DE1604931B2 - Vorrichtung zum Trocknen von Materialien auf oder in einem sich mit hoher Geschwindigkeit aus einer Druckmaschine bewegenden Druckträger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von Materialien auf oder in einem sich mit hoher Geschwindigkeit aus einer Druckmaschine bewegenden Druckträger, mit einer sich in der Bewegungsrichtung des Druckträgers in vorbestimmter Länge erstreckenden Heizzone, in der Heizenergiequellen zum Erwärmen des Druckträgers enthalten sind, wobei die Heizenergiequellen Infrarotstrahler sind, die zum Konstanthalten der absorbierten Strahlungsenergie in Abhängigkeit von Geschwindigkeitsänderungen des Druckträgers ein- und ausschaltbar sind.

Es ist bereits eine Trocknungsvorrichtung bekannt, bei der als Heizenergiequellen Gasbrenner verwendet werden. Zur Anpassung der von den Gasbrennern abgestrahlten Heizenergie an die Geschwindigkeit, mit der sich der Druckträger durch die Maschine bewegt, kann der Abstand zwischen den Gasbrennern und dem Druckträger mit Hilfe einer mechanischen Kopplung zwischen dem Geschwindigkeitsstellhebel für den Druckträger und den Gasbrennern verändert werden. Auch können die Zahl der eingeschalteten Gasbrenner und die den Brennern zugeführte Gasmenge verändert werden.

Die Druckträger und die auf oder in ihnen angebrachten Materialien können die verschiedensten Zusammensetzungen aufweisen, so daß zu einer

ao möglichst wirksamen Trocknung angestrebt wird, die Wellenlänge und die Intensität der zum Trocknen aufgewendeten Heizenergie möglichst genau an die jeweils vorliegenden Verhältnisse anzupassen. Bei Verwendung von Gasbrennern sind sowohl die abgestrahlte Heizenergiemenge als auch die abgestrahlte Wellenlänge nur in sehr beschränktem Umfang veränderlich. Eine optimale Anpassung an den jeweils verwendeten Druckträger und das auf oder in ihm befindliche Material kann somit mit Hilfe der bekannten Trocknungsvorrichtung nicht erreicht werden.

Es ist auch bereits bekannt, daß sich bei einer Änderung der Energiezufuhr zu Infrarotstrahlern nicht nur die von ihnen abgestrahlte Energiemenge, sondern auch die Wellenlänge der abgegebenen Strahlung verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der zur Schonung des Druckträgers die Wellenlänge der von den Infrarotstrahlern abgegebenen Strahlungsenergie so eingestellt werden kann, daß zur Verhinderung der Zerstörung des Druckträgers durch Überhitzung die größte unterschiedliche Absorption im Druckträger gegenüber dem auf ihm oder in ihm befindlichen Material erzielt wird, wobei die je Flächeneinheit des Druckträgers aufgenommene Energiemenge unabhängig von der Druckträgergeschwindigkeit konstant bleiben soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Infrarotstrahler aus Wolframfäden in Quarzglasröhren bestehen, wobei Reflektoren die Strahlung auf den Druckträger richten, und daß der zur Trocknung eines bestimmten Materials auf einem bestimmten Druckträger geeignetste Infrarotspektrumsabschnitt durch Änderung der Betriebsspannung der Infrarotstrahler einstellbar ist.

Wenn auf einem Druckträger verschiedenfarbige Farbstoffe, die Strahlungsenergie verschieden schnell absorbieren, nacheinander aufgetragen werden, dann kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung durch Ändern der Betriebsspannung der Infrarotstrahler erreicht werden, daß diese eine Energie mit einer Wellenlänge abstrahlen, die von dem Farbstoff möglichst stark und von dem Druckträger möglichst wenig absorbiert wird. Diese einfache Anpassungsmöglichkeit an die jeweils verwendeten Druckträger und Druckmaterialien sorgt für eine

ausgezeichnete Schonung des Druckträgers selbst, der bei übermäßiger Energiezufuhr Verformungen erleiden oder sogar brüchig werden könnte. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung kann ein billigeres Druckträgermaterial verwendet werden, da es nicht mehr notwendig ist, auf eine besondere Hitzebeständigkeit dieses Druckträgermaterials zu achten.

Die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung kann bei verschiedenen Arten von Druckträgermaterialien angewendet werden. Beispielsweise ist es möglich, Farbstoffe auf lichtdurchlässigen Druckträgern unter Beibehaltung des oben angegebenen maximalen Absorptionsunterschieds zu trocknen; auch Druckfarben auf reflektierenden Druckträgern können schnell getrocknet werden, ohne daß es zu Beschädigungen des Druckträgers kommt.

Ausfühnmgsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 ein Diagramm, in dem die Änderung des Emissionskoeffizienten ε bei veränderlicher Wellenlänge der Strahlungsenergie für ausgewählte Materialien dargestellt ist,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Spektralverteilung der Energie dargestellt ist, die von einem Wolframdraht ausgesendet wird, der von einem Quarzglasrohr umgeben ist,

F i g. 3 ein Diagramm, in dem die Koeffizienten des Absorptionsvermögens, der Reflektionskraft und der Durchlässigkeit für Strahlungsenergie bei Crane Crest Papier Nr. 20 in einem Bereich der Wellenlängen dargestellt sind,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 5 eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie 5-5 in Fig. 4 durch die Trocknungsvorrichtung von Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht eines Schnitts durch die Strahlungsheizeinheit der Trocknungsvorrichtung von F i g. 4 längs der Linie 6-6 von F i g. 5,

Fig. 7 eine Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Kühleinheit, die in der Trocknungsvorrichtung von F i g. 4 verwendet werden kann,

F i g. 8 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 9 eine Vorderansicht eines Regelsystems, mit dem die Wärmezufuhrmenge zur zu trocknenden Bahn automatisch mit der Geschwindigkeit in Übereinstimmung gebracht wird, mit der sich die Bahn durch die Trocknungsvorrichtung bewegt,

F i g. 10 eine Draufsicht auf das Regelsystem von Fig. 9,

Fig. 11 eine Ansicht eines von einer Kurvenscheibe betätigten Schalters, der in dem Regelsystem von F i g. 9 verwendet ist,

F i g. 12 ein schematisches Schaltbild der Strahlungsheizer, die von dem Regelsystem von F i g. 9 geregelt werden,

Fig. 13 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die bei einer Offsetdruckmaschine verwendet ist,

F i g. 14 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Fünffarbenrotationstiefdruckmaschine,

Fig. 15 eine ähnliche Ansicht einer herkömmlichen Fünffarbenrotationstiefdruckmaschine, die entsprechend den Grundsätzen der Erfindung abgeändert ist,

Fig. 16 eine ähnliche Ansicht einer Fünffarbenrotationstiefdruckmaschine, die entsprechend den Grundsätzen der Erfindung konstruiert ist,

Fig. 17 ein Diagramm, in dem die Strahlungsenergieabsorptionseigenschaften von Nylonfolie dargestellt sind,

Fig. 18 eine schematische Ansicht einer entsprechend der Erfindung aufgebauten Vorrichtung zum Trocknen von Materialien, die auf durchsichtigen Trägern angebracht sind,

F i g. 19 ein Diagramm, in dem für verschiedene Reflektormaterialien die Reflektionseigenschaften für Strahlungsenergie dargestellt sind, und

F i g. 20 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Trocknen von Materialien auf durchsichtigen Trägern.

