JPH06210833A - 境界層制御ロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 乾燥器チャンバからのウェブの出口あるいは
その付近で境界層を変化させることにより、乾燥器チャ
ンバ内に溶剤含有熱空気を保持する。 【構成】 少なくとも１つの境界制御ロール６２が、イ
ンクで印される紙あるいはそのような材料の移動するウ
ェブ１８に隣接して配置される。ロール６２はウェブの
平坦面に対し横断方向で、接触しないように近接して配
置され、ウェブの移動方向に対して逆に回転される。個
々のロール６２の外周面の周りに形成された境界層は、
移動ウェブに接着する境界層内に調節できるように配置
される。個々の境界層を衝突させることにより、干渉領
域が形成され、ウェブの境界層の厚さはかなり減少され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動するウェブの少
なくとも一つの平坦面に接着する境界層の厚さを変化さ
せたり、制御するための１つ以上のロールに関する。更
に詳細には、この発明は上記移動するウェブ（このウェ
ブは加熱ウェブである）に接着する少なくとも１つの上
記境界層の厚さを減少させるために１つ以上のロールを
使用することに関し、特に、このウェブは、オフセット
印刷産業に於けるような、熱印刷紙の加熱ウェブであ
り、個々の境界層は熱溶剤含有空気を含むものに対する
ものである。更に、この発明は、ロールと移動ウェブが
実際には接触せずにウェブの方向と逆の方向にロールを
回転することにより、ロール外表面とその結合した境界
層と移動ウェブの境界層との間に干渉領域を作成するこ
とにより上記境界層の厚さを減少させる、１つ以上のロ
ールに関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷産業においては、顔料と揮発性溶剤
を含むインクを用いて、紙の移動するウェブを印刷する
ことがよく知られている。もちろん、これらの印刷イン
クは通常有機溶剤をベースとしているが、”揮発性溶
剤”という語はまた、適当な温度及び圧力下における水
ベースの溶剤を含むことと理解されるであろう。上記の
ウェブの刷り込み後、インク自身がウェブに付着するよ
うに揮発性溶剤をとばす必要がある。ウェブは迅速な速
度で、すなわち、１分につき３００から２５００フィー
ト以上の範囲で、ウェブ幅１インチに対し１から１０ポ
ンドまでの範囲のウェブ張力で、作動し、このウェブ速
度及び張力は制御ロールにより制御される必要がある。
このため、ウェブを乾燥することが必要である。その結
果、揮発性溶剤をとばすのはできるだけに迅速に完了し
なけれならない。公知の技術では、乾燥器を通して印刷
されたウェブを動かすのが通例である。この乾燥器で
は、ウェブを加熱し、揮発性溶剤を蒸発させるためにウ
ェブの個々の平坦面に熱空気が吹き付けられる。乾燥器
の出口を出るとすぐに、ウェブの温度を下げ、ウェブ上
に刷り込まれたインクを固定するために、ウェブを１つ
以上の冷却ロールに通すことが望ましいが、冷却ロール
上での溶剤の凝縮により、ウェブ上へのインクの汚染が
引き起こされる。そのため、ウェブの個々の平坦面に接
着する溶剤含有境界層を経済的にな可能な限り取り除く
ことが必要である。これにより、最小量の溶剤が冷却ロ
ール上で凝縮することとなる。

【０００３】平判紙（ウェブ紙など）が流体（ウェブが
その中を移動する空気など）に沿って移動する場合、流
体の停滞した境界層は平判紙の表面近くの領域に接着す
ること、境界層はバルク流体に関して移動する際にシー
トあるいはウェブに沿って引っ張られることが知られて
いる。上記境界層は通常、固定された平判紙を通過する
流体の流れ、例えば、静止した伝熱表面を通過する流体
の流れに対して考慮されるが、流体を通る平判紙、例え
ばウェブ、の移動に対する状況は類似している。境界層
の厚さ決定に関連するのは、流体と平判紙との間の相対
的な速度の違いである。他の重要な因子は全てはっきり
とわかっており、従来技術で説明されるが、流体の粘性
や密度を含んでいる。これらはどちらも、流体の温度と
共にその化学組成に関係している。境界層の厚さの特別
な計算は当業者に於いてはよく知られており、該計算の
議論は、ペリー(Perry)著”化学技術者のハンドブック
(Chemical Engineer's Handbook)”第５版、マグローヒ
ル(McGrawHill)、１９７３年、ページ５−５７までの５
−５５などの処理方法に示されている。

