EP0378826A2 - Einrichtung zum Trocknen von Farben auf Papier - Google Patents

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EP0378826A2
EP0378826A2 EP89123367A EP89123367A EP0378826A2 EP 0378826 A2 EP0378826 A2 EP 0378826A2 EP 89123367 A EP89123367 A EP 89123367A EP 89123367 A EP89123367 A EP 89123367A EP 0378826 A2 EP0378826 A2 EP 0378826A2
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EP
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radiation
radiation source
paper
color
control device
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Heidelberger Druckmaschinen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/044—Drying sheets, e.g. between two printing stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0486—Particular types of dryers

Definitions

  • the invention relates to a device for drying paints on paper according to the preamble of the main claim.
  • a device which is used for drying printed sheets in an offset printing machine.
  • This device contains a UV dryer, which is arranged in the vicinity of a printing cylinder, the UV rays striking the freshly printed sheets.
  • the drying or curing of the colors due to UV radiation is caused by the crosslinking of liquid binder components.
  • a disadvantage of this known device is that a considerable heat loss is generated. This leads to an undesirable local heating of printing press parts. Such local heating in the printing press on the one hand impair the functionality of the precisely fitting bearings, on the other hand there is a risk that thermal expansion of certain mechanical parts will cause registration errors in the print image.
  • the object of the invention is therefore to create a device for drying inks on paper with as little effort and space as possible while avoiding negative influences on the printing press due to heat loss and reducing the generation of harmful side effects.
  • a major advantage of the solution according to the main claim is the fact that unnecessary heating in the printing machine is avoided by using a UV excimer lamp.
  • This type of radiation sources have a relatively high efficiency.
  • the conversion of electrical discharge energy into UV radiation is very efficient.
  • the radiation source can be arranged very close to the paper surface and can also be adapted to the course of the transport path of the paper. This means that, for example, the radiation source assumes a curved shape and can therefore be arranged above a sheet transfer drum or a printing cylinder in the printing press.
  • Another advantage of using such a radiation source is that the radiation can be switched on and off with a high switching frequency. It is therefore only possible to generate radiation if the paper printed with colors is below the radiation source.
  • the radiation direction can be precisely defined by the design of the radiation source.
  • a protective gas in particular nitrogen, is introduced to improve the drying effect in the space between the radiation source and the paper surface.
  • UV inks recently used in offset printing harden when exposed to UV light. Compared to solvent-based inks, these inks have the advantage that they can be dried without unnecessarily heating the printed copy. It is therefore expedient and according to a further development of the invention to generate UV radiation of different wavelengths for different types of printing inks. This can be done by providing a plurality of radiation sources which generate UV radiation of different wavelengths.
  • a division of the radiation source into a plurality of individual radiation sources which can be switched independently of one another is possible according to a development of the invention.
  • These radiation sources can be assigned to color zones, so that it is possible, depending on the amount of color in the individual color zones, to adapt the radiation energy to this amount of paint to be dried.
  • the entire device can be integrated into a control circuit for controlling the radiation energy to be supplied.
  • This control circuit is supplied with information about color-guiding or non-color-guiding areas on the printed product via sensors.
  • the sensors are aimed at the printed product in the same way as the radiation source and detect the ink application.
  • the signals generated by the sensors are fed to the control circuit, the control circuit switching the UV radiation on the basis of these signals.
  • an electronic memory can also be provided, which stores the structure of the printed product, i. H. the distribution of color and non-color areas is saved.
  • the UV radiation is controlled by a cyclical query of the memory content with the control circuit.
  • FIG. 1 shows a sheet-fed offset printing press with a sheet feeder 2, four printing units 3, 4, 5, 6 and a sheet delivery 7.
  • the printing press is driven by an electric motor 9.
  • the printed side of the sheet points outwards, so that there is the possibility of passing the freshly applied ink past a drying device.
  • a radiation source 14, 15, 16 is therefore arranged above each transfer drum.
