DE3410393A1

DE3410393A1 - Laborgeraet zur pruefung des wasseraufnahmevermoegens des feuchttack und des offset-verhaltens von druckfarbe

Info

Publication number: DE3410393A1
Application number: DE19843410393
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. 8000 München Loibl; Harald Dipl.-Phys. Pertler; Artur Dipl.-Chem. Dr. 8041 Dietersheim Rosenberg
Original assignee: Fogra Deutsche Forschungsgesellschaft fur Druck-Und Reproduktionstechnik Ev; DEUTSCHE FORSCH DRUCK REPROD; Fogra Deutsche Forschungsgesellschaft Fuer Druck und Reproduktionstechnik EV 8000 Muenchen
Current assignee: Fogra Forschungsgesellschaft Druck Ev 81673 Mue
Priority date: 1984-03-21
Filing date: 1984-03-21
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3410393C2

Description

Laborgerät zur Prüfung des Wasseraufnahmevermögens,
des Feuchttack und des Offset-Verhaltens von Druckfarbe Die Erfindung betrifft ein Laborgerät zur gleichzeitigen Prüfung des Wasseraufnahmevermögens, des Feuchttack und des Offset-Verhaltens von Druckfarbe .
Für die Prüfung des Wasseraufnahmevermögens von Druckfarbe sind Wasserkontrollgeräte bekannt, die die Lichtabsorption des Wassers im Infrarot-Wellenlängenbereich messen.
Weiterhin sind Geräte zur Bestimmung des sog.
Tack (d.h. der Zügigkeit) von Druckfarbe bekannt. Sie enthalten eine Antriebswalze, eine zur Verteilung der Druckfarbe dienende Verreiberwalze und eine mit der Antriebswalze in Berührung stehende Meßwalze, deren gegen Federkraft erfolgende Auslenkung ein Maß für den Tack der Druckfarbe ist.
Außer dem Wasseraufnahmevermögen und dem Feuchttack der Druckfarbe interessiert beim Offsetdruck jedoch auch das Offset-Verhalten der Druckfarbe, d.h. das Freilaufen bzw. Wiederbedecken der hydrophilen Oberflächenbereiche mit Druck farbe.
Dieses Offset-Verhalten von Druckfarbe konnte bishernur in der Druckmaschine selbst geprüft bzw. beobachtet werden. Ein Laborgerät stand bisher nicht zur Verfügung. Es liegt jedoch auf der Hand, daß eine Prüfung des Offset-Verhaltens von Druck farbe in der Druckmaschine außerordentlich zeit- und kostenaufwendig ist, da hierzu langwierige Druckversuche notwendig sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach gestaltetes und universell verwendbares Laborgerät zu schaffen, das eine gleichzeitige Prüfung des Wasseraufnahmevermögens, des Feuchttack und des Offset-Verhaltens von Druckfarbe gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines in der Zeichnung4veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen Fig.1 eine Schemadarstellung des erfindungsgemäßen Laborgerätes, Fig.2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der mit diesem Laborgerät an zwei unterschiedlichen Druckfarben angestellten Prüfungen.
Das in Fig.1 dargestellte Laborgerät zur Prüfung des Wasseraufnahmevermögens, des Feuchttack und des Offset-Verhaltens von Druckfarbe enthält eine Antriebswalze 1, eine mit der Antriebswalze 1 in Be- rührung stehende, gegen die Kraft einer Feder 2 auslenkbare Meßwalze 3, eine Verreiberwalze 4, eine Bimetallwalze 5 sowie zwei Zusatzwalzen 6 und 7.
Die Oberfläche der Walzen 3, 4, 6 und 7 besteht vorzugsweise aus Gummi.
Eine Sprüheinrichtung 8 dient zur gesteuerten Wasserzuführung in den Spalt zwischen den Zusatzwalzen 6 und 7.
Die Bimetallwalze 5 enthält wenigstens einen hydrophilen und einen lyophilen Oberflächenbereich. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sind der hydrophile und der lyophile Oberflächenbereich als in axialer Richtung der Bimetallwalze 5 nebeneinander angeordnete, sich jeweils über die ganze Umfangslänge erstreckende Bereiche ausgebildet.
Gegenüber dem lyophilen Oberflächenbereich ist ein Wasserkontrollgerät 9 angeordnet, das zur Messung des Wassergehaltes in der Druckfarbe auf dem lyophilen Oberflächenbereich der Bimetallwalze 5 dient.
