DE1293163B

DE1293163B - Vorrichtung zum Trocknen von Druckfarbe

Info

Publication number: DE1293163B
Application number: DEB85082A
Authority: DE
Inventors: Steele Nelson Miles; Lake Charles Rodman
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1964-12-31
Filing date: 1965-12-21
Publication date: 1969-04-24
Also published as: SE302774B; US3318018A; FR1488233A; GB1120585A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Druckfarbe auf einem bahnförmigen Druckgut, insbesondere einer Papierbahn, mit einer auf eine Heizzone folgenden Kühlzone, in der mittels Gebläse Kühlluft auf das Druckgut gerichtet und die verbrauchte Luft abgeführt wird.
In dem Bestreben, maschinelle Druckverfahren zu beschleunigen, ist man an Grenzen gestoßen, die sich aus der zum Trocknen der Druckfarbe auf dem Druckgut erforderlichen Zeitdauer ergeben. Zur Trocknung von Druckfarbe ist es bekannt, bahnförmiges Druckgut einen Trockentunnel durchlaufen zu lassen, in dem brennendes Gas in direkter Flamme die Oberfläche des Druckgutes bestreicht. Dadurch können die erst bei ziemlich hoher Temperatur verdampfenden Farblösungsmittel ausgetrieben werden. Gleichzeitig, jedoch schon bei wesentlich niedrigeren Temperaturen verflüssigen sich bzw. erweichen die in der Druckfarbe enthaltenen Bindemittel und Pigmente. Die Verdampfungstemperatur von z. B. als Lösungsmittel dienenden aliphatischen Ölen liegt zwischen 225° und 310° C, während Bindemittel und Pigmente im Bereich zwischen 90° und 165° C erweichen oder flüssig werden. Wegen der relativ hohen Verdampfungstemperatur der Bindemittel entstehen insbesondere beim Mehrfarbendruckverfahren insofern beträchtliche Schwierigkeiten, als jede nachfolgende Druckstufe erst dann beginnen kann, wenn die Druckfarbe der vorangehenden Druckstufe vollständig erhärtet bzw. getrocknet ist.
Nachdem die Druckfarbe auf dem Druckgut zum Austreiben des Lösungsmittels ausreichend erhitzt worden ist, muß sie zum Erhärten der gleichzeitig erweichten Harze schnellstmöglich gekühlt werden, wozu man bei bekannten Vorrichtungen Kühlzylinder verwendet, die beispielsweise mit Wasser gespeist werden. Die Anwendung von wirksamen, ausreichenden großen Kühlzylindern ist wegen der notwendigen Mehrfachanordnung beim Mehrfarbendruck kostspielig und beansprucht viel Platz.
Die Farbtrocknung geht um so wirksamer vor sich, je schneller die Lösungsmittel verdampft werden, so daß man bestrebt ist, die Wärmezufuhr so schnell und so stark durchzuführen, wie dies mit Rücksicht auf das Druckgut noch zulässig ist. Dabei läßt es sich nicht vermeiden, daß die Harze und das Pigment der Druckfarbe zum Teil als Kondensat verbrennen und sich auf nachfolgenden Druckwalzen oder Matrizen in Form eines Rückstandes ablagern. Dadurch wird einerseits die beabsichtigte Farbwirkung und der Gesamteindruck des Enderzeugnisses beeinträchtigt und andererseits müssen nachgeschaltete Walzen und andere Teile der Anlage wegen solcher Ablagerungen häufig gereinigt werden. Darüber hinaus verursachen die notwendig hohen Trocknungstemperaturen einen Flüssigkeitsverlust des Druckgutes, vor allem Papier, das auf Grund der Austrocknung brüchig wird und in nachfolgenden Arbeitsgängen nur mit großer Vorsicht gehandhabt werden darf.
