含水顏料膏的脫水方法及脫水裝置的製作方法
2023-08-10 21:57:16 1
專利名稱：含水顏料膏的脫水方法及脫水裝置的製作方法
技術領域：
本發明是有關使含水顏料膏進行脫水的方法及為實施該方法而使用的脫水裝置。
所謂衝洗工序是指，在把含水固結顏料和載色劑在捏合機內進行配合混勻，並使水和載色劑交換後把分離的水依靠機械的傾濾及或是加熱減壓來進行脫水，以製作印刷油墨製作用的基體，或者把一舉製作成是最終產品的油墨為目標的製作工序(引用「一部色材工學便覽P.1007，朝倉書店)。
該衝洗工序，由於不使用加熱乾燥後的粉末顏料，所以顏料凝聚少不容易分散，因而在節省能源方面被看作是優越的工序。將由該衝洗工序中得到的基體即成為最終產品——油墨之前的半成品稱作為衝洗基體。
在衝洗工序中使用的含水固結顏料，是把水溶液中生成的顏料用壓濾器等進行了初步脫水的顏料。該含水固結顏料未被加熱乾燥，但已成為具有某種程度乾燥的狀態，這樣，顏料的凝聚也有自行分散性不好的情況。
因此，為徹底防止顏料的凝聚，已公開了在顏料生成的水溶液中投放直接載色劑，經攪拌得到印刷油墨用顏料膏的方法(特開平11-100541號公告)。使用該方法得到的顏料膏中含有相當量的水分。因此，例如使用機械傾濾把水進行分離，進而根據(把顏料膏)投放到捏合機內進行加熱減壓脫水後即能得到成為印刷油墨原料的顏料膏。該顏料膏再被添加漆和助劑後經過充分混合而成為最終產品的印刷油墨。
把使用機械傾慮將水只做初步分離的顏料膏稱作含水顏料膏。其水分量大約是10～30％。
另外，將該含水顏料膏進行減壓脫水後所得到的顏料膏相當於所述衝洗基體。
在特開平11-100541公告中公開的印刷油墨用顏料膏的製作方法中，要使含水顏料膏脫水就需要藉助於捏合機實施的減壓脫水。該捏合機工序是分批式的，不能做到連續作業，因而很難提高生產能力。
如上所述，在藉助於以往的捏合機實施的處理方法中，一直到一處理單位的含水顏料膏的水洗、脫水處理完成為止，是不能處理其他含水顏料膏的分批處理，則存在容易降低生產能力。
另外，由於以往的作法是一邊加熱及減壓一邊脫水，所以，因顏料種類不同，如使用該加熱處理就會產生品質惡劣等問題。例如我們知道，黃顏料經加熱處理後會有變得不透明的品質惡劣的現象。
本發明涉及的含水顏料膏的脫水方法，其特徵在於使含水顏料膏通過在吐出一側上具有多孔板的擠出機來分離所述含水顏料膏中的水分。
擠出機與用於以往衝洗工序上的捏合機相比，其加在被處理物上的壓力要強、擠榨水的能力、即脫水能力強，因此即使不進行像捏合機那樣的加熱和減壓也能進行所需標準的脫水。
在實施本發明的脫水方法上能使用在吐出一側上具有多孔板的擠出機，但經發明者們反覆精心試驗研究的結果發現，特別是當把該擠後機高於並向多孔板方向(顏料膏被輸送的方向)傾斜設置時，從含水顏料膏中經脫水後分離的水就會流到擠出機的投入口一側，因而易於從該膏中分離後被排放，在此基礎上完成了本發明的脫水裝置。
即本發明的脫水裝置，其特徵在於具有使收容於套筒內的印刷油墨用含水顏料膏中的水分進行分離的擠出機，所述擠出機，在所述套筒的吐出一側具有多孔板，同時所述套筒是向吐出一側抬高而傾斜設置的。
圖2是表示本發明的一實施方式中的雙軸的擠出螺杆的圖。
圖3是表示在本發明的一實施方式涉及的脫水裝置上，含水顏料膏從投入到擠壓的流程圖。
圖4是表示本發明的其他實施方式涉及的脫水裝置多極構成的圖。
圖5是表示由本發明的其他實施方式涉及的脫水裝置A進行處理後再使用輥碾磨機(處理)的構成圖。
圖6是表示本發明的一實施方式中雙軸的擠出螺杆的其他形式的圖。
圖7是表示本發明的一實施方式中擠出模2的其他形式的圖。
