EP1287204B1 - Verfahren zur oberflächenbehandlung eines substrates, sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

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EP1287204B1
EP1287204B1 EP01929621A EP01929621A EP1287204B1 EP 1287204 B1 EP1287204 B1 EP 1287204B1 EP 01929621 A EP01929621 A EP 01929621A EP 01929621 A EP01929621 A EP 01929621A EP 1287204 B1 EP1287204 B1 EP 1287204B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
sheet
rollers
smoothing
nip
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01929621A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1287204A1 (de
Inventor
Ulrich Jung
Thomas Walther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1287204B1 publication Critical patent/EP1287204B1/de
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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
    • 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 device for the surface treatment of printed sheets, which forms part of a sheetfed offset printing press.
  • the invention further relates to a method for surface treatment of an arcuate substrate, in particular a printed sheet.
  • High-quality surfaces are achieved in the printing and photo industry, by completing the corresponding substrate, for example a sheet of paper is provided with a layer of lacquer.
  • the curing of the paint layer can with appropriate coating systems, if necessary, by irradiation with UV light be accelerated that a direct coupling of the painting unit with a Printing machine becomes possible.
  • the related Emissions that occur with the curing of the paints require time-consuming work Precautions.
  • a calender for applying wax-containing dispersions has been described in EP 0 637 467 A1.
  • the calender consists of a heatable calender roll with a large diameter and one or more counter-pressure rolls which can be set against the calender roll.
  • the pressure of the counter pressure rollers is 10 to 20 tons.
  • From US-A-2,277,426 is a device for processing sheet material known.
  • An independent calendering device is described, which at the same time for applying a coating to sheet material and smoothing the coating on the sheet material.
  • the calendering device has one Calender roll of very large diameter, a drying device for the Coating, cooling rollers to solidify the coating and a variety of Back pressure rollers to smooth the coating.
  • a stand-alone device includes a coating unit, a drying unit and a smoothing unit.
  • the smoothing unit includes a mirror-smooth gloss roller and an elastic counter-pressure roller.
  • the paper web is heated by means of the dryer for smoothing.
  • a sheet-fed offset printing machine which has an additional calendering unit which serves to smooth the printing sheet is connected downstream.
  • the calendering unit is by means of sheet transport devices downstream of the printing units and a coating unit of the sheetfed offset printing press and has a pressure cylinder, a calendering cylinder and one on top of it stretched smoothing plate. The use of heat is not mentioned.
  • the invention is based on the object of a defined surface quality a substrate, in particular an individually transported printing sheet with high To achieve reliability in a way that is economically viable:
  • the device for surface treatment of printed sheets forms part of a sheetfed offset printing press and is provided with a first roller rotatable in a first direction, which has a bearing surface forms, on which the printed sheet lies flat, one parallel to the first Roller arranged second roller, the second roller under a defined Radial force sits on the printed sheet and in the opposite direction to the first direction is rotatable and the diameter of the second roller is smaller than the diameter the first roller, and with a heater in connection with the second Roller, for heating the printed sheet only in the area between the first roller and the second roller defined nip.
  • the device is directly integrated into a sheetfed offset press.
  • the first roller can, for example directly by a printing cylinder or a transfer drum be educated.
  • the second roller is advantageously made of a material whose Stiffness is greater than that of the sheet material. This will make comparative low radial roller forces a sufficiently high surface pressure reached in the nip.
  • the second roller - and preferably also the first one Roll - are advantageously made at least in the area of their outer surfaces formed from a metal material.
  • the diameter of the first roller is advantageously chosen such that the Outer circumference of the roller is greater than the length measured in the direction of transport of the printed sheet or substrate. According to a particularly preferred embodiment the diameter of the first roller is chosen such that its The circumferential length is twice the maximum length of the printed sheet plus that on the part the circumferential length claimed for the bow gripping devices.
  • the diameter of the second roller is smaller than the diameter the first roller. Due to the diameter adjustment made in this way, the surface pressure caused by the roll radius of curvature and thus also be influenced on the surface processing effect achieved.
  • the circumferential length of the second roller preferably corresponds to 1 / n times Circumferential length of the first roller, where n is the number of printing sheet zones corresponds to the first roller.
  • the heating device is preferred arranged such that this the outer surface of the second roller from the outside heating up. This advantageously makes it possible to achieve a desired roller temperature to be observed within a small tolerance range.
  • the heating device is a radiant heat source.
