專利名稱：控制和限制潤濕劑循環(huán)中微生物污染的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于控制和限制潤濕劑循環(huán)和其它含水介質(zhì)中#1生物 污染的方法和裝置，尤其是在印刷領域中。
背景技術：
潤濕劑(潤濕溶液)用來保持印刷版在不接收印刷油墨的位置處的 親水區(qū)域親水。潤濕溶液通過潤濕裝置直接或間接施加到印刷版上，由此印刷油墨 吸收有限量的潤濕劑以形成乳狀液。所述潤濕溶液包含使印刷版的非印 刷部分保持親水的組分，由此防止該區(qū)域接收油墨。該方法尤其在平版印刷法中使用，在所述平版印刷法中印版的印刷 和非印刷區(qū)域幾乎在一個平面上。這些印刷方法基于印刷版涂層中特定 物質(zhì)的不同的物理化學行為，所述特定物質(zhì)是接收油墨的或排斥油墨 的。在膠版印刷中，所述印版為薄印刷板(例如鋁的)，在其表面上有 接收油墨(親油的)的圖像區(qū)域和非圖像(親水的)區(qū)域。印刷機每小時消耗10至150升數(shù)量級的潤濕溶液。潤濕液通常在 稍微冷卻的條件下使用。除了水之外，潤濕劑通常包含pH調(diào)節(jié)物質(zhì)(緩沖劑)、防腐劑(例 如生物殺滅劑)、腐蝕抑制劑、版保護組分和任選的濕潤劑。這些組分 通常包含在潤濕劑濃縮物中，然后用水將所述濃縮物稀釋至預定的濃 度。預制的潤濕劑在閉合循環(huán)中運行。印刷機的單獨的潤濕裝置通過循 環(huán)管線與潤濕劑供應系統(tǒng)連接。在供應管線中，將潤濕劑供應給潤濕裝置。在回流管線中，被油墨 和紙顆粒污染的過量潤濕劑流回到再處理裝置?；谒鲅b置的設計， 在返回的潤濕劑流入到所述裝置的5&槽中之前，其通過過濾材料或由人
造纖維制成的過濾袋凈化除去污染物顆粒。冷卻裝置也通常連接到該潤 濕劑再處理設備中，通過所述冷卻裝置使?jié)櫇駝┑臏囟群愣ㄔ陬A定值，通常為9至15。C。在印刷過程中，不斷地消耗潤濕劑并通過計量的新鮮潤濕劑補充。 盡管不時地進行冷卻和過濾，但是潤濕劑循環(huán)中的微生物負荷仍大大增 加。來自印刷過程的污染物顆粒，尤其是來自紙張涂布的纖維素，以及 所用的緩沖劑為微生物提供了有利的生長條件。在管道、過濾器、潤濕裝置和潤濕劑供應裝置的Ji&槽中形成生物膜。 隨著微生物污染增加，緩沖物質(zhì)降級和pH值升高，pH值升高不利地 影響印刷過程，例如起始行為更差、供水增加和墨-水平衡不穩(wěn)定。在印刷操作期間，潤濕劑循環(huán)中的微生物污染可以通過加入生物殺 滅劑來預防，但是不夠充分；生物殺滅劑只能抑制微生物生長，而不能 殺死微生物。由于對印刷機旁的工作人員的健康有危害，因此這些產(chǎn)品 的選擇和濃度受到限制。潤濕劑循環(huán)的微生物污染過度時，必須凈化整個系統(tǒng)，并用強堿溶 液(例如過氧化氫、次氯酸鹽或其它高效殺菌劑的組合)漂洗5至8小 時。每隔一至兩個月通常就需要這樣的凈化循環(huán)。印刷機和由此的管道循環(huán)系統(tǒng)規(guī)模越大，潤濕劑循環(huán)中的微生物污 染問題越嚴重。在循環(huán)中高流速運行的總液體體積在報紙印刷機中通常 為200至500升，并且是必須被長距離運輸?shù)捏w積。報紙印刷機尤其容 易受到微生物污染的影響，因為其管道直徑較大，因此從沒有完全被潤 濕劑填滿。另外，存在增加的大部分由纖維素構成的紙屑負荷。在溶液中游離生長的細菌由生物殺滅劑或抗生素相對容易地攻擊 和控制。 一旦形成了生物膜，則這些細菌基本上更有抗性了。在生物膜 中，細菌彼此附著或者吸附在基質(zhì)上，同時被主要由多糖和蛋白質(zhì)組成 的胞外物質(zhì)包圍。該粘液層非常有效地保護細菌免于外界影響。用市售 的生物殺滅劑不能安全地控制印刷機潤濕溶液管道系統(tǒng)中的生物膜。一 旦在潤濕系統(tǒng)中形成微生物層，則它們非常迅速地生長并會嚴重干擾印 刷操作。脫落的生物膜和聚集物可能被沖到潤濕裝置中，堵塞過濾器、 噴嘴和閥門。在潤濕劑再處理系統(tǒng)中，增加的微生物生長可以通過潤濕
