DE3207463A1

DE3207463A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen und anschliessenden kuehlen von insbesondere nach dem offsetdruckverfahren bedruckten warenbahnen

Info

Publication number: DE3207463A1
Application number: DE19823207463
Authority: DE
Inventors: Helmar 5672 Leichlingen Vits
Original assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Current assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE3207463C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen
und anschließendem Kühlen von insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten Warenbahnen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen und Kühlen von beschichteten oder insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten, insbesondere aus Papier bestehenden, Warenbahnen, die nach dem Auftrag des Beschichtungsmaterials oder der Druckfarbe durch eine insbesondere mit Heißluft betriebene Trockenzone und anschließend unter körperlichem Kontakt über mehrere Kühlwalzen geführt werden.
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einem einem Auftragswerk für das Beschichtungsmaterial, insbesondere einer Offseiruchnschine, nachgeordneten Durchlauftrockner und an dessem Ausgang angeordneten Kühlwalzen, über die die Warenbahn im S- oder Z-Zug geführt ist. Bei einer solchen Vorrichtung wird die Warenbahn berührungslos durch aus Schwebedüsen austretende heiße Luft getrocknet.
Die berührungslose Führung und Trocknung der Warenbahn im Durchlauftrockner kann mit den Schwebedüsen 51-cher beherrscht werden, so daß die frische Beschichtung oder der frische Druck durch Körperkontakt nicht verwischt wird. Der Trockenprozeß muß bis zum Ausgang des Trockners so weit fortgeschritten sein, daß nach dem anschließenden Kühlen an den Kühlwalzen Beschichtungsmaterial oder Druckfarbe nicht abgelöst werden kann.
Die Gefahr des Ablösens bei nicht weit fortgeschrittener Trocknung und Abkühlung tritt erfahrungsgemäß an nachgeschalteten Maschinen, wie Heizapparaten, aber auch beim späterem Gebrauch auf.
Die Praxis hat nun gezeigt, daß es sogar an den Kühlwalzen zu einem Ablösen der Farbe kommen kann. So wurde festgestellt, daß bei im S- oder Z-zug über Kühlwalzen geführten Warenbahnen nicht an der dem Trockner nachgeordneten ersten Kühlwalze, sondern an der Kthlwalze,Druckfarbe haften bleibt, die die an der ersten Kühlwalze bereits gekühlte Bahnseite zum zweiten Mal kühlt. Bei nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten Warenbahnen tritt dieser Effekt als S andersfarbiger Streifen in Erscheinung, da die zuletzt aufgedruckte Farbe oder eventuell sogar die beiden zuletzt aufgedruckten Farben von der Warenbahn abgelöst werden und sich auf der Walzenoberfläche allmählich aufbauen. Die sich auf der Walzenoberfläche aufbauende Farbe bringt den weiteren Nachteil mit sich, daß dieWarenbahn eingedrückt wird.
Diese Nachteile- wurden vor allem bei Warenbahnen aus Papier mit stark gestrichener Oberfläche, weniger stark dagegen bei ungestrichenen Papieren, festgestellt. Es ist zu erwarten, daß diese Schwierigkeiten auch bei Folien auftreten.
Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Verfahren besteht darin, daß es insbesondere bei hohen Trocknungsleistungen und beidseitigem Druck zur Bildung von Wellen in der Warenbahn kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß Beschichtungsmaterial oder Druckfarbe beim Kühlen nicht mehr von der Warenbahn abgelöst wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auf die Warenbahnseite, die als erste abgekühlt wird, ein Wasserfilm aufgebracht wird, bevor diese Warenbahnseite das zweite Mal gekühlt wird.
Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen des Wasserfilms an der ersten Kühlwalze. Das Aufbringen des Wasserfilms kann durch Aufsprühen von Wasser oder Wasserdampf erfolgen, aber auch mittels einer Auftragwalze. Es versteht sich, daß beim Einsatz von Wasserdampf der Auftrag dort erfolgen muß, wo der Wasserdampf kondensieren kann, das ist in der Regel die kalte Kühlwalze. Die Filmdicke des Wassers sollte 0,1/u/m bis 10/u/m betragen. Gute Ergebnisse wurden mit einer Filmdicke von etwa 1/u/m erreicht.
Eine Vorrichtung zum Trocknen und anschließenden Kühlen von beschichteten oder insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten, insbesondere aus Papier bestehenden, Warenbahnen, die zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens geeignet ist, besteht aus einem einem Auftragswerk, insbesondere einer Druckmaschine nachgeordneten Durchlauftrockner und an dessem Ausgang angeordneten Kühlwalzen, über/§le Warenbahn im S- oder Z-Zug yeführt ist. Bei einer solchen Vorrichtung besteht die Erfindung darin, daß eine Befeuchtungseinrichtung einen Wasserfilm auf die den Walzenmantel der ersten Kühlwalze berührende Seite der Warenbahn vor der Auflaufstelle derselben Seite der Warenbahn auf der nächsten Kühlwalze aufträgt. Dabei ist die Befeuchtungseinrichtung vorzugsweise an der ersten Kühlwalze angeordnet und trägt Wasser oder Wasserdampf auf den Walzenmantel der ersten Kühlwalze auf. Wenn Wasserdampf verwendet wird, ist es wegen der über 1000 C heißen Warenbahn notwendig, den Auftrag auf den Walzenmantel vorzunehmen, da sonst keine Kondensation und damit Wasserfilmbildung zwischen Walzenmantel und Warenbahn stattfinden kann. Unter Wasserfilm wird nicht nur ein geschlossener Film, sondern auch der in kleinen Perlen auf der Walzenoberfläche kondensierende Wasserdampf verstanden.