Neben solchen speziell zum Trocknen von Druckfarben bestimmten Vorrichtungen sind auch Anlagen zum Trocknen vorbehandelter nasser Tuchbahnen bzw. zum Konditionieren und gegebenenfalls zum Auflockern von flockenförmigem Gut bekannt. Dabei wird nasses bahnförmiges Trockengut gleichzeitig von oben und unten zunächst mit kreisender Heißluft oder mit hochgespanntem Dampf erhitzt und in nachgeschalteten Kammern mit ebenfalls von oben und unten kommender Frischluft entfeuchtet. Solche Anlagen sind zum Trocknen von Druckfarben ungeeignet, weil wegen der vorhandenen Luftführung die bei der Trocknung verbrannten, nicht mehr gebundenen Partikel aus Harz und Druckfarbe verwirbelt, mit nachfolgender Kühlluft in Berührung und an anderer Stelle der Anlage wieder auf das Druckgut zurückgelangen würden und damit die Qualität der Ware vermindert werden würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorgenannte Nachteile zu beseitigen und Mittel anzugeben, um einerseits eine wirksame Rückkühlung der beim Trockenvorgang erhitzten und erweichten Harze und Pigmente der Druckfarbe zu erreichen und andererseits zu vermeiden, daß sich verbrannte Druckfarbenbestandteile (als Kondensat nach der Verdunstung des Lösungsmittels) sowohl auf dem Druckträger als auch auf nachgeschalteten Walzen der Druckmaschine ablagern. Darüber hinaus soll durch eine intensivere und schneller einsetzende Rückkühlung der Feuchtigkeitsverlust innerhalb des Druckträgers vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kühlzone durch eine Haube und eine innerhalb dieser mit allseitigem Abstand von ihren Wänden angeordnete Verteilerkammer gebildet ist, die einen die Kühlluft auf das Druckgut richtenden Düsenboden aufweist, wobei die Luftzuführungsleitung durch die Deckwand der Haube in die Verteilerkammer geführt und die Luftabsaugleitung an die Haube angeschlossen ist. Diese Maßnahmen gewährleisten eine Trennung der erwärmten, verbrauchten und Verbrennungsrückstände enthaltenden Luft von der zugeführten sauberen Kühlluft. Die durch den Düsenboden an das Druckgut herangeführte Luft läßt sich besonders gut ausnutzen, weil die vorhandenen Kühlluftmengen rings um den Verteilerkasten ohne Stauung wieder abgesaugt werden, bevor sie sich zu stark erwärmt haben und dadurch unwirksam sind; d. h. der Austausch der bei Berührung mit dem heißen Druckgut erwärmten Luft durch die nachfolgende frische Kühlluft wird verbessert. Dadurch wird wiederum die beim Trocknen auftretende Bildung von Harzrückstand behindert und der Rückstand weitgehend an die Druckfarbe gebunden. Vor allem werden die teilweise verbrannten Harz- und Pigmentbestandteile, die ihre Bindung an die Druckfarbschicht verloren haben, davon abgehalten, sich auf nicht bedruckten Bereichen oder auf nachgeschalteten Druckwalzen abzulagern. Diese nichtgebundenen Partikel werden mit der Kühlluft weggeblasen und in den Luftvorhang rings um die Verteilerkammer hineingesaugt.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
F i g. 1 ist eine Übersicht über einzelne Stufen eines Farbdruckverfahren einschließlich der Kühlstufe zum Verzögern.bzw. zum Unterbinden der Bildung von verbrannten Harzrückständen; F i g. 2 zeigt schematisch in Seitenansicht eine Ausführungsform einer Kühlhaube; F i g. 3 zeigt die in F i g. 2 dargestellte Kühlhaube in der Ansicht von unten.
In der Übersicht nach F i g. 1 befindet sich bei 10 eine Druckstation, die aus einer Druckpresse, einer Offsetmaschine, einer Stoffdruckpresse od. dgl. bestehen kann. In der nachfolgenden Trocknungsstation 11 kann eine Trockenhaube vorgesehen sein, um den frisch bedruckten Gegenstand mit erhitzter Luft zu beaufschlagen und damit die aliphatischen Öle in dem Farbauftrag zu verdampfen. Der Trocknungsstation folgt unmittelbar eine Kühlstation 12.
Im Anschluß daran ist in F i g. 1 die nächstfolgende Druckstation 10 a dargestellt, in welcher der getrocknete Bogen mit einer zweiten Farbe bedruckt wird, sofern es sich um ein Farbdruckverfahren handelt. Es folgt danach wiederum eine Trockenstation 11 a entsprechend der Trockenstation 11 sowie eine Kühlstation 12 a, welche der Kühlstation 12 gleicht. Handelt es sich um ein Dreifarbendruckverfahren, so schließt sich daran eine weitere Druckstation, eine Trockenstation und eine nicht dargestellte Kühlstation an, in denen ein weiterer Farbaufdruck mit der dritten Farbe auf den vorgedruckten Bogen aufgebracht wird, die dann ebenfalls getrocknet und gekühlt wird.
Die Trocknungsstation 11 kann aus einer üblichen Trockenhaube bestehen, in der erhitzte Luft auf das bedruckte Material auftritt, und zwar mit Temperaturen, die ausreichend hoch sind, um die Verdampfung der aliphatischen Öle herbeizuführen und diese aus der Druckschicht auszutreiben.
