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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von
flüssigem
Beschichtungsmittel auf die Oberfläche von Bedruckstoffen und
insbesondere zum Aufbringen von Flüssiglack auf eine Papierbahn.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes
Verfahren.
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Es
ist bekannt, Bedruckstoffe, wie beispielsweise Papierbahnen, mit
einem Beschichtungsmittel zu versehen, um die Bedruckstoffe zu schützen und/oder
zu veredeln. Bei den entsprechenden, aus dem Stand der Technik bekannten
Beschichtungsverfahren erfolgt die Aufbringung des Beschichtungsmittels
auf den Bedruckstoff über
separate Druckwerke oder Lackwerke. Beides sind jedoch Systeme,
die unter Kontakt und mit entsprechender Technik arbeiten. Zudem
sind die entsprechenden Vorrichtungen platzaufwändig und teuer. Des Weiteren
ist bei den bestehenden Anlagen keine Nachrüstung mehr möglich, so
dass die Festlegung über
die Investition der entsprechenden Vorrichtung schon beim Kauf der Druckmaschine
erfolgen muss.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Vorrichtung
zum kontaktlosen Aufbringen von Beschichtungsmittel, insbesondere
einem Flüssiglack,
auf einen Bedruckstoff zum Schutz und/oder zur Veredelung des Bedruckstoffes, welche
platzsparend ist, konstruktiv einfach und entsprechend kostengünstig in
der Herstellung ist und ein fach in bestehende Anlagen, wie beispielsweise Druckmaschinen,
nachgerüstet
werden kann, sowie eines entsprechenden Verfahrens.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Vorrichtung zum Aufbringen von flüssigem Beschichtungsmittel
auf die Oberfläche
von Bedruckstoffen, insbesondere zum Aufbringen von Flüssiglack
auf eine Papierbahn, umfassend eine Aufladungsvorrichtung zur elektrischen
Aufladung wenigstens eines Teils einer Oberfläche des Bedruckstoffes und
zur elektrischen Aufladung des Beschichtungsmittels, wobei die Aufladungsvorrichtung derart
ausgestaltet ist, dass der Bedruckstoff und das Beschichtungsmittel
mit entgegengesetzter elektrischer Polarität versehen werden, sowie eine
Auftragseinrichtung zum Aufbringen des Beschichtungsmittels auf
den Bedruckstoff, wobei die Auftragseinrichtung derart ausgestaltet
ist, dass das Beschichtungsmittel vor dessen Aufbringen auf den
Bedruckstoff zu Flüssigkeitstropfen
zerstäubt
wird.
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Indem
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die zu beschichtende Oberfläche
bzw. der zu beschichtende Teil der Oberfläche des Bedruckstoffes und
das Beschichtungsmittel gegenpolig aufgeladen werden, kann das Beschichtungsmittel
einfach unter Versprühen
auf den Bedruckstoff aufgebracht werden, wobei eine Verwirbelung
und eine Verschleppung des Sprühnebels
vermieden bzw. reduziert wird. Zudem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
einfach in bestehende Anlagen, beispielsweise Druckmaschinen, integriert
werden und ist zudem platzsparend und konstruktiv einfach ausgestaltet.
Aufgrund der elektrostatischen Aufladung des Bedruckstoffes und
des Beschichtungsmittels erfolgt eine gute Benetzung des Bedruckstoffes
mit dem Beschichtungsmittel.
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In
Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, dass die
Aufladungsvorrichtung eine erste Aufladungseinrichtung zur elektrischen Aufladung
des Bedruckstoffes und eine zweite Aufladungseinrichtung zur elektrischen
Aufladung des Beschichtungsmittels umfasst. Dadurch wird eine räumliche
Trennung der elektrischen Aufladung des Bedruckstoffes einerseits
und der elektrischen Aufladung des Beschichtungsmittels andererseits
ermöglicht.
