專利名稱：具備冷卻和材料回收能力的幅面涂層涂覆器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對行進的幅面進行冷卻和涂布的設(shè)備以及方法。
背景技術(shù)：
在幅面涂布、印刷和干燥操作中，常常需要幅面具有非接觸支承，以便避免對幅面 本身或?qū)ο惹巴扛驳椒娴囊换蚨鄠€表面上的濕涂層(諸如墨水)造成損壞。用于在干燥 期間非接觸地支承幅面的一種常規(guī)布置包括水平的上空氣棒組和下空氣棒組，幅面在它們 之間行進。從空氣棒發(fā)出的熱空氣在幅面穿過干燥器行進時干燥并支承幅面。
隨后必須冷卻熱幅面?，F(xiàn)有技術(shù)的裝置經(jīng)由傳導(dǎo)或?qū)α鱽砝鋮s，但這種冷卻要么 過快，要么過慢，造成產(chǎn)品品質(zhì)問題，諸如光澤損失、墨水在幅面路徑輥上蓄積或者持續(xù)溶 劑蒸發(fā)造成的發(fā)煙。減輕這些問題的現(xiàn)有方法導(dǎo)致用于額外或較大幅面冷卻裝備的資本成 本方面的不當(dāng)支出、或由于以較慢的生產(chǎn)速度運行所致的有所減小的生產(chǎn)率和效率。其它 的現(xiàn)有技術(shù)裝置主要經(jīng)由蒸發(fā)液體來冷卻幅面，而不是通過傳導(dǎo)或?qū)α鳎瑥亩试S水分可 用于幅面，例如在印刷紙張幅面的情況下，這最小化了幅面收縮，并最小化幅面中的靜電。 這可以是有利的，因為紙張幅面在補償干燥器(offset dryer)中通常被干燥到少于2%的 水分；且因此，從車間空氣吸收水，使得其水分水平回到4%至6% 。這種從車間空氣吸收水 分較慢，需要數(shù)小時或數(shù)天，因為印刷品通常堆疊或纏繞成巻，這以此形式存在著暴露于車 間空氣的有限表面積。水分的添加可通過在堆疊或纏繞之前與液體水源直接接觸而容易地 達成。這樣的系統(tǒng)可在市場上從Weko(利用接觸輥來涂覆)或Eltex(噴涂)購買到。
使用熱定型巾畐面膠版印刷過程(heat set web offset lithogr即hicprinting process)所印刷的幅面通常需要諸如硅酮油這樣的增滑劑，諸如聚二甲硅氧烷(PDMS)，以 在水中乳化并在將印刷幅面纏繞成巻之前或者更通常地，在切割、折疊并堆疊成書之前涂 覆到幅面表面。這種增滑劑提供印刷幅面的有所改進的搬運特征，用以抵抗墨水從幅面表 面膠合和偏移沾污(機械轉(zhuǎn)印)到路徑輥表面、傳送帶、折疊成形器(fold former)、軋輥 等，或到纏繞的幅面或折疊書的面對頁表面。當(dāng)前涂覆硅酮的實踐通常需要先前步驟，其為 冷卻幅面的步驟。這個冷卻步驟將通常從干燥爐排出的溫度范圍在120至15(TC的幅面的 溫度降低到接近室溫的大約25至35t:的溫度。通常在幅面已經(jīng)與一系列冷卻輥(激冷輥) 成傳導(dǎo)接觸而冷卻后進行水基硅酮乳化液的涂覆。在某些情況下，在幅面仍處于高溫時涂 覆硅酮以利用蒸發(fā)冷卻，其成本低于完全通過傳導(dǎo)到用水激冷的輥所進行的冷卻。這些較 新實踐的已知優(yōu)點在于其傾向于保持激冷輥以及下游路徑輥不帶墨水沉積物。這個過程公 開于美國專利第5，471，847號中。但是，到熱幅面的這種涂覆具有以下缺點取決于由于幅 面溫度、線速度和幅面重量所需的引入冷卻負荷，涂覆到表面上的溶液由于蒸發(fā)失去不同的水量。 因此，必須向幅面涂覆足夠的硅酮流體，以便實現(xiàn)幅面冷卻在最苛刻條件下所希 望的蒸發(fā)冷卻量，諸如較高的引入幅面(干燥器出口 )溫度、較高幅面速度或較重幅面重 量。這導(dǎo)致消耗過量硅酮濃縮流體來冷卻幅面，這在所消耗的硅酮材料方面而言成本較高， 且在某些情況下可能會不利地影響印刷墨水表面的品質(zhì)，由于過量硅酮材料涂覆造成減小 的光澤、流體條紋(fluid streak)或頁粘附。 這個問題的一個可能解決方案在美國專利公告第2004/0173149號中公開。其公