【０００４】従来技術、特に本発明の発明者の、１９５
４年１０月１６日に認められたＵ．Ｓ．特許第４，４７
６，６３６号 においては、この特許は十分引用される
ようにこの明細書の中に組み込まれているが、伝熱ロー
ルに対し境界空気層を変化させることが開示されてい
る。更に、境界層効果の適用は１９８８年１０月４日に
リトルトン(Littleton)に与えられたＵ．Ｓ．特許第
４，７７４，７７１号に示されている。

【０００５】ウェブ、特に上記印刷に適用される紙ウェ
ブ、は商業的に見合う高速で熱空気乾燥器から出て行く
ので、ウェブは、制御メカニズムを持たず、乾燥器を出
ていく時に、共にかなりの量の熱溶剤含有蒸気を運搬す
る。これはいくつかの望ましくない面を有している。例
えば、一般の溶剤のいくつかは、その化学組成により、
人間の健康を害するものであることが知られており、労
働者がこの蒸気に暴露されるのは、環境基準により制限
される方が良い。第２に、加熱境界層はウェブから雰囲
気環境への熱伝導の損失を減少させるので、乾燥器の出
口からの加熱空気の損失もまた望ましくなく、特にその
ような損失がウェブ付近の停滞した境界層において起こ
る場合、望ましくない。更に、溶剤含有境界層がぬぐい
去られないかあるいはウェブが冷却ロールと出会う前に
除去されない場合、境界層内の溶剤の相対的な飽和度は
冷却ロール上の溶剤の凝縮となって現れることがある。
ウェブと冷却ロールとの接触を減少させると共に、これ
らの溶剤はウェブ上への刷り込みを汚すあるいは不明瞭
にすることがありうる。乾燥器から出る境界層の厚さは
ウェブの幅及び長さに対して非常に小さいけれども、こ
のようにして除去される流体の総体積は単位時間あたり
ではかなり大きく、これは使用される高速性によるもの
である。

【０００６】

【発明の目的】本発明の第１の目的は、乾燥器チャンバ
からのウェブの出口であるいはその付近で境界層を修正
することにより、乾燥器チャンバ内に溶剤含有熱空気を
保持することである。本発明の第２の目的は、乾燥器チ
ャンバからのウェブの出口であるいはその付近で境界層
の厚さを修正することにより、乾燥器チャンバからの熱
損失を減少させることである。更に本発明の目的は、冷
却ロール上で凝縮したインクにより、ウェブが汚れるの
を防ぐことである。更に本発明の目的は、刷り込み後冷
却前の、律速段階としての、ウェブと乾燥ガスとの接触
工程を除去することにより、ウェブが操作される速度を
増加させることである。更に本発明の目的は、印刷シス
テムを適当にかつ安定して操作するための、乾燥器と冷
却ロールの温度の調節を減少させることである。

【０００７】

【発明の構成】本発明のこれらの及び他の目的は、向か
い合う第１及び第２の平坦面を有する移動ウェブ紙にイ
ンクをセットするための工程と結合させて使用する装置
により達成される。該装置は、上記個々の平坦面に接着
する境界層の厚さを減少させるために使用され、１つ以
上の境界制御ロールを備え、該ロールの少なくとも１つ
は上記ウェブの反対側の平坦面に対し横断方向に近接し
た位置に接触しないように配置され；更に、上記個々の
境界制御ロールを、該個々のロールの外周面の周りの境
界層を効果的に形成するのに十分な速度で、該ロール間
の上記ウェブの方向とは逆の方向で、協動するように、
回転させる手段を備えたものである。好ましい実施例に
於いては、装置は更に個々の上記ロールを、上記移動ウ
ェブに関して調節可能な位置に置くための手段を含む。
このような実施例に於いては、上記個々のロールは上記
移動ウェブに関し、該個々のロールの外周面が該ウェブ
に対し、ロールの表面とウェブの平坦面に接着する個々
の境界層の結合した厚さに比べ、より近くになるように
配置されるのがよい。更に、該個々のロールは、移動ウ
ェブに関し、境界層を該ウェブから十分に除去するため
に、個々のロールの外周に接着する境界層が該ウェブ平
坦面に接着する境界層と共に妨害領域を形成するよう
に、配置される。

