷机，具有一个上亮油装置和一个或多个组合式干燥器，所述组合式干燥器对新上亮油的页张不仅加载辐射能量而且加载变热的空气，其特征在于，这个或这些组合式干燥器(Illa-C)包含多个圆形或多边形的空气喷嘴(134)，在所述空气喷嘴之间设有窄带的高功率红外光源(135)，由所述高功率红外光源能够以总体上至少25kW/m2的辐射密度加载涂有亮油的页张，其中，流经喷嘴的变热后的空气的温度低于100°C，优选低于80°C。
2.根据权利要求1所述的页张处理机，其中，所述喷嘴(134)以小于50毫米、优选10至40毫米之间的距离布置在页张引导滚筒(119b，121)或页张导板(126)上方。
3.根据权利要求1或2所述的页张处理机，其中，所述喷嘴(134)与一个或多个高压风机连接，所述高压风机在5m/s的页张速度的情况下在页张⑶上产生总体上至少3000m3空气/m2页张面xh的紊流式空气流。
4.根据权利要求3所述的页张处理机，其中，所述高功率红外光源的量和/或功率以及所述高功率风机的量和/或功率被这样调节，使得每立方米采用的喷吹空气的红外辐射能量的比例在每m3空气2瓦特小时至每m3空气20瓦特小时之间，优选在2. 5至12. 5ffh/m3之间。
5.根据权利要求1所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 的发射波长处于水在1. 93,2. 7,4. 7和/或6. 3 μ m情况下的吸收带的一个或多个波长上。
6.根据权利要求1至5之一所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 是半导体光源，优选是顶二极管激光器或二极管激光器阵列。
7.根据权利要求6所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 与控制装置连接，由所述控制装置能够根据规格和/或以页张输送运动的节拍接通和关断顶光源。
8.根据权利要求2所述的页张处理机，其中，所述页张引导滚筒(119b，121)或者所述页张导板(126)被冷却；为了预热待干燥的页张，将废热从相应的冷却回路供应给沿页张输送方向布置在这个或这些干燥器前面的页张引导滚筒。
9.根据权利要求6所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 安装在一个或多个冷却体(137,13 上，所述冷却体连接在冷却介质回路(124)上并且所述冷却介质回路是用于加热喷吹空气的热泵的一部分。
10.用于在页张处理机(1)中利用一个或多个组合式干燥器(Illa-C)干燥涂有水性亮油的页张(B)的方法，其中，待干燥的页张被加载来自窄带的红外光源(13 的红外辐射，所述红外光源的波长处于一个或多个水吸收频带上，所述红外辐射的辐射密度为至少25kff/m2并且所述页张同时被用至少3000m3空气/m2页张面xh的空气流喷吹，其中，将喷吹空气的温度调节到小于100°C，优选小于80°C。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，喷吹空气的温度在40°C至60°C之间并且喷吹空气喷嘴的布置和数量这样选择，使得干燥过程的热传导系数α大于250W/m2K。
12.根据权利要求10至11之一所述的方法，其中，所采用的红外辐射能量与所采用的喷吹空气量之比在每m3空气2Wh至20Wh/m3空气之间，优选在2. 5至12. 5ffh/m3空气之间选择。
全文摘要
本发明涉及一种页张处理机，特别是页张印刷机，具有一个上亮油装置和一个或多个组合式干燥器，所述组合式干燥器对新上亮油的页张不仅加载辐射能量而且加载变热的空气，其中，这个或这些组合式干燥器包含多个圆形或多边形的空气喷嘴(134)，在所述空气喷嘴之间设有窄带的高功率红外光源(135)，由所述高功率红外光源能够以总体上至少25kW/m2的辐射密度加载涂有亮油的页张，其中，流经喷嘴的变热后的空气的温度低于100℃，优选低于80℃。
文档编号B41F23/04GK102555440SQ2011103928
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月1日 优先权日2010年12月3日
