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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Behandeln der Mantelflächen von Druckzylindern
von Druckmaschinen gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Die Mantelflächen der Druckzylinder in Druckmaschinen
treten während
des Druckprozesses mit bedruckten Bogen in Kontakt. Die Gefahr der Verschmutzung
durch Druckfarbe besteht insbesondere bei der Herstellung von beidseitig
bedruckten Druckbogen. Diese werden, nachdem der Druckprozess auf
der Schöndruckseite
abgeschlossen ist, gewendet und den nachfolgend angeordneten Druckwerken
zugeführt,
wobei die bereits bedruckte Seite der Druckbogen der Mantelfläche des
Druckzylinders zugewandt ist.
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Insbesondere in den der Bogenwendeeinrichtung
nachgeordneten Druckwerken besteht durch den im Druckspalt herrschenden
Druck die Gefahr, dass sich Druckfarbe auf den Druckzylindern aufbaut und
auf Folgedruckbogen ablagert, was zu Qualitätseinbußen führt. Infolge der fortgesetzten
Kontakte mit den Druckbogen werden die Mantelflächen der Druckzylinder zudem
abgenutzt, was ebenfalls die Druckqualität beeinflusst.
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Es ist allgemein bekannt, auf Druckzylindern aufgeraute
Folien mit farbabweisenden Eigenschaften anzuordnen. Eine derartige
Folie ist in der
DE
12 58 873 A1 beschrieben. Aus der
DE 101 15 876 A1 ist eine
Druckmaschine bekannt, deren bogenführende Zylinder mit Folien
bespannt werden, die mit einer Titanoxid oder Zinkoxid enthaltenden,
farbabweisenden Beschichtung versehen sind. Zur Aktivierung bzw.
Auffrischung der farbabweisenden Eigenschaften der Beschichtung
wird diese in bestimmten zeitlichen Abständen mit UV-Licht bestrahlt.
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Nachteilig ist an diesen Lösungen,
dass die Folien zur Aufrechterhaltung der farbabweisenden Eigenschaften
und damit zur Gewährleistung
guter Druckqualität
nach einer vorbestimmten Benutzungsdauer ausgetauscht werden müssen.
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Es ist nach der
DE 199 48 311 A1 ferner
die Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung mit niedriger
Oberflächenenergie
für Teile
einer Druckmaschine bekannt. Die mit der Beschichtungszusammensetzung
erzeugte Oberfläche
nutzt sich jedoch während
des Betriebs der Maschine schnell ab.
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Gemäß der Druckschrift
DE OS 21 27 021 soll das
Ablegen von Farbe und der Farbaufbau auf den Zylindermantel durch
das Auftragen einer Wasserschicht vermieden werden. Das Wasser wirkt
dabei als Trennmittel. Zur Erzeugung der Wasserschicht wird dem
Druckzylindermantel gezielt mit Wasserdampf angereicherte Luft zugeführt.
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Die
DE
43 20 069 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Reparatur von Zylindern von Druckmaschinen durch thermische
Spritzbeschichtung. Die Vorrichtung wird in die Druckmaschine eingebaut,
wenn die Oberfläche
des betreffenden Zylinders verschlissen und reparaturbedürftig ist.
Bei der Durchführung
des Verfahrens wird ein Teil des Zylindermantels abgetragen und
nach den Arbeitsgängen Strahlen
und Erwärmen
thermisch spritzbeschichtet, woran sich das Glätten und Versiegeln der aufgebrachten
Schicht anschließt.
Die Beschichtung des Zylinders erweist sich als aufwändig. Durch
die verfahrenstechnisch bedingten hohen Prozesstemperaturen bei
der thermischen Beschichtung ergeben sich zusätzliche Gefahren und eine hohe
Beanspruchung der anderen Maschinenkomponenten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter
Vermeidung der vorgenannten Nachteile ein Verfahren zum Behandeln
der Mantelflächen
von Druckzylindern zu schaffen, das einen dauerhaften Schutz für Druckzylinder
gegen Verschmutzung mit Druckfarbe gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem
Verfahren zum Behandeln der Mantelflächen von Druckzylindern der
eingangs genannten Art, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist,
gelöst.
