(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が廃液中に浸漬される導電性ローラと、該導電性ローラの一部周囲に間隔を開けて設けられる導電性電極と、前記導電性ローラ及び導電性電極の両者間に電界を印加する高電圧電源とを備え、印刷機で使用したインキ顔料、洗浄水、洗浄液を含んだ廃液の再生装置において、前記導電性電極に複数個の穴を穿設し、前記導電性ローラ及び導電性電極間の電界印加領域に前記インキ顔料を前記穴から拡散により流入させる一方、容器の底部に溜まった前記洗浄水を除去する水抜きバルブを設けたことを特徴とする印刷機の廃液再生装置。
【請求項２】
前記導電性電極の両端部には、絶縁性材料がコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の印刷機の廃液再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷機のブランケット胴や圧胴等、インキが付着する印刷機の構成部品の洗浄時に出る廃液の再生装置に関する。更に詳しくは、帯電したインキ顔料、絶縁性の洗浄液、及び導電性の水が混在した系で、単一の装置で、しかも短時間で３成分を分離する廃液の再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、印刷機のブランケット胴や圧胴の洗浄時に出る廃液をそのまま廃棄するため、環境問題から廃液処理等の廃棄コストが掛かっていた。また、ブランケット胴等を洗浄するのに、多量の洗浄液を使用することからランニングコストが嵩むといった問題があった。
そこで、最近になって廃液を再処理し、洗浄液を再利用しようという試みも出てきた。その一例は沈降法と言われるもので、図６はその沈降法に用いられる廃液再生装置の概略構成を示している。
【０００３】
図６に示すように、従来の廃液再生装置５１は、洗浄廃液５２を溜める容器５３を備えており、同容器５３の底壁には底部排出配管５４が接続されていると共に、同容器５３の側壁には側部排出配管５５が接続されている。そして、これら排出配管５４，５５のうち、底部排出配管５４の出口下方には濃縮廃液回収容器５６が配設され、側部排出配管５５の出口下方には再生洗浄液回収容器５７が配設されている。また、一方の底部排出配管５４の通路には開閉バルブ５８が接続され、他方の側部排出配管５５の通路には上流側に開閉バルブ５９が接続されていると共に、その下流側にフィルタ６０が配設されている。
【０００４】
このように構成された廃液再生装置５１では、印刷機のブランケット胴等を洗浄した後の廃液５２を容器５３に溜め、インキ顔料６１の沈降を促進する薬剤を廃液５２に添加することによりインキ顔料６１を容器５３の底部に沈降させる。次いで、沈降したインキ顔料、すなわち濃縮廃液６３を、底部排出配管５４から濃縮廃液回収容器５６に回収し、廃液５２の上澄み液を側部排出配管５５からフィルタ６０でろ過することによりインキ顔料６１を除去し、再生洗浄液回収容器５７に回収する。こうして得られた洗浄液６２は再利用されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この方法では再生洗浄液６２の純度が不充分なだけでなく、インキと洗浄液の組み合わせによってはインキ顔料６１の沈降が不充分で、すぐにフィルタ６０が目詰まりしてしまうことから、同フィルタ６０の交換もしくは清掃を頻繁に行わなければならないという問題があった。
一方、電子写真の分野では、溶媒中に分散させた帯電トナーを電気泳動により静電潜像に付着させて可視化する湿式現像法も一部で採用されている。このシステムにおいて、クリーニング後の廃液から帯電したトナー粒子を電気的に除去する方式も提案されている（特開昭５３−１０４４０号公報）。
【０００６】
しかし、帯電処理したトナーが電気泳動するのは当然の公知事実であり、特許としては成立していない。同一出願人が最近学会発表した文献｛黒島他：Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ’９６論文集、ｐ１５３（１９９６）｝では、本発明の装置に似たトナー粒子除去装置が提示されているが、導電性の水が混入した場合は想定されていない。
上記文献では回収したキャリア液に水が含まれている場合に、キャリア液と水との比重の違いを利用して水分を分離しているが、この方式では大きな装置が必要なだけでなく、分離に長い時間が掛かってしまうのは必至である。