開了響應(yīng)于幅面調(diào)節(jié)要求而"在運行中"混合硅酮濃縮物和水。但是，在典型印刷車間操作
中，在實際生產(chǎn)條件下，難以設(shè)置并保持這種系統(tǒng)穩(wěn)定，因為監(jiān)控硅酮涂覆量的反饋控制機
構(gòu)并不實際，且基于先驗基礎(chǔ)的"配方"型設(shè)置需要對于速度、溫度、幅面重量和紙張類型的
每個生產(chǎn)變量的測試、調(diào)整和控制計劃。 本發(fā)明基本上克服了這些和其它缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
這些現(xiàn)有技術(shù)問題已由本發(fā)明克服，本發(fā)明提供借助于至少一個涂覆器輥向幅面
涂覆硅酮/水乳化液的設(shè)備和方法，涂覆器輥具有供冷卻劑流動的內(nèi)部路徑，其中來自于 涂覆到所述幅面的所述乳化液的至少一部分水被蒸發(fā)，且隨后在所述幅面與所述輥之間接 觸處緊靠的鄰區(qū)中在所述冷卻的涂覆器上冷凝。在某些實施例中，所述蒸發(fā)水的額外回收 可通過第二包容機構(gòu)來進行，諸如在封殼或蒸氣腔室內(nèi)封閉所述接觸處緊靠的鄰區(qū)。在一 些實施例中，所述封殼完全地圍繞著至少一個冷卻的涂覆器和緊接著涂覆器的幅面路徑的 至少一部分。在某些實施例中，冷凝的水蒸氣返回到進給至涂覆器的硅酮/水儲集器，且在 本質(zhì)上被重復(fù)利用用于維持涂覆器儲集器中的硅酮濃度。在優(yōu)選實施例中，在冷卻的涂覆 器輥的幅面與輥接觸處緊靠的鄰區(qū)中使蒸發(fā)水迅速冷凝。因此，由于蒸發(fā)和隨后冷凝過程 步驟的"自行校正"特性，可使用單一濃度的硅酮/水混合物。舉例而言，如果由于增加的 引入溫度、速度或幅面重量造成熱幅面的蒸發(fā)熱負荷增加，則從涂覆到幅面的硅酮乳化液 蒸發(fā)出更多的水，如在所引用的現(xiàn)有技術(shù)中所教導(dǎo)的。但是，由于本發(fā)明提供在冷卻的涂覆 器上捕集并冷凝所述蒸發(fā)水的機構(gòu)的創(chuàng)新特點，將無需稀釋初始硅酮混合物來適應(yīng)這種更 高的蒸發(fā)冷卻負荷。因此，可"被動地"處置需要較少蒸發(fā)冷卻的條件和那些需要較多冷卻 的條件，即，無需提供傳感和控制系統(tǒng)來穩(wěn)定涂覆過程從而適應(yīng)變動的幅面熱負荷要求。因 此，可向本發(fā)明的涂覆器供應(yīng)恒定且最小量的硅酮濃縮物且在沉積到幅面上時獲得一致的 且最佳的硅酮油水平以增強進一步的下游加工。 在某些實施例中，來自包含著例如水和硅酮油混合物的供應(yīng)盤中的液體由至少一
個涂覆器輥涂覆到諸如紙張幅面這樣的幅面上。來自幅面的熱使至少一部分水蒸發(fā)并且 所產(chǎn)生的水蒸氣被封殼或蒸汽腔室的機構(gòu)限制到至少一個涂覆器輥周圍緊鄰的體積，涂覆
器輥由優(yōu)選地為水的冷卻劑介質(zhì)在內(nèi)部冷卻到優(yōu)選地在10至4(TC的溫度范圍以促進蒸發(fā)
水通過在所述涂覆器輥表面上冷凝而得以回收，同時避免諸如墨水固體這樣的致污材料在 輥表面上蓄積。本發(fā)明的額外目的在于減小并回收硅酮霧氣，其由現(xiàn)有技術(shù)涂覆器輥的功 能產(chǎn)生。已知在幅面與涂覆器輥表面的切線分開的位置處分割液體膜出現(xiàn)這種霧氣，形成
