DE102010054345A1

DE102010054345A1 - Verfahren zum Aufbereiten eines Feuchtmittels einer Nassoffsetdruckmaschine

Info

Publication number: DE102010054345A1
Application number: DE102010054345A
Authority: DE
Inventors: Alexander 69115 Graf
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2011-06-22
Also published as: CN102712189A; US20120312178A1; DE102010054346A1; EP2335941B1; WO2011072830A1; EP2335941A1; JP2013514203A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten eines Feuchtmittels einer Nassoffsetdruckmaschine, bei dem vor und während einem Abarbeiten eines Druckauftrages die Härte des in einem Behälter (15) gegebenen Feuchtmittels (12) eingestellt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Härte einer Feuchtmittel-Zusammensetzung in dem Behälter auch unter Produktionsbedingungen ermittelt werden kann. Die Erfindung besteht darin, dass die Härte des in dem Behälter enthaltenen Feuchtmittels während des Druckens ermittelt wird, indem die Leitfähigkeit des Feuchtmittels gemessen und gemäß einem vorab für die Produktionsbedingungen bestimmten formelmäßigen oder tabellarischen Zusammenhang zwischen der Härte und der Leitfähigkeit des Feuchtmittels in einen Härtewert umgerechnet und zur Veränderung der Harte herangezogen wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird erst eine Ausgangsleitfähigkeit (LFA) des Feuchtmittels (12) gemessen und gespeichert und anhand dieses Leitfähigkeitsmesswertes (LFA) ein zugehöriger Ausgangshärtewert (HA) ermittelt und gespeichert, die Härte des Feuchtmittels (12) jeweils durch Zugabe eines Aufhärters mehrfach um einen vogegebenen Wert verändert, wobei nach jeder Zugabe des Aufhärters die Leitfähigkeit (x) des in den Behälter (15) gegebenen Feuchtmittels (12) erneut gemessen und gespeichert wird und anhand dieses Leitfähigkeitsmesswertes (x) erneut ein zugehöriger Härtewert (y) errechnet und gespeichert wird und für jedes nach einer Aufhärtung gespeicherte Wertepaar aus der Leitfähigkeit (x) und der Härte (y) ein Faktor (F) errechnet wird, der sich jeweils aus einem Quotienten aus einer Differenz des Leitfähigkeitswertes (x) nach einer Aufhärtung und der Ausgangsleitfähigkeit (LFA) und einer Differenz des Härtewertes (y) nach der entsprechenden Aufhärtung und des Ausgangshärtewertes ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten eines Feuchtnttels einer Nassoffsetdruckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Nassoffsetdruck wird auf einer Druckform in den nicht druckenden Bereichen Feuchtmittel aufgetragen. Die Eigenschaften des Feuchtmittels beeinflussen die Druckqualität. Die Eigenschaften des Feuchtmittels werden auf die Eigenschaften der Druckfarbe angepasst. Wichtige Eigenschaften des Feuchtmittels sind der pH-Wert und die Leitfähigkeit bzw. die Wasserhärte.
Es ist bekannt, dass Feuchtmittel zwischen einem zentralen Tank und Feuchtwerken zirkulieren zu lassen. Verbrauchtes Feuchtmittel wird durch aufbereitetes Frischwasser ersetzt. Um eine gewünschte Konstanz und Qualität des Feuchtmittels zu sichern, kann laufend die Leitfähigkeit im Frischwasser, im aufbereiteten Frischwasser und im Feuchtmitteltank gemessen werden. Beim Drucken verschmutzt das Feuchtmittel, so dass die Leitfähigkeit des Feuchtmittels im Tank ansteigt. Durch Zugabe von aufbereiteten Feuchtmittel kann die Leitfähigkeit im Tank auf einen gewünschten Wert gehalten werden. Das Feuchtmittel wird durch einen Ionentausch aufbereitet.
Aus der EP 1 577 117 A2 ist ein Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Feuchtwasser bei Offsetdruck bekannt, bei dem die Leitfähigkeit und der pH-Wert durch Zugabe von sauren Aufhärtern auf vorgegebenen Werten gehalten werden. Die Schrift enthält keine Details, wie Stellgrößen für die Zugabe der Aufhärter bestimmt werden sollen.
