DE102004021141B3

DE102004021141B3 - Einrichtung zur Trocknung und/oder Härtung von Druckfarben auf bogen- und/oder bahnförmigen Bedruckstoffen

Info

Publication number: DE102004021141B3
Application number: DE200410021141
Authority: DE
Inventors: Edwin Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Trocknung und/oder Härtung von Druckfarben, insbesondere auf bedruckten Bögen und/oder Bahnmaterialien in und/oder außerhalb von Druckmaschinen. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Trocknereinrichtung, die unabhängig von den Abmessungen der Trocknerelemente eine variable bedarfsgemäße Steuerung der Trocknerleistung über den gesamten zu trocknenden Bereich des Bedruckstoffes ermöglicht. DOLLAR A Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Einrichtung aus einer auf die Transportrichtung bezogenen zeilen- und/oder spaltenweisen Anordnung mehrerer die Fläche der zu trocknenden bzw. zu härtenden Beschichtung des Bedruckstoffes konzentrisch bestrahlende, verschwenkbar angeordnete Strahlereinheiten besteht und dass die Reflektoren so ausgebildet sind, dass die für die jeweils zu bestrahlenden konzentrischen Bestrahlungsfläche vorgesehene, aber durch Streustrahlungen abgewandte Strahlung wieder auf diese umgelenkt wird. DOLLAR A Mit der Trocknereinrichtung können durch Verschwenkung bzw. Verschiebung der Strahlerelemente die festgelegten Bestrahlungsflächen mit unterschiedlichen Trocknungsleistungen beaufschlagt werden. Durch die damit erzielbare optimale Trocknung der gesamten Fläche des bedruckten Bereiches des Bedruckstoffes, kann die erforderliche Energiezufuhr optimiert (verringert) und die Wärmeentwicklung reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Trocknung und/oder Härtung von Druckfarben, insbesondere auf bedruckten Bögen und/oder Bahnmaterialien in und/oder außerhalb von Druckmaschinen.
Bei den bekannten Trocknereinrichtungen kommen Strahlereinrichtungen zur Anwendung, die mittels UV-Strahler oder IR-Wärmestrahler bzw. einer Kombination aus beiden Strahlerarten eine schnelle Trocknung der Druckfarbe bewirken.
Insbesondere ist durch die zunehmend kompaktere Bauweise der Druckmaschinen auch eine kompaktere Bauweise derartiger Trocknereinrichtungen gefordert. Verbunden ist diese konstruktive Forderung mit dem Problem der Abfuhr der anfallenden Wärme und der damit verursachten Erwärmung der umgebenden Maschinenteile.

Um eine möglichst geringe Erwärmung zu bewirken, wird nach der DE 100 24 099 A1 eine Strahlereinheit eingesetzt, die einen oder mehrere schnellstartende IR-Mittelwellenstrahler aufweist. Durch die Gegebenheit, dass die Absorptionsbereiche gebräuchlicher Druckfarben im mittelwelligen IR-Bereich liegen, ist das Verhältnis der Trocknungswirkung zur abgegebenen Wärmemenge relativ hoch. Durch den schnellen Start der IR-Strahler vom kalten Zustand bis zum Erreichen der Betriebstemperatur wird insgesamt weniger Wärme an die Umgebung abgegeben.

Eine automatische Einstellung der Trocknereinrichtung zur Reduzierung der in die Druckmaschine eingebrachten Wärmeleistung unter Anwendung von Trocknereinrichtungen mit einfachen und vorzugsweise konventionellen Aufbau wird in der DE 200 06 483 U1 beschrieben. Danach werden von einer Steuereinrichtung Signale erzeugt, die den Druckprozess charakterisierende Größen entsprechen und mit diesen Signalen die Betriebsweise der Trocknereinrichtung beeinflusst. So wird bei UV-Trocknern die UV-Leistung, bei IR-Trocknern die Einzelstrahlerleistungen sowie die Änderung der spezifischen Strahlerwellenlängen und bei TL-Trocknern der Volumenstrom, die Temperatur sowie der Druck gesteuert.

Die Trocknerelemente werden bei den vorgenannten Lösungen in, quer oder in Winkellage zur Bogenlaufrichtung angesteuert. Bei einer Anordnung der einzelnen Trocknereinrichtungen blockweise über die Formatbreite verteilt, werden diese Blöcke entsprechend der Farbbelegung angesteuert. Bogenflächen, auf die nur ein geringer bzw. kein Farbauftrag erfolgt, werden mit entsprechend geringer bzw. keiner Trocknerleistung (Strahlung bzw. Warmluft) beaufschlagt und Bogenflächen mit mittlerer oder hoher Farbauftragsmenge einer entsprechend höheren Trocknerleistung ausgesetzt.

