DE29721612U1

DE29721612U1 - Vorrichtung zur Feuchtmittel-Aufbereitung für den Offset-Druck

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Publication number: DE29721612U1
Application number: DE29721612U
Authority: DE
Original assignee: Technotrans SE
Current assignee: Technotrans SE
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2007-02-15

Description

TER MEER STEINMEISTER & PARTNER GBR

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus, ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.

Peter Urner, Dipl.-Phys. Manfred Wiebusch

Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)

Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-81679 MÜNCHEN D-33617 BIELEFELD

St/bf. 05.12.1997

TECHNOTRANS GMBH

Robert- Linnemann-Str. 17 48336 Sassenberg

ZUR FEUCHTMITTEL-AUFBEREITUNG FÜR DEN OFFSETDRUCK

Abzweigung aus Pat.-Anm. 197 05 674.1

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VORRICHTUNG ZUR FEUCHTMITTEL-AUFBEREITUNG FÜR DEN OFFSET-DRUCK

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feuchtmittel-Aufbereitung für den Offset-Druck.

Beim Offset-Druck wird das Druckbild indirekt über einen Gummizylinder von einer auf einem Plattenzylinder befindlichen Druckform, der Druckplatte, auf den zu bedruckenden Gegenstand übertragen. Dem Plattenzylinder sind ein Farbwerk und im übrigen ein Feuchtwerk zugeordnet, durch das ein ■ Feuchtmittel auf die auf dem Plattenzylinder befindliche Druckform bzw. Druckplatte übertragen wird. Aufgrund geeigneter Oberflächenbehandlung setzt sich die Druckplatte aus wasserfreundlichen (hydrophilen) und wasserabweisenden (hydrophoben), farbfreundlichen Bereichen zusammen.

Als Feuchtmittel wird im allgemeinen Wasser mit geeigneten Zusatzstoffen verwendet. Damit das Wasser die Druckplatte besser benetzt, wird dem Wasser Alkohol zugesetzt. Dadurch lassen sich die Druckqualität und die Arbeitsgeschwindigkeit wesentlich verbessern. Alkohol verringert die Grenzflächenspannung des Wassers, so daß es besser spreitet und als dünner Film die Druckplatte benetzt. Alkohol erhöht die Viskosität des Wassers, so daß es besser vom Feuchtwerk zur Druckplatte transportiert werden kann. Alkohol bereitet jedoch auf der anderen Seite einige Probleme.

5 Durch Alkohol wird das Emulgieren des Feuchtmittels in die Druckfarbe erhöht, so daj3 sich die Farbdichte reduziert. Im übrigen entstehen durch Verdunsten des Alkohols während des Druckvorganges Beeinträchtigungen für den Arbeitsplatz sowie die nähere und weitere Umgebung des Betriebes und eine Erhöhung der Brandgefahr..

Es wird daher seit einiger Zeit angestrebt, ein Feuchtmittel in der Form von Wasser mit oder ohne übliche Zusatzstoffe, jedoch ohne Alkohol zu verwenden.

Die PCT-Anmeldung WO 95/03177 schlägt ein Verfahren zur Aufbereitung des Feuchtmittels vor, bei dem das Feuchtmittel einer Elektrolysebehandlung ausgesetzt wird.

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Durch dieses Elektrolyseverfahren soll das mit einem definierten pH-Wert und definierter elektrischer Leitfähigkeit eingestellte Feuchtmittel eine erhöhte Sauerstoff-Konzentration erlangen. Der Anmelder nimmt an, daß der Grund für die Verbesserung mvDruckprozeJß darin liegt, dajß die erhöhte Sauerstoff-Konzentration im Feuchtmittel zu einer schnelleren Trocknung der Farbe führt. Die durch den Elektrolyseprozeß erzeugten Ionen im Feuchtmittel bewirken einen dünneren und konstanteren Feuchtmittel- und Farbfilm auf der Druckplatte.