【０００８】好ましい装置では、上記個々の境界制御ロ
ーラが、それに近接して作動し、その外周面を拭うため
の手段を備えており、好ましい拭い手段はブレード(bla
de)であり、可撓性のブレードがいっそう好ましい。上
記個々の境界制御ロールは同じ直径を有し、同じ速度で
回転するのが好ましい。１つの好ましい実施例では、２
つのそのような境界制御ロールが、該ロールの長軸を含
む面が上記移動ウェブの表面に対し垂直であるように配
置される。他の好ましい実施例では、少なくとも３つの
境界制御ロールが、該ロールの長軸が、該軸の端から見
た場合に、相対的に三角形の関係になるように、該ウェ
ブの１つおきの面に配置されている。更に他の実施例に
おいては、少なくとも４つの境界制御ロールが、該ウェ
ブの１つおきの面に配置され、該ローラの長軸が、その
軸の端からみた場合に、相対的に長方形の関係となって
いる。好ましい実施例の装置においては、上記個々のロ
ールは上記ロールの回転により生成される境界層の厚さ
を最大にするために適用された外周面を有している。こ
のようなローラは完全にあるいは部分的に乾燥器内部に
あるいは乾燥器の出口付近に配置される。別の実施例に
おいては、少なくとも５つのそのような境界制御ロール
が乾燥器外部にあり、該乾燥器からからの該ウェブの出
口に近接している。１つの好ましい実施例では、境界制
御ロールの少なくとも１つが、そこを通って処理される
伝熱媒体の通り道のための手段を有する。

【０００９】更に、この発明の目的は向かい合う第１及
び第２の平坦面を有する移動ウェブ紙にインクをおく工
程と結合させて使用する工程により達成される。上記個
々の平坦面は、定着工程の結果としてそれに結合した熱
溶剤−含有ガスの接着境界層を有する。上記工程は、１
つ以上の境界制御ロールを回転させる工程を含み、該個
々のロールは上記ウェブの向かい合う平坦面に対して横
断方向で、接触せずに、近接しており、該回転は該個々
のロールの外周面の周りに境界層を形成するのに十分な
速度とされ、更に該回転は該ウェブの方向とは逆の方向
であり；更に、このようにして該個々のロール上に形成
された境界層と該ウェブの１つの平坦面上の熱溶剤−含
有ガスの上記境界層とを衝突させる工程を含み、これに
より、平坦面から熱溶剤−含有境界層を効果的に除去す
るための妨害領域を形成する工程とを含む。好ましい実
施例では、上記平坦面からの上記熱溶剤含有境界層の除
去後に、拭い手段を用いて個々の境界制御ロールの外周
面を拭うための工程が組み込まれる。更に別の実施例で
は、工程は、上記ロールの外周面の温度を制御するため
に、少なくとも１つの該境界制御ロールの内部を通る伝
熱媒体を通過させる工程をも含む。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づ
き、詳細に説明する。図１は、オフセット印刷プレスな
どのプレス装置１０における、本質的に連続したウェ
ブ、特にウェブ紙、上にインクあるいはそのようなもの
を印刷する際に従う手順の概略を説明するものである。
このようなプレスの明細は当業者にはよく知られてい
る。印刷されていない紙１２のウェブは紙供給源(paper
source)１４から引き出され、印刷装置１６に送られ
る。ここでは、一連の操作ロール（図示せず）が、ウェ
ブ上、ウェブの片面あるいは両面に印刷するために使用
されている。印刷装置１６を出てきた、今−刷り込まれ
た紙のウェブ１８は、印刷インクと結合した多くの量の
溶剤を含んでいる。ウェブ１８の表面近く、特にウェブ
の平坦面近くに形成された境界層、では、そのような溶
剤の濃度は、溶剤が蒸気層から凝縮する飽和点にほぼ等
しい。印刷を汚さずにウェブ１８を容易に取り扱うこと
ができるようにするために、ウェブは、その中で熱空気
がウェブに吹き付けられる乾燥器２０を通過させられ
る。この熱空気の吹き付けは基本的に２つの効果を有す
る：１）移動ウェブを暖める；２）ウェブ表面のあるい
はその近くの溶剤の相対濃度を、比較的溶剤を含まない
ガスと置換することにより、減少させる。

【００１１】乾燥器２０から出てきたウェブ２２は通
常、ロールにより直接取り扱うことができるほど十分に
溶剤自身から乾燥しているが、ウェブ２２はその両面そ
れぞれにまだ接着している溶剤蒸気の比較的凝縮した境
界層と共に、でてくる。インクを固定し、最終準備段階
でウェブ２２を容易に取り扱うことができるように、ウ
ェブ２２は冷却装置２４を通される。冷却装置では、一
連の伝熱ロール（図示せず）が直接ウェブと接触し、冷
却するために使用されている。発明者の先の特許第４，
４７６，６３６号では、そのような伝熱ロールを配置す
るための典型的な配列が示されている。この冷却により
境界層ガスの温度は溶剤の飽和点未満に下がり、その結
果、冷却ロール上に溶剤の凝結が起こる。使用される溶
剤は人間の健康を害するものであるので、ウェブ２２が
乾燥器２０を出てくるときに、そのウェブから熱溶剤−
含有境界層ガスをできるだけ多く除去するのが望まし
い。このウェブ２２の境界層の除去あるいは減少を達成
するための理想的な位置あるいは場所は乾燥器２０の出
口あるいはその付近である。

