DE19710124B4

DE19710124B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung von Kühlwalzen

Info

Publication number: DE19710124B4
Application number: DE19710124A
Authority: DE
Inventors: Clemens J. M. De Vroome
Original assignee: Goss Contiweb BV
Current assignee: Contiweb BV
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: DE19710124A1

Abstract

Verfahren zum Kühlen einer nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten oder beschichteten Materialbahn (1), welche aus Papier besteht und nach dem Aufbringen von Farbe eine Heizzone und eine Anzahl von Kühlwalzen (3–8) passiert, wobei der Fluß des Kühlmediums durch die Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) eines Kühlwalzenstandes (2) durch zwei verschiedene Kreisläufe (10, 16) unterschiedlichen Temperaturniveaus erzeugt wird und in jedem der zwei verschiedenen Kreisläufe (10, 16) entgegengesetzt der Bahnlaufrichtung (9) über die Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) gerichtet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperatursteuerung eines Kühlwalzenstandes, insbesondere für einen Kühlwahlzenstand, der einer Rotationsdruckmaschine zugeordnet ist, deren Materialbahn eine Heizzone passiert hat.

Die DE 88 05 176 U1 beschreibt eine Kühlvorrichtung für eine bedruckte Materialbahn, die über mehrere nacheinander folgend angeordnete Kühlwalzen geführt wird und durch Wärmeübertragung auf die Kühlwalzen eine Temperaturabsenkung erfährt. Die Schrift schlägt vor, die Kühlwalzen in zwei getrennten Kühlwasserkreisen in der Weise anzuordnen, dass die Walzen lediglich in einem der beiden getrennten Kühlwasserkreise entgegengesetzt zur Bahnlaufrichtung von Kühlwasser durchströmt werden, wohingegen in dem anderen der beiden Kühlwasserkreise eine parallele Durchströmung der Walzen erfolgt.

US 5,416,984 A offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ablenken einer Bahn. Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme von einer Bahn umfaßt eine Kühlwalze mit einer zylindrischen Mantelfäche. Die Bahn bewegt sich entlang eines Pfades, der sich teilweise um die Kühlwalze erstreckt. Zwischen den beiden Seitenteilen der Bahn erstreckt sich um einen Teil der zylindrischen Mantelfläche der Kühlwalze in Umfangsrichtung eine Düse. Durch den mittleren Teil der Düse wird ein Luftstrom gegen einen mittleren Teil der Bahn gerichtet und zwar oberhalb einer Stelle, wo die Bahn normalerweise mit der Kühlwalze in Kontakt kommt, um den mittleren Teil der Bahn durchzubiegen und diesen auf diese Weise in den Kontakt mit der Kühlwalze zu bringen. Zu beiden Seiten des mittleren Teils der Düse erstrecken sich seitliche Düsenteile und zwar unterhalb der Stelle, wo der mittlere Teil der Bahn in Richtung der Kühlwalze durchgebogen wird. Dadurch wird eine Glättung in Querrichtung der Bahn und entlang dem mittleren Teil der Bahn erzielt.

DE 33 05 749 A1 offenbart einen Trockner. Eine auf beiden Seiten beschichtete oder bedruckte Bahn weist einen geraden Abschnitt auf, der aus dem Gehäuse eines Trockners austritt, in dem die Bahn aufgeheizt wurde und der zu einer Kühlwalze reicht. Ein Tunnel, der den Abschnitt umgibt, hat ein Außenende in der Nähe der Kühlwalze. Eine Luftdüse bläst am Außenende der oberen Wand einen klingenförmigen Strom gegen den gewölbten Bereich der Bahn, um diese in engen Kontakt mit der Außenfläche der Kühlwalze zu bringen und um so Ansammlungen von Kondensaten des Lösungsmitteldampfes zu vermeiden.

Ein Teil des Luftstromes wird von der Bahn abgelenkt und entlang dieser von der oberen Wand des Tunnels nach innen geleitet. Druckluftauslässe direkt über der unteren Wand des Tunnels an deren Außenende sorgen für einen nach innen gerichteten Luftstrom unter der Bahn.

