DE102005003954A1

DE102005003954A1 - Anlage zum Bedrucken und Lackieren von Dekorpapieren

Info

Publication number: DE102005003954A1
Application number: DE200510003954
Authority: DE
Inventors: Birgit Jungnickel; Claus Knorr; Sven Kießling
Original assignee: Lsf Maschinen- und Anlagenbau & Co KG GmbH; LSF MASCHINEN und ANLAGENBAU G
Current assignee: Lsf Maschinen- und Anlagenbau & Co KG GmbH; LSF MASCHINEN und ANLAGENBAU G
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-28
Also published as: DE102005003954B4

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zum Bedrucken und Lackieren von Dekorpapieren mit mehreren Druckstationen (4), die jeweils ein Tiefdruckwerk (5) mit Druckwalze und Presseur und einen zugeordneten Druckwerkstrockner (6) zum Trocknen der aufgetragenen Farbe aufweisen, einem Lackierwerk (7) mit Lackauftragswalze und Rakel zum Aufbringen eines wässrigen Reaktionslacks auf die bedruckte Fläche der Papierbahn (3), einen mit Heißluft betriebenen Vertikaltrockner (8) zur Vortrocknung der das Lackierwerk (7) verlassenden Papierbahn (3) sowie mit einem Horizontaltrockner (9), der mehrere mit Heißluft betriebene Trockenkammern (10, 10') aufweist. Die Anlage umfasst ferner einen Abwickler (1) und ein Zugwerk (2) für die Papierbahn (3) sowie Einrichtungen zum Kühlen (11), Rückbefeuchten (12) und Aufwickeln (13) der den Horizontaltrockner verlassenden Papierbahn (3). Die Trockenkammern (10, 10') des Horizontaltrockners (9) sind auf einer bogenförmigen Bahn oberhalb der Druckstationen (4) angeordnet und weisen jeweils einen Gasbrenner mit separater Temperaturregelung auf. In mindestens einer Trockenkammer (10) erfolgt eine physikalische Trocknung des auf die Papierbahn aufgebrachten Lacks bei einer vorgegebenen Trocknungstemperatur. In mindestens einer in Bahnlaufrichtung nachfolgenden Trockenkammer (10') ist eine höhere Reaktionstemperatur einstellbar, um den Lack chemisch zu härten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Bedrucken und Lackieren von Dekorpapieren.
Die bedruckten und lackierten Dekorpapiere werden z. B. in der Möbelindustrie zum Kaschieren von Faserplatten und ähnlichen holzhaltigen Oberflächen verwendet. Sie besitzen ein Flächengewicht zwischen 30 g/m² und maximal 200 g/m². Das zumeist im Vierfarbendruck aufgebrachte Druckbild zeigt häufig die Nachbildung eines Naturwerkstoffes, z. B. einer Holz- oder Natursteinoberfläche. Zur Verwendung in der Möbelindustrie ist eine hochwertige Lackierung der bedruckten Dekorpapiere erforderlich, wobei Lackmengen von bis zu 15 g Trockengehalt/m² gehalten aufgebracht werden müssen.

Im Rahmen der bekannten Maßnahmen werden die Dekorpapiere in separaten Anlagen bedruckt und lackiert, wobei die Druck- und Lackiergeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Wassergehalt der Druckfarben, der Beschaffenheit des Papiers, den Trocknungseigenschaften des Lacks und dergleichen in jeder Anlage individuell eingestellt werden. Nachteilig ist, dass die bedruckte Papierbahn wieder zu einer Rolle aufgewickelt werden muss, die dann zu einer separaten Lackieranlage transportiert wird. Das Bedrucken und Lackieren in separaten Anlagen ist zeitaufwendig und personalintensiv.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage anzugeben, in der ohne Unterbrechung in einem Prozess Dekorpapiere bedruckt und lackiert werden können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die zu bedruckenden und zu lackierenden Papiere eine verhältnismäßig geringe Reißfestigkeit aufweisen und insbesondere an den Lackiervorgang sowie den nachfolgenden Trocknungsvorgang hohe Anforderungen gestellt werden. Die Anlage soll ferner kompakt aufgebaut sein.

Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe ist eine Anlage zum Bedrucken und Lackieren von Dekorpapieren mit
Abwickler und Zugwerk für eine Papierbahn,
mehreren Druckstationen, die jeweils ein Tiefdruckwerk mit Druckwalze und Presseur und einen zugeordneten Druckwerkstrockner zum Trocknen der aufgetragenen Farbe aufweisen,
einem Lackierwerk mit Lackauftragswalze und Rakel zum Aufbringen eines wässrigen Reaktionslacks auf die bedruckte Fläche der Papierbahn,
einem mit Heißluft betriebenen Vertikaltrockner zur Vortrocknung der das Lackierwerk verlassenden Papierbahn,
einem Horizontaltrockner, der mehrere mit Heißluft betriebene Trockenkammern aufweist, sowie
Einrichtungen zum Kühlen, Rückbefeuchten und Aufwickeln der den Horizontaltrockner verlassenden Papierbahn,
wobei die Trockenkammern des Horizontaltrockners auf einer bogenförmigen Bahn oberhalb der Druckstationen angeordnet sind und jeweils einen Gasbrenner mit separater Temperaturregelung aufweisen, wobei in mindestens einer Trockenkammer eine physikalische Trocknung des auf die Papierbahn aufgebrachten Lacks bei einer vorgegebenen Trocknungstemperatur erfolgt und wobei in mindestens einer in Bahnlaufrichtung nachfolgenden Trockenkammer eine höhere Reaktionstemperatur einstellbar ist, um den Lack chemisch zu härten.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Horizontaltrockners oberhalb der Druckstationen führt zu einem kompakten Aufbau der Anlage. Die Trockenkammern des Horizontaltrockners sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Die Papierbahn wird auf einer bogenförmig gekrümmten Bahn durch die Trockenkammer des Horizontaltrockners geführt. Die bogenförmige Bahn stabilisiert den Lauf der Papierbahn und verhindert, dass die Papierbahn sich während des Trocknungsvorganges an den Rändern wölbt. Die Temperaturen im Vertikaltrockner sowie in jeder Kammer des Horizontaltrockners sind individuell einstellbar. Dies ermöglicht eine optimale Abstimmung des Trocknungsvorganges auf den Gesamtprozess. Die physikalische Trocknung des auf die Papierbahn aufgetragenen Lacks erfolgt bei Temperaturen unterhalb von 200 °C, vorzugsweise bei Temperaturen bis 140 °C. In Trockenkammern, in denen eine chemische Härtung des Lacks angestrebt wird, sind Temperaturen von mehr als 200 °C einstellbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Horizontaltrockner zwei mit unterschiedlichen Trocknungstemperaturen betriebene Trockenkammern zur physikalischen Trocknung des Lacks und eine Gruppe aus mehreren, bei Reaktionstemperaturen oberhalb 200 °C betriebene Trockenkammern zur Reaktionshärtung des Lacks auf. Ferner weisen die Trockenkammern des Horizontaltrockners zweckmäßig motorisch angetriebene Leitwalzen zur Abstützung der Papierbahn auf. Die Lagerung der Leitwalzen erfolgt außerhalb der Trockenkammern.

Das Zugwerk weist zweckmäßig eine Anordnung aus zwei von der Papierbahn s-förmig umschlungene sowie von drehzahlgeregelten Motoren angetriebene Walzen und eine pneumatisch zustellbare Andruckwalze auf.

Die Druckwerkstrockner der Druckstationen weisen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jeweils zwei mit Heißluft betriebene Vertikaltrockner und eine bogenförmig um die Vertikaltrockner geführte Kühlstrecke auf. Die Papierbahn durchläuft den ersten Vertikaltrockner in Aufwärtsrichtung und den zweiten Vertikaltrockner in Abwärtsrichtung. Oberhalb der Vertikaltrockner ist eine von einem drehzahlgeregelten Motor angetriebene Umlenkwalze angeordnet. Die aus dem zweiten Vertikaltrockner austretende Papierbahnen wird zweckmäßig um eine Kühlwalze geführt und durchläuft anschließend die Kühlstrecke, die aus einer Mehrzahl von Leitwalzen für die Materialbahnführung besteht. Die Leitwalzen sind zweckmäßig in zwei Achsen über Justierschrauben verstellbar, so dass eine Ausrichtung der Walzen möglich ist.

Zwischen dem Lackierwerk und dem nachgeschalteten Vertikaltrockner ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Einrichtung mit einem Glättstab vorgesehen. Der Glättstab liegt an einem vertikalen Bahnabschnitt der Papierbahn an und ist von einem drehzahlgeregelten Motor gleich- oder gegensinnig zur Bewegung der Papierbahn antreibbar. Die Umfangsgeschwindigkeit des Glättstabs wird auf die Bahngeschwindigkeit der Papierbahn abgestimmt. Der Antrieb des Glättstabs ist zweckmäßig mit der Steuerung des Papierbahnantriebes gekoppelt, so dass ein eingestellter Verhältniswert bei einer Geschwindigkeitsveränderung des Gesamtantriebes erhalten bleibt.