【００１２】紙ウェブ２６が冷却装置２４を通して冷却
されるとすぐに、ウェブ２６は最終準備操作２８に渡さ
れ、そこで、ウェブは切断され、結合され、またはそう
でなければ、最終的な紙製品（図示せず）に処理され、
その後商業の流れに移される。

【００１３】図１に示されるような印刷機械１０の操作
の経済性は、単位時間あたりに刷り込むことが出きるウ
ェブの厚さ及び組成において表されるような、主にその
ような機械の能力により決定される。現在、実行したと
ころ、最も一般的な律速因子は、ウェブを安全に及び制
御可能に、ウェブドライブにより取り扱うことのできる
ピーク速度ではない。その代わりに、それはインクがウ
ェブ上に刷り込まれる時刻とウェブが冷却ロールと接す
る時刻の間にウェブに適用されたインクを乾燥する機械
１０の能力、特にそのような乾燥を完遂するために必要
な時刻及び距離である。典型的なウェブ速度は１分につ
き約３００から約２５００フィートより以上の速度まで
の範囲である。十分な乾燥が達成することができた場
合、より速い速度が印刷の質に反対の影響を及ぼすこと
無しに達成することができるのは明らかである。そのよ
うな乾燥を達成する代わりの方法は、印刷及び乾燥操
作、あるいは乾燥及び冷却操作間の距離を増加させるこ
とである。その間妨害を受けないウェブは乾燥する時間
がある。しかしながら、そのようなウェブの運転を長く
するとフロア空間（印刷会社では通常重んじられてい
る）の利用の効率が悪くなるという結果となるので、こ
の代わりの方法は明らかに経済的ではない。更に、高速
におけるウェブの移動の長く、自由な運転は、安全性の
危険を提起する。

【００１４】ウェブと結合された境界層の厚さはウェブ
の速度に影響されるので、印刷操作の効率を増加させる
ために境界層の大きさを変化させるあるいは減少させる
ことが非常に望ましい。

【００１５】従来技術において使用されてきたこの問題
に対する１つの解答が図２に示されている。この図にお
いては、図１に図示されているような典型的な従来技術
による乾燥器２０が示されている。予めインクが刷り込
まれ、インク溶剤でまだ湿っている移動ウェブの紙１８
は、熱い溶剤を含まないガス３４、特に圧縮空気、をウ
ェブ１８の向かい合う面１８ａ及び１８ｂに吹き付け
る、多くのノズル３２の間を通過する。通気口３５によ
り、乾燥器２０の溶剤−含有空気を隣接した作動領域か
ら取り除くことができ、安全に取り扱うことができる。

【００１６】乾燥器２０の端の増設部(extension)３８
は、通常トンネルと呼ばれ、ウェブ１８が乾燥器２０か
ら出ていく時にウェブの側面１８ａ及び１８ｂに対し、
更に圧縮空気の傾いた流れを吹き付けるための少なくと
も２つの空気ノズル４０を提供する。乾燥器２０から離
れた後、乾燥されたウェブ２２は冷却ロール４４と接触
する。この冷却ロールは図１において冷却装置として概
略が図示されている。１つより多くの冷却ロール４４を
使用する場合、ウェブ２２の個々の側面２２ａ及び２２
ｂが冷却ロール４４の少なくとも１つに接触することが
必要である。そのため、例えば、２２ａあるいは２２ｂ
のどちらか一方の側面にのみ印刷を行う場合でも、その
側面を冷却ロール４４に接触させることが必要であろ
う。更に、図２に図示されている特徴は境界層制御ロー
ル４６である。これらは発明者の以前の特許第４，４７
６，６３６号の課題である。このような境界層制御ロー
ル４６は冷却ロール４４で境界層の厚さを減少させる際
に効果的であろう。しかし、本発明はロール４４の能力
を向上させることを求めており、その機能性を置き換え
たり、２倍にすることは求めていない。

