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Die Erfindung betrifft eine Wellpappe-Anlage und ein Verfahren zur Herstellung von Wellpappe.
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Es ist allgemein bekannt, Wellpappe bzw. deren Materialbahnen zu bedrucken. Insbesondere bei unbehandelten Materialbahnen zur Herstellung von Wellpappe dauern im Allgemeinen die Farbannahme- bzw. Farbaufnahmeprozesse äußerst lange. Bei rascher Trocknung bzw. zu hohen Fördergeschwindigkeiten entstehen häufig fleckige Druckbereiche bzw. Druckbilder. Insbesondere bei behandelten Materialbahnen zur Herstellung von Wellpappe ist dagegen oftmals eine rasche Trocknung vorteilhaft, um die Bildung von Tröpfchenzusammenschlüssen zu unterbinden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellpappe-Anlage zu schaffen, die die oben angegebenen Nachteile überwindet. Insbesondere soll eine Wellpappe-Anlage bereitgestellt werden, mit der eine äußerst hohe Druckqualität erzielbar ist und verschiedenste Materialbahnen bedruckbar sind. Ferner sollen die durch Drucken erzeugten Druckbereiche während der Wellpappe-Herstellung qualitativ gleichbleibend sind. Das Bedrucken soll äußerst wirtschaftlich umsetzbar sein. Ein entsprechendes Verfahren soll ferner geliefert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 20 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass ein zeitlicher Beginn des aktiven Trocknens bzw. eine Trocknungstotzeit, also eine Zeitspanne ohne aktiver Trocknung, durch die Druckbereich-Trocknungsanordnung des mindestens einen auf die Materialbahn aufgebrachten Druckbereichs bzw. der Materialbahn zeitlich beeinflussbar bzw. veränderbar ist. Dies hat Einfluss auf eine Druckbereichs-Verlaufszeit bzw. Verlaufszeit des mindestens einen Druckbereichs. Die Bedruckung und/oder Trocknung erfolgt insbesondere bei geförderter Materialbahn.
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Bis zu dem Beginn der Trocknung des mindestens einen auf die Materialbahn aufgebrachten Druckbereichs durch die Druckbereich-Trocknungsanordnung bleibt der mindestens eine Druckbereich hinsichtlich Trocknung vorzugsweise im Wesentlichen unbeeinflusst.
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Insbesondere ist der Trocknungsbeginn des mindestens einen auf die Materialbahn aufgebrachten Druckbereichs durch die Druckbereich-Trocknungsanordnung durch eine Änderung eines Abstands zwischen der Druckvorrichtung und der Druckbereich-Trocknungsanordnung und/oder durch eine Änderung einer von der Materialbahn durchlaufenden Teil-Förderstrecke zwischen der Druckvorrichtung und der Druckbereich-Trocknungsanordnung und/oder durch eine Änderung einer Trocknungsleistung der Druckbereich-Trocknungsanordnung beeinflussbar.
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Günstigerweise ist die Druckbereich-Trocknungsanordnung stromaufwärts zu der Verbindungsvorrichtung angeordnet.
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Es ist von Vorteil, wenn die erste Materialbahn-Abgabevorrichtung mindestens eine Materialbahnrolle umfasst. Günstigerweise ist die erste Materialbahn-Abgabevorrichtung als Spleißvorrichtung ausgestaltet.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Druckvorrichtung als Digitaldruckvorrichtung ausgebildet ist. Andere bekannte Druckvorrichtungen sind alternativ einsetzbar.
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Der mindestens eine Druckbereich bzw. Aufdruck ist vorzugsweise wasserbasiert. Der mindestens eine Druckbereich ist günstigerweise durch mindestens eine Farbe bzw. Tinte gebildet und ist so ein- oder mehrfarbig. Dieser umfasst beispielsweise mindestens einen Buchstaben, eine Ziffer, ein anderes Zeichen, eine Grafik und/oder ein Foto. Der mindestens eine Druckbereich hat günstigerweise mindestens ein Druckmotiv. Der mindestens eine Druckbereich bedeckt mindestens einen flächigen Bereich der Materialbahn. Günstigerweise ist der mindestens eine Druckbereich bei der fertigen Wellpappe(bahn) von außen sichtbar. Die bedruckte Materialbahn ist vorzugsweise eine bei der fertigen Wellpappe(bahn) äußere Kaschierbahn oder Deckbahn. Alternativ ist die zu bedruckende Materialbahn mehrlagig.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wellpappebahn beidseitig außen bedruckt und entsprechend getrocknet. Günstigerweise ist die Materialbahn und/oder die mindestens eine weitere Materialbahn endlos. Die mindestens eine weitere Materialbahn ist bevorzugt mehrlagig. Sie ist vorzugsweise eine Wellpappebahn mit mindestens einer Wellbahn und mindestens einer Deckbahn.
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Die Verbindungsvorrichtung ist vorzugsweise als Leimvorrichtung zum Verleimen der bedruckten Materialbahn und mindestens einer weiteren Materialbahn ausgebildet.
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Günstigerweise ist die fertige Wellpappebahn eine dreilagige oder fünflagige Wellpappebahn.
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Der hierin verwendete Ausdruck „nachgeordnet“ bezieht sich insbesondere auf die Förderrichtung der jeweiligen Bahn. Dies gilt analog für ähnliche Begriffe.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 2 erlaubt im Wesentlichen gleichbleibende Druckergebnisse bzw. eine gleichbleibende Druckqualität bei unterschiedlicher bzw. variabler Materialbahn-Fördergeschwindigkeit der bedruckten bzw. zu bedruckenden Materialbahn. Eine sich ändernde Materialbahn-Fördergeschwindigkeit dieser Materialbahn ist so besonders gut ausgleichbar. Eine Farbannahme ist demnach bei unterschiedlichen Materialbahn-Fördergeschwindigkeiten äußerst gut stabilisierbar.
