DE3207463C2

DE3207463C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und anschließendem Kühlen von insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten Warenbahnen

Info

Publication number: DE3207463C2
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: 1985-02-28
Also published as: DE3207463A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken einer Warenbahn nach dem Offsetdruckverfahren. Nach dem berührungslosen Trocknen der bedruckten Warenbahn wird die Warenbahn im S- oder Z-Zug über mehrere Kühlwalzen geführt. Dabei wird durch Befeuchtung des Mantels der ersten Kühlwalze oder der Warenbahnseite, die als erste gekühlt wird, ein leicht spaltbarer Wasserfilm zwischen Warenbahn und Walzenmantel gebracht. Diese Maßnahme führt dazu, daß beim körperlichen Kontakt der Warenbahn mit dieser und den anderen Kühlwalzen die noch weiche thermoplastische Druckfarbe nicht gespalten wird. Die Neigung der Warenbahn zur Bildung von Wellen quer zur Durchlaufrichtung wird vermindert, weil die Spaltung des Wasserfilms infolge ihrer unterschiedlichen Stärke in den bedruckten und den nicht bedruckten und deshalb stärker getrockneten Bereichen zu einer Vergleichmäßigung der Feuchteverteilung führt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art und ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.

Die berührungslose Führung und Trocknung der Warenbahn im Durchlauftrockner kann mit den Schwebedüsen sicher 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 späteren Gebrauch auf.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß es sogar an den Kühlwalzen zu einem Ablösen der Fai be kommen kann. So wurde festgestellt, daß bei im S- oder Z-Zug über Kühlwalzen geführten Warenbahnen (vergL DE-OS 27 08 829) nicht an der dem Trockner nachgeordneten ersten Kühlwalze, sondern an der Kühlwalze 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 andersfarbiger Streifen in Erscheinung, da die zuietzt aufgedruckte Farbe oder eventuell sogar die beiden zuletzt aufgedrucken 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 die Warenbahn 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
Um die Wellenbildung zu verhindern, ist es bekannt (DE-PS 2 85 982) während des Trocknens des Druckes auf der einen Warenbahnseite mit Heißluft die Warenbahn auf der anderen Seite zu kühlen bzw. etwas anzufeuchten. Angeblich soll es auf diese Art und Weise möglich sein, der Druckfarbe die Feuchtigkeit zu entziehen, die Papierbahn aber möglichst feucht und geschmeidig zu halten, so daß auch ein Verziehen der Papierbahn, die beim Drucken in mehreren aufeinander folgenden Druckwerken zu einer Ungenauigkeit im Register führte, wirksam verhindert wird.

Bei einem anderen bekannten Verfahren (FR-PS 4 66 065) wird die Warenbahn auf der nicht zu bedrukkenden Rückseite mit feuchter kühler Luft beaufschlagt bevor sie einem Druckwerk zum Bedrucken der Vorderseite zugeführt wird. Während des Bedrückens erfolgt eine weitere Kühlung über eine mit kühler und feuchter Luft beaufschlagten Kühlwalze. Danach wird die Warenbahn nochmals über eine Kühlwalze geführt um dann auf der Druckseite mit heißer Luft beaufschlagt und getrocknet zu werden. Maßnahmen, mit denen den oben genannten Schwierigkeiten entgegen gewirkt wird, sind bei diesem Stand der Technik nicht vorgesehen.

Schließlich ist es bekannt (CH-PS 4 32 558) eine beidseitig im Offsetdruckverfahren bedruckte Warenbahn im Farbtrocknungswerk mit befeuchteten Walzen zu befeuchten. Der Zweck dieser Befeuchtung ist es, die auf den Kuppen der mikroskopisch betrachtet grauen Oberfläche aufgetragene Farbe durch die Feuchtigkeit von den Kuppen weg in die Vertiefungen zu drücken.

Auch dieser Stand der Technik beschäftigt sich nicht mit dem Problem des Ablösens von Druckfarbe an Kühlwalzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das ein-

gangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß das auf die Warenbahn aufgetragene Beschichtungsmaterial oder die Druckfarbe beim Kühlen nicht mehr von der Warenbahn abgelöst wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeroäß dadurch gelöst, daß auf die bedruckte oder beschichtete Warenbahnseite ein Wasserfilm aufgebracht wird, bevor diese Warenbahnseite ein zweites Mal gekühlt wird.

