EP0930161B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung eines Druckerzeugnisses - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung eines Druckerzeugnisses Download PDF

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EP0930161B1
EP0930161B1 EP19980100868 EP98100868A EP0930161B1 EP 0930161 B1 EP0930161 B1 EP 0930161B1 EP 19980100868 EP19980100868 EP 19980100868 EP 98100868 A EP98100868 A EP 98100868A EP 0930161 B1 EP0930161 B1 EP 0930161B1
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EP
European Patent Office
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engraved roll
protective layer
printed
printed product
engraved
Prior art date
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Application number
EP19980100868
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English (en)
French (fr)
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EP0930161A1 (de
Inventor
Peter Riess
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Mohn Media Mohndruck GmbH
Original Assignee
MOHNDRUCK GRAPHISCHE BETRIEBE GmbH
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B41F23/08—Print finishing devices, e.g. for glossing prints

Definitions

  • the invention is concerned with avoidance or reduction due to production loads, e.g. by wiping or scrubbing color abrasion caused by an offset printed product in the Inline process in the production of the printed product as well with rewetting the paper after drying the Paint.
  • rubbing is caused by movements of printed sheets caused on a vibrating table. He understands by wiping Expert abrasion due to one-time loads, e.g. by touching with production management elements for further processing of the freshly printed product.
  • the color abrasion is essentially influenced by the parameters Substrate, printing ink and production load during further processing after the paint application.
  • the printing ink can be more abrasion-resistant thanks to special formulations be designed.
  • the invention is concerned with this parameter but not.
  • the invention is concerned with reducing the effects the mechanical loads on the printed product drying the paint.
  • the sheets are after drying laid out on pallets and transported for further processing.
  • abrasion occurs.
  • This printing process also poses additional burdens the usual print finishing, e.g. in the folding machine, in the collator, in the perfect binder, in the trimmer and in the thread sewing machine.
  • Lacquer layers provide good protective effects against abrasion; however, they must be applied in considerable thickness because thin layers of lacquer in a homogeneous distribution on the surface of the printed product cannot be achieved.
  • Varnishes for another purpose are applied using chambered doctor blade technology, among other things.
  • a combination of an aluminum chamber filled with lacquer, an anilox roller for lacquer application, a lacquer forme cylinder and a printing cylinder is essentially used.
  • Anilox rollers with a scoop volume of 6.5 cm 3 / m 2 are available for the smallest order quantities for the purposes mentioned (MAN Roland 29 No. 39 / May 1997, page 8).
  • a protective layer in question according to the invention which may have to be applied even thinner, because otherwise the quality of the product would be changed, cannot be achieved in a homogeneous distribution.
  • Laminations with plastic films result in the safest protection of the paint application against mechanical product loads, However, scratches can occur in the laminate Affect the printed image. In addition, in contrast to the Painting and applying a sliding emulsion the lamination cannot be carried out inline. In this respect there is also the lamination not optimal and also very expensive.
  • the invention aims in particular to improve the protective effect of sliding emulsions, especially on printed matt-coated ones Papers, but also the application of a Lacquer layer possible and simplified according to the invention and the Effectiveness of the lacquer layer should be increased.
  • the object of the invention is to provide methods and devices for Production of offset printed products with regard to inline application a protective layer on the printed surface to improve such that a protective layer with sufficient Smudge and abrasion resistance spotless and relatively thin as well can be applied homogeneously distributed, the application none high equipment expenditure.
  • a protective layer according to the invention is both in sheetfed offset printing machines as well as in web offset printing machines integrable (inline).
  • The is particularly advantageous Use in web offset printing presses after the cooling device or downstream of the cooling rollers.
  • the method according to the invention and the device according to the invention work spotless with UV paint formulations and paint dispersions as well as with silicone, silicone wax and wax emulsions.
  • silicone wax is particularly effective.
  • wax emulsions It has been surprising We found that emulsions with higher silicone wax concentrations than when applied with roller applicators will result in better protective layers.
  • the emulsions are usually with concentrations between 35 and 40% Silicone oil or wax content delivered. Dilutions up to about 10% are effective according to the invention. Emulsions with 8% silicone oil and / or wax content are rejected. Especially Concentration fractions between 10 and 30 are preferred, preferably between 15 and 25%.
  • the invention is particularly applicable to offset printing products, paper as matt or semi-matt coated paper exhibit.
  • the invention is particularly effective when used of matt papers as printing material.
  • an anilox roller with a doctor device used for the application of the protective layer being essential is that the transfer of the protective layer medium to the printed product directly, that is, without interposing another Roller, e.g. a rubber roller or a forme cylinder from the Anilox roller takes place. It is also essential that the application in opposite driving style of the anilox roller with respect to the printed Product e.g. the paper web or sheet of paper carried out becomes.