  • the heat radiation is preferably in the range of Infrared spectrum is irradiated on the outer surface of the second roller.
  • the intensity The heat radiation can, for example, by controlling the regulation of the power consumption the radiation source. Alternatively or in combination With this measure, it is also possible to heat the second roller the distance of the radiation source from the roller, or by reflector or Define shielding arrangements defined.
  • the energy supply can be electrical via sliding contact arrangements or also contactlessly - for example inductively.
  • roller core or the Heating layer made of an electrically conductive plastic material, in particular temperature-resistant conductive silicone rubber are made.
  • thermo oil using a heat transfer medium there are also electrical heating devices and heating devices possible, for example, thermal oil using a heat transfer medium.
  • the Desired surface effect achieved by the outer surface of the second roller has a defined surface roughness.
  • This defined surface roughness can preferably be adjusted by blasting or etching processes. It is possible to form the outer surface by a clamped plate or bush, so that a desired machine configuration by appropriate exchange or use of the element forming the outer roll surface can be achieved can.
  • a comparatively flexible printed sheet, in particular for processing is given in that in the circumferential direction following the first roller at least one further, to the second roller axially parallel roller is provided.
  • the rolling pressure in the first Nip is lower than in the second nip.
  • the temperature of the outer surface of the first roller is chosen higher than the temperature the outer surface of the second roller.
  • an advantageous one for the respective print material as well as the varnish or ink application Voting can be done according to a preferred embodiment of the invention can be achieved that the radial contact pressure of the applied to the first roller Roller or rollers is adjustable. With comparatively wide roller shapes these are preferably cambered, which causes the deflection of the Rolls can be taken into account. Biasing is also possible the bearings of the respective rollers.
  • the outer surface temperature of at least one of the ones lying on the first roller Rolling is advantageously with the interposition of a control device adjustable.
  • the outside surface temperature of these rollers can be, for example Based on a map to be adapted to the current roller speed.
  • the heat storage capacity of the second roller is preferred chosen so low that sufficient dynamics in temperature control is ensured and no impermissibly high even when the roller assembly is at a standstill local overheating in the area of the roll gap can occur.
  • An equalization of the temperature of the applied to the transfer drum Rolling can be accomplished by the calender rolls through support leg assemblies are supported.
  • These backup roller assemblies preferably include Rollers with an elastomeric tread. The backup rolls can also be heated be trained.
  • the first roller can be used, for example, as Transfer module roller be formed.
  • first roller is a printing cylinder of a coating or coating module and the second roller is arranged in the region of the sheet exit.
  • the second temperable roller and possibly the other, the impression cylinder of the coating or Coating module assigned preferably also temperable rollers act here as smoothing rollers.
  • a lacquer or Paper line applied to the successively individually transported printing sheets become homogeneous even with the sheet printing process
  • Print surface can be achieved with a high-gloss effect if necessary.
  • the surface roughness the desired gloss or matt effect can be set on the heated roller.
  • the heated roller can optionally be wetted with a release agent through which one excessive adhesion of the varnish previously applied to the printing sheet or the color that is avoided.
  • the printed sheets lying on the outer circumferential surface of the first roller Rolling rollers are preferably mounted in such a way that their provision adjustable to the substrate or printed sheet.
  • the pressure force can be adjusted independently given.
  • the corresponding actuators are preferably motorized central control stations controllable.
  • the surfaces of the smoothing rollers are preferably protected against corrosion and have corresponding surface roughness depending on the required degree of smoothness.
  • the smoothing rollers are preferably polished or chrome-plated Surfaces on.
  • the temperature of the surfaces of the smoothing rollers is preferably in normal operation 120 to 150 ° C, the temperatures of the sheet speed can be adjusted accordingly.
  • cooling rollers are provided through which the Printing material or printed sheet after the smoothing process by direct contact with the substrate or sheet surface is cooled again.
  • cooling Inflate ambient air or cooled air it is also possible to use cooling Inflate ambient air or cooled air on the sheet.
  • rollers can be heated in addition to the specified high-boiling oils or electrical heating devices also by means of heating tapes or heating mats with their own Temperature stabilization or regulation take place.
  • a transmission of electrical Energy to the roller via rotary transmitters for example in the form of slip rings.
  • the roller core is preferred formed such that it has only a comparatively low thermal conductivity having.
  • the core made of a CFRP or ceramic composite material is made.