流體線帶(ligament)，其分開并變?yōu)榭諝鈧鞑??？諝鈧鞑サ墓柰F氣變成印刷車間環(huán)境中的嚴重問題，由于形成光滑的走道、樓梯等而造成安全隱患，以及也傾向于堵塞某些加工器械，諸如用于在熱定型干燥過程中進行污染控制的后燃器。由于水從硅酮乳化液蒸發(fā)加劇了這種線帶形成和分成霧氣粒子，使其粘性變得更大，尤其是在要用硅酮乳化液來冷卻該幅面的情況下。本發(fā)明的冷卻的涂覆器的冷凝作用在于消除或在很大程度上減小由于在所述冷卻的涂覆器輥進行薄膜分割的即時位置直接回收水從而產(chǎn)生霧氣的傾向。發(fā)明人在冷卻的涂覆器輥的涂覆器與幅面接觸處區(qū)域中通過對范圍在2000至6000kg/hr-m2的水冷凝通量率和范圍在10至50kW/tf-t:范圍的傳熱系數(shù)進行測量，則已觀察到通過立即冷凝而實現(xiàn)的這種水回收。這種較高的傳熱系數(shù)是大于當(dāng)前激冷輥傳熱實踐的幾乎兩個數(shù)量級。這些通量率處于蒸汽冷凝器交換器表面設(shè)計中所觀察到的那些范圍中，所述蒸汽冷凝器交換器表面設(shè)計指出在本發(fā)明中將水傳送到涂覆器輥的機制。另外，能回收可在輥隙區(qū)中形成的任何霧氣，因為霧氣受到所述蒸氣腔室的內(nèi)表面限制、并且通過與所述冷卻的涂覆器輥的外圍濕潤表面和硅酮供應(yīng)盤發(fā)生的物理接觸而加以回收。在某些實施例中，在封殼內(nèi)的額外冷卻輥提供額外的表面積和冷卻能量來提供對水蒸氣和硅酮霧氣的最大程度回收。在某些實施例中，水分被添加到幅面；即，在涂覆器裝置中進行處理之后，額外的水保留在幅面上且并不蒸發(fā)。


圖1是常規(guī)硅酮/水涂覆器的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的硅酮/水涂覆器的示意圖； 圖3a是根據(jù)本發(fā)明的實施例示出在干燥器下游的硅酮/涂覆器的示意圖； 圖3b是根據(jù)本發(fā)明的替代實施例示出在干燥器下游的硅酮/涂覆器的示意圖； 圖4a是在幅面與輥表面的物理現(xiàn)象的圖解視圖； 圖4b是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例在行進幅面兩側(cè)上的涂覆器的圖解視圖； 圖4c是根據(jù)本發(fā)明的實施例的、包括傳送輥的涂覆器的示意圖； 圖4d是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有通風(fēng)裝置的涂覆器封殼的示意圖； 圖5A和圖5B是冷卻函數(shù)和硅化函數(shù)的曲線圖描繪； 圖6是控制著冷卻和硅酮固體形成的現(xiàn)有技術(shù)方案的曲線圖描繪； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的、幅面冷卻負荷與所需總流體和混合物中硅酮固體之間關(guān)系
的曲線圖描繪；以及 圖8A是根據(jù)本發(fā)明的、涂覆器封殼和向下運行的幅面的示意圖；以及 圖8B是根據(jù)本發(fā)明的、涂覆器封殼和向上運行的幅面的示意圖。
具體實施例方式
在這個過程中有兩個主要的要求——冷卻幅面的要求，由圖5中的頂部曲線圖表示；和向幅面表面涂覆特定量硅酮的要求，由圖5中的底部曲線圖表示。冷卻要求作為溫度和紙張重量的函數(shù)而變動，而對硅酮固體涂覆的要求則由表面性質(zhì)決定且對于給定類型的印刷生產(chǎn)幾乎是恒定的。為了在高熱負荷(第一曲線的x軸)下提供充分幅面冷卻，需要較多流體。另一方面，進行表面處理所需的作為增滑劑的硅酮的量并不隨幅面冷卻負荷改變(第二曲線圖)。因此，如果執(zhí)行第一函數(shù)來滿足冷卻要求，則在最終狀態(tài)將會涂覆過多或過少的硅酮材料用于作為增滑劑進行表面處理的目的，這是因為在所涂覆的初始流體內(nèi)的大部分硅酮固體保留在幅面上，即，其并不像水的情況一樣蒸發(fā)掉。