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Vorrichtung zum Trocknen einer bedruckten oder
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beschichteten, insbesondere aus Papier bestehenden Warenbahn Die
Erfindung betrifft eine Vorriciituiig zum Trocknen einer bedruckten oder beschichteten,
insbesondere aus Papier bestehenden Warenbahn mit einem Durchlauftrockner un(i am
Ausgang des Trockners im S- ojer Z-Zug angeordneten Kühlwalzen.
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Eine solche mit Kühlwalzen ausgestattete Vorrichtung zum Trocknen
von Warenbahnen hat gegenüber Vorrichtungen mit einem dem Durchlauftrockner nachgeordneten
Kühlfeld, in dem die Warenbahn schwebend gekühlt wird, den Vorteil, daß sie kurz
baut. Diesem Vorteil kann ullter bestimmten Bedingungen der Nachteil gegenüberstehen,
daß durch die Berührung von Warenbahn und Kühlwalzen di beschichtete oder bedruckte
Oberfläche fehlerhaft wird. Um z.B. bei nach der Offset-Verfahren endlos bedruckten
Papierbahnen als verschmierten Druck in Erscheinung tretende Fehler zu vermeiden,
hat man versucht, die Trocknungswirkung durch höhere Behandlungstemperatur der Papierbahn
im Trockner zu verbessern. Dem sind aber obere Grenzen gesetzt, denn durch die erhöhte
Behandlungstemperatur
verliert das Papier seine natürliche Feuchtigkeit,
die mitKmaRgebend für die Verarbeitungseigenschaft des Papiers ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Trocknen
einer beschichteten oder bedruckten Warenbahn , insbessondere Papierbahn, zu schaffen,
die folgende Forderungen erfüllt: 1. niedrige Temperatur der Warenbahn bei in Trocknungsvorgang,
2. Vermeidung von Oberflächenfehlern beim Abkühlen an den Kühlwalzen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß in einem oder jedem von der Warenbahn und den
Kühlwalzen gebildeten Zwickel jeweils eine auf die Warenbahn und/oder die Kühlwalzenoberfläche
mit Blasluft einwirkende Abrakeldüse zum Entfernen der aus Dampf bestehenden Grenzschicht
an der Warenbahn und/ oder der Kühlwalzenoberfläche vorgesehen ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Druck bzw.
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die Beschichtung der aus dem Trockner auslaufenden Warenbahn einer
Nachverdampfung unterliegt, die eine dampfhaltige Grenzschicht, beim Offsetdruck
eine öldampfhaltige Grenzschicht, auf der Warenbahn bildet. Diese von der Warenbahn
mitgeschleppte Grenzschicht wird beim Auflaufen der Warenbahn auf die Kühlwalzen
abgequetscht, so daß sich in dem Zwickel zwischen den Kühlwalzen und der Ober- und
Unterseite der Warenbahn eine Ö1- Dampf- Atmosphäre bildet, die konzentriert genug
ist, um den nicht von der Warenbahn umschlungenen kurzen Umfangsbereich der Kühlwalze
mit einem hauchdünnen Kondensatfilm zu belegen, der laufend an die trockene Warenbahn
abgegeben wird und der den für ein abriebfestes Druckbild vorher ausreichenden Trockenheitsgrad
des Druckes so weit herabsetzt, daß der Druck wieder angelöst wird und es zu einem
Abschmieren des Druckes an den Folgewalzen kommt.
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Beider erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nicht die Nachverdampfung
der Warenbahn verhindert sondern zugelassen; verhindert wird aber, daß die Dampfgrenzschicht
in kondensierter Form wieder in Kontakt mit der Warenbahn kommen karin. Mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erreicht, daß bei sonst gleichen Druckverhältnissen
die Trocknungstemperatur um 40 bis 600 niedriger sein kann, so daß die Warenbahn
entsprechend weniger heiß wird und Papier als Warenbahn entsprechend weniger von
seiner natürlichen Feuchtigkeit einbüßt.