  • the preferably comparatively thin metallic The surface of the smoothing roller can more easily be brought up to the desired target temperature bring.
  • the thermal conductivity can be determined by the structure of the outer surface of the roller adjacent roller area can be defined defined. It is possible here Provide layers of selected metals or metal alloys.
  • Sensor devices are preferably provided by which the temperature of the roller surface is monitored and based on the corresponding measured values is regulated.
  • the temperature of the smoothing roller is preferably recorded at several points. Around that particularly in the side area of the printed sheet or the printed material bearing roller to take into account increased heat dissipation, it is possible to Temperature distribution on the smoothing roller according to a predetermined temperature profile vote. Preferably, in the region of the axial ends of the Smoothing roller temperatures selected which are about 5 to 10 ° K above the temperature in the Center area.
  • the temperature control is preferably different from one already locally Heat dissipation supports coordinated energy supply. This is particularly so when using a radiant heater arrangement in an advantageous manner possible.
  • the generated by monitoring the surface temperature of the rollers Measurement signals can also be processed by a safety circuit. So it is possible to give access to the smoothing rollers only when the rollers have cooled down to a permissible contact temperature.
  • roller arrangement according to the invention can advantageously each before be arranged in a printing unit. As a result, it is cheap in terms of apparatus achievable way achieved a smoothing of the paper stroke. alternative for this, or in combination with this measure, it is also possible to proposed roller arrangement a printing unit, for example, to order to provide a lacquer downstream.
  • a transfer module was 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 can have multiple rollers with a defined surface finish run on the sheet and heat up the sheet surface and according to the surface pressure set in the respective nip compacted.
  • Cooling of the arch can be achieved by contact with a cooled roller or preferably several cooled rollers, preferably in Area of the arch exit. Can also be in the area of the arch emergence it is possible in direct interaction with the cylinder carrying the bow to realize a cooling roll arrangement. Cooling down with cold air or Ambient air especially through air swords and fans is also possible.
  • a roller arrangement for example a plate with a defined surface roughness with the interposition of one insulating layer - for example made of a plastic material - stretched become.
  • a heat source is preferably a heat radiator and introduced the modified roller of the double coating unit that a defined Heating of the outer surface of the plate is made possible.
  • a suitable position for this lies, for example, in the area of a coating unit otherwise arranged here Chambered doctor blade.
  • Suitable plates are in particular copper or steel plates which are, for example, very finely polished.
  • a Composite plate on the corresponding cylinder e.g.
  • lacquer form cylinder to span, this composite panel being heated via heating tapes or heating panels can be.
  • the heating plate can for example be made of an electrically conductive Be made of plastic material.
  • the power supply can be comparatively below low expenditure on device technology, for example, by rotary transformers in the form of slip ring arrangements.
  • the conversion of a double lacquer cylinder proves itself in particular with regard to the high bending stiffness this cylinder as well as in view of its high balanced weight particularly advantageous.
  • a particularly effective smoothing or embossing of the printed sheet can be achieved in one upstream coating unit, for example in the first coating unit, a heat-fusible one Varnish will be applied to the arch and the surface of the so prepared Sheet in a equipped with the heating roller arrangement according to the invention
  • Transfer module is smoothed, the heating temperature in the transfer module and the running speed of the printed sheet is preferably coordinated in such a way that the heating of the printed sheet until it enters a subsequent coating unit has not yet completely subsided. This makes it advantageous possible to further increase the surface of the printed sheet in the second coating unit treat for example by a clamped on the corresponding cylinder Coating plate.
  • This lacquer plate can have a defined surface structure if necessary with a Show gloss / matt pattern.
  • a defined etched Tri-metal plate makes it possible to have different matt-gloss effects within one job to combine.
  • embossing effects for example, to create desired lacquer impressions can be achieved.
  • the roll surface of the second roll is preferably brought to a temperature heated in the range from 390 to 420 ° K.
  • the contact pressure is preferred the second roller against the first roller according to the roller length set a value in the range of 10 to 25 N / cm.
  • the required smoothing effect is preferably determined by the roller surface the second roller is formed by a metal body and one on the smoothing effect has coordinated defined surface roughness. Dirt is possible repellent structures so-called lotus leaf structures by correspondingly complementary Form surface geometries of the smoothing roller on the substrate.
  • the forwarding of the printing sheet to a subsequent printing unit is in accordance with a preferred one Process variant provided the printed sheet by the first roller in to promote a second nip, the second nip in interaction is formed with another roller, the outer surface of which is predetermined Temperature is preferably cooled in the range of 280 to 300 ° K.