劑貯槽中的腐敗氣味來識別。在回流管線的過濾墊和潤濕劑貯槽的壁上 形成粘液層。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種方法和裝置，利用這種方法和裝置 可以消除潤濕劑循環(huán)的微生物污染。該目的通過包括電化學處理潤濕劑步驟的方法來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā) 明，這通過在潤濕劑循環(huán)中的至少兩個電極之間施加電壓來實現(xiàn)。本方法用來減少潤濕劑循環(huán)中的微生物生長。因此，可以抑制或阻 止新的微生物污染，并且即使微生物污染已經(jīng)存在，也可以降低微生物 數(shù)量。一個實施方案中，可以使用直流電壓，使得所述至少兩個電極構成陽 極和陰極。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，將通常由不銹鋼構成的潤濕 劑再處理裝置的貯槽用作陰極?？商娲夭?yōu)選地，所述電壓也可以是交流電壓。極性的轉換避免 了由電解產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物，以及避免了在電極表面上形成沉積。矩形波電壓是交流電壓的尤其合適的形式。交流電壓的頻率優(yōu)選為0.01至108 赫茲，更優(yōu)選為0.01至20,000 Hz,最優(yōu)選為0.05至10 Hz或者1至10 Hz。在當使用直流電壓或交流電壓的兩種情況下，電壓優(yōu)選為0.5至250 伏特，優(yōu)選2至50伏特，更優(yōu)選5至20伏特。由于非常高的電壓會危 及操作人員，所以優(yōu)選較低的電壓值。所述至少兩個電極可以設置在潤濕劑循環(huán)的任何適當位置處，例如 在潤濕劑供應管線中、在循環(huán)系統(tǒng)中如集成到管道系統(tǒng)中的循環(huán)系統(tǒng)中 或在潤濕劑貯槽中。利用電極對潤濕劑的電化學處理還可以通過外部設 備實現(xiàn)。因此，部分潤濕劑通過旁路在該設備中處理，然后循環(huán)。理論 上，還可以4吏用兩個以上的電極或設置在不同位置處的兩對或多對電 極。用于電極的合適的材料可以選自金屬、半導體、導電陶瓷、石墨或 導電塑料。用于電極的尤其優(yōu)選的材料包括鈦、鈦合金或有涂層的鈦。
尤其優(yōu)選鉑、銥、銦、氧化釕、氧化銦、氯化銥或它們的混合物的涂層。假設，在處理過程中形成氧自由基，例如其比氯具有對生物膜強得 多的影響。微生物污染的控制包括阻止微生物生長和殺死微生物。還觀察到潤濕劑的澄清。在操作過程中變得相當混濁和有色的潤濕 劑在處理過程中變得越來越干凈。所述處理可以連續(xù)進行，但其也可以被間斷數(shù)天或數(shù)小時。具體地， 所述操作可以根據(jù)微生物的生長來控制。本發(fā)明還涉及用于實施上述方法的裝置，所述裝置包括具有至少兩 個電極的潤濕劑系統(tǒng)和電源。潤濕劑系統(tǒng)包括潤濕裝置、循環(huán)管路和潤 濕劑供應系統(tǒng)。所述潤濕劑供應系統(tǒng)包括潤濕劑再處理設備、冷卻設備、 計量裝置和潤濕劑貯槽。所述潤濕劑再處理設備包括用于循環(huán)的泵裝置 和過濾裝置。


圖1示意性示出電化學處理裝置的實施方案。圖2示出電化學處理裝置的可替代的實施方案。
具體實施方式
通過下面的實施例進一步說明系統(tǒng)的操作模式。設備的設置如下。該設備所需的電流通過變壓器提供，所述變壓器具有來自230至240 V的市電電源的初級輸入電壓和25 V、 12 V和6 V的交流電輸出。所 述變壓器的功率為100 W。由25 V交流電輸出，通過橋式整流器和隨后的用2200 pF的電解質(zhì) 電容器濾波產(chǎn)生28 V的直流電壓。為了保護所述設備免于過載和短路，通過串聯(lián)連接的可控制的電壓 調(diào)節(jié)器將輸出電流限制到1.5 A。在過載的情況下，電壓調(diào)節(jié)器被加熱 并自動將電流調(diào)低。