Gemäß der EP 325 046 B1 werden der pH-Wert und die Leitfähigkeit von Feuchtwasser eingestellt, indem Ionenaustauscherharze und das Feuchtwasser in einem Behälter vermischt werden. Mit Sensoren werden laufend die Leitfähigkeit und der pH-Wert gemessen. Anhand der Messwerte werden die Zuflussmengen der Harze gestellt. Einzelheiten zum Bestimmen der Stellgrößen sind nicht offenbart.
Die US 2004/002 5723 A1 beschreibt eine Feuchtmittelzufuhr mit einer Mischkammer einer Dosierpumpe. Der Mischkammer werden mindestens zwei konzentrierte Lösungen und Feuchtwasser zugeführt. Der pH-Wert, die Leitfähigkeit und die Oberflächenspannung des zusammengemischten Feuchtmittels werden überwacht, worauf nicht näher eingegangen wird.
Neuere Informationen haben gezeigt, dass weniger die Leitfähigkeit, mehr jedoch die Härte des Feuchtwassers für einen stabilen Druckprozess ausschlaggebend ist.
Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Feuchtmittel für eine Offsetdruckmaschine nach der DE 10 2008 061 408 A1 werden daher mittels Sensoren der pH-Wert und die Härte des Feuchtmittels gemessen. Überschreitet der Härtemesswert einen Grenzwert, dann wird ein Kationentauscher aktiviert. In Abhängigkeit von der gemessenen Wasserhärte und dem gewünschten Härte-Sollwert wird das Feuchtmittelvolumen bestimmt, das durch den Kationentauscher fließen soll. Während einer Verringerungsphase der Feuchtmittelhärte wird die Härte häufiger gemessen als in einer Phase, in der die Härte in einem gewünschten Bereich liegt. In einer Variante wird zusätzlich der Leitwert sowohl in einem Vorratsbehälter als auch in einem Zwischenbecken nach einem Ionentauschen gemessen. Die Härte des Feuchtwassers wird allerdings direkt durch ionenselektive Elektroden oder eine Titrationseinrichtung gemessen. Solche Messungen sind jedoch in der rauen Umgebung einer Druckmaschine unter Produktionsbedingungen im trüben Feuchtwasser im Tank einer laufenden Druckmaschine nur sehr schwer durchzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbereiten von Feuchtmittel einer Nassoffsetdruckmaschine zu entwickeln, mit dem die Bestimmung der Härte des Feuchtmittels insbesondere auch in der Umgebung einer Druckmaschine einfach möglich ist.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung werden durch Messen der Leitfähigkeit anhand einer formelmäßigen bzw. mathematischen Beziehung zwischen Härte und Leitfähigkeit die Härtewerte eines Feuchtmittels einer Nassoffsetdruckmaschine während des Druckens bestimmt. Dabei werden vorab Wertepaare jeweils aus einem Leitfähigkeitsmesswert und einem Härtewert bestimmt und nach entsprechender Umrechnung für die Härteregelung verwendet. Übersteigt ein von einer Steuerung aus den aktuellen Messwerten für die Leitfähigkeit und den vorab bestimmten Wertepaaren errechneter Ist-Härtewert einen vorgegebenen Wert, dann wird zumindest ein Teil des Feuchtmittels durch einen Ionentauscher geleitet. Im Ionentauscher wird das Feuchtmittel enthärtet. Die Menge des zu enthärtenden Feuchtmittels wird ebenfalls aus Faktoren errechnet, die von den Wertepaaren abgeleitet sind. Sie beinhaltet im Wesentlichen die während des Druckprozesses z. B. aus dem Papierstrich in das Feuchtwasser gelangte Anzahl der härtebildenden vorwiegend Ca⁺⁺-Ionen, die durch den Ionentauscher anschließend entfernt werden. Die Härte des Feuchtmittels ändert sich langsam, so dass eine Berechnung des Ist-Härtewertes aus dem aktuellen Leitfähigkeitsmesswert in größeren Zeitabständen zum Beispiel alle 5 bis 10 Minuten oder länger ausreichend ist.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden, es zeigen:
1: ein Schema einer Anlage zum Aufbereiten von Feuchtmittel für eine Offsetdruckmaschine, und
2: ein Flussschema eines Verfahrens zum Aufbereiten des Feuchtmittels.