而當(dāng)涂覆最小量的總流體時，即當(dāng)需要最小的冷卻(和水分添加)時，迫使本領(lǐng)域技術(shù)人員利用硅酮/水流體混合物來操作該過程，硅酮/水流體混合物包含足夠的硅酮油濃度來作為增滑劑執(zhí)行表面處理。但是，如果冷卻負荷增加，例如由于較高的引入幅面溫度和/或幅面重量，則將會需要額外流體用于冷卻，隨之導(dǎo)致與充當(dāng)增滑劑所需的硅酮油量相比有過量的硅酮油。這會浪費硅酮油且可能實際上會使印刷材料的品質(zhì)和外觀降級，因為已知過量硅酮固體會減小光澤且在墨水表面中造成條紋出現(xiàn)。因此，希望根據(jù)所需要的冷卻負荷來涂覆水而無需改變涂覆到最終產(chǎn)品上的硅酮固體的凈量。 美國專利公告第2004/0173149A1號教導(dǎo)了用以克服圖5所示問題的一種較難的混合函數(shù)。隨著冷卻要求增加，以及所希望的水分添加，這個辦法的目的在于減小硅酮/水混合物中硅酮油的濃度使得硅酮固體到終端產(chǎn)品的凈涂覆在本質(zhì)上為恒定的。這個概念以圖6的曲線圖表示，其中第一曲線與圖5所示的曲線相同，但在此情況下，添加一種控制機構(gòu)，以隨著根據(jù)第一曲線的總流體要求增加來減小流體混合物中硅酮含量。即
總流體X硅酮固體濃度=常數(shù) 在實踐中，很難以穩(wěn)定可靠的方式來執(zhí)行這個函數(shù)，因為其需要額外的混合機構(gòu)、傳感器和控制裝置、和/或規(guī)定的水/硅酮混合物的調(diào)配處方用于所預(yù)期的引入幅面溫度和幅面重量的每個印刷條件。在實踐中，操作者仍可大體上涂覆一些過量硅酮，以便涵蓋混合物配方的缺失了控制硬件和/或控制裝置的變化和不穩(wěn)定性。 本發(fā)明提供一種被動響應(yīng)于因為對幅面所蒸發(fā)的水加以回收所致的變動蒸發(fā)負荷的機構(gòu)。隨著冷卻負荷要求增加，如先前那樣，必須蒸發(fā)更多的水，但利用所提供的捕集和冷凝水蒸氣的機構(gòu)，所增加的冷卻要求在很大程度上由回收的水加以補償。因此，所需的來自初始硅酮/水乳化液供應(yīng)的總流體更接近恒定，如圖7中的頂部曲線與圖6中的現(xiàn)有技術(shù)情況下的頂部曲線相比所示。因此，可由操作者利用恒定硅酮濃度的供應(yīng)混合物，這很少浪費硅酮材料且使印刷品具有良好的外觀品質(zhì)。 首先轉(zhuǎn)至圖1，示出用于將硅酮/水混合物的流體傳送到熱幅面IO(幅面的運行可向上(如圖所示)、向下或水平)的常規(guī)涂覆器。(幅面10是材料幅面，通常由紙張組成，紙張用墨水印刷且隨后在諸如空氣浮動干燥器這樣的熱空氣干燥器中被干燥)。隨著幅面通過蒸發(fā)而冷卻，產(chǎn)生熱量、蒸汽和硅酮霧氣。蒸汽和硅酮霧氣并不直接回收；它們通常被釋放到周圍環(huán)境或者被抽吸到干燥器(未圖示)內(nèi)，或者其組合。由于冷凝物和霧氣的沾污，這會造成一些問題，在車間中靠近涂覆器的表面上、或者在干燥器本身中導(dǎo)致滴落、材料蓄積和腐蝕。特別關(guān)注的是硅酮霧氣到干燥器中的攝入，其中最后在后燃器中處理廢氣。這種硅酮夾帶是熟知的維護問題，因為其導(dǎo)致在這種后燃器中所用的熱回收交換器發(fā)生蓄積和堵塞，使得后燃器不能處理所需廢氣流。 圖2說明了解決這些問題的本發(fā)明的實施例，諸如通過在涂覆器封殼12內(nèi)捕集熱蒸汽和硅酮霧氣、和視情況回收所捕集的材料以供再次使用。因此，硅酮/水供應(yīng)被饋送到包容容器13，并且諸如輥這樣的涂覆器14被定位成使得涂覆器表面的一部分與容器13中的流體接觸。涂覆器14視情況可諸如通過向涂覆器內(nèi)部供應(yīng)合適冷卻液體(例如，水)而冷卻。這種冷卻液體可通過合適的管路以及涂覆器中的內(nèi)部流動路徑再循環(huán)。