EP1287204A1 - Verfahren zur oberflächenbehandlung eines substrates, sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur oberflächenbehandlung eines substrates, sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

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EP1287204A1
EP1287204A1 EP01929621A EP01929621A EP1287204A1 EP 1287204 A1 EP1287204 A1 EP 1287204A1 EP 01929621 A EP01929621 A EP 01929621A EP 01929621 A EP01929621 A EP 01929621A EP 1287204 A1 EP1287204 A1 EP 1287204A1
Authority
EP
European Patent Office
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roller
sheet
printing
rollers
smoothing
Prior art date
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EP01929621A
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English (en)
French (fr)
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EP1287204B1 (de
Inventor
Ulrich Jung
Thomas Walther
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Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1287204B1 publication Critical patent/EP1287204B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0027—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or layers by lamination or by fusion of the coatings or layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/66—Treating discontinuous paper, e.g. sheets, blanks, rolls
    • D21H23/68—Treating discontinuous paper, e.g. sheets, blanks, rolls whereby the paper moves continuously
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/08—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material
    • D21H25/12—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material with an essentially cylindrical body, e.g. roll or rod

Definitions

  • the invention relates to a method for the surface treatment of a substrate, in particular an illustrated or printed sheet. Furthermore, the invention relates to a device for performing the method.
  • a major reason for carrying out a surface treatment for printed products is not only the increased abrasion resistance that can be achieved here and the improved abrasion protection but also the gloss achieved depending on the coating system.
  • the invention is based on the object of achieving a defined surface quality in the case of a substrate, in particular an individually transported printed sheet, with high reliability in a manner which can be implemented in a manner which is favorable in terms of plant technology.
  • a device for the surface treatment of printed sheets with a first roller which can be rotated in a first direction and which forms a support surface on which the printed sheet runs along over a substantial circumferential distance, a second roller arranged axially parallel to the first roller, the second roller being seated on the printed sheet under a defined radial force and being rotatable in the opposite direction to the first direction, with a heating device being provided for heating the printed sheet in one between the first Roller and the second roller defined nip.
  • the device is integrated directly into a sheet-fed offset printing machine.
  • the first roller can be formed, for example, directly by a printing cylinder or a transfer drum.
  • the second roller is advantageously made of a material whose rigidity is greater than that of the sheet material. As a result, a sufficiently high surface pressure in the nip is achieved with comparatively low radial roller forces.
  • the second roller - and preferably also the first roller - are advantageously formed from a metal material at least in the area of their outer surfaces.
  • the diameter of the first roller is advantageously chosen such that the outer circumference of the roller is larger than the length of the printed sheet or substrate measured in the transport direction. According to a particularly preferred embodiment, the diameter of the first roller is selected such that its circumferential length corresponds to twice the maximum printed sheet length plus the circumferential length claimed by the sheet gripping devices.
  • the diameter of the second roller is preferably smaller than the diameter of the first roller. The diameter adjustment made in this way can influence the surface pressure caused by the roll radius of curvature and thus also the surface treatment effect achieved.
  • the circumferential length of the second roller preferably corresponds to 1 / n times the circumferential length of the first roller, where n corresponds to the number of printing sheet zones of the first roller.
  • the heating device is preferably arranged in such a way that it heats up the outer surface of the second roller from the outside. This advantageously makes it possible to maintain a desired roller temperature within a small tolerance range.
  • An embodiment of the heating device which is also advantageous from the point of view of simplified maintenance is provided in that it comprises a radiant heat source.
  • the heat radiation is preferably radiated onto the outer surface of the second roller in the region of the infrared spectrum.
  • the intensity of the heat radiation can take place, for example, by controlling the power consumption of the radiation source.
  • the heating device As an alternative to external heating of the outer surface of the second roller or again in combination with this, it is also possible to integrate the heating device into the second roller.
  • the energy supply can take place electrically via sliding contact arrangements or also contactlessly, for example inductively.
  • the roller core or the heating layer being made from an electrically conductive plastic material, in particular temperature-resistant conductive silicone rubber.
  • electrical heating devices and heating devices using a heat carrier for example thermal oil, are also possible.
  • the desired surface effect is achieved by the outer surface of the second roller having a defined surface roughness.
  • This defined surface roughness can preferably be set by blasting or etching processes. It is possible to form the outer surface by means of a clamped plate or sleeve, so that a desired machine configuration can be achieved by appropriate replacement or use of the element forming the outer surface of the roller.
  • An embodiment of the invention which is particularly advantageous for processing comparatively flexible printed sheets, is provided in that at least one further roller which is axially parallel to the second roller is provided in the circumferential direction of the first roller.
  • This advantageously makes it possible, without reclamping the printing sheet, to subject it to at least two rolling treatments on the first roll, the rolling pressure in the first roll nip preferably being lower than in the second roll nip.
  • the temperature of the outer surface of the first roller is preferably chosen to be higher than the temperature of the outer surface of the second roller.
  • an adjustment which is advantageous to the respective printed matter and the varnish or ink application can be achieved in that the radial contact pressure of the roller or rollers resting on the first roller is adjustable.
  • these can preferably be designed cambered, as a result of which the bending of the rolls can be taken into account. It is also possible to preload the bearings of the respective rollers.
  • the outer surface temperature of at least one of the rollers resting on the first roller can advantageously be adjusted with the interposition of a control device.
  • the outside surface temperature of these rolls can be adapted, for example, to the current roll speed on the basis of a map. This makes it possible to ensure the required heat input even at different speeds of the printing sheet through the nip.
  • the heat storage capacity of the second roller is preferably chosen to be so low that sufficient dynamics in the temperature control is ensured and that even when the roller arrangement is at a standstill, inadmissibly high local overheating in the region of the roller gap can occur.
  • An equalization of the temperature of the rollers resting on the transfer drum can be achieved by the rollers being supported by support roller arrangements.
  • These backup roller assemblies preferably include rollers with an elastomeric tread.
  • the backup rolls can also be designed to be heatable.
  • the first roller can be designed, for example, as a transfer drum. This makes it possible to carry out a surface treatment in the sheet-fed printing press between the dyeing or coating units, which can advantageously influence the dyeing or coating application behavior. In this embodiment in particular there is a comparatively great freedom of design with regard to the arrangement and design of the second, heated roller.
  • the first roller as a transfer drum
  • the first roller it is also possible for the first roller to be a printing cylinder of a coating or coating module and for the second roller to be arranged in the region of the sheet exit.
  • the second temperature-regulating roller and, if appropriate, the further rollers, preferably likewise temperature-regulating, assigned to the printing cylinder of the coating or coating module act here as smoothing rollers.
  • a varnish or paper coating can advantageously be applied to the successively 'individually transported printing sheets, which makes it possible to achieve a homogeneous printing sheet surface, possibly with a high-gloss effect, even in the sheet printing process.