发明者J·容, R·米勒, U·恩斯特 申请人:海德堡印刷机械股份公司
技术领域：
本发明涉及一种页张处理机，特别是页张印刷机，具有一个上亮油装置和一个或多个组合式干燥器，所述组合式干燥器对新上亮油的页张不仅加载辐射能量而且加载变热的空气。这种组合式干燥器为了干燥分散漆本身是公知的。其具有通常呈热辐射器形式的红外辐射器、例如碳辐射器，所述热辐射器需要很多秒的预热时间并且因此在实施印刷工作期间必须永久接通。利用这种辐射器不可能以约3至5页张/秒的页张输送节拍使这种辐射器接通或关断。同时，待干燥的页张被用温度典型地在100°C至120°C之间的热空气喷吹。为此采用新鲜空气，所述新鲜空气在通过热交换器预热后利用电能加热到100°C以上的温度上。
背景技术：
但是在所述组合式干燥器中采用的热能仅仅以显著低于20%的份额转换为蒸发焓。因为一方面热空气引起干燥器总成以及所有周围机器部件的变热(热损失)。此外，在干燥过程之后，湿热的废空气被抽走并且排放到室外。所述红外辐射器本身具有约10至40%的“总效率”，即与承印材料及其油墨层以何种程度吸收波长范围为0.5至10 μ m的电磁能量无关，传统顶辐射源在所述波长范围中进行发射。水性的薄的分散亮油层仅仅吸收为此目的采用的红外辐射器的辐射功率的不值得一提的份额。人们已经试图改善这种组合式干燥器的总效率，其方式是，通过器具性的附加措施例如通过热交换器将热能从废空气中回收并且用来加热新鲜空气。但是只能实现干燥器功率的约10%的较低回收率。此外，也试图通过采用公知类型的热辐射器例如陶瓷砖来加热金属带等，发射波长移动到顶频谱的长波部分中。但是这种辐射器的工作温度仍处于500°C至800°C之间，因此通过强制和自由的对流，非常多的能量会作为废热从一开始就损失掉。此外，页张不允许与干燥器构件的表面接触，因为纸张从200°C起就会开始燃烧。此外，非常难于将干燥器的热量保持远离其他的机器构件。隔离措施实际上并没有用。因此，部分地在相邻的不应遭受干燥器热量的机器构件上进行费事的再冷却。所述组合式干燥器的所述效率的原因绝大部分在于难于将干燥器热源的能量置于需要所述能量(即用于蒸发分散亮油层中的水)的部位上。原因常常被认为是热空气传递到页张表面的热传递太低。由该背景出发，曾经试图通过优化喷嘴和用于热空气的温度范围来提高效率。例如在DE 102007 019 977中描述了一种热空气干燥器，其中，通过喷嘴流出的空气流出温度至少为300°C并且页张与喷嘴的距离应尽可能小。然而在此问题是，待干燥的亮油由于所述短距离和热空气的高吹出速度实际上会被吹走并且不可能将其干燥成均勻整齐的亮油层。由 DE 10 2006 059 025 以及 US2004/0060193 Al 和 US 6, 293, 196公知的是，设置喷嘴，热空气以紊流的方式以高速从所述喷嘴流出以改善与页张表面的相互作用。但是这种措施也仅仅带来有限的成果。此外也公知了页张处理机，其中，印刷UV油墨和UV亮油并且然后用UV辐射器
3“冷”干燥它们，即，使它们反应性交联。在这种干燥器中不需要附加地使用热空气。取而代之的是，需要冷空气以冷却UV光源本身。例如在WO 2005/093858中描述了一种扁平的UV光源，在该UV光源中采用发射紫外光的二极管阵列。所述二极管通过流经二极管列之间的缝隙状通道的空气冷却。但是这种UV干燥器不适于干燥水性的分散亮油(漆)。在EP 2 067 620中描述了一种用于基于UV-或IR-半导体光源节拍式地干燥经印刷页张的方法。但是这种方法不适合于干燥设有用于下述波长的吸收剂的印刷油墨，所述半导体光源在所述波长以下进行发射。为了干燥水基漆，在该文献中建议的是单独的传统的热空气干燥器塔。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种用于干燥优选分散亮油(分散漆)的组合式干燥器，其中，所采用的能量尽可能有效地被利用或者其具有特别良好的总效率。所述任务按照在权利要求1的特征部分给出的措施通过以下方式解决，即，这个或这些组合式干燥器包含多个圆形或多边形的空气喷嘴，在所述空气喷嘴之间设有窄带的高功率红外光源，由所述高功率红外光源能够以总体上至少25kw/m2的辐射密度加载涂有亮油的页张，其中，流经喷嘴的变热后的空气的温度低于100°C，优选低于80°C。