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"Vorrichtung zum Trocknen von bedruckten Bahnen"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von,
insbesondere beidseitig im Rollenoffsetverfahren, bedruckten Bahnen, mittels an
der bedruckten Seite anliegenden beheizten Kontaktzylindern, denen ggfis. eine Stufe
mit gekühlten Kontaktzylindern nachgeschaltet ist.
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Für die Trocknung der Druckfarbe auf speziell im Rollenoffset bedruckten
Bahnen werden heute überwiegend Heißlufttrockner eingesetzt, in denen die Bahn berührungsfrei
geführt wird und die Druckfarbe, eine sogenannte Heat-set-Farbe durch Erwärmung
der Bahn auf 800 - 1500 zunächst getrocknet, d.h. von den enthaltenen Mineralölbestandteilen
befreit nird, um anschließend durch Abkühlung auf Raumtemperatur verfestigt zu werden.
Derartige Heat-set-Farben setzen sich zusammen aus Pigment, Bindemitteln und Hilfsstoffen.
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Die Rezeptur einer typischen Heat-set-Farbe enthält ca.
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25 - 40 % Mineralöl, ca. 20 - 30 X Kunstharz, ca. 10 - 20 X Alkydharz,
ca. 1 - 5 X Wachse, Gelierungsmittel und sonstige Hilfsstoffe und ca. 10 - 20 %
Pigment. Die Farben werden in 1 bis 5 Doppel-Druckwerken beidseitig auf die Bahn
gedruckt, die anschließend durch den Trocknungsofen und eine Kühlwalzenpartie geführt
wird, wobei Bahngeschwindigkeiten von ca. 3,5 - 10 m pro Sekunde gefahren werden.
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Die bisher in der Praxis verwendeten Heißlufttrockner sind zum einen
relativ kompli iert und störanfällig aufgebaut.
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Darüber hinaus benötigen sie erhebliche Energiemengen, um die notwendige
Verdampfung der flüssigen, insbesondere
öligen Bestandteile der
Farbe zu erzielen und schließlich wird bei der dabei notwendigen Aufheizung der
gesamten Bahn, nicht nur der Farbschicht, auch die Bahn sehr stark ausgetrocknet.
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Außer sogenannten Gummi-Gummi-Maschinen werden für das Bedrucken von
Papierbahnen auch sogenannte Satellitenmaschinen verwendet. Bei diesen Maschinen
wird zunächst die eine Seite der Bahn und dann, durch einen Trocknerdurchlauf die
andere Seite der Bahn bedruckt, wonach ein nochmaliger Trocknerdurchlauf erforderlich
wird. An solchen Maschinen wurden in der Vergangenheit sogenannte Dampftrommeltrockner
verwendet. Bei diesen Trocknern wurde die Bahn nach dem Schöndruck mit der Rückseite
über eine groß dimensionierte, mit Dampf beheizte Trommel geführt, die Farbe auf
der Bahn also im Kontakt getrocknet. Dies war jedoch nur für Satellitenmaschinen
möglich, bei denen zunächst die eine und nach einem Trocknerdurchlauf die andere
Seite der Bahn bedruckt wurde.
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Generell wurden in den letzten Jahren solche Trockner auch für Satellitenmaschinen
nicht mehr gebaut, da ihre Bauweise und ihr Betrieb zu aufwendig und störanfällig
war. Insbesondere bestand dabei auch die Gefahr, daß die Farbe auf der zuerst bedruckten
Seite der Bahn beim zweiten Trocknungsgang wieder erweicht und verschmiert wurde.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es auch bereits vorgeschlagen
worden, eine Kontakttrocknung der bedruckten Farbbahnen vorzusehen, indem beheizte
Walzen, wie beim Kalandrieren oder beim Trocknen von Fotobahnen, die Erwärmung unmittelbar
auf die zu trocknende Druckfarbenschicht einwirken.
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Eine derartige Vorrichtung zum Trocknen von im Naßoffsetverfahren
bedruckten Bahnen ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 2 947
785 vorgeschlagen worden, wobei zur Vermeidung eines Anhaftens der Farbe an den
Trockenwalzen vorgesehen ist, daß diese eine spiegelblank polierte Oberfläche
aufweisen.
Unter spiegelblank polierter Oberfläche versteht man dabei eine Oberfläche, deren
Rauhtiefe etwa um 2 Zehntausendstel kleiner ist als die Größe der kleinsten Farbpigmente.
