procedimiento de secado acelerado en linea de hojas impresas en

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REGISTRO DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL
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ESPAÑA
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ES 2 003 656
kNúmero de solicitud: 8700088
kInt. Cl. : B41M 7/00
11 N.◦ de publicación:
PATENTE DE INVENCION
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73 Titular/es: Cayfo S.A.
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72 Inventor/es: Pujol Cos, José
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74 Agente: Curell Suñol, Marcelino
22 Fecha de presentación: 16.01.87
45 Fecha de anuncio de la concesión: 01.11.88
46 Fecha de publicación del folleto de patente:
01.11.88
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Ctra de Caldes, km-3
Santa Perpetua de Mogoda, Barcelona, ES
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kResumen
54 Tı́tulo: Procedimiento de secado acelerado en lı́nea de hojas impresas en máquinas planas.
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Procedimiento de secado acelerado en lı́nea de hojas impresas en máquinas planas en el que dichas
hojas son sometidas a un calentamiento por medio de rayos infrarrojos y a continuación, durante
el proceso de apilamiento, a un choque térmico
a baja temperatura, preferentemente por medio
de aire en cuyo seno se ha gasificado nitrógeno
lı́quido. Con el procedimiento se influye beneficiosamente en varios de los factores que determinan
la velocidad de secado y se mejora la calidad del
impreso.
Venta de fascı́culos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
La invención se refiere a un procedimiento de
secado acelerado en lı́nea de hojas impresas en
máquinas planas, particularmente en másquinas
planas de offset, comprendiendo una etapa de calentamiento de las hojas por sometimiento de las
mismas a la acción de rayos infrarrojos de media
frecuencia, etapa que tiene lugar durante una de
las últimas fases de avance de las hojas.
Habitualmente, la tinta o barniz fresco que se
aplica a las hojas durante la impresión, experimenta un secado natural que viene promovido por
una o más de las siguientes causas:
- absorción en el soporte de papel
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una mezcla de aire en cuyo seno se ha gasificado
nitrógeno lı́quido. La aportación de dicho fluido
frı́o se efectúa mediante un red de distribución
situada sustancialmente encima del apilamiento
de las hojas impresas.
Puede decirse que los factores que influyen en
la velocidad de secado de la tinta son los siguientes:
- temperatura de curado de la pila de papel
impreso,
- humedad relativa,
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- presencia de secantes, anti-maculantes y polvos antiadherentes,
- efecto de la tinta soporte,
- evaporación del vehı́culo volátil comprendido en la tinta
- oxidación de los componentes de la tinta
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- oxigenación,
- pH del agua de mojado,
- gelatinización de los mismos
- pH del papel,
- polierazión de las mpléculas
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No obstante y particularmente en impresiones
de color y de calidad, el expresado secado natural
no es suficiente para el nivel de calidad que se
pretende, ni tampoco para obtener una velocidad
de impresión adecuada.
Por tal motivo, ya son conocidos sistemas o
procedimientos de secado acelerado, entre los que
se destaca: el sismeta que emplea un haz de electrones que es activo sobre unas tintas especiales;
sistemas que usan radiaciones utravioletas y que
también requieren el empleo de tintas especiales;
y sistemas en los que se emplea rayos infrarrojos
de distintas frecuencias.
No obstante, en los sistemas de secado acelerado que se ha aludido, no se tiene la seguridad
de superar los frecuentes y peligrosos problemas
de repinte o blocaje de la pila de papel impreso,
y además tampoco se consigue obtener un buen
brillo y calidad sobre el papel mate de la capa de
acabado o barniz superficial.
En los sistemas de impresión por medio de
máquinas rotativas, ya es conocido hacer que el
papel impreso se encuentre en su paso, dentro de
un horno calefactor que proporciona un secado
acelerado y a continuación con un cilindro refrigerante que, conjugando debidamente las temperaturas, elimina los inconvenientes apuntados en
el párrago anteriro.
Sin embargo, hasta ahora no se ha encontrado
un procedimiento análogo en máquinas planas de
impresión.
Esto se consigue según la invención, por medio
de un procedimiento del tipo indicado al principio que se caracteriza porque la etapa de calentamiento por medio de rayos infrarrojos es inmediatamente seguida por el sometimiento de las hojas
impresas, durante el proceso de apilamiento de
las mismas, a un choque térmico de baja temperatura mediante la aportación de un fluido frı́o
que efectúa un barrido a la superficie impresa de
las hojas.
Preferentemente dichas baja temperatura está
comprendida entre -5◦ y +5◦ C y el fluido frı́o es
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- porcentaje de agua en emulsión con la tinta,
- porcentaje de alcohol como aditivo tensioactivo del mojado.
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En los cinco últimos factores relacionados, el
procedimiento según la invención no influye . Sin
embargo, el citado procedimiento tiene una beneficiosa incidencia en relación a los cuatro primeros
factores de la relación anterior.
La temperatura de curado de la pila de papel impreso es fácilmente mantenida por debajo
de los 25◦ C mediante el procedimiento según la
invención. Con ello se evitan los efectos de reblandecimiento por calor de las tintas durante el
curado y en cambio permite aumentar al máximo
la temperatura de secado por infrarrojos, y esto
implica una mayor fluidificación y penetración de
las tintas en el papel soporte; un aumento de la
evaporación de vehı́culos y disolventes: y un aumento de la oxidación y polimerazión de las tintas.
