DE4430527A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von im Offsetverfahren bedruckten Folienbahnen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von im Offsetverfahren bedruckten Folienbahnen, insbesondere PP (Polypropylen)-, PS (Polystyrol)- und PE (Polyethylen)-Folien. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von im Rollenoffset-Druckverfahren bedruckten Folien, deren Druckfarbe hinter der letzten Druckstation noch flüssig ist und zum Ablegen bzw. "Abklatschen" neigt.

Die Weiterverarbeitung derartiger bedruckter Folienbahnen setzt voraus, daß die Druckfarben trocken sind, so daß die Folienbahnen ohne Ablage aufgewickelt und weiterverarbeitet werden können. Herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen sind nicht geeignet, die Druckfarben unmittelbar hinter der letzten Druckstation so zu trocknen, daß die Folienbahn ohne Verwischen oder Ablage aufgewickelt werden kann.

Bei früher gebräuchlichen Bogenoffset-Druckmaschinen bestand dieses Problem nicht, da die einzelnen Bögen entsprechend übereinandergeschichtet wurden, so daß eine zur Trocknung dienende Luftschicht über einen längeren Zeitraum zwischen den Bögen wirken und die Druckfarbe trocknen konnte. Bei der Herstellung großer Mengen von Kunststoffdeckeln, Kunststoffdosen und anderen Kunststoff-Gegenständen hat sich in jüngster Zeit die Bedruckung von Folien auf Rollenoffsetmaschinen angeboten, da dieses Verfahren eine kontinuierliche Herstel­ lung großer Folienbahnmengen erlaubt, was bisher im Offsetdruckbereich nicht möglich war.

Das Problem verschärft sich, wenn die Folienbahnen mit Lack abgedeckt werden bzw. lackiert werden, weil bei der Lacktrocknung die noch feuchten Farben wieder angelöst werden, so daß es zu einer Verschmierung kommen kann. Ferner besteht die Gefahr, daß die noch warmen Druckfarben nach der Lackbeschichtung Kon­ denswasser anziehen, das den wasserlöslichen Lack an löst und verschmiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Angabe eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Trocknen von im Offsetverfahren bedruckten Folienbahnen, die eine unmittelbare Weiterverarbeitung der bedruckten Folienbahnen erlauben, wobei die Druckfarben wirksam getrocknet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Bahnvorschubrichtung hinter einer letzten Druckstation die Folienbahn flammgetrocknet wird. Die Flamm­ trocknung führt zu einer kurzfristigen Hocherhitzung der Folienoberfläche und damit zur Schockverdampfung der in dem Farbauftrag enthaltenen Lösungsmittel. Je höher die Temperatur der Gasflamme ist, desto besser und wirksamer geschieht die Trocknung.

Es ist bevorzugt, daß die Folienbahn auf ihrer bedruckten Oberfläche flammgetrock­ net wird. Dies schafft den Vorteil, daß zunächst nur die eigentliche Druckfarbe auf der Folienbahn flammgetrocknet wird, während die aus Kunststoff bestehende Folienbahn selbst nur mittelbar durch die Hochtemperatur beeinträchtigt wird. Die Temperatur der Flammtrocknung hat dort eine Grenze, wo eine irreversible Ver­ formung der Folienbahn eintritt.

Ferner ist bevorzugt, daß in Bahnvorschubrichtung gleichzeitig mit oder nach der Flammtrocknung die Folienbahn gekühlt wird. Eine derartige Kühlung der Folienbahn verhindert ihre Verformung infolge der Wärmeeinwirkung der Gasflamme, setzt die Gefahr eines Kondenswasseransatzes auf der später zu lackierenden Folienbahn herab und führt vor allem zu einer schnellen Erstarrung bzw. Erkaltung der Druck­ farben.

Es ist ferner bevorzugt, daß die gekühlte Folienbahn einer Lackierung unterzogen wird. Die Lackierung verhindert die Gefahr von Oberflächen-Verunreinigungen bzw. schädlichen Einwirkungen auf die Folienbahn. Die eigentlichen Druckabschnitte der Folienbahn werden abriebfest und verschmutzungssicher abgedeckt.

