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Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum ein- und mehrfarbigen Bedrucken eines Druckträgers
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[Stand der Technik]
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Durch die
DE 10 2006 025 264 A1 ist es bekannt eine Bedruckstoffbahn unmittelbar in zwei aufeinander gestellten Neun-Zylindersatellitendruckwerken zu bedrucken. Zwischen das erste – und das zweite Neunzylindersatellitendruckwerk ist mindestens ein Trockner zwischengeschaltet der den Farbauftrag von vier Druckfarben (Coldset-Farbe) zumindest antrocknet, bevor er in das nachgeordnete Neun-Zylindersatellitendruckwerk einläuft. Der Energieaufwand für das (An-)Trocknen der mehreren einseitig aufgedruckten Druckfarben ist beträchtlich. Über die Abfuhr der entstehenden beträchtlichen Verlustwärme bei Positionierung von Trockner inmitten des Neunzylindersatellitendruckwerkes lässt sich diese Druckschrift nicht aus. In dieser Druckschrift wird weiter vorgeschlagen, UV-Trockner anzuwenden. UV-Trockner bedingen jedoch unbedingt auch UV-Druckfarben zum mehrfarbigen Bedrucken der Materialbahn. Der mehrfarbige UV-Druckfarben-Auftrag verlangt beim Trockenvorgang auch einen hohen Energieaufwand weil eine „relativ dicke” UV-Druckfarbenschicht getrocknet werden muss. Die hohen Kosten für das Trocknen des Vierfarben UV-Druckauftrages addieren sich zu den hohen Kosten für die UV-Druckfarben. Ein hochwertiger Mehrfarbendruck mit sog. Heatset-Druckfarben auf hochwertigen Papieren oder Kunststofffolien (jeweils Bogen oder Bahnen) erscheint nicht möglich. Auch erhöht sich die sowieso schon ungünstig hohe Bauhöhe zweier aufeinander gestellter Neun-Zylindersatellitendruckwerke oder sog. Achterdrucktürme in nicht vorteilhafter Weise weiter durch die zusätzliche Anordnung der beiden Trockner zwischen den beiden Neun-Zylindersatellitendruckwerken. Auch besteht die Gefahr, dass durch die Art der Anordnung der relativ viel Verlustwärme abgebenden UV-Trockner eine außergewöhnliche Thermik in den Neun-Zylindersatellitendruckwerken entsteht und die Druckqualität negativ beeinflusst wird. Auch ist der Papierbahnweg durch die beiden Neun-Zylindersatellitendruckwerke und die UV-Trockner extrem lang. Die zusätzliche Wärmeeinwirkung auf die Warenbahn erzeugt einen zusätzlichen, schädlichen sog. „Fan-out”-Effekt.
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Aus der
DE 622 359 ist ein Farbwerk für Druckmaschinen bekannt, wobei die Farbe durch eine Zerstäuberdüse auf eine Farbwalze aufgesprüht wird. Der Sprühbereich ist dabei durch eine Mehrzahl von Wänden eingefasst, welche Spalte mit der Oberfläche der Farbwalze bilden. An diesen Spalten weisen die Wände jeweils Kanäle auf, durch welche überschüssiger Farbnebel abgesaugt und einer bekannten Saugeinrichtung zugeführt wird.
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Die
DE 44 08 027 A1 zeigt eine Ein- oder Mehrfarben-Rollenrotationsdruckmaschine für Akzidenz-Flachdruck mit einem Heißlufttrockner mit horizontaler Bedruckstoff-Bahnführung (
6) und eine Ein- oder Mehrfarben-Rollenrotationsdruckmaschine für Flachdruck mit einem Heißlufttrockner mit vertikaler Papierbahnführung (
7).
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Durch die
DE 10 2006 021 716 ist eine UV-Bestrahlungseinrichtung, ein sog. UV-Trockner, bekannt geworden, der auch der auch bei der hier nachfolgend beschriebenen Erfindung verwendet werden kann.
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Durch die
DE 102 07184 A1 ist eine Mehrfarben-Offsetrollenrotationsdruckmaschine mit horizontaler Bedruckstoff-Bahnführung bekannt geworden. Bei der hier beschriebenen Mehrfarben-Offsetrollenrotationsdruckmaschine wird bewusst auf Heatset-Druckfarben für den Akzidenzdruck verzichtet. Als Grund wird angegeben, dass ”sog. 'Heatset-Druckfarben', wie sie üblicherweise beim herkömmlichen Akzidenzdruck verwendet werden und eine energieintensive Trocknung in einem Heißluftofen- auch Heatset-Trockner genannt Temperaturen über 100° Celsius erfordern. Um die Produkte nach dem Bedrucken weiterbehandeln zu können, ohne die Farbe zu verwischen, wird üblicherweise mit einer Trockenzeit von einer Sekunde gerechnet...” Es werden anstatt der „nachteiligen” Heatset-Druckfarben verwendet, welche auf der ”Bedruckstoffbahn- ohne die Einwirkung von großer Hitze-schnell eine ausreichende Wischfestigkeit für die Weiterverarbeitung erreichen.” Die
DE 102 07184 A1 schlägt vor, Coldset-Druckfarben, wasserlösliche Farben, Hybridfarben in Verbindung UV-Lackierung oder UV-Farben zum Drucken zu verwenden und dazu IR-Trockner oder UV-Trockner. Zur Versiegelung der bedruckten Flächen wird ”...werden beispielsweise Dispersionslacke oder auf das jeweilige Druck- und Farbsystem angepasste Primer als Haftvermittler, Grundierung oder Oberflächenschutz verwendet.”