【０００７】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置の低コスト化及び省スペース化で、高効率かつ短時間に洗浄液の再生が可能となり、環境問題も回避できると共に、大幅にランニングコストを削減でき、メンテナンスも容易となる印刷機の廃液再生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、一部が廃液中に浸漬される導電性ローラと、該導電性ローラの一部周囲に間隔を開けて設けられる導電性電極と、前記導電性ローラ及び導電性電極の両者間に電界を印加する高電圧電源とを備え、印刷機で使用したインキ顔料、洗浄水、洗浄液を含んだ廃液の再生装置において、前記導電性電極に複数個の穴を穿設し、前記導電性ローラ及び導電性電極間の電界印加領域に前記インキ顔料を前記穴から拡散により流入させる一方、容器の底部に溜まった前記洗浄水を除去する水抜きバルブを設けている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は本発明の第１実施形態に係る印刷機の廃液再生装置の概略構成図、図２は図１における廃液再生装置に使用される金属電極の展開図、図３は上記廃液再生装置の基本原理の概略構成図を示している。
【００１０】
本発明の第１実施形態に係る印刷機の廃液再生装置は、インキ、絶縁性の洗浄液、及び導電性の水からなる廃液に電界を印加することにより、３成分を同時に分離し、洗浄液を再利用可能とするものである。この第１実施形態では、導電性ローラとそれから所定間隔を開けて設けられた導電性電極を有してなる廃液再生装置において、導電性電極の最下部に所定の大きさの穴が設けられている。
【００１１】
本発明の第１実施形態に係る廃液再生装置１の基本構成を図３に示している。廃液再生装置１の容器２内には、高圧電源７のアース側に接地した回転可能な金属ローラ（導電性ローラ）３が配設されており、同金属ローラ３の一部（ほぼ下半分側）は廃液１１中に浸漬されている。そして、この金属ローラ３のほぼ下半分に対向した廃液側周囲には、所定の間隔を開けて金属電極（導電性電極）４が配設されている。本実施形態の実験では、この間隔を１０ｍｍに設定した。したがって、本実施形態の廃液再生装置１は、金属ローラ３と、金属電極４と、これら金属ローラ３及び金属電極４の両者間に電界を印加する高圧電源７とを備えている。
金属電極４は、その左右上端部が隠れる程度まで廃液１１中に浸漬され、高圧電源７に接続されている。また、金属ローラ３の上部には、ブレード５の一端が圧接されており、同ブレード５の他端に連結してインキ顔料回収容器６が配設されている。
【００１２】
ここで、金属ローラ３はステンレス製であり、金属電極４は鋼板を用いて製作されている。また、ブレード５もステンレス製のものを用いて接地した。これは、金属ローラ３の接地を完璧なものにし、火花放電の発生を防止するためのものである。なお、廃液１１は、印刷機で使用したインキ顔料８、洗浄水９、洗浄液を含んでいる。また、容器２の底部には、水抜きバルブ１０が設けられている。
【００１３】
このような基本構成の廃液再生装置１を用いた廃液１１の再生は、下記の手順によって行う。
まず、金属ローラ３を接地し、金属電極４に正の高電圧を印加した状態で金属ローラ３を回転させる。ここで、金属電極４への印加電圧は、高圧電源７により＋１０ｋｖに設定した。
発明者の独自の研究により、インキ顔料８は正に帯電しており、溶液中で電気泳動することを見出している。また、金属ローラ３及び金属電極４の両者間に高電圧を印加すると、洗浄液と水９とが短時間で分離し、比重の大きな水９が容器２の底に沈む現象も見出している。したがって、金属電極４に正の高電圧を印加すると、金属ローラ３との間の電界でまず洗浄液と水９とが分離し、次いでインキ顔料８が電気泳動して金属ローラ３の外周面に付着する。
【００１４】
金属ローラ３は、図３において反時計周りの方向に回転走行するので、金属ローラ３に付着したインキ顔料８は廃液１１から出た後、ブレード５によって掻き取られ、インキ顔料回収容器６に入れられる。一方、容器２の底に溜まった水９は、水抜きバルブ１０により定期的に除去されている。
【００１５】
次に、本廃液再生装置１を用いて検証実験を行った結果について説明する。
（廃液再生装置）
廃液再生装置は図３に示すものを使用した。
金属ローラ３と金属電極４との間隔は１０ｍｍに設定した。
金属ローラ３及び金属電極４間の印加電圧は１０ｋｖに設定した。
（インキ）
インキには、枚葉インキである以下の５種類のインキを使用した。
▲１▼ハイエコーＭＺ（東洋インキ(株)製）
▲２▼ジオス‐ＧＮ（大日本インキ(株)製）
▲３▼スーパーテックプラスＨ（Ｔ＆Ｋ(株)製）
▲４▼ダイアトーンＭ（サカタインクス(株)製）
▲５▼セルボＹ（東京インキ(株)製）
【００１６】
（洗浄液）
洗浄液には、以下の５種類の洗浄液を使用した。
▲１▼ダイクリーン（大日本インキ(株)製）
▲２▼オートクリーン（日研化学(株)製）
▲３▼ブラクリンＳ（ニッカ(株)製）
▲４▼プリントクリーナ（東洋インキ(株)製）
▲５▼スーパークリーン（インキテック(株)製）