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Beispielsweise erfolgt bei vergleichsweise höheren Materialbahn-Fördergeschwindigkeiten der bedruckten Materialbahn eine verzögerte Trocknung der Materialbahn zum zeitlichen Ausgleich durch die Druckbereich-Trocknungsanordnung. Beispielsweise erfolgt bei vergleichsweise niedrigeren Materialbahn-Fördergeschwindigkeiten der bedruckten Materialbahn eine vorgezogene Trocknung der Materialbahn zum zeitlichen Ausgleich durch die Druckbereich-Trocknungsanordnung.
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Die Informations-Verarbeitungsvorrichtung ist günstigerweise eine elektronische Informations-Verarbeitungsvorrichtung.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 3 ist besonders funktionssicher und einfach. Die Druckbereich-Trocknungsanordnung ist beispielsweise in ihrer Gesamtheit oder teilweise verlagerbar. Vorzugsweise ist dafür mindestens eine entsprechende Verlagerungseinrichtung, wie ein Motor, Antrieb, eine Kolben-Zylinder-Einheit oder dergleichen, vorhanden. Insbesondere erfolgt eine Variation der Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke über der Materialbahn-Fördergeschwindigkeit.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 4 erlaubt wieder eine besonders einfache und funktionssichere Beeinflussung des Trocknungsbeginns des mindestens einen Druckbereichs.
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Insbesondere ist die erste Trocknungsvorrichtung gemäß dem Unteranspruch 5 ausgebildet, dem mindestens einen Druckbereich zumindest einen Großteil des enthaltenen Wassers zu entziehen. Vorzugsweise erhitzt die erste Trocknungsvorrichtung dazu die bedruckte Materialbahn und/oder den mindestens einen auf diese aufgebrachten Druckbereich auf vorzugsweise 60°C bis 120°C. Es erfolgt günstigerweise eine thermische Trocknung und damit eine mindestens teilweise Entfeuchtung des mindestens einen Druckbereichs. Insbesondere steigt dabei die Viskosität des mindestens einen Druckbereichs bzw. die Farbviskosität. Beispielsweise ist so eine übermäßige Tonwertzunahme oder ein übermäßiger Punktzuwachs bzw. ein übermäßiges Fließen der mindestens einen Farbe in dem mindestens einen Druckbereich wirksam vermeidbar. Insbesondere erstreckt sich die mindestens eine erste Trocknungseinrichtung senkrecht zu einer Förderrichtung der benachbart verlaufenden, bedruckten Materialbahn. Günstigerweise ist die erste Trocknungsvorrichtung relativ zu der Druckvorrichtung zum Beeinflussen des Trocknungsbeginns verlagerbar, wobei vorzugsweise die erste Trocknungsvorrichtung entlang der bedruckten Materialbahn verlagerbar ist.
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Die erste Trocknungsvorrichtung gemäß dem Unteranspruch 8 hat eine besonders hohe Trocknungsleistung. Die ersten Trocknungseinrichtungen sind bezüglich einer Förderrichtung der bedruckten Materialbahn einander nachgeordnet.
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Die erste Trocknungsvorrichtung gemäß dem Unteranspruch 9 ist besonders flexibel und ist beispielsweise äußerst gut imstande, insbesondere bei deren Verlagerung, dem Verlauf der bedruckten Materialbahn zu folgen.
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Gemäß Unteranspruch 10 führt beispielsweise eine Reduzierung der Trocknungsleistung von mindestens einer stromaufwärts angeordneten ersten Trocknungseinrichtung zu einer entsprechenden Erhöhung der Trocknungsleistung der dieser nachfolgenden ersten Trocknungseinrichtung(en). Vorzugsweise bleibt die Gesamt-Trocknungsleistung der ersten Trocknungsvorrichtung konstant.
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Günstigerweise ist zusätzlich zu dem physischen Verlagern der ersten Trocknungseinrichtungen, das insbesondere in diskreten Stufen erfolgt, auch eine Feineinstellung einer Druckbereichs-Verlaufszeit durch Verlagerung bzw. zumindest teilweise Übertragung der Trocknungsleistung zwischen den einzelnen ersten Trocknungseinrichtungen möglich. Beispielsweise wird durch Erhöhung der Leistung von mindestens einer ersten Trocknungseinrichtung und durch gleichzeitige Reduzierung der Leistung von mindestens einer weiteren ersten Trocknungseinrichtung, die bezogen auf die in der Leistung erhöhte erste Trocknungseinrichtung einen geringeren Förderabstand zu der Druckvorrichtung aufweist, die Druckbereichs-Verlaufszeit verlängert. Dies erfolgt bevorzugt bei vergleichsweise hohen Materialbahn-Fördergeschwindigkeiten. Die exakt umgekehrte Verlagerung bzw. zumindest teilsweise Übertragung der Trocknungsleistung ermöglicht hingegen eine Verkürzung der Druckbereichs-Verlaufszeit. Die Gesamt-Trocknungsgleichung der ersten Trocknungsvorrichtung bleibt vorzugsweise konstant.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 11 führt zu einer besonders wirksamen Beeinflussung des Trocknungsbeginns des mindestens einen auf die Materialbahn aufgebrachten Druckbereichs durch Änderung der wirksamen Länge der Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke. Dazu sind vorzugsweise die Druckvorrichtung und/oder die erste Trocknungsvorrichtung zumindest teilweise zueinander verlagerbar. Alternativ oder zusätzlich ist die Länge der Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke durch Verlagern von mindestens einer die bedruckte Materialbahn umlenkenden Umlenkwalze und/oder durch Ändern von mindestens einer freihängenden Bahnschlaufe der bedruckten Materialbahn beeinflussbar.
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Die zweite Trocknungsvorrichtung gemäß dem Unteranspruch 12 ist günstigerweise im Stande, eine vollständige bzw. nahezu vollständige Trocknung des mindestens einen Druckbereichs, insbesondere durch Konvektion der beaufschlagten Umluft, zu erzielen.