Die lackierte Folienbahn wird bevorzugt einer Heißlufttrocknung unterzogen und anschließend gekühlt. Die Heißlufttrocknung führt zu einer Schnelltrocknung des Oberflächenlackes, wobei die anschließende Kühlung sowohl die Lacktrocknung als auch eine zusätzliche Farbtrocknung herbeiführt.

Schließlich ist bevorzugt, daß die Folienbahn nach dem Durchgang durch eine Druckstation durch Blasluft vorgetrocknet wird. Dadurch kann bereits zwischen den einzelnen Druckstationen eine die spätere Flammtrocknung vorbereitende Vortrock­ nung der Folienbahnfarben erreicht werden. Besonders bevorzugt ist nach jeder Druckstation eine Blaslufttrocknung vorgesehen.

Alternativ ist ein Verfahren zum Trocknen von im Offsetverfahren bedruckten Folienbahnen angegeben, bei dem die Folienbahn mit einer Papierbahn zusammen­ geführt und gemeinsam aufgewickelt wird. Die Papierbahn nimmt bzw. saugt die auf der Druckseite vorliegenden Flüssigfarben auf und verhindert das Ablegen bzw. "Abklatschen" der Druckfarbe einer Wicklung der Folienbahn auf die Unterseite der darüberliegenden Folienbahnwicklung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht mehrere Druckstationen vor, wobei in Bahnvorschubrichtung hinter der letzten Druckstation eine Flammtrocknungsstation angeordnet ist. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Flammtrocknung hinter der letzten Farbdruckstation erreicht werden.

Die Flammtrocknungsstation weist bevorzugt eine auf der bedruckten Seite der Folienbahn angeordnete Gasdüse auf, die so angeordnet ist, daß die erzeugte Gasflamme gegen die bedruckte Oberfläche der Folienbahn gerichtet ist. Hierdurch werden in geeigneter Weise nur die Druckfarben der Flammtrocknung unterzogen, während die darunterliegenden Bereiche der Folienbahn nur mittelbar unter Wär­ meeinfluß geraten, während die unbedruckte Seite der Folienbahn überhaupt keiner unmittelbaren Hitzeeinwirkung ausgesetzt ist. Dies vermindert die Gefahr einer irreversiblen Verformung der Folienbahn.

Es ist bevorzugt, eine Kühlstation in unmittelbarer Nähe oder hinter der Flamm­ station angeordnet. Die Kühlstation führt zu einer Abkühlung der Temperatur der Folienbahn und damit zu einer Härtung der im erhitzten Zustand flüssigen Farben.

Die Kühlstation weist bevorzugt eine Kühlwalze auf, die auf der unbedruckten Seite der Folienbahn unmittelbar unterhalb der Gasdüse angeordnet ist. Hierdurch wird bereits bei der Flammtrocknung eine schädliche Erwärmung der Folienbahn ver­ mieden und eine Kühlung der Folienbahn herbeigeführt, die anschließend eine Abkühlung der heißen Druckoberfläche der Folienbahn begünstigt.

Hinter der Kühlstation ist bevorzugt eine Lackierstation, eine Heißlufttrocknungs­ station und eine zweite Kühlstation angeordnet. Diese Stationen dienen zum Lackauftrag auf die Druckseite der Folienbahn und anschließenden Heißlufttrock­ nung bzw. Kühlung des Lackauftrages, der somit kratzfest wird.

Bevorzugt weist die Gasdüse mehrere über die Breite der Folienbahn in Bahnfüh­ rungsrichtung versetzte Segmentdüsen auf, die unterschiedliche Abschnitte der Folienbahn erfassen, auf denen ein Druckauftrag zu trocken ist.

Ferner ist bevorzugt, zur Führung der Folienbahnen eine Führungsrolle einzusetzen, die Segmenträder aufweist, welche zur Anlage an unbedruckten Abschnitten der Folienbahn gelangen, auf denen kein Farbauftrag besteht. Auf diese Weise kann unabhängig von der Trocknung eine Berührung von farbtragenden Schichten der Bahn mit der Führungsrolle vermieden werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ beispiele in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Rollenoffset-Druckvorrichtung, in der die Folien­ bahn erfindungsgemäß getrocknet wird.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf eine Folienbahn im Bereich einer Flammtrocknungs­ station.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine Folienbahn mit einer alternativen Flammtrock­ nungsstation.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Rollenoffsetmaschine gezeigt, bei der beispielsweise eine Polypropylen (PP)-Folie 2 von einer Wickelrolle 4 abgezogen und nacheinander durch Druckstationen 6, 8, 10 etc. geführt wird, wo die Folienbahn 2 mit unter­ schiedlichen Farben, beispielsweise Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz bedruckt wird. Zwischen den Druckstationen 6, 8 und 8, 10 ist jeweils eine Blasluft-Trock­ nungseinrichtung 26 bzw. 24 angeordnet, die einen Strom von auf Zimmertempera­ tur befindlicher Luft gegen die Druckseite der Folienbahn führt, um die Folienbahn vorzutrocknen.