  • the counter-rotating peripheral speed of the anilox roller is expediently about 30 to 100%, in particular 80 to 100% of the Running speed of the printed product e.g. the paper web or the paper sheet.
  • an anilox roller provided with a ceramic coating a so-called ceramic anilox roller, which is laser-engraved, is particularly advantageous.
  • the well engraved laser engraving is preferably produced with 120 to 180, in particular 140 to 160 lines per cm, which can transfer approximately 9 to 5 g / m 2 of protective layer emulsion. It is advantageous to provide grids with a grid angle between 45 and 60 ° and cells in honeycomb form.
  • a paper wrap angle is on the anilox roller from 3 to 25 °, preferably from 6 to 18 ° for roller diameters from 180 to 220 cm, in particular from 190 to 210 cm used.
  • a chambered doctor blade known per se is particularly advantageous. expediently also a so-called pressure chamber doctor device to combine with the anilox roller used according to the invention.
  • a web offset printing press shown schematically in FIG. 3 is from a reel changer 1 at least one paper web 3 into a drafting system and from the drafting system into printing units 5 promoted.
  • After printing on the paper web 3 in the printing units 5 runs the printed product into a dryer 6, in where the paint is dried or solvent from the paint to be driven.
  • the printed paper web then arrives 3 with the dried paint in a cooling unit 7 and from there in a rewetting system 8, a protective layer application system 9 and finally into a folder 10.
  • the folder 10 the paper web 3 is cut, folded and laid out. It usual further processing then takes place End product, the printed product.
  • the paper web with hot air heated to about 140 ° C. With this hot air drying the Original moisture of the paper from 3.0 to 4.5% undesirable 0.5 to 1.0% absolute humidity reduced. A paper moisture in the A range of 3.0 to 4.5% is necessary to ensure the optimal Paper properties such as Dimensional stability and impact behavior of a book or magazine can and thus the paper later no moisture uncontrolled from the environment.
  • the rewetting system 8 is expediently downstream of the cooling unit 7.
  • an application device is used as the application device 9 11 used according to FIG. 1.
  • This order facility 11 has a ceramic anilox roller 12, one on the anilox roller 12 attached doctor blade device 13 and two from the anilox roller 12 spaced guide rollers 14, 15.
  • the in the running direction 2 transported printed paper web 3 is transverse to the direction of travel 2 laterally next to the axis of rotation 16 of the anilox roller 12 the outer surface 17 of the anilox roller 12 is pressed.
  • This is what the upstream and downstream in the direction 2 of the anilox roller 12 Guide rollers 14, 15, of which the roller 14 in the running direction and the other roller 15 is arranged behind the anilox roller 12 are.
  • At least one of the rollers 14, 15 is perpendicular to it Axis of rotation in the double arrow direction 18 displaceably mounted.
  • both rollers 14, 15 are in the double arrow direction 18 removable.
  • the transferability can also others Directions.
  • the paper web 3 With the rollers 14, 15, the paper web 3 becomes linear to flat, preferably so flat on the lateral surface 17 of the Anilox roller 12 pressed that it has a certain area of the jacket 19 or the anilox roller 12 with a certain wrap angle ⁇ spanned.
  • the chamber doctor blade 13 Located below the transformer area 19 in the 3 or 6 o'clock position with respect to the anilox roller 12 the chamber doctor blade 13, in which the protective layer medium 21 is located and from which with squeegee medium 21 from which itself rotating anilox roller 12 is stripped, the partial areas immersed in the medium 21.
  • the schematic structure of a doctor blade 13 is just like one Anilox roller 12 according to the invention can be seen in FIG. 2.
  • one Container 20 is the protective layer medium 21.
  • the anilox roller 12 In the Medium 21 dips the anilox roller 12 laterally with a partial area next to the axis of rotation 16.
  • On the opposite Side of the axis of rotation 16 spans the paper web 3 in the reclamping area 19 the anilox roller 12.
  • the direction of rotation (arrow 22) of the Anilox roller 12 is preferably opposite to direction of rotation 2 the paper web 3, while the direction of rotation of the guide rollers 14, 15 (Arrows 23) is aligned with the direction of rotation 2.
  • both sides it is expedient a second identical coating system or application device 11 used on the other side of the paper web 3, whose anilox roller 12, for example, instead of the guide roller 15 is arranged such that both the first and the second Anilox roller 12 with paper web 3 each determined Wrap angle ⁇ or wrap area 19 forms (not ) Shown.
  • each well 24 receives sufficient medium 21, that is stores at least as much as sucked from the paper web 3 or should be pulled out. Form and depth are preferred the well 24 is chosen such that more emulsion in one well is present when removed from the paper web 3 can.
  • a predetermined intake quantity of the cells 24 Emulsion 21 is in a manner known per se by the doctor device 25, 27 of the doctor blade 13 ensures the superfluous Strips medium 21 from the outer surface 17 of the anilox roller 12.