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Es ist zweckmäßig, wenn die zweite Trocknungsvorrichtung dampfbeheizt oder gasbefeuert ist. Insbesondere ist die zweite Trocknungsvorrichtung imstande, restliche flüssige Druckbestandteile bzw. Tintenbestsandteile aus dem mindestens einen Druckbereich zu treiben. Günstigerweise ist stromabwärts zu der zweiten Trocknungsvorrichtung eine druckseitige Umlenkung der bedruckten Materialbahn möglich, ohne dass dies zu einer Beeinträchtigung des mindestens einen Druckbereichs führt.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 14 führt zu einer zweiten Trocknungsvorrichtung, die eine äußerst hohe Trocknungsleistung hat. Die zweiten Trocknungseinrichtungen sind bezüglich einer Förderrichtung der bedruckten Materialbahn einander nachgeordnet.
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Die mindestens eine Führungsvorrichtung gemäß dem Unteranspruch 15 verhindert günstigerweise einen Verzug der bedruckten Materialbahn. Günstigerweise ist so ein freies Durchhängen der bedruckten Materialbahn besonders wirksam vermeidbar.
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Es ist von Vorteil, wenn die erste Führungseinrichtung die bedruckte Materialbahn gemäß dem Unteranspruch 16 in ihrer Förderrichtung von oben nach unten führt.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 17 führt zu einer besonders wirksamen Führung der bedruckten Materialbahn. Insbesondere ist die erste Trocknungsvorrichtung durch die gelenkig miteinander verbundenen, ersten Trocknungseinrichtungen imstande, bei ihrer Verlagerung der bedruckten Materialbahn quasi unter Beibehaltung des Abstands zu dieser zu folgen, was zu einer besonders wirksamen, stabilen, gleichmäßigen Trocknung führt.
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Durch die mindestens eine Führungsrolle gemäß dem Unteranspruch 18 ist die Bahnspannung der bedruckten Materialsbahn besonders wirksam beeinflussbar, sodass ein freies Durchhängen derselben minimierbar bzw. verhinderbar ist.
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Es ist von Vorteil, wenn mehrere Führungsrollen in der Druckbereich-Trocknungsanordnung vorhanden sind. Günstigerweise ist zwischen benachbarten Führungsrollen mindestens ein Stützelement, wie ein Stützblech, zum Stützen der bedruckten Materialbahn angeordnet.
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Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 19 ergibt eine besonders hohe Druckqualität. Hierbei wird durch eine Corona-Vorbehandlung die Oberflächenenergie der zu bedruckenden Materialbahn in bekannter Weise beeinflusst. Dies führt zunächst insbesondere zu höheren Punktzuwächsen und zu einer Vergleichmäßigung in flächigen Druckbildelementen, wobei insbesondere in Kombination mit einem veränderbaren Trocknungsbeginn durch die Möglichkeit einer schnelleren Trocknung sowohl störende Struktureffekte im Druckbild als auch die Längsstreifigkeit effizient reduzierbar sind.
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Die auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche 2 bis 19 können auch Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 20 sein.
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wellpappe-Anlage;
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2 eine Draufsicht auf die Druckvorrichtung und die Druckbereich-Trocknungsanordnung der in 1 dargestellten Wellpappe-Anlage;
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3 eine Seitenansicht der in 2 dargestellten Anordnung aus Druckvorrichtung und Druckbereich-Trocknungsanordnung, wobei sich eine erste Trocknungsvorrichtung der Druckbereich-Trocknungsanordnung in einer ersten Endstellung befindet;
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4 die in 3 dargestellte Anordnung, wobei sich die erste Trocknungsvorrichtung in einer zweiten Endstellung befindet;
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5 eine Seitenansicht, in der neben einer Druckvorrichtung eine alternative Druckbereich-Trocknungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt ist;
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6 eine Seitenansicht, in der neben einer Druckvorrichtung eine alternative Druckbereich-Trocknungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt ist;
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7 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wellpappe-Anlage gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
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8 eine Seitenansicht, die auch eine in 7 dargestellte Corona-Vorbehandlungsvorrichtung vergrößert zeigt.
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Zunächst bezugnehmend auf 1 umfasst eine Wellpappe-Anlage eine Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn.
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Der Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn sind eine erste Spleißvorrichtung 2 und eine zweite Spleißvorrichtung 3 vorgeordnet.
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Die erste Spleißvorrichtung 2 umfasst zum Abrollen einer endlichen ersten Materialbahn 4 von einer ersten Materialbahnrolle 5 eine erste Abrolleinheit 6 und zum Abrollen einer endlichen zweiten Materialbahn von einer zweiten Materialbahnrolle 7 eine zweite Abrolleinheit 8. Die endliche erste Materialbahn 4 und zweite Materialbahn werden zum Bereitstellen einer endlosen ersten Materialbahn 9 mittels einer nicht dargestellten Verbinde- und Schneideeinheit der ersten Spleißvorrichtung 2 miteinander verbunden.
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Die zweite Spleißvorrichtung 3 ist entsprechend der ersten Spleißvorrichtung 2 ausgebildet. Diese hat zum Abrollen einer endlichen dritten Materialbahn 10 von einer dritten Materialbahnrolle 11 eine dritte Abrolleinheit 12 und zum Abrollen einer endlichen vierten Materialbahn von einer vierten Materialbahnrolle 13 eine vierte Abrolleinheit 14. Die endliche dritte Materialbahn 10 und vierte Materialbahn werden zum Bereitstellen einer endlosen zweiten Materialbahn 15 mittels einer nicht dargestellten Verbinde- und Schneideeinheit der zweiten Spleißvorrichtung 3 miteinander verbunden.
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Die endlose erste Materialbahn 9 wird über eine Heizrolle 16 und eine erste Umlenkrolle 17 der Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn zugeführt, während die endlose zweite Materialbahn 15 über eine zweite Umlenkrolle 18 der Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn zugeführt wird.