DE 32 07 463 C2 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen und anschließendem Kühlen von insbesondere nach dem Offestverfahren bedruckten Warenbahnen. Es wird ein Verfahren zm Trocknen und anschließenden Kühlen von insbesondere nach dem Offsetverfahren bedruckten oder beschichteten, insbesondere aus Papier bestehenden Warenbahnen offenbart. Nach dem Auftrag der Druckfarbe oder des Beschichtungsmaterials werden die Bahnen durch eine mit Heißluft betriebene Trockenzone und anschließend unter körperlichem Kontakt über mehrere Kühlwalzen geführt. Auf die bedruckte oder beschichtete Warenbahnseite wird ein Wasserfilm aufgebracht, bevor diese Warenbahnseite ein zweites Mal gekühlt wird.

DE 41 18 807 C2 schließlich bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung des Wärmeübergangs an Kühlwalzen von Offset-Rollenrotationsdruckmaschinen. Bei dieser Lösung werden in dem Bereich, in welchem die Bahn an der ersten Kühlwalze einläuft Aufladeelektroden angeordnet.

Es hat sich herausgestellt, daß zur Verbesserung des Wärmetransportes an Kühlwalzen eines Kühlwalzenstandes, die Oberflöchentemperatur der Kühlwalzen und dir Art des Bahnmaterials ausschlaggebende Bedeutung haben. Leicht gewichtige Papiere (LWC) verursachen beispielsweise mehr Kondensat als Zeitungspapier oder kalandriertes Papier (SC). Bei den letztgenannten Papieren entstehen Probleme durch Farbaufbau auf den Kühlwalzenoberflaächen, auch „Rupfen" genannt. Bei Papieren mit hohen Grammaturen kommt es in der Regel zur Bildung von mehr Kondensat. Die Kondensatbildung kann unter Umständen schon bei geringeren Geschwindigkeiten, beispielsweise 7 m/s auftreten. Weiterhin kann auch eine hohe Bahnaustrittstemperatur hinter der Heizzone zur vermehrter Kondensatbildung führen.

Frisch gedruckte, aber bereits getrocknete Farbe kann bei höheren Temperaturen an den Oberflächen der ersten Kühlwalzen eines Kühlwalzenstandes haftenbleiben (Rupfen). Dieses Phänomen kann durch einen Ölfilm auf der Oberfläche der Kühlwalzen verhindert werden. Andererseits, bei zu geringer Oberflächentemperatur der Kühlwalzen, kann es zur Kondensatbildung kommen, was einen unerwünschten Farbaufbau auf beispielsweise der 3. oder der 5. Kühlwalze zur Folge hat.

Angesichts dieser aufgetretenen Nachteile und Beeinträchtigungen hat sich ergeben, daß eine Temperaturssteuerung verschiedener Kühlwalzen und folglich deren Wärmeübertragung bisher noch nicht befriedigend gelöst wurde.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Kondensatbildungs- und das Problem des Anhaftens von Farbe an mehr als einer Kühlwalze in kostengünstiger und energiesparender Weise zu lösen und Temperatursprünge von mehr als 10°C von Kühlwalze zu Kühlwalze zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind vielfältiger Natur. Da die Fließrichtung des Kühlmediums der Bahnlaufrichtung der Materialbahn entgegengesetzt ist, wird die der Bahn innewohnende Energie zur allmählichen Aufheizung des Kühlmediums genutzt, um so eine allmähliche Abkühlung der Bahn zu ermöglichen. Da höhere und niedrigere Oberflächentemperaturen der Kühlwalzen erzielbar sind, können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene Temperaturbereiche für unterschiedliche Bedruckstoffe eingestellt werden, wobei die Volumenströme des Kühlmediums auf akzeptablem Niveau gehalten werden können. Der Durchfluß ds Kühlmediums wird auf die jeweils zu bedruckende Papierart einmalig eingestellt und ist unabhängig sowohl von der Bahngeschwindigkeit, wie von der Grammatur des Bedrucksttoffes.