Gegenüber dem hydrophilen Oberflächenbereich der Bimetallwalze 5 ist ein Detektor 10 angeordnet, der feststellt, ob der hydrophile Oberflächenbereich frei von Druckfarbe ist oder nicht.
Die zu untersuchende Druckfarbe wird mittels einer Pipette auf eine der Walzen aufgetragen und durch die Verreiberwalze 4 verteilt. Dieser in definierter Schichtdicke aufgetragene Druckfarbenfilm wird durch die Sprüheinrichtung 8 kontinuierlich gefeuchtet.
Die Sprüheinrichtung besteht dabei aus einer Luftzerstäubungsdüse (Flachstrahl) mit einem Dosiernadelventil zur stufenlosen Regulierung der zugeführten Wassermenge. Die pro Zeiteinheit zugeführte Wassermenge läßt sich an einem (nicht dargestellten) kalibrierten Durchflußmesser ablesen. Außerdem kann die pro Zeiteinheit versprühte Wassermenge durch einen gepulsten Luftstrom definiert variiert werden. Dazu wird der genannten Düse Preßluft (1 bar) über ein Magnetventil zugeführt, dessen Steuerung ein elektronischer Geber übernimmt. Dieser Geber erlaubt die Veränderung des Pulses in Frequenz (0,1 Hz bis 10 Hz), Dauer (0,1 s bis 10 s) und Taktfolge (Pausen zwischen den einzelnen Wasserzuführ-Vorgängen). Durch Voreinstellung des Gebers kann damit die Sprührate der Düse reproduzierbar in definiertem Maß variiert werden. Der Sprühstrahl ist in den Spalt zwischen den beiden Zusatzwalzen 6 und 7 gerichtet, um ein möglichst inniges Vermischen des aufgesprühten Wassers mit der Druck farbe durch wiederholtes Scheren im Walzenspalt zu gewährleisten.
Zur Messung des Feuchttack dient das Dreiwalzensystem, das von der Antriebswalze 1, der Meßwalze 3 und der Verreiberwalze 4 gebildet wird. Die Walzengeschwindigkeiten können in Stufen zwischen 50 und 400 m/min variiert werden; die Temperatur der vorzugsweise metallische Antriebswalze ist über einen Thermostat im Bereich von ca. 10°C (Kühlwassertemperatur) bis 40"C einstellbar. Das Meßsignal (Aus lenkung der Meßwalze 3 gegen die Kraft der Feder 2 bei Mitnahme durch die Antriebswalze 1 über die Druckfarbe) kann entweder über eine Anzeige digital abgelesen oder auf einem Schreiber aufgezeichnet werden.
Die Oberfläche der bei dem angenommenen Ausführungsbeispiel 4 cm breiten Bimetallwalze 5 stellt eine Bimetalldruckplatte dar und besteht aus einer 3 cm breiten Kupferschicht (lyophiler bzw. farbführender Oberflächenbereich) und einer 1 cm breiten Chromschicht (hydrophiler bzw. wasserführender Oberflächenbereich). Hierdurch ist es möglich, den auf der Kupferschicht mit Hilfe des Wasserkontrollgerätes 9 gemessenen Wassergehalt der Druckfarbe mit dem Freilaufen der Chromschicht von Druckfarbe, d.h. ihrem Offsetverhalten, in Beziehung zu' setzen.
Zur Registrierung dieses Freilaufens befindet sich der Detektor 10 über der Chromschicht. Er wird durch eine Lichtschranke gebildet, die vorzugsweise im sichtbaren Bereich arbeitet (je nach dem Vorhandensein von Druckfarbe auf der Chromschicht ergibt sich eine unterschiedliche Reflexion, die vom Detektor 10 festgestellt wird). Das Signal des Detektors 10 wird gleichfalls auf einen Diagrammschreiber gegeben.
Zur Bestimmung des Wassergehaltes der Druckfarbe mittels des Wasserkontrollgerätes 9 wird die Lichtabsorption des Wassers im Infrarot bei einer Wellelänge von 2,83 pm gemessen und - um unabhängig von der Geometrie der Meßbedingungen zu sein - intern über ein rotierendes Filterrad mit der Absorption bei 2,38 pm(keine Absorption des Wassers) verglichen.
Der Quotient der beiden Absorptionsgrade wird als verstärktes Signal in Skalenteilen (Skt) angezeigt und auf den Diagrammschreiber gegeben. Um den jeweiligen Wassergehalt der Druckfarbenschicht angeben zu können, wird das Gerät kalibriert.