首先，參照附圖來說明本發明涉及的含水顏料膏脫水方法的實施方式之一例。
圖1是表示用於本發明涉及的含水顏料膏脫水方法的脫水裝置A概略結構的區域圖。在該圖中，符號1是含水顏料膏的投入口。為使該膏進行水洗可以把含水顏料膏和水一起投放。符號2是，作為一例以圖示那樣的配置和形狀設置帶有孔的多孔板，這個(板)在擠出機中被稱作擠出模。符號3如圖2所示，是非嚙合的雙軸擠出螺杆(以下稱雙軸螺杆3)。
雙軸螺杆3是利用向箭頭22的方向進行旋轉來一邊混勻從投入口1投放的含水顏料膏(及洗用水)、一邊將含水顏料膏向擠出模2的方向(箭頭21的方向)進行運送。另外，雙軸螺杆3，軸是以相互平行而設置的，從投入口一側到吐出口一側螺杆的外徑尺寸是一定的(包括刮板的外徑)，因而，螺杆間的間隙間隔也是同樣，然而，即使同樣是非嚙合，但螺杆的外徑尺寸從投入口一側向吐出口一側要變大。因而，螺杆間的間隙可以採納向吐出口一側變窄的方式。
另外如圖2所示，儘管是非嚙合，雖然外徑、螺旋間距等尺寸被形成一致，但螺旋的繞向是互逆關係的兩根軸，刮板相互間，槽部(在軸上沒有刮板的部分。刮板部的1(個)間距間的空間)相互間是通過間隙以對峙的位置關係被相互平行地配置的，而且，這兩根軸是相互逆向地以同樣速度被旋轉驅動的。在該結構中，含水顏料膏可容易地從投入口1被歸攏到雙軸螺杆3之間。
符號4是由被稱作擠出機套筒的空間形成的壁，從投入口1被投放的含水顏料膏(以及水)保持在同套筒內，並依靠穿過套筒內的雙軸螺杆3的旋轉一邊被加壓，一邊被送向擠出模2的方向。
由於從含水顏料膏中被分離的水及為了水洗而投放的水，其大部分從該膏上被分開而流到投入口一側，所以和膏一起從擠出模流失的量非常少。
另外，由於水與膏從擠出模出來時完全分離，在膏的表面上只要沾有水滴的狀態，所以和被擠出成集束狀的膏能容易地進行分離。
當把雙軸螺杆置於非嚙合時，早於在含水顏料膏上不需要大的剪斷力，所以能抑制散熱，而且，由於在擠出模近旁也不會產生粘度下降，所以脫水力不會降低。另外，因散熱極少，所以根據這點對顏料質量及性質不會產生惡劣影響，因此非嚙合或淺嚙合是最好的。
另外，當把非嚙合的雙軸螺杆向圖2所示的旋轉方向進行旋轉時，在能夠增大含水顏料膏的輸送量，處理能力的同時，尤其是投入口的非嚙合部的存在對順利吃進含水顏料膏具有很好的效果。
而且，雙軸螺杆3不只限於圖2表示的形式，也可以是如圖6所示，即在投入口1附近不嚙合，而在擠出模2附近深嚙合的兩根螺杆。這兩種情況下，雙軸螺杆3由於在投入口1附近(由圖6的圓1′示的部分)不嚙合，與圖2所示的相比間隙較寬，所以被投放到這部分內的含水顏料膏更容易被吞到兩根螺杆之間。
另外，當螺杆的間距隨著向擠出模2的方向(逐步)靠近也就變小，這樣更能增加壓力以促進脫水。
儘管把兩根螺杆的嚙合在膏的入口一側嚙合的較淺，在出口一側嚙合的較深，其效果也是一樣的。
根據所述螺杆的嚙合設計，促進脫水被看作是，在入口一側含水顏料膏的水分量很高，即使用低壓力也能容易地擠水(脫水)，與此相反，如果使用螺杆來輸送該膏以減少水分量就需要增加比前一部分高的壓力。即，根據所述螺杆嚙合的設計，從入口到出口能在各自部分把最適當的壓力加在含水顏料膏上以促進脫水。
另外，擠出模2的開口率(多個孔的截面積合計/從被脫水後的含水顏料膏上受到壓力的部分面積)2～35％是理想的。更理想的是5～20％。但在確定該開口率時應考慮含水顏料的粘度和脫水的容易性以及雙軸螺杆3的運送能力。尤其是雙軸螺杆3不一定要限定為雙軸，如果是用單軸螺杆等把含水顏料膏運向擠出模2的結構也可以。