Weitere Details der vorliegenden Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Anhand eine Zeichnung sie die Erfindung nachstehend en detail erläutert. Es zeigt:
1 Eine Kühlwalzenkonfiguration mit sechs Walzen eines Kühlwalzenstandes,
2 eine alternative Bahnführung über fünf Kühlwalzen,
3 eine Kühlwalzenkonfiguration mit sechs Kühlwalzen, die mit einem Kühlmedium beaufschlagt sind, wobei die Kühlmediumversorgung in zwei Kreisläufe geteilt ist,
4 ein Bahntemperaturprofil einer Bahn, die einen Kühlwalzenstand mit sechs Kühlwalzen passiert, wobei die Bahn aus LWC-papier besteht und
5 ein Bahntemperaturprofil, eine Bahn über die Länge eines Kühlwalzenstandes, wobei die Bahn eine Bahn aus super kalandriertem Papier (SC) besteht.
1 zeigt einen Kühlwalzenstand mit sechs Kühlwalzen.
In dieser Anordnung sind drei Kühlwalzen 3, 5 und 7 über drei weiteren Kühlwalzen 4, 6 und 8 angeordnet. Jede dieser Kühlwalzen 3, 4, 5, 6, 7 und 8 wird mit einem Kühlmedium versorgt, um eine Bahn 1, die den Kühlwalzenstand 2 in Bahnlaufrichtung 9 passiert, kontinuierlich zu kühlen.
In dieser Kühlwalzenkonfiguration – gezeigt in einer „open-wrap"-Anordnung – werden die zweite Kühlwalze 4, die dritte Kühlwalze 5, die vierte Kühlwalze 6, die fünfte Kühlwalze 7 sowie die sechste Kühlwalze 8 jeweils um bis zu 270° am Umfang umschlungen. Jedoch ist die erste Kühlwalze 3 nur um bis zu 180° am Umfang umschlungen. Die Kühlwalzen können beispielsweise mit einem Doppelmantel aus Stahl ausgerüstet sein, in deren Hohlraum das Kühlmedium zirkuliert. Um den Wärmetransport zu verbessern, kann der äußere Mantel der Kühlwalzen mit einer spiralförmig verlaufenden Ausnehmung versehen sein.
In 2 ist eine alternative Bahnführung über fünf Kühlwalzen dargestellt.
Die Materialbahn 1, welche sich in Bahnlaufrichtung 9 bewegt – angedeutet durch einen Pfeil – umschlingt jede der Kühlwalzen 3, 4, 5, 6 und 7 mit einem Winkel von ca. 180° des Umfangs der entsprechenden Kühlwalze. Um eine gerade Anzahl von Kühlwalzen zu erreichen – wodurch dem seitlichen Bahnverlauf entgegengewirkt werden kann – kann die letzte der Kühlwalzen, hier die Walze 7 fortgelassen werden; in Bahnlaufrichtung 9 gesehen, sind die Kühlwalzen in der oberen und der unteren Ebene des Kühlwalzenstandes 2 gemäß 2 versetzt zueinander angeordnet.
3 zeigt eine Kühlwalzenkonfiguration, die sechs Kühlwalzen umfaßt, welche mit einem Kühlmedium versorgt werden, das über zwei Kreisläufe unterschiedlichen Temperaturniveaus zugeführt wird.
Generell gilt, daß eine zu hohe Kühlwalzentemperatur dazu führt, daß Farbpartikel der frisch gedruckten, getrockneten Farbe an der Oberfläche der ersten Kühlwalzen 3, 4 des Kühlwalzenstandes 2 anhaften; andererseits führt eine zu niedrige Oberflächentemperatur dazu, daß Kondensatbildung einsetzt, was sich in einem homogenen Farbaufbau auf diejenigen Kühlwalzen auswirkt, die weiter stromab im Kühlwalzenstand 2 angeordnet sind. Den Bedruckstoff LWC-Papier wohnt die Eigenschaft inne, daß an der Oberfläche ein höherer Ölgehalt vorliegt, wodurch sich der Taupunkt erhöht, während der Ölfilm bei offenporigen SC-Papieren teilweise bereits weggeschlagen ist, wodurch sich der Taupunkt reduziert. Es sei bemerkt, daß bei dünnen Materialbahnen kein Temperaturgradient über die Dicke der Bahn existiert.
Wie der Darstellung gemäß 3 entnommen werden kann, passiert die Materialbahn 1 einen Kühlwalzenstand 2 in dem die erste Kühlwalze 3, die zweite Kühlwalze 4, die dritte Kühlwalze 5 sowie die vierte Kühlwalze 6 in einem ersten Kühlmediumkreislauf 10 eingebunden sind. Das Kühlmedium mit einem ersten Temperaturniveau von etwa 22°C wird mit einem ersten Volumenstrom 19 von etwa 1,5 m³/h zugeführt. Ein zweiter Kreislauf 16 des Kühlmediums führt dieses der fünften und der sechsten Kühlwalze 7 bzw. 8 zu. Im zweiten Kühlmittelkreislauf 16 herrscht ein Temperaturniveau von etwa 12°C, bei einem höheren Volumenstrom 20 von etwa 4 m³/h.