本发明以下述知识为出发点最符合目的要求地使进入到分散亮油层中用于使水蒸发的能量几乎完全通过与亮油的吸收频谱协调的红外辐射产生并且同时朝页张指向的喷吹空气仅仅用于去除或吹走由所述红外辐射从亮油层中释放的水蒸汽，为此，具有相对低温度的空气就足够。利用该措施可与本文开头所述公知的组合式干燥器相比将热传导系数以一个因数(所述因数至少为2，最高为5)提高，也就是说，可实现α > 250W/tfK的值。由于高的空气交换和涂有亮油的页张表面的强烈的过流，不会导致水蒸汽的富集或者水蒸汽的冷凝(形成雾)，否则这在射入的红外光到达页张表面之前会吸收所述射入的红外光。为此目的采用的温空气优选在40°C与80°C之间的温度范围内。这足以使所述空气接收从页张排出的水蒸汽。所述红外光源的波长符合目的要求地与分散亮油的吸收频带协调一致，也就是说，与水在1. 93,2. 7,4. 7和/或6. 3 μ m情况下的吸收频带协调一致。有利的是，所述组合式干燥器坐置于亮油装置的滚筒、即亮油装置的对压滚筒或随后的滚筒上方，通过所述随后的滚筒将页张朝收纸器的方向输送。为了供入空气，符合目的要求地采用高功率风机，例如侧通道压缩机或涡轮外围风机或高压径流式风扇。这种风机例如由位于德意志联邦共和国绍普夫海姆的Gardner Denver公司或者由位于德意志联邦共和国Dettingen u. Teck的Dietz马达公司提供。所述风机产生高于8000 的静压力并且提供1000至2000m3/h的空气量，其中，所述空气量可通过使用多个风机相应地提高。至少需要每小时约3000m3空气/m2页张面，符合目的要求的是每小时5000至15000m3空气/m2页张面的值。在此，“页张面”指的是下述面，页张以所述面处于干燥器区中，也就是说，在1. 05cm的规格宽度和0. 27cm的干燥器区长度的情况下，遭受辐射和喷吹空气的页张面为 1. 05X0. 27m2 = 0. 28m2。已经证实，符合目的要求的是，将在干燥器中作用在页张上的红外光功率相对于空气通过量的比例保持在特定的范围内。在考虑对于喷吹空气温度、喷嘴区的几何结构和喷嘴与页张之间的距离以及吹出速度有意义的值的情况下，所述比例在每m3空气2至20瓦特小时之间，优选在2. 5至12. 5瓦特小时/m3空气之间。在下极限值以下难于实现足够的干燥度并且在上极限值以上难于足够低地保持页张温度并且接收和排出蒸发出的湿气。在水吸收频带上发射的红外光源可以是顶激光器/ 二极管激光器或者是二极管激光器阵列，其中，不仅可使用边缘发射的高功率二极管激光器而且也可使用表面发射的二极管激光器或二极管激光器阵列、例如高功率VCSEL激光器阵列。除此之外还可以采用纤维耦合的二极管激光器。由于本发明的干燥器的废空气温度低并且由激光二极管驱赶出的水蒸汽负荷高，也可以相对简单地在露点温度下冷却废空气并且通过这种方式冷凝出或洗出水和必要时另外的溶剂(氨)。于是，通过这种方式可以无排放地构建组合式干燥器。如果红外辐射器符合目的要求地是半导体光源，则所述半导体光源可以利用相应的控制装置根据规格并且以页张供入节拍接通和关断，从而使得所述光源在页张间隙期间关停，这就能以因数2改善干燥器的效率。此外，与本文开头所述类型的组合式干燥器相比，利用本发明的措施可以实现结构长度显著缩短的干燥器。
从下面借助于附图1至7对实施例的说明中得到本发明的其它优点。附图中图1示出胶版印刷机；图2示出图1中机器的后半部分；图3示出替代的第二实施例；图4示出组合式干燥器的剖视图；图5示出在取下板131的情况下的俯视图；图6示出二极管激光器的布置，图7示出由12个棒组成的叠堆。