Die Befeuchtungseinrichtung kann bei ausreichenden Platzverhältnissen aus über die Bahn bzw. Walzenbreite verteilt angeordneten Wassersprühdüsen bestehen. Als geeignet haben sich Düsen erwiesen, die Wasser mit Preßluft zerstäuben - einen Wassernebel erzeugen. Es ist aber auch möglich, die Befeuchtung mittels einer dMe Warenbahn oder den Walzenmantel berührenden Walze vorzunehmen, deren schwammartiger Mantel mit Wasser getränkt ist. In einem solchen Fall dürfte es zur Bildung nach gleichmäßigem Benetzen der Walzenoberfläche nützlich sein, ein Mittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannuny des Wassers zuzusetzen, um ein Zusammenziehen des Wasserfilms zu größeren Tropfen zu vermeiden.
Mit verhältnismäßig einfachen Mitteln wird bei der Erfindung ein Ablösen der sich im Trockner über den gedruckten Bereichen gebildeten Haut beim körperlichen Kontakt mit den Kühlwalzen verhindert. Überraschenderweise reicht es aus, wenn nur eine Kühlwalze, und zwar die erste Kühlwalze, befeuchtet wird. Bei Anwendung der erfindungsge- mäßen Maßnahmen zeigte sich aber nicht nur dieser Effekt, sondern ein weiterer Effekt, nämlich, daß die insbesondere bei beidseitigem Druck sich bildende Wellung der Warenbahn geringer ist. Bisher war es zur Verminderung der Wellenbildung erforderlich, mit geringerer Durchlaufgeschwindigkeit zu arbeiten. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann dagegen mit vergleichweise hoher Durchlaufgeschwindigkeit gearbeitet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 eine Anlage aus Druckmaschine, Trockner und Kühlvorrichtung in Seitenansicht und Fig. 2 - 4 verschiedene Ausführungen der Kühlvorrichtung in Seitenansicht.
Von einer Warenbahnrolle 1 wird eine Warenbahn 2 aus Papier einem Offsetdrucker 3 zugeführt. Nach beidseitigem Bedrucken der Warenbahn 2 gelangt diese in einen Durchlauftrockner 4, der mit oberen und unteren Schwebedüsen 5 bestückt ist, zwischen denen die Warenbahn 2, unter Bildung von stehenden Wellen, geführt wird. Von den Düsen 5 wird die Warenbahn 2 mit Heißluft beaufschlagt, damit das Druckbild abtrocknet, aber auch die beim Bedrucken meist neben den bedruckten Flächen in die Warenbahn eingedrungene Feuchtigkeit aus der Warenbahn verdampft. Wegen der angestrebten hohen Leistung und der zu vermeidenden Austrocknung der normalen Papierfeuchte gibt man sich damit zufrieden, daß sich im Bereich der bedruckten Flächen nur eine trockene Haut bildet. Eine zu intensive Aufheizung der Warerbahn verbietet sich auch wegen der Neigung der thermoplastischen Oberfläche zum Kleben.
Die derart getrocknete Warenbahn verläßt den Trockner 4 und wird zum Zwecke einer intensiven schnellen Kühlung und Härtung der Farboberfläche im S- oder Z-Zug über Kühlwalzen 6, 7, 8, 9 geführt, die von einem Kühlmittel, wie Wasser, durchströmt sind. Nach den Kühlwalzen 6 bis 9 wird die Warenbahn 2 über weitere Walzen 10, 11 geführt, die dazu dienen, die Warenbahn dem weiterverarbeitenden Falzapparat, der Aufrollung oder dem Querschneider zuzuführen. Eventueller, aus der heißen Warenbahn austretender bldunst wird von einer am Ausgang des Trockners 4 auf beiden Seiten der Warenbahn 2 angeordneten Absaugeinrichtung 13 abgeblasen und abge-sogen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und Fig. 2 ist der ersten Kühlwalze 6 eine Befeuchtungseinrichtung 12 in Form von sich über die Breite der Kühlwalze 6 erstrekkenden Düsen vorgesehen, die auf den Walzenmantel Wasserdampf, der zu Tröpfchen kondensiert, oder Wassernebel, ausblasen. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere kann, wenn für die Unterbringung der Befeuchtungseinrichtung 12 nur wenig Platz vorhanden ist. Sofern aufgrund einer etwas anderen Anordnung der Kühlwalzen 6 bis 8 mehr Platz zur Verfügung steht, kann auch eine Sprüheinrichtung 14, 15 als Befeuchtungseinrichtung Wasser auf den Walzenmantel aufsprühen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Am meisten Platz benötigt eine Befeuchtungseinrichtung entsprechend Fig. 4, die aus einer Auftragswalze 26 und einer in einen Trog 18 mit Wasser eintauchenden Walze 17 besteht.