1 zeigt eine Bogenoffsetdruckmaschine mit einem Anleger 1, vier Druckwerken 2–5 und einem Ausleger 6. In jedem Druckwerk 2–5 befindet sich ein Plattenzlinder 7, ein Übertragungszylinder 8 und ein Druckzylinder 9. Jedem Plattenzylinder 7 ist ein Feuchtwerk 10 zugeordnet. Zu den Feuchtwerken 10 führen Vorlaufleitungen 11 für Feuchtmittel 12. Mit den Feuchtwerken 10 werden die nicht druckenden Bereiche der auf den Plattenzylindern 7 aufgespannten Druckformen 13 mit Feuchtmittel 12 benetzt. Das Feuchtmittel 12 wird mit einer Pumpe 14 aus einem Behälter 15 zu den Feuchtwerken 10 gefördert. Beim Drucken nicht verbrauchtes Feuchtmittel 12 gelangt von den Feuchtwerken 10 über Rücklaufleitungen 16 zurück in den Behälter 15. Verbrauchtes Feuchtmittel 12 wird über eine Leitung 17 nachgefüllt. Die Leitung 17 steht mit einer Frischwasserleitung 18 und einer Feuchtmittelzusatzleitung 19 in Verbindung. In den Leitungen 18, 19 befinden sich steuerbare Ventile 20, 21. Das Ventil 20 ist mit einem Frischwasseranschluss 22 verbunden. Das Ventil 21 ist mit einer Pumpe 23 verbunden, die Feuchtmittelzusatz aus einem Behälter 24 fördert. In dem Behälter 15 ragt eine weitere Pumpe 25, die Feuchtmittel 12 in einem Ionentauscherkreis 26 fördert. Der Pumpe 25 folgen druckseitig ein Filter 27 und ein Ionentauscher 28. In den Leitungen 17, 18, im Ionentauscherkreises 26 und im Behälter 15 befinden sich Sensoren 30, 31, 32.1, 32.2, 32.3 für die Leitfähigkeit der in der jeweiligen Leitung 18, 17, 29 fließenden Flüssigkeiten bzw. der in dem Behälter 15 befindlichen Flüssigkeit. Die Sensoren 30, 31, 32.1, 32.2, 32.3 jeweils ein Steuereingang der Ventile 20, 21 und die Pumpen 14, 23, 25 stehen mit einer Steuereinrichtung 33 in Verbindung. Die Steuereinrichtung 33 enthält einen Rechner 34 zum Verarbeiten der Signale der Sensoren 30, 31, 32.1, 32.2 und zum Generieren von Stellgrößen für die Pumpen 14, 23, 25 und Ventile 20, 21.
Anhand eines Flussschemas in 2 soll nachstehend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden, wie mit der oben beschriebenen Anordnung das Feuchtmittel 12 aufbereitet wird.