Die elektrolytische Behandlung des Feuchtmittels erfordert eine relativ aufwendige Elektrolyseeinrichtung, die nicht nur erhebliche Kosten verursacht, sondern im übrigen nur schwierig in einen üblichen Druckereibetrieb zu integrieren ist. Durch einen aufgrund des Elektrolyseverfahrens benötigten Bereich der elektrischen Leitfähigkeit wird die Standzeit des Feuchtmittels stark eingeschränkt. Der Anmelder geht weiterhin nicht auf denin der Regel bei der Elektrolyse von Wasser neben dem gasförmigen Sauerstoff auch entstehenden gasförmigen Wasserstoff ein. Aus diesen Gasen kann sich bei entsprechender Zusammensetzung ein explosives Gasgemisch entwickeln. Ferner kann der gasförmige Sauerstoff eine erhöhte Korrosion auf der Druckplatte und an Bauteilen der Druckmaschine hervorrufen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, die Eignung eines Feuchtmittels, insbesondere Wasser, für die Verwendung im Feuchtwerk des Offset-5 Drucks erheblich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1.

Bei dem Verfahren, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird, wird das Feuchtmittel durch die Pumpe, die das Feuchtmittel aus dem Vorratsbehälter entnimmt, auf einen erhöhten Druck gebracht. Die Pumpe hat also nicht nur die Funktion, das Feuchtmittel aus dem Vorratsbehälter zum Feuchtwerk der Druckmaschine

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und zurück zum Vorratsbehälter umzuwälzen. Vor oder hinter der Pumpe wird ein Gas, insbesondere Luft, dem Feuchtmittel zugesetzt.

Im weiteren Verlauf wird das Feuchtmittel, das mit dem Gas beaufschlagt worden ist, vorzugsweise herabgekühlt oder kühl gehalten.

Sowohl die Erhöhung des Druckes als auch die Absenkung der Temperatur des Feuchtmittels wirken in Richtung einer Verbesserung der Gaslöslichkeit. Während bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck ein in das Feuchtmittel, etwa Wasser, eingebrachtes Gas entsprechend den dabei herrschenden Gleichgewichtsbedingungen, d.h. in relativ geringen Mengen absorbiert wird, kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund einer Verschiebung der Gleichgewichtsbedingungen ein wesentlicher größerer Gasanteil im Feuchtmittel durch Absorptionsvorgänge gelöst werden. Der erhöhte Druck und die abgesenkte Temperatur werden im wesentlichen unmittelbar bis zur Einleitung in das Feuchtwerk der Druckmaschine aufrechterhalten. Die hier folgende Entspannung führt zu einer Verschiebung der Gleichgewichtsbedingungen, so daß das Feuchtmittel übersättigt ist und nicht absorbiertes Gas in Form von Blasen vorliegt.

Bei den Feuchtwerken kann es sich um verschiedene auf dem Markt befindliche Kontakt- und kontaktlose Feuchtwerke, wie zum Beispiel Sprüh-, Bürsten-, Schleuder- oder Filmfeuchtwerke handeln. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel soll von einem Filmfeuchtwerk ausgegangen werden. Die Aufnahme des übersättigten Feuchtmittels erfolgt sehr rasch von der Feuchtmittel-Walze, so daß die Übersättigung an Gas oder Luft im Feuchtmittel für den Zweck der vorliegenden Erfindung in ausreichendem Maße genutzt werden kann.

Das Feuchtmittel wird aus dem Feuchtwerk direkt oder über Zwischenbehälter zum Vorratsbehälter zurückgeführt, so daß es erneut mit Gas beaufschlagt und dem Feuchtwerk zugeleitet werden kann.

Je nach benötigter Feuchtmittel-Menge durchläuft das Feuchtmittel den Kreislauf vom Vorratsbehälter zum Feuchtwerk und zurück zum Vorratsbehälter mehr oder weniger rasch. Eine Verweilzeit unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, also bei erhöhtem Druck und abgesenkter

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Temperatur, kann erreicht werden, indem im Kreislauf ein zusätzlicher Behälter, im vorliegenden Zusammenhang Absorptionsbehälter genannt, vorgesehen wird. Die Funktion des Behälters kann auch vom Rohrleitungssystem übernommen werden. In diesem Behälter, der unter dem Systemdruck der Pumpe steht, kann der Absorptionsvorgang entsprechend den hier gültigen Gleichgewichtsbedingungen stattfinden. Der Behälter dient zugleich als Puffer bzw. Speicher für das Feuchtmittel.

Im übrigen können im Kreislauf zusätzliche Dispergiereinrichtungen, wie etwa Lochblenden, Mischelemente oder dergleichen, vorgesehen sein, die eine weitere Dispergierung zwischen Feuchtmittel und Gas herbeiführen und die Absorption des Gases verbessern.