涂覆器14也可包括表面處理用以增強潤濕性，諸如通過火焰噴涂或濺射過程向金屬表面涂覆的親水涂層，或者用以改進對墨水固體附著的阻力。合適的涂層是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的且可在市場上購買到，諸如購自Racine Flame Spray， Inc。在優(yōu)選實施例中，鉻表面處理用于充分的潤濕和抗墨性，鉻表面處理被修飾成非常光滑的表面，優(yōu)選地小于5. ORa，最優(yōu)選的小于1. ORa。 由于涂覆器14接觸硅酮/水混合物，混合物的一部分在涂覆器表面上攜載且隨后在涂覆器14旋轉(zhuǎn)時被涂覆到幅面10上。對涂覆器14旋轉(zhuǎn)的方向并無特別限制；其可在幅面行進的方向旋轉(zhuǎn)或者在與幅面行進相反的方向旋轉(zhuǎn)。幅面處置領(lǐng)域的技術(shù)人員可能會優(yōu)選幅面行進方向，在向上方向或者向下方向為基本上豎直的，以便最佳地適應(yīng)所述涂覆器的前面和后面的印刷線構(gòu)件的總體布局。對于沿著基本向上方向行進的幅面，與在幅面行進方向旋轉(zhuǎn)相比，與幅面行進相反的旋轉(zhuǎn)通常允許在每次輥回轉(zhuǎn)期間向幅面涂覆更多的硅酮/水混合物。相反，對于沿著基本向下方向行進的幅面，與在行進方向旋轉(zhuǎn)相比，與幅面行進相反方向的旋轉(zhuǎn)通常在每次輥回轉(zhuǎn)期間向幅面涂覆更少的硅酮/水混合物。如涂覆器輥的旋轉(zhuǎn)速度所設(shè)置的涂覆器輥表面速度的速度遠低于幅面速度。輥表面速度與幅面速度的比例通常在0. 001至0. 03的范圍，但更寬的范圍也是可能的。可使用變速電機來驅(qū)動涂覆器14來獲得涂覆到幅面上的所希望的硅酮量。在幅面兩側(cè).同時涂覆硅酮的情況下，也優(yōu)選地對每個涂覆器輥的輥速度有獨立控制，用以允許操作者對用于將比另一側(cè)更多或更少的硅酮涂覆到幅面的一側(cè)的涂覆進行控制。 涂覆器14優(yōu)選地完全或基本上封閉于封殼12內(nèi)以便包含從幅面蒸發(fā)所產(chǎn)生的蒸汽和水蒸氣。因此，冷卻的涂覆器14提供表面或襯底用于冷凝蒸汽和水蒸氣并且將冷凝物和硅酮霧氣攜載回容器13。 圖3a說明了在單區(qū)或多區(qū)干燥器15中干燥之后的幅面線布置中的涂覆器。在所示實施例中，從干燥器15排出的幅面路徑被向下導(dǎo)向，但本發(fā)明并不限于此。首先利用裝配到干燥器排出輥21上的包括煙氣隧道16的密封封殼、和之后利用涂覆器封殼12，干燥器15內(nèi)的大氣與在涂覆硅酮/水混合物的過程中所產(chǎn)生的水蒸氣和硅酮霧氣分開，以冷卻幅面并向幅面提供表面處理(諸如增滑劑)。主激冷輥21可定位于煙氣隧道16的排出口處(用于主激冷輥21的冷卻劑連接和回火控制單元未圖示)。到激冷輥21的冷卻劑供應(yīng)溫度通常在15t:至5(TC的范圍，其中2(TC至35t:是優(yōu)選范圍。在所示實施例中，使用兩個硅酮/水涂覆器14,14'，它們各自為輥且與相應(yīng)供應(yīng)容器13,13'連通。硅酮/水混合物經(jīng)由循環(huán)系統(tǒng)被供應(yīng)到容器13， 13'，循環(huán)系統(tǒng)包括與集液槽18流體連通的再循環(huán)泵17，集液槽18從合適源接收硅酮/水供應(yīng)。容器13，13'中的過量硅酮可返回到集液槽，如圖所示。涂覆器輥14，14'通過進給管線25,25'接收冷卻劑供應(yīng)流動。容許冷卻劑流動通過旋轉(zhuǎn)接頭進入輥14，14'。內(nèi)部流動通道設(shè)于輥14、14'里側(cè)以促進到輥14，14'的圓柱形殼體的良好的流體傳熱，如激冷輥設(shè)計領(lǐng)域中的技術(shù)人員熟知的那樣。