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[Aufgabe der Erfindung]
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken eines bahn- oder bogenförmigen Bedruckstoffes, z. B. Papier, gestrichenes Papier oder Kunststofffolie, für den Akzidenzdruck im Ein- und/oder Ein- bzw. Mehrfarbendruck auch mit Heatset-Druckfarbe und eine Vorrichtung zum Bedrucken dieses bahn- oder bogenförmigen Druckträgers zu schaffen, die ohne Heißlufttrockner auskommen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1, 2, 10 oder 11 gelöst.
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Das dieser Erfindung zugrunde liegende Verfahren und die Rotationsdruckmaschine zur Durchführung des Verfahrens ermöglicht es die oben im Zusammenhang mit der Würdigung des Standes der Technik
DE 10 2006 025 264 A1 und
DE 102 07 184 A1 genannten Nachteile zu vermeiden. Es ist weiter von Vorteil, dass das Bauvolumen z. B. einer Mehrfarben-Rollenrotationsdruckmaschine für das Flachformdruckverfahren noch weiter reduziert werden kann. Da die Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (z. B. die Lackiervorrichtung und Trockner) abgeschaltet werden können, eignen sich z. B. Mehrfachdruckwerke, wie sie in der
DE 44 08 027 A1 ,
6 beschrieben und gezeigt sind besonders für den Druck mit den verschiedensten Druckfarbenarten.
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Rollenrotationsdruckmaschinen mit den eben genannten Mehrfachdruckwerken eigneten sich schon bisher besonders für den Mehrfarben-Zeitungsdruck und den Mehrfarben-Akzidenzdruck. Dieser Vorteil wird erfindungsgemäß noch vergrößert dadurch, dass das Maschinenvolumen, das Volumen für den Aufstellungsraum der Maschine, das Investitionsvolumen für die Maschine und die Energiekosten beträchtlich gesenkt und die Jahreslaufzeiten der Maschine beträchtlich erhöht werden können. Und somit werden die Herstellungskosten für die Druckprodukte gesenkt werden können. Bekanntlich haben die Heißlufttrockner eine große Baulänge, ca. 0,7–1,0 m Baulänge pro 1,0 m Bahngeschwindigkeit/Sekunde und so macht die Gegenüberstellung der 1 und 2 besonders deutlich wie hoch die Einsparungen an Ausrüstung, Betriebsraum und Maschinenbaugröße ist.
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Es können erfindungsgemäß mit einer Mehrfarben-Offsetrollenrotationsdruckmaschine mit horizontaler und/oder vertikaler Bedruckstoff-Bahnführung bewusst, ohne Einschränkung der Druckqualität, Druckprodukte im Akzidenz-Qualität (Akzidenzdruck) mit Heatset-Druckfarben gedruckt werden ohne eine energieintensive Trocknung in einem Heißluftofen – auch Heatset-Trockner genannt – Temperaturen über 100° Celsius zu benötigen. Die Druckprodukte können nach dem, dem Bedrucken folgenden Behandeln des Bedruckstoffes weiterbehandelt werden, ohne die Farbe zu verwischen. Es können aber auch außer den Heatset-Druckfarben noch Druckfarben verwendet, welche auf dem Bedruckstoff (= Druckträger), z. B. Papierbahn, Kunststoffbahn, Papierbogen usw. – ohne die Einwirkung von großer Hitze – schnell eine ausreichende Wischfestigkeit für die Weiterverarbeitung erreichen würden. Hier eignen sich z. B. Coldset-Druckfarben, wasserlösliche Farben, Hybridfarben in Verbindung UV-Lackierung oder UV-Druckfarben. Zum Trocknen der UV-Drucklackschicht wird ein UV-Trockner verwendet. Er kann Energie sparend dimensioniert werden, weil zur Trocknung nur einer einzigen dünnen, auf den Bedruckstoff aufgesprühten UV-Lackschicht elektrische Energie benötigt wird. In vorteilhafter Weise wird eine Versiegelung der bedruckten Flächen mit beispielsweise Dispersionslacken, Primer als Haftvermittler, Grundierungen oder Oberflächenschutz nicht mehr benötigt.
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Trotz der Verwendung von Heatset-Druckfarben beim mehrfarbigen Bedrucken von hochwertigem Papier, z. B. gestrichenem Papier oder Plastikfolie, wird auf die bisher übliche Trocknung mit extrem hohen Trocknungstemperaturen verzichtet. Hierdurch wird auch das Entstehen von Wasserdampf im Papiergefüge bei einer schockartigen Erhitzung des Bedruckstoffes, z. B. eine Papierbahn, weitestgehend vermieden und eine Blasenbildung (Blistering) in der Papierschicht tritt nicht auf. Auch das gefürchtete Brechen des Papiers im Falzapparat wird vermieden.
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Weiter ist von Vorteil, dass bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, gleichgültig ob es sich z. B. um Mehrfachdruckwerke wie sie in der
DE 44 08 027 A1 oder in der
DE 10 2006 025 264 A1 gezeigt werden, oder andere Mehrfachdruckwerke handelt gedruckt werden kann
- 1. mit Coldset-Druckfarben auf Zeitungspapier: Zeitungen; die Trockner sind ausgeschaltet,
- 2. mit Coldset-Druckfarben auf aufgebessertem, wie z. B. gestrichenem Papier, mit UV-Lack-Schlusslackierung und anschließender UV-Trocknung: Magazine und Zeitschriften,
- 3. mit Heatset-Druckfarben: auf aufgebesserterem, wie z. B. gestrichenem Papier, mit UV-Lack-Schlusslackierung und anschließender UV-Trocknung: der Akzidenzqualität nahe kommende, hochwertige Magazine und Zeitschriften.
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Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren druckendes Offset-Mehrfachdruckwerk (z. B.