Um eine unerwünschte Austrocknung oder eine unnötige Erwärmung des Bedruckstoffes während des Trocknungsprozesses der Druckfarbe zu reduzieren, wird nach der DE 102 34 076 A1 Strahlungsenergie einer Wellenlänge im nahen Infrarotbereich zugeführt. Durch die Energiezufuhr in diesem Frequenzbereich unter Vermeidung von Wasserabsorptionsresonanzen wird die Energie effektiver auf den Trocknungsprozess gelenkt. Das von der Strahlungsquelle emittierte schmalbandige Licht weist bevorzugt eine Wellenlänge zwischen 700,00 und 2500,00 nm auf.

Nachteilig an diesen Lösungen ist die Abhängigkeit der Steuerung von der festen Anordnung der Trocknerelemente über die Formatbreite und die Abhängigkeit der Zuschaltung von deren Abmessungen und zugeordneten Strahlungsflächen auf dem Bogen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer Trocknereinrichtung, die unabhängig von den Abmessungen der Trocknerelemente eine variable bedarfsgemäße Steuerung der Trocknerleistung über den gesamten zu trocknenden Bereich des Bedruckstoffes ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die beschreibenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungssgemäßen Trocknereinrichtung werden durch die beschreibenden Merkmale der Patentansprüche 2 bis 5 aufgezeigt.

Mit der Trocknereinrichtung können durch Verschwenkung bzw. Verschiebung der zeilenweise über die Formatbreite des Bedruckstoffes angeordneten und konzentrisch bestrahlenden Strahlerelementen die festgelegten Bestrahlungsflächen mit unterschiedlichen Trocknungsleistungen beaufschlagt werden. Durch die damit erzielbare optimale Trocknung der gesamten Fläche des bedruckten Bereiches des Bedruckstoffes, kann die erforderliche Energiezufuhr optimiert (verringert) werden. Auf Grund der geringer gewordenen erforderlichen Energiezufuhr wird ebenso die Wärmeentwicklung und deren Einfluss auf die umgebenden Maschinenteile verringert.

Mittels einer gleichzeitigen stufenlosen Leistungssteuerung der einzelnen Strahlerelemente können die erforderlichen Trocknerleistungen vom niedrigsten bis zum maximal erforderlichen Wert gesteuert werden. Bereits getrocknete Flächen des Bedruckstoffes müssen dadurch nicht weiter bestrahlt werden bis auch die am längsten zu trocknenden gedruckten Flächenbereiche getrocknet sind.