【００１７】図３は乾燥器２０の増設部３８に配置され
るのが好ましい、本発明６０を示しており、従来技術及
び図２に示されたものと同じである。このような増設端
では、出口の壁３９及び出口４１があり、この出口を通
って、ウェブ１８は増設部から出ていき、そうすること
によりウェブ２２となる。後により詳細に説明する原理
により、１つの接触ロール６２において、ロール６２ａ
あるいは６２ｂの１つがウェブ１８ａあるいは１８ｂの
個々の側面上となるように、２つ以上が配置されるかも
しれない。ロール６２は外部駆動手段（この図には図示
せず）により、ウェブ１８の向きとは反対の向きで回転
されるが、ロール６２の個々の軸６４に沿って作動す
る。どのロール６２も作動させる好ましい方法は、その
ロールと共に作動する付加ロールが第１のロール６２と
長さ、直径、表面の仕上げ材料が同一であり、個々のロ
ールの回転速度が同一である様にすることであるが、当
業者には、協動する同じロールにより達成されるのと同
じ結果を達成するためにどの組のロール間でもロール直
径及び速度をどの様にして変えるかは知られている。

【００１８】協同するロール６２を乾燥器２０の出口の
煙トンネル３８内に設置するのが好ましいかも知れない
が、他の位置も可能であり、正確な適用及びロールが既
に存在する乾燥器２０に対し後から取り付けたものかど
うかを含む工程変数に依存しするのが好ましい。以上の
ように、乾燥器２０に対し外部にロール６２を配置する
ことは妨げられず、本発明も無効とされない。ある環境
においては、実際にロール６２及び結合されたワイパブ
レード（更に図１１に示し、説明する）が効果的にトン
ネル３８の出口の壁を形成するようにするのが可能であ
り、かつ好ましい。

【００１９】図３は所望の効果を得るために２対の同じ
大きさのロール６２が使用されている発明６０の具体例
を図示しているが、ここでの教示に従って適当な大きさ
とし配置した、１つのロールあるいは２対より多くのロ
ールを効果的に使用することができるのは明らかであろ
う。例えば、、図４及び図５は発明６０の正確な構造を
図示したものであるが、１対のローラ６２によるもので
ある。しかし、図７はウェブ１８の１つの側面を処理す
るために１つのロール６２を使用したものを図示してい
る。また、ロールを対にする必要はない。ロールの長軸
６４が、ウェブの側面から見た場合に、三角形の点にあ
るようにロールを補うことにより、奇数個のロールが効
果的に使用することができる。このように奇数個のロー
ルの補いあった配置は図９に図示されている。多数の対
のロールの相対的な配置がこの発明では重要であること
に注意することが大切である。ウェブ１８は、図３の左
側から、図の右側まで通過するように、支持されず、接
触しないようにしなければならないので、ウェブ１８は
外部からのゆがみ力がかからないように真っ直ぐな状態
で図の中を通過しなければならない。そのため、ウェブ
に対しローラ６２を均衡をとった状態で配置するために
は、ローラ６２の長軸６４が、ウェブ１８の反対側にあ
る対応するローラ６２ａと６２ｂを結ぶ直線がウェブ１
８の面に対して垂直となるようにしてあることが必要で
ある。

【００２０】さて、図４に注意を向けると、本発明６０
の典型的な１対のロール６２の正面図が開示されてい
る。図４における正面は乾燥器２０を通って移動するウ
ェブ１８に対して垂直な方向で取られている。第１のロ
ール６２ａはウェブ１８ａの第１の側に配置されるの
で、ウェブとロールの外周面６６の間には調節可能な固
定距離が存在する。協動する第２のロール６２ｂウェブ
の反対側に同一の距離で調整できるように配置される。
ロール６２は同一に整えられ、取り付けられるので、他
のそのようなロールの装備の説明をするには、上部ある
いは第１のロール６２Ａ、あるいは、下部あるいは第２
のロール６２Ｂのどちらかの特徴を詳細に説明すれば十
分であろう。ロール６２ａは、端板(end plate)６８内
の長軸６４に沿って回転するように、その端板６８に回
転するように装着される。端板６８は調整アーム７０と
一体化されているかあるいはそれにしっかりと装備され
ている。この調整アームは、アーム７０が移動ウェブ１
８からのロール６２の移動を調整することができるよう
に、ロール６２の長軸６４からはずれた端板に対し接着
する点を有する。