DE 08 027 A1 ,
DE 102 07184 A1 ) benötigt zum mehrfarbigen Bedrucken keine UV-Druckfarbe. Das hätte gegenüber der
DE 102 07184 A1 den Vorteil, dass bei einer Umstellung von z. B. Zeitungsdruck mit Coldset-Druckfarben auf einen Mehrfarbendruck auf verbessertem Papier, z. B. gestrichenem Papier, sämtliche Farbkästen, Farbwalzen, Drucktücher usw. zeitaufwendig gereinigt werden müssten, bevor UV-Druckfarbe verdruckt werden könnte. Außerdem müsste von vorneherein die Ausstattung sämtlicher Farbkästen, Walzenbezüge und Drucktücher auch für UV-Druckfarbe geeignet sein und damit teurer als bei Verwendung von mineral- oder ölhaltigen Druckfarben. Auch wäre die Standzeit der Druckplatten bei UV-Betrieb bedeutend kürzer.
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Auch ergibt sich bei der nachfolgend beschriebenen Erfindung (Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens) noch ein weiterer bemerkenswerter Vorteil. Beim Gegenstand nach der
DE 102 07184 A1 müssen bei einem Mehrfarbendruck auf hochwertigem Papier für alle Farben UV-Druckfarben verwendet werden. Hieraus ergibt sich folgende Schwierigkeit: Bekanntlich werden die meisten bedruckten Abfall-Papiere schließlich „recycelt”. Hierbei ist es notwendig, dass der Druckfarbenauftrag vom aufzuarbeitenden Altpapier vor der Weiterverarbeitung entfernt werden muss. Man kennt diesen Prozess unter dem Fachausdruck „De-inking”. Das ist bei mineral- und ölhaltigen Druckfarben überhaupt kein Problem, weil sich die ausgehärteten Druckfarben leicht von der Papierfaser trennen lassen. Das ist bei einem Mehrfarbendruck mit ausgehärteten UV-Druckfarben jedoch nur mit Schwierigkeiten möglich die UV-Druckfarbe von der Papierfaser zu trennen.
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Weiter haben Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dieser Patentanmeldung den Vorteil, dass die in der Medienmitteilung vom 01.07.2008 der Firma WIFAG „WIFAG Open House bei Le Monde in Paris, 'OF 370 GTD mit UV-Trocknung beweist Zukunftspotenziale im Semicommercial-Druck'” beschriebenen Nachteile vermieden können. Es wird dort vorgeschlagen zur Verbesserung der Druckqualität und Vergrößerung der Produktionsflexibilität in den Drucktürmen zur Erzeugung eines Mehrfarbendruckes auf wahlweise Zeitungspapieren oder gestrichenen LWC-Papieren die UV-Druckfarben zu verwenden um auf die Heatset-Trocknung zu verzichten. Es kann im Gegensatz zu dem Vorschlag in der o. g. Mitteilung durch die Erfindung vermieden werden zu den Drucktürmen die Zeitungspapieren bedrucken, zusätzlich „einen Druckturm komplett für den UV-Betrieb zu reservieren oder... durch einen zusätzliche Add-on-Achterturm zu erweitern.
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Außerdem wäre es wegen der schon riesigen Bauhöhe von zwei aufeinander gesetzten riesigen Neun-Zylindersatellitendruckwerken bzw. Achtertürme alter Bauweise noch einen Heatset-Trockner aufzusetzen nur schwer vorstellbar. D. h. zwei aufeinander gestellte Neun-Zylindersatellitendruckwerken bzw. Achtertürme alter Bauweise schließen einen Druck auf gestrichenem Papier mit Heatset-Druckfarben und anschließender Heatset-Trocknung aus.
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Beim Verfahren nach dieser Patentanmeldung erfolgt ein kontaktloser Auftrag von UV-Lack in Form eines, vorzugsweise farblosen, d. h. pigmentlosen UV-Lackes auf die frisch bedruckte/n Oberfläche/n des Druckträgers. Aber vorzugsweise erhält der Druckträger, z. B. eine Papierbahn, fortlaufend nur einen einzigen, flächendeckenden UV-Lackauftrag pro Druckträger-Oberflächenseite (Schondruck- bzw. Widerdruckseite). D. h. dieser Auftrag von UV-Lack (Drucklack) versiegelt den „nassen” mehrfarbigen Druckfarbenauftrag von mineral- und/oder ölhaltiger Druckfarbe. Vorzugsweise wird der mit dem Druckfarbenauftrag mineral- und/oder ölhaltiger Druckfarbe bedruckten und mit der auf ihn kontaktlos und flächendeckend aufgetragenen dünnen, Schicht von vorzugsweise klarem UV-Lack der bahn- oder bogenförmige Druckträger durch den Strahlengang (Strahlung) einer UV-Quelle, eines sog. UV-Trockners bewegt, wobei der UV-Lack aushärtet. Die aufgetragene UV-Lackschicht ist vorzugsweise sehr dünn, z. B. ca. 0,5 bis 3 μm und unterstützt damit sehr das De-inken von Altpapier.
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Die nachfolgend dargestellten Figuren zeigen
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1 eine Offset-Rollenrotationsdruckmaschine mit drei Mehrfachdruckwerken mit drei Heißlufttrocknern (Stand der Technik),
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2 die gleiche Offset-Rollenrotationsdruckmaschine mit drei Mehrfachdruckwerken wie in 1 gezeigt, jedoch betrieben mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
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3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 eine Offset-Rollenrotationsdruckmaschine mit zwei übereinander gestellten Neunzylindersatellitendruckwerken (Stand der Technik) und zwischengestellten zwei Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren (3).