  • the integrated surface treatment method made possible by the roller arrangement according to the invention in sheet-fed printing machines has the advantage that, in addition to the commonly used dispersion varnishes, no further varnish system, e.g. UV coating system must be introduced. This keeps the system's energy consumption at a low level. In addition, there is no need for complex (UV) dryer systems. The emission and disposal problems associated with the processing of UV coating systems are advantageously avoided or at least reduced.
  • a varnish formed from a thermoplastic - or at least containing this varnish - is applied to the printed sheet and is melted or melted into the printed sheet in the roll nip according to the invention at a temperature in the range from 80 to 150 ° C ,
  • the desired gloss or matt effect can be set via the surface roughness of the heated roller.
  • the heated roller can, if necessary, be wetted with a release agent, which prevents excessive adhesion of the varnish or paint previously applied to the printing sheets.
  • the rollers that roll on the outer circumferential surface of the first roller and roll the printed sheets are preferably mounted in such a way that their auxiliary tion to the substrate or printed sheet is adjustable.
  • the pressure force can preferably be set independently.
  • the corresponding actuators can preferably be controlled by a motor via central control stations.
  • the surfaces of the smoothing rollers are preferably protected against corrosion and, depending on the required degree of smoothness, have corresponding surface roughness.
  • the smoothing rollers preferably have polished or chrome-plated surfaces.
  • the temperature of the surfaces of the smoothing rollers is preferably 120 to 150 ° C., the temperature being adapted to the speed of the sheet.
  • cooling rollers are also provided, by means of which the printing material or printing sheet is cooled again after the smoothing process by direct contact with the printing material or sheet surface.
  • the rollers can also be heated by heating tapes or heating mats with their own temperature stabilization or control.
  • the electrical energy is transmitted to the roller via rotary transmitters, for example in the form of slip rings.
  • the smoothing roller arrangement according to the invention is used in the area of the intermediate dryer of a double coating unit, extensive rolling in of the rollers also proves to be particularly advantageous with regard to the lowest possible energy consumption.
  • the roller core is preferably designed such that it has only a comparatively low thermal conductivity. According to a particularly preferred embodiment of the invention, this is achieved in that the core is made of a CFRP or ceramic composite material. The preferably comparatively thin metallic surface of the smoothing roller can be brought more easily to the desired target temperature.
  • the temperature conductivity can be defined in a defined manner by the structure of the roller area which is noticeable to the outer surface of the roller. It is possible to provide layers of selected metals or metal alloys here.
  • Sensor devices are preferably provided, by means of which the temperature of the roller surface is monitored and regulated on the basis of the corresponding measured values.
  • touch contact sensors are also possible.
  • the latter are comparatively robust and inexpensive to provide.
  • the temperature of the smoothing roller is preferably detected at several points. In order to take into account the increased heat outflow, in particular in the side region of the roller carrying the pressure piston or the printing material, it is possible according to the temperature distribution on the smoothing roller. to match a predetermined temperature profile. Temperatures in the region of the axial ends of the smoothing roller are preferably selected which are approximately 5 to 10 K above the temperature in the central region.
  • the temperature control is preferably supported by an energy supply that is already matched to the locally different heat dissipation. This is possible in an advantageous manner, in particular when using a radiant heater arrangement.
  • the measurement signals generated by monitoring the surface temperature of the rollers can also be processed by a safety circuit. It is thus possible to only give access to the smoothing rollers when the rollers have cooled to a permissible contact temperature.
  • roller arrangement according to the invention can advantageously be arranged in front of a printing unit. As a result, the paper coat is evened out in a manner that is inexpensive to implement. As an alternative to this, or in combination with this measure, it is also possible to provide the proposed roller arrangement downstream of a printing unit, for example for applying a lacquer.
  • a transfer module is created on the basis of the roller arrangement according to the invention, which can be arranged, for example, after a coating unit.
  • this transfer module several rollers with a defined surface condition can run on the printing sheet and heat up the printing sheet surface and compress it in accordance with the surface pressure set in the respective roller gap.
  • delivery can take place to a delivery drum or, with the purpose of smoothing the paper line, can be passed on to a subsequent printing unit.
  • the sheet can be cooled by contact with a cooled roll, or preferably several cooled rolls, preferably in the area of the sheet outlet. Also in the area of the sheet emergence, it is possible to implement a cooling roller arrangement directly in cooperation with the cylinder carrying the sheet. Cooling by cold air or ambient air, in particular by air swords and fans, is also possible.
  • a heated smoothing roller in the area of the sheet outlet.
  • the roller contact pressure and preferably also the roller temperature are preferably set to lower values.
  • the sheet can then be passed through a chill roll nip, the surface condition of the chill roll taking into account the required degree of sheet smoothing.
  • a plate with a defined surface roughness can be clamped with the interposition of an insulating layer, for example made of a plastic material.
  • a heat source preferably a heat radiator, is brought up to the modified cylinder of the double lacquer work in such a way that a defined heating of the outer surface of the plate is made possible.
  • a suitable position for this is, for example, in the area of the chamber doctor blade which is otherwise arranged here in a coating unit.
  • Suitable plates are, in particular, copper or steel plates which are, for example, highly polished.
  • a composite plate onto the corresponding cylinder for example lacquer-form cylinder
  • this composite plate can be heated using heating tapes or heating plates.
  • the heating plate can be formed, for example, from an electrically conductive plastic material.
  • the voltage supply can be carried out with comparatively little outlay in terms of device technology by rotary transformers, for example in the form of slip ring arrangements.
  • the retrofitting of a double-lacquer cylinder proves to be particularly advantageous particularly in view of the high bending stiffness of this cylinder and in view of its high balanced weight.
  • a particularly effective smoothing or embossing of the printed sheet can be achieved in one particular aspect of the invention upstream coating unit, for example in the first coating unit, a heat-meltable coating is applied to the sheet and the surface of the sheet thus prepared is smoothed in a transfer module equipped with the heating roller arrangement according to the invention, the heating temperature in the transfer module and the running speed of the printing sheet preferably being matched such that the heating of the printed sheet has not yet completely subsided by the time it enters a subsequent coating unit.
  • This lacquered plate can have a defined surface structure, possibly with a gloss / matt pattern. By using a defined etched tri-metal plate, it is possible to combine different matt-gloss effects within one job. Corresponding surface structures in the roller can also be used to achieve embossing effects, for example to produce desired lacquer impressions.
  • the above-mentioned object is achieved in that, in the course of a substrate transport step, the substrate, in particular a printing sheet, is conveyed into a roll nip with support on a first roller surface formed by a first roller and in the roller gap through a roller surface a second roller is pressed against the first roller surface, and the roller surface of the second roller is heated to a predetermined temperature of at least 350 K.
  • the roll surface of the second roll is preferably heated to a temperature in the range from 390 K to 420 K.
  • the contact pressure of the second roller against the first roller is preferably set to a value in the range from 10 to 25 N / cm in accordance with the roller length.