In Bahnführungsrichtung hinter der letzten Druckstation 10 befindet sich eine Flammtrocknungsstation, die aus einer Gasdüse 12 und einer damit verbundenen Gasflasche 14 besteht. Die Flammtrocknungsstation dient zur Flammtrocknung der Druckseite der Folienbahn 2 und verwendet beispielsweise Propangas, Erdgas oder Stadtgas, welches eine Gasflamme mit einer Temperatur von ca. 500°C liefert. Die Tiefe bzw. axiale Länge der Gasdüsen-Öffnung beträgt maximal etwa 1 cm. Die Gasdüse ist in einem derartigen Abstand über der Folienbahn angeordnet, daß die als optimal betrachtete größte Temperatur auf Höhe des Farbauftrages der Folien­ bahn aufgebracht wird.

Unmittelbar unter der Flammtrocknungsstation befindet sich auf der Unterseite der Folienbahn angeordnet eine Kühlstation, die eine Kühlwalze 16 aufweist, die in Kontakt mit der Unterseite der Folienbahn diese mit etwa 10°C kühlt. Dadurch wird eine Trocknung der noch flüssigen Druckfarben erreicht.

Hinter der Kühlstation 16 befindet sich eine Lackierstation 18, in der die gesamte Folienbahn 2 mit einem Schutzlack beschichtet wird, der die Oberfläche gegen Verschmutzung, Zerstörung und Kratzeinwirkung schützen soll. Die Kühlwalze 16 ist insbesondere deshalb für die nachgeordnete Lackierstation 18 von Bedeutung, da der Lack ohne eine durch die Kühlwalze herbeigeführte Abkühlung aufgrund seiner Hitze schon auf dem Lackmantel trocknen würde.

Schließlich befindet sich hinter der Lackierstation 18 eine Heißluft-Trocknungs­ station 20, bei der die lackierte Folienbahn 2 mit Heißluft getrocknet wird. Die anschließende zweite Kühlstation 21 dient zur Abkühlung der aufgeheizten Folien­ bahn 2. Schließlich wird die entsprechend bearbeitete Folienbahn 2 auf einer Trommel 22 aufgewickelt. Die zweite Kühlstation 21 bewirkt sowohl eine Lack­ trocknung als auch eine zusätzliche Farbtrocknung der unter dem Lack befindlichen Farbe.

Im vorliegenden Beispiel wurde eine Temperatur nach der Lacktrocknung von 40° bis 50°C beobachtet, während die Temperatur nach der Kühlung etwa 30° bis 35°C betrug. Zusätzlich können IR-Trocknungseinrichtungen vorgesehen werden, um die Lacktrocknung zu beschleunigen. Die Hochtemperatur-Flammtrocknung in Verbindung mit der Vorschubgeschwindigkeit der Folienbahn ist so einzustellen, daß eine bleibende Verformung der Folienbahn vermieden wird.

Verschiedene Ausführungsformen der Flammtrocknungsstation 12 sind in Fig. 2 und 3 gezeigt.

In Fig. 2 ist in Abwandlung einer sich über die gesamte Breite der Folienbahn 2 erstreckenden Gasdüse diese in drei sich über eine kurze Breite erstreckende Segmente 12′, 12′′, 12′′′ zerlegt, die über eine gewisse Länge hintereinander und gegeneinander über die Breite versetzt angeordnet sind, beispielsweise diagonal wie in Fig. 2 gezeigt. Die einzelnen Gasdüsensegmente 12′, 12′′ und 12′′′ haben dabei eine Breite, die so bemessen ist, daß die auf der Folienbahn 2 gebildeten Farb­ druckbereich 2′ geeignet erfaßt und abgedeckt sind. Zwischen den Farbdruckberei­ chen 2′ bestehende Leerbereiche brauchen nicht von einem Gasdüsensegment erfaßt zu sein.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform der Flammtrocknungsstation gezeigt, bei der drei balkenartige Gasdüsen 12a, 12a′, die sich über die gesamte Breite der Folienbahn 2 erstrecken, hintereinander in gleichem Abstand angeordnet sind. Dadurch wird eine besonders wirkungsvolle sequentielle Erhitzung der Farbdruck­ bereiche erreicht. Dies dient für den besonderen Anwendungsfall von über eine größere Länge farbzutrockenden Folienbahnen.