具体实施例方式图1示出串联结构方式的胶版印刷机1，其具有一个续纸器2、六个用于四种基本油墨以及必要时用于另外的特种油墨的印刷装置8a至8f、一个第一上亮油装置9a、两个跟随在该第一上亮油装置后面的干燥器单元IOa和10b、一个第二上亮油单元9b以及一个具有页张收集叠堆6的收纸器5，未被印刷的纸张叠堆处于所述续纸器中。在收纸器5的链式导向装置中沿页张输送方向前后相继地设置四个另外的干燥器单元Ila至lid。这种印刷机例如以名称Speedmaster XL105-6-LYYLX3由海德堡印刷机有限公司提供。所述四个干燥器单元Ila至Ild按照抽屉模块的方式构成，就像在DElOl 18 757Al中描述的那样。所述抽屉式干燥器涉及所谓的组合式干燥器，它们不仅用热空气而且用辐射能量、例如顶辐射作用到待干燥的页张上。在图2中示出图1中的机器的后部，但是其现在具有改型的干燥段，所述干燥段具有按照本发明的组合式干燥器。在这里用标号109b表示的亮油装置或其压印滚筒119b后面跟随着两个输送滚筒120和121，其中，滚筒120以公知的方式这样地构造为传纸装置，使得在那里处于内部的涂有亮油的页张表面不与滚筒表面接触，而是通过空气垫保持距离。相反，页张利用其已经干燥过的背面平躺在输送滚筒121的表面上。这些滚筒120和121将页张输送到一个回转运行的链式叼牙系统105，涂有亮油的页张以公知的方式被所述链式叼牙系统输送到叠堆106上方并且放置在那里。用1 表示页张导板，页张由链式叼牙同样借助于空气垫无接触地拉动越过所述页张导板。在压印滚筒119b上以约Icm至约参见下面编号的实施例1和2)的距离设置组合式干燥器111a，该组合式干燥器具有与滚筒半径适配的、弯曲的喷嘴板。所述干燥器的结构在后面的附图中详细描述。将第二组合式干燥器Illb配置给第二输送滚筒121并且在那里相对于滚筒表面以相同的距离安装。在按照图3的替代的第二实施例中，代替亮油装置109b的压印滚筒119b上的组合式干燥器11 Ia地，在页张导板1 上方安装一个第二组合式干燥器111c。该组合式干燥器具有矩形的平坦形状。在其他方面，相同的部件设有相同的参考标号并且不再进行阐述。在图4中以垂直于输送滚筒121的滚筒轴线的剖视图详细示出所述组合式干燥器111b。该组合式干燥器具有凹下的、与滚筒表面的曲率或半径适配的形状。从图5局部区段的在取下板131的情况下的俯视图中看出，其具有多排彼此错位的喷嘴134，空气可穿过所述喷嘴。在按照棋盘方式的布置结构中相对于喷嘴134错位地将多个高功率二极管激光器135放入到喷嘴之间的空隙中。这些二极管激光器135构造为所谓的“竖直码放的激光棒”(竖直叠堆)，也就是说，最多将30个、典型地将6个、12个或20个单棒组合地装配到冷却体上。图7示出这种由12个棒组成的叠堆。冷却体在此用113表示并且用115表示红外辐射的输出区域。这种二极管激光器本身是公知的并且例如由位于德国美因茨的Dilas公司提供。二极管激光器135的冷却体113又固定在接片137上(图4)，所述接片在喷嘴板131与所述干燥器Illb的后壁132之间延伸。所述接片137以及所述后壁132由铝制成并且导热良好地彼此连接。所述接片与所述后壁一起形成用于二极管激光器棒135的冷却体。在图4中，在后壁132中用IM表示冷却介质通道，冷却介质流经所述冷却介质通道以导出由二极管激光器135产生的损耗热量。通过这种方式可将装配在冷却体上的二极管激光器棒135的温度保持在20至25 0C的温度范围内，在所述温度范围的情况下，辐射排放是最佳的。喷吹空气负责将从被辐射页张B的亮油层逸出的水蒸气吹走并且不会导致通过页张表面过早地吸收红外辐射，为了供入所述喷吹空气，将塑料小管127插入到所述板131的喷嘴孔中。所述塑料小管127通过分配系统1 彼此连接并且由这里未示出的压缩机、例如本文开头所提及的侧通道压缩机在8000 压力的情况下供应喷吹空气。所述喷吹空气的温度约为50°C。由此，所述喷吹空气足够温以便能够接收和排出在干燥器与被辐射页张之间产生的水蒸汽，另一方面又不能太热，否则这将导致热能的过度浪费。此外，喷吹空气的适当温度确保在干燥器Illb本身的区域中不形成冷凝水。所述喷吹空气借助于这里未示出的水-空气热泵加热，所述水-空气热泵连接在冷却介质回路1 上并且从而将激光二极管的废热从约25°C转换到50至60°C的更高温度水平上并且输出给这里未示出的热交换器，进入空气流经所述热交换器。在此需考虑的是，空气通过在侧通道压缩机中绝热压缩已经升温约7°C并且压缩机/风机的废热也可以用来加热所述喷吹空气。因此可以取消附加的用于加热喷吹空气的电加热装置，而这在传统干燥器中常常是需要的。