EP1500499A1 - Method and means for measuring and controlling the concentration of chemical substances in process liquids for offset printing - Google Patents
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- EP1500499A1 EP1500499A1 EP04017479A EP04017479A EP1500499A1 EP 1500499 A1 EP1500499 A1 EP 1500499A1 EP 04017479 A EP04017479 A EP 04017479A EP 04017479 A EP04017479 A EP 04017479A EP 1500499 A1 EP1500499 A1 EP 1500499A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Definitions
- the respective printing plate by a so-called dampening unit with an aqueous liquid wetted to achieve that in a subsequent Process step, the image areas accept the color while the non-image areas behave color-repellent.
- the aqueous liquid often exists besides water a mixture with alcohol, mostly isopropanol is used, and a chemical mixture of up to about twenty Substances, which is referred to below as an additive.
- the additive is used in concentrations of 1 to 8% vol., the alcohol of 0.5 to 20% vol. added.
- the concentration of water is between 72% and 98.5% - Vol.
- Using optimized additives becomes the Part completely renounced the alcohol. In this case the additive is also referred to as an alcohol substitute.
- the optimized additive then takes over fully or at least partly the function of isopropanol.
- the additive concentrate as a single chemical formulation consisting of all necessary chemical Ingredients with defined predetermined concentrations exists and its composition from the print application, i.e. Web offset, sheetfed offset or newspaper printing as well as machine type, paper type, color type, to feed into the fountain solution cycle of a printing machine, is an emergency solution that meets the modern requirements High availability of the offset process is not fair.
- the concentrations of alcohol in the dampening water are usually currently between 6% and 20% and facilitate in case of roll and sheet offset the use of so-called film dampening units.
- the prior art consist of several with Rubber compounds and / or metals coated rollers, the rotate in contact with each other with a certain contact pressure and the fountain solution in the form of a film adjustable Transport the layer thickness to the printing plate. This Transport process is due to the addition of isopropanol the resulting reduction in the surface tension favored the liquid film.
- film dampenings according to the prior art are also contactless operating systems, in particular with nozzles operated Spray dampenings or dampeners, the rolls with covers made of plush, used. Because in these cases the Dampening solution transported without continuous liquid film the use of alcohol can be omitted. Also in these embodiments according to the prior art, this is inventive new method of the utmost importance, since It is an optimal composition of chemicals Dampening water allows.
- the process fluid uses dosing devices, volumetrically in the context of a control the two or mix three components under fixed proportions and in the fluid circuit of the printing machine according to the respective consumption, i. according to the removal the liquid through the paper to be printed, feed.
- dosing devices volumetrically in the context of a control the two or mix three components under fixed proportions and in the fluid circuit of the printing machine according to the respective consumption, i. according to the removal the liquid through the paper to be printed, feed.
- systems are in particular conventional Metering pumps in use.
- a big disadvantage of these systems is that neither malfunction of the mixing devices still changes the physical and / or the chemical composition, e.g. as a result of chemical Reactions or absorption or desorption processes through the ink, the paper, through the piping or the machine modules can be detected.
- Especially lead evaporation processes in these classic Dosing procedure for significant concentration errors are especially lead evaporation processes in these classic Dosing procedure for significant concentration errors.
- the aim of the present invention is therefore a method and an apparatus for implementing the method, which is a quantitative, continuous measurement and control the concentrations of the individual components of each Additive or the substitute in a matrix of bis to 20 chemical components without faulty influence by other substances, e.g. in particular by alcohols, Dirt, paint and paper particles, gas bubbles, salts the paper line and others typical for offset printing Impurities, allow.
- the in Fig. 1 in a tank (1) located process fluid (2) becomes circulating pump (3) to the printing press (4) and back to tank (1) via piping (5) in Guided cycle.
- the respective concentrations of chemical Individual components of the additive are from a Measuring system (6) continuously measured.
- the default chemical components K1, K2, K3, .... to Kn are over Pumps (7) and via valves (8) in the process fluid (2) fed in each case Target concentrations of the chemical components K1 to Kn are thereby guaranteed that the measuring system (6) is the actual - Measures concentrations continuously and as part of a Control system replenished so much from the respective component, that the actual value is equal to the predetermined target value.
- the loss of water in the process fluid (2) is balanced via a pipe (9), wherein the filling level (10) via a level - measuring and control system (11) according to the ultrasonic sounder principle or a Method according to the prior art kept constant becomes.
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Abstract
Description
Bei Offset-Druckmaschinen wird die jeweilige Druckplatte durch ein sogenanntes Feuchtwerk mit einer wässrigen Flüssigkeit benetzt, um zu erreichen, dass in einem nachfolgenden Prozeßschritt die Bildbereiche die Farbe annehmen, während die bildfreien Bereiche farbabweisend sich verhalten. Die wässrige Flüssigkeit besteht neben Wasser häufig aus einem Gemisch mit Alkohol, meist wird Isopropanol verwendet, sowie einem chemischen Gemisch aus bis zu ca. zwanzig Substanzen, das im folgenden als Additiv bezeichnet wird. Das Additiv wird in Konzentrationen von 1 bis 8 % -Vol., der Alkohol von 0,5 bis 20 % -Vol. zugesetzt. Die Konzentration des Wassers liegt demnach zwischen 72% und 98,5 % - Vol. Unter Verwendung von optimierten Additiven wird zum Teil gänzlich auf den Alkohol verzichtet. In diesem Fall wird das Additiv auch als Alkohol-Ersatzstoff bezeichnet. Das optimierte Additiv übernimmt dann voll oder zumindest teilweise die Funktion von Isopropanol.In offset printing machines, the respective printing plate by a so-called dampening unit with an aqueous liquid wetted to achieve that in a subsequent Process step, the image areas accept the color while the non-image areas behave color-repellent. The aqueous liquid often exists besides water a mixture with alcohol, mostly isopropanol is used, and a chemical mixture of up to about twenty Substances, which is referred to below as an additive. The additive is used in concentrations of 1 to 8% vol., the alcohol of 0.5 to 20% vol. added. The concentration of water is between 72% and 98.5% - Vol. Using optimized additives becomes the Part completely renounced the alcohol. In this case the additive is also referred to as an alcohol substitute. The optimized additive then takes over fully or at least partly the function of isopropanol.