Der Absorptionsvorgang des Gases und die Stabilität des Feuchtmittel/Gas-Gemisches kann auch durch chemische Zusatzmittel positiv unterstützt werden.

Beim Auftragen des Feuchtmittels auf die Druckplatte des Plattenzylinders lagert sich das Feuchtmittel vorwiegend auf den hydrophilen Bereichen der Druckplatte, aber auch in geringer Menge auf den hydrophoben Bereichen ab. Durch Ausgasen des nach der Entspannung übersättigten Feuchtmittels wird eine Turbulenz in dem Feuchtmittelfilm erzeugt, die auf der Druckplatte zu einer guten Benetzung der hydrophilen Bereiche sorgt. Weiterhin läßt sich annehmen, daß an den Übergängen zwischen den hydrophilen und hydrophoben Bereichen, also an den Übergängen vom Feuchtmittel zur Farbe, durch das Ausgasen eine Beeinflussung der Grenzfläche auftritt, die Einfluß auf den resultierenden Randwinkel der Farbe hat. Die Beeinflussung des Randwinkels wirkt sich positiv auf den Druckvorgang aus. Das Feuchtmittel kann aus den hydrophoben Bereichen der Druckplatte aufgrund der mit dem Ausgasen verbundenen Turbulenz leichter entweichen, so daß diese Bereiche besser für die Farbe freigegeben werden.

Der Druckvorgang wird also dadurch positiv beeinflußt, daß einerseits durch das Ausgasen die hydrophilen Bereichen der Druckplatte besser benetzt und die Grenzflächen zwischen Farbe und Feuchtmittel beeinflußt werden, andererseits aber das Feuchtmittel aus den hydrophoben Bereichen der Druckplatte verdrängt wird, so daß hier eine bessere Benetzung durch die Farbe erreichbar ist.

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Für das Einbringen des Gases in das Feuchtmittel sind verschiedene Verfahren einsetzbar. Das Gas kann auf der Saug- und Druckseite der Pumpe eingebracht werden, und zwar entweder eingeschlagen oder auch mit Hilfe von Druckflaschen oder Kompressoren unter Druck zugegeben werden. Daneben können verschiedene Rühr- und Schlagwerke verwendet werden.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist vor allem, daß das eingebrachte Gas in dem Feuchtmittel durch Erhöhung des Druckes und Absenkung der Temperatur so lange wie möglich gehalten wird.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsge

mäßen Vorrichtung und veranschaulicht zugleich den Verfahrensablauf;

Fig. 2 ist eine entsprechende Darstellung einer zweiten Aus-

führungsform;

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Feuchtmittel-Vorratsbehälter mit 10 bezeichnet. In diesem Behälter befindet sich ein Feuchtmittel 12, insbesondere Wasser mit geeigneten Zusatzstoffen. Eine Leitung 14 führt vom Vorratsbehälter 10 über eine Pumpe 16 bis zur Druckmaschine, wie später näher erläutert werden soll.

Die Pumpe 16 nimmt Feuchtmittel aus dem Vorratsbehälter 10 auf und setzt dieses unter Druck. Der Vorratsbehälter 10 kann seinerseits auch schon mit Druck beaufschlagt sein. Von der Leitung 14 geht eine Zweigleitung 18 aus, die mit der Leitung 14 stromaufwärts der Pumpe 16 verbunden ist. Mit Hilfe von zwei Ventilen 20,22 können der Hauptstrom in der Leitung 14 und der Nebenstrom in der Zweigleitung 18 im Verhältnis zueinander eingestellt werden. In der Zweigleitung 18 befindet sich eine Einrichtung 24, die sich zum Einbringen von Luft in den Feuchtmittelstrom innerhalb der Zweiglei-

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tung 18 eignet und in verschiedener Weise ausgeführt werden kann. Es kann sich beispielsweise um eine Einrichtung handeln, die nach dem Strahlpumpenprinzip oder dem Venturi-Prinzip aufgebaut ist.

Bei geeigneter Einstellung der Ventile 20,22 kann das Feuchtmittel zum Teil mehrfach über die Zweigleitung 18 umgewälzt werden, bis eine möglichst große Luftmenge aufgenommen worden ist. Das Feuchtmittel wird bei dieser Umwälzung immer wieder durch die Pumpe 16 unter Druck gesetzt.