Gemäß des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips, ist die Fließrichtung des Kühlmediums durch die Kühlwalzen 3, 4, 5, 6, 7 und 8 der Bahnlaufrichtung 9 der Bahn 1 entgegen gerichtet. Das Kühlmedium wird der vierten Kühlwalze 6 mit einem ersten Volumenstrom 19 (d.h. 1,5 m³/h) und einer Temperatur von etwa 22°C zugeführt. Aufgrund der Bahntemperatur der Bahn 1 wird die Oberfläche 6.1 der vierten Kühlwalze 6 eine Oberflächentemperatur zwischen 22°C an der Einlaßseite der vierten Kühlwalze 6 und ca. 29°C an der Auslaßseite des Kühlmediums aufweisen. Danach tritt das Kühlmedium, bereits etwas erwärmt, an der Einlaßseite der dritten Kühlwalze 5 ein, deren Oberfläche 5.1 an der Einlaßseite des Kühlmediums. Das Kühlmedium fließt nun zur Einlaßseite der dritten Kühlwalze 5, deren Oberfläche 5.1 dort eine Temperatur von ca. 29°C und etwa 37°C an der gegenüberliegenden Auslaßseite aufweist, da die Bahn 1 immer noch warm ist. Danach fließt das Kühlmedium zur zweiten Kühlwalze 4, deren Oberfläche 4.1 an der Einlaßseite eine Temperatur von etwa 37°C und an der Auslaßseite von etwa 46°C aufweist. Schließlich erreicht das Kühlmedium die erste Kühlwalze 3, deren Oberfläche 3.1 durch Wärmeübergang von der Bahn 1 auf 46°C an der Einlaßseite des Kühlmediums und etwa 52°C an der Auslaßseite des Kühlmediums aufgeheizt ist. Von der ersten Kühlwalze 3 aus gelangt das Kühlmedium durch den Auslaß 12 wieder in den ersten Kreislauf 10 zurück.
Wie im weiteren im Zusammenhang mit den Temperaturprofilen in den 4 und 5 erläutert werden wird, werden somit die Oberflächen 3.1, 4.1, 5.1 und 6.1 der Kühlwalzen 3, 4, 5 und 6 ungefähr auf einer Temperatur gehalten, die dem Taupunkt frisch gedruckter angetrockneter Farbe, bei einer bestimmten Bahntemperatur, entspricht (4). Folglich kann bei LWC-Papieren das Anhaften von Farbe an den Oberflächen der ersten und zweiten Kühlwalze 3 bzw. 4 vermieden werden, da an diesen Oberflächen die Temperatur in der Nähe der Taupunkttemperatur gehalten werden kann.
Um die Oberflächentemperatur der Oberfläche 3.1 der ersten Kühlwalze 3 in einem breiteren Temperaturbereich beeinflussen zu können, ist ein erstes Ventil 14 im ersten Kreislauf 10 zwischen der dritten Kühlwalze 5 und der zweiten Kühlwalze 4 vorgesehen. Über einen zusätzlichen Einlaß 15 kann Kühlmedium eines erheblich niedrigeren Temperaturniveaus (etwa 12°C) der ersten und zweiten Kühlwalze 3 bzw. 4 beigemischt werden. Dadurch kann, innerhalb dessen die Oberflächentemperatur der ersten Kühlwalze eingestellt werden kann, auf zwischen 20°C und 60°C erweitert werden. Ist bespielsweise das zweite Ventil 13 zwischen der ersten Kühlwalze 3 und der zweiten Kühlwalze 4 offen, so daß der volle Volumenstrom des Kühlmediums passieren kann, die Oberfläche 3.1 der ersten Kühlwalze 3 aber eine zu hohe Oberflächentemperatur aufweist – zu hoch über der Taupunkttemperatur liegend – kann durch Öffnung des ersten Ventils 14 und Beimischen kälteren Kühlmediums die Oberflächentemperatur an der Oberfläche 3.1 der ersten Kühlwalze 3 gesenkt werden. Auf diese Weise kann die Temperatur der Oberfläche 3.1 der ersten Kühlwalze 3 an die Taupunkttemperatur approximiert werden. Folglich wird das Phänomen des Rupfens an der ersten Kühlwalze 3 und der zweiten Kühlwalze 4 unterbleiben. Dies kann beispielsweise bei einer Verarbeitung von LC-Papieren erforderlich sein, wo das zweite Ventil 13 völlig zu öffnen ist und zusätzlich am ersten Ventil 14 kälteres Kühlmedium an der zweiten Kühlwalze 4 eingespeist wird.