【００２１】図４に示される実施例では、調整アームの
チューニングは、調整シャフト７４を使用するレベル板
７２の回りの調整アームの軸づりにより達成される。レ
ベル板は、中央部に配置されるのが好ましく、または境
界層ロールの軸に平行になるように配置されるのが好ま
しい。レベル板の第１端には、調整アーム７０が除去可
能なように装着される。レベル板の第２端には、調整ね
じメカニズム７６がまた、除去可能なように装着され
る。この様式により、第２のレベル板７２の第２の側上
の調整ネジへの調整は調整アームの調整に対応し、これ
は端板に対応する。調整ネジを第１及び第２のロール６
２ａ及び６２ｂ上でそれぞれ連結することもまた、公知
の手段により可能であり、そのため、単一の調整によ
り、第１及び第２のロールの調整を同じ様式で同時に行
うことができる。また、境界層ロールの一端で示される
端板及び調整メカニズムは個々のロールの第２端で繰り
返され、このため、ロールの一端の調整は向かい合う端
に対し同一の調整となる。この結果、ロール６２はウェ
ブ１８に対し平行な関係を維持される。この調整方法
は、採用したロール６２正確な数に関係なく、本発明の
全ての実施例の中で好ましいものである。

【００２２】さて、図５に注意を向けると、この図は図
４の線５−５断面であり、本発明の典型的な１対のロー
ル６２の正面図が開示されているが、この図はウェブの
流れの方向の線の方向に取られたものである。この図で
は、上記の調整アーム７０、レベル板７２、調整シャフ
ト７４及び調整ねじメカニズム７６を含む同一端メカニ
ズムの使用が、個々のロール６２の個々の端ではっきり
と示されている。更に、個々のロールを駆動するための
様々な速度のモーター８０の使用も示されている。端メ
カニズム間の個々の境界層ロールの幅は個々のロール６
２が、少なくとも、このメカニズムを通って処理される
ウェブ１８の幅は延びるように十分大きくなければなら
ない。

【００２３】更に境界ロール自身の特徴は図６に示され
ている。ロール自身は、回転するように反対の端に裁置
されたジャーナル(journal)８２を有する単純なロール
８０である。ロール６２は軟質ゴムあるいはプラスチッ
クの外周面を有すことができ、あるいは、ロールの長さ
に沿って非常にタイトな許容範囲(tolerance)を示す鋼
あるいはクロム鍍金表面を使用することができる。固体
ロールを使用することが可能であるが、個々のロールを
冷却材料、特に水などの電熱媒体として効果的な液体、
を含むことのできるものとする方が好ましいのは明らか
である。発明者の先のＵ．Ｓ．特許第４，４７６，６３
６号におけるロールのように、ロールはウェブと実際に
接触しないようにされるが、ウェブの近くの通路及びロ
ール付近の熱ガスが、十分な熱がロール６２に伝達され
るのを引き起こすことがあるかもしれず、ロール６２は
幾分の冷却が必要であろう。

【００２４】この型のロール６２を操作するには、境界
層がウェブの接近する境界層と接触するのに使用できる
ように、このロールがかなりの境界層の厚さを形成し、
維持することができる表面を有することが非常に重要で
ある。図７に図示されているように、ウェブ１８と結合
した境界層９０を減少させあるいは拭い去る際のローラ
６２の効果は、実際にはウェブ１８と接触せずに達成さ
れる。図示されているように、ロール６２はウェブ１８
の動きの方向とは逆の回転を有する。ロール６２の外周
面６６は外周と共に運搬される境界層９２の厚さＢＲを
最小にするように特別に適用される。特にロール６２に
対して関係のある境界層の相対的な大きさは、図７に示
す目的のために誇張されており、当業者は、ロール６２
の外周６６がＢＷ１の厚さを有するウェブ境界層９０の
深さにじりじり入り込むようにウェブ１８に並列させて
ロール６２を確実に配置することができることに注意す
るべきである。確かに、少なくともロール６２の外周と
その付加的な、厚さＢＲの境界層９６が、ウェブ１８の
境界層９０の深さにじりじり入り込むように、ロール６
２を位置させることが可能であるのは明らかである。９
６で示された点、すなわち、ロールがウェブ１８に最も
接近した点では、ロール６２とその移動境界層９２の衝
突によりウェブ１８の移動境界層と密着あるいは衝突
し、妨害領域が生成される。その結果、衝突後すぐの、
その点での境界層の厚さは大きく減少し、図７でＢＦと
して示される厚さと同じ厚さとなる。厚さＢＦは外面に
延びているように示してあるが、ウェブ１８の連続した
運動によりウェブ境界層９０の厚さがＢＷ２、これはと
ＢＷ１と同一であっても良いしそうでなくても良い、に
増加することは理論から明らかである。