これらを組み合わせた２５種類について、藍、紅、黄、墨の４色のインキを均等に混合して洗浄液で１％に希釈した溶液に、更に２０％の水９を加えて模擬廃液を作り実験を行った。
【００１７】
この結果、インキは、ジオス‐ＧＮ（大日本インキ(株)製）およびセルボＹ（東京インキ(株)製）、洗浄液は、オートクリーン（日研化学(株)製）、ブラクリンＳ（ニッカ(株)製）及びプリントクリーナ（東洋インキ(株)製）を組み合わせた６種類の模擬廃液において、インキ顔料８の金属ローラ３への付着力が若干弱く、付着インキ顔料８が脱落し易いという傾向が見られたものの、全ての組み合わせにおいて、電圧印加後、水９の分離、インキ顔料８の金属ローラ３への付着、金属ローラ３の回転、及びブレード５による掻き取りの諸工程によりインキ顔料８及び水９の分離回収が出来ることを確認した。
付着時間が長くなり、付着量が多くなるとインキ顔料８は脱落しやすくなるので、付着力の弱いインキ及び洗浄液の組み合わせにも対応するには、金属ローラ３の廃液１１中への浸漬時間は１０秒以下が望ましいことも見出した。
【００１８】
通常の印刷機においては、一連の印刷が終了するたびに、印刷機のブランケット胴や圧胴はインキ顔料を除去するための石油系溶剤の洗浄液、及び紙粉を除去するための水で洗浄する必要があり、廃液はインキ成分及び絶縁性の洗浄液の外に導電性の水が混入するのは避けられない。
一般的な常識からは、導電性液体中の帯電粒子は、効率的に電気泳動しないと考えられているが、電界を印加すると絶縁性の洗浄液と導電性の水とが分離し、インキ顔料は洗浄液の中に偏在することを見出した。
また、インキ顔料が帯電していることは発明者が独自に発見した現象で、一般に知られていないため、このような試みがなされたことは過去に例がなく、本発明の独自性は、このような発明者独自の新規発見現象に立脚している。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、インキ、絶縁性の洗浄液、及び導電性の水からなる廃液１１から、高圧電源７の電界印加によりインキ顔料８及び水９を同時に同じ装置で分離除去できるので、低装置コスト及び省スペースで、高効率かつ短時間に洗浄液の再生が可能となる。このため、環境問題も回避できると共に、大幅なランニングコストの削減も可能となる。また、沈降法のようにフィルタを頻繁に交換する必要がなくなり、電圧を印加するだけで自動的に成分が分離されるのでメンテナンスも楽になる。
【００２０】
しかも、本発明の第１実施形態に係る廃液再生装置１は、図１及び図２に示す如く、図３で説明した本発明の基本原理・構成を基にインキ顔料回収効率の向上策として、更に性能の良い電極構造の金属電極４を提供するものである。
すなわち、本発明の第１実施形態の特徴は、金属電極４に多数の開口部を設けた点にある。この開口部は、具体的には導電性金属（実験では銅板使用）の金属電極４に多数の貫通穴１２が穿設してある穴開き板を用いて形成されている。なお、貫通穴１２の穴形状は図示例に限らず、楕円形や長穴等、他の形状でも構わない。
このように金属電極４には多数の貫通穴１２が設けられているため、金属ローラ３と金属電極４間の電界印加領域に、インキ顔料８が矢印Ａで示すように貫通穴１２から拡散により流入しやすくなる。これによって、インキ顔料８が金属ローラ３に付着しやすくなり、回収する時間が大幅に短縮できる。
【００２１】
（実験結果）
本発明の第１実施形態の廃液再生装置１を使用して、穴開きの金属電極（貫通穴の径２ｍｍ、開口率４０％の銅板）と通常の銅板電極（穴開き無し）のインキ顔料回収比較テストを行った。
インキ顔料や洗浄液等の条件は、上記の例で説明した実験条件と同一とした。実験結果は本第１実施形態のように穴開きの金属電極４を使用した方が，従来電極よりもインキ顔料８の回収時間が１／３〜１／２に短縮された。
この結果により、本発明の第１実施形態のような電界分離方式を用いたインキ顔料回収用の電極としては、穴開き銅板電極を用いた方が、回収時間の短縮に効果的であることが判明した。
【００２２】
図４及び図５は本発明の第２実施形態に係る印刷機の廃液再生装置を示すもので、図４はその金属ローラと金属電極部周辺の概略構成図、図５は金属電極の展開図である。
第２実施形態の廃液再生装置２１は、安全対策を施した構造の金属電極（導電性電極）４が使用されている。これは、図３で説明した本発明の実施形態に係る廃液再生装置の基本構成及び原理で洗浄廃液から水とインキ顔料、洗浄液の分離を行う時、容器２内の廃液１１は、運転開始時は図示ｈｓの高さ（金属ローラ３の中心付近）まで供給されている。
この状態で分離・回収を開始すると、時間と共に廃液１１は水９、インキ顔料８及び洗浄液に分離され、インキ顔料８は金属ローラ３の外周面に付着してブレード５にて掻き取られ，回収容器６に回収される。一方、水９は水抜きバルブ１０により外部に排出される（図３参照）。そのため、廃液１１の液面高さは、初期高さｈｓより低くなってゆく。