Allgemein hat sich herausgestellt, daß die in den Druckfarben enthaltenen Lösungs­ mittel, insbesondere Mineralöle und derartige Flüssigkeiten bei der Stoßgasbeflam­ mung am besten ausgetrieben werden. Eine einzelne sich über die Gesamtbreite erstreckende balkenförmige Gasdüse 12 ist daher im Regelfall ausreichend. Dabei ist jedoch eine Bündelung der Gasflamme auf die axiale Breite der Folienbahn 2 zu gewährleisten, so daß eine möglichst große Temperatur im Folienbahnbereich erzielt wird.

Die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung führt zur Trocknung der nach dem Druckauftrag flüssigen Farben und insbesondere zu einer Trocknung der flüssigen Farbaufträge vor der Lackabdeckung. Ferner ist die Gefahr der Sammlung von Kondenswasser vermindert, welches den wasserlöslichen Lack in auflösender Weise angreifen würde.

Alternativ ist vorgesehen, die hinter der letzten Druckstation 10 austretende Folienbahn 2 mit einer Papierbahn zusammenzufahren und mit dieser gemeinsam aufzuwickeln, so daß die Papierbahn noch flüssige Farbreste der Folienbahn auf­ nimmt und auf diese Weise ein Abklatschen bzw. Anlegen verhindert.

Claims (14)

1. Verfahren zum Trocknen einer im Offsetverfahren bedruckten Folienbahn (2), die durch mehrere Druckstationen (6, 8, 10) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnvorschubrichtung hinter einer letzten Druckstation (10) die Folienbahn (2) flammgetrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien­ bahn (2) auf ihrer bedruckten Oberfläche flammgetrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn (2) in Bahnvorschubrichtung gleichzeitig mit oder nach der Flammtrocknung gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte Folienbahn (2) einer Lackierung unterzogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lackierte Folienbahn (2) einer Heißlufttrocknung (20) unterzogen wird und an­ schließend gekühlt (21) wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folienbahn (2) nach dem Durchgang durch eine Druckstation (6; 8; 10) durch Blasluft vorgetrocknet (24, 26) wird.

7. Verfahren zum Trocknen einer im Offsetverfahren bedruckten Folienbahn (2), dadurch gekennzeichnet, daß die bedruckte Folienbahn (2) mit einer Papierbahn zusammengebracht und gemeinsam aufgewickelt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, mit mehreren Druckstationen (6, 8, 10), dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnvorschubrichtung hinter der letzten Druck­ station (10) eine Flammtrocknungsstation (12, 14) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamm­ trocknungsstation (12, 14) eine auf der bedruckten Seite der Folien­ bahn (2) angeordnete Gasdüse (12) aufweist, die so angeordnet ist, daß eine erzeugte Gasflamme gegen die bedruckte Oberseite der Folien­ bahn (2) gerichtet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Kühl­ station (16), die in unmittelbarer Nähe oder hinter der Flammtrock­ nungsstation (12, 14) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl­ station eine Kühlwalze (16) aufweist, die auf der unbedruckten Seite der Folienbahn unmittelbar unterhalb der Gasdüse (12) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß hinter der Kühlstation (16) eine Lackierstation (18), eine Heißlufttrocknungsstation (20) und eine zweite Kühlstation (21) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdü­ se mehrere über die Breite der Folienbahn in Bahnführungsrichtung versetzte Segmentdüsen (12′, 12′′, 12′′′) aufweist, welche unterschied­ liche Abschnitte der Folienbahn (2) erfassen.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich­ net durch eine Führungsrolle, welche Segmenträder aufweist, die zur Anlage an unbedruckten Abschnitten der Folienbahn (2) bestimmt sind.