Nach dem in einem ersten Schritt 35 ein Startbefehl gegeben wurde, wird in einem Schritt 36 die gesamte geleerte und gereinigte Anlage mit Feuchtmittel 12 befüllt. Hierzu werden mittels der Steuereinrichtung 33 die Ventile 20, 21 geöffnet und die Pumpen 14, 23 in Betrieb gesetzt. Die bei der Erstbefüllung in die Anlage eingebrachte Flüssigkeitsmenge wird gemessen und ein Wert für das Gesamtvolumen des Feuchtmittels 12 in der Steuereinrichtung 33 gespeichert. Wenn in einem Abfrageschritt 37 ausgegeben wird, dass die Neubefüllung abgeschlossen ist, dann wird in einem nachfolgenden Schritt 38 mit dem Sensor 32.3 die Ausgangsleitfähigkeit LFA des Feuchtmittels 12 in dem Behälter 15 gemessen. Zu dem Messwert LFA für die Ausgangsleitfähigkeit wird in einem Schritt 39 ein zugehöriger Härtewerte HA bestimmt. In einem Schritt 40 wird in der Steuereinrichtung 33 ein erstes Wertepaar aus Ausgangsleitfähigkeit LFA und aus Ausgangshärtewert HA gespeichert. In einem weiteren Schritt 41 wird das Feuchtmittel 12 im Behälter 15 um 1° dH aufgehärtet. Die Aufhärtung geschieht durch definierte Zugabe von Kalziumkarbonat und anderen Bestandteilen des Papierstrichs zum Feuchtmittel 12. Nachdem sich das Feuchtmittel 12 im Behälter 15 gut vermischt hat, wird in einem Schritt 42 mit dem Sensor 32.3 die Leitfähigkeit x ein zweites Mal gemessen. In den Schritten 43 und 44 wird der zum Leitfähigkeitswert x_i zugehörige Härtewert y_i bestimmt und als Wertepaar (x_i, y_i) in der Steuereinrichtung 33 gespeichert. Die Schritte 41–44 werden so oft wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl n von Aufhärtungen vorgenommen wurde, was in einem Schritt 45 abgefragt wird. Bei typisch i = 3 Aufhärtungen sind in der Steuereinrichtung 33 neben dem Wertepaar (LFA, HA) drei Wertepaare (x_i, y_i) gespeichert. In einem folgenden Schritt 46 werden aus den Wertepaaren weitere Größen abgeleitet, beispielsweise Faktoren F_i = (x_i – LFA)/(y_i – HA) errechnet und gespeichert. In einem Schritt 47 wird der Mittelwert F aus den Faktoren F_i bestimmt:
Dieser Mittelwert beinhaltet eine lineare Extrapolation des unter Produktionsbedingungen ermittelten Zusammenhangs zwischen der Zunahme der Härte des Feuchtmittels, hervorgerufen z. B. durch das Eintragen von härtebildenden Ionen (Ca⁺⁺) aus dem Papierstrich in das Feuchtwasser und der dadurch bedingten Zunahme der Leitfähigkeit des Feuchtwassers. In einem weiteren hier nicht näher ausgeführten Beispiel kann der formelmäßige Zusammenhang – anstelle der beschriebenen linearen Extrapolation – auch auf andere Weise z. B. durch Berücksichtigung höherer Ordnungen, aus dem Funktionsverlauf der Messwertepaare für die Härte und die Leitfähigkeit abgeleitet werden.
Anschließend wird in einem Schritt 48 der Druckprozess gestartet. Während des Druckens wird in den Schritten 49–51 wiederholt z. B. nach jeweils 10 Minuten aus den aktuellen Messwerten für den Leitwert x und dem gespeicherten Mittelwert F die Ist-Härte y ermittelt. Überschreitet die Ist-Härte y eine Sollhärte y_s, dann wird Feuchtmittel 12 enthärtet, indem mit dem Ionentauscher 28 ein bestimmtes Volumen des Feuchtmittels 12 enthärtet wird. Wenn in einem Schritt 52 der Druckprozess beendet wird, dann wird in einem Schritt 53 die Feuchtmittelaufbereitung beendet.
Der Faktor F beschreibt den Zusammenhang zwischen der Härte und dem Leitfähigkeitsmesswert für den Druckauftrag auf der Druckmaschine unter den dort vorliegenden Bedingungen. Dieser Zusammenhang ist z. B. von der Art des verdruckten Papiers, d. h. der Zusammensetzung des Papierstrichs, dem angesetzten Feuchtwasser, d. h. unter anderem der Art und Konzentration der Feuchtmittelzusätze, Alkoholersatzstoffe etc. abhängig. Er kann in größeren Abständen neu ermittelt werden, um eventuelle Veränderungen dieser Grundbedingungen, wie z. B. der Feuchtmittelzusatzkonzentration, einzubeziehen. Sobald er jedoch einmal ermittelt ist, kann die Ermittlung der Ist-Härte y durch eine einfache Messung der Leitfähigkeit und dem geschilderten Rechenvorgang erfolgen. Damit ist das Verfahren der Ist-Härtebestimmung auch unter Produktionsbedingungen in einem Drucksaal in dem trüben Feuchtwasser bei laufender Druckmaschine durchführbar.
