(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷機の構成部品に付着したインキを洗浄する洗浄液と上記構成部品から上記洗浄液によって分離されたインキとを含む廃液を回収する容器に、上記廃液に浸漬される一対の電極を設け、これら一方の電極及び他方の電極間に電圧を印加させ、上記廃液中に含まれるインキ顔料を電気泳動により上記電極の一方に付着させ、
上記洗浄液が絶縁性の洗浄液及び導電性の水からなり、これらを含む上記廃液に電界を印加することにより、インキ顔料、絶縁性の洗浄液及び導電性の水の三成分を同時に分離し、その分離した洗浄液を再利用可能に構成したことを特徴とする印刷機の廃液再生装置。
【請求項２】
上記容器に一対の回動可能な絶縁性ローラを上下に設けるとともに、上方側の絶縁性ローラの一部を上記廃液面上に露出させ、それら一対の絶縁性ローラの外周部に導電性ベルトを装着するとともに、該導電性ベルトを上記電極の一方とすることにより、上記インキ顔料を上記導電性ベルト面に付着させるようにした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。
【請求項３】
上記導電性ベルトの外周面に一定間隔を開けて、上記容器内に上記他方の電極を設けたことを特徴とする請求項２に記載の印刷機の廃液再生装置。
【請求項４】
上記廃液面上に一部が露出している回動可能な導電性ローラを設け、該導電性ローラを上記一方の電極とすることにより、上記インキ顔料を上記導電性ローラ面に付着させるようにした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。
【請求項５】
上記他方の電極が一方の電極の下部に配設されるとともに、上記容器の底部に水抜き用の孔を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか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の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】
従来では、印刷機のブランケット胴や圧胴の洗浄時にで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かかっていた。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にその沈降法に用いられる廃液再処理装置の概略を示す。
【０００３】
図に示すように、従来の廃液再処理装置５１は、洗浄廃液５２を溜める容器５３を設け、容器５３の底部には底部排出配管５４を接続し、容器５３の側壁には側部排出配管５５を接続している。これらの配管５４，５５のうち、底部排出配管５４の出口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を接続し、その下流側にフィルタ６０を配設している。
【０００４】
廃液再処理装置５１はこのような構成により、印刷機のローラ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。沈降した沈殿インキ顔料すなわち、濃縮廃液６３は、底部排出配管５４から濃縮廃液回収溶液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の除去された再生洗浄液６２を、再生洗浄液回収容器５７に回収する。こうして得た再生洗浄液６２を再利用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では再処理洗浄液６２の純度が低く、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が目詰まりすることから、フィルタ６０の交換若しくは清掃を頻繁に行う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)。
【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、分離に長い時間がかかってしまうのは必至である。
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、ランニングコストを安価にするとともに、高効率で短時間にインキ顔料のみを分別回収するとともにキャリア液と水とを短時間に分離することができる廃液再処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の背の印刷機の廃液再生装置は、上記目的を達成するために、印刷機の構成部品に付着したインキを洗浄する洗浄液と上記構成部品から上記洗浄液によって分離されたインキとを含む廃液を回収する容器に、上記廃液に浸漬される一対の電極を設け、これら一方の電極及び他方の電極間に電圧を印加させ、上記廃液中に含まれるインキ顔料を電気泳動により上記電極の一方に付着させ、上記洗浄液が絶縁性の洗浄液及び導電性の水からなり、これらを含む上記廃液に電界を印加することにより、インキ顔料、絶縁性の洗浄液及び導電性の水の三成分を同時に分離し、その分離した洗浄液を再利用可能に構成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による印刷機の廃液再生装置について、図面を参照しながら説明する。