  • the required smoothing effect is preferably established in that the roller surface of the second roller is formed by a metal body and has a defined surface roughness that is matched to the smoothing effect. It is possible to use dirt-repellent structures called lotus leaf structures to form complementary surface geometries of the smoothing roller on the substrate.
  • the printing sheet is to be conveyed through the first roller into a second roller gap, the second roller gap being formed in interaction with another roller, the outer surface of which is cooled to a predetermined temperature, preferably in the range of 280 K to 300 K.
  • the device according to the invention is further characterized by a roller device for a sheetfed offset printing press which has a largely rigid first roller carrying a printed sheet and at least one heated roller which rolls thereon, the surface of which is matched to a required sheet smoothing.
  • a plurality of rollers of defined surface roughness are preferably arranged in succession axially parallel to one another in the circumferential direction of the first roller.
  • the first roller can form part of a transfer module or printing unit.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram to explain a first preferred embodiment of the invention in the form of a transfer module with a plurality of smoothing rollers which can be tempered to a predetermined temperature in the range from 100.degree.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram to explain a second preferred embodiment of the invention with a smoothing roller arranged in a lacquer / coating module in the region of the sheet outlet;
  • 3 shows a schematic diagram to explain a third preferred embodiment of the invention with a smoothing roller arranged in the region of the arch rise - here after a coating mechanism;
  • FIG. 4 shows a schematic diagram to explain a fourth preferred embodiment in which a forme cylinder elevator is converted by clamping a plate of defined surface roughness and inserting a heating device;
  • FIG. 5 shows a simplified sectional view through a roller device with an integrated heating device
  • FIG. 6 shows a simplified sectional view for explaining an embodiment of a roller heating device using a heat radiation source.
  • the transfer module 1 shows a transfer module for a sheet-fed printing press, which here has a transfer drum 1 and a transfer cylinder 2.
  • the transfer cylinder 2 is provided with sheet grippers, not shown here, by means of which the front edge of a printed sheet pointing in the direction of paper travel can be gripped.
  • the transfer cylinder 2 forms a support surface 3 for at least one printed sheet (not shown here).
  • This contact surface has, for example, a surface roughness achieved by a grinding process.
  • Three smoothing rollers 4, 5, 6 are subsequently provided along the outer circumference of the transfer cylinder 2. These smoothing rollers 4, 5, 6 have a comparatively high bending stiffness and are pushed against the transfer cylinder 2 under an adjustable radial force.
  • the smoothing rollers 4 and 5 are provided with a heating device for heating the outer peripheral surface of the smoothing rollers 4, 5.
  • the smoothing roller 6 cooperates here with a cooling device, as a result of which the outer peripheral surface of this roller can be cooled to a temperature in the range of 25 ° C.
  • the smoothing rollers 4, 5, 6 have a surface roughness which essentially corresponds to the desired smoothing. In the embodiment shown here, the surface of the smoothing roller 6 following in the conveying direction is slightly smoother than that of the preceding rollers.
  • FIG. 2 shows the roller arrangement as a unit integrated in the sheet outlet of a lacquer or coating module.
  • a heated smoothing roller 4 is provided which is seated on a printing sheet which here is seated over the entire surface of the outer peripheral surface of a printing cylinder 7.
  • the roller arrangement according to the invention is also realized by a smoothing roller 4 (6) in interaction with a pressure cylinder 7.
  • the smoothing roller 4 is arranged in the area of the arch rise and after a coating system (not shown). Possibly. heating of the smoothing roller 4 (5) can be waived at this point.
  • the pressure cylinder comprises two sheet grippers 9, 10. Vibrations of the smoothing roller 4 (5) can be prevented by appropriately stiff mounting of the smooth roller 4 (5) and lateral bridging of the gripper recesses.
  • Fig. 4 an embodiment of the invention is shown simplified. which the smoothing roller 4 is heated via heat radiation devices 11, 12.
  • the smoothing roller 4 interacts here with a pressure cylinder 7.
  • the smoothing roller 4 is formed here by a forme cylinder on which a plate with a defined surface roughness is clamped.
  • the outer circumference of the forme cylinder is matched to the outer circumference of the printing cylinder 7 in such a way that there is an integer circumferential length ratio.
  • the heat radiation devices 11, 12 are designed such that they emit radiation in the infrared range onto the smoothing roller 4.
  • the radiation density distribution is chosen in such a way that even in the event of a temporary standstill of the smoothing roller, inadmissibly high temperatures are not reached locally.
  • This smoothing roller here comprises a plate 14 which forms the outer surface of the roller and is made here, for example, from a polished steel sheet.
  • the plate 14 sits on a plastic layer 15 made of an electrically conductive plastic material.
  • the voltage supply takes place via a slip ring device 16 which is only indicated on one side but is at least provided in pairs and is conductively connected to the plastic layer 15.
  • An insulating layer 18 is provided between the heating device formed by the plastic layer 15 and a roller core 17, as a result of which the heat input into the core 17 is reduced.
  • FIG. A variant of the heating device is shown in FIG. which is radiated via a reflector arrangement 19 heat radiation onto the outer surface of the smoothing roller 4.
  • An infrared lamp bulb 20 is provided here as the radiation source.
  • a shielding device 21 is provided between the infrared lamp bulb 20 and the smoothing roller 4, by means of which a direct radiation onto the smoothing roller is prevented.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments described above.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Substrates, sowie Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Substrates insbesondere eines bebilderten oder bedruckten Bogens. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Im Bereich der Druck- und Photoindustrie werden hochwertige Oberflächen erreicht, indem das entsprechende Substrat beispielsweise ein Papierbogen verfahrensabschließend mit einer Lackschicht versehen wird. Die Aushärtung der Lackschicht kann bei entsprechenden Lacksystemen ggf. durch Bestrahlung mit UV-Licht derart beschleunigt werden, daß eine unmittelbare Koppelung der Lackiereinheit mit einer Druckmaschine möglich wird. Der Auftrag dieser Lackschichten .sowie die Sicherstellung einer hinreichend raschen Aushärtung derselben bereiten jedoch insbesondere während einer Prozessanlaufphase oder einer Prozessunterbrechung Probleme, da u.U. Substrat mit unvernetztem Lack aus der Lackiereinheit entfernt werden muß und hierbei erhebliche Emissionen auftreten können. Die im Zusammenhang mit der Aushärtung der Lacke auftretenden Emissionen erfordern aufwendige Vorkehrungen.