Strahlungsenergie ist eine dem Licht ähnliche elektromagnetische Energie, die durch Schwingungen und Rotationen von Atomen und Molekülen eines

ao Materials erzeugt wird, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (0° K) liegt. Die Strahlungsenergie bewegt sich geradlinig aus ihrer Strahlungsquelle heraus, und sie kann sich in einem körperlichen Medium oder im Vakuum ausbreiten.

Wenn Strahlungsenergie von einem Stoff oder einem Medium absorbiert wird, erhöht sie die Temperatur des Stoffs oder des Mediums in einem Maß, das von dem Betrag der absorbierten Energie bestimmt wird, die ihrerseits von den Absorptionseigenschaften des Stoffs oder des Mediums abhängt. Die Absorptionskennlinie eines Materials wird von Faktoren wie der Beschaffenheit der Fläche, auf die die einfallende Energie trifft, der Farbe der Fläche und dem Emissionskoeffizienten des Materials bestimmt.

Die Erzeugung von Wärme in dem absorbierenden Stoff erfolgt größtenteils auf Grund einer Erscheinung, die »Resonanzabsorption« genannt wird. Wenn die Frequenz der einfallenden Energie mit der Grundfrequenz oder mit harmonischen Frequenzen der Schwingung oder Rotation der Atome oder Moleküle des absorbierenden Materials zusammenfällt, wird von den Atomen oder Molekülen des empfangenden Materials Energie aufgenommen. Da Atome und Moleküle von verschiedenen Elementen und Verbindungen verschiedene Massen und daher verschiedene Schwingungs- und Rotationsfrequenzen besitzen, und da Stoffe manchmal aus vielen verschiedenen Arten von Atomen und Molekülen zusammengesetzt sind, absorbieren verschiedene Stoffe Energie bei verschiedenen Frequenzen. Die spektrale Verteilung der Absorption ist bei irgendeinem gegebenen Stoff daher nicht gleichmäßig. Jede Kurve, die die Kennlinien der Strahlungsenergieabsorption eines besonderen Stoffs angibt, weist dafür eine Reihe von Spitzen auf, die durch Einschnitte voneinander getrennt sind.

Es ist eine Folge der Resonanzabsorptionserscheinung, daß verschiedene Stoffe Energie verschieden schnell und in unterschiedlichen Mengen von einer einzelnen Strahlungsquelle absorbieren, die in einem vergleichsweise engen Wellenlängenband Energie aussendet. Man hat gefunden, daß Farbstoffe verschiedener Farben, die bei Mehrfarbendruckvorgangen verwendet werden, verschiedene Beschichtungs- und Imprägniermittel, Träger wie Papier, Gewebe, durchsichtige Folien, Metalle, metallisierte Materialien u. dgl. solche unterschiedlichen Absorp-

tionskennlinien aufweisen. Jeder Farbstoff und jedes Trägermaterial besitzt einen einzigen charakteristischen Emissionskoeffizienten ε für eine gegebene Strahlungsenergiewellenlänge λ. Dies geht aus den Kurven von F i g. 1 hervor, in denen dargestellt ist, wie sich die Emissionskoeffizienten bei verschiedenen Materialien mit der Wellenlänge im nahen Infrarotbereich des Spektrums ändern. So ändert sich beispielsweise der Emissionskoeffizient von weißem Papier in einem Wellenbereich von 1 bis 9 μ von 0,28 bis 0,95, während der Emissionskoeffizient von Lampenschwarz im wesentlichen bei 0,95 bleibt.

Die verschiedenen Absorptionskennlinien von Farbstoffen, Beschichtungsstoffen und Trägermaterialien werden vorteilhaft zu einer wesentlichen Beschleunigung der Trocknung von bedruckten, überzogenen und imprägnierten Trägern verwendet. Zu diesem Zweck sind Strahlungsquellen ausgewählt, die Strahlung in Frequenzbändern emittieren, die sich aus den maximal verschiedenen Absorptionsvermögen zwischen dem Träger und dem Farbstoff, dem Beschichtungs- oder dem Imprägniermaterial ergeben. So tritt z. B. der maximale Unterschied zwischen dem Absorptionsvermögen von schwarzem Farbstoff und weißem Papier bei einem Wellenlängenbereich von etwa 0,9 bis 1,2 μ auf, weshalb zum Trocknen von schwarzem Farbstoff auf weißem Papier vorzugsweise eine Quelle verwendet wird, die den größten Teil ihrer Energie in diesem Bereich aussendet.

Wie in F i g. 2 dargestellt ist, emittiert ein von einem Quarzglasrohr umgebener Wolframdraht Strahlung mit einer Spektralverteilung von 0,4 bis 0,5 μ bei einer Temperatur von 2200° C mit einem Maximum bei 1,11 μ· Der größte Teil der Energie besitzt Wellenlängen von 0,6 bis 2,7 μ. Die meiste Energie wird in dem Bereich emittiert, der die größte unterschiedliche Erwärmung zwischen weißem Papier und schwarzem Farbstoff hervorruft. Dadurch sind solche Infrarotstrahler besonders beim Trocknen von Farbstoff nützlich, wenn das bedruckte Papier eine Druckmaschine verläßt, obwohl auch jede andere Strahlungsquelle ebenso gut verwendet werden kann, die Energie in diesem Wellenlängenbereich emittiert.

Beim Mehrfarbendruck absorbieren die verschiedenen gefärbten Farbstoffe Energie verschieden schnell. Außerdem besitzen sie verschiedene Absorptionskoeffizienten, die in verschiedenen Abschnitten des Infrarotspektrums ihr Maximum haben. Zur Erzielung einer maximalen Trocknungswirksamkeit bei solchen Druckvorgängen sind Heizstrahler ausgewählt, die Strahlungsenergie innerhalb enger Bandbreiten aussenden, die die Spitzen der Emissionskoeffizienten der Farbstoffe einschließen. Dadurch wird die maximale Absorption der Strahlungsenergie durch die Farbstoffe ebenso wie der maximale Unterschied zwischen der Absorption durch den Farbstoff und das Bahnenmaterial sichergestellt, auf dem der Farbstoff angebracht ist. So können verschiedene Farben von Farbstoffen mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit getrocknet werden, ohne daß die freiliegenden unbedruckten Bahnenflächen durch Hitze beschädigt werden.

Der Spektrumsabschnitt, in dem ein Infrarotstrahler der oben beschriebenen Art den Hauptteil seiner Energie aussendet, kann durch Änderung der Betriebsspannung des Infrarotstrahlers verschoben werden. So wird insbesondere die Wellenlänge der emittierten Energie durch Erniedrigen der Betriebsspannung vergrößert, und sie wird durch Erhöhen der Betriebsspannung verkleinert.

Der kleinste Unterschied zwischen der Absorption durch helle und dunkle Farbstoffe wird bei größeren Wellenlängen erzielt. Bei Druckvorgängen, bei denen verschieden gefärbte Farbstoffe ohne Zwischentrocknung auf einen Träger gedruckt werden, kann

ίο diese Erscheinung vorteilhaft zum Ausgleichen der Trocknungsgeschwindigkeiten der verschiedenen Farbstoffe verwendet werden. Dieses Verfahren ist besonders nützlich, wenn der Träger aus einem reflektierenden Material wie etwa aus einer AIuminiumfolie oder einem metallisierten Material besteht, da bei größeren Wellenlängen ein minimaler Energiebetrag vom Träger absorbiert wird.