【００２５】ウェブ境界層９０の厚さがＢＦからＢＷ２
に増加するので、これはウェブ１８に接着したある体積
の新しいガスの導入を示すものであることを認識すべき
である。この新しいガスは、その温度がより低く、含有
する溶剤がより少ない場合、熱く、溶剤含有蒸気を含む
ＢＷ１として示される境界層では不可能であった冷却及
び溶剤除去能力を達成することができる。

【００２６】更に、図７に示される特徴は、ロール６２
上の境界層９６を落とすためのワイパブレード９８の使
用を選択することができることである。図３に示された
特別な適用では、このようなワイパブレード９８の好ま
しい位置は、個々の境界層の衝突９６の点１８０度かそ
こら以内の１点であり、９０度以内が好ましい。このよ
うなワイパブレード９８の目的はロール上に残っている
境界層９８を一掃することである。このため、そのよう
な境界層における熱い溶剤−含有ガスは再び循環するこ
とはできず、これにより、このようなロールの目的を無
効とする、境界層内のそのようなガスの平衡濃度を確立
することができない。境界層衝突点９６に接近した点に
ワイパブレード９８を配置することにより、ロール６２
上に新たな境界層９２が形成される時間が最大となる。
他のある適用、特にロール６２と結合されたワイパブレ
ードが効果的にトンネル３８からの出口を構成している
図１１に示される適用、においては、ブレードを境界層
衝突点９６から１８０度以上の位置に配置することが必
要であることが認識される。

【００２７】図８はまた、図３に示したような乾燥器を
通ってウェブが左から右へ移動するのに従い、ウェブ１
８の境界層９０において行った調整の概略を図示したも
のである。Ｉにより一般に示されている領域では、ウェ
ブ１８は厚さＢＷの境界層を有した状態で、乾燥器に入
る。線ＡＡで示される点で、ウェブはノズルがウェブに
熱く、相対的に溶剤を含まないガスを吹き付ける乾燥器
部に入る。これはIIとして一般に示される。この吹き付
けにより、以前の溶剤含有ガスの幾分かがこすり取られ
るため、境界層９２が減少することとなる。この新しい
境界層は図８に示されるＢＤの膜厚に減少する。しかし
ながら、ウェブがノズルを通過して移動し続けるにつ
れ、ウェブの動きにより、境界層が増加しＢＷ１の大き
さとなる。境界層ＢＷ１に添加するのに使用できる空気
は熱溶剤含有ガスであるので、図７に示されるような方
法により、除去される必要があるのはこのガスである。
線ＢＢの点で、本発面がウェブ上で実行され、境界層９
０が厚さＢＦに減少し、ウェブが制御ロールから出てい
くと、図８のIII領域で示されるように厚さの増加が起
こる。境界層９０の厚さＢＷ２は、ウェブに加えられる
ガスの温度及び粘性の変化のため、境界層９０の厚さＢ
Ｗ１と異なっても良い。境界層の厚さに関係する主な変
数は、それが形成される位置からの距離と共に、ガスの
温度、粘性、ウェブの周囲に対する速度を含むことはよ
く知られている。

【００２８】図１０は本発明の別の実施例を示してお
り、ロール６２は乾燥器トンネル３８内に取り付けるこ
とができず、トンネル出口付近に配置しなければならな
い。トンネル出口では、ウェブは１８ではなく特徴数字
２２で示される。本発明の操作使用は同一である。

【００２９】本発明の更に別の実施例を図１１に示す。
図１１では境界層制御ロール６２ａ及び６２ｂは、この
明細書に前述しているが、図３に示されているロールと
同様に、乾燥器２０の増設部あるいはトンネル３８に配
置される。図３との違いは、ロール６２とそれに結合し
たワイパブレード９８が増設部３８の出口壁を効果的に
構成していることである。言い換えると、ロール６２及
び結合したワイパブレード９８は図３に示された出口壁
３９及び出口用穴の機能を代わりに果たす。

【００３０】更に、この明細書は仕上がった紙ウェブの
境界層からインク溶剤を除去することに向けられたもの
であるが、除去する必要のある”溶剤”が紙ウェブを準
備する際にパルプと共に使用される水である、紙製造技
術において同様の問題が出現することは、紙ウェブの操
作を行う当業者により認識されるであろう。このため、
この発明をこのような紙ウェブの乾燥に適用することは
この開示の予想範囲内であることは明らかである。

【００３１】特許法に従い、本発明の最も良い方法及び
好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限
られるものではなく、特許請求の範囲に属する範囲と精
神に基づいて判断されるものであると理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術において知られている、インクある
いはそのようなものでウェブを刷り込むための工程の概
略図である。