Ein wesentlicher Grund für die Durchführung einer Oberflächenbehandlung bei Druckerzeugnissen liegt neben der hierbei erreichbaren erhöhten Scheuerfestigkeit und dem verbesserten Abriebsschutz auch in dem je nach Lacksystem, erreichten Glanz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine definierte Oberflächenqualität bei einem Substrat insbesondere einem einzeln transportierten Druckbogen mit hoher Zuverlässigkeit auf anlagentechnisch günstig realisierbare Weise zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Druckbögen, mit einer in einer ersten Richtung drehbaren ersten Walze die eine Auflagefläche bildet, auf welcher der Druckbogen entlang einer wesentlichen Umfangsstrecke aufliegt, einer achsparallel zur ersten Walze angeordneten zweiten Walze, wobei die zweite Walze unter einer definierten Radialkraft auf dem Druckbogen aufsitzt und in Gegenrichtung zur ersten Richtung drehbar ist, wobei eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, zur Aufheizung des Druckbogens in einem zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze definierten Walzenspalt.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich bei Druckverfahren auf Grundlage von bogenweise transportierten Druckbogen hochwertige Oberflächen zu erreichen. Darüber hinaus wird es auf vorteilhafte Weise möglich, unter Verwendung eines einzigen Lacksystems durch Abstimmung der Oberflächenbeschaffenheit der zweiten Walze definierte Glanz- oder Matteffekte oder auch Glanz/Matt- Kombinationseffekte zu erreichen. Der gewünschte Oberflächeneffekt wird hierbei mit hoher Wiederholgenauigkeit erreicht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung unmittelbar in eine Bogenoffsetdruckmaschine integriert. Hierdurch wird ein besonders kompakter Systemaufbau erreicht. Die erste Walze kann hierbei beispielsweise unmittelbar durch einen Druckzylinder - oder eine Transfertrommel gebildet sein.
Die zweite Walze ist in vorteilhafter Weise aus einem Werkstoff gefertigt, dessen Steifigkeit größer ist als die des Druckbogenmateriales. Hierdurch wird bei vergleichsweise geringen radialen Walzenkräften eine hinreichend hohe Flächenpressung im Walzenspalt erreicht. Die zweite Walze - und vorzugsweise auch die erste Walze - sind in vorteilhafter Weise zumindest im Bereich ihrer Außenflächen aus einem Metallwerkstoff gebildet.
Der Durchmesser der ersten Walze ist in vorteilhafter Weise derart gewählt, daß der Außenumfang der Walze größer ist als die in Transportrichtung gemessene Länge des Druckbogens bzw. Substrats. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser der ersten Walze derart gewählt, daß dessen Umfangslänge der zweifachen maximalen Druckbogenlänge zuzüglich der seitens der Bogengreifeinrichtungen beanspruchten Umfangslänge, entspricht. Der Durchmesser der zweiten Walze ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser der ersten Walze. Durch die derart getroffene Durchmesserabstimmung kann auf die durch die Walzenkrümmungsradien bedingte Flächenpressung und damit ebenfalls auf den erreichten Oberflächenbearbeitungseffekt Einfluß genommen werden. Vorzugsweise entspricht die Umfangslänge der zweiten- Walze der 1/n fachen Umfangslänge der ersten Walze, wobei n der Anzahl der Druckbogenzonen der ersten Walze entspricht.
Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist die Heizeinrichtung vorzugsweise derart angeordnet, daß diese die Außenfläche der zweiten Walze von außen aufheizt. Hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine gewünschte Walzentemperatur in einem geringen Toleranzbereich einzuhalten.
Eine auch unter dem Gesichtspunkt einer vereinfachten Wartung vorteilhafte Ausführungsform der Heizeinrichtung ist dadurch gegeben, daß diese eine Strahlungswärmequelle umfaßt. Die Wärmestrahlung wird vorzugsweise im Bereich des Infrarotspektrums auf die Außenfläche der zweiten Walze aufgestrahlt. Die Intensität der Wärmestrahlung kann beispielsweise durch Steuerung/Regelung des Leistungsbezuges der Strahlungsquelle erfolgen. Alternativ hierzu oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, die Aufheizung der zweiten Walze durch den Abstand der Strahlungsquelle von der Walze, oder auch durch Reflektor- oder Abschirmungsanordnungen definiert einzustellen.
Alternativ zu einer externen Aufheizung der Außenfläche der zweiten Walze oder wiederum in Kombination hiermit ist es auch möglich, die Heizeinrichtung in die zweite Walze zu integrieren. Die Energieversorgung kann elektrisch über Schleifkontaktanordnungen oder auch berührungslos - beispielsweise induktiv - erfolgen.
Es ist in vorteilhafter Weise möglich, die Heizwärme unter Verwendung eines Walzenkernes oder einer Heizlage zu erzeugen, wobei der Walzenkern oder die Heizlage aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial insbesondere temperaturbeständigen leitfähigen Silikonkautschuk gefertigt sind. Alternativ hierzu sind auch elektrische Heizeinrichtungen sowie Heizeinrichtungen unter Verwendung eines Wärmeträgers beispielsweise Thermo-Öl möglich.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der angestrebte Oberflächeneffekt erreicht indem die Außenfläche der zweiten Walze eine definierte Oberflächenrauhigkeit aufweist. Diese definierte Oberflächenrauhigkeit kann vorzugsweise durch Strahl- oder Ätzverfahren eingestellt werden. Es ist möglich, die Außenfläche durch eine aufgespannte Platte oder Hülse zu bilden, so daß eine gewünschte Maschinenkonfiguration durch entsprechenden Austausch oder Einsatz des die Walzenaußenfläche bildenden Elementes erreicht werden kann.
Eine insbesondere zur Verarbeitung vergleichsweise nachgiebiger Druckbogen vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß in Umfangs- richtung der ersten Walze abfolgend wenigstens eine weitere, zur zweiten Walze achsparallele Walze vorgesehen ist. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ohne Umspannen des Druckbogens diesen auf der ersten Walze wenigstens zwei Walzbehandlungen zu unterziehen, wobei vorzugsweise der Walzdruck im ersten Walzenspalt niedriger ist als im zweiten Walzenspalt. Vorzugsweise ist im Gegenzug die Temperatur der Außenfläche der ersten Walze höher gewählt als die Temperatur der Außenfläche der zweiten Walze.
Eine auf das jeweilige Druckgut sowie den Lack oder Farbauftrag vorteilhafte Abstimmung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der radiale Anpreßdruck der an der ersten Walze anliegenden Walze bzw. Walzen einstellbar ist. Bei vergleichsweise breiten Walzenformen können diese vorzugsweise bombiert ausgebildet sein, wodurch der Durchbiegung der Walzen Rechnung getragen werden kann. Es ist auch möglich eine Vorspannung der Lagerungen der jeweiligen Walzen vorzunehmen.