Dies erhöht
die Flexibilität
bei der Ausgestaltung der Vorrichtung und erleichtert insbesondere
die Nachrüstung
bestehender Druckmaschinen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ferner ermöglicht diese
Ausgestaltung die Integration der zweiten Aufladungseinrichtung
zur elektrischen Aufladung des Beschichtungsmittels in die Auftragseinrichtung.
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Besonders
gute Ergebnisse werden erhalten, wenn die erste Aufladungseinrichtung
zur elektrischen Aufladung des Bedruckstoffes derart ausgestaltet
ist, dass eine elektrostatische Aufladung des Bedruckstoffes erfolgt.
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Die
Aufbringung des Beschichtungsmittels auf den Bedruckstoff kann auf
jede dem Fachmann zu diesem Zweck bekannte Weise erfolgen. Allerdings
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Auftragseinrichtung so
auszugestalten, dass das Beschichtungsmittel auf den Bedruckstoff
aufgesprüht
wird. Bei dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Auftragseinrichtung vorzugsweise wenigstens
eine Sprühdüse.
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Um
bezüglich
der Größe der zu
besprühenden
Fläche
des Bedruckstoffs flexibel zu sein, wird in Weiterbildung des Erfindungsgedankens
vorgeschlagen, dass die Auftragseinrichtung bei der vorgenannten
Ausführungsform
wenigstens einen Sprühbalken umfasst,
wobei der wenigstens eine Sprühbalken
wenigstens zwei Sprühdüsen umfasst.
Eine besonders gute Flexibilität
hinsichtlich der Größe der zu
besprühenden
Fläche
wird durch eine Anzahl von Sprühdüsen erreicht,
die von der erforderlichen Bahnbreite, von der Düsenbeschaffenheit und dem zu
versprühenden
Medium (Flüssiglack)
abhängig
ist.
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Vorzugsweise
werden die einzelnen Sprühdüsen der
Auftragseinrichtung unabhängig
voneinander gesteuert. Dies ermöglicht
es, in Abhängigkeit von
der Größe des Bedruckstoffes
bzw. in Abhängigkeit
von der Größe des zu
beschichtenden Teils des Bedruckstoffes, einzelne Düsen zu öffnen, während andere
Düsen geschlossen
werden, um so einfach und schnell die Größe der zu beschichtenden Fläche des
Bedruckstoffes einstellen zu können.
Zudem ermöglicht
die vorgenannte Ausführungsform,
dass die Mengen des durch die einzelnen Sprühdüsen geförderten Beschichtungsmittels
unabhängig
voneinander eingestellt werden können,
so dass unterschiedliche Beschichtungsdicken in einzelnen Abschnitten des
Bedruckstoffes erzielt werden können.
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Um
den konstruktiven Aufwand und insbesondere auch den Platzbedarf
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
so gering wie möglich
zu halten, wird in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen,
die wenigstens eine Sprühdüse mit einer Spannungsquelle
zu verbinden, so dass an der Sprühdüse ein elektrisches
Potential anliegt. Dadurch wird erreicht, dass durch die Sprühdüse geführtes Beschichtungsmittel
nicht nur in der Sprühdüse zerstäubt wird,
sondern an dieser auch elektrisch aufgeladen wird. Bei dieser Ausführungsform
ist mithin auf konstruktiv einfache Weise die zweite Aufladungseinrichtung
zur elektrischen Aufladung des Beschichtungsmittels in der Auftragseinrichtung
integriert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
eignet sich insbesondere zur kontinuierlichen Beschichtung einer
Bedruckstoffbahn, insbesondere zur kontinuierlichen Beschichtung
einer Papierbahn, mit einem Beschichtungsmittel, beispielsweise
einem Flüssiglack.
