DE19616692A1

DE19616692A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von lösungsmittelfreien, wasserlöslichen Farben auf Kunststoffolien im Durchlauf mittels Mikrowellen

Info

Publication number: DE19616692A1
Application number: DE1996116692
Authority: DE
Inventors: Michael Prof Dr Dr Guitis; Gursev Singh Dr Dhupia; Karl-Heinz Rupp; Karl Victor; Josef Dipl Ing Goeckler
Original assignee: RUPP KARL HEINZ
Current assignee: RUPP KARL HEINZ
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-06

Description

Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft die Trocknung von umweltschonenden Lackfarben auf Wasserbasis, die zum Bedrucken von Kunststoffolien verwendet werden können.

Zweck

Die nach dem nachfolgend beschriebenen Verfahren bedruckten Folien erlauben die Beibehaltung der bei lösungsmittelhaltigen Farben üblichen hohen Produktionsraten jedoch ohne die bei diesen Farben üblichen Umwelt- und Gesundheitsbelastungen.

Stand der Technik

Ein Prozeß zur Erhitzung der Druckbahn einer Druckpresse mittels Mikrowelle ist bekannt (P 44 33 904.6). Hierin wird eine Vorrichtung zur Erhitzung von Druckfarbe auf der Druckbahn einer Druckpresse beschrieben. Die Druckpresse ist mit einem Tunnel versehen. Der Tunnel bildet eine Trockenkammer; durch einen Auslaß am Ende wird die getrocknete Bahn herausgeführt. Um die Bahn zu erhitzen und die Druckfarbe auf der Bahn heißzutrocknen besitzt die Anlage eine Mikrowellenenergiequelle zum Einführen von Mikrowellenenergie in die Kammer. Bei der Bahn handelt es sich um eine Papierbahn. Darüber hinaus handelt es sich bei der Farbe um lösungsmittelhaltige Farbe. Die Papierbahn wird zusätzlich mit zwei porösen, mikrowellenabsorbierenden Platten bedeckt. Diese Platten werden von den Mikrowellen aufgeheizt und geben ihre Wärme an die Papierbahn ab.

Desweiteren ist ein Verfahren und ein Gerät zum Trocknen von wasserlöslichem Dispersionslack auf Papier- oder Kartonbahnen oder auch -bögen mit Hilfe von Mikrowellenenergie bekannt (P 41 21 203.7). Es werden vorzugsweise im Handel erhältliche zugelassene Oszillatoren eingesetzt, die in mehrfacher Anwendung die Mikrowellenenergie in Hohlleiter einkoppeln. Die Bahnen oder Bögen werden im Durchlauf getrocknet. Hierbei werden die Hohlleiter quer oder unter einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung der Bahnen oder Bögen angeordnet. Zur Erzeugung von Mikrowellenenergie werden Oszillatoren im Bereich von 2,45 GHz und einer Leistung von 600 W eingesetzt. Außerdem werden die Hohleiter durch mikrowelleninerte Folie abgedeckt und Luft über die Bahnen geblasen. Es verbleibt eine Restfeuchtigkeit, die mit Hilfe eines Sensors erfaßt wird.

Kritik des Standes der Technik

Bei den beiden oben genannten Verfahren und Vorrichtungen ist festzuhalten, daß sie sich nur für die Trocknung von einem Farbauftrag auf Papierbahnen bzw. -bögen eignen. Der erstgenannte Fall behandelt nur lösungsmittelhaltige Farben. Außerdem wird dazu eine relativ große Kammer benötigt. Die Bahnen werden zusätzlich mit einer mikrowellenabsorbierenden Schicht bedeckt. Aufgrund der üblichen, engen Platzverhältnisse in Folien-Druckmaschinen kann hier nicht nach dem beschriebenen Prinzip verfahren werden. Aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten elektromagnetischer Wellen ist der Energieeintrag mittels Mikrowellen nicht nur abhängig von den dielektrischen Verlusten der jeweiligen Werkstoffe sondern auch von der Geometrie, Anordnung etc. Durch die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Papier und Folie können die genannten Erfindungen daher nicht auf die Trocknung von wasserhaltigen Farben auf Folie übertragen werden.

Aufgabe

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Trocknung von lösungsmittelfreien, wasserhaltigen Farben auf optisch transparenten bzw. opaken Kunststoffolien in einem Durchlaufverfahren. Die Folien werden mehrfach hintereinander mit unterschiedlichen Farben bedruckt. Nach jedem Farbauftrag wird die Farbschicht mittels Mikrowellen getrocknet um den Auftrag der nächsten Schicht zu ermöglichen. An der Foliendruckmaschine müssen getrennt voneinander - entsprechend der Anzahl der maximal zu druckenden Farben - bis zu acht Mikrowellenapplikatoren angebracht werden, um die Farben vollständig zu trocknen. Eine Restfeuchtigkeit am Ende des Prozesses ist nicht erwünscht. Beim derzeitigen Stand der Technik werden lösungsmittelhaltige Farben verwendet, die mit Hilfe von Heißluft getrocknet werden. Eine Verwendung von wasserhaltigen Farben in Kombination mit Heißlufttrocknung ist nur möglich, wenn die Foliendurchlaufgeschwindigkeit um über 70% herabgesetzt wird. Dies macht die Verwendung von wasserhaltigen Farben bei derzeitig verwendeter Trocknungstechnik unwirtschaftlich.

Lösung

Die Lösung der gestellten Aufgabe kann als reine Mikrowellentrocknung oder aber als Hybridform Mikrowellentrocknung plus Heißlufttrocknung ausgeführt werden. Entscheidend für die Lösung der gestellten Aufgabe ist, daß die Zusammensetzung der verwendeten Druckfarbe bekannt ist und durch eine Regelung konstant gehalten wird. Dadurch wird es ermöglicht die in die Farbe eingebrachte Mikrowellenenergie so genau zu dosieren, daß die Druckfarbe ohne Residuum getrocknet wird. Es besteht bei den bekannten Druckmaschinen ein Farbgemischvorratsbehälter. Der Inhalt dieses Behälters wird durch eine Umwälzpumpe ständig in die Farbwanne der Druckmaschine gepumpt. Hier wird die Farbe durch eine Kombination von Walzen auf die Folienbahn aufgetragen. Von der Farbwanne ausläuft die Farbe durch einen Rücklauf zurück zum Vorratsbehälter.

Eine Besonderheit im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, daß die Farbe im Vorlauf eine spezielle Meßkammer durchläuft, in der die Zusammensetzung der Farbe temperaturunabhängig gemessen wird. Die Meßwerte werden ausgewertet und durch genau dosierte Zugabe verdunstete Wasseranteile ersetzt. Dadurch ist eine kontinuierliche Zusammensetzung der Druckfarbe gewährleistet.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung lösungsmittelfreier, wasserhaltiger Farben auf Kunststoffolien im Durchlauf mittels Mikrowelle,
dadurch gekennzeichnet, daß
- 1) die Druckfarbe auf der Folienbahn mittels Mikrowellentrocknung oder kombinierter Mikrowellen-Heißlufttrocknung ohne zurückbleibende Restfeuchte getrocknet wird,
- 2) der erforderliche Energiegehalt der Mikrowellen entsprechend dem Wassergehalt der Druckfarbe geregelt wird,
- 3) die Zusammensetzung der Druckfarbe kontinuierlich gemessen und unabhängig von der Temperatur nachgeregelt wird und dadurch die Bestimmung des Energiegehaltes nach 2) möglich wird.