Im Kühlwalzenstand 2 gemäß 3 ist eine gerade Kühlwalzenanzahl verwirklicht, um dem durch die unterschiedlichen Oberflächentemperaturen an der Einlauf- und Auslaufseite des Kühlmediums an den Kühlwalzen entstehenden Bahnverlauf entgegen zu wirken. Durch die Reihenschaltung der einzelnen Kühlwalzen kann eine einfache Einstellung der Oberflächentemperatur mit einer Temperaturverteilung über die Breite der Kühlwalzen von weniger als 10°C erzielt werden. Die Kühlwalzen 3, 4, 5, 6, 7 und 8 kann man sich zu Paaren zusammengefaßt denken, so daß pro Paar ein „kaltes" und ein „warmes" Ende einer Kühlwalze gegenüberliegen, um den Bahnverlauf im Kühlwalzenstand 2 gemäß der Erfindung entgegenzuwirken.
3 umfaßt darüber hinaus einen zweiten Kühlmittelkreislauf 16, welcher die fünfte Kühlwalze 7 und die sechste Kühlwalze 8 versorgt.
Das Temperaturniveau im zweiten Kreislauf 16 liegt mit etwa 12°C deutlich unter dem im ersten Kreislauf 10 herrschende, welches etwa bei 22°C liegt und sich durch die erhitzte Bahn im Kühlwalzenstand erheblich aufheizt. Jedoch liegt der Volumenstrom 20, der durch die fünfte und sechste Kühlwalze 7 bzw. 8 geleitet wird, erheblich höher, etwa bei 4,0 m³/h. Wie bereits dargelegt wurde, kann um die Oberflächentemperatur der ersten Kühlwalze 3 an die Taupunktstemperatur anzugleichen, Kühlmedium des niedrigeren Temperaturniveaus durch das Ventil 14 in den ersten Kreislauf 10 eingespeist werden.
Bei dieser Reihenschaltung der Kühlwalzen innerhalb des Kühlwalzenstandes 2 kann der Temperaturstrom von Kühlwalze zu Kühlwalze auf 10°C und über die Breite der Kühlwalze auf unter 10°C gehalten werden. Die maximale Temperatur der Materialbahn 1 beim Verlassen des Kühlwalzenstandes 2 gemäß der vorliegenden Erfindung liegt bei ca. 40°C. Wie bereits erwähnt wurde, sind die Kühlwalze 3, 4, 5, 6, 7 und 8 innerhalb der beiden Kreisläufe 10 und 16 in gerader Anzahl vorgesehen, um den Bahnverlauf durch sich einstellende Temperaturunterschiede entgegenzuwirken. Die der Bahn 1 innewohnende Temperatur wird benutzt, die Oberflächentemperaturen der Kühlwalzen allmählich zu steigern, um eine Übereinstimmung der Oberflächentemperatur der Kühlwalzen mit der Taupunktstemperatur der gerade getrockneten Farbe zu erzielen. Damit läßt sich bei der Verarbeitung von LWC-Papieren das Phänomen des Rupfens an den Oberflächen der ersten Kühlwalzen vermeiden durch Annäherung der Kühlwalzenoberflächentemperatur und der Taupunktstemperaturen, wodurch durch geeignete Abkühlung der Oberflächen der Kühlwalzen bei SC-Papierverarbeitung der Farbaufbau durch Kondensatbildung an der dritten und fünften Kühlwalze vermieden werden kann.
4 zeigt eine Bahntemperaturkurve einer Materialbahn, bei der Passage eines Kühlwalzenstandes bei Verarbeitung von LWC-Papieren.
Die Temperatur der Materialbahn 1 an den verschiedenen Kühlwalzen ist mit den A, B, C, D, E und F in Kurve 23 bezeichnet. Pro passierter Kühlwalze sinkt die Temperatur der Materialbahn 1 kontinuierlich ab. Der Verlauf der LWC-Papieren entsprechenden Taupunktstemperaturkurve ist mit 24 bezeichnet. Die Temperatur der Oberfläche 3.1 der ersten Kühlwalze 3 liegt an den beiden gegenüberliegenden Enden bei 46°C bzw. 52°C. Um dem Phänomen den Rupfens zu begegnen und ein Anhaften von Farbpartikeln an der Oberfläche der Kühlwalzen bei Verarbeitung von LWC-Papieren zu vermeiden, muß die Oberflächentemperatur der ersten Kühlwalze 3 in der Nähe der Taupunktstemperatur, hier bezeichnet mit A, gehalten werden. Wie aus 4 hervorgeht, entspricht die Oberflächentemperatur der ersten Kühlwalze 3 an beiden Enden etwa der Taupunktstemperatur frisch angetrockneter Farbe. Folglich ergibt sich, daß es bei diesen Temperaturverhältnissen an der Kühlwalze 3 zu keiner Anhaftung von Farbpartikeln an der Oberfläche der Kühlwalze 3 kommt, wenn LWC-Papiere verarbeitet werden.