  • a doctor blade device 13 one in itself known pressure chamber doctor device can be used.
  • the cups 24 are expediently in the jacket of the anilox roller 12 shot with laser beams, preferably two shots can be used per well. From the resulting The shape of the cup 24 results in an optimal Storage capacity for e.g. a relatively light liquid wax emulsion, which tends to be generated by centrifugal force when rotating the Anilox roller 12 to be pushed out of the well 24.
  • the device according to the invention and the emulsions also for rewetting, especially used immediately after cooling.
  • a separate rewetting system is not required.
  • the emulsions are based on the amount of solids in the emulsion and in terms of the amount applied to the Paper web matched that both a desired optimal rewetting moisture as well as a set optimal coating. For this particularly rational working processes, emulsions are used whose solids content is empirically determined, whose composition in the rest, however, is in the range already specified above.
  • Particularly suitable for achieving the synergistic effect are the silicone, silicone wax and wax emulsions.

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Vermeidung bzw. Reduzierung des durch Produktionsbelastungen, z.B. durch Wischen oder Scheuern verursachten Farbabriebs von einem Offsetdruckerzeugnis im Inlineverfahren bei der Herstellung des Druckerzeugnisses sowie mit der Wiederbefeuchtung des Papiers nach dem Trocknen des Farbauftrags.
Scheuern wird beispielsweise durch Bewegungen bedruckter Bogen auf einem Rütteltisch verursacht. Unter Wischen versteht der Fachmann Abrieb durch einmalige Belastungen, z.B. durch Berührungen mit Produktionsführungselementen bei der Weiterverarbeitung des druckfrischen Erzeugnisses.
Der Farbabrieb wird im wesentlichen beeinflußt durch die Parameter Bedruckstoff, Druckfarbe und Produktionsbelastung während der Weiterverarbeitung nach dem Farbauftrag.
Bezüglich des Bedruckstoffes sind insbesondere matt gestrichene Papiere, die seit den 80iger Jahren - wegen besserer Lesbarkeit und natürlicherer Wirkung der Abbildungen - mehr und mehr als Bedruckstoff verwendet werden, vom unerwünschten Farbabrieb betroffen. Bedingt ist die mangelnde Abriebfestigkeit durch die Oberflächenbeschaffenheit der matt gestrichenen Papiere, die relativ rauh und diffus reflektierend ist. Ein Zweck der Erfindung ist daher insbesondere, die Abriebfestigkeiten von Druckerzeugnissen auf matt gestrichenen Papieren zu verbessern.
Die Druckfarbe kann durch spezielle Rezepturen abriebfester gestaltet werden. Die Erfindung befaßt sich mit diesem Parameter aber nicht.
Dagegen befaßt sich die Erfindung mit der Reduzierung der Wirkungen der mechanischen Belastungen des Druckerzeugnisses nach dem Trocknen der Farbe.
Beim Rollenoffsetdruckverfahren belasten insbesondere z.B. die Wendestangen, Umlenk- und Leitwalzen sowie Falzaggregate das Druckerzeugnis durch Wischen unmittelbar nach dem Trocknen. Auch nachfolgende Transportmittel und die Entsorgung des Druckerzeugnisses aus der Druckmaschine z.B. durch Zwischenpufferung sowie die übliche weitergehende Druckweiterverarbeitung können Wisch - und Scheuerprozesse verursachen.
Beim Bogenoffsetdruckverfahren werden die Bogen nach dem Trocknen auf Paletten ausgelegt und zur Weiterverarbeitung transportiert. Hierbei treten insbesondere Scheuerbeanspruchungen auf. Weitere Belastungen finden auch bei diesem Druckverfahren bei der üblichen Druckweiterverarbeitung, z.B. in der Falzmaschine, in der Zusammentragemaschine, im Klebebinder, in der Beschneidevorrichtung und in der Fadenheftmaschine auf.
Es ist bekannt, zur Vermeidung bzw. Reduzierung des Farbabriebs infolge mechanischer Belastungen Schutzschichten auf das bedruckte Produkt aufzubringen. Verwendet werden Lackschichten, Laminierungen mit Kunststoffolien und Gleitemulsionsschichten.
Lackschichten erbringen zwar gute Schutzwirkungen gegen Abrieb; sie müssen jedoch in beachtlicher Dicke aufgetragen werden, weil dünne Lackschichten in homogener Verteilung auf der Oberfläche des Druckerzeugnisses nicht erzielbar sind.
