DE19601603A1 - Verfahren zum Bestäuben von abzustapelnden, frisch bedruckten Papierbögen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestäuben von abzustapelnden, frisch bedruckten Papierbögen mit einer zerstäubbaren Substanz, sowie Vorrichtungen zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

In der graphischen Industrie, insbesondere im Offsetdruck­ verfahren, müssen Papierbögen bedruckt und nach Bedrucken für den Transport abgestapelt werden. Die heutigen Druckma­ schinen laufen mit hoher Geschwindigkeit und können etwa 15000 Bögen pro Stunde, das entspricht etwa 4 Bögen pro Sekunde, bedrucken und abstapeln. Die sich daraus ergebende Zeit unter Berücksichtigung des Weges zwischen Druckwerk und Stapel von 1-2 sec ist zu kurz, um die Druckfarbe vollständig zu trocknen. Es ist daher notwendig, die frisch bedruckten Papierbögen in noch feuchtem Zustand der Druck­ farbe abzustapeln. Damit die Farbe der frisch bedruckten Papierbögen beim Abstapeln nicht verschmiert, werden die frisch bedruckten Bögen mit einem Puder bestäubt, so daß die abgestapelten Bögen voneinander beabstandet sind und somit die Druckfarbe trocknen kann. Der Bestäubungspuder hat eine Korngröße von etwa 10-50 Mikrometern. Um einen ausreichenden Abstand zwischen den einzelnen Papierbögen zu gewährleisten, sollten im Mittel vorzugsweise etwa 25 Körner pro cm² liegen.

Mit den bekannten Vorrichtungen, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 12 52 703 bekannt sind, wird der Puder mittels eines Luftstroms auf den bedruckten Bogen aufgeblasen. Da die heutigen Maschinen sehr schnell laufen, entstehen starke Luftwirbel. Des weiteren werden die bedruckten Papierbögen mittels eines durch einen Ventilator erzeugten Luftstromes abgestapelt. Aufgrund der Luftwirbel und Luft­ ströme ergeben sich die folgenden Nachteile:
Zum einen wird der auf den Papierbogen abzulagernde Puder weggeblasen, wodurch sich eine erhebliche Verschmutzung der gesamten Druckmaschine und sogar der gesamten Umgebung ergibt. Zum anderen wird der Puder insbesondere von den nicht bedruckten Bereichen des Papierbogens abgeblasen, aber der Puder auf den bedruckten Bereichen bleibt durch die Farbe haften. Bei der Abstapelung von beispielsweise 10000 identisch bedruckten Papierbögen ergibt sich dann eine starke Profilierung des Bogenstapels, da nur die bedruckten Bereiche der Papierbögen einerseits durch den Farbauftrag und zusätzlich durch den Puder voneinander beabstandet sind.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und Vor­ richtungen bereitzustellen, bei denen diese Nachteile nicht oder zumindest in erheblich reduziertem Maße auftreten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie Vorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 22 oder 23.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auf überraschend einfache Weise die Haftfähigkeit der auf dem Papierbogen abgelagerten zerstäubten Substanz verbessert, denn aufgrund der aufgeweichten Oberfläche ergibt sich zwischen Papierbo­ gen und zerstäubter Substanz eine größere Kontaktfläche und damit eine bessere Haftfähigkeit. Daraus ergibt sich ein erheblich geringerer Verlust an der zerstäubten Sub­ stanz, so daß die Druckmaschine weniger verschmutzt und erheblich weniger von der zerstäubten Substanz in die Umgebung der Druckmaschine gelangt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 21.

Zur weiteren Verbesserung der Hafteigenschaften der Sub­ stanz kann es vorteilhaft sein, der Substanz vor dem Auf­ treffen auf dem Papierbogen und/oder der auf dem Papierbo­ gen abgelagerten Substanz Energie, vorzugsweise Wärmeener­ gie, zuzuführen gemäß den Ansprüchen 2 bis 4. Die Wär­ mestrahlung kann dabei gleichzeitig dazu benutzt werden, den Trocknungsprozeß der Druckfarbe zu beschleunigen.

Um eine gleichmäßige Verteilung der Substanz auf dem Papierbogen zu erreichen, kann die Substanz zusammen mit Luft zerstäubt werden, wobei gemäß Anspruch 6 die Luft erhitzt sein kann.