  • the device according to the invention is further characterized by a roller device for a sheetfed offset press the one, a press sheet bearing largely rigid first roller and at least one rolling on it heated roller has its surface on a required sheet smoothing is coordinated.
  • a plurality of rollers of defined surface roughness are preferably in relation to one another axially parallel in the circumferential direction of the first roller in succession.
  • the first The roller can form part of a transfer module or printing unit.
  • a transfer module for a sheet-fed printing machine is shown, the one here Transfer cylinder 1 and a transfer cylinder 2 has.
  • the transfer cylinder is provided with sheet grippers, not shown here, via which the direction of paper travel pointing edge of a printed sheet 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, one by one Surface roughness reached.
  • smoothing rollers 4 and 5 are here with a heating device provided for heating the outer peripheral surface of the smoothing rollers 4, 5.
  • Die Smoothing roller 6 cooperates here with a cooling device, thereby creating the outer peripheral surface this roller cooled to a temperature in the range of 25 ° C. can be.
  • the smoothing rollers 4, 5, 6 have a surface roughness that is essentially that of corresponds to the desired smoothing.
  • the Surface of the smoothing roller 6 following in the conveying direction is slightly smoother than that of the previous reels.
  • the embodiment acc. Fig. 2 shows the roller arrangement as in the sheet outlet of a paint or coating module integrated unit.
  • a heated smoothing roller 4 is provided which on a printed sheet is seated here over the entire surface of the outer circumferential surface of a printing cylinder 7 seated.
  • Fig. 4 an embodiment of the invention is shown in simplified form. which one 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 here formed by a plate cylinder on which a plate with a defined Surface roughness is spanned.
  • the outer circumference of the plate cylinder is open the outer circumference of the printing cylinder 7 matched such that an integer Circumferential length ratio exists.
  • the heat radiation devices 11, 12 are designed such that they Radiate radiation in the infrared range on the smoothing roller 4.
  • the radiation density distribution is selected in such a way that even in the event of a temporary standstill the smoothing roller does not reach impermissibly high temperatures locally.
  • an internally heated smoothing roller 4 is shown in simplified form.
  • This smoothing roller here comprises a plate 14 forming the outer surface of the roller here is made of polished steel, for example.
  • the plate 14 sits on a plastic layer 15 made of an electrically conductive plastic material.
  • the Power is supplied via a, however, only indicated here on one side at least in pairs provided slip ring device 16 which is conductive with the Plastic layer 15 is connected.
  • an insulating layer 18th Between the through the plastic layer 15th formed heater and a roller core 17 is an insulating layer 18th provided whereby the heat input into the core 17 is reduced.
  • FIG. 6 shows a variant of the heating device according to FIG. which one Reflector arrangement 19 heat radiation on the outer surface of the smoothing roller 4 is blasted.
  • An infrared lamp bulb 20 is provided here as the radiation source.
  • a shielding device is located between the infrared lamp bulb 20 and the smoothing roller 4 21 provided by which a direct radiation on the Smoothing roller is prevented.
  • the invention is not based on the exemplary embodiments described above limited.
  • By designing the proposed roller arrangement in the area of the sheet rise are improved even without tempering the smoothing roller Surface properties achieved.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Druckbögen, die einen Teil einer Bogenoffsetdruckmaschine bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines bogenförmigen Substrates, insbesondere eines Druckbogens.
Im Bereich der Druck- und Fotoindustrie 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 unvemetztem Lack aus der Lackiereinheit entfernt werden muss und hierbei erhebliche Emissionen auftreten können. Die im Zusammenhang mit der Aushärtung der Lacke auftretenden Emissionen erfordern aufwändige 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.
Derartige Vorrichtungen sind aus der Patentliteratur bekannt geworden.
So ist in der EP 0 637 467 A1 ein Kalander zum Auftragen wachshaltiger Dispersionen beschrieben worden. Der Kalander besteht als eigenständige Vorrichtung aus einer beheizbaren Kalanderwalze mit großem Durchmesser und einer oder mehreren an die Kalanderwalze anstellbaren Gegendruckwalzen. Der Anstelldruck der Gegendruckwalzen beträgt 10 bis 20 Tonnen.