因为喷吹空气借助于由低导热的塑料材料制成的小管127穿过所述后壁132和所述板132，因此温的喷吹空气在热力学方面与二极管激光器135隔绝，以便不损害二极管激光器的效率。此外，在所述二极管激光器135前面放入一个对于二极管激光器的波长透明的塑料制成的辐射窗139，由所述辐射窗平整地封闭所述板131或位于所述板后面的内空间，以便防止湿气和污物进入。通过这种方式，所述板131或所述干燥器总体上形成具有平整表面(忽略喷嘴孔)的页张引导体，其中，从塑料小管127的端部排出的空气流将待干燥的页张压到压印滚筒或输送滚筒119b/121上。二极管激光器135以发散角度进行辐射，在给定发散角度的情况下，所述二极管激光器135的数量和所述喷嘴孔134相对于滚筒121的表面或相对于处于滚筒上的页张B的距离这样选择使得在干燥器下面输送经过的页张被全面地高强度地加载红外辐射，与此同时，从所述塑料小管137排出的紊流空气流将从所述页张B的亮油层逸出的水蒸汽吹走。饱和有蒸汽的废空气具有约60至70°C的温度并且在干燥器的两侧以及横向于页张输送方向通过抽吸通道136a和136b收集，在所述抽吸通道中，所述废空气通过未示出的废空气通道要么排放到室外，要么在本发明的一个进一步构型中，水蒸汽和可能包含在该水蒸汽中的溶剂被冷凝，以便又可以使用所述废空气。同样也已经公开了在1.93 μ m时的水吸收谱线上进行发射的高功率红外二极管激光器。所述高功率红外二极管激光器例如由上述的Dilas公司制造并且在Dilas有限责任公司的文章“从410至2200nm的高功率二极管激光器模组”(作者Bemd K0ler等人)中有所描述。单棒具有15W的输出功率，因此在使用约50个叠堆，每个叠堆12个棒的情况下可在水的吸收谱线上实现9kW的红外功率。所述高功率二极管激光器的电端子放置在端子套筒上，所述端子套筒通过相应的电缆与印刷机上用于干燥器的供电柜中的干燥器控制装置的网路部分连接。所述干燥器控制装置与机器角度同步地提供用于二极管激光器135的输出电流或输出电压。为此，干燥器控制装置又与印刷机的控制装置连接并且从该控制装置除了瞬时机器角度的信息之外还实时获得另外的控制指令。相应地，只有当涂有亮油的页张在二极管激光器的发散锥中在所述二极管激光器下面运动经过时，所述二极管激光器135才被供给电压。为此，所述二极管激光器能够以组的方式组合地进行开关，也就是说，那些处于下述排(在所述排中页张“稍晚些到来”)中的二极管激光器也相应地稍晚些被接通。此外，二极管激光器的处于外部的组能够与其余的组分开地进行接通和关断。当印刷的纸张具有比最大规格小的规格时，处于外部的二极管激光器被关断。下面给出两个具体设定尺寸的实施例，其用于页张规格为74X 105cm的印刷机中的按照本发明的干燥器。实例1 喷嘴区95个喷嘴成5排，每排W个喷嘴喷嘴的直径8mm单喷嘴的喷嘴横截面50mm2喷嘴总横截面4750mm2喷嘴/喷嘴排的距离5. 6/5cm喷吹空气温度50 °C吹出速度175m/s空气体积流量V—Pkt3000m3/h喷嘴开口距离-纸页张4 cmλ = 1.93 nm时的红外辐射功率9kW干燥器区的宽度105cm干燥器区的长度27cm辐射密度35kW/m2V—pkt/A10600m3 [空气]/(m2h)热传导系数a500W/(m2K)辐射密度/V—pkt/A之比3. 3Wh/m3利用该干燥器可以将涂有水性亮油且亮油涂层为4g/m2的并且克重为135g/m2的纸页张在4. 9m/s的印刷速度下通过干燥器段预干燥至55%的干燥度。于是，利用再下一个页张输送滚筒上的相同结构的干燥器可以将通过的页张的干燥度实现为98%。将喷吹空气温度从50°C提高到70°C可以将干燥度升高到60%，从而在该情况下为了完全干燥也采用一个第二干燥器。在通过了两个干燥器之后，页张温度在第一情况下为38°C，在第二情况下为42°C。因此在干燥之后无需特别的措施来冷却页张。实例2
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权利要求