Wenn die Substanz gemäß Anspruch 7 oder 8 aus einem Wachs oder einem wachsbeschichteten Puder gebildet wird, kann die Verbesserung der Haftfähigkeit durch Aufweichen der Ober­ fläche in einfacher Weise, beispielsweise durch Wärmestrah­ lung, bewirkt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß An­ spruch 9 wird die aufgeweichte Oberfläche gebildet durch ein auf die einzelnen Puderteilchen aufgebrachtes Fluid.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 stellt dabei eine kostengünstige Lösung dar. Dabei hat sich ge­ zeigt, daß bereits eine benetzte Oberfläche der Puderteil­ chen diesen eine erheblich verbesserte Haftfähigkeit ver­ leiht.

In einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Ansprüchen 11 bis 13 ist die Haftfähigkeit der Substanz noch vergrößert.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist Gegenstand der Ansprüche 14 bis 16. Dabei ist gewährleistet, daß die gesamte Oberfläche jedes Puderkorns vollständig benetzt ist, was eine verbesserte Haftfähigkeit jedes einzelnen Puderkorns an dem Papierbogen zur Folge hat. Dabei beschreibt Anspruch 16 eine kostengünstige und umweltschonende Lösung.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 17 bis 21. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die Substanz im wesentlichen auf den Papier­ bogen aufgespritzt wird, so daß kaum Verluste der Substanz auftreten, die zu einer Verschmutzung der Druckmaschine und der Umgebung führen könnten.

Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22 hat den großen Vor­ teil, daß die Düse, mit der die Substanz zerstäubt wird, nicht verstopfen kann.

Eine weitere Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 23.

Vorteilhafterweise sind gemäß Anspruch 24 Temperaturregler vorgesehen, so daß beispielsweise bei der Verwendung von wachsbeschichtetem Puder, der mit erhitzter Luft aus der Düse austritt, eine Einstellung der Oberflächenweichheit und damit Haftfähigkeit prinzipiell möglich ist.

Gemäß Anspruch 25 wird die Wärmeenergie bevorzugt über einen Wärmestrahler auf die Substanz oder den Papierbogen übertragen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1, 2, 4, 6 schematisierte Darstellungen von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 einen Querschnitt einer Zwei­ stoffdüse;

Fig. 5 eine Ultraschalldüse teilwei­ se im Querschnitt.

In den einzelnen Figuren der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

In jeder der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung wird ein frisch bedruckter Papierbogen 10 mit einer durch Punkte 14 dargestellten Substanz bestäubt. Dazu wird der Papierbogen 10 in einer Druckmaschine in Pfeilrichtung 12 an einer Düse 16 vorbeitransportiert, die die Substanz 14 in zerstäubtem Zustand abgibt. Dazu ist bzw. sind Vorratsbehäl­ ter 18 und/oder 19 für die Substanz 14 über elektromagne­ tische Ventile 20 und/oder 21 über Leitungen 32, 50, 68 bzw. 90 mit der Düse 16 verbunden. Weiter ist in sämtlichen Ausführungsbeispielen vorzugsweise vorgesehen, daß der Düse 16 über eine Leitung 22 Luft zuführbar ist, so daß die Substanz 14 zusammen mit der Luft zerstäubt werden kann. Die Luft ist über einen Filter 24, der eine Verschmutzung der Düse verhindert, mittels einer Pumpe 26 der Düse 16 zuführ­ bar. Über einen Temperaturregler 28 ist vorzugsweise die Temperatur der zugeführten Luft regelbar.

In einem ersten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Teil der der Düse 16 zugeführten Luft über eine Leitung 31 in eine Mischvorrichtung 30 geleitet und mit der Substanz 14 gemischt. Dazu wird die Substanz 14 über eine Leitung 33 aus dem Vorratsbehälter 18 der Misch­ vorrichtung 30 zugeführt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Substanz 14 vorzugsweise gebildet aus einem in Puderform vorliegenden Wachs oder aus einem wachsbeschichteten Puder. Die in der Mischvorrichtung 30 erhaltene Puder/Luft-Mischung wird über eine Leitung 32 und über das elektromagnetische Ventil 20 der Düse 16 zugeführt, die in bekannter Weise ausgebildet ist (vgl. DE-AS 12 52 703). Damit das aus der Düse 16 zusammen mit der als Tragluft wirkende Luft austre­ tende Puder an seiner Oberfläche aufgeweicht wird, wird dem Puder Energie, vorzugsweise Wärmeenergie, durch einen Wärmestrahler 34 zugeführt. Der Wärmestrahler 34 kann dabei entweder nur den Puder bestrahlen oder den zu bestäubenden Papierbogen 10 oder auch den bereits auf dem Papierbogen 10 abgelagerten Puder. In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird sowohl der aus der Düse 16 austretende Puder 14 als auch der Papierbogen 10 und der bereits auf dem Papierbogen 10 abgelagerte Puder erwärmt. Durch die Erwärmung erhalten die einzelnen Puderteilchen eine aufgeweichte Oberfläche, da das Wachs anschmilzt, wodurch sich eine verbesserte Haftung der Puderteilchen an dem Papierbogen 10 ergibt.