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Die
1 zeigt den Stand der Technik für eine Mehrfarben-Rollenrotationsdruckmaschine
01 für den Akzidenzdruck mit drei auseinander fahrbaren, sog. „Stepln” (DE Warenzeichen 30962623) – Mehrfachdruckwerken
02 in Niedrigbauweise (
EP 0 749 368 B1 ). Die Mehrfachdruckwerke
02 bestehen aus beispielsweise je vier Brückendruckeinheiten, also aus insgesamt vier Paaren aus Gummituch- plus Formzylinder. Die Gummituch- und Formzylinder werden in bekannter Weise einzeln, jedoch zu einander synchronisiert, angetrieben (elektrische Einzelantriebe).
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Von einem Bedruckbahn-Rollenträger 3.1 gelangt eine erste Bedruckstoffbahn 04 durch die Druckstellen des ersten Mehrfachdruckwerkes 02.1 und wird dort mit sog. Heatset-Druckfarben mehrfarbig im Schön- und Widerdruck bedruckt. So bedruckt, durchquert die bedruckte Bedruckstoffbahn 04 einen ihr zugeordneten oberen, horizontal ausgerichteten Heatsettrockenofen 07, wird dort getrocknet und von dort über eine Kühlwalzengruppe 10.1, einer Wendestangengruppe 11.1 und schließlich einem Falzapparat 12 zugeführt.
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Von einem Bedruckbahn-Rollenträger 03.2 gelangt eine zweite Bedruckstoffbahn 05 durch die Druckstellen des zweiten Mehrfachdruckwerkes 02.2 und wird dort mit sog. Heatset-Druckfarben mehrfarbig im Schön- und Widerdruck bedruckt. So bedruckt, durchquert die bedruckte Bedruckstoffbahn 05 einen ihr zugeordneten oberen, horizontal ausgerichteten Heatsettrockenofen 08, wird dort getrocknet und von dort über eine Kühlwalzengruppe 10.2, einer Wendestangengruppe 11.2 und schließlich dem Falzapparat 12 zugeführt.
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Von einem Bedruckbahn-Rollenträger 03.3 gelangt eine dritte Bedruckstoffbahn 06 durch die Druckstellen des dritten Mehrfachdruckwerkes 02.3 und wird dort mit sog. Heatset-Druckfarben mehrfarbig im Schön- und Widerdruck bedruckt. So bedruckt, durchquert die bedruckte Bedruckstoffbahn 06 einen ihr zugeordneten unteren, horizontal ausgerichteten Heatsettrockenofen 09, wird dort getrocknet und von dort über eine Kühlwalzengruppe 10.3, einer Wendestangengruppe 11.3 und schließlich dem Falzapparat 12 zugeführt.
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Wie in 1 dargestellt, sind die Heatset-Trockenofen 07, 08, 09 übereinander in jeweils einem gleichen vertikalen Abstand von einander und – jeweils bezogen auf den jeweiligen Bahneinlauf in die Heatset-Trockenofen 07, 08, 09-, in einem unterschiedlich großen Abstand von der Oberseite der Mehrfachdruckwerke 02.1, 02.2 und 02.3 angeordnet. In horizontaler Richtung sind die Heatset-Trockenofen 07, 08, 09 gestaggert, d. h. horizontal und vertikal zu einander versetzt angeordnet.
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Die
2 zeigt eine Mehrfarben-Rollenrotationsdruckmaschine
01 für den Akzidenzdruck mit drei auseinander fahrbaren, sog. „Stepln”-Mehrfachdruckwerken
02 in Niedrigbauweise (
EP 0 749 368 B1 ). Die Mehrfachdruckwerke
02 bestehen aus beispielsweise je vier Brückendruckeinheiten, also aus insgesamt vier Paaren aus Gummituch- plus Formzylinder. Die Gummituch- und Formzylinder werden in bekannter Weise einzeln, jedoch zu einander synchronisiert, angetrieben (elektrische Einzelantriebe).
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Von einem Bedruckbahn-Rollenträger 3.1 gelangt eine erste Bedruckstoffbahn 04 durch die Druckstellen des ersten Mehrfachdruckwerkes 02.1 und wird dort z. B. mit mineralhaltigen Druckfarben, z. B. sog. Coldset-Druckfarben für den Druck auf Zeitungspapier oder gestrichenem Papier oder Plastikfolien mit ölhaltigen Druckfarben, sog Heatset-Druckfarben, mehrfarbig im Schön- und Widerdruck bedruckt.
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So bedruckt, durchquert z. B. jede der im Schön- und Widerdruck bedruckten Bedruckstoffbahnen 04, 05, 06 jeweils eine am oberen Ende des Mehrfachdruckwerkes 02.1, 02.2, 02.3 gestellfest montierte Lackier- und Trockeneinrichtung 13.1, 13.2, 13.3 und erhält in der Lackauftragseinrichtung 14 kontaktlos auf der Schön- und/oder in der Lackauftragseinrichtung 20 auf der Widerdruck-Bahnseite kontaktlos eine vorzugsweise dünne (ca. 0,5–3,0 μm dick) und vorzugsweise pigmentlose Klarlackschicht, vorzugsweise aus UV-Klarlack. Zeitlich und vorzugsweise auch räumlich unmittelbar nach dem Klarlackauftrag durch die Lackauftragseinrichtung 14 bzw. 15 wird der Klarlackauftrag in einem der Schöndruckbahnseite bzw. der Widerdruckbahnseite zugeordneten Trockeneinrichtung 16 bzw. 17, vorzugsweise UV-Trockner, schnellst getrocknet und von dort ohne eine Kühlwalzengruppen 10.1 zu verwenden, einer Wendestangengruppe 11.1 und schließlich einem Falzapparat 12 zugeführt.
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Für die zweite Bedruckstoffbahn 05 und die dritte Bedruckstoffbahn 06 gilt analog das für die Bedruckstoffbahn 03 eben oben Beschriebene.