Die Außenflächentemperatur wenigstens einer der an der ersten Walze anliegenden Walzen ist in vorteilhafter Weise unter Zwischenschaltung einer Regeleinrichtung einstellbar. Die Außenflächentemperartur dieser Walzen kann beispielsweise auf Grundlage eines Kennfeldes an die momentane Walzendrehzahl angepaßt werden. Hierdurch wird es möglich, auch bei unterschiedlichen Durchlaufgeschwindigkeiten des Druckbogens durch den Walzenspalt den erforderlichen Wärmeeintrag sicherzustellen. Das Wärmespeicherungsvermögen der zweiten Walze ist vorzugsweise derart gering gewählt, daß eine ausreichende Dynamik bei der Temperaturregelung sichergestellt ist und auch bei Stillstand der Walzenanordnung keine unzulässig hohe lokale Überhitzung im Bereich des Walzenspaltes eintreten kann.
Eine Vergleichmäßigung der Temperatur der an der Transfertrommel anliegenden Walzen kann erreicht werden, indem die Walzen durch Stützwalzenanordnungen abgestützt sind. Diese Stützwalzenanordnungen umfassen vorzugsweise Walzen mit einer elastomeren Lauffläche. Auch die Stützwalzen können beheizbar ausgebildet sein.
Wie vorangehend bereits angegeben, kann die erste Walze beispielsweise als Transfertrommel ausgebildet sein. Hierdurch wird es möglich in der Bogendruckmaschine zwischen den Färb- oder Lackwerken eine Oberflächenbehandlung vorzunehmen wodurch auf vorteilhafte Weise Einfluß auf das Färb- oder Lackauftragsverhalten genommen werden kann. Insbesondere bei dieser Ausführungsform besteht hinsichtlich der Anordnung und Ausführung der zweiten, beheizten Walze eine vergleichsweise große Konstruktionsfreiheit.
Alternativ zu der Ausgestaltung der ersten Walze als Transfertrommel ist es auch möglich, daß die erste Walze ein Druckzylinder eines Lack- oder Streichmoduls ist und die zweite Walze im Bereich des Bogenabgangs angeordnet ist. Die zweite temperierbare Walze und ggf. die weiteren dem Druckzyiinder des Lack- oder Streichmoduls zugeordneten vorzugsweise ebenfalls temperierbaren Walzen wirken hierbei als Glättwalzen.
Es ist in besonders vorteilhafter Weise auch möglich, die zweite Walze im Bereich des Bogenaufgangs anzuordnen. Hierdurch wird es möglich den unmittelbar geglätteten und im Bereich der Druckfläche aufgeheizten Druckbogen in ein Druck- Lackier- oder Streichwerk einlaufen zu lassen. In dem Druck- Lackier- oder Streichwerk kann in vorteilhafter Weise ein Lack oder Papierstrich auf die sukzessive ' einzeln transportierten Druckbogen aufgetragen werden wodurch es möglich wird auch beim Bogendruckverfahren eine homogene Druckbogenoberfläche ggf. mit Hochglanzeffekt zu erreichen.
Das durch die erfindungsgemäße Walzenanordnung bei Bogendruckmaschinen ermöglichte integrierte Oberflächenbehandlungsverfahren bietet den Vorteil, daß neben den üblicherweise verwendeten Dispersionslacken kein weiteres Lacksystem z.B. UV-Lacksystem eingeführt werden muß. Hierdurch wird der Energiebezug der Anlage auf einem geringen Niveau gehalten. Zudem kann auf aufwendige (UV-) Trocknersysteme verzichtet werden. Auch die mit der Verarbeitung von UV- Lacksystemen verbundenen Emissions- und Entsorgungsprobleme werden in vorteilhafter Weise vermieden oder zumindest vermindert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf den Druckbogen ein aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildeter - oder diesen zumindest enthaltender Lack aufgetragen welcher in dem erfindungsgemäßen Walzenspalt bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 150 °C in den Druckbogen ein- oder auf diesen aufgeschmolzen wird.
Im Rahmen dieses Kontaktschmelzvorganges kann über die Oberflächenrauhigkeit der beheizten Walze der gewünschte Glanz- oder Matteffekt eingestellt werden. Die beheizte Walze kann ggf. mit einem Trennmittel benetzt werden durch welches ein übermäßiges Anhaften des vorab auf den Druckbögen aufgetragenen Lackes oder der Farbe, vermieden wird.
Durch die Aufheizung der auf dem Druckbogen abwälzenden zweiten Walze wird es möglich bereits bei geringen Waizendrücken den gewünschten Oberflächeneffekt zu erreichen. Hierdurch wird insbesondere die Verarbeitung z.B das Bedrucken von nachgiebigen Druckbögen insbesondere Wellpappebögen ermöglicht, ohne daß diese hierbei unzulässig stark komprimiert werden.
Die auf dem, auf der Au ßenumfangsf lache der ersten Walze aufliegenden, Druckbogen abwälzenden Walzen sind vorzugsweise derart gelagert, daß deren Beistel- lung zum Bedruckstoff oder Druckbogen einstellbar ist. Vorzugsweise ist bei mehreren als Glättwalzen wirksamen Walzen eine unabhängige Einstellbarkeit der Andruckkraft gegeben. Die entsprechenden Stelltriebe sind vorzugsweise motorisch über zentrale Steuerungsplätze steuerbar.
Die Oberflächen der Glättwalzen sind vorzugsweise gegen Korrosion geschützt und weisen je nach erforderlichem Glättegrad entsprechende Oberflächenrauhigkeiten auf. Für Hochglanzeffekte weisen die Glättwalzen vorzugsweise polierte oder verchromte Oberflächen auf.
Die Temperatur der Oberflächen der Glättwalzen beträgt im Regelbetrieb vorzugsweise 120 bis 150 °C, wobei die Temperatur der Bogendurchlaufgeschwindigkeit angepaßt eingeregelt werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zusätzlich zu den temperierten Glättwalzen auch Kühlwalzen vorgesehen durch welche der Druckstoff bzw. Druckbogen nach dem Glättvorgang durch direkten Kontakt mit der Druckstoff oder -bogenoberfläche wieder abgekühlt wird. Alternativ hierzu oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, die Kühlung durch Aufblasen von Umgebungsluft oder gekühlter Luft auf den Bogen, vorzunehmen.
Die Beheizung der Walzen kann neben den angegebenen hochsiedenden Ölen oder elektrischen Heizeinrichtungen auch durch Heizbänder oder Heizmatten mit eigener Temperaturstabilisierung oder Regelung erfolgen. Auch hier erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Übertragung der elektrischen Energie zur Walze über Drehübertrager beispielsweise in Form von Schleifringen.
Insbesondere bei der Verwendung von Wärmestrahlungsquellen zur Aufheizung der Glättwalzen sind in vorteilhafter Weise Abschirmungseinrichtuπgen vorgesehen, zur Vermeidung der Abstrahlung der Wärme auf benachbarte Bauteile. Insbesondere bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Glättwalzenanordnung im Bereich des Zwischentrockners eines Doppellackwerkes erweist sich eine weitgehende Einhau- sung der Walzen auch im Hinblick auf einen möglichst geringen Energiebezug, als besonders vorteilhaft . Bei der Aufheizung der Glättwalzen unter Verwendung einer Wärmestrahlungsquelle beispielsweise eines elektrischen Heizstrahlers ist der Walzenkern vorzugsweise derart ausgebildet, daß dieser nur ein vergleichsweise geringes Wärmeleitvermögen aufweist. Dies wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kern aus einem CFK oder Keramikverbundmaterial gefertigt ist. Die vorzugsweise vergleichsweise dünn ausgebildete metallische Oberfläche der Glättwalze läßt sich hierbei leichter auf die gewünschte Solltemperatur bringen.