Lackierungen für einen anderen Zweck, z.B. für Blisterlackierungen, werden unter anderem mit der Kammerrakeltechnik aufgebracht. Dabei wird im wesentlichen eine Kombination aus einer Aluminiumkammer mit Lackbefüllung, einer Rasterwalze für den Lackauftrag, einem Lackformzylinder und einem Druckzylinder verwendet. Für geringste Auftragsmengen für die genannten Zwecke stehen Rasterwalzen mit einem Schöpfvolumen von 6,5 cm3/m2 zur Verfügung (MAN Roland revue Nr. 39/Mai 1997, Seite 8). Mit dieser Technik läßt sich eine erfindungsgemäß in Rede stehende Schutzschicht, die gegebenenfalls noch dünner aufgetragen werden muß, weil andernfalls die Qualität des Erzeugnisses verändert würde, in homogener Verteilung nicht erreichen.
Derzeit bekannte Gleitemulsionen bewirken die Verringerung der Reibung zwischen Produktoberfläche und Weiterverarbeitungseinrichtungen. Sie können sehr viel kostengünstiger aufgebracht werden, erbringen aber nur eine relative Verbesserung der Farbabriebfestigkeit und keinen ausreichenden Schutz.
Laminierungen mit Kunststoffolien (Kaschierung) ergeben zwar den sichersten Schutz des Farbauftrags gegen mechanische Produktbelastungen, es können aber Kratzer im Laminat entstehen, die das Druckbild beeinträchtigen. Hinzu kommt, daß im Gegensatz zum Lackieren und Aufbringen einer Gleitemulsion das Laminieren nicht Inline durchführbar ist. Insofern ist auch die Kaschierung nicht optimal und außerdem sehr teuer.
Die Erfindung bezweckt insbesondere die Verbesserung der Schutzwirkung von Gleitemulsionen, insbesondere auf bedruckten mattgestrichenen Papieren, wobei aber auch das Aufbringen einer Lackschicht erfindungsgemäß möglich und vereinfacht und die Effektivität der Lackschicht erhöht werden soll.
Es ist bekannt, im Rollenoffsetdruckverfahren nach dem Trocknen eine Silikonemulsionsschicht mit sogenannten Rollenapplikatoren als Beschichtungsanlage aufzutragen. Derartige Beschichtungsanlagen weisen in der Regel eine etwa 100 mm dicke Chromwalze mit glatter Oberfläche auf, über die mit vor- und nachgeschalteten Papierleitwalzen die Papierbahn in einem bestimmten Umschlingungswinkelbereich geführt wird. Die Chromwalze taucht außerhalb des Papierbahnumschlingungsbereichs mit ihrer Mantelfläche teilbereichsweise in ein Silikon-Wasser-Gemisch (Silikonemulsion) ein und nimmt während ihrer Drehung Silikonemulsion auf ihrer Mantelfläche mit, die sie teilmengenweise auf die bedruckte Papierbahnoberfläche abgibt. Die Auftragsmenge kann variiert werden, indem die Chromwalze in Laufrichtung oder entgegen der Laufrichtung der Papierbahn angetrieben wird, wobei zudem die Umdrehungsgeschwindigkeit variiert wird. Dabei kann die Papierbahngeschwindigkeit bis zu 15 m/Sek. erreichen. Die Geschwindigkeit der Chromwalze beträgt nur etwa 1% dessen, das heißt maximal 15 cm/Sek. Es konnte im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgestellt werden, daß die mit Wasser stark verdünnten Silikonmischungen eine Abstoßreaktion auf bestimmten Flächen der aufgetragenen Farbe bewirken mit der Folge, daß die Farbe dort ungeschützt bleibt.
Mit diesem bekannten Silikonemulsions-Beschichtungsverfahren erhält das Produkt zwar einen gewissen Schutz vor einem frühzeitigen Farbabrieb an Leitwalzen und im Falztrichter, die Wisch- und Scheuerfestigkeit wird aber nur relativ geringfügig erhöht. Zur Verbesserung der Schutzwirkungen sind wasserhaltige Gleitemulsionen entwickelt worden, die neben einem geringen Silikonanteil einen hohen Wachsanteil aufweisen oder lediglich Wachs aufweisen und ebenfalls mit Rollenapplikatoren aufgebracht werden.
Sowohl beim Silikonemulsionsauftrag wie auch beim Silikonwachsemulsionsauftrag und Wachsemulsionsauftrag mit Rollenapplikatoren tritt häufig eine sichtbare unerklärliche Fleckenbildung auf; die Emulsionsbeschichtungen befinden sich nicht homogen verteilt auf der Oberfläche des Druckerzeugnisses; stellenweise fehlt die Beschichtung völlig. Bei Verwendung von Silikonemulsionen verschwindet die Sichtbarkeit der Fleckenbildung nach einiger Zeit; beim Silikonwachs- und Wachsemulsionsauftrag bleibt die Sichtbarkeit bestehen und mindert die Qualität des Druckerzeugnisses. Letztere Beschichtungen haben zudem den Nachteil, daß aufgrund der Fleckenbildung Wachsablagerungen z.B. an Leitwalzen und im Falztrichter auftreten, die stören und von Zeit zu Zeit entfernt werden müssen.