符號5指的是把從套筒4內的含水顏料膏中分離的水(以及洗用水)進行排放的排水口。符號6指的把從排水口5出來的排水進行貯存的排水罐。符號7是連結排口水5和排水罐6的排水用水管。符號8未做詳細的圖示，但它(符號8)指的是為了控制套筒4的溫度而包住套筒4的套(罩)。該套具有，當冷卻套筒4時使冷卻水進行循環的、以及在套筒4加熱時使高溫蒸汽的熱媒體進行循環的空間。符號9是，為使排水口5在套筒4中處於最低的位置而使本發明的脫水裝置A進行傾斜的支腳。而且，套筒4或螺杆的軸傾斜的角度是，相對於水平線，最大為45度，理想的是5-30度，最理想的是5-15度。
以下，參照附圖就所述含水顏料膏的脫水裝置A的工作進行說明。
圖3是表示在本發明的脫水裝置A中含水顏料膏從投放到被擠出的流程圖。在該流程中，和含水顏料膏一起把為了水洗該膏的水從投入口1中投入進去(步驟S10)。如果沒必要水洗當然也就不用投放水。
根據步驟10，含水顏料膏和水被歸攏到圖2的圖1′所表示的部分內。
接著，利用雙軸螺杆3的旋轉，被投入的含水顏料膏和水一起被混勻並進行水洗。根據這點，被含在含水顏料膏內的雜質就會被水洗掉。這些雜質一旦含在產品的印刷油墨內，則會產生印刷不乾淨等質量不好的情況。
在類似捏合機那樣的分批工序中水洗作業沒有不可能的，但至少在排水作業上需要作業人員，一旦停止運轉，則只能用手操作來使捏合機傾斜，這就需要多餘的工序和人手。在本發明涉及的脫水方法及脫水裝置中，其水洗作業只要把水和含水顏料膏一起投入進去就可以，不需要多餘的時間和人手。
在步驟S11中，是根據雙軸螺杆3的旋轉把含水顏料膏運向擠出模2的方向。
在螺杆3上，由於主要是在露出投入口1的部分上被水洗，所以該部分可以搞的長一點為好。另外螺杆的長度是，當把螺杆長度設為L、把螺直徑設為D時，L/D在1以上為好，更好的是L/D 2～10，進而好的是L/D＝2～5。
如上所述，含水顏料膏被連續不斷地送向擠出模2的方向，並被(層層地)擠著裝，這樣一來，越靠近擠出模2附近含水顏料膏壓就越變高，形成了壓力梯度(步驟S12)。由此，擠出模2附近的含水顏料膏通過高壓其大部分水分被分離(步驟S13)。另外，被分離了大部分的含水顏料膏連續不斷地從擠出模的孔內被擠出(步驟S14)。另外，被分離的水及用於水洗的水藉助套筒4的傾斜匯集到排水口5並被排放(步驟S15)。
以上將含水顏料膏及水的工作按時間序列由步驟S10～步驟S15進行了說明，但實際上，由於含水顏料膏和水被連續地從投入口1進行投放後，從擠出模2內被脫水後的含水顏料膏2連續的被擠出，所以各步驟往往是被並列處理的。
而且，如圖1的擠出模2的截面圖所示，孔的入口和出口的直徑是相同的，但不一定如此，如圖7所示，也可以使用入口直徑大於出口直徑的孔。這樣就會增加對含水顏料膏的壓力，如此可有效地減少殘留在含水顏料膏上的水分量。
另外，孔的形狀不只局限於圓形，其矩形、狹縫狀、橢圓形等也可以。另外，從出口一側來觀看擠出模，在含水顏料膏通過螺杆被實際擠出來的區域上(相當於去掉螺杆中心部位的葉片區域)最好是配設孔。由於螺杆的實心部分當然不會通過膏，所以，例如圖1之2所示，與其全面開孔，不如配置成圓環狀開20的好。
以下，作為本發明的實施方式的其他例子，就多級構成本發明脫水裝置的情況參照附圖進行說明。
圖4是表示由本發明的第二實施方式實施的印刷油墨製造裝置A的多級構成附圖。本實施例表示了由裝置A和裝置B兩極構成的情況。而且，級數不僅限於這點，也可以是更多級的構成。
在圖4的實施例中，當把含水顏料膏40和水投入到本發明涉及的脫水裝置A的投入口1a內後，脫水裝置A就從擠出模2a中擠出脫水後的含水顏料膏。其次，當在該脫水後的含水顏料膏上加上水再投放到脫水裝置B的投入口1b內後，該脫水裝置B就會從擠出模2b內擠出脫水後的含水顏料膏。根據所述，與其從擠出模2a內被擠出的含水顏料膏相比，由於從擠出模2b內被擠出了含水分更少的含水顏料膏，因此能得到水分更少的含水顏料膏。