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Die Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn umfasst zum Erzeugen einer eine Wellung aufweisenden, endlosen Wellbahn 19 aus der endlosen zweiten Materialbahn 15 eine drehbar gelagerte erste Riffelwalze 20 und eine drehbar gelagerte zweite Riffelwalze 21. Die Riffelwalzen 20, 21 bilden zum Durchführen und Riffeln der endlosen zweiten Materialbahn 15 einen Walzenspalt aus, wobei Drehachsen der beiden Riffelwalzen 20, 21 parallel zueinander verlaufen. Die Riffelwalzen 20, 21 bilden zusammen eine Riffeleinrichtung.
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Zum Verbinden der endlosen Wellbahn 19 mit der ersten endlosen Materialbahn 9 zu einer einseitig kaschierten Wellpappebahn 22 weist die Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn eine Leimauftragseinrichtung 23 auf, die eine Leimdosierungswalze 24, einen Leimbehälter (nicht dargestellt) und eine Leimauftragswalze 25 umfasst. Zum Durchführen und Beleimen der endlosen Wellbahn 19 bildet die Leimauftragswalze 25 mit der ersten Riffelwalze 20 einen Spalt aus. Der sich in dem Leimbehälter befindende Leim wird über die Leimauftragswalze 24 auf Spitzen der Wellung der endlosen Wellbahn 19 aufgetragen. Die Leimdosierungswalze 24 liegt gegen die Leimauftragswalze 25 an und dient zum Ausbilden einer gleichmäßigen Leimschicht auf der Leimauftragswalze 25.
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Die endlose erste Materialbahn 9 wird anschließend mit der mit Leim aus dem Leimbehälter versehenen, endlosen Wellbahn 19 in der Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn 22 zusammengefügt.
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Zum Anpressen der endlosen ersten Materialbahn 9 gegen die mit Leim versehene endlose Wellbahn 19, die wiederum bereichsweise an der ersten Riffelwalze 20 anliegt, hat die Anordnung 1 zur Herstellung einer einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn ein Anpressmodul 26. Das Anpressmodul 26 ist günstigerweise als Anpressbandmodul ausgeführt. Es ist oberhalb der ersten Riffelwalze 20 angeordnet. Das Anpressmodul 26 hat zwei Umlenkwalzen 27 sowie ein endloses Anpressband 28, das um die Umlenkwalzen 27 herumgeführt ist. Die erste Riffelwalze 20 greift in einen zwischen den Umlenkwalzen 27 vorliegenden Raum bereichsweise ein, wodurch das Anpressband 28 durch die erste Riffelwalze 20 umgelenkt wird. Das Anpressband 28 drückt gegen die endlose erste Materialbahn 9, die wiederum gegen die mit Leim versehene, an der ersten Riffelwalze 20 anliegende endlose Wellbahn 19 gepresst wird.
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Zum Zwischenspeichern und Puffern der einseitig kaschierten, endlosen Wellpappebahn 22 wird diese einer Speichereinrichtung 29 zugeführt, wo diese Schleifen ausbildet.
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Ferner hat die Wellpappe-Anlage eine dritte Spleißvorrichtung 30, die zum Abrollen einer endlichen fünften Materialbahn 31 von einer fünften Materialbahnrolle 32 eine fünfte Abrolleinheit 33 und zum Abrollen einer endlichen sechsten Materialbahn von einer sechsten Materialbahnrolle 34 eine sechste Abrolleinheit 35 umfasst. Die endliche fünfte Materialbahn 31 und sechste Materialbahn werden zum Bereitstellen einer endlosen dritten Materialbahn 36 mittels einer nicht dargestellten Verbinde- und Schneideinheit der dritten Spleißvorrichtung 30 miteinander verbunden. Die endlose dritte Materialbahn 36 bildet bei der zu erzeugenden, fertigen Wellpappebahn eine äußere Deckbahn.
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Die endlose dritte Materialbahn 36 wird mittels einer Fördervorrichtung entlang einer Materialbahn-Förderstrecke 44 in einer Förderrichtung 48 gefördert. Die Fördervorrichtung ist beispielsweise durch mindestens eine Walze, Rolle, eine Bandanordnung oder dergleichen gebildet, die vorzugsweise angetrieben ist.
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Bezogen auf die Förderrichtung 48 der endlosen dritten Materialbahn 36 ist stromabwärts zu der dritten Spleißvorrichtung 30 eine Digitaldruckvorrichtung 37 angeordnet. Die endlose dritte Materialbahn 36 wird über Umlenkrollen 38 der Digitaldruckvorrichtung 37 zugeführt. In der Digitaldruckvorrichtung 37 wird die endlose dritte Materialbahn 36 unter Bildung von mindestens einem Druckbereich auf ihrer Außenseite 39 bedruckt, die auch später eine Außenseite der zu erzeugenden bzw. fertigen Wellpappebahn bildet.
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Bezogen auf die Förderrichtung 48 der endlosen dritten Materialbahn 36 ist stromabwärts zu der Digitaldruckvorrichtung 37 eine Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 angeordnet, die im Detail in den 2 bis 4 dargestellt ist. Die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 ist benachbart zu der Digitaldruckvorrichtung 37 angeordnet. Die auf der Außenseite 39 bedruckte, endlose dritte Materialbahn 36 wird der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 zum Trocknen deren mindestens einen Druckbereichs zugeführt.
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Die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 hat einen Eingang 41 und einen Ausgang 42, der stromabwärts zu dem Eingang 41 angeordnet ist.
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Die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 weist eine benachbart zu dem Eingang 41 angeordnete Vortrocknungsvorrichtung 45 und eine stromabwärts zu der Vortrocknungsvorrichtung 45 angeordnete Trocknungsvorrichtung 46 auf.
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Zwischen der Vortrocknungsvorrichtung 45 und der Digitaldruckvorrichtung 37 liegt eine Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke 43 vor, die Teil einer Materialbahn-Förderstrecke 44 der endlosen dritten Materialbahn 36 ist.