Aus der US-A-2,277,426 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Bogenmaterial bekannt. Beschrieben wird eine eigenständige Kalandriereinrichtung, die gleichzeitig zum Auftragen einer Beschichtung auf Bogenmaterial und das Glätten der Beschichtung auf dem Bogenmaterial ermöglicht. Die Kalandriereinrichtung weist eine Kalanderwalze sehr großen Durchmessers, eine Trocknungseinrichtung für die Beschichtung, Kühlwalzen zum verfestigen der Beschichtung und eine Vielzahl von Gegendruckwalzen zum Glätten der Beschichtung auf.
Aus der US-A-2,554,663 ist weiterhin ein Verfahren zum glänzend machen von Papier bekannt geworden. Es wird eine eigenständige Vorrichtung beschrieben, die eine Beschichtungseinheit, eine Trocknungseinheit und einen Glätteinheit enthält. Die Glätteinheit beinhaltet eine spiegelglatte Glänzwalze und eine elastische Gegendruckwalze. Zum Glätten wird die Papierbahn mittels des Trockners aufgeheizt.
Schließlich ist aus der DE 41 05 952 A1 eine Vorrichtung zur Nachbehandlung inline lackierter Druckbogen bekannt geworden. Beschrieben wird eine Bogenoffsetdruckmachine, der ein zusätzliches, der Glättung des Druckbogens dienendes Kalandrierwerk nachgeschaltet ist. Das Kalandrierwerk ist mittels Bogentransporteinrichtungen den Druckwerken und einem Lackierwerk der Bogenoffsetdruckmaschine nachgeordnet und weist einen Druckzylinder, einen Kalandrierzylinder und eine auf diesem aufgespannte Glättplatte auf. Die Anwendung von Wärme wird nicht erwähnt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, 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 nach Anspruch 1. Die Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Druckbögen bildet einen Teil einer Bogenoffsetdruckmaschine und ist versehen mit einer in einer ersten Richtung drehbaren ersten Walze, die eine Auflagefläche bildet, auf welcher der Druckbogen flächig 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 und der Durchmesser der zweiten Walze kleiner ist als der Durchmesser der ersten Walze, und mit einer Heizeinrichtung in Verbindung mit der zweiten Walze, zur Aufheizung des Druckbogens lediglich im Bereich eines zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze definierten Walzenspaltes.
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 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 Oberflächenrauigkeit aufweist. Diese definierte Oberflächenrauigkeit kann vorzugsweise durch Strahl- oder Ätzverfahren eingestellt werden. Es ist möglich, die Außenfläche durch eine aufgespannte Platte oder Buchse zu bilden, sodass 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 Umfangsrichtung 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 Kalanderwalzen durch Stützwatzenanordnungen 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 Transfermodulwalze ausgebildet sein. Hierdurch wird es möglich in der Bogendruckmaschine zwischen den Farb- oder Lackwerken eine Oberflächenbehandlung vorzunehmen wodurch auf vorteilhafte Weise Einfluss auf das Farb- 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 Druckzylinder 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 zum einen der Energiebezug der Anlage auf einem geringen Niveau gehalten. Zudem kann auf aufwändige (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 Oberflächenrauigkeit 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 Druckbogen aufgetragenen Lackes oder der Farbe, vermieden wird.
Durch die Aufheizung der auf dem Druckbogen abwälzenden zweiten Walze wird es möglich bereits bei geringen Walzendrücken 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 Außenumfangsfläche der ersten Walze aufliegenden, Druckbogen abwälzenden Walzen sind vorzugsweise derart gelagert, dass deren Beistellung 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 Oberflächenrauigkeiten 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 Temperaturen 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 Bedruckstoff bzw. Druckbogen nach dem Glättvorgang durch direkten Kontakt mit der Bedruckstoff- 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 Abschirmungseinrichtungen 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 weit gehende Einhausung 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 benachbarten 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 Druckbogen bzw. den Druckstoff tragenden Walze erhöhten Wärmeabfluss Rechnung zu tragen, ist es möglich, die Temperaturverteilung auf der Glättwalze gemäß 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 abgestimmte 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 Walzenanordnung 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 glatt zu streichen.
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 Oberflächenrauigkeit unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht - beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial ― aufgespannt werden. Weiterhin wird eine Wärmequelle vorzugsweise ein Wärmestrahler derart and die modifizierte Walze 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 zur Erzeugung gewünschter Lackeinprägungen erreicht werden.