Vor dem Lackierwerk ist zweckmäßig ein Bahnbeobachtungsgerät mit einem Bildaufnahmesystem angeordnet, welche zur Kontrolle des Druckbildes genutzt werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Einrichtung zum Kühlen der den Horizontaltrockner verlassenden Papierbahn eine Anordnung aus mehreren Kühlwalzen aufweist, die als Wasser gekühlte Doppelmantelwalzen ausgebildet sind, und dass die Papierbahn nach Verlassen der Einrichtungen zum Kühlen und Rückbefeuchten zum Zwecke der Sichtkontrolle in einer Beschaustrecke über Leitwalzen senkrecht nach unten geführt wird und danach der Einrichtung zum Aufwickeln zuläuft.

Die Druckwerkstrockner, der Vertikaltrockner zur Trocknung des Lacks und die Horizontaltrockner mit ihren zugeordneten Heizeinrichtungen sind zweckmäßig in einer zweistöckigen Stahlbühne angeordnet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch den Aufbau einer Anlage zum Bedrucken und Lackieren von Dekorpapieren, die zum Kaschieren von holzhaltigen Oberflächen verwendet werden. Einsetzbar sind handelsübliche Qualitätsdruckpapiere mit einem Flächengewicht ab ca. 30 g/m².

Die in der Figur dargestellte Anlage umfasst einen Abwickler 1 sowie ein Zugwerk 2 für eine Papierbahn 3, mehrere Druckstationen 4, die jeweils ein Tiefdruckwerk 5 mit Druckwalze und Presseur und einen zugeordneten Druckwerkstrockner 6 zum Trocknen der aufgetragenen Farbe aufweisen, ein Lackierwerk 7 mit Lackauftragswalze und Rakel zum Aufbringen eines wässrigen Reaktionslacks auf die bedruckte Fläche der Papierbahn 3, einen mit Heißluft betriebenen Vertikaltrockner 8 zur Vortrocknung der das Lackierwerk 7 verlassenden Papierbahn 3, einen Horizontaltrockner 9 der mehrere mit Heißluft betriebene Trockenkammern 10, 10' aufweist, sowie Einrichtungen zum Kühlen 11, Rückbefeuchten 12 und Aufwickeln 13 der den Horizontaltrockner 9 verlassenden Papierbahn 3. Die Trockenkammern 10, 10' des Horizontaltrockners 9 sind auf einer bogenförmigen Bahn oberhalb der Druckstationen 4 angeordnet und weisen jeweils einen Gasbrenner mit separater Temperaturregelung auf. Die Temperaturen im Vertikaltrockner 8 sowie in den Trockenkammern 10, 10' des Horizontaltrockners 9 sind individuell einstellbar. Sowohl in dem Vertikaltrockner 8 als auch in mindestens einer Trockenkammer 10 des Horizontaltrockners erfolgt eine physikalische Trocknung des auf die Papierbahn aufgebrachten Lacks bei einer vorgegebenen Trocknungstemperatur, die kleiner ist als 200 °C. In mindestens einer in Bahnlaufrichtung nachfolgenden Trockenkammer 10' ist eine höhere Reaktionstemperatur einstellbar, um den Lack chemisch zu härten. Im Ausführungsbeispiel und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Horizontaltrockner 9 zwei mit unterschiedlichen Trocknungstemperaturen betriebene Trockenkammern 10 zur physikalischen Trocknung des Lacks und eine Gruppe aus mehreren, bei Reaktionstemperaturen oberhalb 200 °C betriebenen Trockenkammern 10' zur Reaktionshärtung des Lacks auf. Die Trockenkammern 10, 10' sind für einen Umluftbetrieb eingerichtet. Der Temperaturregelbereich der ersten Trocknungskammer 10 reicht bis 140 °C und der Temperaturregelbereich der zweiten Trockenkammer 10 bis 180 °C. In den beiden ersten Trockenkammern 10 erfolgt lediglich eine physikalische Trocknung des Lacks. Die daran anschließenden weiteren Trockenkammern 10' sind für einen Temperaturbereich bis 240 °C ausgelegt. Beim Durchlaufen dieser Trockenkammern härtet der Lack durch chemische Reaktionen aus. Alle Trockenkammern 10, 10' des Horizontaltrockners weisen motorisch angetriebene Leitwalzen 14 zur Abstützung der Papierbahn 3 auf. Die bogenförmige Bahnführung durch den Horizontaltrockner 9 verhindert, dass die Papierbahn 3 sich während des Trocknungsvorganges randseitig wölbt.