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Die Vortrocknungsvorrichtung 45 umfasst mehrere, günstigerweise zwischen zwei und zehn, bevorzugter zwischen drei und sieben, Vortrocknungseinrichtungen 47, die sich senkrecht zu der Förderrichtung 48 der benachbarten endlosen dritten Materialbahn 36 erstrecken und in der Förderrichtung 48 benachbart zueinander angeordnet sind. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind fünf Vortrocknungseinrichtungen 47 vorhanden. Jede Vortrocknungseinrichtung 47 erstreckt sich senkrecht zu der Förderrichtung 48 zumindest über den mindestens einen Druckbereich, bevorzugt über die gesamte Breite der endlosen dritten Materialbahn 36. Die Vortrocknungseinrichtungen 47 sind dem mindestens einen Druckbereich bzw. der Außenseite 39 der endlosen dritten Materialbahn 36 zugewandt und benachbart dazu angeordnet. Sie sind oberhalb der endlosen dritten Materialbahn 36 angeordnet. Die einzelnen Vortrocknungseinrichtungen 47 sind günstigerweise über Gelenke 49 gelenkig miteinander verbunden, deren Gelenkachsen senkrecht zu der Förderrichtung 48 verlaufen.
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Jede Vortrocknungseinrichtung 47 trägt ferner einen Zuluftstutzen 50a und Abluftstutzen 50b. Jede Vortrocknungseinrichtung 47 ist als Infrarot(IR)-Strahlereinrichtung zur Aussendung von Infrarotstrahlung ausgebildet.
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Ferner hat die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 eine Führungsvorrichtung 51 zum Führen der endlosen dritten Materialbahn 36 innerhalb der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40. Die Führungsvorrichtung 51 wiederum hat eine stromaufwärtige, erste Führungseinrichtung 52, die durch mehrere erste Führungsrollen 53 gebildet ist. Die ersten Führungsrollen 53 erstrecken sich parallel zueinander und verlaufen senkrecht zu der Förderrichtung 48. Sie sind unterhalb der endlosen dritten Materialbahn 36 angeordnet. Die ersten Führungsrollen 53 sind in unterschiedlichen Höhen zu einem Boden bzw. Untergrund angeordnet. Ausgehend von dem Eingang 41 verliert die endlose dritte Materialbahn 36 bei ihrer Förderung in der ersten Führungseinrichtung 52 in der Förderrichtung 48 an Höhe. Die erste Führungseinrichtung 52 führt die endlose dritte Materialbahn 36 somit von dem Eingang 41 nach schräg unten. Insbesondere beschreibt die endlose dritte Materialbahn 36 bezüglich einer imaginären Schräge 54, die durch die Enden der ersten Führungseinrichtung 52 geht, eine konvexe Führungsbahn. Alternativ liegt beispielsweise eine konkave Führungsbahn vor. Alternativ liegen in der ersten Führungseinrichtung 52 schräge, diskrete Führungsbereiche mit unterschiedlichen Neigungen gegenüber einer Horizontalen vor. Demnach haben auch die Vortrocknungseinrichtungen 47 diskrete Lagen, wobei der Abstand zur endlosen dritten Materialbahn 36 jeweils günstigerweise gleich ist.
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Die Vortrocknungsvorrichtung 45 ist, günstigerweise in ihrer Gesamtheit, entlang der, vorzugsweise im Wesentlichen entlang der gesamten, ersten Führungseinrichtung 52 in und entgegen der Förderrichtung 48 geführt verlagerbar. Dafür ist ein entsprechender Antrieb 94, Motor oder dergleichen vorhanden. Günstigerweise ist die Vortrocknungsvorrichtung 45 dazu schlittenartig ausgestaltet.
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Die Trocknungsvorrichtung 46 wiederum hat mehrere Trocknungseinrichtungen 55, die sich parallel zueinander erstrecken und senkrecht zu der Förderrichtung 48 verlaufen. Jede Trocknungseinrichtung 55 ist als Heißluft-Trocknungseinrichtung zum Erzeugen und Abgeben von Heißluft ausgestaltet.
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Die Führungsvorrichtung 51 hat eine zweite Führungseinrichtung 57, die sich stromabwärts an die erste Führungseinrichtung 52 anschließt. Die zweite Führungseinrichtung 57 ist durch mehrere zweite Führungsrollen 58 gebildet, die parallel zueinander und senkrecht zu der Förderrichtung 48 verlaufen. Die zweiten Führungsrollen 58 sind derart angeordnet, dass dort die endlose dritte Materialbahn 36 im Wesentlichen horizontal verläuft. Genauer betrachtet verläuft dort die endlose dritte Materialbahn 36 gegenüber einer Horizontalen 59, die durch die Enden der zweiten Führungseinrichtung 47 geht, konvex. Dies wird insbesondere durch die zweiten Führungsrollen 58 erreicht. Benachbarte zweite Führungsrollen 58 spannen jeweils gerade Führungsbereiche auf.
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Die Trocknungseinrichtungen 55 sind mit im Wesentlichen konstantem Abstand zu der dort verlaufenden endlosen dritten Materialbahn 36 angeordnet, sodass diese insgesamt auch einen konvex gekrümmten Verlauf zeigt.
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Zwischen den Führungseinrichtungen 52, 57 liegt somit ein Winkel w vor, der zwischen 20° und 60°, bevorzugt zwischen 30° und 50°, liegt.
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Nachfolgend wird die Funktion der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 bei ihrem Trocknungsvorgang näher beschrieben.
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Die endlose dritte, mit mindestens einem Druckbereich bedruckte Materialbahn 36 tritt über den Eingang 41 in die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 ein. Der mindestens eine Druckbereich ist noch feucht. Bis zu dem Eingang 41 ist der mindestens eine Druckbereich im Wesentlichen ungetrocknet.