Zur Lösung der Probleme ist für das Rollenoffsetdruckverfahren vorgeschlagen worden, anstelle der üblichen Rollenapplikatoren eine Auftragswalze aus Gummi zu verwenden, die durch eine Rasterwalze benetzt wird. Dabei soll die Rasterwalze in eine Schöpfwanne eintauchen und mit einer Rakel abgerakelt werden, bevor die Rasterwalze mit der Auftragswalze kontaktiert wird. Der Erfolg dieses Vorschlags ist unbekannt.
Aufgabe der Erfindung ist, die Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Offsetdruckerzeugnissen bezüglich der Inline-Aufbringung einer Schutzschicht auf die bedruckte Oberfläche derart zu verbessern, daß eine Schutzschicht mit ausreichender Wisch- und Scheuerfestigkeit fleckenlos und relativ dünn sowie homogen verteilt aufbringbar ist, wobei das Aufbringen keinen hohen apparativen Aufwand erfordern soll.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesen Ansprüchen abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Aufbringen einer Schutzschicht ist sowohl in Bogenoffsetdruckmaschinen als auch in Rollenoffsetdruckmaschienen integrierbar (Inline). Besonders vorteilhaft ist die Anwendung in Rollenoffsetdruckmaschinen nach der Kühleinrichtung bzw. den Kühlwalzen nachgeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeiten fleckenlos mit UV-Lackrezepturen und Lackdispersionen ebenso wie mit Silikon-, Silikonwachs- und Wachsemulsionen. Besonders effektiv ist jedoch die Anwendung mit Silikonwachs- und Wachsemulsionen. Dabei hat sich in überraschender Weise ergeben, daß Emulsionen mit höheren Silikonwachskonzentrationen als sie beim Auftragen mit Rollenapplikatoren aufgetragen werden, bessere Schutzschichten ergeben. Die Emulsionen werden in der Regel mit Konzentrationen zwischen 35 und 40% Silikonölanteil bzw. Wachsanteil angeliefert. Verdünnungen bis etwa 10% sind erfindungsgemäß effektiv. Emulsionen mit 8% Silikonöl- und/oder Wachsanteil werden dagegen abgestoßen. Besonders günstig sind Konzentrationsanteile zwischen 10 und 30, vorzugsweise zwischen 15 und 25%.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar bei Offsetdruckprodukten, die als Bedruckstoff matt- oder halbmattgestrichenes Papier aufweisen. Besonders effektiv ist die Erfindung bei Verwendung von matten Papieren als Bedruckstoff.
Erfindungsgemäß wird eine Rasterwalze mit einer Rakeleinrichtung für den Auftrag der Schutzschicht verwendet, wobei wesentlich ist, daß die Übertragung des Schutzschichtmediums auf das Druckerzeugnis direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung einer anderen Walze, z.B. einer Gummiwalze bzw. eines Formzylinders von der Rasterwalze erfolgt. Zudem ist wesentlich, daß das Auftragen in gegenläufiger Fahrweise der Rasterwalze bezüglich des bedruckten Produkts z.B. der Papierbahn bzw. des Papierbogens durchgeführt wird.
Insbesondere diese Kombination von ausgewählten, an sich bekannten Verfahrensweisen erbringt die Lösung des seit langem bekannten Problems, fleckenfreie effektive Schutzschichten mit relativ einfachen Mitteln zu erzeugen, die derart ausreichend wisch- und scheuerfest sind, daß sie selbst keine wesentliche Verschmutzung der nachfolgenden Weiterverarbeitungseinrichtungen für die Druckerzeugnisse verursachen und außerdem den Farbauftrag vor mechanischen Belastungen schützen.
Die Gegenlaufumfangsgeschwindigkeit der Rasterwalze beträgt zweckmäßigerweise etwa 30 bis 100%, insbesondere 80 bis 100% der Laufgeschwindigkeit des bedruckten Produkts z.B. der Papierbahn bzw. des Papierbogens.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer mit einer Keramikbeschichtung versehenen Rasterwalze, einer sogenannten Keramikrasterwalze, die lasergraviert ist. Die Näpfchen aufweisende Lasergravur wird für den erfindungsgemäßen Zweck vorzugsweise mit 120 bis 180, insbesondere 140 bis 160 Linien pro cm erzeugt, die etwa 9 bis 5 g/m2 Schutzschichtemulsion übertragen kann. Dabei ist von Vorteil, Rasterungen mit einem Rasterwinkel zwischen 45 und 60° und Näpfchen in Wabenform vorzusehen.