Dasselbe gilt für die Verhältnisse an der zweiten Kühlwalze 4. Die Oberfläche 4.1 der zweiten Kühlwalze 4 wird zwischen 37°C und 36°C an den beiden gegenüberliegenden Enden gehalten, was in etwa der Taupunkttemperatur B, frisch angetrockneter Farbe an der zweiten Kühlwalze 4 bezogen auf die Bahntemperatur entspricht. In ähnlicher Weise gilt dies für die dritte Kühlwalze 5, deren Oberfläche 5.1 eine Temperatur an den gegenüberliegenden Enden von 29°C bzw. 37°C aufweist. Dies entspricht in etwa der zugehörigen Taupunktstemperatur C₁, so daß ein Anhaften von Farbe nicht zu befürchten ist.
5 zeigt eine Bahntemperaturkurve einer Materialbahn, die einen Kühlwalzenstand gemäß der Erfindung passiert, wobei die verarbeitende Materialbahn ein superkalandriertes (SC) Papier ist.
Ein charakteristische Eigenschaft superkalandrierten Papieres ist seine hohe Absorptionsfähigkeit für Farbe. Die Farbe bewegt sich sehr schnell in das Papier und schlägt teilweise in das Innere der Bahn weg. Daraus ergibt sich eine relativ niedrige Taupunktstemperatur an der Oberfläche eines superkalandrierten Papieres. Da der Taupunkt für diese Papiersorte sehr niedrig liegt, müssen an den Oberflächen der Kühlwalzen, auf denen eine solche Bahn verarbeitet wird, auch niedrige Oberflächentemperatur herrschen. Dies ist in Kurve 26, welche die entsprechenden Taupunktstemperaturen für ein SC-Papier auf der ersten, zweiten und dritten Kühlwalze 3, 4 und 5 zeigt. Die Kurve 25 bezeichnet die Bahntemperaturen, welche an gefangen über A₂ auf der ersten Kühlwalze zu B₂ auf der zweiten bis zu F₂ auf der sechsten Kühlwalze 8 sinken, wie weiter aus der 5 abgeleitet werden kann. Wie dieser Figur weiter entnommen werden kann, liegt das Taupunktstemperaturniveau auf einem wesentlich niedrigeren Niveau verglichen mit den Darstellungen in 4. Da sich 5 auf ein superkalandriertes Papier (SC) bezieht, welches verschiedene Farbwegschlagverhalten aufweist. Daraus ergibt sich, daß der Kühlwalzenstand 2 gemäß der vorliegenden Erfindung, sowohl die Anforderungen für die Kühlung einer Materialbahn aus LWC-Papieren, als auch superkalandrierten Papieren, erfüllt. In dem in 5 dargestellten Beispiel ist der Volumenstrom des Kühlmediums, welcher durch die Kühlwalzen des Kühlwalzenstandes 2 geführt wird, einheitlich etwa 5 m³/h. Die maximale Bahntemperatur an der Oberfläche der ersten Kühlwalze beträgt ungefähr 24°C, welche etwa in der Nähe der zugehörigen Taupunktstemperatur A₃ auf der ersten Kühlwalze 3 liegt. Das Temperaturniveau im ersten Kühlkreislauf 10 liegt ungefähr bei 22°C und ist vergleichbar mit dem Temperaturniveau wie in 4 dargestellt. Wegen des höheren Volumenstromes pro Stunde, hier etwa 5 m3/h, ist die Zunahme der Temperatur pro Kühlwalze auf unter 3°C begrenzt. Im zweiten Kühlkreislauf 16 liegt das Temperaturniveau erheblich niedriger, etwa bei 12°C, wie vorher bereits dargelegt. Die Oberflächentemperaturen der fünften und der sechsten Kühlwalzen 7 und 8 liegen etwa in der Höhe der zugehörigen Taupunktstemperaturen E₃ und F₃.
Folglich lassen sich auf einem Kühlwalzenstand gemäß der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Papierarten verarbeiten, die unterschiedliches Farbwegschlagverhalten aufweisen, da die Oberflächentemperatur der Kühlwalzen auf die den Papiersorten eigenen Taupunktstemperaturen eingestellt werden kann.

