DE69316619T2 - Maschine zum staubfreien Überziehen von Papier oder Karton mit einem transparenten Film mit Hilfe von lösungsmittelfreien Klebstoffen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum automatischen Aufbringen eines im allgemeinen aus Polypropylen bestehenden transparenten Films auf eine Seite eines Papiersubstrats (Papier oder Pappe) in Form von Einzelblättern oder eines fortlaufenden Papierbandes.
• Der vorgenannte Vorgang, der den Fachleuten auf diesem Gebiet allgemein unter der Bezeichnung "Plastifizierung" bekannt ist, findet eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten auf mehreren Gebieten, vor allem im Verlagswesen und bei der Herstellung von Gegenständen aus Papier und Pappe, und seine Verbreitung verdankt er im höchstem Maße der Weiterentwicklung der ästhetischen und funktionsbezogenen Merkmale des Papiermaterials wie Glanz, Feuchtigkeitsabweisung, Reißfestigkeit und Abscheuerfestigkeit.
• In einem älteren europäischen Patent Nr. 443 298 derselben Anmelderin wird eine Plastifizierungsmaschine beschrieben und dargestellt, mit welcher ein transparenter Film mit einem Papierträger ohne Einsatz irgendwelchen Lösungsmittels verbunden wird, wodurch alle Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit der Anwesenheit des Lösungsmittels, so zum Beispiel die Notwendigkeit eines Ausdünsttunnels, von Saug- und Filtersystemen, Heißlufterzeugern und ganz allgemein alle fachlichen Maßnahmen vermieden werden, die darauf abzielen, Umweltverschmutzung und Brandgefahren zu vermeiden oder zumindest zu verringern.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau und den Betrieb der in der vorgenannten europäischen Patentanmeldung beschriebenen Maschine zu verbessern, ohne dabei deren erfinderische Tätigkeit zu schmälern.
• Insbesondere zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, die mit der Anwesenheit von Stäuben verknüpften Schwierigkeiten definitiv zu überwinden, die zum Verhindern des Ab- bzw. Durchfärbens in einer Plastifizierungsmaschine herangezogen werden, mit welcher ein Kunststoffilm mit einem bedruckten Papiersubstrat in Form von Einzelblättern oder einer Papierrolle mittels eines lösungsmittelfreien Klebers verbunden wird.
• Wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, soll dieser Begriff "Vermeidung des Abfärbens" sich auf die Stäube beziehen, die im allgemeinen pflanzlichen Ursprungs sind und normalerweise in der Typographie verwendet werden, um ein Ab- bzw. Durchfärben zu vermeiden, also den Abdruck, den die frisch bedruckten Seiten auf den damit in Berührung gebrachten Bögen hinterlassen. Die Verwendung solcher Stäube beeinflußt jedoch die Plastifizierung nachteilig, da es recht leicht sein kann, daß eine gewisse Menge an Staubkörnern an dem Bogen bis zur Verbindung mit dem Kunststoffilm haften bleibt, mit dem recht unästhetischen Ergebnis, daß das plastifizierte Produkt fleckig und schmutzig wird.
• Um diesem Nachteil zu begegnen, wurden eine Reihe von Ansätzen vorgeschlagen, allerdings ohne zufriedenstellendes Ergebnis. Beispielsweise sind hierzu mehrere mechanische Reinigungsvorrichtungen bekannt, bei denen Bürsten oder Kontaktreinigungsrollen zum Einsatz kommen, wie dies aus der GB-PS A-2 223 445 bekannt ist, bei welcher die an der Oberfläche des Bogens anhaftenden Stäube mit Hilfe einer gummibeschichteten Reinigungsrolle entfernt werden, welche ihrerseits den Staub an eine zylindrische Bürste abgibt.
• Derartige Vorrichtungen sind jedoch nicht dazu geeignet, die gewünschte vollständige Entfernung der Stäube zur Vermeidung des Abfärbens zu gewährleisten.
• Die Anmelderin hat nun überraschend festgestellt, daß in einer Plastifizierungsmaschine der vorgenannten Art, d.h. in einer Maschine, die mit einem lösungsmittelfreien Kleber arbeitet, Stäube zur Vermeidung des Abfärbens am Ausgang der Station, in der der transparente Film mit dem Papierträger verbunden wird, vollständig entfernt werden und die Plastifizierung fehlerlos, also ohne Anschmutzung und Fleckenbildung, abläuft, wenn die Oberfläche des mit dem Kunststoffilm und/oder der Oberfläche des bereits mit dem lösungsmittelfreien Kleber beschichteten Kunststoffilms zu verbindenden bedruckten Bogens vor der Glanzbearbeitung, d.h. zuführseitig von der vorgenannten Verbindungsstation, mit Wasser oder einer geeigneten Wäßrigen Lösung benetzt wird.