Erfindungsgemäß wird ein Papierumschlingungswinkel an der Rasterwalze von 3 bis 25°, vorzugsweise von 6 bis 18° bei Walzendurchmessern von 180 bis 220 cm, insbesondere von 190 bis 210 cm verwendet.
Besonders vorteilhaft ist eine an sich bekannte Kammerrakel-, zweckmäßigerweise auch eine sogenannte Druckkammerrakeleinrichtung mit der erfindungsgemäß verwendeten Rasterwalze zu kombinieren.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch eine Seitenansicht einer Schutzschichtauftragsanlage;
Fig. 2
schematisch eine Seitenansicht des Auftragswerks einer Auftragsanlage;
Fig. 3
schematisch eine an sich bekannte Rollenoffsetdruckmaschinenwalze mit Inline-Anordnung einer Schutzschichtauftragsanlage von der Seite betrachtet.
In einer in Fig. 3 schematisch abgebildeten Rollenoffsetdruckmaschine wird von einem Rollenwechsler 1 mindestens eine Papierbahn 3 in ein Streckwerk und aus dem Streckwerk in Druckwerke 5 befördert. Nach dem Bedrucken der Papierbahn 3 in den Druckwerken 5 läuft das bedruckte Produkt in einen Trockner 6 ein, in dem die Farbe getrocknet wird bzw. Lösungsmittel aus der Farbe getrieben werden. Anschließend gelangt die bedruckte Papierbahn 3 mit der getrockneten Farbe in ein Kühlwerk 7 und von dort in eine Wiederbefeuchtungsanlage 8, eine Schutzschichtauftragsanlage 9 und schließlich in einen Falzapparat 10. Im Falzapparat 10 wird die Papierbahn 3 geschnitten, gefalzt und ausgelegt. Es erfolgt dann eine übliche weitergehende Weiterverarbeitung zum Endprodukt, dem Druckerzeugnis.
Im Trockner 6 wird der frische Farbauftrag unter Einwirkung von Wärmeenergie verfestigt. Dafür wird die Papierbahn mit Heißluft auf etwa 140°C erhitzt. Bei dieser Heißlufttrocknung wird die Originalfeuchte des Papiers von 3,0 bis 4,5 % unerwünscht auf 0,5 bis 1,0 % absolute Feuchte reduziert. Eine Papierfeuchte im Bereich von 3,0 bis 4,5% ist notwendig, damit die optimalen Papiereigenschaften wie z.B. Formstabilität und Aufschlagverhalten eines Buches oder einer Zeitschrift gewährleistet werden können und damit das Papier später keine Feuchtigkeit unkontrolliert aus der Umgebung aufnimmt. Nach dem Herunterkühlen der Papierbahn von etwa 140°C auf etwa 20°C durch wassergekühlte Walzen im Kühlwerk 7 wird die Papierbahn 3 in der Wiederbefeuchtungsanlage 8 mit einem feinsten Wassernebel aus rotierenden Düsen beidseitig befeuchtet. Die Wiederbefeuchtungsanlage 8 ist zweckmäßigerweise dem Kühlwerk 7 nachgeordnet.
Nach der Erfindung wird als Auftragseinrichtung 9 eine Auftragseinrichtung 11 gemäß Fig. 1 verwendet. Diese Auftragseinrichtung 11 weist eine Keramikrasterwalze 12, eine an die Rasterwalze 12 angesetzte Kammerrakeleinrichtung 13 sowie zwei von der Rasterwalze 12 beabstandete Leitwalzen 14, 15 auf. Die in Laufrichtung 2 transportierte bedruckte Papierbahn 3 wird quer zur Laufrichtung 2 seitlich neben der Drehachse 16 der Rasterwalze 12 auf die Mantelfläche 17 der Rasterwalze 12 gedrückt. Dazu dienen die in Laufrichtung 2 der Rasterwalze 12 vor- und nachgeordneten Leitwalzen 14, 15, von denen die Walze 14 in Laufrichtung vor und die andere Walze 15 hinter der Rasterwalze 12 angeordnet sind. Zumindest eine der Walzen 14, 15 ist senkrecht zu ihrer Drehachse in Doppelpfeilrichtung 18 versetzbar gelagert. Vorzugsweise sind jedoch beide Walzen 14, 15 in Doppelpfeilrichtung 18 versetzbar gelagert. Die Versetzbarkeit kann auch andere Richtungen beinhalten.
Mit den Walzen 14, 15 wird die Papierbahn 3 linienhaft bis flächig, vorzugsweise derart flächig auf die Mantelfläche 17 der Rasterwalze 12 gedrückt, daß sie einen bestimmten Mantelbereich 19 bzw. die Rasterwalze 12 mit einem bestimmten Umschlingungswinkel α umspannt. Unterhalb des Umspannungsbereichs 19 befindet sich in der 3- oder 6-Uhr-Stellung bezüglich der Rasterwalze 12 die Kammerrakel 13, in der sich das Schutzschichtmedium 21 befindet und aus der mit Rakelelementen Medium 21 von der sich drehenden Rasterwalze 12 abgestreift wird, die teilbereichsweise in das Medium 21 eintaucht.