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Es müssen in vorteilhafter Weise jedoch nicht alle Mehrfachdruckwerke 02.1, 02.2 und 02.3 gleichzeitig mit der gleichen Papierqualität und Druckfarbe drucken. So kann z. B. mit einem der Mehrfachdruckwerke 02.1 oder 02.2 oder 02.3 unter Anwendung von Lackierung und Trocknung (Lackier- und Trockeneinrichtung 13.1, 13.2, 13.3) und einer höheren Papierqualität, z. B. gestrichenes Papier oder sogar Plastikfolie produziert werden, während in den restlichen Mehrfachdruckwerken auf z. B. Zeitungspapier mehrfarbig im Offsetdruck ohne Lackier- und Trockeneinrichtung (13.1, 13.2, 13.3), d. h. ohne Lackierung und Trocknung produziert werden. Es kann aber auch z. B. eine Produktstoffbahn mit einer niedrigeren Papierqualität durch eine Bahn mit höherer Papierqualität „fliegend” abgelöst werden ohne die Druckfarben in den Druckwerken und die Bezüge der Walzen und Zylinder des betroffenen Mehrfachdruckwerkes zu wechseln. Es müssen nur die entsprechenden Lackier- und Trockeneinrichtungen 13 zu- bzw. abgeschaltet werden.
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Die 3 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen, kontaktlos auf eine Bedruckbahn 04, 05, 06 aus Papier oder Plastikfolie einwirkenden, vorzugsweise farblosen UV-Lack versprühenden Lackier- und Lacktrockeneinrichtung 13.1, 13.2, 13.3. Die Bahnführung ist für die im Beispiel in der 3 dargestellten Bedruckbahn 04 oder 05 oder 06, vertikal. Die Lackier- und Lacktrockeneinrichtung 13.1, 13.2, 13.3 wäre aber auch für horizontale Bahnführung geeignet, ohne dass eine Umlenkwalze vor dem Trocknen benötigt wird.
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Der Anbau und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lackier- und Trockeneinrichtungen 13.1, 13.2, 13.3 wird beispielhaft anhand der erfindungsgemäßen Lackier- und Trockeneinrichtung 13.1 in Verbindung mit der zugeführten Bedruckbahn 04 nachfolgend beschrieben:
Z. B. in einem Mehrfachdruckwerk 02.1 nach 2 mit vertikaler Papierführung, sind vier Druckeinheiten in Brückenbauweise mit insgesamt acht Druckwerken angeordnet. In diesem Mehrfachdruckwerk 02.1 wird eine Bedruckstoffbahn 04 vierfarbig im Schön- und Widerdruck bedruckt.
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Es wären erfindungsgemäß zum Beispiel folgende Bedruckmöglichkeiten denkbar:
- 1. Die entlang des vorgesehenen Bahnführungsweges sich bewegende Bedruckstoffbahn 04 ist z. B. eine ungestrichene Zeitungspapierbahn. Sie erhält fortlaufend in z. B. jedem der vier Druckeinheiten in Brückenbauweise ein anderes Farbmuster (Nass in Nass Druck) im Schön- und Widerdruck. Der Druck erfolgt jeweils mit einer z. B. Coldset-Druckfarbe, so dass ein mehrfarbiges Druckbild auf beiden Seiten der Bedruckstoffbahn entsteht. In diesem Fall wäre eine unmittelbar nach dem Drucken stattfindende UV-Lackierung mit einem transparenten und farblosen (im Folgenden kurz „klar” genannt) UV-Lack und anschließender UV-Trocknung nur zur Erzielung besonderer Glanzeffekte notwendig.
- 2. Die Bedrucktstoffbahn 04 ist z. B. ein sog. gestrichenes Papier, das mit z. B. mehreren ölhaltigen Coldset-Druckfarben bedruckt wird. In diesem Fall wäre eine unmittelbar nach dem Drucken stattfindende (Schluss-)Lackierung mit klarem UV-Lack und sich unmittelbar daran anschließender UV-Trocknung des UV-Lackauftrages notwendig. Durch die kontaktlose UV-(Schluss-)Lackierung werden Druckprodukte mit einem guten Glanz erzeugt. Durch die Abwärmestrahlung des UV-Trockners wird das Wegschlagen der ölhaltigen Coldset-Druckfarben des Mehrfarben Schön- und Widerdruckes auf der Bahn 04 beschleunigt.
- 3. Die Bedrucktstoffbahn 04 ist z. B. ein sog. gestrichenes Papier, das mit z. B. mehreren ölhaltigen Heatset-Druckfarben bedruckt wird. In diesem Fall ist eine unmittelbar nach dem Drucken stattfindende Lackierung mit klarem UV-Lack und sich unmittelbar daran anschließende UV-Trocknung des UV-Lackauftrages notwendig, damit erstens die dünne UV-Lackschicht schnell einer intensiven UV-Strahleneinwirkung zugeführt wird und zweitens Durch die Abwärmestrahlung des UV-Trockners wird das Wegschlagen der ölhaltigen Heatset-Druckfarben des Mehrfarben Schön- und Widerdruckes auf der bedruckten Bahn 04 beschleunigt.
- 4. Die Bedrucktstoffbahn 04 ist z. B. eine sog. Plastikfolie, die mit z. B. mehreren ölhaltigen Druckfarben bedruckt wird. In diesem Fall ist eine unmittelbar nach dem Drucken stattfindende Lackierung mit UV-Lack und sich eine unmittelbar daran anschließende UV-Trocknung des UV-Lackauftrages notwendig. Durch die Abwärmestrahlung des UV-Trockners wird das Wegschlagen der ölhaltigen Druckfarben des Mehrfarben Schön- und Widerdruckes auf der bedruckten Bahn 04 beschleunigt.