【図２】 ウェブからインクを乾燥するための典型的な
従来技術による乾燥器の内部図である。

【図３】 図２の乾燥器の出口部の内部図であり、その
中に取り付けられた本発明を示し、長方形の点の２対の
ロールを使用している。

【図４】 本発明の側面図であり、本発明の特徴を更に
開示している。

【図５】 本発明の端面図である。

【図６】 本発明の断面図であり、内部構造を開示して
いる。

【図７】 ウェブ紙あるいはそのようなものと操作させ
たときの本発明の詳細図であり、個々の境界層の相互作
用を示している。

【図８】 本発明の操作による、境界層における理論的
な変化を示すダイヤグラムである。

【図９】 図２の乾燥器の一部の内部図であり、その中
に取り付けられた本発明を示し、三角形の点の少なくと
も３つのロールを使用している。

【図１０】 図２の乾燥器の内部とそれに隣接した領域
を示す図面であり、別の実施例において取り付けられた
本発明を示している。

【図１１】 図２の乾燥器の内部とそれに隣接した領域
を示す図面であり、更に別の実施例において取り付けら
れた本発明を示している。

【符号の説明】 １０ プレス装置 １４ 紙供給装置 １６ 印刷装置 １８ 移動ウェブ １８ａ、１８ｂ 平坦面 ６２ 境界制御ロール

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 向かい合う第１及び第２の平坦面を有す
   る紙の移動するウェブにインクを定着させるための装置
   と組み合わせて用いる装置であって、 該装置は、上記個々の平坦面に接着する境界層の厚さを
   減少させるためのものであり、 ａ）少なくとも２つの境界制御ロールを備え、その少な
   くとも１つの境界制御ロールは第１の平坦面に対し横断
   方向に、接触しないように近接して配置され、上記少な
   くとも１つの補足的な境界制御ロールは第２の平坦面に
   対し横断方向に、接触しないように近接して配置され；
   さらに、 ｂ）上記個々の制御ロールの外周面の周りに境界層を効
   果的に形成するのに十分な速度で、かつ上記制御ロール
   を通過する上記ウェブの方向と逆方向で協動する様式で
   上記個々の境界制御ロールを回転させる手段とを備え、
   該境界制御ロールの回転がウェブの移動とは独立して作
   動するように構成されていることを特徴とする境界層制
   御ロール装置。
2. 【請求項２】 更に、上記個々の境界制御ロールを上記
   移動ウェブに関して調節できるように配置させるための
   手段を備えた、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 上記個々の境界制御ロールは、上記移動
   ウェブに対し、該個々の境界制御ロールの外周面が、境
   界制御ロールの表面とウェブの平坦面に接着する個々の
   境界層の結合した厚さよりも、該ウェブにより接近する
   ように配置されている請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 少なくとも１つの上記境界制御ロール
   は、それに対する有効接近距離内で設けられた、その外
   周面を拭うための可撓性ブレードを有する請求項１記載
   の装置。
5. 【請求項５】 上記個々の境界制御ロールは、該境界制
   御ロールの回転により形成される境界層の厚さを最大に
   するように形成された外周面を有する請求項１記載の装
   置。
6. 【請求項６】 少なくとも１つの上記境界制御ロールは
   それを通して配置される伝熱媒体を通過させる手段を有
   する請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 向かい合う第１及び第２の平坦面を有す
   る紙の移動するウェブにインクを定着させるための工程
   と結合させて使用する方法であって、該個々の平坦面は
   その定着工程の結果としてそれと結合された熱溶剤含有
   ガスの接着境界層を有するものであり、該方法は、 ａ）上記ウェブの個々の向かい合う平坦面に対し横断方
   向で、非接触の状態で近接して、少なくとも１つの境界
   制御ロールを回転させる工程を含み、該回転は上記個々
   の境界制御ロールの外周面の周りに境界層を効果的に形
   成するのに十分な速度であり、更に該回転は上記ウェブ
   の方向とは逆の方向であり；更に、 ｂ）このようにして上記個々の境界制御ロール上に形成
   された境界層と、上記ウェブの１つの平坦面上の熱溶剤
   含有ガスの上記境界層とを衝突させる工程を含み、これ
   により、平坦面から熱溶剤含有境界層をかなり除去する
   ための干渉領域を形成する方法。
8. 【請求項８】 更に、可撓性のワイピングブレードによ
   り、個々の境界制御ロールの外周面を拭う工程を含む請
   求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 更に、上記ロールの外周面温度を制御す
   るために、伝熱媒体が少なくとも１つの上記境界制御ロ
   ールの内部を通過するようにする工程を含む請求項８記
   載の方法。