Die Temperaturleitfähigkeit kann durch den Aufbau des der Walzenaußenfläche beachbarten Walzenbereiches definiert festgelegt werden. Es ist möglich hier Schichten aus ausgewählten Metallen oder Metalllegierungen vorzusehen.
Vorzugsweise sind Sensoreinrichtungen vorgesehen durch welche die Temperatur der Walzenoberfläche überwacht und auf Grundlage der entsprechenden Meßwerte geregelt wird.
Neben berührungslos detektierenden Sensoren sind auch Berührungskontaktsensoren möglich. Letztere sind vergleichsweise robust und kostengünstig bereitstellbar. Vorzugsweise wird die Temperatur der Glättwalze an mehreren Stellen erfaßt. Um dem insbesondere im Seitenbereich der den Druckboben bzw. den Druckstoff tragenden Walze erhöhten Wärmeabfluß Rechnung zu tragen, ist es möglich, die Temperaturverteilung auf der Glättwalze gem. einem vorgegebenen Temperaturprofil abzustimmen. Vorzugsweise werden hierbei im Bereich der axialen Enden der Glättwalze Temperaturen gewählt die etwa 5 bis 10 K über der Temperatur im Mittenbereich liegen.
Die Temperaturregelung wird vorzugsweise durch eine bereits auf die lokal unterschiedliche Wärmeableitung abgestimmt Energiezufuhr unterstützt. Dies ist insbesondere bei der Verwendung einer Heizstrahleranordnung in vorteilhafter Weise möglich. Die durch die Überwachung der Oberflächentemperatur der Walzen erzeugten Meßsignale können auch von einem Sicherheitsschaltkreis verarbeitet werden. So ist es möglich, den Zugang zu den Glättwalzen erst freizugeben, wenn die Walzen auf eine zulässige Berührungstemperatur abgekühlt sind.
Die erfindungsgemäße Walzenaπordnung kann in vorteilhafter Weise jeweils vor einem Druckwerk angeordnet werden. Hierdurch wird auf apparatetechnisch günstig realisierbare Weise eine Vergleichmäßigung des Papierstriches erreicht. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, die vorgeschlagene Walzenanordnung einem Druckwerk beispielsweise zum Auftrag eines Lacks nachgeschaltet vorzusehen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf Grundlage der erfindungsgemäßen Walzenanordnung ein Transfermodul geschaffen das beispielsweise nach einem Lackwerk angeordnet werden kann. In diesem Transfermodul können mehrere Walzen mit einer definierten Oberflächenbeschaffenheit auf dem Druckbogen laufen und hierbei die Druckbogenoberfläche aufheizen und entsprechend der in dem jeweiligen Walzenspalt eingestellten Flächenpressung verdichten.
Im Anschluß an dieses Transfermodul kann eine Auslage an eine Auslagetrommel, oder mit dem Zweck einer Papierstrichglättung eine Weitergabe an ein Folgedruckwerk erfolgen. Eine Abkühlung des Bogens kann durch einen Kontakt mit einer gekühlten Walze, - oder vorzugsweise mehreren gekühlten Walzen vorzugsweise im Bereich des Bogenabgangs erfolgen. Auch im Bereich des Bogenaufganges kann ist es möglich unmittelbar im Zusammenspiel mit dem, den Bogen tragenden Zylinder eine Kühlwalzenanordnung zu verwirklichen. Eine Abkühlung durch Kaltluft oder Umgebungsluft insbesondere durch Luftschwerter und Ventilatoren ist ebenfalls möglich.
Insbesondere zur Glättung des Papierstriches ist es vorteilhaft wenigstens eine, vorzugsweise jedoch mindestens zwei Glättwalzen im Bogenaufgang eines Folgedruckwerkes anzuordnen. Sofern auf dem Bogen noch kein Farbauftrag vorhanden ist, oder der vorhandene Farbauftrag bereits ausreichend verfestigt ist können vergleichsweise hohe Walzentemperaturen eingestellt werden. Hierdurch wird es möglich zumindest bezüglich des Papierstrichs den Bogen im Rahmen der Berührung mit der erhitzten Walze glattzustreichen.
Bei ausgewählten Schicht- bzw. Beschichtungsstoffen sowie Druckfarben ist es auch möglich, eine beheizte Glättwalze im Bereich des Bogenabganges anzuordnen. Der Walzenanpreßdruck und vorzugsweise auch die Walzentemperatur werden hierbei jedoch vorzugsweise auf niedrigere Werte eingestellt. Unmittelbar folgend kann der Bogen dann durch einen Kühlwalzenspalt hindurchgeführt werden, wobei die Oberflächenbeschaffenheit der Kühlwalze dem geforderten Grad der Bogenglättung Rechnung trägt.
Bei gegebener freier Verfügbarkeit eines Doppellackwerkes ist es möglich dieses zu einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung abzuändern. Hierzu kann beispielsweise eine Platte mit einer definierten Oberfiächenrauhigkeit unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht - beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial - aufgespannt werden. Weiterhin wird eine Wärmequelle vorzugsweise ein Wärmestrahler derart and den modifizierten Zylinder des Doppellackwerkes herangeführt, daß eine definierte Erwärmung der Plattenaußenfläche ermöglicht ist. Eine geeignete Position hierzu liegt beispielsweise im Bereich des ansonsten hier bei einem Lackwerk angeordneten Kammerrakels. Geeignete Platten sind insbesondere Kupfer- oder Stahlplatten die beispielsweise hochfein poliert sind. Alternativ hierzu ist es auch möglich, eine Verbundplatte auf den entsprechenden Zylinder (beispielsweise Lackformzylinder) aufzuspannen, wobei diese Verbundplatte über Heizbänder oder Heizplatten erwärmt werden kann. Die Heizplatte kann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet sein. Die Spannungsversorgung kann unter vergleichsweise geringem vorrichtungstechnischen Aufwand durch Drehübertrager beispielsweise in Form von Schleifringanordnungen erfolgen. Die Umrüstung eines Doppellackzylinders erweist sich insbesondere im Hinblick auf die hohe Biegesteifigkeit dieses Zylinders sowie im Hinblick auf dessen hohe gewuchtete Eigenmasse als besonders vorteilhaft.