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Unmittelbar nach dem Verlassen des UV-Trockenofens eines mehrfarbigen Schön- und Widerdruck Aufdruckes mit der sich bewegenden Bahn 04 ist der UV-Lackauftrag trocken und soweit getrocknet, dass er sich an Leitwalzen nicht mehr absetzt.
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In der 3 ist beispielhaft bei vertikaler Führung der Druckträger 04, 05, 06 durch die z. B. für vier sich jeweils horizontal erstreckende, übereinander angeordneten Brückendruckeinheiten der Mehrfachdruckwerke 02.1, 02.2 und 02.3 die Flachform-Rotationsdruckmaschine 01, die Anordnung der erfindungsgemäßen Lackier- und Trockeneirichtungen 13.1, 13.2, 13.3 dargestellt.
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Die Führung der Bedruckträger 04; 05; 06 könnte aber auch in horizontaler Richtung geschehen. Zu diesem Zweck erstrecken sich die Brückendruckeinheiten auch in horizontaler Richtung, sind jedoch horizontal vertikal nebeneinander angeordnet.
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Möglichst nahe nach der letzten Druckstelle an welcher jeweils der Druckträger 04; 05; 06 seinen letzten Farbauftrag erhält, ist maschinenfest eine erste Lackiereinrichtung 19 zum kontaktlosen, fortlaufenden, flächendeckenden über die gesamte Breite des Druckträgers 04; 05; 06 Aufsprühen eines, vorzugsweise transparenten und farblosen UV-Drucklackes auf eine Druckträgerseite 40, z. B. die Schöndruckseite 40, des bedruckten Druckträgers 04; 05; 06 angeordnet.
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Die Lackiereinrichtung 19 für die Schöndruckseite 40 besteht z. B. aus einer quer zur Laufrichtung des Druckträgers 04; 05; 06 maschinenfest angeordnete Sprühdüsenleiste 42. Auf der Sprühdüsenleise 42 sind eine Mehrzahl in einem Abstand a = z. B. 30 mm nebeneinander angeordneter Sprühdüsen 22, z. B. Flachstrahldüsen, angeordnet. Ihre Sprühstrahlen 44 sind auf die Schondruck-Seite des Druckträgers 04; 05; 06 ausgerichtet. Die flächendeckend aufgebrachte UV-Drucklackschicht ist vorzugsweise dünn (z. B. ca. 0,5 bis 3,0 μm dick) um zu gewährleisten das die gesamte UV-Drucklackschicht immer vollständig durchhärtet ist.
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Die UV-Drucklackzufuhr zu den Sprühdüsen 22 erfolgt unter Druck auf den UV-Lack und erst ab Druckanstellung der letzten Brückendruckeinheit, z. B. über ein Zuführrohr 46 unter Druck. Um die UV-Lackschichtdicke auch bei Druckträger-Geschwindigkeitsänderungen möglichst konstant zu halten wird der UV-Lackdruck entsprechend erhöht bzw. vermindert. Die UV-Lackschichtdicke kann auch über eine Temperaturänderung des benetzenden UV-Lackes erfolgen (Viskosistätsänderung). Oberhalb und unterhalb der Sprühstrahlen 44 sind Farbnebel-Absaugungen 24 angeordnet um die vagabundierende Farbtröpfchen abzusaugen.
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In der 2 ist beispielhaft bei vertikaler Führung der Bedruckträger 04; 05; 06 durch jeweils die z. B. vier sich in horizontaler Richtung sich erstreckenden Brückendruckeinheiten der Mehrfachdruckwerke 02.1, 02.2 und 02.3 die Flachform-Rotationsdruckmaschine 01, die Anordnung der erfindungsgemäßen Lackier- und Trockeneirichtungen 13.1, 13.2, 13.3 dargestellt.
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Die Führung der Bedruckträger 04; 05; 06 könnte aber auch horizontal sein. Dann sind die Brückendruckeinheiten nicht horizontal übereinander, sondern horizontal nebeneinander und voneinander beabstandet stehend angeordnet.
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Dann ist möglichst nahe nach der letzten Druckstelle an der der Druckträger 04; 05; 06 seinen letzten Farbauftrag erhält, maschinenfest eine zweite Lackiereinrichtung 21 zum kontaktlosen, fortlaufenden, flächendeckenden über die gesamte Breite des Druckträgers 04; 05; 06 Aufsprühen eines, vorzugsweise transparenten und farblosen UV-Lackes auf eine Druckträgerseite 41, z. B. die Widerdruckseite 41, des bedruckten 04; 05; 06 angeordnet.
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Die Lackiereinrichtung 21 für die Widerdruckseite besteht z. B. ebenfalls aus einer quer zur Laufrichtung des Druckträgers 04; 05; 06 maschinenfest angeordnete Sprühdüsenleiste 46. Auf des Sprühdüsenleise 46 sind eine Mehrzahl in einem Abstand a = z. B. 80 mm nebeneinander angeordneter Sprühdüsen 23, z. B. Flachstrahldüsen, angeordnet. Ihre Sprühstrahlen 45 sind auf die Widerdruck-Seite des Druckträgers 04; 05; 06 ausgerichtet. Die flächendeckend aufgebrachte UV-Lackschicht ist vorzugsweise dünn (z. B. ca. 0,5 bis 3,0 μm dick) um zu gewährleisten das die gesamte UV-Lackschicht immer vollständig durchhärtet ist.
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Die UV-Drucklackzufuhr zu den Sprühdüsen 23 erfolgt unter Druck auf den UV-Drucklack und erst ab Druckanstellung der letzten Brückendruckeinheit, z. B. über ein Zuführrohr 47 unter Druck. Um die UV-Drucklackschichtdicke auch bei Druckträger-Geschwindigkeitsänderungen möglichst konstant zu halten wird der UV-Lackdruck entsprechend erhöht bzw. verkleinert. Oberhalb und unterhalb der Sprühstrahlen 45 sind Farbnebel-Absaugungen 26 angeordnet um die vagabundierende Farbtröpfchen abzusaugen.