【００２３】
このように容器２内の廃液１１の量が減少することにより，図４に示す如く、金属電極４の上端部が液面より突き出た状態となる。
金属電極４及び金属ローラ３の両者間には，高圧電源７によって高電圧が印加されており，同金属電極４の露出により火花放電が発生し，洗浄液に引火する危険性がある。この金属電極４の露出による火花放電の発生を防止し，洗浄液に引火しない電極構造が本実施形態の特徴である。
【００２４】
以下その構造を説明する。
本発明の第２実施形態では、図４に示すように、金属電極４を金属ローラ３の曲率に応じて沿わせて配置しているが，金属電極４の半径分以上の図示した上方部分をストレート形状で延長し，更に図示ｈで示す領域を絶縁性材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン等の樹脂材）でコーティングした。このｈの領域はセンサによる調整で、廃液量の変動に対応できる範囲としてある。
図５に示す如く、金属電極４は、導電性電極部４ａが中央部近傍に位置し、両端部には絶縁性樹脂をコーティングした絶縁部分１３となっている。また、金属電極４は、第１実施形態と同様、洗浄液が拡散しやすいように配慮した穴開き部である多数の貫通穴１２が設けられている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００２５】
本発明の第２実施形態の廃液再生装置２１では、上記第１実施形態と同様の効果が得られる上、廃液１１の供給量が変動しても、絶縁部分１３の存在により金属電極４の導電性電極部４ａが廃液１１の液面より露出しないため、火花放電の発生を防止でき、洗浄液に引火する危険性を回避できる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形及び変更を加え得るものである。
【００２７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る印刷機の廃液再生装置は、一部が廃液中に浸漬される導電性ローラと、該導電性ローラの一部周囲に間隔を開けて設けられる導電性電極と、前記導電性ローラ及び導電性電極の両者間に電界を印加する高電圧電源とを備え、印刷機で使用したインキ顔料、洗浄水、洗浄液を含んだ廃液を再生するものであって、前記導電性電極に複数個の穴を穿設し、前記導電性ローラ及び導電性電極間の電界印加領域に前記インキ顔料を前記穴から拡散により流入させる一方、容器の底部に溜まった前記洗浄水を除去する水抜きバルブを設けているので、インキ顔料が導電性ローラに付着しやすくなり、回収する時間を大幅に短縮できると共に、装置の低コスト化及び省スペース化を図り、高効率かつ短時間に洗浄液の再生を行うことができる。したがって、本発明の廃液再生装置によれば、環境問題も回避できると共に、大幅にランニングコストを削減でき、メンテナンスも容易になる。
しかも、導電性電極の両端部に絶縁性材料をコーティングしておくことによって、廃液量の変動に対応することが可能となり、火花放電の発生を防止でき、安全な操業が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷機の廃液再生装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１における廃液再生装置に使用される金属電極を展開した状態を示す平面図である。
【図３】本発明に係る印刷機の廃液再生装置の基本原理を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る印刷機の廃液再生装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】図４における廃液再生装置に使用される金属電極を展開した状態を示す平面図である。
【図６】従来の沈降法による印刷機の廃液再生装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１，２１  廃液再生装置
２  容器
３  金属ローラ（導電性ローラ）
４  金属電極（導電性電極）
５  ブレード
６  インキ顔料回収容器
７  高圧電源
８  インキ顔料
９  水
１０  水抜きバルブ
１１  廃液
１２  貫通穴
１３  絶縁部分
【図１】
0003697122.tif 000002
【図２】
0003697122.tif 000003
【図３】
0003697122.tif 000004
【図４】
0003697122.tif 000005
【図５】
0003697122.tif 000006
【図６】
0003697122.tif 000007