Das Zugwerk 2 weist eine Anordnung aus zwei von der Papierbahn s-förmig umschlungene sowie von Drehzahl geregelten Motoren angetriebene Walzen 15 und eine pneumatisch zustellbare Andruckwalze 16 auf. Die pneumatisch zustellbare Andruckwalze 16 ist z. B. gummiert und dient zum besseren Transport der Papierbahn und zum Halten der Papierbahn bei einem Bahnstop. Zwischen dem Zugwerk 2 und den nachfolgenden Druckstationen 4 ist ein Pendeltänzer 17 vorgesehen, mit dem die Bahnspannung in der Papierbahn 3 stufenlos in einem Stellbereich zwischen 0,3 N/cm und 3,6 N/cm einstellbar ist.
Die den Druckstationen 4 zugeordneten Druckwerkstrockner 6 weisen jeweils zwei mit Heißluft betriebene Vertikaltrockner 18, 18' und eine bogenförmig um die Vertikaltrockner 18, 18' geführte Kühlstrecke 19 auf. Die Papierbahn durchläuft den ersten Vertikaltrockner 18 in Aufwärtsrichtung und den zweiten Vertikaltrockner 18' in Abwärtsrichtung. Oberhalb der Vertikaltrockner 18, 18' ist eine von einem drehzahlgeregelten Motor angetriebene Umlenkwalze 20 angeordnet. Die aus dem zweiten Vertikaltrockner 18' austretende Papierbahn 3 wird um eine Kühlwalze 21 geführt und durchläuft anschließend die Kühlstrecke 19. Diese besteht aus mehreren Leitwalzen 22, die entlang einer bogenförmigen Bahn angeordnet sind. Die Leitwalzen 22 sind in zwei Achsen über Justierschrauben verstellbar und können dadurch zueinander ausgerichtet werden.
Das Lackierwerk 7 weist drei Walzen 23, 23' auf, wobei die untere Walze 23 als ortsfest gelagerte Walze ausgebildet ist und von einem AC-Servogetriebemotor angetrieben wird. Die beiden oberen Walzen 23' sind vertikal verstellbar. Durch Verstellung dieser beiden Walzen 23' sind unterschiedliche Lackauftragsverfahren realisierbar. Der Lack kann je nach Betriebsmodus direkt oder indirekt aufgetragen werden. Ferner ist die Anordnung mit unterschiedlichen Rakelsystemen kombinierbar. Bei einer Bahngeschwindigkeit der Papierbahn bis 150 m/min kann Lack mit einer Auftragsmenge bis etwa 15g Trockengehalt/m² auf die Oberfläche der Papierbahn aufgetragen werden.
Der Figur entnimmt man, dass zwischen dem Lackierwerk 7 und dem nachgeschalteten Vertikaltrockner 8 eine Einrichtung mit einem Glättstab 24 vorgesehen ist. Der Glättstab 24 liegt an einem vertikalen Bahnabschnitt der Papierbahn 3 an und ist von einem drehzahlgeregelten Motor gleich- oder gegensinnig zur Bewegung der Papierbahn antreibbar. Der Antrieb des Glättstabs 24 ist mit der Steuerung des Papierbahnantriebs gekoppelt, so dass die Umfangsgeschwindigkeit des Glättstabs unabhängig von der Papierbahngeschwindigkeit stets in einem bestimmten Verhältnis zur Papierbahngeschwindigkeit steht.
Die Einrichtung 11 zum Kühlen der den Horizontaltrockner 9 verlassenden Papierbahn weist im Ausführungsbeispiel eine Anordnung aus mehreren Kühlwalzen 25 auf, die als Wasser gekühlte Doppelmantelwalzen ausgebildet sind. Mittels einer nachfolgenden Rückbefeuchtungseinrichtung 12 wird die Rückseite der Papierbahn mit Dampf bedüst. Nach Verlassen dieser Einrichtungen 11, 12 durchläuft die Papierbahn eine Beschaustrecke 26, in der sie über Leitwalzen senkrecht nach unten geführt wird. Im Anschluss an die Beschaustrecke 26 wird die Papierbahn 3 der Einrichtung 13 zum Aufwickeln zugeführt, die als Wendewickler für einen Nonstop-Betrieb eingerichtet ist.
Die Druckwerkstrockner 6 der Druckstationen, der Vertikaltrockner 8 zur Trocknung des Lacks und der Horizontaltrockner 9 sind zusammen mit ihren zugeordneten Heizeinrichtungen in einer zweistöckigen Stahlbühne angeordnet.