1: Materialbahn
2: Kühlwalzenstand
3: erste Kühlwalze
3.1: Oberfläche, der ersten Kühlwalze
4: zweite Kühlwalze
4.1: Oberfläche, der zweiten Kühlwalze
5: dritte Kühlwalze
5.1: Oberfläche, der dritten Kühlwalze
6: vierte Kühlwalze
6.1: Oberfläche, der vierten Kühlwalze
7: fünfte Kühlwalze
7.1: Oberfläche, der fünften Kühlwalze
8: sechste Kühlwalze
8.1: Oberfläche, der sechsten Kühlwalze
9: Bahnlaufrichtung
10: erster Kreislauf (22°C)
11: Einlaß
12: Auslaß
13: erstes Ventil
14: zweites Ventil
15: Einlaß
16: zweiter Kreislauf (12°C)
17: Einlaß
18: Auslaß
19: erster Volumenstrom
20: zweiter Volumenstrom
21: Temperaturskala
22: Bahnlänge
23: Bahntemperaturkurve
24: Taupunkttemperaturkurve
25: Bahntemperaturkurve
26: Taupunkttemperaturkurve
A: Bahntemperatur, erste Kühlwalze
B: Bahntemperatur, zweite Kühlwalze
C: Bahntemperatur, dritte Kühlwalze
D: Bahntemperatur, vierte Kühlwalze
E: Bahntemperatur, fünfte Kühlwalze
F: Bahntemperatur, sechste Kühlwalze
A₁: Taupunkttemperatur, erste Kühlwalze
B₁: Taupunkttemperatur, zweite Kühlwalze
C₁: Taupunkttemperatur, dritte Kühlwalze
D₁: Taupunkttemperatur, vierte Kühlwalze
E₁: Taupunkttemperatur, fünfte Kühlwalze
F₁: Taupunkttemperatur, sechste Kühlwalze
A₂: Bahntemperatur, erste Kühlwalze
B₂: Bahntemperatur, zweite Kühlwalze
C₂: Bahntemperatur, dritte Kühlwalze
D₂: Bahntemperatur, vierte Kühlwalze
E₂: Bahntemperatur, fünfte Kühlwalze
F₂: Bahntemperatur, sechste Kühlwalze
A₃: Taupunkttemperatur, erste Kühlwalze
B₃: Taupunkttemperatur, zweite Kühlwalze
C₃: Taupunkttemperatur, dritte Kühlwalze
D₃: Taupunkttemperatur, vierte Kühlwalze
E₃: Taupunkttemperatur, fünfte Kühlwalze
F₃: Taupunkttemperatur, sechste Kühlwalze