Die Kühlstation 12 enthält eine Kühlhaube 15, die sich längs des Druckträgers über dessen Breite erstreckt und von einer Unterlagplatte 16 einen Abstand besitzt. Bei der schematischen Darstellung in F i g. 2 erstreckt sich ein Förderband 17 längs über. die Unterlegplatte und befördert den Druckträger von der Trockenhaube 11 unter die Kühlhaube, von wo er in abgekühltem Zustand einer zweiten Druckstation 10 a zugeführt wird, sofern es sich um ein Farbdruckverfahren handelt.
Das Förderband 17 ist nicht unbedingt notwendig; an Stelle der Unterlagplatte 16 können geheizte oder gekühlte Rollen treten. Auch ein Rollenförderer oder ein Vakuumfördergerät oder eine beliebige andere Ausführungsform einer Unterlage kann zur Unterstützung des Druckträgermaterials beim Kühlvorgang und auch zu dessen Weiterbeförderung in die nachfolgenden Farbauftrag-Trocknungs- und Kühlstationen dienen.
Die in F i g. 2 und 3 gezeigte Kühlhaube 15 ist etwa rechteckig und besitzt parallele Querseitenwände 18 und Längsseitenwände 19 und eine Deckwand 20. In den Wänden ist eine Isolierschicht 21 enthalten. Die Kühlhaube 15 ist im Innern mit einer Verteilerkammer 23 für Kühllauf versehen. Diese Kammer besitzt parallele Längsseitenwände 24 und Querseitenwände 25, die auch parallel zu den Wänden 18 bzw.19 sowie in einem von letzteren nach innen gerichteten Abstand stehen und einen Luftabsaug- und Vorhangkanal 27 in dem Raum zwischen der Haube 15 und der Kammer 23 bilden. Eine Zuführungsleitung 29 führt von oben durch die Deckwand 20 in die Kammer 23 und setzt diese unter einen Luftüberdruck, .der durch eine mit Öffnungen versehene Platte 30 mit nach unten gerichteten Luftstrahlen wirkt. Die Platte 30 bildet den Boden der Verteilerkammer und befindet sich in einem Abstand oberhalb des Druckträgers, so daß durch die den Öffnungen entströmende kalte Luft die Druckfarbenschicht gekühlt wird. Die Platte 30 besitzt eine Vielzahl von runden Öffnungen 31, die mit abgerundeten oder konisch aufgeweiteten Eintrittsenden versehen sind und zusammen eine Öffnungsfläche zwischen 1% bis 3,5 % der gesamten Plattenfläche bilden.
Der Durchmesser der Öffnungen 31 liegt zwischen 6,3 und 15,9 mm, wobei ein bevorzugter Wert 9,5 mm beträgt. Ein bevorzugter Wert für das Verhältnis von Öffnungsfläche zu der Gesamtplattenfläche beträgt 1,5 %. Die Dicke der Platte 30 beträgt etwa 6,3 mm, wobei die Öffnungen 31 entweder ausgedrückt oder gebohrt und über die gesamte Plattenfläche verteilt sind.
Die Platte kann jedoch auch mit Öffnungen anderer Form versehen sein, beispielsweise mit geschlitzten Öffnungen oder mit Düsen. In jedem Fall beträgt die Öffnungsfläche etwa 1% bis 3,5 % der Gesamtplattenfläche.
Ein bevorzugter Abstand zwischen dem Druckträgermaterial und der Öffnungsplatte 30 liegt bei 25 mm, obwohl auch andere Abstände zwischen 25 mm und 150 mm entsprechend den erforderlichen Kühlbedingungen gewählt werden können.
Eine Absaugleitung 32 führt durch die Oberseite 20 der Haube 12 und steht in Verbindung mit dem Einlaß eines Absauggebläses 33. Eine hand- oder fernbedienbare Drosselklappe 35 ist in der Absaugleitung 32 eingebaut, um die Luftmenge verändern zu können. Die Zuführungsleitung 29' ist an ein Versorgungsgebläse 36 angeschlossen, von dem kalte Luft der Verteilerkammer 36 zugeführt wird. Auch in der Zuführungsleitung 29 befindet sich eine hand- oder fernbetätigte Drosselklappe 37.
_ Das. -Versorgungsgebläse 36 kann beliebiger bekannter Bauart sein und dient zur Förderung von Kühlluft durch die mit Öffnungen versehene Platte 30. Die Kühlung erfolgt entweder durch unterkühlte Luft, Luft bei Raumtemperatur oder atmosphärische Frischluft, je nach den erforderlichen Kühlbedingungen. üblicherweise wird gekühlte Luft verwendet, deren Temperatur so weit erniedrigt ist, daß die Harze in der Druckfarbe unmittelbar nach dem Auftreffen der Luft unter ihren Erweichungs- oder Verflüssigungszustand gekühlt werden. Dadurch wird die Bildung eines Rückstandes verhindert, der sich auf die nachfolgenden Preßwalzen oder Rollen oder andere Ausrüstungsgegenstände der Druckmaschine absetzen könnte.