Auch der Reflexionskoeffizient ρ und der Durchlässigkeitskoeffizient τ spielen bei der Fähigkeit eines Materials, Strahlungsenergie zu absorbieren, eine wichtige Rolle. In F i g. 3 ist die Beziehung dieser Koeffizienten und des Absorptionskoeffizienten zu Änderungen der Strahlungsenergiewellenlänge von 1,0 bis 2,5 μ für Crane Crest Papier Nr. 20 dargestellt. Bei 1,0 μ besitzt dieses Papier ein minimales Absorptionsvermögen und ein maximales Reflexionsvermögen. Bei Zunahme der Wellenlänge nimmt das Absorptionsvermögen zu und das Reflexionsvermögen nimmt ab. Das Durchlaßvermögen bleibt in dem Bereich von 1,0 bis 2,5 μ im wesentlichen konstant, es fällt bei Zunahme der Wellenlänge nur leicht ab. Durch Verwendung eines Trägers, der einen großen Durchlässigkeits- und/oder Reflexionskoeffizienten und einen im wesentlichen vernach- lässigbaren Absorptionskoeffizienten besitzt, ist es möglich, eine minimale Absorption durch den Träger und eine maximale Absorption durch den auf dem Träger angebrachten oder in den Träger eingedrungenen Farbstoff oder anderen Stoff zu schaffen.

Diese Erscheinung wird vorteilhaft zur Erzielung einer maximal unterschiedlichen Erwärmung zwischen hell gefärbten Farbstoffen und weiß und hell gefärbten Trägern und daher zur Erzielung maximaler Trocknungsgeschwindigkeiten ohne Wärmebeschädigung des Trägermaterials verwendet.

Erste Ausführungsform

Durch Hitze festwerdende Farbstoffe werden dadurch getrocknet, daß ihre flüchtigen Bestandteile verdampft werden, daß die freigewordenen Bestandteile entfernt werden, damit ihre Rückkehr in den Farbstoff verhindert wird, und daß der Farbstoff gekühlt wird, damit er sich festigt. Die in F i g. 4 dargestellte Trocknungs- und Kühlvorrichtung 30 kann besonders gut zur Trocknung von durch Hitze fest werdenden Farbstoffen verwendet werden, obwohl sie in keiner Weise auf diese Anwendungsmöglichkeit beschränkt ist.

Die Trocknungs- und Kühlvorrichtung 30 eignet sich besonders zum Trocknen und Kühlen von Trägern, die auf beiden Seiten beschichtet oder bedruckt sind. Sie kann aber auch dann vorteilhaft zur Vergrößerung der Trocknungsgeschwindigkeit verwendet werden, wenn der Träger nur auf einer Seite bedruckt ist. Die Trocknungs- und Kühlvorrichtung 30 besitzt zwei gleichartige Einheiten 31 und 32 zum Trocknen und Kühlen des Farbstoffs, die voneinander entfernt liegend übereinander angebracht sind,

so daß ein horizontal verlaufender Kanal 33 gebildet wird, durch den sich der Druckträger 34 in der von dem Pfeil in Fig. 4 angezeigten Richtung bewegt, wenn er die (nicht dargestellte) Druckmaschine verläßt. Jede der zwei gleichartigen Einheiten 31 und 32 besitzt zum Kühlen und Trocknen des Farbstoffs in der Nähe der Stelle, an der der Träger vorbeigleitet, einen Strahlungsheizer 35 und einen Kühler 36. In dem Strahlungsheizer 35 absorbiert der Träger Strahlungswärme von Infrarotstrahlerfeldern mit einer Wellenlänge, die zur Folge hat, daß in den mit Farbstoff versehenen Flächen mehr Wärme absorbiert wird, als in den nicht mit Farbstoff versehenen Flächen. Nach Durchlaufen des Strahlungsheizers durchläuft der Träger den Kühler, in dem er gekühlt wird und in dem Feuchtigkeit hinzugefügt wird, damit die Feuchtigkeit ersetzt wird, die in den Strahlungsheizern verdampft ist.

Nach Fig. 4 bis 6 besitzt jeder der gleichartigen Strahlungsheizer 35 mehrere (in der dargestellten Ausführungsform zwölf) Infrarotstrahler 37 mit Wolframdraht, der von einem Quarzrohr umgeben ist. Die Strahler sind voneinander getrennt liegend parallel angebracht. Außerdem besitzt jeder der Strahlungsheizer 35 einen parallel in der Nähe der Strahlerreihe liegenden Reflektor 38 und ein Blechgehäuse 40, durch das eine Kammer 41 geschaffen wird.

Die Infrarotstrahler 37 sind für Betriebstemperaturen in einem Bereich von etwa 1100 bis 2800° C ausgelegt, damit Strahlungsenergie in einem Wellenlängenbereich von 2,0 bis 0,93 μ erzeugt wird. Wenn es erwünscht ist, können die Infrarotstrahler aber auch bei höheren und niedrigeren Temperaturen betrieben werden, damit Strahlungsenergie mit anderen Wellenlängen erzeugt wird. Außerdem können die Lampen aber auch durch jede andere emittierende Einrichtung ersetzt werden, die Strahlungsenergie im gewünschten Wellenlängenbereich erzeugt. Die Betriebstemperatur ist vorzugsweise geregelt, damit eine konstante Aussendung von Strahlungsenergie erhalten wird, die zur Erzeugung des maximalen Unterschieds der Absorption zwischen dem Farbstoff und dem Träger geeignet ist. Die Fähigkeit von schwarzem Farbstoff, Strahlungsenergie zu absorbieren, ändert sich bei Veränderungen der Wellenlänge der Strahlungsenergie nur sehr wenig, da der Absorptionskoeffizient ohne Rücksicht auf die Wellenlänge konstant bei einem Wert von etwa 0,98 bleibt. Die Absorptionskoeffizienten von typischen Trägermaterialien nehmen jedoch bei Verringerung der Wellenlänge der einfallenden Strahlungsenergie schnell ab, und sie erreichen (beispielsweise nach F i g. 3) ein Minimum im Bereich von 1,0 μ. Aus diesem Grund ist die Verwendung von Strahlungsenergie hoher Intensität möglich, mit der eine schnelle Erhitzung und Trocknung der bedruckten Flächen sichergestellt wird, ohne daß unbedruckte Flächen des Trägers überheizt werden.

Wegen der Verdunstungskühlung ist die Temperatur des Farbstoffs niedriger als die des Trägers. Sie steigt solange nicht an, bis alle flüchtigen Materialien verdampft sind. Durch Einstellen der Intensität und/ oder der Menge der zugeführten Strahlungsenergie und des Zeitabschnitts, während dem die bedruckten Flächen der Strahlungsenergie ausgesetzt bleiben, kann die Gesamtwärmemenge, die diese gedruckten Flächen empfangen, so eingestellt werden, daß das richtige Maß an Trockenheit ohne Hitzebeschädigung des Trägers erzielt wird.