  • These radiation sources are excimer emitters, as are described, for example, in EPA Newsletter No. 32, March 88, pages 34-36.
  • a radiation source 14 is shown in more detail in FIG. 2.
  • a printing sheet 13 is located on the transfer drum 10. This sheet is held at its front end by means of a gripper 20 and transported to the next printing unit.
  • a radiation device 21 in the form of a segment of a circle, which has a fastening part 22.
  • the radiation device is fastened, for example, to the side walls of the printing press via this fastening part.
  • All that is required to generate UV radiation is a high-frequency alternating current, which is connected to electrodes 24, 25 via the lines 23 Radiation source is laid.
  • This high-frequency alternating current is generated by an HF generator 29.
  • a sensor 28 senses the presence of a print sheet 13 and switches the HF generator 29 on or off via the line depending on its signal.
  • a gas filling 26 is located in a closed space between these electrodes.
  • the radiation source can be designed in any way so that an optimal adaptation of this radiation source to the structure of the surface to be irradiated is possible. This means that no reflectors or optical devices are required.
  • the space between the radiation source 14 and the printed sheet 13 can thus also be kept very small.
  • This intermediate space can also be sealed by suitable seals, such as rubber lips or the like, to prevent ozone formation, it is thus possible to allow a gas, for example nitrogen, to flow into this intermediate space.
  • the radiation source 14 is a single plate that extends over the entire arc width.

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Abstract

Es wird eine Einrichtung zum Trocknen von Farben auf Papier, insbesondere zum Trocknen von bedruckten Bogen in einer Offsetdruckmaschine (1), vorgeschlagen. Hierzu ist eine Strahlungsquelle (14,15,16) erforderlich, welche im wesentlichen UV-Strahlung erzeugt. Diese Strahlungsquelle (14,15,16) ist bevorzugt ein UV-Excimerstrahler und wird unmittelbar an der Papieroberfläche angeordnet. Die Form der Strahlungsquelle (14,15,16) ist dem Verlauf des Transportweges des Papiers angepaßt. Außerdem wird die UV-Strahlung in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von zu trocknender Farbe gesteuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trocknen von Farben auf Papier gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 36 06 005 ist eine Einrichtung bekannt, die zum Trocknen von bedruckten Bogen in einer Offsetdruckmaschine angewendet wird. Diese Einrichtung enthält einen UV-Trockner, der in der Nähe eines Druckzylinders angeordnet ist, wobei die UV-Strahlen auf die frisch bedruckten Bogen auftreffen. Das Trocknen oder Aushärten der Farben aufgrund der UV-Bestrahlung wird durch die Vernetzung flüssiger Bindemittelbestandteile bewirkt.
  • Ein Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß eine erhebliche Verlustwärme erzeugt wird. Dies führt zu einer unerwünschten örtlichen Erwärmung auch von Druckmaschinenteilen. Solche örtlichen Erwärmungen in der Druckmaschine beeinträchtigen einerseits die Funktionsfähigkeit der paßgenauen Lagerstellen, andererseits besteht die Gefahr, daß durch Wärmedehnung bestimmter mechanischer Teile, Passerfehler im Druckbild entstehen.