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Die vorliegende Erfindung hat den
Vorteil, dass sich sehr gute farbabweisende und/oder verschleißhemmende
Eigenschaften auf den Mantelflächen
der Druckzylinder einer Druckmaschine erzeugen und über nahezu
beliebig lange Zeiträume
erhalten lassen. Dazu wird auf den Gummituchzylinder eine Beschichtungsflüssigkeit
aufgetragen, die während
einer von Druckzylinder und Gummituchzylinder ausgeführten Drehbewegung
auf den Druckzylinder übertragen
und anschließend
auf dem Druckzylinder fixiert wird. Durch das indirekte Aufbringen
wird die Schichtdicke vergleichmäßigt, was
sich vorteilhaft in Bezug auf die gewünschten Eigenschaften auswirkt.
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Die derart erzeugte Schicht unterliegt
zwar einem Verschleiß,
kann aber leicht und beliebig oft in der Druckmaschine regeneriert
werden. Der Austausch von verschlissenen Aufzügen oder das aufwändige Neubeschichten
der Zylinder durch thermisches Spritzen entfällt.
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Die vorliegende Erfindung eignet
sich besonders für
den Einsatz in Bogenrotationsdruckmaschinen mit Wendeeinrichtung,
die den Bogen im Schön- und
Widerdruck bedrucken kön nen,
findet aber auch Anwendung in reinen Schöndruckmaschinen. Die Regeneration
der Eigenschaften kann als automatisierter Prozess während einer
Druckpause durchgeführt
werden, wozu es keiner manuellen Tätigkeiten, insbesondere keiner
Montagearbeiten zum Wechseln von Aufzügen bedarf.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
bedarf es keiner zusätzlichen
Einrichtungen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, bei Vorhandensein einer Wascheinrichtung bekannter Bauart
diese zum Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit auf die Zylinderoberfläche zu verwenden. Der
Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, dass manuelle Tätigkeiten
auf ein Minimum reduziert werden, ohne dass zusätzlicher maschinenbaulicher Aufwand
entsteht.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, dass die Beschichtungsflüssigkeit leicht zu handhaben
ist und bei Raumtemperatur in flüssiger
Form vorliegt. Sie besteht im Wesentlichen aus mit organischen Zusätzen modifizierten
anorganischen Nanopartikeln, wobei die Nanopartikel in wässrigen,
alkoholischen oder daraus gemischten Lösungsmitteln gelöst sind.
Damit ist sie chemisch beständig,
wodurch die Aufbewahrung erleichtert wird.
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Die auf den Druckzylinder applizierte
Schicht kann abhängig
von der Auswahl der Nanopartikel als farbabweisende und/oder verschleißhemmende Schicht
ausgeführt
werden. Die Fixierung der Schicht erfolgt in einfachster Weise durch
Trocknung oder je nach Ausführung
der Beschichtung durch Bestrahlung mit UV-Licht.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die nachfolgende
Erfindung näher
erläutert
werden. Die einzige Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung
die Seitenansicht einer Druckmaschine.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer
Druckmaschine ausgeführt
werden, die in den wesentlichen Baugruppen der in der einzigen Zeichnung
dargestellten Bogendruckmaschine entspricht. Diese weist einen Anlagetisch 13 und
eine Zuführtrommel 14 auf,
mit der vereinzelte Bogen dem ersten, mehrerer hintereinander angeordneter
Druckwerke 1 zugeführt
werden. Jedes der Druckwerke 1 umfasst einen als Druckzylinder 5 ausgebildeten
bogenführenden
Zylinder, der mit einem Gummituchzylinder 2 in Kontakt
steht, dem ein Plattenzylinder 3 zugeordnet ist. Zum Transport
der Bogen zwischen den Druckwerken 1 sind Übergabetrommeln 4 angeordnet.