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Insbesondere
erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung
die ein- oder beidseitige Beschichtung eines flächenförmigen Bedruckstoffes mit einem
Beschichtungsmittel.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann an bestehenden Druckmaschinen an jeder beliebigen Stelle angeordnet
sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, in Abhängigkeit
von dem eingesetzten Beschichtungsmittel, sowohl an Coldset- als
auch an Heatsetmaschinen eingesetzt werden. Bei Coldsetrotationen
ist beispielsweise eine Anbringung im Falzaufbau möglich. Alternativ
dazu kann die Vorrichtung direkt an dem Heißlufttrockner einer Druckmaschine
angeordnet sein. Ferner ist auch eine Anordnung der Vorrichtung
in der Fangvorrichtung zwischen dem letzten Druckwerk und dem Heißlufttrockner
möglich.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Aufbringen von flüssigem
Beschichtungsmittel auf die Oberfläche von Bedruckstoffen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein solches Verfahren die nachfolgenden Schritte:
- a) Aufladen wenigstens eines Teils einer Oberfläche des
Bedruckstoffes mit einer ersten Polarität,
- b) Aufladen des Beschichtungsmittels mit einer zweiten, der
ersten Polarität
entgegengesetzten Polarität,
- c) Zerstäuben des
Beschichtungsmittels nach dem Aufladen mit der zweiten Polarität und
- d) Aufbringen des zerstäubten
Beschichtungsmittels auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche des
Bedruckstoffes.
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Vorzugsweise
wird das erfindungsgemäße Verfahren
kontinuierlich durchgeführt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich insbesondere zum Beschichten einer Papierbahn mit einem
Flüssiglack,
wobei die Papierbahn ein- oder
beidseitig mit dem Flüssiglack
beschichtet werden kann.
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Besonders
gute Ergebnisse werden erhalten, wenn das erfindungsgemäße Verfahren
in der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter
Ausführungsformen
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Aufbringen von
flüssigem
Beschichtungsmittel auf die Oberfläche von Bedruckstoffen gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung und
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2 eine
schematische Draufsicht der in der 1 dargestellten
Vorrichtung zum Aufbringen von flüssigem Beschichtungsmittel
auf die Oberfläche
von Bedruckstoffen.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum
Aufbringen von flüssigem
Beschichtungsmittel auf die Oberfläche von Bedruckstoffen gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Aufladungsvorrichtung 10 und
eine Auftragseinrichtung 12, wobei ein flächenförmiger Bedruckstoff,
welcher in dem vorliegenden Fall eine Papierbahn 18 ist,
mittels der Druckmaschine durch die Aufladungsvorrichtung 10 und
die Auftragseinrichtung 12 geführt wird.
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Während die
Aufladungsvorrichtung 10 eine erste Aufladungseinrichtung 20 zur
elektrischen Aufladung des Bedruckstoffes, welche über Leitungen 22, 22' mit einer Spannungsvorrichtung
(nicht dargestellt) verbunden ist, umfasst, ist die Auftragseinrichtung 12 aus
zwei Sprühbalken 24, 24' aufgebaut.
Jeder Sprühbalken 24, 24' weist ein Vorratsgefäß 26, 26' für flüssiges Beschichtungsmittel,
im vorliegenden Fall Flüssiglack,
auf und ist mit einem Zulauf 28 verbunden, über den
der Vorrichtung kontinuierlich Flüssiglack zugeführt wird.
Die Vorratsgefäße 26, 26' sind flüssigkeitsleitend
mit mehreren Sprühdüsen 30 verbunden,
welche in regelmäßigen Abständen auf der
der Papierbahn 18 zugeordneten Seite der Sprühbalken 24, 24' angeordnet
sind. Die Auslassöffnungen 32 der
Sprühdüsen 30 sind
dabei mit einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden und folglich
mit einem elektrischen Potential versehen, weswegen diese einerseits
als (zweite) Aufladungseinrichtung 32 zur elektrischen
Aufladung des Beschichtungsmittels fungieren und anderseits eine Zerstäubung des
durch die Auslassöffnungen 32 der Sprühdüsen 30 strömenden Beschichtungsmittels bewirken.
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Zudem
umfasst die Vorrichtung eine Auffangwanne 34 zur Aufnahme
von in der Vorrichtung anfallender Flüssigkeit sowie ein Luftmesser ("air-knife") 36.