En lo que se refiere a la humedad relativa, mediante el procedimiento según la invención, se deposita entre hoja y hoja una capa de gas inerte
exento de humedad. El vapor de agua penetra
más difı́cilmente que el aire que lo incorpora en
el entramado poroso de las fibras de papel, y por
lo tanto se evita la presencia substancial de vapor
de agua entre hoja y hoja, cuya concentración aumentarı́a con el secado. Por lo tanto el presente
procedimiento comporta una disminución de la
humedad relativa en el papel, lo que ocasiona un
aumento de la absorción de la tinta en el papel y
un aumento de la evaporación de los disolventes.
El procedimiento objeto de la invención permite una sensible disminución en el uso de secantes, anti-maculantes y polvos antiadherentes, de
lo que resulta un aumento de la resistencia a la
abrasión de la superficie impresa, un aumento de
la adherencia de la tinta o barniz al soporte, un
aumento de la calidad y suavidad de la superficie
acabada y una disminución del empastado de la
tinta con los aditivos expresados.
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El conocido efecto de catálisis en la capa de
barniz o tinta de acabado que se produce al aplicarlo sobre una impresión fresca, se va posibilitado y acentuado durante más tiempo por la
fluidificación que produce en la primera capa, el
aumento de temperatura en los rayos infrarrojos
que permite el procedimiento.
Como se ha indicado repetidamente, el procedimiento objeto de la invención permite aumentar
la temperatura de aplicación de los rayos infrarrojos, con lo que se consigue una más eficaz oxidación de las tintas en el instante de ser sometidas
a las radiaciones, pero se disminuye en la capa de
gas inerte que se deposita entre hoja y hoja, lo
que no supone inconveniente alguno, dado que la
mayorı́a de las tintas frescas no responden muy
activamente a un secado oxidativo.
En la figura se representa un esquema de un
ejemplo no limitativo de realización de una instalación para la aportación de fluido frı́o a la zona de
apilado de una máquina de impresión, de acuerdo
con la invención.
Un tanque criogénico 2 contiene nitrógeno, el
cual se encuentra en estado lı́quido en su parte
inferior y en estado gaseoso en su parte superior,
siendo la presión en el interior del tanque, de alrededor de dos atmósferas.
Una conducción 4 permite la salida de nitrógeno lı́quido; esta conducción 4 tiene un primer
ramal 6 que conduce a un gasificador ambiental
8, donde se gasifica el nitrógeno. Desde el gasificador 8, una conducción 10 regulada por una
válvula 12, permite la llegada de nitrógeno gas a
un difusor 14, al que se hará referencia más adelante.
El segundo ramal 16 de la conducción 4 conduce al difusor 14 el nitrógeno lı́quido. En este
ramal 16 se encuentra una válvula 18 de interrupción de lı́quido; una electroválvula 20, relacionada con un cuentahoras 22; una válvula de seguridad 24; una válvula de descarga 26, ası́ como
una válvula 28 de regulación fina.
El nitrógeno lı́quido ası́ canalizado hasta el di-
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fusor 14, se gasifica en unas boquillas 30 rodeadas
de atmósfera inerte de nitrógeno que proviene del
gasificador ambiental 8, lo que evita la obstrucción por congelación de dichas boquillas 30.
El difusor 14 está en comunicación con una
conducción de aire 32 procedente de una turbina
impulsora no representada, que alimenta simultáneamente a varios sectores de la máquina impresora, a fines distintos del de la invención.
El paso lı́quido está accionado por la electroválvula 20 que está conectada en serie con la
maniobra de alimentación de los rayos infrarrojos y la propia turbina impulsora. Dicho paso
de lı́quido es regulado por la válvula 28 de regulación, en función de la temperatura obtenida en
la mezcla de aire y nitrógeno; en dicha regulación
interviene el elemento 34 de control de temperatura, cuya lectura puede obtenerse mediante el
termómetro 36.
En la conducción 32, el aire circula en el sentido de la flecha 38, desde la turbina impulsora
hasta la máquina impresora, donde se halla una
red de distribución situada sustancialmente encima del apilamiento de las hojas impresas. Dicha red de distribución comprende unos elementos distribuidores que preferentemente determinan dos haces parelelos, uno en sentido longitudinal y otro en sentido transversal.
Los rayos infrarrojos de media frecuencia, de
entre 2 y 4 micras de longitud de onda, parten
de un elemento radiante de alrededor de 600◦ C,y
elevan la temperatura de la hoja hasta alrededor
de 40◦C, a su paso a una velocidad de 120 m/min.
El choque térmico a una temperatura de -5◦
◦
a 0 C, tiene proporcionado por la mezcla de aire
y nitrógeno. La conducción de aire 32 tiene un
caudal de 600 m3 /h y está a 250 m bar, y el aire
está previamente atemperado a 25◦ C mediante un
intercambiador de agua no representado.
Si bien el ejemplo descrito contempla el uso
de nitrógeno lı́quido, la invención también comprende otros fluidos aptos para proporcionar el
choque térmico descrito.
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REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de secado acelerado en lı́nea
de hojas impresas en máquinas planas particularmente en máquinas planas de offset, comprendiendo una etapa de calentamiento de las hojas
por sometimiento de las mismas a la acción de rayos infrarrojos, etapa que tiene lugar durante una
de las últimas fases de avance de las hojas, caracterizado poque dicha etapa de calentamiento es
inmediatamente seguida por el sometimiento de
las hojas impresas, durante el proceso de apilamiento de las mismas, a un choque térmico de
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baja temperatura mediante la aportación de un
fluido frı́o que efectúa un barridp a la superficie
impresa de las hojas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha baja temperatura
está comprendida entre -5◦ y +5◦ C y dicho fluido
frı́o es una mezcla de aire en cuyo seno se ha gasificado nitrógeno lı́quido.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
aportación de fluido frı́o se efectúa por medio de
un red de distribución situada sustancialmente
encima del apilamiento de las hojas impresas.
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