• Mit anderen Worten wurde experimentell festgestellt, daß Stäube zur Verhinderung des Abfärbens vollständig entfernt werden, wenn während der Glanzbearbeitung eine gewisse Menge an Wasser oder einer geeigneten wäßrigen Lösung an der Trennfläche zwischen dem bereits mit dem Kleber beschichteten Kunststoffilm und dem bedruckten Bogen vorhanden ist. Unter einer geeigneten wäßrigen Lösung ist hier jede farblose, geruchlose Lösung in Wasser zu verstehen, welche die chemisch-physikalische Zusammensetzung der Druckfarbe nicht verändert und auch kein Lösungsmittel für diese Druckfarbe ist und nicht mit dem Kunststoffilm (im typischen Fall Polyethylen) reagiert.
• Deshalb ist erfindungsgemäß eine Plastifizierungsmaschine zum Aufbringen eines transparenten Films auf ein Papiersubstrat mittels lösungsmittelfreier Kleber vorgesehen, die folgendes aufweist: eine Portalkonstruktion aus zwei Säulen oder Pfosten, die durch einen horizontalen angehobenen Träger verbunden sind; eine Papiersubstratzuführungsanordnung, die mit der Portalkonstruktion ausgerichtet ist; eine Rolle zum Zuführen des transparenten Films; eine Klebestreichwalzenanodnung zum Aufbringen einer gleichmäßig verteilten kontrollierten Menge von lösungsmittelfreiem Kleber auf eine Seite des Films, sowie einen Satz von Führungswalzen, wobei die Rolle, die Streichwalze und die Führungswalzen in dem ersten Pfosten oder der Säule untergebracht sind; einen Satz von Walzen, die in dem horizontalen angehobenen Träger drehbar angebracht sind, um den Film mit der nach oben orientierten Klebeseite von der ersten Säule oder dem Pfosten zu der zweiten Säule oder dem Pfosten zu transportieren; Mittel, um den Film nach unten entlang der zweiten Säule oder dem Pfosten zu führen; sowie Kopplungswalzen, die in der zweiten Säule oder dem Pfosten untergebracht sind, um den Film mit dem Papiersubstrat zu koppeln, das aus einzelnen Bögen oder einem kontinuierlichen Streifen gebildet ist; dabei eist sie des weiteren eine Präge-, Schneid- und Reißanodnung für die plastifizierten Bögen auf, die mit der Längsachse der Maschine ausgerichtet und unter dem horizontalen angehobenen Balken sowie zwischen der ersten und der zweiten Säule bzw. den Pfosten untergebracht ist; sowie eine Einrichtung zum Benetzen der Seite des Films, die den Kleber trägt, und/oder der bedruckten Fläche des Papiersubstrats mit Wasser oder einer Wasserlösung, so daß jeglicher Staub entfernt wird, um einen Versatz auf der bedruckten Fläche des Papiersubstrats zu vermeiden, wobei die Einrichtung vor den Kopplungswalzen angeordnet ist.
• Entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel läuft der Kunststoffilm nach dem Auftragen des Klebers und vor der Koppelstation zwischen einer Stützwalze und einer Benetzungswalze hindurch, welche durch Kontakt mit dessen Klebfläche Wasser zuliefert.
• Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Papiersubstrat einzeln mittels eines Zerstäubers benetzt, der sich auf der Zuführseite der Koppelstation befindet.
• Bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Zerstäuber vorgesehen, der sowohl die bedruckte Fläche des Papiersubstrats als auch die mit dem Kunststoffilm beschichtete Fläche benetzen kann.
• Nachfolgend wird nun die Erfindung ausführlich exemplarisch unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher:
• Fig. 1 die Plastifizierungsmaschine schematisch im Längsschnitt zeigt;
• Fig. 2 eine Vorrichtung zum Vermeiden des Abfärbens mit einer Benetzungskontaktwalze darstellt; und
• Fig. 3 eine Zerstäubervorrichtung zum Benetzen des Papiersubstrats zeigt.
• Gemäß Fig. 1 besteht die Plastifizierungsmaschine ganz allgemein aus einem portalförmigen Rahmen mit einem Paar Pfosten A und B, die durch einen horizontalen angehobenen Träger C verbunden sind. Am Fuß der Säule bzw. des Pfostens A befindet sich die austauschbare Rolle 10 mit dem transparenten Film, der kontinuierlich mit gesteuerter Geschwindigkeit in die durch den Pfeil angegebene Richtung abgewickelt wird. Ablaufseitig von der Rolle 10 befindet sich eine Walzenanordnung 11 zum Auftragen des lösungsmittelfreien Klebers, die hier nicht in Einzelheiten beschrieben wird, da sie bereits bekannt ist und durch ein anderes Patent geschützt wird.