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Gemäß 3 ist die Vortrocknungsvorrichtung 45 benachbart zu dem Eingang 41 angeordnet, sodass die zwischen der Digitaldruckvorrichtung 37 und der Vortrocknungsvorrichtung 45 vorliegende Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke 43 bzw. eine Förderstrecke ohne aktive Trocknung minimal ist.
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Die endlose dritte Materialbahn 36 liegt in der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 oben auf den ersten Führungsrollen 53 auf, sodass die erste Führungseinrichtung 52 die endlose dritte, bedruckte Materialbahn 36 führt. Die endlose dritte Materialbahn 36 wird unterhalb der Vortrocknungseinrichtungen 47 an diesen vorbei geführt, die gegenüberliegend zu den Führungsrollen 53 und benachbart zu der endlosen dritten Materialbahn 36 angeordnet sind.
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Die Vortrocknungseinrichtungen 47 senden Infrarotstrahlung aus. Jede Vortrocknungseinrichtung 47 umfasst günstigerweise mindestens eine Infrarotstrahlungsquelle (nicht dargestellt), die sich senkrecht zu der Förderrichtung 48 der benachbarten endlosen dritten Materialbahn 36 erstreckt bzw. senkrecht zu dieser ausgerichtet ist. Die Infrarotstrahlungsquellen sind insbesondere als Strahler bzw. Lampe ausgeführt. Die ausgesendete Infrarotstrahlung tritt auf den mindestens einen Druckbereich bzw. die Außenseite 39 der endlosen dritten Materialbahn 36 treffen. Dabei steigt die Temperatur der endlosen dritten Materialbahn 36 bzw. des mindestens einen Druckbereichs auf 60°C bis 120°C an. Die dadurch erreichte thermische Trocknung und die damit verbundene Entfeuchtung des mindestens einen Druckbereichs führt zu einem sprunghaften Anstieg der Farbviskosität des mindestens einen Druckbereichs. Eine übermäßige Tonwertzunahme oder ein übermäßiger Punktzuwachs bzw. ein übermäßiges Fließen der mindestens einen Farbe des mindestens einen Druckbereichs wird dadurch unterbunden. Durch, durch die Zuluftstutzen 50a und Abluftstutzen 50b geführte Luft werden die Vortrocknungseinrichtungen 47 im Betrieb wirksam gekühlt. Die Abluft mit hoher Luftfeuchte wird durch, den durch ein Gebläse erzeugten Unterdruck aus dem Trocknungsbereich stetig heraus abtransportiert, was eine störende Kondensatbildung an kühleren Trocknungselementen unterbindet.
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Anschließend erfolgt in der Trocknungsvorrichtung 46 eine Volltrocknung des mindestens einen Druckbereichs bzw. der Druckfarbe. Die endlose dritte Materialbahn 36 wird zwischen der Trocknungseinrichtungen 55 und den zweiten Führungsrollen 58 geführt. Sie wird an den Trocknungseinrichtungen 55 oberhalb derselben und benachbart zu diesen vorbei geführt.
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Heißluft wird dabei von den Trocknungseinrichtungen 55 von unten auf die Außenseite 39 bzw. den mindestens einen Druckbereich geführt. Die Trocknung erfolgt dabei durch Konvektion der beaufschlagten Umluft, die eine Temperatur zwischen 80°C und 150°C einnimmt. Die restlichen flüssigen Tintenbestandteile werden dabei aus dem mindestens einen Druckbereich bzw. der Farbschicht getrieben. Die Konvektionswirkung wird günstigerweise durch hohe Heißluftgeschwindigkeiten größer 30 m/s, idealerweise größer 50 m/s, verstärkt. Anschließend verlässt die endlose dritte Materialbahn 36 über den Ausgang 42 getrocknet die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40. Jeder Trocknungseinrichtung 55 ist mindestens ein Zuluftstutzen 62a und Abluftstutzen 62b zugeordnet, um die Heißluft der Trocknungseinrichtungen 55 zu- und abzuführen.
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In Abhängigkeit der Materialbahn-Fördergeschwindigkeit der endlosen dritten Materialbahn 36 werden die Vortrocknungseinrichtungen 47 zusammen als Einheit in bzw. entgegen der Förderrichtung 48 geführt verlagert.
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Zum Verlängern der Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke 43 bzw. zum Verzögern des Trocknungsbeginns der bedruckten endlosen dritten Materialbahn 36 wird die Vortrocknungsvorrichtung 45 von einer ersten, zu dem Eingang 41 benachbarten Endstellung, die in 3 gezeigt ist, aus weg im Wesentlichen entlang der endlosen dritten Materialbahn 36 verlagert.
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Aufgrund der gelenkigen Verbindung der einzelnen Vortrocknungseinrichtungen 47 miteinander ist die Vortrocknungsvorrichtung 45 äußerst flexibel und so imstande, bei ihrer Verlagerung einer gekrümmten Bahn zu folgen, die im Wesentlichen dem Verlauf der benachbarten endlosen dritten Materialbahn 36 entspricht.
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In 4 ist die zweite Endstellung der Vortrocknungsvorrichtung 45 gezeigt. Die Vortrocknungsvorrichtung 45 ist von dem Eingang 41 weg verfahren bzw. zu diesem beabstandet angeordnet. Die Vortrocknungsvorrichtung 45 ist benachbart zu der Trocknungsvorrichtung 46 angeordnet. Die Vortrocknungsvorrichtung 45 ist imstande auch Zwischenstellungen zwischen den Endstellungen einzunehmen.
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Insbesondere wird die Vortrocknungsvorrichtung 45 von dem Eingang 41 in Richtung auf die Trocknungsvorrichtung 46 weg verfahren, wenn die endlose dritte Materialbahn 36 mit erhöhter Fördergeschwindigkeit in der Förderrichtung 48 gefördert wird. Insbesondere wird die Vortrocknungsvorrichtung 45 so verfahren, dass die Förderzeit zwischen der Druckvorrichtung 37 und der Vortrocknungsvorrichtung 45 der endlosen dritten Materialbahn 36 bei gleicher Materialbahn und Bedruckung immer gleich ist.