  • Es ist zwar aus der DE-OS 23 23 792 eine UV-Strahlungsquelle bekannt die teilweise mit einem Kühlmantel versehen ist, dieser Kühlmantel soll zumindest einen Teil der Verlustwärme abführen, ein Nachteil dieser Einrichtung ist jedoch der hohe Platzbedarf der einzelnen mit jeweils einem Kühlmantel umgebenen UV-Strahlern. Durch diesen Kühlmantel entsteht ein sehr großer Abstand zwischen dem UV-Strahler und den zu trocknenden Farben. Dieser Abstand führt zu einer verstärkten Ozonbildung, wobei das Ozon wegen seiner schädlichen Auswirkungen abgesaugt werden muß.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist darin zu sehen, daß eine Anpassung der Strahlungsleistung der UV-Strahler an den tatsächlichen Bedarf nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand durchgeführt werden kann.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand und geringem Platzbedarf eine Einrichtung zum Trocknen von Farben auf Papier zu schaffen bei gleichzeitiger Vermeidung negativer Einflüsse auf die Druckmaschine aufgrund von Verlustwärme und unter Reduzierung der Erzeugung schädlicher Nebenwirkungen.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs durch dessen Kennzeichen gelöst.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Lösung gemäß dem Hauptanspruch ist darin zu sehen, daß eine unnötige Erwärmung in der Druckmaschine durch die Anwendung eines UV-Excimerstrahlers vermieden wird. Diese Art der Strahlungsquellen haben einen relativ hohen Wirkungsgrad. Die Umsetzung von elektrischer Entladungsenergie in UV-Strahlung erfolgt sehr effizient. Damit entsteht ein weiterer Vorteil, die Strahlungsquelle kann sehr nahe an der Papieroberfläche angeordnet werden und auch an den Verlauf des Transportweges des Papiers angepaßt werden. Dies bedeutet, daß beispielsweise die Strahlungsquelle eine gekrümmte Form einnimmt und damit oberhalb einer Bogenumführtrommel oder eines Druckzylinders in der Druckmaschine angeordnet werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil bei der Anwendung einer solchen Strahlungsquelle besteht darin, daß die Strahlung mit einer hohen Schaltfrequenz ein- und ausschaltbar ist. Somit besteht die Möglichkeit nur dann Strahlung zu erzeugen, wenn das mit Farben bedruckte Papier sich unterhalb der Strahlungsquelle befindet. Durch die Anordnung der Strahlungsquelle nahe der Papieroberfläche und durch das Regeln der Strahlungsquelle in Abhängigkeit von dem Erfordernis der Farbtrocknung, sowie der Wahl geeigneter Strahlungsfrequenzen, kann die Ozonbildung vollständig vermieden werden. Außerdem kann durch die konstruktive Gestaltung der Strahlungsquelle die Strahlungsrichtung genau definiert werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen zur Verbesserung der Trocknungswirkung in den Zwischenraum zwischen der Strahlungsquelle und der Papieroberfläche ein Schutzgas, insbesondere Stickstoff, einzuleiten.
  • Die im Offsetdruck neuerdings verwendeten UV-Farben härten bei Einwirkung von UV-Licht aus. Gegenüber lösungsmittelhaltigen Farben haben diese Farben den Vorteil, daß die Trocknung ohne eine unnötige Erwärmung des Druckexemplars erfolgen kann. Es ist deshalb zweckmäßig und gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei unterschiedlichen Arten von Druckfarben UV-Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge zu erzeugen. Dies kann dadurch erfolgen, daß mehrere Strahlungsquellen, welche UV-Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen, vorgesehen sind.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit durch Austausch des in einer Strahlungsquelle befindlichen Gases UV-Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge zu erzeugen.
  • Um die Strahlungsenergie in Bezug auf die zu trocknende Farbe noch weiter zu optimieren, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Aufteilung der Strahlungsquelle in mehrere einzelne, unabhängig voneinander schaltbare Strahlungsquellen möglich. Diese Strahlungsquellen können Farbzonen zugeordnet sein, damit besteht die Möglichkeit je nach Menge der Farbe in den einzelnen Farbzonen die Strahlungsenergie dieser zu trocknenden Farbmenge anzupassen.