本発明の廃液再処理装置１の構成を図１に示す。廃液再処理装置１の容器２内には、２個の絶縁性ローラ３、４が上下方向に設けられ、ローラ３、４の周りには環状の導電性ベルト５が掛けてある。絶縁性ローラ３，４は、少なくとも一方のローラが図示しない駆動源に連結され回動が可能である。導電性ベルト５には、この外周面に所定間隔を隔てて断面がＵ字形のアース板６が配設され、アース板６は高圧電源７の＋側端子に接続されている。本実施の形態では、導電性ベルト５とアース板６との間隔を１０ｍｍに設定した。
導電性ベルト５は、その上下方向における中間部及び下部が、容器２内の廃液８に浸漬されており、導線性ベルト５の上部は廃液８の外に出るように構成している。導電性ベルト５の外周面には廃液８の液面よりも高い位置にブレード９を配設し、ブレード９の先端を導電性ベルト５の外周面に圧接し、ブレード９の他端側には、インキ顔料回収容器１０が配設されている。
【０００９】
導電性ベルト５の内周面には導電性ブレード１１が圧接され、導電性ブレード１１は高圧電源７の−側端子に接続されている。この導電性ブレード１１は導電性ベルト５に電圧を印加するためにあるが、導電性ベルト５の内周側に付着したインキ顔料１２を掻き取る役割も持たせている。
ここで、ローラ３，４を絶縁性にしたのは、もし導電性にしてそこに電圧を印加したとすると、帯電したインキ顔料１２がローラ３，４に付着して電界を打ち消し、電圧印加の効果がなくなってしまうので、それを防止するためである。
また、電極をベルト状にしたのは、廃液の量により液面高さが変動するので、廃液が多い場合にも少ない場合にも対応するためである。
なお、導電性ベルト５には導電性ゴムを、絶縁性ローラ３，４およびブレード７には高分子樹脂を用いた。また、アース板６および導電性ブレード１１には銅板を用いた。
【００１０】
実際の運転は、導電性ブレード１１を介して導電性ベルト５に負の電圧を印加した状態で絶縁性ローラ３，４を回転させ、ベルト５を走行させる。ここで、導電性ベルト５への印加電圧は高圧電源７により−５ｋＶに設定した。
発明者の独自の研究により、インキ顔料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。従って、導電性ベルト５に負の電圧を印加すると、アース板６との間の電界でインキ顔料１２のみが電気泳動して導電性ベルト５に付着する。ベルト５は、図１において反時計周りの方向に走行するので、導電性ベルト５に付着したインキ顔料１２は廃液８から出た後、ブレード９で掻き取られ、インキ顔料回収容器１０に入れられる。
【００１１】
［実施例１］
次に、本廃液再生装置を用いて試験を行った結果について説明する。廃液再生装置については、上記の廃液再生装置１を使用した。
（廃液再生装置）
導電性ベルト５とアース板６との隙間：１０ｍｍ
導電性ベルト５及びアース板６間の印加電圧：−５ｋＶ
（インキ）
インキには、枚葉インキの以下の５種類のインキを用いた。
▲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)
【００１２】
（洗浄液）
洗浄液には、以下の５種類の洗浄液を用いた。
▲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％に希釈した溶液の模擬廃液を作り実験を行った。
【００１３】
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)およ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１２の導電性ベルト５への付着力が若干弱く、付着インキ顔料１２が脱落し易いという傾向が見られたが、全ての組み合わせにおいて、インキ顔料１２の導電性ベルト５への付着、導電性ベルト５の走行およびブレード９による掻き取りの諸工程によりインキ顔料１２の回収が出来ることを確認した。
【００１４】
付着時間が長くなり、付着量が多くなるとインキ顔料は脱落しやすくなるので、付着力の弱いインキおよび洗浄液の組み合わせにも対応するには、導電性ベルト５の廃液中への浸漬時間は１０秒以下が望ましいことも見出した。
なお、廃液に水分が含まれている場合には、電圧を印加しても電流が低抵抗の水分を通して流れ、インキ顔料に有効に電界が加わらないのではないかと危惧していたが、実際に電界を印加すると、水分と廃液とが分離し、水分は廃液の下に沈殿する現象をも見出した。
【００１５】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２を参照しながら説明する。
図２の印刷機の廃液再生装置２１は、容器２内に導電性ローラ２２を１個のみ配設し、このローラ２２に高圧電源７の−側端子と接続する。そして、ローラ２２の外周面に対して所定間隔を隔ててアース板２３を配設するとともに、廃液８の液面より上方の位置にブレード９を配設し、該ブレード９の先端が導電性ローラ２２に接するようにする。本実施の形態では、必要に応じて導電性ローラ２２やアース板２３等の電極の高さ、若しくは容器２の高さを調整できるようにする。