另外，由於是合計2次被水洗，所以和由一級構成1次水洗的情況相比，能使含水顏料膏內的雜質得到更確實的水洗。
另外，用一級或多級構成本發明涉及的脫水裝置的情況是，脫水完成後，為了使漆和助劑、溶劑等添加、混合在脫水後的含水顏料膏上，可以配置本發明的脫水機或擠出機。
例如用一級完成脫水後把脫水後的顏料膏和漆按一定的比例投放到第二級的脫水裝置內並進行混合時，由於顏料膏的流動性好，所以很容易把該脫水移送到下一個工序。一般來講，一旦使含水顏料膏脫水，則該膏會變硬，流動性也隨之下降，因此，設置藉助於這樣的漆等進行的稀釋工序可使油墨製造工序連續化，並能有效地提高生產效率。
在第二級中不需要脫水，只是添加並混合漆和助劑，則不需要像本發明涉及的脫裝置那樣設置帶傾斜排水用的空隙，可以使用通常的擠出機。但是，例如2極構成的情況下，如果使本發明的脫水裝置都進行2極配置，那麼要依照含水顏料膏的脫水不容易度和產品要求的脫水標準用2極進行脫水，或可以分開使用，即第一級進行脫水，而第二級進行添加並混合漆等材料。
另外，根據把漆和助劑、溶劑等的添加量對照著最終產品的油墨配合，這樣，由第二極的油墨製造裝置處理後的產品可作為最終產品來直接完成。
以下，作為本發明的其他實施方式，有關在使用本發明的脫水裝置A進行處理後使用輥碾磨機的情況參照附圖進行說明。
圖5是表示使用本發明的脫水裝置A使含水顏料膏脫水後，使該膏再通過輥磨機的構成之附圖。本實施例是由所述的脫水裝置A和傳送帶51和吹壓縮空氣的吹氣口52和排氣扇53和輥碾磨機C構成的。
以下就圖5所示的實施例的工作進行說明。當把含水顏料膏50和水投放到脫水裝置A的投入口1內後，脫水裝置A從擠出模2內擠出脫水後的含水顏料膏50』。接著，使該脫水後的含水顏料50』裝在傳送帶51上，而後落到輥碾磨機C上。另外，根據用輥碾磨機C的研末處理排出進一步除去了含水顏料膏50』內水分的含水顏料膏50」。這時，當把壓縮空氣從吹氣口52吹到含水顏料膏50』上時，能促進經輥碾磨機C的研末處理後而被擠榨出來的水分進行蒸發。該蒸發的水分通過排氣扇被排放。根據以上的處理，與其印刷油墨製造裝置A單體的處理相比，能夠得到水分更少的含水顏料膏。
另外，根據本發明的脫水裝置例舉一個被脫水的水分量的例子，當脫水前的含水顏料膏是20～30％的水分量時用一次脫水處理能使水分量達到10～15前後，在經過多次脫水處理或與輥碾磨機並用(進行脫水)的情況下能使水分量達到8％以下。
另外，一旦減少擠出模2的開口率，則用一次的脫水處理能脫水的水分量會增加，但由於被擠出的含水顏料膏的量變少所以會使生產能力下降。因此要想達到更少的水分量時最好是把印刷油墨製造裝置A設成多級構成並與輥碾磨機並用(進行脫水)。
實施例
實施例1
藉助於擠出機實施的含水顏料膏的脫水例如以下所示。
〔使用機器〕擠出機制粒複合式E×DFs-60(不二粉未制)直流電機2.2km 轉數40min-1螺杆直徑58mm×2根螺杆圓周速度，每分鐘7.3m螺杆間距50mm螺杆長度170mm雙軸螺杆外徑間隙(空間、餘隙)3mm螺杆與套筒的間隙1mm擠出模孔的直徑3mm×51個(開孔率6.4％)主體傾斜角度10度〔使用顏料膏〕平版黃油墨用(印刷用)膏(顏料濃度17.2％、水分21.0％)，大日本油墨化學工業制)使用所述機器來實施所述顏料膏的脫水。
脫水後的顏料膏的水分量是使用卡爾—費希爾水分計進行測定的。
表1中表示脫水結果。
表1