• Der transparente Film 12 mit einer Fläche, die hinter der Beschichtungsbaugruppe 11 mit dem Kleber beschichtet wird, läuft auf Führungsrollen 13, die an dem Pfosten A gelagert wird, und nacheinander auf Stützwalzen 14, die an dem horizontalen angehobenen Träger C gelagert sind. Auf dem horizontalen Weg wird der Kleber auf einen geeigneten Aushärtewert getrocknet. Hinter dem Ende des horizontalen Wegs wird der transparente Film 12, dessen Oberseite gleichmäßig mit dem haftfähigen Kleber beschichtet ist, um Spannungsregelwalzen 15 (Dandyroller) geführt und läuft entlang des Pfostens B nach unten bis zur Benetzungsvorrichtung, um dort die Stäube zur Verhinderung des Abfärbens zu entfernen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 läuft der Film durch ein Paar sich gegenüberstehender Walzen 30, 32, von denen die erste eine Benetzungskontaktwalze aus Schaumstoff oder Gummimaterial ist, die während ihrer Drehung mit dem Wasser aus dem Behälter 34 befeuchtet wird. Die zweite Stützrolle 32 kann entfallen, wenn die Benetzungswalze 30 so angeordnet wird, daß sie mit der beschichteten Seite des Kunststoffilms in Berührung kommt, wenn dessen gegenüberliegende Seite bereits mit der oberen Koppelwalze 16 in Kontakt steht. Vorteilhafterweise kann die Position der Benetzungswalze mittels einer Einstellschraube 36 nachgestellt werden.
• Von der Benetzungsvorrichtung gelangt der Kunststoffilm die Koppelwalzen 16, welche den Kunststoffilm auf den Papierträger aufbringen. Letzterer kann aus Einzelbögen oder aus einem auf eine Rolle gewickelten kontinuierlichen Streifen bzw. Band bestehen.
• Im Falle von Einzelbögen wird der Bogenstapel 17 von der Zuführeinrichtung 18 zur Maschine ausgerichtet und gleiten die nacheinander vom Stapel gezogenen Einzelbögen auf der Ebene 19 und laufen zwischen den vorstehend bereits beschriebenen Koppelwalzen 16 hindurch. Auf der Auslaufseite der Walzen befindet sich eine Aufrollwalze 20, um welche die Bögen 17 nacheinander so geführt werden, daß sich ihre Querkanten um einen sehr kurzen Abstand gegenseitig überlappen, wobei die Bögen kontinuierlich und gleichmäßig mit dem transparenten Film überzogen werden. Mit der kurzen Überdeckung soll verhindert werden, daß der Film mit dem Kleber mit der unteren Koppelwalze der Koppelwalzengruppe 16 in Berührung kommt.
• Als Alternative zu der bereits beschriebenen Benetzungsvorrichtung gemäß Fig. 2, die mit dem Kunststoffilm arbeitet, kann an der Einlaufseite der Koppelwalzen 16 ein Zerstäuber 38 vorgesehen sein, der auf die Fläche des Papierträgers 17 (Fig. 3) einen Wasserstrahl bzw. einen Strahl einer Wasserlösung richtet. Es versteht sich von selbst, daß der Strahl auch den Kunststoffilm erreichen kann, wenn der Zerstäuber mit Schwenkdüsen ausgerüstet ist.
• Entsprechend einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf der Auslaufseite der Koppelwalzen der mit den Bögen 17 verbundene kontinuierliche transparente Film umgekehrt direkt entlang des mit der gestrichelten Linie 21 angegebenen Wegs verlaufen und einer Präge-, Schneid- und Reißanodnung zugeführt werden, die sich günstigerweise innerhalb des Portals unter dem horizontalen Träger C befindet. Auf diese Weise vergrößert sich der von der Vorrichtung eingenommene Raum nicht und somit kann ein einziger Maschinenführer am Steuerpult die Maschine steuern.
• Die Präge-, Schneid- und Reißanordnung umfaßt einen Satz Führungswalzen 22, Druckwalzen 23 und eine Präge- und Schneideinrichtung 24, welche den kontinuierlichen Streifen in Einzelbögen unterteilt, die dann automatisch in den Stapler 25 eingestapelt werden. Dabei werden die fehlerhaften Bögen mittels der Umlenkplatte 26 vereinzelt und als Ausschuß ausgesondert.
• Die Trennung der plastifizierten Bögen direkt am Ausgang der Koppelwalzen kann durch Verwendung spezieller Kleber mit entsprechenden Eigenschaften vorgenommen werden, d.h. von Klebern, die in der Lage sind, jedes Verrutschen des Trägers relativ zu dem transparenten Film nach dem Wegende zu verhindern, wie dies durch die gestrichelte Linie 21 angedeutet ist.
• Alternativ kann die Aufwickelrolle 20 in regelmäßigen Zeitabständen vom Pfosten B der Maschine abgenommen und bei 20A am Fuß der Präge-, Schneid- und Reißanordnung angebracht werden, um so dieser Anordnung den Papierträger entlang des Wegs zuzuführen, der mit der gestrichelten Linie 27 angegebene ist.
• As der vorstehenden Beschreibung ergeben sich neben den dort angegebenen Vorteilen auch die folgenden Merkmale von selbst:
• - der Platzbedarf ist gering und die Kosten für den Erwerb und den Betrieb sind niedrig;
• - Vielseitigkeit und ein sehr hoher Durchsatz;
• - hoher Qualitätsstandard in der Produktion mit Entfernung unerwünschter Verschmutzung, neben der Möglichkeit, bei Beachtung der geltenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzvorschriften im Zusammenhang mit der Lösungsmittelentfernung die Maschine in jedem Raum aufzustellen;
• - keinerlei Lärmbelästigung und Umweltverschmutzung.