【００１６】
本実施の形態では、図２に示す導電性ローラ２２及びアース板２３間に電圧を印加して、ローラ２２とアース板２３との間の電界によりインキ顔料１２を導電性ローラ２２に直接付着させ、ブレード９で掻き取り、インキ顔料回収容器１０に回収することができる。
本実施の形態によれば、簡単な構造で上記第１の実施の形態と同様な効果を奏する。特に、廃液の液面高さの変動が小さい場合に本装置を用いることが好ましい。また、液面の変動が大きくても、上記のように廃液の液面高さの変動に応じてインキ顔料回収電極等の高さを調整することで対応できる。
【００１７】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図３を参照しながら説明する。
図３の印刷機の廃液再生装置３１は、導電性ローラ２２の上方に一対のフィルム走行保持ローラ３２，３３を配設し、フィルム３４を一方のローラ３２から導電性ローラ２２の外周部を介して他方のローラ３３に巻付け、矢視の方向に移送できるようにする。そして、導電性ローラ２２に高圧電源の−側端子と接続し、アース板２３を高圧電源７の＋側端子と接続する。
本実施の形態では、導電性ローラ２２及びアース板２３間に電圧を印加すると、インキ顔料１２がフィルム３４の表面に付着する。これにより、インキ顔料１２の付着したフィルム３４をそのまま廃棄することができ、メンテナンスが容易になる効果がある。
【００１８】
次に、本発明の第４の実施の形態の廃液再生装置について図４及び図５を参照しながら説明する。
本実施の形態の印刷機の廃液再生装置４０は、容器４２の内部に高圧電源のアース側に設置した金属ローラ４３を配設している。この金属ローラ４３のほぼ下半分に対向して、所定間隔隔てて金属電極４４が配置してある。本実施の形態における実験では、この間隔を１０ｍｍに設定した。この金属電極４４は、その上端が隠れる程度まで廃液４１に浸漬されている。また、金属ローラ４３にはブレード４５が圧接されており、ブレード４５に連結してインキ顔料回収容器４６が配設されている。ここで、金属ローラ４３はステンレス製で、金属電極４４は銅板で製作した。また、ブレード４５もステンレス製のものを用い、接地した。これは、金属ローラ４３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である。
【００１９】
廃液再生は下記手順により行った。
金属ローラ４３を接地し、金属電極４４に正の高電圧を印加した状態で金属ローラ４３を回転させる。ここで、金属電極４４への印加電圧は、高圧電源４７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４８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、両電極間に高電圧を印加すると、洗浄液と水４９とが短時間で分離し、比重の大きな水４９が容器４２の底に沈む現象も見出している。従って、金属電極４４に正の高電圧を印加すると、金属ローラ４３との間の電界でまず洗浄液と水４９とが分離し、次いでインキ顔料４８が電気泳動して金属ローラ４３に付着する。
【００２０】
金属ローラ４３は、図４において反時計周りの方向に走行するので、金属ローラ４３に付着したインキ顔料４８は廃液４１から出た後、ブレード４５で掻き取られ、インキ顔料回収容器４６に入れられる。
一方、容器４２の底に溜まった水４９は水抜きバルブ５０により定期的に除去される。但し、最初、穴のない連続した金属板を用いたときに、電圧印加後、金属ローラ４３にインキ顔料４８が付着するまでに暫く時間がかかった。その原因を解明すべく、インキを含まず、洗浄液と水４９とからなる乳化液で実験を行ったところ、洗浄液から分離した水４９が金属ローラ４３の底に大きな水滴となって溜まり除去されるのに時間がかかることが判った。そこで、図５に示すように、金属電極４４の最下部に１ｃｍ程のスリット状開口を設けたところ、上記のような問題は解消し、極短時間で水４９が分離し、インキ顔料４８の金属ローラ４３への付着が始まるようになった。
【００２１】
［実施例２］
次に、本廃液再生装置を用いて試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４に示すものを用いた。
金属ローラ４３と金属電極４４との隙間：１０ｍｍ
金属ローラ４３及び金属電極４４間の印加電圧：１０ｋＶ
（インキ）
インキは枚葉インキの、以下の５種類のインキを用いた。
▲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)
【００２２】
（洗浄液）
洗浄液は、以下の５種類の洗浄液を用いた。
▲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４９を加えて模擬廃液を作り実験を行った。
【００２３】