Mit Hilfe dieses Laborgerätes ist es möglich, die Wassermengen in der Druckfarbe bzw. deren Änderung bei verschiedenen Sprühraten, Walzengeschwindigkeiten und Temperaturen sowie gleichzeitig den Feuchttack der Druck farbe unter dynamischen Bedingungen sowie das Offset-Verhalten der Druckfarbe zu bestimmen.
Die Benutzung des Gerätes gestaltet sich beispielsweise wie folgt (vgl-. hierzu auch die Fig.Z und 3, die die Schreiberdiagramme für zwei unterschiedliche Druckfarben zeigen): Zunächst wird mit Hilfe einer Farbpipette ein definiertes Volumen der zu testenden Druckfarbe auf die Verreiberwalze 4 aufgetragen. Die Antriebswalze 1 wird in Rotation versetzt (beispielsweise mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 50 m/min), und die Druck farbe wird innerhalb einer Einlaufzeit von beispielsweise 30 s gleichmäßig auf dem Walzensystem verteilt.
Dann wird die Sprüheinrichtung 8 gestartet, und es wird eine mit Hilfe eines kalibrierten Durchflußmeßgerätes genau bestimmbare Wassermenge auf das Walzensystem gesprüht. Nach Erreichen des Sätti- gungswassergehaltes wird das Sprühen gestoppt und das Walzensystem bis zum völligen Verdampfen des Wassers weiter in Rotation belassen.
Auf einem Schreiber werden aufgezeichnet (vgl.
Fig.2 und 3): - das Signal des Wasserkontrollgerätes 9 (ausgezogene Kurve),d.h. der Wassergehalt der Druckfarbe; - das Signal des Tackmeters (gestrichelte Kurve), d.h. der Feuchttack der Druckfarbe, - das Signal des Detektors 10, der das Freilaufen der hydrophilen Chromschicht der Bimetallwalze 5 von Druckfarbe bzw. deren Wiederbedecken zenit Druckfarbe anzeigt (strichpunktierte Kurve), d.h.
das Offset-Verhalten der Druckfarbe.
Die Auswertung der Schreiberdiagramme erfolgt dann nach - dem Wassergehalt (Wa, Wz)1 - dem Feuchttack (Tat Taz) der Druckfarbenschicht zum Zeitpunkt des Freilaufens (Index a) bzw. t1iederbedeckens (Index z) der hydrophilen Schicht der Bimetallwalze 5 mit Druckfarbe, - der Änderung des Feuchttack durch Wasseraufnahme in einem bestimmten Zeitintervall.
In den Diagrammen der Fig.2 und 3 ist der Sprühbeginn mit B und der Sprühstop mit S markiert. Beim Freilaufen der hydrophilen Schicht der Bimetallwalze 5 mit Druckfarbe fällt das Signal des Detektors (strichpunktierte Kurve) sprunghaft ab (der Wassergehalt und der Feuchttack bei diesem Freilaufen sind mit Wa bzw. Ta bezeichnet). Beim Wiederbedecken der hydrophilen Schicht der Bimetallwalze 5 mit Druckfarbe steigt das Signal des Detektors 10 wieder sprunghaft an (Wassergehalt und Feuchttack bei diesem Wiederbedecken sind mit Wz bzw. T z bezeichnet).
Abweichend von dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel können der hydrophile und der lyophile Oberflächenbereich auch als in Umfangsrichtung der Bimetallwalze hintereinander angeordnete, sich jeweils über die ganze axiale Länge erstreckende Bereiche ausgebildet sein.
In einem solchen Falle kann das Wasserkontrollgerät sowohl den Wassergehalt in der Druckfarbe auf dem lyophilen Oberflächenbereich als auch den Wassergehalt auf dem hydrophilen Oberflächenbereich der Bimetallwalze messen (was entweder alternativ oder auch gleichzeitig geschehen kann).
Für den Aufbau der Bimetallwalze kommen insbesondere folgende Bimetallpaare in Betracht: farbführend: wasserführend: (lyophil) (hydrophil) Kupfer Chrom Kupfer Zink Kupfer Aluminium Kupfer Stahl Kupfer Blei Messing Aluminium Messing Nickel Zinn Chrom Grundsätzlich ist es auch möglich, statt der Bimetallwalze 5 eine Beiläuferwalze zu verwenden, die als Monometallplatte ausgebildet ist und Aluminium als hydrophilen Bestandteil und eine Polymerbeschichtung als lyophilen Bestandteil aufweist. Hierbei ist jedoch eine einfache Messung des Wassergehaltes der Druckfarbe durch Messung im Infrarotbereich nicht möglich, da die Polymerschicht zu wenig IR-Licht reflektiert.