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Um eine Kondenzbildung an der freien Kühlwalzenoberfläche zu verhindern,
kann die auf die Kühlwalzen blasend einwirkende Abrakeldüse sich über den von der
Warenbahn freigelassenen Umfangsbereich der Kühlwalze erstrecken. Alternativ kann
aber auch die auf die Warenbahn blasend einwirkende Abrakeldüße Blasstrahlen, insbesondere
Quellströmungen, erzeugen, deren Hauptströmungskomponenta? der Laufrichtung der
Warenbahn entgegengerichtet sind. Bei der zweiten Alternativen wird verhindert,
daß die Grenzschicht mit der Kühlwalzenobeifläche in Kontakt kommt.
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Da~mit der abgeblasene bldampf zu keiner llmweltbelästigullg führt,
ist jeder Abrakeldüse eine Absaugeinrichtung zugeordnet. Insbesondere bei den in
nicht umschlungenen Bereichen der Kühlwalzen angeordneten brakeldüse ist die Absaugeeinrichtung
als Haube oberhalb der Abrakeldüsen angeordnet.
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Sofern die Abrakeldüsen aber der Laufrichtung der Warenbahn entgegengerichtete
Blasstrahlen erzeugen, ist es vorteilhafter, die Absaugeeinrichtung jeder Abrakeldüse
in Laufrichtung der Warenbahn unmittelbar vorzuordnen. Diese Ausgestaltung er der
ErrindungSweist sich vor allem für die der ersten Kühlwalze zugeordneten Abrakeldüsen
zweckmäßig, denn in diesem Fall werden die Absaugeeinrichtungen von dem Austrittsschlitz
des unter Unterdruck stehenden Trockriers gebildet. Für die
der
Abrakeldüse der zweiten Kühlwalze zugeordnete Absaugeeinrichtung ist vorzugsweise
eine dicht über der Warenbahn angeordnete Haube vorgesehen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung
aus Durchlauftrokner und im S-Zug angeordneten, dem Durchlauftrockner nachgeordrleten
Kühlwalzen mit im nicht umschlungenen Umfangsbereich der Kühlwalzen angeordneten
Abrakeldüsen in Seitenansicht, Fig. 2 die Kühlwalzen mit den Abrakeldüsen gemäß
Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 eine Vorrichtung aus Durchlauftrockner
und mit im S-Zug angeordneten und dem Trockner nachgeordneten Kühlwalzen mit in
den Zwickeln der Warenbahn und der Kühlwalzen angeordneten Abrakeldüsen iri Seitenansicht
und Fig. 1 die Kühlwalzen mit den Abrakeldüsen gemäß Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.
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In beiden Ausführungsbeispielen ist ein als geschlossener Kasten ausgebildeter
Trockner 1, 2 vorgesehen, in dem eine Warenbahn 3, 4 getrocknet und dabei berührungslos
geführt wird.
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Die Trocknung und berührungslose Führung erfolgt mittels heißer Luft,
heißem Dampf oder Gas, die aus oberhalb und unterhalb der Warenbahn angeordneten
Tragflächen- oder Luftkissendüser austritt. Solche Tragflächen- oder Luftkissendüsen
sind an sich bekannt. Die aus dem Trockner 1, 2 austretende Warenbahn 3, 4 gelangt
auf ein im S-Zug angeordnetes Paar von Kühlwalzen 5, 6, 7, 8. Von hier gelangt die
Warenbahn 3, 4 auf nicht dargestellte, nachgeordnete Walzen.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind in den von der Warenbahn
3 und den Kühlwalzen 5, 6 gebildeten Zwickeln Abrakeldüsen 9, 10 vorgesehen, die
mit einer konzentrisch zur Kühlwalzenoberfläche angeordneten Lochplatte 11, 12 praktisch
den gesamten von der Warenbahn 3 nicht umschlungenen Oberflächenbereich der Kühlwalzen
5, 6 überdecken. Aus den Löchern der Lochplattell, 12 trifft die Blasluft senkrecht
auf die Oberfläche der Kühlwalzen 5, 6, wie Fig. 2 zeigt. Oberhalb der im S-Zug