Bei allen Ausführungsbeispielen wird zwischen dem Mantel der ersten Kühlwalze 6 und der Warenbahn 2 ein Wasserfilm aufgebaut, so daß die Warenbahn nur über das Befeuchtungsmittel Wasser mit der Kühlwalze 6 Kontakt bekommt. Die Dicke des Wasserfilms liegt in der Größen- ordnung von l/u/m . Diese Filmdicke genügt, um zu verhindern, daß es zum Ablösen von Druckfarbe von der Warenbahnoberfläche kommt. Da die Warenbahn an der ersten Kühlwalze abgekühlt wird, erhärtet die Druckfarbe nicht nur an der Außenseite, sondern auch im Innern jedenfalls so weit, daß die innere Festigkeit (Kohäsion) so weit gestiegen ist, daß es zu Farblösungen von der Warenbahn nicht mehr kommen kann. Weder das Druckbild wird dann beschädigtt noch wird die Warenbahn durch sich auf dem Walzenmantel der Walze aufbauende Farbe beschädigt.
Die Wirkung des Befeuchtens kann mit Wasser zufriedenstellend erzielt werden. Sie kann verbessert werden durch Zusätze von Isopropanol, Glykolen oder anderen Netzmitteln.
Wichtig ist, daß die Oberflächenspannung des Befeuchtungsmittels geringer als die des Walzenmantels, aber größer als die der Oberfläche der Druckfarbe ist.
Schließlich zeigte sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen auch, daß ohne Verminderung der Durchlaufges.chwindigkeit der Warenbahn die Neigung der Warenbahn zur Wellenbildung quer zur Durchlaufrichtung verringert wurde, so daß insgesamt das Druckbild erheblich verbessert werden konnte. Dieser Effekt beruht darauf, daß bei stärkerem Wasserfilm sich dieser nicht gleichmäßig auf allen Flächen trennt, vielmehr die bedruckten Flächen, die wegen der schützenden Druckfarbe bei der vorangegangenen Trocknung weniger stark ausgetrocknet sind, einen dünnere Wasserfilm aufnehmen als die wegen fehlenden Schutzes durch Druckfarbe stärker ausgetrockneten Flächen. Der Feuchtigkeitsauftrag beim Kühlen gleicht auf diese Weise den unterschiedlichen Feuchtegehalt des Papiers in den einzelnen Bereichen wieder aus.
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Claims

Ansprüche: 1. Verfahren zum Trocknen und anschließenden Kühlen v eschichteten oder insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten, insbesondere aus Papier bestehenden, Warenbahnen, die nach dem Auftrag des Beschichtungsmaterials oder der Druckfarbe durch eine insbesondere mit Heißluft betriebene Trockenzone und anschließend unter körperlichem Kontakt über mehrere Kühlwalzen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Warenbahnseite, die als erste abgekühlt wird, ein Wasserfilm aufgebracht wird, bevor diese Warenbahnseite das zweite Mal gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das Aufbringen des Wasserfilms vor oder bei der ersten Kühlung erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Wasserfilms durch Besprühen der Warenbahn oder der ersten Kühlwalze mit Wasser oder Bedampfes der ersten Kühlwalze mit Wasserdampf erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserfilm in einer Dicke von 0,1/um bis 10/u/m aufgetragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmdicke 0,5 bis 5,u/m, insbesondere 1 bis ,# / 3/u/m beträgt.
6. Vorrichtung zum Trocknen und anschließenden Kühlen von beschichteten oder insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten, insbesondere aus Papier bestehenden, Warenbahnen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem einem Auftragswerk, insbesondere einer Druckmaschine, nachgeordneten Durchlauftrockner und an dessem Ausgang angeordneten Kühlwalzen, über die die Warenbahn im S- oder Z-Zug geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befeuchtungseinrichtung (12) einen Wasserfilm auf die den Walzenmantel der ersten Kühlwalze (6) berührende Seite der Warenbahn (2) vor der Auflaufstelle derselben Seite der Warenbahn (2) auf der nächsten Kühlwalze (9) aufträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Befeuchtungseinrichtung (12) an der ersten Kühlwalze (6) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung (12) das Wasser oder den Wasserdampf auf den Walzenmantel der ersten Kühlwalze (6) aufträgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, a ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Befeuchtungseinrichtung (12) aus über die Bahn bzw. Walzenbreite verteilt angeordneten Düsen besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung (12) eine die Warenbahn (2) oder den Walzenmantel berührende Walze ist, deren schwammartiger Mantel mit Wasser getränkt ist.