In einem zweiten, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung wird wie im ersten Ausführungsbeispiel ein in der Mischvorrichtung 30 bereitgestelltes Gemisch aus einem im Vorratsbehälter 18 vorrätigen Puder und Luft der Düse 16 über die Leitung 32 zugeführt. Des weiteren wird von einem Fluidbehälter 40 ein Fluid vorzugsweise über einen Vorwärmer 42 und einen Filter 44 mittels einer Fluidpumpe 46 und gegebenenfalls über einen Enderhitzer 48 und das elek­ tromagnetische Ventil 21 über eine Leitung 50 der Düse 16 zugeführt.

Die Düse 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Zweistoff­ düse 52 (vgl. Fig. 3) ausgebildet und weist einen Eingang 54 für das Puder/Luft-Gemisch und einen Eingang 56 für das Fluid auf. Über Kanäle 58 und 60 werden das Puder/Luft- Gemisch und das Fluid einer Düsenöffnung 58 zugeführt und zusammen aus dieser ausgetrieben und dabei zerstäubt.

In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird also die Substanz 14 gebildet aus dem in der Düsenöffnung 58 gebildeten Gemisch aus Puder und Fluid. Dabei haftet das Fluid zur Bildung der aufgeweichten Oberfläche der zerstäubten Substanz 14 an den einzelnen Puderteilchen. Das Fluid kann beispielsweise ein Wasserdampf sein, mit dem die Puderteilchen bei Austritt aus der Düse 16 benetzt werden. Als Puder kann beispielsweise auch ein Zuckerderivat und als zugehöriges Fluid Wasser eingesetzt werden. Auch könnte als Puder Stärke, die durch Wasserdampf als Fluid angelöst wird, zum Einsatz kommen.

In einer Abwandlung dieser zweiten Ausführungsform kann das Fluid ein Klebstoff sein, der sich um die einzelnen Puder­ teilchen legt. Um den klebstoffummantelten Puderteilchen eine aufgeweichte Oberfläche zu verleihen, wird der Kleb­ stoff beispielsweise durch ein klebstofflösendes Fluid, das zusammen mit dem Klebstoff oder separat über die Leitung 50 der Düse 16 zugeführt werden kann, angelöst und/oder akti­ viert.

Auch in dieser zweiten Ausführungsform ist es möglich, der Substanz Energie, beispielsweise über Wärmestrahlung oder erhitzten Dampf, zuzuführen.

In einer dritten, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird ein Puder aus dem Vorratsbehälter 18 einer Aufschlämmvorrichtung 60 zugeführt. Weiter wird der Aufschlämmvorrichtung 60 ein Fluid aus einem Behälter 62 über ein Filter 64 und eine Pumpe 66 zugeführt. In der Aufschlämmvorrichtung 60 wird aus dem Puder und Fluid eine Schlämme bereitet, die über das elektromagnetische Ventil 20 und eine Leitung 68 der Düse 16 zugeführt wird. Die Düse 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine Ultraschalldüse 70 ausgebildet, die von einem Oszillator 72 betrieben wird. Die in Fig. 5 dargestellte Ultraschalldüse 70 stößt die als Schlämme vorliegende Substanz 14 in zerstäubter Form ab. Über die Leitung 22 kann der Ultraschalldüse 70 Luft zuge­ führt werden, die eine bessere Verteilung der zerstäubten Substanz 14 bewirkt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann der zerstäubten Substanz 14 Energie in Form von Wärmestrah­ lung zugeführt werden.

Es wird bevorzugt ein Puder aus Calziumcarbonat, das in Wasser aufgeschlämmt wurde, eingesetzt.