由12V的交流電輸出，通過橋式整流器產(chǎn)生14V的直流電壓，并 且由集成的電壓調(diào)節(jié)器穩(wěn)定在10 V。通過1000 pF的電解質(zhì)電容器進行 濾波。穩(wěn)定的IOV直流電壓供給矩形波發(fā)生器。設置矩形波發(fā)生器中元件的尺寸，以獲得1:1的間歇脈沖比。矩形 波發(fā)生器可以通過電位計在0.05至10 Hz內(nèi)調(diào)節(jié)。繼電器與矩形波發(fā)生器的輸出端連接。根據(jù)矩形波發(fā)生器的頻率通 過兩個開關觸點連續(xù)地交換28V直流電壓(2個點)的極性，以產(chǎn)生矩 形波交流電壓。繼電器輸出端與浸入式電極連接。后者由尺寸為300x30 mm且厚度 為3mm的兩個鈦片組成。為了保護，導線被澆鑄在環(huán)氧樹脂中。電極 板彼jt匕之間的^巨離為10 mm。由6V的交流電輸出，通過橋式整流器產(chǎn)生8V的直流電壓，并且 由集成的電壓調(diào)節(jié)器穩(wěn)定在5 V。通過1000 pF的電解質(zhì)電容器進行濾 波。穩(wěn)定的5V直流電壓供給用于電流測量的數(shù)字顯示器。電流通過l歐姆電阻上的電壓降來測量，所述電阻串聯(lián)連接在限流 器和繼電器之間。測量范圍為0至1.999 mA。在測試試驗中，證實了當接通裝置時，電流首先急劇升高，然后在 l至2小時后降低并穩(wěn)定。電流高度依賴于潤濕劑的導電率。優(yōu)選電流 在0.1至2A的數(shù)量級上，優(yōu)選0.1至0.6A。兩天至四天之后，生物膜和其它污染物聚集物逐漸從管道和循環(huán)系 統(tǒng)脫落，被沖走并在過濾墊上的回流溶液中聚集。此外，可以觀察到潤 濕溶液變得一天比一天千凈。利用所謂的浸片(dip-slide)檢驗微生物負荷。所用的浸片為Merck， Darmstadt, Germany的Envirocheck Contact Slide。后者是用瓊月旨(酵 蛋白胨大豆胨瓊脂)涂覆的板。浸片的背面包含含有增加的中和劑的相 同的涂層，所述中和劑使?jié)櫇駝┲猩餁鐒┑幕钚詿o效。所述浸片在
36。C下培養(yǎng)3天，然后評價。形成的菌落數(shù)(菌落形成單位)是潤濕劑中微生物負荷的標度 (CFU/ml)。既檢驗過濾器的拭樣樣品，也檢驗潤濕劑的拭樣樣品。其 它檢驗在開始電化學水處理的24或48小時后進行。浸片不經(jīng)過電化學 水處理經(jīng)過電化學水處理24小時后48小時后第一面 CFU/ml過濾器10bIOMO4潤濕劑10M0410^第二面 CFU/ml 含有中和劑過濾器> 10710*潤濕劑106-107104102-103可以看出，在進行根據(jù)本發(fā)明的處理24小時之后，微生物負荷減 少了十的若干次冪，并由此達到在潤濕溶液循環(huán)中不起決定作用的值。 根據(jù)本發(fā)明的方法不影響印刷過程和潤濕溶液的性質(zhì)，例如pH值或?qū)?電率。根據(jù)本發(fā)明的方法不僅適用于潤濕劑，也適用于柔性版印刷中的印 刷和凈化循環(huán)。尤其優(yōu)選將根據(jù)本發(fā)明的方法用于存在有機物質(zhì)轉移的水循環(huán)，因 為后者促進微生物生長。"含水介質(zhì)"指的是水含量為至少50重量％ ，優(yōu)選至少70重量％ 。本發(fā)明的另一實施方案是一種用于降低印刷領域中含水介質(zhì)的微 生物污染的方法，其包括電化學處理含水介質(zhì)的步驟，和一種用于降低 超濾系統(tǒng)和滲透系統(tǒng)中微生物污染的方法，其包括電化學處理含水介質(zhì) 的步驟。對于這些方法，采用相同的其它實施方案，如與用來限制潤濕劑循 環(huán)中的微生物污染的方法所述。這些其它方法尤其適用于在印刷領域中實施。印刷領域包括與尤其是柔性版印刷的凸版印刷、凹版印刷、尤其是 膠版印刷的平版印刷、使用印刷機將印刷油墨和漆以自動方式施加到承
印物(紙、紙板、卡紙、塑料、金屬片等)上的絲網(wǎng)印刷的方法有關的 工作。
權利要求
1.一種用于減少具有含水介質(zhì)的循環(huán)的微生物污染的方法，其包括電化學處理所述含水介質(zhì)的步驟，其中所述循環(huán)是潤濕劑循環(huán)。
2. 根據(jù)權利要求l的方法，其中所述電化學處理通過在至少兩個 電極上施加電壓來實現(xiàn)。