Der schematische Aufbau einer Kammerrakel 13 ist ebenso wie eine erfindungsgemäße Rasterwalze 12 in Fig. 2 erkennbar. In einem Behältnis 20 befindet sich das Schutzschichtmedium 21. In das Medium 21 taucht die Rasterwalze 12 mit einem Teilbereich seitlich neben der Drehachse 16 ein. Auf der gegenüberliegenden Seite der Drehachse 16 umspannt die Papierbahn 3 im Umspannungsbereich 19 die Rasterwalze 12. Die Drehrichtung (Pfeil 22) der Rasterwalze 12 ist vorzugsweise gegenläufig zur Laufrichtung 2 der Papierbahn 3, während die Drehrichtung der Leitwalzen 14, 15 (Pfeile 23) zur Laufrichtung 2 gleichgerichtet ist.
Sofern die Papierbahn 3 beidseitig bedruckt ist, wird zweckmäßigerweise eine zweite gleiche Beschichtungsanlage bzw. Auftragseinrichtung 11 auf der anderen Seite der Papierbahn 3 verwendet, deren Rasterwalze 12 beispielsweise anstelle der Leitwalze 15 derart angeordnet ist, daß sowohl die erste als auch die zweite Rasterwalze 12 mit der Papierbahn 3 einen jeweils bestimmten Umschlingungswinkel α bzw. Umschlingungsbereich 19 bildet (nicht dargestellt).
Nach der Erfindung sind in die Mantelfläche 17 der Rasterwalze 12 Näpfchen 24 in sehr dichter Anordnung mittels Lasergravur eingebracht. Die Tiefe und Form der Näpfchen 24 ist so gewählt, daß jedes Näpfchen 24 ausreichend Medium 21 aufnimmt, das heißt zumindest so viel speichert, wie von der Papierbahn 3 abgesaugt bzw. herausgezogen werden soll. Vorzugsweise sind Form und Tiefe der Näpfchen 24 derart gewählt, daß mehr Emulsion in einem Näpfchen vorhanden ist, als von der Papierbahn 3 herausgenommen werden kann. Eine vorbestimmte Aufnahmemenge der Näpfchen 24 an Emulsion 21 wird in an sich bekannter Weise durch die Rakeleinrichtung 25, 27 der Kammerrakel 13 gewährleistet, die überflüssiges Medium 21 von der Mantelfläche 17 der Rasterwalze 12 abstreift. Als Kammerrakeleinrichtung 13 kann auch eine an sich bekannte Druckkammerrakeleinrichtung verwendet werden.
Die Näpfchen 24 werden in den Mantel der Rasterwalze 12 zweckmäßigerweise mit Laserstrahlen eingeschossen, wobei vorzugsweise pro Näpfchen zwei Schüsse verwendet werden. Aus der daraus resultierenden Form der Näpfchen 24 ergibt sich eine optimale Speicherfähigkeit für z.B. eine relativ leichtflüssige Wachsemulsion, die dazu neigt, durch Zentrifugalkraft beim Drehen der Rasterwalze 12 aus dem Näpfchen 24 gedrängt zu werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Emulsionen auch zur Wiederbefeuchtung, insbesondere direkt nach dem Kühlen, verwendet. Dabei entfällt eine nachgeschaltete gesonderte Wiederbefeuchtungsanlage. Die Emulsionen werden bezüglich der Feststoffmenge in der Emulsion und bezüglich der Auftragsmenge derart auf die Papierbahn abgestimmt aufgebracht, daß sich sowohl eine gewünschte optimale Wiederbefeuchtigungsfeuchte als auch eine optimale Beschichtung einstellen. Für dieses besonders rationell arbeitende Verfahren werden Emulsionen verwendet, deren Feststoffgehalt empirisch ermittelt wird, deren Zusammensetzung im übrigen aber im bereits oben angegebenen Bereich liegt.
Die Verwendung einer Rasterwalze ergibt somit in überraschender Weise einen synergistischen Effekt, indem in einem Arbeitsgang mit derselben Vorrichtung sowohl gezielt wiederbefeuchtet als auch die Schutzschicht in homogener Verteilung aufgetragen werden kann.
Besonders geeignet zur Erzielung des synergistischen Effekts sind die Silikon-, Silikonwachs- und Wachsemulsionen.