1.页张处理机，特别是页张印刷机，具有一个上亮油装置和一个或多个组合式干燥器，所述组合式干燥器对新上亮油的页张不仅加载辐射能量而且加载变热的空气，其特征在于，这个或这些组合式干燥器(Illa-C)包含多个圆形或多边形的空气喷嘴(134)，在所述空气喷嘴之间设有窄带的高功率红外光源(135)，由所述高功率红外光源能够以总体上至少25kW/m2的辐射密度加载涂有亮油的页张，其中，流经喷嘴的变热后的空气的温度低于100°C，优选低于80°C。
2.根据权利要求1所述的页张处理机，其中，所述喷嘴(134)以小于50毫米、优选10至40毫米之间的距离布置在页张引导滚筒(119b，121)或页张导板(126)上方。
3.根据权利要求1或2所述的页张处理机，其中，所述喷嘴(134)与一个或多个高压风机连接，所述高压风机在5m/s的页张速度的情况下在页张⑶上产生总体上至少3000m3空气/m2页张面xh的紊流式空气流。
4.根据权利要求3所述的页张处理机，其中，所述高功率红外光源的量和/或功率以及所述高功率风机的量和/或功率被这样调节，使得每立方米采用的喷吹空气的红外辐射能量的比例在每m3空气2瓦特小时至每m3空气20瓦特小时之间，优选在2. 5至12. 5ffh/m3之间。
5.根据权利要求1所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 的发射波长处于水在1. 93,2. 7,4. 7和/或6. 3 μ m情况下的吸收带的一个或多个波长上。
6.根据权利要求1至5之一所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 是半导体光源，优选是顶二极管激光器或二极管激光器阵列。
7.根据权利要求6所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 与控制装置连接，由所述控制装置能够根据规格和/或以页张输送运动的节拍接通和关断顶光源。
8.根据权利要求2所述的页张处理机，其中，所述页张引导滚筒(119b，121)或者所述页张导板(126)被冷却；为了预热待干燥的页张，将废热从相应的冷却回路供应给沿页张输送方向布置在这个或这些干燥器前面的页张引导滚筒。
9.根据权利要求6所述的页张处理机，其中，所述红外光源(13 安装在一个或多个冷却体(137,13 上，所述冷却体连接在冷却介质回路(124)上并且所述冷却介质回路是用于加热喷吹空气的热泵的一部分。
10.用于在页张处理机(1)中利用一个或多个组合式干燥器(Illa-C)干燥涂有水性亮油的页张(B)的方法，其中，待干燥的页张被加载来自窄带的红外光源(13 的红外辐射，所述红外光源的波长处于一个或多个水吸收频带上，所述红外辐射的辐射密度为至少25kff/m2并且所述页张同时被用至少3000m3空气/m2页张面xh的空气流喷吹，其中，将喷吹空气的温度调节到小于100°C，优选小于80°C。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，喷吹空气的温度在40°C至60°C之间并且喷吹空气喷嘴的布置和数量这样选择，使得干燥过程的热传导系数α大于250W/m2K。
12.根据权利要求10至11之一所述的方法，其中，所采用的红外辐射能量与所采用的喷吹空气量之比在每m3空气2Wh至20Wh/m3空气之间，优选在2. 5至12. 5ffh/m3空气之间选择。
全文摘要
本发明涉及一种页张处理机，特别是页张印刷机，具有一个上亮油装置和一个或多个组合式干燥器，所述组合式干燥器对新上亮油的页张不仅加载辐射能量而且加载变热的空气，其中，这个或这些组合式干燥器包含多个圆形或多边形的空气喷嘴(134)，在所述空气喷嘴之间设有窄带的高功率红外光源(135)，由所述高功率红外光源能够以总体上至少25kW/m2的辐射密度加载涂有亮油的页张，其中，流经喷嘴的变热后的空气的温度低于100℃，优选低于80℃。
文档编号B41F23/04GK102555440SQ2011103928
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月1日 优先权日2010年12月3日
发明者J·容, R·米勒, U·恩斯特 申请人:海德堡印刷机械股份公司
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