Für den Fall, dass anstelle der linearen Extrapolation ein komplexer formelmäßiger Zusammenhang ermittelt wird oder der Zusammenhang in Form einer Kennlinie aufgenommen wird, kann es auch zweckmäßig sein eine Tabelle anzulegen und abzuspeichern, in der die Wertepaare über einen größeren Bereich der Härtevariation enthalten sind, so dass der zugehörige Härtewert aus dem Leitfähigkeits-Messwert nicht stets neu errechnet werden muss, sondern der Tabelle entnommen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Anleger
2–5: Druckwerk
6: Ausleger
7: Plattenzylinder
8: Übertragungszylinder
9: Druckzylinder
10: Feuchtwerke
11: Vorlaufleitung
12: Feuchtmittel
13: Druckform
14: Pumpe
15: Behälter
16: Rücklaufleitung
17–19: Leitung
20, 21: Ventil
22: Frischwasseranschluss
23: Pumpe
24: Behälter
25: Pumpe
26: Ionentauscherkreis
27: Filter
28: Ionentauscher
29: Rücklaufleitung
30–32: Sensor
33: Steuereinheit
34: Rechner
35–53: Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1577117 A2 [0004]
EP 325046 B1 [0005]
US 2004/0025723 A1 [0006]
DE 102008061408 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Aufbereiten eines Feuchtmittels einer Nassoffsetdruckmaschine, bei dem während eines Abarbeitens eines Druckauftrags die Härte des in einen Behälter (15) gegebenen Feuchtmittels (12) verändert wird, wobei die Härte des in dem Behälter enthaltenen Feuchtmittels während des Druckens ermittelt wird, indem die Leitfähigkeit des Feuchtmittels gemessen und gemäß einem vorab für die Produktionsbedingungen bestimmten formelmäßigen oder tabellarischen Zusammenhang zwischen der Härte und der Leitfähigkeit des Feuchtmittels in einen Härtewert umgerechnet und zur Veränderung der Härte herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Ausgangsleitfähigkeit (LFA) des Feuchtmittels (12) gemessen und gespeichert wird und zu diesem Leifähigkeitsmesswertes (LFA) ein zugehöriger Ausgangshärtewert (HA) ermittelt und gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Härte des Feuchtmittels (12) jeweils durch Zugabe eines Aufhärters mehrfach um einen vorgegebenen Wert verändert wird, wobei nach jeder Zugabe des Aufhärters die Leitfähigkeit (x) des in den Behälter (15) gegebenen Feuchtmittels (12) erneut gemessen und gespeichert wird und zu diesen Leifähigkeitsmesswerten (x) zugehörige Härtewerte (y) bestimmt und gespeichert werden und aus den nach einer Aufhärtung gespeicherten Wertepaaren aus der Leitfähigkeit (x) und der Härte (y) Faktoren (F) errechnet werden und für eine Härteregelung herangezogen werden
Verfahren nach Anspruch 3, wobei sich der Faktor jeweils aus einem Quotienten aus einer Differenz des Leitfähigkeitswertes (x) nach einer Aufhärtung und der Ausgangsleitfähigkeit (LFA) und einer Differenz des Härtewertes (y) nach der entsprechenden Aufhärtung und des Ausgangshärtewertes ergibt [F = (x – LFA)/(y – HA)],
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Mittelwert der Faktoren (F) gebildet und zur Härteregelung herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei nach jeder Zugabe vor dem Messen der Leitfähigkeit (x) der Aufhärter und das Feuchtmittel (12) gemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Härte des Feuchtmittels (12) bei einer Zugabe des Aufhärters um 1° dH bzw. 0,1783 mmol/l verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Härte des Feuchtmittels (12) mindestens durch zweimalige Zugabe des Aufhärters verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Aufhärtung durch definierte Zugabe von Kalziumkarbonat und Bestandteilen des Papierstrichs vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der formelmäßige oder tabellarische Zusammenhang nach einer Änderung der Produktionsbedingungen der Druckmaschine neu bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei mehrere unterschiedliche Sätze von Wertepaaren abhängig von den Produktionsbedingungen der Druckmaschine und/oder der Zusammensetzung des Feuchtwassers aufgenommen werden.