In Kombination mit der Auswahl der optimalen Feststoffmenge bzw. des optimalen Wassergehalts in der Emulsion werden die Umfangsgeschwindigkeit der sich drehenden Rasterwalze in Relation zur Laufgeschwindigkeit der Papierbahn bzw. des Papierbogens, der Umschlingungswinkel, sowie der Durchmesser der Rasterwalze und die Art der Rasterung derart aufeinander abgestimmt, daß sich der gewünschte synergistische Effekt einstellt.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Offsetdruckerzeugnisses, wie z.B. ein Buch oder eine Zeitschrift oder dergleichen, wobei auf einen Bedruckstoff aus Papier ein Farbauftrag aufgedruckt, der Farbauftrag getrocknet bzw. erhärtet, das Papier gegebenenfalls wiederbefeuchtet und das bedruckte Produkt zum Druckerzeugnis mit mechanisch arbeitenden Einrichtungen weiterverarbeitet wird, und wobei auf die bedruckte Oberfläche des bedruckten Produkts vor der Weiterverarbeitung zur Bildung einer Schutzschicht ein Schutzschichtmedium inline unter Verwendung einer angetriebenen, sich drehenden Rasterwalze auf das laufend transportierte bedruckte Produkt aufgebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    a) das Schutzschichtmedium direkt von der Rasterwalze auf das bedruckte Produkt aufgebracht wird, indem das bedruckte Produkt mit einem vorbestimmten kontaktierenden Umschlingungswinkelbereich über die Rasterwalzenmantelfläche geführt wird und
    b) die Rasterwalze zur Laufrichtung des bedruckten Produkts gegenläufig angetrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschichtmedium eine Lackbeschichtungsrezeptur oder eine Lackdispersion aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschichtmedium eine Silikon-, Silikonwachs- oder Wachsemulsion aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine 10 bis 30%-ige, insbesondere 15 bis 25%-ige Emulsion mit der Rasterwalze aufgetragen wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß es inline im Rollenoffsetdruckverfahren nach dem Kühlen der Druckfarbe angewendet wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß es bei bedruckten Produkten angewendet wird, deren Bedruckstoff halbmatt- bis mattgestrichenes, insbesondere mattgestrichenes Papier ist.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Rasterwalze mit einer Kammerrakeleinrichtung verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Rasterwalze verwendet wird, die mit einem Keramikmaterial beschichtet ist.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Rasterwalze mit einer lasergravierten Rasterung verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Rasterwalze verwendet wird, die eine Näpfchenlasergravur mit 120 bis 180, insbesondere 140 bis 160 Linien pro cm aufweist, wobei die Näpfchenform vorzugsweise wabenförmig ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Rasterwalze mit einer Rasterung verwendet wird, die einen Rasterwinkel zwischen 45 und 60° aufweist.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Rasterwalze mit einem Durchmesser von 180 bis 220 cm, insbesondere von 190 bis 210 cm verwendet wird.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschlingungswinkel des Umschlingungswinkelbereichs von 3 bis 25°, insbesondere von 6 bis 18° verwendet wird.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterwalze mit einer Gegenlaufumfangsgeschwindigkeit von 30 bis 100%, insbesondere von 80 bis 100% der Laufgeschwindigkeit des bedruckten Produkts angetrieben wird.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 sowie 3 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß mittels Auswahl von Verfahrensparametern der genannten Ansprüche für eine gleichzeitige Wiederbefeuchtung des bedruckten Papiers nach dem Trocknen eine Emulsion mit einem ausgewählten Wassergehalt für die Einstellung einer vorbestimmten optimalen Papierfeuchte verwendet wird.
  16. Vorrichtung zur Durchführung des Schutzmediumauftragsverfahrens sowie insbesondere auch des Wiederbefeuchtungsverfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, aufweisend eine antreibbare Rasterwalze mit Antriebsmitteln dafür in Kombination mit einer Rakeleinrichtung und einem Schutzschichtmedium aufnehmenden Behältnis, das derart angeordnet ist, daß die Rasterwalze teilbereichsweise in das Schutzschichtmedium eintauchen kann, sowie mit mindestens einer sich drehenden Papierbahnleitwalze,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterwalze eine keramikbeschichtete lasergravierte Rasterwalze (12) ist, die zur Laufrichtung des bedruchten Produkts gegenläutig antreibbar ist und die Papierbahnleitwalze (14 und/oder 15) derart angeordnet ist, daß von ihr die bedruckte Papierbahn (3) mit einem vorbestimmten kontaktierenden Umschlingungswinkelbereich direkt auf einen Teilbereich (19) der Mantelfläche (17) der Rasterwalze (12) geführt wird.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rakeleinrichtung eine Schutzschichtmedium aufnehmende Kammerrakeleinrichtung (13) ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und/oder 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Leitwalzen (14, 15) mindestens eine senkrecht zu ihrer Drehachse versetzbar angeordnet sind.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitwalze (14 oder 15) die Rasterwalze (12) einer zweiten, gleich aufgebauten erfindungsgemäßen Schutzschichtmediumauftragsvorrichtung ist.
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