Bei manchen Druckprozessen ist es notwendig, zwei verschieden gefärbte Farbstoffe gleichzeitig zu trocknen. Bei solchen Anwendungsfällen wird Strahlungsenergie mit einer als Kompromiß verwendeten Wellenlänge ausgewählt, damit von dem am wenigsten absorptionsfähigen Farbstoff maximal absorbiert wird, ohne daß die Abschnitte des Trägers

ίο durch Hitze zerstört werden, über denen sich der absorptionsfähigere Farbstoff ausdehnt. Wenn beispielsweise ein gelber und ein schwarzer Farbstoff gleichzeitig getrocknet werden sollen, wird vorzugsweise Strahlungsenergie mit einer als Kompromiß ausgewählten Wellenlänge in der Größenordnung von 2 bis 3 μ verwendet.

Der Reflektor 38, der die quer ausgerichteten Infrarotstrahler 37 überspannt, ist an seinen beiden Rändern rechtwinkelig gebogen, so daß Seitenwände

ao 42 der hohlen, im Schnitt rechtwinkeligen Kammer 41 gebildet werden, die von einer Bodenwand 43 aus Blech, einer mit Löchern versehenen Stirnwand 44 und einer mit Löchern versehenen Stirnwand 45 verschlossen ist, wie in Fig. 6 am besten zu erkennen ist. In der Kammer 41 sind Bügel 46 angebracht, an denen Strahlerstützen 47 befestigt sind. Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, sind die Strahlerstützen 47 mit den Enden der Infrarotstrahler 37 verbunden, so daß sie diese parallel in einem gewissen Abstand zum Reflektor 38 halten.

Die Enden der Infrarotstrahler 37 sind von einem Blechgehäuse 48 umgeben, das (nach F i g. 6) mit Schlitzen 49 versehen ist, durch die sich die Infrarotstrahler 37 erstrecken. Nach F i g. 4 wird durch Löcher 50 in der Stirnwand 44 des Gehäuses (nach F i g. 5) ein Kühlluftstrom in der Kammer 41 hervorgerufen. Die durch die Kammer strömende Luft wird in das Austrittssystem des zugehörigen Kühlers 36 durch drei Röhren 51 gesaugt, die zwischen der Kammer und dem mit einem Einlaßkanal 54 und einem Auslaßkanal 55 versehenen Kühler angebracht sind. Der Kühlluftstrom durch die Kammer 41 kühlt die hintere Fläche des Reflektors 38, so daß seine Überhitzung durch die mit hoher Intensität von den Infrarotstrahlern 37 ausgestrahlte Strahlungsenergie verhindert wird. Der Luftstrom kann von (nicht dargestellten) Drosselgliedern gesteuert werden, die über den Löchern 50 angebracht sind.

Ein Kühlluftstrom wird auch durch die Schlitze 49 in den Blechgehäusen 48 hervorgerufen. Wie die Pfeile in F i g. 4 zeigen, strömt diese Luft um die Endklemmen der Infrarotstrahler 37 und dann durch öffnungen 52 im Reflektor 38 (nach F i g. 5) in die Kammer 41. Der Kühlluftstrom um die Strahlerenden verhindert, daß diese Anschlüsse überhitzt werden und einen Kurzschluß bilden. Damit die Wärmeverluste auf ein Minimum gebracht werden, werden die Strahleranschlüsse in dem minimalen Ausmaß gekühlt, das zum Verhindern einer Überhitzung notwendig ist. Im Betriebszustand werden diese Anschlüsse vorzugsweise auf einer Temperatur im Bereich von 200 bis 430^p C gehalten.

Zweite Ausführungsform

Die in F i g. 7 dargestellte Trocknungsvorrichtung 96 gleicht in mancher Hinsicht der in F i g. 4 und F i g. 5 dargestellten Trocknungs- und Kühlvor-

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richtung 30. Soweit diese zwei Trockner gleich sind, Infrarotstrahlern 107 ausgestrahlte Energie radial im

werden zur Kennzeichnung gleicher Bauteile gleiche Innere der Trommel gegen den Träger 105 reflektiert

Bezugszeichen verwendet. Wie in den oben beschriebenen Ausführungsfor-

Die Trocknungsvorrichtung 96 unterscheidet sich men können die Infrarotstrahler auch hier vor

von der Trocknungs- und Kühlvorrichtung 30 haupt- 5 Wolframdrähten in zylindrischen Quarzglasröhrer

sächlich dadurch, daß nur ein Strahlungsheizer 35 gebildet sein. Die Infrarotstrahler 107 verlaufen irr:

und ein Kühler 36 verwendet werden. Wie in Fig. 7 wesentlichen parallel zur Achse der Trommel 102.

am besten zu erkennen ist, sind die Strahlungsheizer Die Strahlerlänge reicht aus, die Breite der Trommel

und Kühler über dem sich horizontal bewegenden zu überspannen. Die Infrarotstrahler werden vor-

Druckträger 34 angebracht, der bei seinem Durch- io zugsweise bei einer Temperatur betrieben, bei der

gang durch die Trocknungsvorrichtung auf einer sie Strahlungsenergie der Wellenlänge aussenden, bei

dünnen Luftschicht von einem Luftkissen 97 ge- der die maximal unterschiedliche Absorption zwi-

tragen wird. sehen dem Träger und dem Material erzielt wird,

Sowohl in dieser Ausführungsform als auch in das auf dem Träger angebracht ist, oder mit dem der

der Ausführungsform von F i g. 4 strömt durch den 15 Träger imprägniert ist.

Auslaßkanal 55 um etwa 20 °/o mehr Luft als durch _ ... ,.,.,.,,... „

den Einlaßkanal 54 zugeführt wird. Dadurch wird Drucktragergeschwmdigkeitsabhangige Steuerein-

sichergestellt, daß keine flüchtigen Stoffe vom Kühler ^nchtunS ^{fur den} Strahlungshe.zer

in den Druckraum entweichen. In jeder der oben beschriebenen Ausführungs-

20 formen ist es erwünscht, den Betrag der vom Träger

Dritte Ausführungsform absorbierten Strahlungsenergie im wesentlichen konstant zu halten. Damit dies erreicht wird, müssen

In F i g. 8 ist eine weitere Ausführungsform der Vorkehrungen zur Änderung der von den Strahlungs-

Trocknungsvorrichtung dargestellt. Beim Trocknen heizern ausgesendeten Strahlungsenergiemenge ge-

von beschichteten bedruckten und imprägnierten 25 troffen werden, da die Druckmaschinen und die

Trägern liegen oft zwei gegeneinander wirkende Beschichtungs- und Imprägniervorrichtungen, mit

Ziele vor. Einerseits ist es erwünscht, den Träger so denen die neuartigen Trockner zusammen verwendet

schnell wie möglich zur Erzielung der maximalen werden können, nicht immer mit der gleichen Ge-

Trocknungsgeschwindigkeit auf eine Temperatur zu schwindigkeit laufen. Eine Möglichkeit zur Lösung

erhitzen, die über dem Siedepunkt des Lösungsmittels 30 dieser Aufgabe ergibt sich daraus, daß die Zahl der

des Materials liegt, das auf dem Träger angebracht eingeschalteten Infrarotstrahler verringert wird, wenn

ist, oder mit dem der Träger imprägniert ist. Anderer- sich die Geschwindigkeit des Trägers durch den

seits ist es notwendig, die Temperatur des Trägers Trockner erniedrigt, und daß die Zahl der einge-

unter der Temperatur zu halten, bei der er durch schalteten Infrarotstrahler umgekehrt erhöht wird,

Hitze beschädigt würde. Die in F i g. 8 dargestellte 35 wenn sich die Geschwindigkeit des Druckträgers er-