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Nachdem auch auf die Schöndruckseite 40 und/oder der Widerdruckseite 41, – kontaktlos gesprüht –, eine Drucklackschicht auf Druckträger 04; 05; 06 gleichzeitig durch den UV-Strahlengang 48 des UV-Trockners 16 für den Schöndruck und/oder durch den UV-Strahlengang 49 des UV-Trockners 17. Nach dem Verlassen der Trockenstrecken der UV-Trockner 16, 17 sind zumindest die Drucklackaufträge auf der Schön- und/oder Widerdruckseite elastisch vollkommenen ausgehärtet.
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Die 4 zeigt ein an sich bekanntes unteres Neunzylinder-Satellitendruckwerk 27 auf welches ein Zwischengestell 29 aufgesetzt ist. Auf das Zwischengestell 29 wiederum, ist ein an sich bekanntes oberes Neunzylinder-Satellitendruckwerk 28 aufgesetzt. In dem Zwischengestell 29 sind ein erstes Lackierwerk 19, vorzugsweise eingerichtet für einen kontaktlosen UV-Klarlack-Sprüh – Auftrag auf einen noch „nassen” Mehrfarben-Druckfarbenauftrag, – z. B. Heatset-Druckfarbe –, auf die Schöndruckseite der Bedruckbahn.
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In Bewegungsrichtung 18 der Bedruckbahn 04 gesehen, ist nach dem ersten Lackierwerk 19 ein erster UV-Trockner 16 angeordnet um den UV-Lackauftrag des ersten Lackierwerkes 19 zu trocknen. Gegenüber der linken Unterseite des ersten Lackierwerkes 19 und des dazugehörigen UV-Trockners 16 und in einem geringen Abstand, z. B. 60 mm, von ihnen, ist ein Absauggehäuse 35 mit einer Absaugeinrichtung 24 zum Absaugen des beim Aufsprühen des klaren UV-Lackes auf die Schöndruckseite der Bedrucktstoffbahn 04 entstandenen vagabundierenden UV-Lacknebels.
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Gegenüber der rechten Unterseite des zweiten Lackierwerkes 21 und des dazugehörigen UV-Trockners 17 und in einem Abstand, z. B. 60 mm, von ihnen, ist im gestellfesten Absauggehäuse 35 eine Absaugeinrichtung 24 zum Absaugen des beim Aufsprühen des klaren UV-Lackes auf die Widerdruckseite der Bedrucktstoffbahn 04 entstandenen vagabundierenden UV-Lacknebels. Die rechte- sowie die linke Seitenfläche des Absauggehäuses 35 verlaufen parallel zur Bedrucktstoff-Bahnführung vom unteren Neunzylinder-Satellitendruckwerk 27 zum oberen Neunzylinder-Satellitendruckwerk 28 bzw. vom oberen Neunzylinder-Satellitendruckwerk 27 zu einer Umlenkwalze 34 im Zwischengestell 29. Durch den bahnbreiten und ca. 60 mm hohen Raum zwischen rechter Seite des Absauggehäuses 35 und Unterseite des rechten Lackierwerkes 19 und des rechten UV-Trockners 16 bzw. durch den bahnbreiten und ca. 60 mm hohen Raum zwischen linker Seite des Absauggehäuses 35 und Unterseite des linken Lackierwerkes 21 und des linken UV-Trockners 16 wird die schon bedruckte Papierbahn 04 zuerst auf ihrer Schöndruckseite und anschließend auf ihrer Widerdruckseite jeweils kontinuierlich und bahnbreit mit einem klaren UV-Lack besprüht.
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Unmittelbar nach dem UV-Klarlack-Sprüh-Auftrag auf den mehrfarbigen Druck, z. B. mit Heatset-Druckfarben, aufgesprüht ist, wird die Bahn 04 durch den Strahlengang der UV-Strahlung des UV-Trockners 16 geführt. Hierbei härtet der UV-Lackauftrag auf der noch nicht getrockneten Heatset-Druckfarbendruck unverzüglich aus. Analog das gleiche geschieht, wenn die Bahn 04 nach ihrem zusätzlichem Mehrfarben-Bedrucken, z. B. mit Heatset-Druckfarben, auf der Widerdruckseite der Bahn 04, einer der Widerdruckseite zugeordneten UV-Lackaufsprüheinrichtung 21 und schließlich durch den UV-Strahlengang des UV-Trockners 17 geführt wird.
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Nachteiligerweise ist die Bauhöhe der beiden aufeinander gestellten beiden Neunzylinder-Satellitendruckwerke 27 und 28 ungefähr immer noch doppelt so hoch wie jedes der Mehrfachdruckwerke 13.1, 13.2 und 13 nach 2. Aber es kann wenigstens ein Qualitäts-Vierfarben-Schön- und Widerdruck mit Heatset-Druckfarben auf gestrichenem Papier mit zwei aufeinander gestellten Neunzylinder-Satellitendruckwerken 27 und 28 hergestellt werden, ohne noch zusätzliche Bauhöhe für den Heatset-Trockenofen zu benötigen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise vermieden, beide Neunzylinder-Satellitendruckwerke 27 und 28 für UV-Druckfarben ausrüsten und für alle Drucke nur UV-Druckfarben verwenden zu müssen. Es wird lediglich bei dem Sprüh-Lackiervorgang wenig farbloser UV-Drucklack benötigt. Die hier verwendete UV-Lackmenge beträgt aber ca. weniger als ein Fünftel der UV-Druckfarbenmenge die beim Mehrfarbendruck mit den beiden Neunzylinder-Satellitendruckwerken 27 und 28 sonst notwendig wäre.