Claims

Anlage zum Bedrucken und Lackieren von Dekorpapieren mit Abwickler (1) und Zugwerk (2) für eine Papierbahn (3), mehreren Druckstationen (4), die jeweils ein Tiefdruckwerk (5) mit Druckwalze und Presseur und einen zugeordneten Druckwerkstrockner (6) zum Trocknen der aufgetragenen Farbe aufweisen, einem Lackierwerk (7) mit Lackauftragswalze und Rakel zum Aufbringen eines wässrigen Reaktionslacks auf die bedruckte Fläche der Papierbahn (3), einem mit Heißluft betriebenen Vertikaltrockner (8) zur Vortrocknung der das Lackierwerk (7) verlassenden Papierbahn (3), einem Horizontaltrockner (9), der mehrere mit Heißluft betriebene Trockenkammern (10, 10') aufweist, sowie Einrichtungen zum Kühlen (11), Rückbefeuchten (12) und Aufwickeln (13) der den Horizontaltrockner (9) verlassenden Papierbahn (3), wobei die Trockenkammern (10, 10') des Horizontaltrockners (9) auf einer bogenförmigen Bahn oberhalb der Druckstationen (4) angeordnet sind und jeweils einen Gasbrenner mit separater Temperaturregelung aufweisen, wobei in mindestens einer Trockenkammer (10) eine physikalische Trocknung des auf die Papierbahn (3) aufgebrachten Lacks bei einer vorgegebenen Trocknungstemperatur erfolgt und wobei in mindestens einer in Bahnlaufrichtung nachfolgenden Trockenkammer (10') eine höhere Reaktionstemperatur einstellbar ist, um den Lack chemisch zu härten.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizontaltrockner (9) zwei mit unterschiedlichen Trocknungstemperaturen betriebene Trockenkammern (10) zur physikalischen Trocknung des Lacks und eine Gruppe aus mehreren, bei Reaktionstemperaturen oberhalb 200 °C betriebenen Trockenkammern (10') zur Reaktionshärtung des Lacks aufweist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenkammern (10, 10') des Horizontaltrockners (9) motorisch angetriebene Leitwalzen (14) zur Abstützung der Papierbahn (3) aufweisen.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugwerk (2) eine Anordnung aus zwei von der Papierbahn (3) s-förmig umschlungene sowie von drehzahlgeregelten Motoren angetriebene Walzen (15) und eine pneumatisch zustellbare Andruckwalze (16) aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwerkstrockner (6) jeweils zwei mit Heißluft betriebene Vertikaltrockner (18, 18') und eine bogenförmig um die Vertikaltrockner (18, 18') geführte Kühlstrecke (19) aufweisen, wobei die Papierbahn (3) den ersten Vertikaltrockner (18) in Aufwärtsrichtung und den zweiten Vertikaltrockner (18') in Abwärtsrichtung durchläuft, wobei oberhalb der Vertikaltrockner (18, 18') eine von einem drehzahlgeregelten Motor angetriebene Umlenkwalze (20) angeordnet ist und wobei die aus dem zweiten Vertikaltrockner (18') austretende Papierbahn (3) um eine Kühlwalze (21) geführt wird und anschließend die Kühlstrecke (19) durchläuft.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lackierwerk (7) und dem nachgeschalteten Vertikaltrockner (8) eine Einrichtung mit einem Glättstab (24) angeordnet ist, der an einem vertikalen Bahnabschnitt der Papierbahn (3) anliegt und von einem drehzahlgeregelten Motor gleich- oder gegensinnig zur Bewegung der Papierbahn (3) antreibbar ist.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Glättstabs (24) mit der Steuerung des Papierbahnantriebes gekoppelt ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11) zum Kühlen der den Horizontaltrockner (9) verlassenden Papierbahn (3) eine Anordnung aus mehreren Kühlwalzen (21) aufweist, die als Wasser gekühlte Doppelmantelwalzen ausgebildet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn (3) nach Verlassen der Einrichtungen (11, 12) zum Kühlen und Rückbefeuchten zum Zwecke der Sichtkontrolle in einer Beschaustrecke (26) über Leitwalzen senkrecht nach unten geführt wird und danach der Einrichtung (13) zum Aufwickeln zuläuft.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwerkstrockner (6), der Vertikaltrockner (8) zum Trocknen des Lacks und der Horizontaltrockner (9) mit ihren zugeordneten Heizeinrichtungen in einer zweistöckigen Stahlbühne angeordnet sind.