angeordneten Kühlwalzen 5, 6 ist eine diesen Uberdeckende, als Haube ausgebildete
Saugeinrichtung 12vor gesehen.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 sind andersartige Abrakledüsen
13, 14, 15 vorgesehen. Diese Abrakeldüsen 13, 14, 15 weisen in ihrer der Warenbahn
4 zugekehrten Seite Düsenöffnungen 16, 17, 18 auf, aus denen Qlellströmungen austreten,
deren Hauptströmungskomponente, wie durch die Pfeile angedeutet, der Laufrichtung
der Warenbahn 4 entgegengerichtet ist. Diese an sich bekannten Düsenöffnungen bestehen
aus einem bogenförmigen Schlitz mit einer innerhalb des Bogens liegenden Zunge und
einem außerhalb des Bogens liegenden nach unten versenkten Bereich. Solche Düsenöffnungen
sind beispielsweise in der DT-PS 1 907 083 dargestellt und beschrieben. Bei den
in den Zwickeln angeordneten Abrakeldüsen 13, 15 ist die der Walzenoberfläche zugekehrte
Seite jeweils konzentrisch zu der Walzenoberfläche angeordnet. Den auf beiden Seiten
der Warenbahn 4 vor der ersten Kühlwalze 8 angeordneten Abrakeldüsen 13, 14 sind
als Saugeinrichtungen Saugkanäle 19, 20 unmittelbar vorgeordnet, die mit dem Trockner
2 in Verbindung stehen und auf diese Weise mit Unterdruck beaufschlagt werden. Der
Abrakeldüse 15 der zweiten Kühlwalze 8 ist als Saugeinrichtung eine Haube 21 unmittelbar
vorgeordnet, die 4 auf der der Warenbahn/zugekehrten Seite eine Lochplatte 22 mit
Saugöffnungen aufweist.
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r)ie erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Bei
der Trocknung einer im Offset-Druckverfahren bedruckten Papierbahn 3, 4 wird der
Trockner 1, 2 mit Heißluft von beispielweise etwa 200° betrieben. Bei einer Verweilzeit
von ca. einer Sekunde heizt sich eine Papierbahn 3, 4 mit einem Papiergewicht von
80 g/m² auf etwa 140° C auf. Bei einem in Offset farben benutzten Öl mit einer Molekularzusammensetzung
zwischen C14 H30 und C 17 36 bildet sich bei einer Papiertemperatur von 140° C in
der Grenzschicht eine Konzentration bis zu 200 g/kg Luft für das leichtere und 50
g/kg Luft für das schwerere Öl. Unter diesen Verhältnissen ist bei einer Kühlwalzentemperatur
von 100 C ohne die erfindungsgernäßen Maßnahmen eine Kondensation nicht vermeidbar.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen der Abrakeldäsen gewährleisten aber, daß sich keine
Kondensation an den Walzenoberflächen bilden kann. Bei beiden Ausführungsbeispielen
wird ein sich auf der Warenbahn oder der Walzenoberfläche bildender Öldunst durch
die Blasluft weggeblasen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 wird die Kondensation
durch unmittelbanes Beblasen der Walzenoberfläche verhindert, während sie beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 3 und 4 durch Beblasen der Warenbahn verhindert wird. Bei beiden Vorrichtungen
kan die für die Trocknung der Farbe notwendige Nachverdampfung stattfinden, nicht
aber die Kondensation des Öldunstes an der Walzenoberfläche. Beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 und 2 wird der mit der Blasluft vermischte Öldunst von der Absaughaube
aufgefangen und einer Nachverbrennungseinrichtung zugeführt.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 wird die mit dem Öldunst
vermischte Blasluft über die Saugkanäle 19, 20 in den Trockner 2 geleitet. Eventuell
sich nach den Abrakeldüsen 13, 14 noch bildender Öldunst wird durch die Abrakeldüse
15 von der Warenbahn 4 gelöst und vermischt mit Blasluft von der Saugeinrichtung
21 aufgefangen.
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L e e r s e i t e