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Dieser Vorschlag zur Vermeidung eines Anhaftens der Farbe und damit
zur Ermöglichung einer an sich ja bekannten Kontakttrocknung der bedruckten Bahnen
ist jedoch in der Praxis nicht realisierbar. Zum einen besteht das Problem nicht
darin, zu vermeiden, daß die Pigmente an den Trockenzylindern haften bleiben können.
Das Problem liegt vielmehr darin, daß die plastische Bindemittelschicht nicht an
der Oberfläche der Trockenzylinder haftet. Die Haftung der Bindemitteischicht ist
aber nur zum geringsten Teil eine Frage der Rauhigkeit der, selbstverständlich grundsätzlich
glatt zu haltenden Oberfläche der Kontaktwalzen.
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Es besteht somit nach wie vor das Problem zur Schaffung einer Vorrichtung
zum Trocknen von beidseitig bedruckten Bahnen unter Verwendung von der Druckfarbenschicht
anliegenden Kontaktzylindern, bei der im kontinuierlichen Arbeitsverfahren das Anhaften
von Farbe an den Kontaktzylindern vermieden ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß jedem Trockenzylinder eine Reinigungsvorrichtung
zugeordnet ist, insbesondere eine mit einem Trennmittel getränktes beispielsweise
stoffüberzogene Reinigungswalze.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß es grundsätzlich
ausgeschlossen ist, in einem kontinuierlichen Betrieb das Sichabsetzen kleiner Flecken
der Druckfarbe auf einer unbehandelten, beliebig glatten Kontaktzylinderoberfläche
zu verhindern. tviit dem Absetzen eines punktförmigen
Farbflecks
wirkt dieser aber wie ein Kristallisationskeim, so daß sich sofort um diesen Kern
herum ein größerer Fleck mit abgesetzter Farbe bildet. Dieser Farbaufbau führt auf
der laufenden Bahn zu einer Verletzung des Farbfilms in Form von Kratzern.
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Durch die erfindungsgemäße, ständig an dem Kontaktzylinder anliegende
Reinigungswalze werden die unvermeidlich an ihr entstehenden und sich niederschlagenden
Farbteilchen entfernt, ehe beim weiteren Umlauf des Kontaktzylinders die Farbe an
der zu trocknenden Bahn wieder verschmiert werden könnte. Über den Reinigungseffekt
der Reinigungsvorrichtung hinaus ist es dabei wesentlich, daß der Kontaktzylinder
ständig mit einem Trennmittelfilm versehen ist, wozu gegebenenfalls eine zusätzliche
Trennmittelauftragswalze vorgesehen sein könnte. Dieser Trennmittelfilm verhindert
nicht nur in wesentlich besserer Weise das mögliche Absetzen von Farbe auf dem Kontaktzylinder,
als es die noch so glatte Zylinderoberfläche vermöchte, sondern versieht darüber
hinaus auch die bedruckte Oberfläche der Bahn mit einem dünnen Film des Trennmittels,
z.B. einer Silikonemulsion oder einer Wachsemulsion, welche die Gleitfähigkeit der
Bahn erhöht und damit für die Weiterverarbeitung im Falzapparat außerordentlich
vorteilhaft ist.
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Zusätzlich zu den beschriebenen Maßnahmen kann in Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen sein, daß die Kontaktzylinder mit einer farbabstoßenden Oberflächenbeschichtung,
z.B.
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Kunststoff oder Keramik, versehen sind, wobei farbabstoßend in diesem
Zusammenhang selbstverständlich wieder bedeutet, daß in erster Linie die Bindemittel
der Farben abgestoßen werden. Die Gefahr eines Anhaftens der Farbe deshalb, weil
die Pigmentgröße in der Größenordnung der Rauhigkeit der Oberfläche liegt, besteht,
wie der Erfindung zugrundeliegende
Versuche gezeigt haben, in der
Praxis nicht, bzw. ist gegenüber der Gefahr des Anhaftens des Bindemittels vernachlässigbar.
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Die Trocknungs-Kontaktzylinder können sowohl elektrisch beheizt sein,
als auch mit Einrichtungen versehen sein, um fluide Heizmedien durchleiten zu können,
beispielsweise erwärmte Luft, Dampf oder erhitztes öl.