Vorzugsr/sise 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 μ/m bis IG μ/m betragen. Gute Ergebnisse wurden mit einer Filmdicke von etwa 1 μ/m erreicht

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Auftragswerk, insbesondere einer Druckmaschine nachgeordneten Durchlauftrockner und an dessen Ausgang angeordneten Kühlwalzen, über die die Warenbahn im S- oder Z-Zug geführt ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Befeuchtungseinrichtung vorgesehen ist, die 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 der ersten Kühlwalze zugeordnet und trägt Wasser oder Wasserdampf auf den Walzenmantel der ersten Kühlwalze auf. Wenn Wasserdampf verwendet wird, ist es wegen der über 100⁰C 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 und einen Wassernebel erzeugen. Es ist aber auch möglich, die Befeuchtung mittels einer die 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 Oberflächenspannung 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 gedrucken Bereich 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 erfindungsgemäßen 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 Durchiaufgeschwindigkeit zu arbeiten. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann dagegen mit vergleichsweise hoher Durchlaufgeschwindigkeit gearbeitet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F ι g. 1 eine Anlage aus Druckmaschine, Trockner und Kühlvorrichtung in Seitenansicht und

Fig. 2—4 verschiedene Ausführungsformen der Kühlvorrichtung in Seitenansicht

ίο 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 Warenbahn 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 Öldunst wird von einer am Ausgang des Trockners 4 auf beiden Seiten der Warenbahn 2 angeordneten Absaugeinrichtung 13 abgeblasen und abgesogen.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und F i g. 2 ist der ersten Kühlwalze 6 eine Befeuchtungseinrichtung 12 in Form von sich über die Breite der Kühlwalze 6 erstreckenden Düsen vorgesehen, die auf den Walzenmantel Wasserdampf, der zu Tröpfchen kondensiert, oder Wassernebel, ausblasen. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere dann, 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 F i g. 3 dargestellt ist. Am meisten Platz benötigt eine Befeuchtungseinrichtung entsprechend F i g. 4, die aus einer Auftragswalze 16 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 Größenordnung von 1 μ/m. Diese Filmdicke genügt, um "u 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 Festig-

keit (Kohäsion) so weit gestiegen ist, daß es zu Farbablösungen von der Warenbahn nicht mehr kommen kann. Weder das Druckbild wird dann beschädigt, noch wird die Warenbahn durch sich auf dem Walzenmantel der Walze aufbauende Farbe beschädigt. 5

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 io Walzenmantels, aber größer als die der Oberfläche der Druckfarbe ist.

Schließlich zeigte sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen auch, daß ohne Verminderung der Durchlaufgeschwindigkeit 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, pinen dünneren 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen und anschließenden Kühlen von insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten oder beschichteten, insbesondere aus Papier bestehenden Warenbahnen, die nach dem Auftrag der Druckfarbe oder des Beschichtungsmaterials durch eine insbesondere mit Heißluft betriebene Trockenzone und anschließend unter körperlichem Kontakt über mehrere Kühlwalzen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die bedruckte oder beschichtete Warenbahnseite ein Wasserfilm aufgebracht wird, bevor diese Warenbahnseite ein zweites Mal gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Wasserfiims 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 Bedampfen 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 μ/m bis 10 μ/m aufgetragen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmdicke 0,5 bis 5 μ/m, insbesondere 1 bis 3 μ/m beträgt

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem einem Auftragswerk, insbesondere einer Druckmaschine, nachgeordneten Durchlauftrockner und an dessen Ausgang angeordneten Küiilwalzen, über die die Warenbahn im S- oder Z-Zug geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befeuchtungseinrichtung (12) vorgesehen ist, die 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung (12) der ersten Kühlwalze (6) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung (12) aus über die Bahn bzw. Walzenbreite verteilt angeordneten Düsen besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung (12) eine die Warenbahn (2) oder den Walzenmantel berührende Walze ist, deren schwammartiger Mantel mit Wasser getränkt ist.