Hinsichtlich eines Verfahrens zur Oberflächenbehandlung eines bogenförmigen Substrats, insbesondere eines Druckbogens, wird die eingangs angegebene Aufgabe mit den Verfahrensschritten nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 gelöst. Dies geschieht, indem im Rahmen eines Substrattransportschrittes während eines Bogendruckvorganges bei dem Durchlauf des Druckbogens durch eine Bogendruckmaschine das Substrat 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 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 Oberflächenrauigkeit aufweist. Es ist möglich Schmutz abweisende 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 bis 300 °K gekühlt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich weiterhin aus durch eine Walzeneinrichtung für eine Bogenoffsetdruckmaschine die eine, einen Druckbogen tragende weit gehend biegesteife erste Walze und wenigstens eine darauf abwälzende beheizte Walze aufweist deren Oberfläche auf eine geforderte Druckbogenglättung abgestimmt ist.
Vorzugsweise sind mehrere Walzen definierter Oberflächenrauigkeit 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.
eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Transfermodules 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 Stretchwerk ― angeordneter Glättwalze;
Fig.4
eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer vierten bevorzugten Ausführungsform bei welcher ein Formzylinderaufzug durch Aufspannung einer Platte definierter Oberflächenrauigkeit 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 auf Grundlage einer Wärmestrahlungsquelle.
In Fig. 1 ist ein Transfermodul für eine Bogendruckmaschine gezeigt, das hier einen Übergabezylinder 1 und einen Transferzylinder 2 aufweist. Der Transferzylinder ist mit hier nicht näher dargestellten Bogengreifern versehen über welche die Papierlaufrichtung weisende Stimkante 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 Oberflächenrauigkeit 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 Oberflächenrauigkeit 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 gem. Fig. 2 zeigt die Walzenanordnung als in den Bogenabgang 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 gem. 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 Glättwalze 4 (5) sowie seitliche Überbrückungen der Greiferausnehmungen 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 Plattenzylinder gebildet auf welchen eine Platte mit einer definierten Oberflächenrauigkeit aufgespannt ist. Der Außenumfang des Plattenzylinders 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 Stahlblech 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 Walzenkern 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 (16)

  1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Druckbögen, die einen Teil einer Bogenoffsetdruckmaschine bildet, 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 der Durchmesser der zweiten Walze (4; 5; 6) kleiner ist als der Durchmesser der ersten Walze (2;7), und
    einer Heizeinrichtung (11, 12; 15, 16) in Verbindung mit der zweiten Walze (4; 5; 6), zur Aufheizung des Druckbogens lediglich im Bereich eines zwischen der ersten Walze (2; 7) und der zweiten Walze (4; 5; 6) definierten Walzenspaltes.
  2. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (11; 12) derart angeordnet ist, dass diese die Außenfläche der zweiten Walze (4; 5; 6) von außen aufheizt.
  3. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (11; 12) eine Strahlungswärmequelle umfasst.
  4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (15; 16) in die zweite Walze integriert ist.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der zweiten Walze (4; 5; 6) eine definierte Oberflächenrauigkeit aufweist.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, 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.
  7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Anpressdruck der den Druckbogen gegen die erste Walze (2; 7) drängenden Walzen (4; 5; 6) einstellbar ist.
  8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächentemperatur wenigstens einer der gegen die erste Walze (2; 7) drängenden Walzen (4; 5; 6) einstellbar ist.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Walze (2) eine Transfermodulwalze ist.
  10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Walze (7) eine Lack- oder Streichmodulwalze ist und die zweite Walze im Bereich des Bogenabgangs angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Walze (4) im Bereich des Bogenaufgangs angeordnet ist.
  12. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines bogenförmigen Substrats, insbesondere eines Druckbogens, bei welchem im Rahmen eines Substrattransportschrittes während eines Bogendruckvorganges bei dem Durchlauf des Bogens durch eine Bogendruckmaschine das Substrat 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 während dieses Vorganges auf eine vorgegebene Temperatur von wenigstens 350° K aufgeheizt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenfläche der zweiten Walze auf eine Temperatur im Bereich von 390° K bis 420° K aufgeheizt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft der zweiten Walze gegen die erste Walze entsprechend der Walzenlänge auf einen Wert im Bereich von 1 0 bis 25 N/cm eingestellt wird.
  15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenfläche der zweiten Walze durch einen Metallkörper gebildet ist und eine definierte Oberflächenrauigkeit aufweist.
  16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, 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.
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