Bei der Durchführung des Druckvorganges, insbesondere beim Farbdruck, wird das Gewebe, der Bogen oder der zu bedruckende Gegenstand zunächst in die Druckpresse 10 geführt, bedruckt und dann unter die Trockenhaube 11 geschoben. Während sich der oder die Druckträger unter der Trockenhaube 11 bewegen, wird die Druckfarbenschicht auf eine ausreichende Temperatur erhitzt, damit die darin enthaltenen aliphatischen Öle verdunsten. Die Erhitzung erfolgt durch Aufblasen von Luft auf den sich bewegenden Boden. Die Temperatur schwankt zwischen 225° und 310° C, je nach der Zusammensetzung der aus aliphatischen Ölen bestehenden Trägerflüssigkeit. Der weiterbeförderte Bogen oder das Gewebe gelangt unmittelbar nach Verlassen der Trockenhaube 11 unter die Kühlhaube 12, in der Kühlluft direkt auf den Bogen gerichtet wird, um die darauf befindliche Druckfarbenschicht zu kühlen und um zu verhindern, daß sich die Harze und das Pigment in der Druckfarbenschicht verflüssigen oder erweichen. Der gekühlte Bogen kann dann eine zweite Druckstation oder eine Station zum Aufdrucken einer zweiten Farbe durchlaufen, der eine Trockenstation 11 a und eine Kühlstation 12 a nachgeschaltet ist. Der so bedruckte Bogen kann aus der Kühlstation 12a in eine dritte,- nicht dargestellte Druckstation geführt werden, wo- ein dritter Farbaufdruck erfolgt, dem sich ein erneuter Trocknungs- und Kühlvorgang in der vorbeschriebenen Weise anschließt.
Aus F i g. 2 erkennt man, daß die Absaugleitung 32 die verbrauchte Luft aus dem Bereich des Druckträgers durch den Umfangskanal 27 abzieht, der die gesamte zu trocknende Fläche umgibt. Die Absangleiturig 32 zieht ferner auf Raumtemperatur befindliche Luft von der Außenseite in den Umfangskanal 27 ein. Dadurch entsteht ein die Druckfarbenschicht auf dem Druckträger umgebender äußerer Luftvorhang oder -abschluß, so daß gleichzeitig die Kühlluft im Bereich der Druckfarbenschicht gehalten und die Wirksamkeit und die Geschwindigkeit des Trocknungsvorganges in einem Ausmaß erhöht wird, um die Harze in einem festen Zustand zu erhalten und zu verhindern, daß sich die Harze auf den folgenden Walzen oder Zubehörteilen des nachfolgenden Druckvorganges ablagern.
Da die getrocknete Druckfarbe sofort gekühlt wird, bleibt der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des Papierbogens oder des Gewebes erhalten. Mit der erfindungsgemäßen Anlage werden die Güte und das Aussehen des fertiggestellten Druckes erheblich verbessert und darüber hinaus der Feuchtigkeitsverlust verringert, so daß die Schwierigkeiten beseitigt werden, die auf Grund eines zu weit ausgetrockneten Druckträgers bei der Verarbeitung in nachfolgenden Druckstationen bisher auftraten.
Die Erfindung erstreckt sich auf das Bedrucken von Bahnen oder Stücken z. B. aus: Papier oder auch aus Holz, Metall; Folien und verschiedenen Arten von Textilien oder von anderen mit Druckfarbe zu versehenen Gegenständen.

Claims

Patentanspruch: Vorrichtung zum Trocknen von Druckfarbe auf einem bahnförmigen Druckgut, insbesondere einer Papierbahn, mit einer auf eine Heizzone folgenden Kühlzone, in der mittels Gebläse Kühlluft auf das Druckgut- gerichtet und die verbrauchte Luft abgeführt wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlzone durch eine Haube (15) und eine innerhalb dieser mit allseitigem Abstand von ihren Wänden (18, 19, 20) angeordnete Verteilerkammer (23) gebildet ist, die einen die Kühlluft auf das Druckgut richtenden Düsenboden (30) aufweist, wobei die Luftzuführungsleitung (29) durch die Deckwand der Haube in die Verteilerkammer (23) geführt und die Luftabsaugleitung (32) an die Haube (15) angeschlossen ist.