冷卻劑返回管線26、26'將用過的冷卻劑傳導(dǎo)回到主要冷卻劑返回管線。到涂覆器輥14、14'的冷卻劑供應(yīng)溫度通常在1(TC至4(TC的范圍，其中12t:至25t:是優(yōu)選范圍。多個激冷輥可放置于涂覆器下游用于進一步冷卻幅面。冷卻劑供應(yīng)和返回，以及冷卻劑回火控制單元19、19'用于向這些輥中的每個輥供應(yīng)合適的冷卻劑，如本領(lǐng)域中已知的那樣。 圖3b說明了在單區(qū)或多區(qū)干燥器15中干燥之后的幅面線布置中的涂覆器，除了從干燥器排出的幅面路徑被向上導(dǎo)向，其類似于圖3a的實施例。 因此，在前述實施例中，來自包含例如水和硅酮油混合物的供應(yīng)的液體利用至少 一個涂覆器涂覆到幅面上。來自幅面的熱使水的至少一部分蒸發(fā)且所得到的水蒸氣由封殼 限制到緊靠著至少一個涂覆器周圍的體積。至少一個涂覆器由冷卻介質(zhì)(優(yōu)選地為水)在
內(nèi)部冷卻到優(yōu)選地范圍在i(rc至4(TC的溫度，其中12t:至25t:是優(yōu)選范圍，以促進蒸發(fā)水
通過在涂覆器表面上冷凝而回收，同時避免諸如墨水固體這樣的致污材料在涂覆器表面上 蓄積。而且，可回收由涂覆器的功能所產(chǎn)生的硅酮霧氣，如在幅面從涂覆器輥表面的切線分 開的位置處分割開液體薄膜所發(fā)生的這些硅酮霧氣。通過與冷凝水物理接觸利用濕潤來限 制和回收霧氣?？墒褂梅鈿?nèi)的額外冷卻輥提供用于冷凝和冷卻能量的額外表面積以提供 水蒸氣和硅酮霧氣的最大程度回收，如在圖4a中所圖示。 圖4b示出在幅面兩側(cè)和封殼或蒸汽腔室內(nèi)的額外冷凝器涂覆器的實施例。成對 的第一輥和第二輥可緊密接觸或可被分隔開以允許更多的時間用于在輥之間的跨距內(nèi)從 幅面蒸發(fā)水，如在圖4a中示出。例如，硅酮流體借助于與第一涂覆器14a的液體薄膜接觸 來直接涂覆到第二涂覆器14。如在圖4a的實施例中，每一對的第一涂覆器和第二涂覆器都 被冷卻，諸如通過內(nèi)部冷卻劑流動，以便通過冷凝和潤濕現(xiàn)象提供回收水蒸氣和硅酮霧氣 的機構(gòu)。 圖4c說明了其中提供傳送輥來改進清潔性的實施例。冷卻盤涂覆器14借助于旋 轉(zhuǎn)而從盤攜載流體并且將流體傳送到傳送輥24，但并不直接接觸幅面10。由盤涂覆器14 攜載的流體在傳送到傳送輥24之前通過與涂覆器表面接觸而冷卻。傳送輥24優(yōu)選地具有 表面處理以提高在其圓周所攜載的流體量。這個表面處理優(yōu)選地是呈輥24的表面中的大 孔或囊的形式，諸如涂覆到網(wǎng)紋輥上。大孔攜載過量流體用于保持輥表面冷卻同時僅將流 體的一部分傳送到幅面。因此，傳送輥24有效地具有冷卻表面，其能夠促進圖4b的上述冷 凝器輥的冷凝功能，但無需輥內(nèi)部的冷卻劑的流動路徑。這種傳送輥設(shè)計允許簡單地移除 并清潔輥而無需斷開冷卻劑管線的連接和搬運流體填充輥的重量。 圖4d說明了在封殼12中包括通風(fēng)裝置的實施例，其并不直接連接到車間或到干 燥器封殼，而是包括霧氣消除裝置，諸如可在市場上購自錫達拉皮茲的Iowa Distributing Inc.的Air King過濾裝置。這個零件提供控制水分回收和霧氣收集的額外靈活性。通過 從涂覆器封殼12取回經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣流動和使該流動通過該過濾裝置30而移除水蒸氣和硅 酮霧氣的至少一部分。然后，來自過濾裝置的空氣將不含有害致污物，并且可用于向車間或 向干燥器補充空氣吸入口進行空氣的補充?？