Alle bogenführenden
Zylinder sind in bekannter Art und Weise mit Greifersystemen ausgestattet. Eine
oder mehrere der Übergabetrommeln 4 können zudem
als Wendetrommeln ausgeführt
sein. Bei der dargestellten Druckmaschine ist in Bogenlaufrichtung
betrachtet die zweite Übergabetrommel 4 eine Wendetrommel.
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Sind die Mantelflächen der Druckzylinder 5 noch
nicht mit einer farbabweisenden Schicht versehen, oder ist eine
ursprünglich
auf den Mantelflächen vorhandene
farbabweisende und/oder verschleißhemmende Schichtabgenutzt,
wird das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt.
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Dazu wird zunächst Beschichtungsflüssigkeit
auf einem oder mehreren Gummituchzylindern 2 aufgebracht,
wobei verschiedene Varianten möglich sind.
So kann zum Aufbringen eine herkömmliche Wascheinrichtung 8 oder
eine separate Auftrageinrichtung 11, z.B. in Form eines
sich über
die Breite des Gummituchzylinders erstreckenden Sprühbalkens
verwendet werden.
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Bei Verwendung einer herkömmlichen Wascheinrichtung 8 wird
die Beschichtungsflüssigkeit
in das zur Aufnahme einer Waschflüssigkeit vorgesehene Behältnis eingefüllt und
auf gleichem Wege wie diese gefördert.
Die Wascheinrichtung 8 kann nach dem Walzen-, Bürsten- oder Tuchprinzip arbeiten,
wobei sie so eingestellt ist, dass Beschichtungsflüssigkeit
in einer vorbestimmten Schichtdicke auf dem Gummituchzylinder 2 verbleibt.
Die zum Auftrag der Beschichtungsflüssigkeit vorgesehene Wascheinrichtung 8 kann
auch derart modifiziert sein, dass sie wahlweise zum Aufbringen
der Beschichtungsflüssigkeit
oder Reinigen einsetzbar ist.
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Ebenso ist es möglich, die Beschichtungsflüssigkeit
mit einem ggf. an der Druckmaschine vorhandenen Feuchtwerk 7 auf
den Plattenzylinder 3 zu übertragen, welcher die Beschichtungsflüssigkeit
unter Ausführung
einer Drehbewegung auf den Gummituchzylinder 2 überträgt.
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Vom Gummituchzylinder 2 wird
die Beschichtungsflüssigkeit
bei auf dem Gummituchzylinder 2 angestelltem Druckzylinder 5 während einer von
Druckzylinder 5 und Gummituchzylinder 2 ausgeführten Drehbewegung
auf den Druckzylinder 5 übertragen
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Bei dieser Übertragung entsteht infolge
der im Druckspalt herrschenden Kräfteverhältnisse ein Film aus Beschichtungsflüssigkeit
auf dem Druckzylinder 5, der eine gleichmäßige Schichtdicke
aufweist.
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Als Beschichtungsflüssigkeit
wird eine wässrige
oder alkoholische Lösung
verwendet, die bei Raumtemperatur flüssig ist und mit organischen
Zusätzen
modifizierte anorganische Na nopartikel enthält. Die Nanopartikel bestehen
aus Oxiden der Elemente der II. bis V. Haupt- und Nebengruppe oder deren Gemischen,
insbesondere aus Siliziumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid
oder deren Gemischen. Als organische Zusätze sind Hydrolyseprodukte
von langkettigen Trialkoxysilanen R-Si(OR)3 und/oder
Dialkoxysilanen R-Si(OR)2, wobei R 4 bis
18 Kohlenstoffatome in Alkyl-, Aralkyl-, oder Fluoralkylresten enthält, vorgesehen.
Als besonders geeignet hat sich eine Beschichtungsflüssigkeit
erwiesen, deren nanokristalline Partikel aus einer Siliziumoxid/Aluminiumoxid-Verbindung
bestehen, die mit Fluoralkylsilanen oder fluoralkylfunktionalisierten
Polysiloxanen modifiziert ist. Die Beschichtungsflüssigkeit
kann weiterhin einen Photoinitiator enthalten, der in bekannter
Weise auf ein bestimmtes Teilspektrum elektromagnetischer Strahlung,
insbesondere UV-Licht, reagiert und den Fixierungsprozess eingeleitet.