Claims (9)

1. Plastifizierungsmaschine zum Aufbringen eines transparenten Films auf ein Papiersubstrat mittels lösungsmittelfreier Kleber, die folgendes aufweist: eine Portalkonstruktion aus zwei Säulen oder Pfosten (A, B), die durch einen horizontalen, angehobenen Träger (C) verbunden sind; eine Papiersubstratzuführungsanordnung, die mit der Portalkonstruktion ausgerichtet ist; eine Rolle (10) zum Zuführen des transparenten Films (12); eine Kleberstreichwalzenanordnung (11) zum Aufbringen einer gleichmäßig verteilten, kontrollierten Menge von lösungsmittelfreiem Kleber auf eine Seite des Films (12) sowie einen Satz von Führungswalzen (13); wobei die Rolle, die Streichwalze und die Führungswalzen in dem ersten Pfosten oder der Säule (A) untergebracht sind; einen Satz von Walzen (14), die in dem horizontalen, angehobenen Träger drehbar angebracht sind, um den Film mit der nach oben orientierten Klebeseite von der ersten Säule oder dem Pfosten zu der zweite Säule oder dem Pfosten zu transportieren; Mittel (15), um den Film nach unten entlang der zweiten Säule oder dem Pfosten zu führen; sowie Kopplungswalzen (16), die in der zweiten Säule oder dem Pfosten untergebracht sind, um den Film mit einem Papiersubstrat zu koppeln, das aus einzelnen Bögen oder einem kontinuierlichen Streifen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Präge-, Schneid- und Reißanordnung (22, 23, 24) für die plastifizierten Bögen aufweist, die mit der Längsachse der Maschine ausgerichtet und unter dem horizontalen, angehobenen Balken sowie zwischen der ersten und der zweiten Säule bzw. den Pfosten untergebracht ist; sowie eine Einrichtung (30-32, 38) zum Benetzen der Seite des Films, die den Kleber trägt, und/oder der gedruckten Fläche des Papiersubstrats mit Wasser oder einer Wasserlösung, so daß jeglicher Staub entfernt wird, um einen Versatz auf der bedruckten Fläche des Papiersubstrats zu vermeiden, wobei die Einrichtung vor den Kopplungswalzen (16) angeordnet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungseinrichtung wenigstens eine Walze (30) aufweist, die mit Wasser oder einer Wasserlösung benetzt und derart angeordnet ist, daß die Seite des Films, die den Kleber trägt, durch Kontakt benetzt wird.