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)およ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４８の金属ローラ４３への付着力が若干弱く、付着インキ顔料４８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４９の分離、インキ顔料４８の金属ローラ４３への付着、金属ローラ４３の回転、及びブレード４５による掻き取りの諸工程によりインキ顔料４８及び水４９の分離回収ができることを確認した。
【００２４】
付着時間が長くなり、付着量が多くなるとインキ顔料４８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４３の廃液４１中への浸漬時間は１０秒以下が望ましいことも見出した。
なお、上記実施例では、金属電極４４にスリット状の開口部４４ａを設けたが、金属電極４４の最下部に円形等の穴を複数個設けてもよい。穴が小さいと水滴が抜けるのに時間がかかり、逆に大きいとその部分の電界が弱くなってインキ顔料４８の回収効率が低下する。実験の結果、スリット幅や穴径は５〜１５mm位が適当であった。
【００２５】
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場合があり、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。
【００２６】
本実施の形態によれば、インキ、絶縁性の洗浄液、及び導電性の水からなる廃液から、電界印加によりインキ顔料、及び水を同時に同じ装置で分離除去できるので、低装置コスト、省スペースで、高効率、短時間に洗浄液再生が可能となる。このため環境問題も回避でき、大幅なランニングコスト削減も可能となる。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、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。
【００２７】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形、変更が可能である。
例えば、上記第１の実施の形態によれば、２個の絶縁性ローラ３，４を用いるようにしたが、絶縁性ローラ３，４の数は３個以上であってもよい。また、絶縁性ローラ３，４を上下に２個配置したが斜めに配置してもよい。これらの場合は、導電性ベルトの面積、すなわち廃液中に浸漬されている電極の面積を広くすることができ、効率良くインキ顔料１２を回収できる。さらに、絶縁性ローラを一方の絶縁性ローラ３のみの１個だけを用い、これに導電性ベルト５を巻き付けたものであってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の印刷機の廃液再生装置によれば、廃液中の固形分であるインキ顔料を電界により電気泳動させて強制的に回収するので、高効率で、短時間にインキ顔料のみを分別回収でき、残った洗浄液は再利用できる。このため環境問題も回避でき、大幅なコスト削減が可能である。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、電極間に電圧を印加するだけで、流れる電流は非常に小さいので、ランニングコストは小さく、メンテナンスも容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による電気泳動を利用した印刷機の廃液再生装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による電気泳動を利用した印刷機の廃液再生装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態による電気泳動を利用した印刷機の廃液再生装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態による電気泳動を利用した印刷機の廃液再生装置の概略構成図である。
【図５】図４に示す金属電極の底面図である。
【図６】従来の沈降法による印刷機の廃液再生装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１，２１，３１，４０廃液再処理装置
２，４２  容器
３，４  絶縁性ローラ
５  導電性ベルト
６，２３  アース板
７，４７  高圧電源
８，４１  廃液
９，４５  ブレード
１０  インキ顔料回収容器
１１  導電性ブレード
１２，４８  インキ顔料
２２  導電性ローラ
３２，３３  フィルム走行保持ローラ
３４  フィルム
４３  金属ローラ
４４  金属電極
４９  水
５０  水抜きバルブ
【図１】
0003702130.tif 000002
【図２】
0003702130.tif 000003
【図３】
0003702130.tif 000004
【図４】
0003702130.tif 000005
【図５】
0003702130.tif 000006
【図６】
0003702130.tif 000007