Dabei kann das Feuchtmittel auf einen Druck im Bereich von 1 bis 20 bar gebracht werden. Dabei wird der Kernbereich von 2 bis 8 bar als bevorzugt angesehen.

Nach dieser Druckerhöhung wird das Feuchtmittel durch die Pumpe 16 über das Ventil 20 in der Leitung 14 einem Kälteaggregat 26 zugeführt. In diesem Kälteaggregat wird das Feuchtmittel auf eine Temperatur im Bereich von 4 bis 25⁰C, vorzugsweise von 6 bis 15°, mit Schwerpunkt bei 10°, heruntergekühlt. Durch diese Temperaturabsenkung wird die Gaslöslichkeit gegenüber höheren Temperaturen verbessert. Das Kälteaggregat kann auch an anderen Stellen des Kreislaufs angeordnet sein. Auch der Vorratsbehälter 10 kann, ebenso wie einer Druckerhöhung auch einer Kühlung unterworfen werden.

Über eine Zweigleitung 27 und ein Ventil 28 kann an dieser Stelle ein regelbarer Feuchtmittelstrom direkt dem Vorratsbehälter 10 zugegeben werden.

Die abgesenkte Temperatur und der erhöhte Druck werden wegen der Verbesserung der Gaslöslichkeit so weit wie möglich in der weiteren Leitung 14 bis hin zum Feuchtwerk der Druckmaschine, hier beispielsweise dargestellt durch eine Feuchtmittel-Wanne 29 eines Filmfeuchtwerks, aufrechterhalten. Dies gilt selbstverständlich auch für den Bereich der Zweigleitung 27 bis hin zu dem Ventil 28.

Im weiteren Verlauf der Leitung 14 ist in Fig. 1 eine Dispergiereinrichtung 30 dargestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um Lochblenden oder Mischelemente handeln, die in einem geschlossenen Behälter oder Rohrabschnitt angeordnet sind und eine zusätzliche Dispergierung des Feuchtmittel/Gas-Gemisches in der Leitung 14 bewirken. Derartige Dispergiereinrich-

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tungen können an verschiedenen Stellen und auch ggfs. mehrfach stromabwärts der Pumpe 16 angeordnet sein.

Im weiteren Verlauf der Leitung 14 tritt gemäß Fig. 1 diese Leitung in einen Behälter ein, der als Absorptionsbehälter 31 bezeichnet werden soll. Auch ein derartiger Behälter kann an beliebiger anderer Stelle im Druckbereich des Feuchtmittel-Kreislaufs vorgesehen sein. Seine Funktion kann auch durch die Rohrleitung selbst übernommen werden. In dem Absorptionsbehälter 31 werden Feuchtmittel und Gas unter den zuvor aufgebauten Bedingungen von Temperatur und Druck für einen vom Feuchtmittel-Umlauf abhängenden Zeitraum aufgenommen. Der Absorptionbehälter ermöglicht die Absorption von Gas bis hin zu den Gleichgewichtsbedingungen für die herrschende Temperatur und den bestehenden Druck. Zusätzlich dient er als Pufferspeicher. Vom Absorptionsbehälter 31 führt die Leitung 14 zu einem Verteiler 32, über den mehrere, im einzelnen nicht dargestellte Feuchtwerke angeschlossen werden können. Eine Zweigleitung 34 führt über ein Ventil 36 zur Feuchtmittel-Wanne 29. Erst in dem Ventil 36 wird der erhöhte Druck des Feuchtmittels abgebaut.

Wie Fig. 1 weiter andeutungsweise erkennen läßt, taucht bei dem hier als Beispiel gezeigten Filmfeuchtwerk eine Feuchtmittel-Aufnahmewalze 38 in die Feuchtmittel-Wanne 29 ein. Von der Aufnahmewalze 38 wird das Feuchtmittel über Zwischenwalzen 40,42 auf einen Plattenzylinder 44 übertragen, wie es für Filmfeuchtwerke beim Offset-Druck üblich ist.