Eine besonders wirkungsvolle Glättung oder auch Prägung des Druckbogens kann gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung erreicht werden indem in einem vorgeschalteten Lackwerk beispielsweise im ersten Lackwerk, ein wärmeschmelzbarer Lack auf den Bogen aufgetragen werden wird und die Oberfläche des so vorbereiteten Bogens in einem mit der erfindungsgemäßen Heizwalzenanordnung ausgestatteten Transfermodul geglättet wird, wobei die Heiztemperatur im Transfermodul und die Laufgeschwindigkeit des Druckbogens vorzugsweise derart abgestimmt sind, daß die Erwärmung des Druckbogens bis zum Eintritt in ein folgendes Lackwerk noch nicht vollständig abgeklungen ist. Hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, im zweiten Lackwerk die Oberfläche des Druckbogens noch weiter zu behandeln beispielsweise durch eine auf den entsprechenden Zylinder aufgespannte Lackplatte. Diese Lackplatte kann eine definierte Oberflächenstruktur ggf. mit einem Glanz/Matt-Muster aufweisen. Durch die Verwendung einer definiert geätzten Trimetallplatte wird es möglich innerhalb eines Jobs unterschiedliche Matt- Glanzeffekte zu kombinieren. Durch entsprechende Oberflächenstrukturen in der Walze können auch Prägeeffekte beispielsweise zu Erzeugung gewünschter Lackeinprägungen erreicht werden.
Hinsichtlich eines Verfahrens zur Oberflächenbehandlung eines Substrats insbesondere Druckbogens wird die eingangs angegebene Aufgabe gelöst indem im Rahmen eines Substrat-Transportschrittes das Substrat insbesondere ein Druckbogen unter Auflage auf einer durch eine erste Walze gebildeten ersten Walzenfläche in einen Walzenspalt gefördert wird und in dem Walzenspalt durch eine Walzenfläche einer zweiten Walze gegen die erste Walzenfläche gedrängt wird, und die Walzenfläche der zweiten Walze auf eine vorgegebene Temperatur von wenigstens 350 K aufgeheizt wird.
Die Walzenfläche der zweiten Walze wird hierbei vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 390 K bis 420 K aufgeheizt. Vorzugsweise wird hierbei die Anpreßkraft der zweiten Walze gegen die erste Walze entsprechend der Walzenlänge auf einen Wert im Bereich von 10 bis 25 N/cm eingestellt.
Die geforderte Glättwirkung wird vorzugsweise festgelegt indem die Walzenfläche der zweiten Walze durch einen Metallkörper gebildet ist und eine auf die Glättwirkung abgestimmte definierte Oberflächenrauhigkeit aufweist. Es ist möglich schmutzabweisende Strukturen sog. Lotusblattstrukturen durch entsprechend komplementäre Oberflächengeometrien der Glättwalze auf dem Substrat auszubilden.
Insbesondere bei einer vergleichsweise hohen Aufheizung des Druckbogens sowie der Weiterleitung des Druckbogens an ein Folgedruckwerk ist gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante vorgesehen den Druckbogen durch die erste Walze in einen zweiten Walzenspalt zu fördern, wobei der zweite Walzenspalt im Zusammenspiel mit einer weiteren Walze gebildet ist, deren Außenfläche auf eine vorbestimmte Temperatur vorzugsweise im Bereich von 280 K bis 300 K gekühlt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich weiterhin aus durch eine Walzeneinrichtung für eine Bogenoffsetdruckmaschine die eine, einen Druckbogen tragende weitgehend biegesteife erste Walze und wenigstens eine darauf abwälzende beheizte Walze aufweist deren Oberfläche auf eine geforderte Druckbo- genglättung abgestimmt ist.
Vorzugsweise sind mehrere Walzen definierter Oberflächenrauhigkeit zueinander achsparallel in Umfangsrichtung der ersten Walze abfolgend angeordnet. Die erste Walze kann Teil eines Transfermoduls oder Druckwerks bilden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrer bevorzugter Ausführungsformen sowie hierbei vorteilhafter Detaillösungen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig.1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Tranfermodules mit mehreren auf eine vorgegebene Temperatur im Bereich von 100 °C temperierbaren Glättwalzen;
Fig.2 eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer in einem Lack/Streichmodul im Bereich des Bogenabgangs angeordneten Glättwalze; Fig.3 eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer im' Bereich des Bogenaufganges - hier nach einem Streichwerk - angeordneter Glättwalze;
Fig.4 eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer vierten bevorzugten Ausführungsform bei welcher ein Formzylinderaufzug durch Aufspannung einer Platte definierter Oberflächenrauhigkeit sowie Einschub einer Heizeinrichtung umgerüstet ist;
Fig.5 eine vereinfachte Schnittansicht durch eine Walzeneinrichtung mit integrierter Heizeinrichtung;
Fig.6 eine vereinfachte Schnittansicht zur Erläuterung einer Ausführungsform einer Walzenheizeinrichtung unter Verwendung einer Wärmestrahlungsquelle.
In Fig. 1 ist ein Transfermodul für eine Bogendruckmaschine gezeigt, das hier eine Übergabetrommel 1und einen Transferzylinder 2 aufweist. Der Transferzylinder 2 ist mit hier nicht näher dargestellten Bogengreifem versehen über welche die in Papierlaufrichtung weisende Stirnkante eines Druckbogens ergriffen werden kann.
Der Transferzylinder 2 bildet eine Auflagefläche 3 für wenigstens einen Druckbogen (hier nicht dargestellt). Diese Auflagefläche weist beispielsweise eine durch eine Schleifvorgang erreichte Oberflächenrauhigkeit auf.
Entlang des Außenumfangs des Transferzylinders 2 sind hier abfolgend drei Glättwalzen 4, 5, 6 vorgesehen. Diese Glättwalzen 4, 5, 6 weisen eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit auf und sind unter einer einstellbaren Radialkraft gegen den Transferzylinder 2 gedrängt. Die Glättwalzen 4 und 5 sind hier mit einer Heizeinrichtung versehen zum Aufheizen der Außenumfangsfläche der Glättwalzen 4 ,5. Die Glättwalze 6 wirkt hier mit einer Kühleinrichtung zusammen, wodurch die Außenumfangsfläche dieser Walze auf eine Temperatur im Bereich von 25°C abgekühlt werden kann. Die Glättwalzen 4, 5, 6 weisen eine Oberflächenrauhigkeit auf die im wesentlichen der gewünschten Glättung entspricht. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Oberfläche der in Förderrichtung abfolgenden Glättwalze 6 geringfügig glatter als die der vorangehenden Walzen.