In einer vierten, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird die Substanz aus dem Vorratsbehälter 18 vorzugsweise über einen Vorwärmer 82 mittels einer Pumpe 84 und einen Enderhitzer 86 und gegebenenfalls einen Filter 88 sowie das elektromagnetische Ventil 20 der Düse 16 über eine Leitung 90 zugeführt. Die Düse ist wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel als Zweistoffdüse 92 ausgebildet. Die Substanz kann in flüssiger Form in dem Vorratsbehälter 18 vorliegen und in flüssiger Form aus der Zweistoffdüse 92 ausgesprüht werden, beispielsweise zusammen mit der durch die Leitung 22 zugeführten Luft. Alternativ kann die Sub­ stanz in dem Vorratsbehälter 18 auch als Feststoff bei­ spielsweise in granularer oder Puderform vorliegen, die dann verflüssigt wird und der Düse 92 zum zerstäubten Austreiben zugeführt wird. Nach Auftreffen der zerstäubten, flüssigen Substanz 14 auf den Papierbogen 10 wird der Aggregatzustand der zerstäubten Substanz geändert, so daß die auf dem Papierbogen 10 abgelagerte Substanz 14 sich verfestigt. Dies kann entweder durch Verdampfen eines der verflüssigten Substanz zugeführten Lösungsmittels bewirkt werden, wobei Wärmestrahlung, beispielsweise mit einem Wärmestrahler, wie oben zu dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert, unterstüt­ zend wirkt. Andererseits kann eine Verfestigung auch durch Abkühlung herbeigeführt werden, indem beispielsweise der Papierbogen 10 auf eine möglichst niedrige Temperatur abgekühlt wird. Weiter ist es möglich, den Aggregatzustand der zerstäubten Substanz 14 durch eine chemische Reaktion zu ändern. Dazu kann beispielsweise über die Leitung 22 der Düse ein gasförmiger Stoff zugeführt werden, der, wenn er bei Austritt aus der Düse 16 bei Kontakt mit der flüssigen Substanz eine chemische Reaktion auslöst, eine Veränderung des Aggregatzustands in den festen Zustand zur Folge hat. Als flüssige Substanz kann beispielsweise ein Wachs oder Klebstoff eingesetzt werden.

Claims (25)

1. Verfahren zum Bestäuben von abzustapelnden, frisch be­ druckten Papierbögen (10) mit einer zerstäubbaren Sub­ stanz (14) dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) wenigstens vor dem Auftreffen auf dem Papierbogen (10) zur Verbesserung der Haftfähigkeit zumindest eine aufgeweichte Oberfläche erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftreffen der Substanz (14) auf dem Pa­ pierbogen (10) der Substanz (14) Energie, vorzugsweise Wärmeenergie, zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der zu bestäubende Papierbogen (10) erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Papierbogen (10) abgelagerte Substanz (14) erwärmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) zusam­ men mit Luft zerstäubt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft erhitzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) aus ei­ nem in Puderform vorliegenden Wachs gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) aus einem wachsbeschichteten Puder gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) aus einem Gemisch aus Puder und Fluid gebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid Wasserdampf ist, mit dem die Puderteil­ chen benetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Klebstoff ist, der sich zur Bildung der Oberfläche der zerstäubten Substanz (14) um die einzelnen Puderteilchen legt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff vor dem Auftreffen der Substanz (14) auf dem Papierbogen (10) angelöst oder aktiviert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff mit einem klebstofflösenden Fluid angelöst oder aktiviert wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz aus einer Schlämme gebildet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlämme durch Aufschlämmen eines Puders ge­ bildet wird.

16. Verfahren nach nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlämme aus Calziumcarbonat in Wasser besteht.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aggregatzustand der zerstäubten Substanz (14) nach dem Auftreffen auf den Papierbogen (10) geändert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) in flüssigem Zustand zerstäubt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (14) zunächst in fester Form, bei­ spielsweise in Form eines Puders oder Granulats, vor­ liegt und zum Zerstäuben verflüssigt wird.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Substanz durch chemische Reaktion verfestigt wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz ein Klebstoff ist.

22. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16 mit einem Vorratsbehälter (18) für einen Puder und einem Behäl­ ter (62) für ein Fluid, die beide mit einer Düse (16) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Austritt aus der Düse (16) der Puder und das Fluid zur Bildung einer Schlämme in einer Mischvorrichtung (60) mischbar sind und daß die Düse (16) als Ultra­ schalldüse (70) ausgebildet ist zum zerstäubten Aus­ treiben der Schlämme.

23. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13 oder 17 bis 21 mit wenigstens einem mit einer Düse (16) ver­ bundenen Vorratsbehälter (18, 40) für die zu zerstäu­ bende Substanz (14) und einer Leitung (22, 50) für die Zuführung eines Fluids zur Düse (16), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düse (16) als Zweistoffdüse (52) ausgebildet ist, in der die Substanz (14) und das Fluid zusammen aus einer Düsenöffnung (58) austreibbar sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet durch Temperaturregler (28, 42, 48, 82, 86) für die der Düse zugeführten Stoffe.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 24, gekennzeichnet durch einen Wärmestrahler (34) zur Erwärmung der aus der Düse (16, 52, 70) ausgetre­ tenen Substanz (14) und/oder des Papierbogens (10).