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Um
ungewollte Luftströmungen
zu verhindern, ist die Vorrichtung seitlich geschlossen (nicht dargestellt).
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Beim
Betrieb der Vorrichtung wird die Papierbahn 18 kontinuierlich
durch die erste Aufladungseinrichtung 20, wo die beiden
Oberflächen
der Papierbahn 18 elektrisch aufgeladen werden, und zwischen den
beiden Sprühbalken 24, 24', wo diese mit
dem Flüssiglack
beschichtet werden, hindurch geführt. Zudem
wird den Sprühbalken 24, 24' über den
Zulauf 28 kontinuierlich Flüssiglack zugeführt, welcher über die
Vorratsgefäße 26, 26' beider Sprühbalken 24, 24' und von dort
durch die einzelnen Sprühdüsen 30 geleitet
wird. An den Auslassöffnungen 32 der
einzelnen Sprühdüsen 30 wird
der Flüssiglack
in einzelne Flüssigkeitstropfen
zerstäubt
und zudem aufgrund des an den Auslassöffnungen 32 angelegten
elektrischen Potentials elektrisch aufgeladen, wobei die Polarität der Flüssigkeitstropfen
entgegengesetzt zu der der Papierbahn ist. Die einzelnen, elektrisch
aufgeladenen Flüssigkeitstropfen
werden von den Auslassöffnungen 32 auf
die Papierbahn 18 gesprüht und
bilden zwischen der Papierbahn 18 und den Auslassöffnungen 32 der
einzelnen Sprühdüsen 30 einen Sprühnebel 38 aus.
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Durch
das Luftmesser 36 am Auslass der Vorrichtung wird der Sprühnebel 38 nicht
aus dem geschlossenen System nach außen transportiert.
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Die
einzelnen Sprühdüsen 30 lassen
sich einzeln an- bzw. abstellen, so dass auch nur eine Seite der
Papierbahn 18 mit Beschichtungsmittel beschichtet werden
kann. Dies hat den Vorteil, dass nur diejenigen Seiten der Papierbahn 18 lackiert
werden können,
welche in der Druckweiterverarbeitung höchsten mechanischen Belastungen
ausgesetzt werden. Zudem lassen sich auf diese Weise Glanzeffekte,
bei Bedarf, nur auf be stimmten Seiten erreichen. Dies erhöht die Flexibilität des Systems
und dessen Einsatzbereich.
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Ferner
lassen sich die Sprühbalken 24, 24' ohne großen Aufwand
ausbauen, da diese nur über eine
Trockenkupplung an den Versorgungsleitungen angebracht sind. Dies
ist notwendig, um ein Eintrocknen des Beschichtungsmittels bei längerem Nichtgebrauch
zu verhindern. Die Reinigung der Sprühbalken 24, 24' kann über spezielles
Reinigungsgerät
erfolgen, das die Leitungen und Sprühdüsen 30 mit Lösemittel
spült.
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Die
Versorgung der Sprühbalken 24, 24' erfolgt über eine
Pumpstation (nicht dargestellt), die an der Antriebsseite der Maschine
installiert ist.
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Die
durch die Sprühbalken 24, 24' geförderte Lackmenge
wird dabei so gesteuert, dass in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
der Druckmaschine die benötigte
Menge an Flüssiglack
auf die Papierbahn 18 aufgebracht wird.
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- 10
- Aufladungsvorrichtung
- 12
- Auftragseinrichtung
- 18
- Bedruckstoff/Papierbahn
- 20
- erste
Aufladungseinrichtung
- 22,
22'
- Leitungen
zur Spannungsquelle
- 24,
24'
- Sprühbalken
- 26,
26'
- Vorratsgefäß
- 28
- Zulauf
für Beschichtungsmittel
- 30
- Sprühdüse
- 32
- Auslassöffnung/zweite
Aufladungseinrichtung
- 34
- Auffangwanne
- 36
- Luftmesser
("air-knife")
- 38
- Nebel
aus elektrisch aufgeladenen, zerstäubten Flüssiglack