Trocknungsvorrichtung 101 ist besonders geeignet, höht.

diese beiden Ziele wirksam zu erreichen, ohne daß Zu diesem Zweck kann ein Regler an der Druck-

die Verwendung eines komplizierten, teueren Regel- maschine vorzugsweise an einer Stelle angebracht

systems notwendig ist. werden, die dem Trockner unmittelbar vorausgeht,

Die Trocknungsvorrichtung 101 ist mit einer höh- 40 so daß der Regler genau die Geschwindigkeit wieder-

len Trommel 102 mit großem Durchmesser versehen, gibt, die der Träger bei seinem Eintritt in den

die auf einer drehbar gelagerten Welle 103 ange- Trockner besitzt.

bracht ist. Die zur Trocknung verwendete Trommel In der nachfolgenden Beschreibung wird beson-102 wird durch Dampf auf einer gleichmäßigen ders auf F i g. 9 bis 11 eingegangen. Eine Druck-Temperatur gehalten, der in ihrem hohlen Innenteil 45 maschine 109 besitzt Teile wie Farbrollen 110, einen mit einer Temperatur umläuft, die zwar über dem Plattenzylinder 111, einen Drucktuchzylinder 112, Siedepunkt des Lösungsmittels liegt, die aber unter und einen Gegendruckzylinder 113, mit herkömmder Temperatur liegt, bei der der Träger durch Hitze lichem Aufbau, die zusammen ein Druckwerk 114 zerstört werden würde. bilden. Der Druckträger 115 gleitet zwischen dem

Solange die Trägertemperatur unter der Tempera- 50 Gegendruckzylinder 113 und dem Drucktuchzylinder

tür der Trommel liegt, liefert die Trommel Wärme 112 hindurch, der den Farbstoff zur Erzeugung des

an den Träger, wodurch dessen Temperatur rasch gewünschten Abdrucks auf den Träger überträgt,

über den Siedepunkt des Lösungsmittels ansteigt. Vom Druckwerk 114 aus läuft der bedruckte Träger

Wenn die Temperatur des Trägers über die Trommel- unter einem Strahlerfeld 116 hindurch (von denen

temperatur steigt, wirkt die Trommel als Wärme- 55 in F i g. 9 nur eines dargestellt ist, wobei aber mehrere

senke, die Wärme vom Träger wegleitet, wodurch Felder verwendet und so angeordnet werden können,

dieser vor einer Zerstörung durch Wärme geschützt daß beide Seiten des Trägers erhitzt werden), das mit

wird. mehreren Infrarotstrahlern 117 der oben beschriebe-

Der Trockner 101 besitzt auch einen Strahlungs- nen Art versehen ist, die von einem Reflektor 118 heizer 104, der genügend weit von der Trommel 102 60 umgeben sind. Es ist zu bemerken, daß das in Fig. 9 entfernt liegt, damit der Druckträger 105 ohne Stö- nur schematisch dargestellte Heizkörperfeld 116 in rung unterhalb des Strahlungsheizers hindurchgleiten der Praxis in einem Trockner eingebaut wäre, wie kann. Der Strahlungsheizer 104 ist mit einem ring- er oben beispielsweise beschrieben ist. förmigen Gehäuse 106 versehen, das so geformt ist, Wenn der Träger unter dem Strahlerfeld 116 hindaß es sich der Form der Trommel 102 anpaßt. In- 65 durchgleitet, wird der Betrag der auf ihn gerichteten nerhalb des Gehäuses 106 sind eine gekrümmte Reihe Strahlungsenergie dadurch im wesentlichen konstant von Infrarotstrahlern 107 und ein Reflektor 108 an- gehalten, daß die Zahl der eingeschalteten Infrarotgebracht, der so angeordnet ist, daß er die von den strahler 117 proportional zur Geschwindigkeit des

Trägers vergrößert oder verkleinert wird. Geeignete Infrarotstrahler werden durch das in F i g. 9 bis F i g. 12 dargestellte Regelsystem 119 erregt. Unter Bezugnahme auf diese Figuren wird der Eingang des Regelsystems 119 von der Welle 120 des Drucktuchzylinders 112 gebildet, auf deren Außenende ein Kegelzahnrad 122 sitzt; Das Kegelzahnrad 122 kämmt mit einem Kegelzahnrad 124, das an einem Ende einer horizontal verlaufenden Reglerantriebswelle 125 befestigt ist. Ein am anderen Ende der Reglerantriebswelle 125 sitzendes Kegelzahnrad 126 kämmt mit einem Kegelzahnrad 128, das am unteren Ende einer vertikalen Reglerwelle 130 befestigt ist.

Auf der Welle 130 ist ein fester Bund 132 und ein verschieblicher Bund 134 drehbar gelagert. Eine zwischen den Bünden 132 und 134 verlaufende Regiervorspannfeder 135, die den beweglichen Bund 134 nach oben vom festen Bund 132 wegdrückt, umgibt die Reglerwelle 130. Mit den Bünden 132 und 134 sind zwei Paare von Hebeln 136 und 138 drehbar verbunden, die ihrerseits durch Drehzapfen 140 miteinander verbunden sind. Die Drehzapfen 140 tragen Gewichtsstücke 142, die sich bei Drehung der Reglerwelle 130 unter Verkleinerung des Winkels zwischen den Hebeln 136 und 138 eines jeden Hebelpaars von der Reglerwelle 130 weg bewegen, wodurch der verschiebliche Bund 134 gegen den Vorspannungsdruck der Feder 135 auf den festen Bund 132 zu bewegt wird.

Der Bund 134 ist mit einer Zahnstange 144 verbunden, so daß er diese Zahnstange bewegt. Die Zahnstange 144 kämmt mit einem Ritzel 146, das über eine Reihe von Stirnrädern 148 eine Kurvenscheibenwelle 150 um Winkelwege dreht, die der Bewegung des Bundes 134 proportional sind. Auf der Kurvenscheibenwelle 150 sind in einem gewissen Abstand zueinander mehrere Kurvenscheiben 152^₁₀ angebracht. Jede Kurvenscheibe 152 besitzt obere und untere Kreisbogenflächen 154 und 156, die durch abfallende Flächen 158 (nach Fig. 11) miteinander verbunden sind. Die Kreisbogenflächen sind so ausgerichtet, daß die unteren Flächen benachbarter Kurvenscheiben nacheinander eine parallel zur Längsachse der Kurvenscheibenwelle 150 liegende Linie durchlaufen, wenn sich diese dreht.

Durch jede Kurvenscheibe 152 wird eine Abtastrolle 160 betätigt, die drehbar am Ende eines Hebels 162 befestigt ist. Der Hebel 162 ist selbst am Gehäuse eines Mikroschalters 164 so drehbar befestigt, daß die Schalterkontakte durch Niederdrücken des Schalterbetätigungsglieds 166 geöffnet werden. Wie aus F i g. 12 hervorgeht, liegt der Kontakt 168, 170 eines jeden Mikroschalters 164 in Serie mit einem der Infrarotstrahler 117.