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Dabei sollte in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders darauf
geachtet werden, daß die Trocknungs-Kontaktzylinder derart beheizt werden, daß sie
auf dem gesamten, in Kontakt mit der zu trocknenden Bahn stehenden Oberflächenabschnitt
im wesentlichen die gleiche Temperatur aufweisen, die darüber hinaus durch eine
Steuervorrichtung einstellbar gehalten sein sollte, um eine einfache Abstimmung
auf die jeweils benutzte Druckfarbe und damit die speziellen Bindemittel und deren
unterschiedlichen Verdampfungstemperaturen sowie eine Abstimmung auf den verwendeten
Bedruckstoff vornehmen zu können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, sowie anhand
der Zeichnung, die eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung
zeigt.
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Die vorzugsweise beidseits im Wege des Naßoffsetverfahrens bedruckte
Bahn 1 wird durch einen Eingangsschlitz 2 in den Trocknungsteil 3 der Vorrichtung
eingebracht, in welchem eine Vielzahl von als Umlenkwalzen mitfungierenden Trocknungs-Kontaktzylindern
4 vorgesehen sind, an denen die Bahn 1 abwechselnd mit der einen oder der anderen
bedruckten Seite
anliegt. Jedem Kontaktzylinder 4, der mit einer
farbabweisenden Oberflächenbeschichtung 5 versehen ist, ist eine in ständigem Eingriff
mit ihr stehende Reinigungswalze 6 zugeordnet, die mit einem Reinigungsmittel, beispielsweise
Silikon* getränkt ist, um etwaige anhaftende Farbflecken auf der Oberfläche des
Kontaktzylinders 4 abzunehmen, ehe ein solcher Farbflecken beim Umlauf des Kontaktzylinders
4 wieder in Kontakt mit der Bahn 1 gerät und dort die Druckfarbenoberfläche verschmieren
oder verkratzen würde. Zusätzlich ist bei der gezeigten Ausführungsform noch eine
gesonderte Trennmittelauftragswalze 7 vorgesehen, um auf jeden Fall sicherzustellen,
daß die Kontaktzylinderoberfläche ständig mit einem Trennmittelfilm versehen ist,
der zum einen das Sichabsetzen der Farbe auf dem Kontaktzylinder, noch dazu in Verbindung
mit der farbabstoßenden Beschichtung 5, verhindert und gleichzeitig die Bàhnoberfläche
gleitfähiger macht, was insbesondere auch für die Weiterverarbeitung im der Trocknungsvorrichtung
nachgeordneten Falzwerk sowie auf den Kühlzylindern von erheblicher Bedeutung ist.
In dem Trocknungsbereich 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt ein Absaugen
der bei der Erwärmung verdampften, insbesondere öligen Bestandteile durch eine aufgesetzte
Absaughaube 8 und einen dem Zuge der Absaugleitung 9 angeordneten, nicht dargestellten
Ventilator. Nach dem Trocknen der Farbe, wobei eine außerordentlich zähe klebrige
Beschichtung auf den Bahnen vorhanden ist, läuft die Bahn 1 in die Kühlstufe 10
ein, in der sie wiederum über wasserdurchströmte Kontaktzylinder 4' geleitet wird,
die in gleicher Weise mit einer farbabstoßenden Oberflächenbeschichtung 5 versehen
sind. Das Kühlwasser wird dabei mit ca. 8 - 120C in die Kontaktzylinder 4' ein-
und bei einer Ausgangstemperatur zwischen ca. 200 und 28"C wieder herausgeleitet.
Durch den Kontakt mit der gekühlten Oberfläche der Kontaktzylinder 4' wird die Bahn
und ihre Farbbeschichtung auf Raumtemperatur
heruntergekühlt, wodurch
die zunächst noch klebrige Farbe verfestigt wird. Die zur Unterbringung der Reinigungswalzen
6 und der Trennmittelauftragswalze 7 notwendige freie Oberfläche der Kontaktzylinder
4, die das Maß der Umschlingung durch die Bahn 1 begrenzt, ist auch hinsichtlich
der Trocknungswirkung nicht von Nachteil, da berücksichtigt werden muß, daß ein
Abdampfen der öligen Bestandteile sowieso immer nur auf dem Weg von einem Trocknungs-Kontaktzylinder
4 bis zum übernächsten Trocknungs-Kontaktzylinder 4 erfolgen kann.
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In diesem Bereich nämlich ist die durch Anliegen an dem Kontaktzylinder
4 erwärmte Druckfarbschicht freiliegend angeordnet und ermöglicht ein Abdampfen
der öligen Bestandteile.
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Wie in der Figur rechts oben gestrichelt angedeutet ist, können gegebenenfalls
abdampfende Restlösungsmittel auch über den Kühlzylinder abgesaugt werden.
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