3. 根據(jù)權利要求1或2的方法，其中所述電化學處理通過施加直流 電壓來實現(xiàn)，其中所述至少兩個電極構成陽極和陰極。
4. 根據(jù)權利要求2的方法，其中所述電壓是交流電壓。
5. 根據(jù)權利要求4的方法，其中所述交流電壓是矩形波電壓、正 弦電壓或三角形電壓。
6. 根據(jù)權利要求4或5的方法，其中所述交流電壓的頻率為0.01 至108赫茲。
7. 根據(jù)權利要求2 6中任意一項的方法，其中所述電壓為0.5至 250伏特，優(yōu)選5至50伏特，更優(yōu)選可達到25伏特。
8. 根據(jù)權利要求2 7中任意一項的方法，其中所述至少兩個電極 設置在潤濕劑供應中、在循環(huán)系統(tǒng)中或在旁路中。
9. 根據(jù)權利要求2 8中任意一項的方法，其中用于所述至少兩個 電極的材料獨立地選自金屬、半導體、導電陶瓷、石墨或?qū)щ娝芰稀?br> 10. 根據(jù)權利要求2-9中任意一項的方法，其中用于所述至少兩個 電極的材料獨立地選自鈦、鈥合金或有涂層的鈦。
11. 根據(jù)權利要求10的方法，其中所述鈦的涂覆通過鉑、銥、銦、 氧化釕、氧化銦、氧化銥或它們的混合物實現(xiàn)。
12. —種實施根據(jù)權利要求l-ll中任意一項的方法的裝置，其包 括循環(huán)系統(tǒng)、至少兩個電極和電源，其中所述循環(huán)系統(tǒng)是潤濕劑循環(huán)。
13. 根據(jù)權利要求12的裝置，其中所述電源是交流電源。
14. 一種用于減少印刷領域中含水介質(zhì)的微生物污染的方法，其包 括電化學處理所述含水介質(zhì)的步驟。
15. —種用于減少超濾系統(tǒng)和滲透系統(tǒng)中微生物污染的方法，其包 括電化學處理含水介質(zhì)的步驟。
16. 根據(jù)權利要求14或15的方法，其中所述電化學處理通過在至 少兩個電極上施加電壓來實現(xiàn)。
17. 根據(jù)權利要求14 16中至少一項的方法，其中所述電化學處理 通過施加直流電壓來實現(xiàn)，其中所述至少兩個電極構成陽極和陰極。
18. 根據(jù)權利要求16的方法，其中所述電壓是交流電壓。
19. 根據(jù)權利要求18的方法，其中所述交流電壓是矩形波電壓、正 弦電壓或三角形電壓。
20. 根據(jù)權利要求18或19的方法，其中所述交流電壓的頻率為0.01 至108赫茲。
21. 根據(jù)權利要求16 20中任意一項的方法，其中所述電壓為0.5 至250伏特，優(yōu)選5至50伏特，更優(yōu)選可達到25伏特。
22. 根據(jù)權利要求16-21中至少一項的方法，其中所述至少兩個電 極設置在潤濕劑供應中、在循環(huán)系統(tǒng)中或在旁路中。
23. 根據(jù)權利要求16~22中任意一項的方法，其中用于所述至少兩 個電極的材料獨立地選自金屬、半導體、導電陶瓷、石墨或?qū)щ娝芰稀?br> 24. 根據(jù)權利要求16-23中任意一項的方法，其中用于所述至少兩 個電極的材料獨立地選自鈦、鈥合金或有涂層的鈦。
25. 根據(jù)權利要求24的方法，其中所述鈦的涂覆通過鉑、銥、銦、 氧化釕、氧化銦、氧化銥或它們的混合物實現(xiàn)。
26. 根據(jù)權利要求14-24中任意一項的方法，其中所述印刷領域中 的所述含水介質(zhì)是自動橡皮布和墨輥清洗系統(tǒng)的儲存罐中的水、滲透裝 置的儲存罐中的水和板顯影系統(tǒng)中的水溶液。
27. 根據(jù)權利要求15的方法，其中所述超濾系統(tǒng)和滲透系統(tǒng)是用在 印刷領域中的超濾系統(tǒng)和/或滲透系統(tǒng)。
全文摘要
公開了一種減少潤濕劑循環(huán)中微生物污染的方法。所述方法包括電化學處理潤濕劑的步驟。
文檔編號C02F1/467GK101163644SQ200680013793
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權日2005年4月26日
發(fā)明者赫爾穆特·桑德爾 申請人:費利克斯貝特徹有限兩合公司