赏ㄟ^空氣流動阻尼器31和排風(fēng)扇32(或者變 速鼓風(fēng)機)來調(diào)節(jié)空氣流動以取回更多或更少的流動，其如先前所述，包含從幅面10蒸發(fā) 的水，從而提供額外的機構(gòu)用于水分調(diào)節(jié)，與希望涂覆到幅面IO上的硅酮油的量無關(guān)。舉 例而言，如果希望向幅面供應(yīng)較大量的水用于冷卻或者用于向紙張?zhí)砑铀郑桓淖兯?涂覆的硅酮油的量，則從涂覆器封殼12提取回較少的空氣流動，從而造成更大量的水通過 在冷卻的涂覆器上冷凝而回收并且隨后涂覆到幅面上。相反，如果較少的水要涂覆到幅面 10上，則從涂覆器封殼12提取回較大量的空氣流動，從而減小可用于在冷卻的涂覆器和冷 凝輥上冷凝的水蒸氣的量，同時所涂覆的硅酮油的量保持不變。 如先前所述，需要使硅酮涂覆器輥封殼通風(fēng)以防止硅酮霧氣逸出到車間或進入干 燥器內(nèi)。另外，如所描述，希望促進在冷卻的涂覆器輥表面上幅面與輥接觸處的區(qū)域的緊靠的鄰區(qū)中迅速回收從硅酮/水蒸發(fā)的蒸氣。圖8A公開了用于基本向下運行的幅面的優(yōu)選 布置，其利用幅面運動來促進空氣在所希望的流動路徑中的流動，且也封閉緊接著輥與幅 面接觸區(qū)域的體積，沿著幅面路徑方向的距離為200mm或更小。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，空 氣的邊界層遵循移動的表面，諸如幅面，這是由于流體的粘性和由于所述表面相對于流體 的總體積移動所造成的剪切力。因此，幅面提供原動力來賦予所述空氣動能使得它流入圖 8A的涂覆器封殼頂部。在幅面與輥接觸處的區(qū)域，防止所述邊界空氣沿著向下方向進一步 前移，因為輥有效地充當(dāng)所述邊界流動的屏障。沒有圖8A的上封殼，所述邊界空氣的流動 將消散到車間內(nèi)，主要在輥的上方，且可能包含著硅酮霧氣的所述空氣的至少一部分可返 回到干燥器排出幅面槽，伴有之前所述的不當(dāng)結(jié)果。圖8A的上封殼提供在被動(無需使用 風(fēng)扇或其它額外的機械裝置來迫使空氣移動)引導(dǎo)所述空氣越過輥上方且將所述空氣向 下導(dǎo)向超過硅酮盤到盤下方位置的機構(gòu)，從而防止硅酮霧氣向上返回到干燥器排出開口的 潛在可能。這個上封殼形成流動通道以利用移動邊界層的動能來圍繞輥和硅酮盤被動地傳 導(dǎo)空氣且向下到涂覆器組件下方，遠離干燥器排出口。 在幅面與輥接觸的區(qū)域中和其正下方，希望最大程度地捕集由剛傳送到接觸區(qū)域 的熱幅面處的硅酮/水流體中所包含的水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣。如之前所述，冷卻的涂覆器輥 提供準(zhǔn)備表面用于通過迅速冷凝將所述蒸氣回收為水。圖8A的下?lián)醢逶谒鰮醢迮c幅面 之間形成迷宮型密封，且建立由幅面、涂覆器輥、盤、盤中流體、下封殼和所述擋板限制的體 積。因此從熱幅面產(chǎn)生的蒸汽被封閉且允許其在盤和所述擋板的冷卻表面上冷凝。第二盤 定位于硅酮儲集器盤和所述擋板的下方以捕捉所述冷凝的蒸汽且將其作為水返回到硅酮 供應(yīng)源。 圖8b示出關(guān)于向上運行幅面的優(yōu)選實施例。如之前那樣，移動的幅面攜載空氣邊 界層，在此情況下，所述幅面向上朝向幅面與輥接觸處的區(qū)域而行進。同樣，輥充當(dāng)屏障，防 止所述邊界層空氣流經(jīng)越過所述幅面與輥接觸區(qū)域。為了防止所述空氣朝向干燥器的排出 口往回消散，外封殼形成流動通道來利用移動邊界層的動能在硅酮盤的下方和周圍以及在 涂覆器組件的上方被動地傳導(dǎo)空氣遠離干燥器排出口 。上封殼在所述封殼與幅面之間提供 迷宮型密封，且形成由幅面、涂覆器輥、盤、盤中流體和所述上封殼所界定出的受限制體積。 因此從熱幅面產(chǎn)生的蒸汽被封閉且允許在輥的冷卻表面上冷凝，從而回收所述蒸氣并使蒸 汽返回到硅酮供應(yīng)源。