Bei normaler Druckgeschwindigkeit ist eine vorbestimmte Anzahl von Infrarotstrahlern 117 eingeschaltet. So sind z. B. in einem gegebenen Anwendungsfall alle Infrarotstrahler 117, mit Ausnahme der Infrarotstrahler 117₄, 117₈ und 117₁₀ eingeschaltet, wobei die Druckmaschine mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft, so daß die optimale Strahlungsenergiemenge auf den Träger 115 gestrahlt wird, wenn er sich unter dem Strahlerfeld 116 hindurchbewegt. Solange die Druckmaschine 109 mit dieser Geschwindigkeit läuft, bleibt die Kurvenscheibenwelle 150 in der in F i g. 11 dargestellten Lage. Die Hebel 162 aller zehn Mikroschalter 164 liegen dabei, mit Ausnahme der Hebel der Schalter 164₄, 164g und 164₁₀, nicht an den Schalterbetätigungsgliedern 166 an. Die Kontakte 168, 170 dieser Schalter sind daher geschlossen, so daß alle Infrarotstrahler 117, mit Ausnahme der Infrarotstrahler 117₄, 117₈ und 117₁₀, eingeschaltet sind. Sollte die Geschwindigkeit, mit der der Träger 115 die Druckmaschine 109 verläßt, zunehmen, so würde sich die vertikale Reglerwelle 130 schneller drehen, wodurch die auf die Gewichtsstücke 142 einwirkende Zentrifugalkraft vergrößert würde. Die Gewichtsstücke 142 würden dadurch veranlaßt, sich von der Reglerwelle 130 weg nach außen und den verschieblichen Bund 134 nach unten auf den festen Bund 132 gegen den Druck der Feder 135 zu bewegen. Die Zahnstange 144 bewegt sich mit dem Bund 134 nach unten, wodurch sich das Ritzel 146 und die Kurvenscheibenwelle 150 im Uhrzeigersinn drehen. Abhängig von dem Winkelweg, um den die Kurvenscheibenwelle 150 gedreht wird, werden die inneren Kreisbogen-

ao flächen 156 einer Kurvenscheibe oder aller Kurvenscheiben 152₄,152₈ und 152₁₀ in eine Lage gebracht, in der sie den mit diesen Kurvenscheiben verbundenen Abtastern 160 gegenüberliegen. Die Abtaster. senken sich daher in die tieferen Flächen ab, so daß sie sich von den Schalterbetätigungsgliedern 166 lösen, die geschlossen werden. Dadurch werden die zugehörigen Infrarotstrahler 117 eingeschaltet, wodurch die vom Strahlerfeld 116 abgegebene Strahlungsenergiemenge erhöht wird.

Wenn sich der Druckträger 115 langsamer statt schneller bewegt, drehen sich die Reglerantriebswelle 125 und die Reglerwelle 130 langsamer, wodurch sich die auf die Gewichtsstücke 142 ausgeübte Zentrifugalkraft erniedrigt. Dadurch wird es der Feder 135 ermöglicht, den verschieblichen Bund 134 nach oben vom festen Bund 152 wegzubewegen. Die Zahnstange 144 bewegt sich daher nach oben, so daß sie das Ritzel 146 und die Kurvenscheibenwelle 150 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Abhängig vom Maß der Geschwindigkeitsabnahme des Trägers 115 und daher abhängig vom Winkelweg, um den die Kurvenscheibenwelle 150 gedreht wird, werden eine oder mehrere der Abtastrollen 160 längs der schrägen Flächen 153 der zugehörigen Kurvenscheiben 152 nach oben auf die äußeren Kreisbogenflächen 154 der Kurvenscheiben gedrückt, wodurch die zugehörigen Hebel 162 veranlaßt werden, unter Niederdrücken auf die Betätigungsglieder 166 der zugehörigen Mikroschalter 164 ein- zuwirken. Durch Niederdrücken der Betätigungsglieder 166 werden die Schalterkontakte 168, 170 geöffnet, so daß die vom Strahlungsheizkörperfeld 116 abgegebene Strahlungsenergie durch Abschalten des zugehörigen Infrarotstrahlers 117 erniedrigt wird.

Diese einfache Regelvorrichtung ist höchst vielseitig, da einerseits die Reihenfolge, in der die verschiedenen Lampen 117 ein- und ausgeschaltet werden und andererseits die Geschwindigkeit, bei der dies eintritt, nach Belieben einfach dadurch verstellt werden kann, daß die Kurvenscheiben 152 relativ zur Kurvenscheibenwelle 150 verstellt werden und daß Stirnzahnräder 148 ausgewechselt werden.

Das beschriebene Regelsystem kann auch zur Regelung der von den Infrarotstrahlern abgestrahlten Energie verwendet werden, indem in die Zuleitungen zu den Infrarotstrahlern Vorrichtungen zur Erzeugung einer veränderlichen Spannung eingeschaltet werden.

Ausführungsform für eine Offsetdruckmaschine

In F i g. 13 ist die Anwendung der Trocknungsvorrichtung bei einer Offsetdruckmaschine 243 dargestellt, die mit vier Druckwerken 244, 246, 248 und 250 versehen ist, die in Abständen zueinander längs des Umfangs eines Gegendruckzylinders 252 mit großem Durchmesser angeordnet sind. Dicht am Umfang des Druckzylinders 252 liegt zwischen den Druckwerken 244 und 246 ein Strahlerfeld 254 der oben beschriebenen Art. Gleichartige Strahlerfelder 256, 258 und 260 liegen auch zwischen den Druckwerken 246 und 248, den Druckwerken 248 und 250 und zwischen dem Druckwerk 250 und der kühlenden Umlenkrolle 261. Der Druckträger 262 wird in der Offsetdruckmaschine 243 über Rollen 264 und 266 dem Druckwerk 244 zugeführt, an dem die hellste, im allgemeinen gelbe, Farbe auf den Träger übertragen wird. Vom Druckwerk 244 aus wird der als endlose Bahn ausgeführte Träger unter den Infrarotstrahlern 274 im Strahlerfeld 254 hindurchgeführt, wo Strahlungsenergie auf den Träger 262 trifft, so daß sie unter Verdampfung der auf im Farbstoff vorhandenen Lösungsmittel vom gelben Farbstoff absorbiert wird. Vom Strahlerfeld 254 aus durchläuft der Träger nacheinander die Druckwerke 246, 248 und 250, an denen schrittweise dunklere Farbstoffe, im allgemeinen von blauer, roter und schwarzer Farbe, auf dem Träger 262 aufgebracht werden. Nach jedem dieser Druckwerke läuft der Träger unter einem Strahlerfeld 256, 258 und 260 hindurch, unter denen die flüchtigen Stoffe durch das Auftreffen von Strahlungsenergie aus den feuchten Farbstoffen entfernt werden.

Während der Trocknungsperiode empfängt jeder der vier Farbstoffe eine Strahlungsenergiemenge, die seinem Absorptionskoeffizienten umgekehrt proportional ist. Das bedeutet, daß die am wenigsten absorptionsfähigen Farbstoffe während des längsten Zeitabschnitts der einfallenden Strahlung ausgesetzt sind, und daß die absorptionsfähigsten Farbstoffe während des kürzesten Zeitabschnitts der einfallenden Strahlung ausgesetzt sind. Dadurch wird sichergestellt, daß sogar die hellsten, am schwierigsten zu trocknenden Farbstoffe trocken sind, wenn der Träger die Druckmaschine verläßt, und daß die Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß der Träger unterhalb der Flächenabschnitte durchbrennt, die mit schwarzen oder anderen dunkleren Farbstoffen bedruckt sind. Wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, werden auch hier die Infrarotstrahler 274 in jedem der vier Strahlerfelder 254, 256, 258 und 260 vorzugsweise bei Temperaturen betrieben, bei denen eine maximal unterschiedliche Absorption von Strahlungsenergie zwischen dem beim zugehörigen Druckort aufgedruckten Farbstoff und dem Träger geschaffen wird. Die vom Träger absorbierte Wärme wird durch die Umlenkrolle 261 abgeleitet, wenn er aus der Druckmaschine herausgeführt wird.