3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungseinrichtung einen Zerstäuber (38) umfaßt, der die gedruckte Fläche des Papiersubstrats besprühen kann.

4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsoperation von zwei Walzen (16) durchgeführt wird, die unterhalb eines Satzes von Spannungseinstellwalzen (15) angeordnet sind, die an dem zweiten Pfosten (B) angeordnet sind.

5. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiersubstrat in einzelnen Bögen aufgestapelt ist, die in einer automatischen Bogenzufuhreinrichtung (18) liegen, die neben der zweiten Säule (B) in Reihe mit der Maschine angeordnet ist und die Bögen nacheinander den Kopplungswalzen (16) zuführen soll.

6. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Filmband, das von den Kopplungswalzen (16) nacheinander auf die Bögen aufgebracht wird, direkt der Präge-, Schneid- und Reißanordnung (22, 23, 24) zugeführt wird, die unter dem angehobenen Balken (C) angeordnet ist.

7. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Präge-, Schneid- und Reißanordnung Druckwalzen (23), Antriebs- und Führungswalzen (22) sowie eine Schneidanordnung (24) aufweist, die die plastifizierten Bögen schneidet und einem automatischen Stapler (25) zuführt.

8. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Filmband mit den nacheinander behandelten Bögen auf eine Rolle (20A) aufgenommen wird, die ihrerseits an einer Stützwelle angeordnet sein kann, die in der Präge-, Schneid- und Reißanordnung (22, 23, 24) angebracht sein kann.

9. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Präge-, Schneid- und Reißanordnung mit einer Ablenkplatte (26) versehen ist, um jeden fehlerhaften Bogen vor dem endgültigen Aufstapeln zurückzuweisen.