Claims

Verfahren zum Kühlen einer nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten oder beschichteten Materialbahn (1), welche aus Papier besteht und nach dem Aufbringen von Farbe eine Heizzone und eine Anzahl von Kühlwalzen (3–8) passiert, wobei der Fluß des Kühlmediums durch die Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) eines Kühlwalzenstandes (2) durch zwei verschiedene Kreisläufe (10, 16) unterschiedlichen Temperaturniveaus erzeugt wird und in jedem der zwei verschiedenen Kreisläufe (10, 16) entgegengesetzt der Bahnlaufrichtung (9) über die Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) gerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturniveau des ersten Kreislaufes (10), welcher dem Eintrittsbereich des Kühlwalzenstandes (2) zugeordnet ist, höher liegt als das Temperaturniveau im zweiten Kreislauf (16).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturniveau des ersten Kreislaufes (10) zwischen 20°C und 30°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturniveau im zweiten Kreislauf (16) zwischen 10°C und 20°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturniveau des ersten Kreislaufes (10) über ein Regelventil (13) erhöht werden kann.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturniveau des ersten Kreislaufes (10) durch Öffnung des Regelventils (13) und eines weiteren Ventils (14) durch Einspeisung kälteren Kühlmediums gesenkt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom (19) im ersten Kreislauf (10) unabhängig vom Volumenstrom (20) im zweiten Kreislauf (16) geregelt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenströme (19, 20) von Kühlmedium im ersten und zweiten Kühlkreislauf (10, 16) gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der Oberfläche (3.1) einer ersten Kühlwalze (3) zwischen 20°C und 60°C einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Oberflächentemperaturzunahme zwischen den Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) ca. 10°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Bahntemperatur nach der letzten Kühlwalze (8) ca. 40°C beträgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, mit einer Vielzahl von Kühlwalzen (3–8), welche in einem gemeinsamen Kühlwalzenstand (2) einer Rotationsdruckmaschine angeordnet sind, der nach einer Heizzone für eine beschichtete oder bedruckte Materialbahn (1) angeordnet ist, wobei der Fluß des Kühlmediums durch die Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) des Kühlwalzenstandes (2) durch zwei verschiedene Kreisläufe (10, 16) unterschiedlichen Temperaturniveaus erzeugt wird und in jedem der zwei verschiedenen Kreisläufe (10, 16) entgegengesetzt der Bahnlaufrichtung (9) der Materialbahn (1) über die Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) in gerader Anzahl innerhalb eines Kühlwalzenstandes (2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) in Serienschaltung miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Einlaß (15) dem ersten Kühlkreislauf (10) eines höheren Temperaturniveaus zugeordnet ist, welcher ein Kühlmedium niedrigen Temperaturniveaus aus einem zweiten Kreislauf (16) einspeist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in gerader Anzahl angeordneten Kühlwalzen (3, 4, 5, 6, 7 und 8) in Serienschaltung miteinander verbunden sind.