Nachfolgend soll die Trocknereinrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt
1: die schematische Anordnung von Trocknungsflächen zweier benachbarter Anordnungszeilen,
2: die schematische Anordnung benachbarter Trocknungsflächen einer Anordnungszeile und
3: die schematische überlappende Anordnung von Trocknungsflächen zweier benachbarter Anordnungszeilen.
Um die Erzeugung der Bestrahlungsflächen 1, 2, 3 zweier benachbarter Anordnungszeilen 4, 5 wie in der 1 wiedergegeben, zu erreichen, sind quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffes Strahlereinheiten in zwei Zeilen über die Formatbreite des Bedruckstoffes angeordnet. Diese Anordnung der Strahlereinheiten entspricht der Grundanordnung, bei der die Strahlereinheiten in gleichmäßigen Abständen zueinander und gleicher Strahlungsrichtung zum Bedruckstoff angeordnet sind. Würden dabei alle Strahlereinheiten die gleiche Energiezufuhr bekommen, würde eine gleichmäßige Trocknung der gesamten zu trocknenden Fläche stattfinden. Die konzentrische Bestrahlung wird durch die gebündelte Strahlungswirkung der Strahlereinheiten erreicht. Die erreichten Formen der Bestrahlungsflächen haben dabei eine kreis-, ellipsen- bis punktförmige Ausbildung. Ebenso sind aber auch eck- oder streifenförmige Ausbildungen für den Anwendungsfall möglich.
Durch eine Leistungssteuerung der Strahlereinheiten kann bei der Grundanordnung nach 1 nur eine über die Formatbreite spaltenweise wirkende Trocknungssteuerung vorgenommen werden. Unterschiedliche Trocknungsleistungen über die Formatbreite verteilt und unterschiedlich breiten Abschnitten der Formatbreite zugeordnet, können erst durch Verschwenkung bzw. Verschiebung der Strahlereinheiten zueinander erreicht werden. Sie bewirken die Überlappung der Bestrahlungsflächen 1, 2, 3 wie in 2 abgebildet. In 2 wird die erzeugte Überlappung der Bestrahlungsflächen 1, 2, 3 durch die veränderte Stellung der Strahlereinheiten einer Anordnungszeile 4 zueinander dargestellt. Parallel zur gesteuerten Veränderung der einzelnen Strahlungsrichtungen und der damit verbundenen Steuerung der Trocknungsleistungen an den vorgegebene Zielflächen des bedruckten Bereiches wird die Steuerung der Energiezufuhr für die einzelnen Strahlerelemente vorgenommen. Insbesondere für die Trocknung sogenannter "Inseln" des Druckbereiches, für deren Trocknung höhere Trocknerleistungen erforderlich sind, ist neben der überlappenden Bestrahlung durch benachbarte Strahlereinheiten eine entsprechende Erhöhung der Energiezufuhr vorgesehen.
In der Darstellung der 3 werden beispielsweise durch die überlappende Bestrahlung mittels drei konzentrisch bestrahlender Strahlereinheiten innerhalb der erzeugten Bestrahlungsflächen 1, 2, 3 drei unterschiedliche Trocknungsleistungen erzeugt. Bewirkt werden diese Unterschiede durch die entsprechende Verschwenkung bzw. Verschiebung von Strahlereinheiten zweier benachbarter Anordnungszeilen 4, 5. Festgelegt werden die entsprechenden Einstellungen der Strahlereinheiten durch das zuvor ermittelte erforderliche „Trocknungsprofil". Relevante Grössen des Druckprozesses wie beispielsweise Farbschichtdicke, Zusammensetzung der angewendeten Druckfarbe und bedruckte Flächenanteile werden als Grundlage für die Festlegung der erforderlichen Trocknungsleistung pro Jeweiliger Zielfläche der konzentrischen Trocknung herangezogen. Neben der Einstellung der einzelnen Trocknungsleistungen durch die entsprechenden konzentrischen Bestrahlungen und den erforderlichen Überlappungen der Bestrahlungsflächen 1, 2, 3 wird eine stufenlose Einstellung der erforderlichen Energiezufuhr der jeweiligen Strahlereinheiten vorgenommen. Dadurch wird die optimale Trocknung bei einer optimalen Ausnutzung der Energiezufuhr aller zu trocknenden konzentrischen Teilflächen während eines Trocknungsvorganges erreicht. Die Genauigkeit des Trochnungsprozesses durch Abgrenzung bzw. Form (z.B. punktförmig) der zu trocknenden Teilflächen des bedruckten Bereiches hängt dabei von der Größe und Form der erzeugten gebündelten Bestrahlungsflächen 1, 2, 3 ab.

1: Bestrahlungsfläche
2: Bestrahlungsfläche
3: Bestrahlungsfläche
4: Anordnungszeile
5: Anordnungszeile

Claims

Einrichtung zur Trocknung und/oder Härtung von Druckfarben auf bogen- und/oder bahnförmigen Bedruckstoffen in Druckmaschinen mittels Strahlereinheiten wie UV-Strahler und/oder IR-Strahler sowie diesen zugeordneten Reflektoren, wobei die Einrichtung aus einer auf die Transportrichtung bezogen zeilen- und/oder spaltenweisen Anordnung mehrerer die Fläche der zu trocknenden und/oder zu härtenden Beschichtung des Bedruckstoffes konzentrisch bestrahlende, verschwenkbar angeordnete Strahlereinheiten besteht und wobei die Reflektoren so ausgebildet sind, dass die für die jeweils zu bestrahlenden konzentrischen Bestrahlungsfläche (1; 2; 3) vorgesehene, aber durch Streustrahlungen abgewandte Strahlung wieder auf diese jeweilige konzentrische Bestrahlungsfläche (1; 2 ; 3) umgelenkt wird.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlereinheiten als UV-Strahler ausgebildet sind, die die Trocknung und/oder Härtung von konzentrischen punktförmigen Bestrahlungsflächen (1; 2; 3) der Beschichtungen des Bedruckstoffes bewirken.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlereinheiten als UV-Strahler ausgebildet sind, die die Trocknung von konzentrischen eckförmigen Bestrahlungsflächen (1; 2; 3) der Beschichtungen des Bedruckstoffes bewirken.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der auf bestimmte Flächen bezogenen Intensitäten der UV-Bestrahlung mit an den UV-Strahlern gekoppelten mechanischen Schwenkeinrichtungen und damit bewirkten Ausrichtungen der konzentrischen Strahlungsrichtungen mehrerer UV-Strahler auf zu trocknende „Inseln" der Beschichtungen des Bedruckstoffes vorgenommen wird.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die konzentrisch strahlenden Strahlereinheiten in ihrer Strahlungsintensität und Strahlungsrichtung stufenlos steuerbar ausgebildet und mit einer Steuerbaugruppe verbunden sind, in der die Steuersignale entsprechend des vorgegebenen Trocknungsprofiles abgespeichert sind.