Die Ausführungsform gern Fig. 2 zeigt die Walzenanordnung als in den Bogenab- gang eines Lack- oder Streichmodules integrierte Einheit. Bei dieser Ausführungsform ist eine beheizte Glättwalze 4 vorgesehen welche auf einem Druckbogen aufsitzt der hier vollflächig auf der Außenumfangsfläche eines Druckzylinders 7 aufsitzt. Der hier durch eine Lack- oder Streicheinrichtung 8 erreichte Auftrag auf den Druckbogen führt im Zusammenspiel mit der beheizten Glättwalze 4 zu einer entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit der Glättwalze 4 geglätteten Oberfläche.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Walzenanordnung ebenfalls durch eine Glättwalze 4 (6) im Zusammenspiel mit einem Druckzylinder 7 verwirklicht. Abweichend von der Ausführungsform gern Fig.3 ist hier die Glättwalze 4 im Bereich des Bogenaufganges und nach einem Streichwerk (nicht dargestellt) angeordnet. Ggf. kann von einer Beheizung der Glättwalze 4 (5) an dieser Stelle abgesehen werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform umfaßt der Druckzylinder zwei Bogengreifer 9, 10. Durch entsprechend steife Lagerung der Glattwalze 4 (5) sowie seitliche Überbrückungen der Greiferausneh- mungen kann Vibrationen der Glättwalze 4 (5) vorgebeugt werden.
In Fig. 4 ist vereinfacht eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt gem. welcher die Glättwalze 4 über Wärmestrahlungseinrichtungen 11 , 12 aufgeheizt wird. Die Glättwalze 4 wirkt hier mit einem Druckzylinder 7 zusammen. Die Glättwalze 4 ist hier durch einen Formzylinder gebildet auf welchen eine Platte mit einer definierten Oberflächenrauhigkeit aufgespannt ist. Der Außenumfang des Formzylinders ist auf den Außenumfang des Druckzylinders 7 derart abgestimmt, daß ein ganzzahliges Umfangslängenverhältnis besteht. Die Wärmestrahlungseinrichtungen 11 , 12 sind derart ausgebildet, daß diese Strahlung im Infrarotbereich auf die Glättwalze 4 abstrahlen. Die Strahlungsdichteverteilung ist derart gewählt, daß auch im Falle eines vorübergehenden Stillstandes der Glättwalze lokal keine unzulässig hohen Temperaturen erreicht werden.
In Fig. 5 ist vereinfacht der Aufbau einer innenbeheizten Glättwalze 4 dargestellt. Diese Glättwalze umfaßt hier eine die Walzenaußenfläche bildende Platte 14 die hier beispielsweise aus einem polierten Stahblech gefertigt ist. Die Platte 14 sitzt auf einer Kunststoffschicht 15 aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial auf. Die Spannungsversorgung erfolgt über eine hier nur einseitig angedeutete, jedoch wenigstens paarweise vorgesehene Schleifringeinrichtung 16 welche leitend mit der Kunststoffschicht 15 verbunden ist. Zwischen der durch die Kunststoffschicht 15 gebildeten Heizeinrichtung und einem Wälzenkern 17 ist eine isolierende Lage 18 vorgesehen wodurch der Wärmeintrag in den Kern 17 vermindert ist.
In Fig. 6 ist eine Variante der Heizeinrichtung gezeigt gem. welcher über eine Reflektoranordnung 19 Wärmestrahlung auf die Außenfläche der Glättwalze 4 gestrahlt wird. Als Strahlungsquelle ist hier ein Infrarot-Lampenkolben 20 vorgesehen. Zwischen dem Infrarot-Lampenkolben 20 und der Glättwalze 4 ist eine Abschirmungseinrichtung 21 vorgesehen, durch welche eine unmittelbar Abstrahlung auf die Glättwalze verhindert ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Walzenanordnung zur Oberflächenbehandlung bei Rollen- oder Bahndruckverfahren anzuwenden. Durch die Ausbildung der vorgeschlagenen Walzenanordnung im Bereich des Bogenaufgangs werden auch ohne Temperierung der Glättwalze verbesserte Oberflächeneigenschaften erreicht.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Druckbögen, mit: einer in einer ersten Richtung drehbaren ersten Walze (2;7) die eine Auflagefläche bildet, auf welcher der Druckbogen flächig aufliegt, einer achsparallel zur ersten Walze (2;7) angeordneten zweiten Walze (4;5;6), wobei die zweite Walze (4;5;6) unter einer vorbestimmten Radialkraft auf dem
Druckbogen aufsitzt und entgegen der Drehrichtung der ersten Walze (2;7) drehbar ist, und einer Heizeinrichtung (11 ,12; 15, 16), zur Aufheizung des Druckbogens im Bereich eines zwischen der ersten Walze (2;7) und der zweiten Walze (4;5;6) definierten
Walzenspaltes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Teil einer Bogenoffsetdruckmaschine bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zweiten Walze (4;5;6) kleiner ist als der Durchmesser der ersten Walze (2;7).
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (11,12) derart angeordnet ist, daß diese die Außenfläche der zweiten Walze (4;5;6) von außen aufheizt.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (11,12) eine Strahlungswärmequelle umfaßt.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (15, 16) in die zweite Walze integriert ist.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der zweiten Walze (4,5,6) eine definierte Oberflächenrauhigkeit aufweist.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung der ersten Walze (2;7) abfolgend wenigstens eine weitere, zur zweiten Walze (4) achsparallele Walze (5, 6) vorgesehen ist die ebenfalls auf dem Druckbogen aufsitzt.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Anpreßdruck der den Druckbogen gegen die erste Walze (2;7) drängenden Walzen (4;5;6) einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächentemperatur wenigstens einer der gegen die erste Walze (2;7) drängenden Walzen (4;5;6) einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (2) eine Transfermodulwalze ist.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (7) eine Lack- oder Streichmodulwalze ist und die zweite Walze im Bereich des Bogenabgangs angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (4) im Bereich des Bogenaufgangs angeordnet ist.
14. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Substrats insbesondere Druckbogens bei welchem im Rahmen eines Substrattransportschrittes dieses unter Auflage auf einer, durch eine erste Walze gebildeten ersten Walzenfläche in einen Walzenspalt gefördert wird und in dem Walzenspalt durch eine Walzenfläche einer zweiten Walze gegen die erste Walzenfläche gedrängt wird, und die Walzenfläche der zweiten Walze auf eine vorgegebene Temperatur von wenigstens 350 K aufgeheizt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenfläche der zweiten Walze auf eine Temperatur im Bereich von 390 K bis 420 K aufgeheizt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft der zweiten Walze gegen die erste Walze entsprechend der Walzenlänge auf einen Wert im Bereich von 10 bis 25 N/cm eingestellt wird.
17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenfläche der zweiten Walze durch einen Metallkörper gebildet ist und eine definierte Oberflächenrauhigkeit aufweist.
18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat durch die erste Walze in einen zweiten Walzenspalt gefördert wird, wobei der zweite Walzenspalt im Zusammenspiel mit einer weiteren Walze gebildet ist, deren Außenfläche gekühlt ist.
19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dieses im Rahmen eines Bogendruckvorganges im Rahmen des Durchlaufs des Druckbogens durch eine Bogendruckmaschine abgearbeitet wird.
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