Von der Feuchtmittel-Wanne 29 wird das überschüssige Feuchtmittel über eine Rückleitung 48 mit Hilfe einer Pumpe 50 in den Vorratsbehälter 10 zurückgeführt. Mit 52 ist ein Zwischenbehälter bezeichnet, die der Pumpe 50 vorgeschaltet ist. Das Feuchtmittel kann also wiederholt verwendet werden.

Der verdunstete und von dem Bedruckstoff aufgenommene Anteil an Feuchtmittel ist laufend zu ergänzen. Von der Feuchtmittel-Wanne kann das Feuchtmittel aber auch direkt in den Vorratsbehälter 10 zurückgebracht werden.

Fig. 2 stimmt weitgehend mit Fig. 1 überein, so daß nur die Abweichungen erläutert werden sollen.

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Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist eine Einrichtung zum Einbringen eines Gases, insbesondere Luft, in das Feuchtmittel stromabwärts der Pumpe 16 angeordnet. Diese Einrichtung wird allgemein mit 54 bezeichnet. Da sich das Feuchtmittel hinter der Pumpe 16 bereits auf einem erhöhten Druck befindet, könnte die Einrichtung 54 beispielsweise aus einer Druckflasche oder einem Kompressor, aber ebenso auch aus einem Strahlapparat bestehen, durch die das Gas in das Feuchtmittel eingebracht werden kann. Wichtig ist auch hier, daJ3 der erhöhte Druck des flüssigen Feuchtmittels weitgehend erhalten bleibt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist hinter der Pumpe 16 und dem dieser nachgeschalteten Ventil 20 ein "Stoffaustauschsystem" 56 angedeutet, das zum Einbringen von Gas in das Feuchtmittel dient und in verschiedener Weise realisiert werden kann. So kann beispielsweise Gas mit Überdruck eingepreßt oder mit Hilfe eines geeigneten Rührwerks, auch eines Hohlrührers, eingeschlagen werden. Der Gasgehalt der Flüssigkeit kann auch durch Durchlauf durch einen geeigneten Reaktor, etwa einen Schlaufenreaktor oder eine Füllkörperschicht, angereicht werden.

Insoweit sind die verschiedensten Lösungsmöglichkeiten für das Einbringen des Gases bekannt. Sie sollten für die vorliegende Erfindung so eingesetzt werden, daß der erhöhte Druck des Feuchtmittels erhalten bleibt.

Claims

[-MULLER-STEINMOIStEFfAPiR-CNE1P . *..:^··| TER MEER -MÜLLER - STEINMSISTER*& PARTNER · . ..' technotrans SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Feuchtmittelaufbereitung für den Offset-Druck, mit einem Feuchtmittel-Vorratsbehälter (10), einer von dem Vorratsbehälter (10) ausgehenden Feuchtmittel-Leitung (14), einer Pumpe (16) in der Leitung (14) und einer Einrichtung (24,54,56) zum Einleiten von Gas, insbesondere Luft, in das Feuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (16) als Druckpumpe ausgebildet ist und daß in der Feuchtmittel-Leitung (14) stromabwärts der Pumpe (16) ein Kälteaggregat (26) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einleiten von Gas in das Feuchtmittel eine stromabwärts der Pumpe (16) angeordnete Druckgasflasche oder ein Kompressor ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einleiten von Gas nach dem Strahlpumpen- oder Venturi-Prinzip aufgebaut ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Einrichtung zum Einleiten von Gas ein Rührwerk umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einleiten von Gas ein Stoffaustauschsystem (56) umfaßt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leitung (14) stromabwärts der Pumpe (16) eine Zweigleitung (18) abzweigt, die zu einer Position stromaufwärts der Pumpe zurückgeführt ist und in der eine Einrichtung (24) zum Einleiten von Gas in das Feuchtmittel angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (14) stromabwärts der Pumpe (16) ein Absorptionsbehälter (31), ggfs. mit der Funktion eines Pufferspeichers angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (14) unmittelbar vor dem Offset-Druckwerk ein Entspannungsventil (36) vorgesehen ist.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (14) stromabwärts der Pumpe (16) zusätzliche Dispergiereinrichtungen (30), wie etwa Lochblenden oder Mischelemente, vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leitung (14) stromabwärts der Pumpe (16) eine Zweigleitung (27) zurück zum Vorratsbehälter (10) führt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (10) als geschlossener, unter erhöhtem Druck stehender Behälter ausgebildet ist.