Die unter Verwendung einer derartigen Beschichtungsflüssigkeit
auf den bogenführenden
Zylindern erzeugte Beschichtung wirkt stark farbabweisend, so dass
ein bogenführender
Zylinder gegen Verschmutzung mit Druckfarbe geschützt ist.
Abhängig
von der Zusammensetzung der Beschichtungsflüssigkeit können alternativ oder zusätzlich zu den
farbabweisenden Eigenschaften auch verschleißhemmende Eigenschaften eingestellt
werden.
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Nach dem Übertragen der Beschichtungsflüssigkeit
auf die Oberfläche
des Druckzylinders 5 wird die Beschichtungsflüssigkeit
fixiert. Das kann in einfacher Weise durch Wärmebehandlung in Form einer
Trocknung oder abhängig
von der Zusammensetzung der Beschichtungsflüssigkeit durch Bestrahlung
mit UV-Licht oder einer anderen geeigneten Strahlungsquelle erfolgen.
Damit werden Vernetzungsreaktionen ausgelöst, über die die in der Beschichtungsflüssigkeit
enthaltenen Molekülen
irreversibel miteinander verbunden werden.
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Zur Trocknung sind Temperaturen im
Bereich zwischen 15 und 100°C
vorgesehen. Um diese zu erreichen, sind den Druckzylindern 5 Trocknungseinrichtungen 12 zugeordnet.
Auch bei den bei Raumtemperatur fixierbaren Beschichtungsflüssigkeiten
erweist sich der Einsatz derartiger Trocknungseinrichtungen 12 zur
Verkürzung
des Trocknungsprozesses als vorteilhaft. Die Trocknungseinrichtungen 12 arbeiten
mit Heißluft
oder IR-Strahlung. Anstelle der Trocknungseinrichtungen 12 können auch
UV-Strahler vorgesehen sein.
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Die auf dem Gummituchzylinder 2 verbliebene
Beschichtungsflüssigkeit
wird vor Beginn des Druckprozesses und bevor es antrocknet entfernt. Dazu
wird der Gummituchzylinder 2 vom Druckzylinder 5 abgestellt
und gewaschen. Das kann manuell oder unter Verwendung einer Wascheinrichtung
erfolgen.
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Vor dem Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit
muss sichergestellt werden, dass die Oberfläche der Druckzylinder 5 frei
von Verschmutzungen ist. Ist das nicht der Fall, geht dem Beschichtungsvorgang
ein Reinigungsvorgang voraus, zu dessen Durchführung eine separate Wascheinrichtung 5 oder
eine Wascheinrichtung 5 die wahlweise dem Gummituchzylinder 2,
dem Plattenzylinder 3 oder dem Druckzylinder 5 zuordenbar
ist, vorgesehen sein kann. Dazu ist die Wascheinrichtung 5 so
angeordnet, dass sie eine Schwenkbewegung 9 ausführen kann.
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- 1
- Druckwerk
- 2
- Gummituchzylinder
- 3
- Plattenzylinder
- 4
- Übergabetrommel
- 5
- Druckzylinder
- 6
- Farbwerk
- 7
- Feuchtwerk
- 8
- Wascheinrichtung
- 9
- Schwenkbewegung
- 10
- Tuch
- 11
- Auftrageinrichtung
- 12
- Trocknungseinrichtung
- 13
- Anlagetisch
- 14
- Zuführtrommel