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Die Materialbahn-Fördergeschwindigkeit der endlosen dritten Materialbahn 36 wird entsprechend in einer Informations-Verarbeitungsvorrichtung 95 berücksichtigt. Die Materialbahn-Fördergeschwindigkeit der endlosen dritten Materialbahn 36 ist beispielsweise über einen entsprechenden Geschwindigkeits-Messsensor erfassbar. Die Informations-Verarbeitungsvorrichtung 95 gibt Signale zur entsprechenden Verstellung der Vortrocknungsvorrichtung 45 aus.
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Umgekehrt wird die Vortrocknungsvorrichtung 45 insbesondere in Richtung auf den Eingang 41 weg von der Trocknungsvorrichtung 46 verfahren, wenn die endlose dritte Materialbahn 36 mit verzögerter Fördergeschwindigkeit in der Förderrichtung 48 gefördert wird. Insbesondere wird die Vortrocknungsvorrichtung 45 so verfahren, dass die Förderzeit zwischen der Druckvorrichtung 37 und der Vortrocknungsvorrichtung 45 der endlosen dritten Materialbahn 36 bei gleicher Materialbahn und Bedruckung immer gleich ist.
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Es ist von Vorteil, wenn die Trocknungsleistung der Vortrocknungsvorrichtung 45 außerdem zur Beeinflussung des Trocknungsbeginns des mindestens einen Druckbereichs beeinflussbar ist. Wenn die endlose dritte Materialbahn 36 mit vergleichsweise erhöhter Materialbahn-Fördergeschwindigkeit gefördert wird, ist es bevorzugt, dass beispielsweise die Trocknungsleistung der benachbart zu dem Eingang 41 angeordneten Vortrocknungseinrichtung 47 zumindest reduziert wird. Günstigerweise wird die verminderte Trocknungsleistung dieser Vortrocknungseinrichtung 47 durch die nachfolgenden Vortrocknungseinrichtungen 47 kompensiert. Wenn die endlose dritte Materialbahn 36 mit vergleichsweise reduzierter Materialbahn-Fördergeschwindigkeit gefördert wird, ist es bevorzugt, dass beispielsweise die Trocknungsleistung der benachbart zu dem Eingang 41 angeordneten Vortrocknungseinrichtung 47 erhöht wird. Günstigerweise wird die erhöhte Trocknungsleistung dieser Vortrocknungseinrichtung 47 durch die nachfolgenden Vortrocknungseinrichtungen 47 kompensiert.
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Stromabwärts zu der Speichereinrichtung 29 und der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 befindet sich eine Vorheizvorrichtung 66, die zwei übereinander angeordnete Vorheizwalzen 67 umfasst. Der Vorheizvorrichtung 66 werden die erste einseitig kaschierte Wellpappebahn 22 und die endlose dritte bedruckte und getrocknete Materialbahn 36 zugeführt, die beide teilweise die jeweilige Vorheizwalze 67 umschlingen.
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Stromabwärts zu der Vorheizvorrichtung 66 ist ein Leimwerk 68 mit einer Beleimungswalze 69 angeordnet, die teilweise in ein Leimbad eingetaucht ist. Die einseitig kaschierte Wellpappebahn 22 befindet sich in Kontakt mit der Beleimungswalze 69 und wird so mit Leim aus dem Leimbad versehen.
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Stromabwärts zu dem Leimwerk 68 ist eine Heiz-Andrück-Vorrichtung 70 angeordnet, die einen horizontal verlaufenden Heiztisch 71 mit Heizplatten 72 umfasst. Benachbart zu dem Heiztisch 71 ist ein über Führungswalzen 73 geführter Andrückgurt 74 angeordnet. Zwischen den Andrückgurt 74 und dem Heiztisch 71 ist ein Andrückspalt ausgebildet, durch den die einseitig kaschierte, beleimte Wellpappebahn 22 und die endlose dritte, bedruckte Materialbahn 36 geführt sind. Stromabwärts zu der Heiz-Andrück-Vorrichtung 70 liegt eine zweiseitig kaschierte, endlose Wellpappebahn 75 vor, die außenseitig bedruckt ist.
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Stromabwärts zu der Heiz-Andrück-Vorrichtung 70 sind eine Rillvorrichtung 76 und eine Längsschneidevorrichtung 77 angeordnet. Die Rillvorrichtung 76 und die Längsschneidevorrichtung 77 sind integriert als Längsschneide-/Rillvorrichtung 77, 76 ausgebildet. Die Rillvorrichtung 76 weist eine erste Rilleinheit 78 und eine zweite Rilleinheit 79 auf. Die Rilleinheiten 78, 79 haben jeweils zwei Werkzeugbetten, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der Wellpappebahn 75 angeordnet sind. Die Werkzeugbetten sind verschwenkbar, sodass Rillwerkzeuge einzeln mit der Wellpappebahn 75 zum Rillen derselben in Eingriff bringbar sind.
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Die Längsschneidevorrichtung 77 weist eine erste Längsschneideeinheit 80 und eine zweite Längsschneideeinheit 81 auf. Zum Längsschneiden der Wellpappebahn 75 umfassen die Längsschneideeinheiten 80, 81 Schneidwerkzeuge, die an Werkzeugträgern angeordnet sind und einzeln mit der Wellpappebahn 75 schneidend in Eingriff bringbar und einzeln quer zu der Förderrichtung 48 verlagerbar sind. Die Längsschneidevorrichtung 77 dient zum Längsschneiden der Wellpappebahn 75 in mehrere Teil-Wellpappebahnen 82, 83, 84.