  • Die gesamte Vorrichtung kann in einen Steuerkreis zur Steuerung der zuzuführenden Strahlungsenergie eingebunden sein. Diesem Steuerkreis wird über Sensoren Information über farbführende bzw. nicht farbführende Flächen auf dem Druckprodukt zugeführt. Die Sensoren sind beispielsweise in gleicher Weise wie die Strahlungsquelle auf das Druckprodukt gerichtet und erfassen den Farbauftrag. Die von den Sensoren erzeugten Signale werden dem Steuerkreis zugeführt, wobei der Steuerkreis anhand dieser Signale die UV-Strahlung schaltet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann anstelle einer solchen Sensoranordnung auch ein elektronischer Speicher vorgesehen sein, welchem die Struktur des Druckprodukts, d. h. die Verteilung von farbführenden und nicht-farbführenden Flächen abgespeichert ist. Über eine zyklische Abfrage des Speicherinhaltes mit dem Steuerkreis wird die UV-Strahlung gesteuert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Alle in den Zeichnungen und der Beschreibung erwähnten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich auch wenn sie nicht in den Ansprüchen enthalten sind.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Bogendruckmaschine mit einer Trocknungseinrichtung
    • Fig. 2 die Anordnung einer UV-Strahlungsquelle oberhalb eines zu trocknenden Druckproduktes
  • Fig. 1 zeigt eine Bogenoffsetdruckmaschine mit einem Bogenanleger 2, vier Druckwerken 3, 4 ,5, 6 und einem Bogenausleger 7. Der Antrieb der Druckmaschine erfolgt über einen Elektromotor 9. Zwischen den einzelnen Druckwerken befinden sich jeweils Umführtrommeln 10, 11, 12, welche die Bögen von einem zum nächsten Druckwerk befördern. Während des Transports eines Druckbogens 13 durch die Umführtrommeln zeigt die bedruckte Seite des Bogens nach außen, so daß hier die Möglichkeit besteht, die frisch aufgebrachte Farbe an einer Trocknungseinrichtung vorbeizuführen. In der Figur ist daher oberhalb jeder Umführtrommel jeweils eine Strahlungsquelle 14, 15, 16 angeordnet. Diese Strahlungsquellen sind Excimerstrahler, wie sie beispielsweise in der Literaturstelle EPA Newsletter Nr. 32, März 88, Seite 34-36 beschrieben sind.
  • Ferner sind im Bereich eines Kettenauslegers 17 zwei weitere Strahlungsquellen 18, 19 angeordnet. Hier erfolgt eine abschließende beidseitige Trocknung der auf dem Druckprodukt aufgebrachten Farbe. Außerdem erfolgt hier die Trocknung der von dem Druckwerk 6 aufgebrachten Farbe bzw. Lackschicht. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit nur im Bereich dieser Kettenauslage Strahlungsquellen anzuordnen und auf die Strahlungsquellen in den Druckwerken zu verzichten. Da jedoch nur ein geringer Raumbedarf für die Strahlungsquellen erforderlich ist, läßt sich der Einbau dieser Strahlungsquellen in den Druckwerken ohne großen Aufwand realisieren. In Fig. 2 ist eine Strahlungsquelle 14 näher dargestellt. Auf der Umführtrommel 10 befindet sich ein Druckbogen 13. Dieser wird mittels Greifer 20 an seinem Vorderende festgehalten und zu dem nächsten Druckwerk transportiert. Oberhalb der Umführtrommel 10 befindet sich eine kreissegmentförmig ausgebildete Strahlungseinrichtung 21, die ein Befestigungsteil 22 aufweist. Über dieses Befestigungsteil wird die Strahlungseinrichtung beispielsweise an den Seitenwänden der Druckmaschine befestigt. Zur Erzeugung von UV-Strahlung ist lediglich ein hochfrequenter Wechselstrom erforderlich, der über die Leitungen 23 an Elektroden 24, 25 der Strahlungsquelle gelegt ist. Dieser hochfrequente Wechselstrom wird von einem HF-Generator 29 erzeugt. Ein Sensor 28 sensiert das Vorhandensein eines Druckbogens 13 und schaltet den HF-Generator 29 über die Leitung in Abhängigkeit seines Signals ein bzw. aus. Zwischen diesen Elektroden befindet sich in einem abgeschlossenen Raum eine Gasfüllung 26. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung erzeugt diese Gasfüllung UV-Strahlung, die unmittelbar an der Elektrode 25 in Richtung der Pfeile 27 austritt und auf die auf der Papieroberfläche befindlichen frischen Druckfarben einwirkt. Wie schon erwähnt, kann die Strahlungsquelle beliebig gestaltet sein, so daß eine optimale Anpassung dieser Strahlungsquelle an die Struktur der zu bestrahlenden Oberfläche möglich ist. Damit sind keine Reflektoren oder optische Einrichtungen erforderlich. Der Zwischenraum zwischen der Strahlungsquelle 14 und dem Druckbogen 13 kann damit auch sehr gering gehalten werden. Dieser Zwischenraum kann auch durch geeignete Abdichtungen, wie beispielsweise Gummilippen oder ähnliches, abgedichtet werden, zur Verhinderung von Ozonbildung besteht damit die Möglichkeit ein Gas, beispielsweise Stickstoff, in diesen Zwischenraum einströmen zu lassen. Die Strahlungsquelle 14 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, eine einzige sich über die gesamte Bogenbreite erstreckende Platte. Es ist auch möglich diese in einzelne Strahlungsquellen, die sowohl längs der Zylinderachse verlaufend als auch quer zur Zylinderachse verlaufend angeordnet sind, zu unterteilen. In der Fig. 2 ist die Aufteilung der Strahlungsquelle durch die gestrichelten Linien dargestellt. Eine solche Unterteilung eröffnet die Möglichkeit, die einzelnen Strahlungsquellen unterschiedlich je nach Bedarf anzusteuern oder auch mit verschiedenen Gasfüllungen zu versehen, die unterschiedliche Wellenlängen erzeugen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1 Druckmaschine
    • 2 Bogenanleger
    • 3 Druckwerk
    • 4 Druckwerk
    • 5 Druckwerk
    • 6 Druckwerk
    • 7 Bogenausleger
    • 9 Elektromotor
    • 10 Umführtrommel
    • 11 Umführtrommel
    • 12 Umführtrommel
    • 13 Druckbogen
    • 14 Strahlungsquelle
    • 15 Strahlungsquelle
    • 16 Strahlungsquelle
    • 17 Kettenausleger
    • 18 Strahlungsquelle
    • 19 Strahlungsquelle
    • 20 Greifer
    • 21 Strahlungseinrichtung
    • 22 Befestigungsteil
    • 23 Leitungen
    • 24 Elektrode
    • 25 Elektrode
    • 26 Gas
    • 27 Pfeile
    • 28 Sensor
    • 29 HF-Generator
    • 30 Leitung

Claims (7)

1. Einrichtung zum Trocknen von Farben auf Papier, insbesondere zum Trocknen von bedruckten Bogen in einer Offsetdruckmaschine, mit einer Strahlungsquelle welche im wesentlichen UV-Strahlung erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlungsquelle ein UV-Excimerstrahler ist und daß die UV-Strahlung in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von zu trocknender Farbe schaltbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Strahlungsquelle unmittelbar an der Papieroberfläche angeordnet ist und die Form der Strahlungsquelle dem Verlauf des Transportweges des Papiers angepaßt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenraum zwischen der Strahlungsquelle und der Papieroberfläche mit einem Schutzgas, insbesondere Stickstoff, zur Verhinderung von Ozonbildung gefüllt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Strahlungsquellen, welche UV-Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen, vorgesehen sind und die Strahlung entsprechend der zu trocknenden Farbe auswählbar ist.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Strahlungsquellen gleicher Wellenlänge vorgesehen sind, wobei jede Strahlungsquelle einer oder mehreren Farbzonen zugeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Sensoranordnung vorgesehen ist, welche den Farbauftrag auf dem Papier erfaßt und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welcher die sensierten Signale zugeführt werden und die Steuereinrichtung die Strahlung entsprechend dem Farbauftrag steuert.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein elektronischer Speicher vorgesehen ist, in welchem die Struktur des Farbauftrages abgespeichert ist und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welcher die Speicherwerte zugeführt werden und die Steuereinrichtung die Strahlung entsprechend der abgespeicherten Farbauftragsstruktur steuert.
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