另外，本發明的脫水裝置使用套而可以能加熱和冷卻，例如，在2極構成的情況下，當第1級用低溫處理時含水顏料膏的粘度會變硬，壓力高而提高脫水效率。而且在第2級的印刷油墨製造裝置中使用高溫處理也可促進水分的蒸發等，針對含水顏料膏的脫水性和質量方面的性狀，可以進行溫度調節。
這樣，利用多級構成的方式和與輥碾磨機進行並用的方式能達到非常必要的脫水標準。
實施例2
藉助於擠出機和輥碾磨機實施的含水顏料膏的脫水例如下所示。
〔使用機器〕擠出機與實施例1中使用的擠出機相同。
輥碾磨機3根輥碾磨機、型號、15-S5-SH(井上製作所制)電機37KW輥直徑40mm頂輥轉數200min-1輥旋轉比1∶3∶9〔使用顏料膏〕與實施例1使用的膏相同。
使用所述機器來進行所述顏料膏的脫水，並使用和實施例1相同的方法來測定脫水後顏料膏的水分。
表2中表示脫水結果。
表2
這樣，根據把擠出機和輥碾磨機進行組合後更能提高脫水率。
另外，在所述實施例中表示了由印刷用油墨製造裝置進行的含水顏料膏的脫水、洗淨等處理，但不局限於這些，也能適用於其他顏料膏的脫水，而且也能用於酒糟、豆腐渣等食品和肥皂等日用品所需要脫水工序的各種品類的製作。
本發明的脫水方法由於能連續進行印刷油墨用含水顏料膏的脫水，所以能提高印刷油墨製作工序的生產能力。
另外，即使不加熱或不減壓，由於也能進行非常必要的脫水，所以節省能源，並很難出現因加熱造成的顏料質量不良現象。
本發明的脫水裝置適用於，由於收容了擠出機的顏料膏的套筒是向吐出一側抬高而形成了傾斜，因此可連續並有效地進行顏料膏的脫水作業。
黃顏料雖然有耐熱不強(當加上高溫時會變的不透明致使品質惡劣)的缺點，但是，根據本發明的脫水方法及脫水裝置，即使是耐熱不強的顏料不用加高溫也能進行脫水。
權利要求
1.一種含水顏料膏的脫水方法，其特徵在於使含水顏料膏通過在吐出一側上具有多孔板(2)的擠出機來分離所述含水顏料膏中的水分。
2.一種權利要求1所述的含水顏料膏的脫水方法，其特徵在於在使所述含水顏料膏投放到所述擠出機內時，為水洗該膏的水一起投放。
3.一種含水顏料膏的脫水方法，其特徵在於把用權利要求1所述的脫水方法進行脫水後的顏料膏再用輥碾磨機(c)進一步進行脫水。
4.一種含水顏料膏的脫水裝置(A)，其特徵在於具有把收容於套筒(4)內的含水顏料膏中的水分進行分離的擠出機，所述擠出機是，在所述套筒(4)的吐出一側具有多孔板(2)，並且所述套筒(4)是向吐出一側抬高而被傾斜設置的。
5.根據權利要求4所述的含水顏料膏的脫水裝置(A)，其特徵在於所述擠出機是，在螺杆驅動軸與套筒壁之間設有排水用間隙(5)。
6.根據權利要求4或5任何一項中所述的含水顏料膏的脫水裝置(A)，其特徵在於所述擠出機是雙軸擠出機，該雙軸擠出機，具有軸被平行設置的非嚙合的雙軸螺杆(3)。
7.根據權利要求4或5任何一項中所述的含水顏料膏的脫水裝置(A)，其特徵在於所述擠出機是雙軸擠出機，該雙軸擠出機，具有在含水顏料膏的投入口(1)一側淺嚙合或不嚙合、在吐出一側深嚙合的雙軸螺杆(3)。
全文摘要
本發明所提供的能連續生產，且不需要加熱和減壓的含水顏料膏的脫水方法及脫水裝置，其特徵在於使含水顏料膏通過在吐出一側具有多孔板(2)的擠出機來分離所述含水顏料膏中的水分。具有把收容於套筒(4)內的含水顏料膏中的水分進行分離的擠出機，所述擠出機，在所述套筒(4)的吐出一側上具有多孔板(2)，同時使用了把所述套筒(4)向吐出一側抬高而傾斜設置的脫水裝置(A)。
文檔編號C09B67/06GK1465627SQ0215835
公開日2004年1月7日 申請日期2002年12月27日 優先權日2002年6月28日
發明者笠井正紀, 松本智裕, 野口典久, 水口聰, 久, 裕 申請人:大日本油墨化學工業株式會社, 迪科技術有限公司