權(quán)利要求
一種用于冷卻幅面的設(shè)備，包括流體供應(yīng)和涂覆器，所述流體供應(yīng)包括硅酮，所述涂覆器用于將所述流體傳送到所述幅面，其中所述涂覆器被冷卻且在幅面與輥接觸處的鄰近區(qū)域至少部分地由封殼封閉使得在從所述幅面蒸發(fā)所述流體時，蒸發(fā)的流體保留在所述封殼內(nèi)且在所述涂覆器上冷凝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流體還包括水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述涂覆器是輥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述輥是激冷輥，其由冷卻流體在內(nèi)部加以冷卻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流體包括硅酮和水乳化液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述涂覆器是一對輥，所述一對輥中的第一輥接 觸所述流體且所述一對輥中的第二輥接觸所述第一輥并將流體從所述第一輥傳送到所述 幅面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述輥的表面具有為Ra 5或更小的平滑度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述輥的表面具有為Ra l或更小的平滑度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述輥的表面是親水性的。
10. —種利用至少一個冷卻的涂覆器輥來向加熱后的幅面涂覆流體、并通過在所述加 熱后的幅面與所述至少一個涂覆器輥之間的接觸處緊靠的鄰區(qū)中的所述至少一個冷卻的 涂覆器輥的表面上冷凝所述蒸發(fā)的流體來促進蒸發(fā)的流體回收的方法，所述幅面在幅面路 徑中行進；所述方法包括提供包括硅酮和水的流體供應(yīng)用于在幅面與輥接觸時由所述冷 卻的涂覆器輥涂覆到所述幅面上；在內(nèi)部冷卻所述至少一個涂覆器輥；在所述至少一個涂 覆器輥的幅面與輥接觸處的延伸的鄰區(qū)處封閉所述幅面路徑，從而將隨著所述幅面而移動 的空氣及蒸汽的邊界層傳導(dǎo)到所述至少一個冷卻輥的表面附近以促進通過冷凝來對蒸發(fā) 的流體進行回收。
全文摘要
本發(fā)明提供用于向需要冷卻的印刷幅面涂覆硅酮流體的水基乳化液從而除了利用硅酮材料涂布所述幅面之外還促進幅面蒸發(fā)冷卻的設(shè)備和方法。在向幅面涂覆硅酮流體之后蒸發(fā)的水通過在涂覆器上冷凝而回收并再次涂覆到幅面上，從而節(jié)約了用以提供冷卻和增強的滑移特征所必需的硅酮流體混合物的量，提高的滑移特征是進一步搬運和加工幅面所必需的。冷凝步驟通過以下操作實現(xiàn)在包封著涂覆器及幅面的緊湊封殼內(nèi)包含來自幅面的蒸發(fā)水，且視情況利用優(yōu)選為水的冷卻介質(zhì)，通過使所述冷卻介質(zhì)流經(jīng)涂覆器中的至少一個來激冷所述涂覆器。在某些實施例中，除了使蒸發(fā)水冷凝外，在涂布步驟中所形成的空氣傳播的硅酮霧氣被捕集且返回到流體涂覆器。
文檔編號B05C1/00GK101715372SQ200880009492
公開日2010年5月26日 申請日期2008年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者A·格朗讓, M·O·羅謝洛, P·賽德爾, S·扎加 申請人:美格特克系統(tǒng)公司