Ausführungsform für eine Rotationstiefdruckmaschine

In Fig. 14 ist eine herkömmliche Mehrfarbenrotationstiefdruckmaschine 280 dargestellt, die fünf Druckwerke 282, 284. 286, 288 und 290 besitzt, durch die die Bahn 292 des nacheinander zu bedruckenden Materials läuft. An jedem Druckwerk läuft die Bahn 292 zwischen einem Formzylinder 294 und einem Gegendruckzylinder 296 hindurch, so daß der Abdruck des Zylinders 296 auf die Bahn 292 übertragen wird. Der auf die Bahn 292 aufgebrachte Farbstoff wird durch Trocknungsvorrichtungen 298 mit vorerhitzter, beschleunigter Luft getrocknet, die an jedem der fünf Druckwerke angebracht sind. Da der Farbstoff sehr langsam trocknet, ist es notwendig, die Bahn 292 längs eines gewundenen Wegs zwischen

ίο den Druckwerken zu führen, damit sichergestellt wird, daß eine gegebene Farbe des Farbstoffs trocken ist, ehe das nächste Druckwerk erreicht ist. Wegen dieser Forderung und wegen des großen Umfangs der Trockner 298 erfordern Rotationstiefdruckanlagen viel Platz. Darüber hinaus erschweren die langen Wege zwischen den Druckzylindern der benachbarten Pressen eine genaue Deckung der verschiedenen Farben.

In Fig. 15 ist eine herkömmliche Rotationstiefdruckmaschine 299 dargestellt, bei der die beschriebene Trocknungsvorrichtung angewendet ist. Soweit die Bauteile dieser Maschine die gleichen wie die in der herkömmlichen Maschine von Fig. 14 sind, tragen sie gleiche, aber gestrichene Bezugszeichen. In der Rotationstiefdruckmaschine 299 sind die in vorhandenen Anlagen verwendeten, unhandlichen, großen, unwirksamen Trockner 299 mit beschleunigter Luft durch Strahlerfelder 300 und 302 der oben beschriebenen Art ersetzt. Diese Strahlerfelder trocknen die auf die Bahn 292 gedruckten Farbstoffe wesentlich schneller als die herkömmlichen Lufttrockner, wodurch ermöglicht wird, daß die Bahn 292 direkt von einem zum nächsten Druckwerk geleitet wird. Dadurch wird der Weg entscheidend verkürzt, wodurch der Raumbedarf verkleinert wird. Darüber hinaus wird dadurch die oben beschriebene Schwierigkeit der Deckung der Farben beseitigt.

Wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die hellsten und am schwierigsten zu trocknenden Farben vorzugsweise zuerst gedruckt, so daß sie einer größeren Menge der einfallenden Strahlen ausgesetzt sind, als leichter zu trocknende Farben. Auch die Betriebstemperatur der Lampen und die Einwirkungszeit kann, wie oben bereits beschrieben wurde, getrennt eingestellt werden, damit die wirksamste Trocknung eines jeden verschiedenfarbigen Farbstoffs sichergestellt wird.

Bei Rotationstiefdruckmaschinen können sogar noch größere Vorteile bei Verwendung der beschriebenen Trocknungsvorrichtung erhalten werden. Eine Rotationstiefdruckmaschine 303 dieser Art ist in Fig. 16 dargestellt. Soweit die Teile der Maschine 303 gleich den Teilen der in F i g. 14 und F i g. 15 gezeigten Maschinen sind, tragen sie dieselben, jedoch zweigestrichenen Bezugszeichen. In der Rotationstiefdruckmaschine 303 von Fig. 16 wird zusammen mit jedem der fünf Druckwerke 282", 284", 286", 288" und 290" ein einziges Strahlerfeld 300" verwendet. In dieser Ausführungsform wird der Druckträger 292" auf geradem Weg durch die fünf Druckwerke geführt, wodurch der Weg zwischen den Druckwerken und der Platzbedarf ebenso auf ein Minimum gebracht wird, wie die Schwierigkeiten, die bei der genauen Deckung der verschiedenen von den fünf Druckwerken gedruckten Farben auftreten.

Wie aus Fig. 16 hervorgeht, sind die Strahlerfelder 300" vorzugsweise horizontal dicht in der Nähe des horizontal bewegten Trägers 292" ange-

15 16

bracht, damit ein maximaler Einfall von Strahlungs- der anderen Seite absorbiert wird. Darüber hinaus

energie auf den Träger 292" erzielt wird. kann die in Fig. 18 dargestellte Vorrichtung mit

leichten Veränderungen zum Trocknen von Trägern

Erste Ausführungsform ■ verwendet werden, die im Offsetverfahren bedruckt

für einen durchsichtigen Druckträger 5 sind, bei dem der Träger auf beiden Seiten bedruckt

ist. In diesem Fall wird der Reflektor 314 von einem

Manche Materialien sind im wesentlichen für Heizer ersetzt, der dem Heizer312 von Fig. 18

Strahlungsenergie durchlässig, deren Wellenlänge in gleicht. Bei dieser Anwendungsform wird die Wir-

dem Bereich liegt, den Infrarotstrahler der oben be- kung des Reflektors 314 durch die Reflektoren 320

schriebenen Art aussenden können. Wie in Fig. 17 io erzielt, die die Infrarotstrahler318 in den zwei Hei-

dargestellt ist, absorbiert beispielsweise eine Nylon- zern umgeben.

folie mit einer Dicke von 0,01 cm in einem Wellen- _Zwdte Ausführungsform

angenbereich zwischen 4 und 5 μ nur einen vernach- _{für dnen durch}i_ässigen Druckträger
lassigbaren Betrag an Strahlungsenergie. Andere

Trägermaterialien weisen gleiche Eigenschaften auf. 15 InFi g. 20 ist eine Trocknungsvorrichtung 324

Auch Materialien, wie etwa weißes Papier, übertra- dargestellt, die sich auch besonders gut zum Trock-

gen (nach F i g. 3) leicht Strahlungsenergie mit nen von Farbstoffen auf durchsichtigen Trägern

kürzeren Wellenlängen. eignet. Die Trocknungsvorrichtung 324 besitzt eine

In Fig. 18 ist die Anwendung der Trocknungs- hohle, drehbare Trommel 326 aus einem Material,

vorrichtung zum Trocknen eines Druckträgers, der 20 das Strahlungsenergie einer Wellenlänge im wesent-

im wesentlichen durchlässig für Strahlungsenergie liehen durchläßt, die zum Trocknen des besonderen

ist, schematisch dargestellt. Die Trocknungsvorrich- Materials auf dem Druckträger 327 verwendet wird.

tung310 von Fig. 18 enthält einen Strahlungsheizer Ein Strahlungsheizer328, der ein Feld von Infrarot-

312 und einen Reflektor 314, zwischen denen der zu Strahlern 329 enthält, die von einem Reflektor 330

trocknende Träger 316 hindurchläuft. Der Strah- 25 umgeben sind, ist innerhalb der hohlen Trommel 326

lungsheizer 312 ist vorzugsweise ein Strahlungs- angebracht. Die Infrarotstrahler 329 bestehen eben-

heizer der oben beschriebenen Art, der aus einer falls aus einem Quarzglasrohr.