Claims

Patentansprüche: 1. Laborgerät zur gleichzeitigen Prüfunq des Wasseraufnahmevermögens, des Feuchttack und des Offset-Verhaltens von Druckfarbe, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) zur Messung des Feuchttack ist in an sich bekannter Weise eine Antriebswalze (1 ) ,eine Meßwalze (3) und eine Verreiberwalze (4)vorgesehen; b) es ist eine Sprüheinrichtung (8) zur gesteuerten Wasserzuführung vorgesehen; c) mit einer der Walzen (z.B. 1, 4) steht eine Bimetallwalze (5) in Berührung, die wenic3-stens einen hydrophilen und einen lypophilen Oberflächenbereich enthält; d) es ist ein an sich bekanntes Wasserkontrollgerät (9) vorhanden, das zur Messung wenigstens des Wassergehaltes in der Druckfarbe auf dem lyophilen Oberflächenbereich der Bimetallwalze (5) dient; e) es ist ein Detektor (10) vorhanden,der feststellt, ob der hydrophile Oberflächenbereich farbfrei ist oder nicht.
2. Labdrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verreiberwalze (4) mit der Antriebswalze (1), der Bimetallwalze (5) und mit einer von zwei Zusatzwalzen (6, 7) in Berührung steht, in deren Spalt das Wasser durch die Sprüheinrichtung (8) eingesprüht wird.
3. Laborgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung (8) eine Düse enthält, der ein gepulster Luftstrom über ein Magnetventil zugeführt wird, das durch einen elektronischen Geber mit veränderlicher Frequenz, veränderlicher Zeitdauer und veränderlicher Takt folgte steuerbar ist.
4. Laborgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrophile und der lyophile Oberflächenbereich als in axialer Richtung der Bimetallwalze (5) nebeneinander angeordnete, sich jeweils über die ganze Umfangslänge erstreckende Bereiche ausgebildet sind.
5. Laborgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrophile und der lyophile Oberflächenbereich als in Umfangsrichtung der Bimetallwalze(5)hintereinander angeordnete, sich jeweils über die ganze axiale Länge erstreckende Bereiche ausgebildet sind.
6. Laborgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserkontrollgerät (9) sowohl den Wassergehalt in der Druckfarbe auf dem lyophilen Oberflächenbereich als auch den Wassergehalt auf dem hydrophilen Oberflächenbereich der Bimetallwalze (5) mißt.
7. Laborgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (10) durch eine vorzugsweise im sichtbaren Bereich arbeitende Lichtschranke gebildet wird.
8. Laborgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Diagrammschreiber zur gleichzeitigen Aufzeichnung der Zeitabhängigkeit von Wassergehalt, Feuchttack und Offset-Verhalten (Tjetektorsignal) vorgesehen ist.
9. Laborgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Meßwalze (3), der Verreiberwalze (4) und der beiden Zusatzwalzen (6, 7) aus Gummi besteht.