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Der UV-Lackauftrag auf die Druckträger aus Papier oder Plastik kann, außer dem oben beschriebenen UV-Klarlack-Sprüh-Auftrag, aber auch in vorteilhafter Weise durch elektrostatisches Lackieren aufgebracht werden. Hierbei erfolgt der UV-Lackauftrag mittels an sich bekannten hocheffizienten Sprühsystems. Der UV-Lack-Partikeltransport erfolgt durch Ladungskompensation, bekannt durch das „KOMPSTAT”-Verfahren (Kompensationselektrostatik). Hierbei werden beide Seiten des Substrats (= Druckträger) gleichzeitig mit entgegengesetzt polarisierten Medien, entweder mit UV-Lack oder mit Luft besprüht. Der Druckträger muss nicht geerdet werden: Die gegenpolaren Ladungen kompensieren sich durch das Substrat (Druckträger) hindurch. Die dadurch entstehenden Anziehungskräfte erlauben es den Druckträger mit hohem Wirkungsgrad und hoher Qualität mit UV-Lack zu beschichten bzw. zu lackieren. Die Vorteile dieses eben beschriebenen Verfahrens sind vielfältig. Es sind z. B. keinerlei leitfähigkeitserhöhende Maßnahmen, wie z. B. Leitlackgrundierungen notwendig. Ein Faradayischer Käfig entsteht nicht. Die Schichtgleichmäßigkeit des UV-Lack-Auftrages kann leicht gesteuert und kontrolliert werden. Mit dem eben beschriebenen Verfahren sind einseitige Lackierung, wie auch beidseitige Lackierung möglich, aber auch ganzflächige oder partielle Beschichtung bzw. Lackierung.
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Die oben beschriebenen Verfahren sind sowohl im Flachdruck-Rollendruck wie auch im Flachdruck-Bogendruck anwendbar. Der Druckträger kann also je nach Druckmaschinengattung eine Papierbahnrolle oder Plastikfolienbahn bzw. ein Papierbogen oder Plastikfolienbogen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Rollenrotationsdruckmaschine
- 02.1
- Mehrfachdruckwerke (04)
- 02.2
- Mehrfachdruckwerke (05)
- 02.3
- Mehrfachdruckwerke (06)
- 03.1
- Papierrollenträger (04)
- 03.2
- Papierrollenträger (05)
- 03.1
- Papierrollenträger (06)
- 04
- Bedruckbahn
- 05
- Bedruckbahn
- 06
- Bedruckbahn
- 07
- Heatsettrockenofen (04)
- 08
- Heatsettrockenofen (05)
- 09
- Heatsettrockenofen (06)
- 10.1
- Kühlwalzengruppe (04)
- 10.2
- Kühlwalzengruppe (05)
- 10.3
- Kühlwalzengruppe (06)
- 11.1
- Wendestangengruppe (04)
- 11.2
- Wendestangengruppe (05)
- 11.3
- Wendestangengruppe (06)
- 12
- Falzapparat
- 13.1
- Lackier- und Trockeneinrichtung (04)
- 13.2
- Lackier- und Trockeneinrichtung (05)
- 13.3
- Lackier- und Trockeneinrichtung (06)
- 14
- Lackauftragseinrichtung, Schöndruck
- 15
- Lackier- und Trockeneinrichtung
- 16
- UV-Trockner, Schöndruck
- 17
- UV-Trockner, Widerdruck
- 18
- Bewegungsrichtung, Bedruckbahn
- 19
- Lackiereinrichtung, Schöndruck
- 20
- Lackauftragseinrichtung, Schöndruck
- 21
- Lackauftragseinrichtung, Widerdruck
- 22
- Lackauftrag-Düsenreihe, Schöndruck
- 23
- Lackauftrag-Düsenreihe, Widerdruck
- 24
- Lacknebel-Absaugung, Schöndruck
- 25
- Einbaugehäuse f. Lackiereinrichtungen
-
- und Trockner
- 26
- Lacknebel-Absaugung, Widerdruck
- 27
- Neunzylinder-Satellitendruckwerk, unteres
- 28
- Neunzylinder-Satellitendruckwerk, oberes
- 29
- Zwischengestell
- 30
- Befestigungswinkel (17)
- 31
- Befestigungswinkel (18)
- 32
- Befestigungswinkel (23)
- 33
- Befestigungswinkel (22)
- 34
- Umlenkwalze
- 35
- Gehäuse f. Lacknebelabsaugung (24, 26)
- 36.1
- UV-Strahlungsquelle (16)
- 36.2
- UV-Strahlungsquelle (17)
- 37.1
- Reflektor (16)
- 37.2
- Reflektor (17)
- 38.1
- Hüllkörper (16)
- 38.2
- Hüllkörper (17)
- 39.1
- Luftkühlung (16)
- 39.7
- Luftkühlung (17)
- 40
- Schöndruckseite (04, 05, 06)
- 41
- Widerdruckseite (04, 05, 06)
- 42
- Sprühdüsenleiste (19)
- 43
- Sprühdüsenleiste (21)
- 44
- Sprühstrahl (22)
- 45
- Sprühstrahl (23)
- 46
- Lack-Zuführrohr (23)
- 47
- Lack-Zuführrohr (19)
- 48
- UV-Strahlengang (16)
- 49
- UV-Strahlengang (17)
- 50
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006025264 A1 [0002, 0009, 0013]
- DE 622359 [0003]
- DE 4408027 A1 [0004, 0009, 0013]
- DE 102006021716 [0005]
- DE 10207184 A1 [0006, 0006, 0009, 0014, 0014, 0015]
- DE 08027 A1 [0014]
- EP 0749368 B1 [0023, 0028]