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Der Längsschneidevorrichtung 77 ist eine Querschneidevorrichtung 85 nachgeordnet. Die Querschneidevorrichtung 85 weist eine drehantreibbare Messerbalkenwalze 86 auf, die sich über die gesamte Bahnbreite erstreckt. Gegenüberliegend zu der Messerbalkenwalze 86 sind mehrere Auflageeinheiten 87 senkrecht zu der Förderrichtung 48 nebeneinander angeordnet. Die Auflageeinheiten 87 sind jeweils mit einer Kolben-Zylinder-Einheit verbunden, sodass die Auflageeinheiten 87 entlang der Förderrichtung 48 einzeln verlagerbar sind. Die Querschneidevorrichtung 85 dient zum teilweisen Querschneiden der Wellpappebahn 75 bei einem Formatwechsel.
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Der Querschneidevorrichtung 85 ist eine Weiche 88 nachgeordnet, die zur Aufteilung der Teil-Wellpappebahnen 82, 83, 84 in drei Ebenen dient.
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Der Weiche 88 sind weitere Querschneidevorrichtungen 89 zum Querschneiden der Teil-Wellpappebahnen 82, 83, 84 zu Wellpappebögen 90 nachgeordnet.
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Die bedruckten, einzelnen Wellpappebögen 90 werden in Stapelvorrichtungen 91, 92 bzw. 93 aufeinander gestapelt.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 eine zweite Ausführungsform der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 beschrieben. Auf die vorherige Ausführungsform wird verwiesen. Konstruktiv identische Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei der vorherigen Ausführungsform, auf deren Beschreibung verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten „a“.
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Die Druckbereich-Trocknungsanordnung 40a hat im Gegensatz zu der vorherigen Ausführungsform eine erste Führungseinrichtung 52a mit Führungsrollen 53. Endlose Führungsmittel 60, wie Bänder, Riemen, Ketten oder dergleichen, sind jeweils um zwei benachbart zueinander angeordnete Führungsrollen 53 geführt. Es ist von Vorteil, wenn mindestens eine der Führungsrollen 53 antreibbar und/oder abbremsbar ist. Es ist zweckmäßig, wenn die Führungsrollen 53 direkt oder indirekt miteinander über die Führungsmittel 60 synchronisiert sind, so dass die Führungsrollen 53 mitlaufen und schlupffrei sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Führungsrollen 53 aktiv über Antriebseinheiten antreibbar. Die Führungsmittel 60 werden vorzugsweise so angetrieben und/oder abgebremst, dass zumindest in der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40a ein Durchhängen der endlosen dritten Materialbahn 36 unterbleibt. En Bahnverzug ist so minimierbar. Günstigerweise ist zwischen jeder Führungseinheit außerdem ein Stützblech (nicht dargestellt) angeordnet, das dort für eine weitere Unterstützung der endlosen dritten bedruckten Materialbahn 36 sorgt.
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Aus 5 geht auch die gelenkige Verbindung der Vortrocknungseinrichtungen 47 über die Gelenke 49 besonders gut hervor. Die Vortrocknungseinrichtungen 47 sind über untere Verbindungsstangen 61 miteinander gekoppelt, die sich in der Förderrichtung 48 der benachbarten endlosen dritten Materialbahn 36 erstrecken. Die Verbindungsstangen 61 sind jeweils benachbart zu der endlosen dritten Materialbahn 36 an die jeweilige Vortrocknungseinrichtung 47 mittig bezogen auf deren Erstreckung längs der Förderrichtung 48 angeschlossen. Die Gelenkachsen verlaufen senkrecht zu der Förderichtung 48. Oberhalb der Verbindungsstangen 61 trägt jede Vortrocknungseinrichtung 47 mindestens zwei Laufrollen 56, die auf einer dem ungeraden Verlauf der benachbarten endlosen dritten Materialbahn 36 folgenden, ungeraden Laufbahn 56a abrollen.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 6 eine dritte Ausführungsform der Druckbereich-Trocknungsanordnung 40 beschrieben. Identische Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten „b“.
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Im Gegensatz zu der vorherigen Ausführungsform ist die gesamte Druckbereich-Trocknungsanordnung 40b derart verfahrbar, dass die Materialbahn-Zwischen-Förderstrecke 43 verändert wird. Die Vortrocknungsvorrichtung 45b ist dabei vorzugsweise relativ zu der Trocknungsvorrichtung 46b unbeweglich. Vorzugsweise sind die Vortrocknungsvorrichtung 45b und die Trocknungsvorrichtung 46b zu einer Einheit zusammengefasst und erstrecken sich günstigerweise über die gesamte Länge der ersten Führungseinrichtung 52.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7 eine weitere Ausführungsform der Wellpappe-Anlage beschrieben.
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Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist benachbart zu der Digitaldruckvorrichtung 37 und stromaufwärts zu dieser eine Corona-Vorbehandlungsvorrichtung 63 angeordnet. Die Corona-Vorbehandlungsvorrichtung 63, die in 8 im Detail gezeigt ist, umfasst eine Corona-Trägerwalze 64 und mindestens eine benachbart zu dieser angeordnete Elektrode 65. Um die Corona-Trägerwalze 64 wird die endlose dritte Materialbahn 36 geführt. Die endlose dritte Materialbahn 36 läuft dabei durch einen Spalt, der durch die Corona-Trägerwalze 64 und die mindestens eine Elektrode 65 gebildet ist.
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Durch die Corona-Vorbehandlungsvorrichtung 63 wird die zu bedruckende Außenseite 39 der endlosen dritten Materialbahn 36 einer elektrischen Coronaentladung ausgesetzt, was zu einer Oxidation deren Oberfläche führt. Dies erfolgt insbesondere bei einer behandelten endlosen dritten Materialbahn 36. Dies ergibt höhere Punktzuwächse bei einem Farbauftrag bzw. bei einem Bedrucken. Die Haftung der Druckfarbe wird so zusätzlich verbessert.
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Kombinationen der einzelnen Ausführungsformen untereinander sind möglich.