Reihe von Infrarotstrahlern 318 besteht, die von An der Außenfläche der drehbaren Trommel 326

einem Reflektor 320 umgeben sind. An den Hinter- ist eine Luftkappe angebracht, die eine Kammer 332

Seiten der Reflektoren 314 und 320 sind Kammern 30 bildet, durch die Kühlluft zur Kühlung des Trägers

321 angebracht. Durch die Kammern 321 zirkuliert 327 und zur Entfernung von entwickelten flüchtigen

Luft, damit die Reflektoren gekühlt werden und da- Stoffen aus der Nähe seiner Oberfläche zirkuliert,

mit verhindert wird, daß die Reflektoren durch die Die Kühlluft wird durch eine Einlaßöffnung 336 in

Strahlungsenergie, die von den Infrarotstrahlern 318 die Kammer 332 gedrückt. Von der Kammer aus

ausgesendet wird, ausbrennen. 35 strömt die Kühlluft durch Düsen 338 in einer Platte

Wenn der Druckträger 316 die Trocknungsvor- 340, die die Luft gegen die bedruckte oder beschichrichtung 310 durchläuft, wird die von den Infrarot- tete Fläche des Trägers 327 lenken. Nach dem Aufstrahlern 318 ausgesendete Strahlungsenergie auf ihn prall auf den Träger 327 wird die Kühlluft durch gerichtet. Der Teil der Energie, der auf bedruckte eine Auslaßöffnung 342 aus der Kammer 332 abAbschnitte des Trägers fällt, wird absorbiert, und der 40 gesaugt.

Energierest geht durch den Träger und trifft auf die Wie bei dem Trockner von F i g. 27 können die

innere polierte Fläche des Reflektors 314. Der Re- Infrarotstrahler 329 des Trockners 324 auch hier mit

flektor 314 wirft die durchgedrungene Strahlungs- einer Temperatur betrieben werden, bei der sie Ener-

energie auf den Träger zurück, wodurch sicher- gie einer Wellenlänge aussenden, die am schnellsten

gestellt wird, daß der größte Teil der emittierten 45 von dem Aufdruck oder der Schicht auf dem Träger

Energie von dem Druckbelag des Trägers absorbiert 327 absorbiert werden,
wird. Wie in Fig. 19 dargestellt ist, besitzen die

bevorzugten Reflektormaterialien für Strahlungs- Trocknung auf reflektierenden Trägern
energie in den oben beschriebenen Wellenlängenbereichen Reflexionskoeffizienten in der Nähe des 50 Zusätzlich zu den oben beschriebenen besonderen Werts 1,0. Die Reflektormaterialien werfen daher im Anwendungsmöglichkeiten, können die in der Zeichwesentlichen die ganze auf sie auftreffende Strah- nung dargestellten Trocknungsvorrichtungen auch lungsenergie auf den Träger 316 zurück. Da der Trä- vorteilhaft zum Trocknen von Farbstoffen auf stark ger für Strahlungsenergie durchlässig ist, können die reflektierendem Material, wie etwa Aluminiumfolien Infrarotstrahler bei einer Temperatur betrieben wer- 55 und Materialien mit metallisierten Flächen, verwenden, bei der die Wellenlänge der Energie erzeugt det werden. Bei der Verwendung der Trocknungswird, die am schnellsten von dem Überzug oder dem vorrichtung zu diesem Zweck wird vorzugsweise eine Farbstoff auf dem Träger absorbiert wird, so daß der Strahlungsenergie verwendet, deren Wellenlänge Farbstoff bei sehr geringer oder ohne Energieabsorp- etwas größer als das Optimum ist, das oben bei der tion durch den Träger mit größter Geschwindigkeit 60 Trocknung von Schichten u. dgl. auf weniger reflektrocknen kann. tierenden Materialien beschrieben · wurde. Nach

Wenn beispielsweise der Druckträger für Strah- F i g. 1 besitzt poliertes Aluminium ein sehr geringes

lungsenergie durchlässig ist, kann der Strahlungs- Absorptionsvermögen für Strahlungsenergie einer heizer 312 auf der Seite des Trägers 316 angebracht Wellenlänge in der Größenordnung von 2 bis 3 μ. werden, die der Seite gegenüberliegt, auf der die 65 Eben bei dieser Wellenlänge absorbieren Materialien

Schicht oder der Farbstoff aufgetragen ist, da die ohne Rücksicht auf ihre Farbe einen großen Teil der

Strahlungsenergie den Träger leicht durchdringt, so einfallenden Strahlungsenergie. Wie beispielsweise in daß sie von Farbstoff oder von der Beschichtung auf F i g. 1 gezeigt ist, wird Strahlungsenergie einer

Wellenlänge von 2 bis 3 μ fast ebenso gut von weißen und roten Farbstoffen wie von schwarzen Farbstoffen absorbiert. Bei Verwendung von Strahlungsenergie einer Wellenlänge von 2 bis 3 μ kann daher eine unterschiedliche Absorption der Beschichtung oder des Farbstoffs und des Trägers erzielt werden, wodurch eine maximale Trocknungsgeschwindigkeit mit einer minimalen Wärmeabsorption ermöglicht wird.

Hierzu 14 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trocknen von Materialien auf oder in einem sich mit hoher Geschwindigkeit aus einer Druckmaschine bewegenden Druckträger, mit einer sich in der Bewegungsrichtung des Druckträgers in vorbestimmter Länge erstreckenden Heizzone, in der Heizenergiequellen zum Erwärmen des Druckträgers enthalten sind, wobei die Heizenergiequellen Infrarotstrahler sind, die zum Konstanthalten der absorbierten Strahlungsenergie in Abhängigkeit von Geschwindigkeitsänderungen des Druckträgers ein- und ausschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahler (37, 107, 117, 274, 318,

329) aus Wolframfäden in Quarzglasröhren bestehen, wobei Reflektoren (38, 108, 118, 314,

330) die Strahlung auf den Druckträger (34, 105, 115, 267, 316, 327) richten und daß der zur Trocknung eines bestimmten Materials auf einem bestimmten Druckträger (34, 105, 115, 262, 316, 327) geeignetste Infrarotspektrumsabschnitt durch Änderung der Betriebsspannung der Infrarotstrahler (37, 107, 117, 274, 318, 329) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Seite des Druckträgers mit dem zu trocknenden Material bedruckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahler (37, 107, 117, 274, 318, 329) nur auf die andere Seite des Druckträgers gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Infrarotstrahler (37, 107, 117, 274, 318, 329) derart angeordnet ist, daß er im wesentlichen die gesamte Breite des Druckträgers bestrahlt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Druckträger (34, 105, 115, 267, 316, 327) mehrere zu trocknende Materialien aufbringbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Druckträger (34, 105, 115, 269, 316, 327) an hintereinander liegenden Stellen verschiedenfarbige Farbstoffe aufbringbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahler (318, 329) horizontal angeordnet sind, daß auf der von den Infrarotstrahlern abgewendeten Seite des Druckträgers Reflektoren (314, 330) angebracht sind, und daß Einrichtungen (321; 336, 342) zur Kühlluftumwälzung vorgesehen sind.