Ein großes Problem des Offsetdrucks liegt in der unzureichenden Verfügbarkeit des Prozesses, die typisch bei ca. nur 80 % liegt und daher durch hohe Stillstandszeiten sehr investitionsintensiver Druckmaschinen gekennzeichnet ist. Beispielsweise würde man bei einer sog. 64-Seiten Offset-Rotationsdrucklinie pro Jahr ca. 35.000,-- EUR einsparen, wenn die reine Produktionszeit pro Tag durchschnittlich um nur zwei Minuten verlängert werden könnte. Neue, intensive praktische Untersuchungen haben klar gezeigt, dass die zu niedrige Verfügbarkeit von Offset-Druckmaschinen zu einem wesentlichen Teil auf eine undefinierte, unbekannte und bisher nicht im Prozeß meßbare und daher insbesondere nicht regelbare physikalische und chemische Zusammensetzung der Prozeßflüssigkeit zurückzuführen ist. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde insbesondere und paradoxerweise festgestellt, dass selbst bei exakter Realisierung einer vorgegebenen volumetrischen Mischung der Komponenten Wasser und Additiv , z.B. durch eine exakte Steuerung von zwei Dosierpumpen, welche z.B. die Volumina 97 % - Vol. Wasser und 3 % - Vol. Additiv in die Prozeßflüssigkeit injizieren, im Kreislauf der Prozeßflüssigkeit ein viel niedrigerer Wert, z. B. 0,8 % - Vol. an Additiv, vorhanden ist. Noch viel erstaunlicher ist die Tatsache, dass Analysen ergaben, dass die ursprüngliche prozentuale Zusammensetzung der Einzelkomponenten des Additives im Feuchtwasserkreislauf nicht mit der ursprünglich beabsichtigten und von den Dosierpumpen durch eine Steuerung bei der Einspeisung realisierten Zusammensetzung übereinstimmen. Vielmehr treten von uns als "kannibalistische Effekte" bezeichnete Vorgänge auf, die darin bestehen, dass im Druckprozess die Bestandteile des Additivs mehr oder weniger stark verschwinden, obwohl in den beabsichtigten Konzentrationsverhältnissen periodisch zudosiert wird. Die derzeit standarmäßig im Offsetdruck eingeführte Technik, das Additiv-Konzentrat als eine einzige chemische Formulation, die aus allen notwendigen chemischen Bestandteilen mit definiert vorgegebenen Konzentrationen besteht und deren Zusammensetzung von der Druckapplikation, d.h. Rollenoffset, Bogenoffset oder zeitungsdruck sowie vom Maschinentyp, Papiertyp, Farbtyp, abhängt, in den Feuchtwasserkreislauf einer Druckmaschine einzuspeisen, ist eine Notlösung, die den modernen Anforderungen an hohe Verfügbarkeit des Offsetproesses nicht gerecht wird. Auch wenn diese Nachteile beim Drucken mit Alkohol durch Zudosierung erhöhter Konzentrationen von Isopropanol zu einem gewissen Teil ausgeglichen werden können, was in der Praxis derzeit so gehandhabt wird, ist diese Vorgehensweise nicht als eine zukünftige technische Lösung zu betrachten, da Isopropanaol als Lösemittel und leicht flüchtiger Stoff (VOC = Volatile Organic Compound) im Offsetdruck in vielen Staaten der USA verboten, in Europa mit strengen Gesetzen zur Emissionbegrenzung und in der Schweiz sogar mit einer für die Wirtschaftlichkeit des Druckprozesses schädlichen Strafsteuer, der sog. "Lenkungsabgabe", belegt ist. Aus umweltpolitischen Gesichtspunkten und insbesondere auch zum Schutze der Gesundheit der Drucker am Arbeitsplatz, müssen daher Isopropanol oder andere Lösemittel in der Zukunft massiv reduziert bzw. letztendlich vollständig aus dem Druckprozess verschwinden. Die Konzentrationen von Alkohol im Feuchtwasser liegen in der Regel derzeit zwischen 6% und 20 % und erleichtern im Falle des Rollen- und des Bogen-Offset den Einsatz von sogenannten Filmfeuchtwerken. Gemäß dem Stand der Technik bestehen letztere aus mehreren mit Gummimischungen und/oder Metallen beschichteten Walzen, die mit einem gewissen Anpressdruck in Kontakt miteinander rotieren und das Feuchtwasser in Form eines Filmes einstellbarer Schichtdicke zur Druckplatte transportieren. Dieser Transportvorgang wird durch die Zugabe von Isopropanol infolge der dadurch bewirkten Reduktion der Oberflächenspannung des Flüssigkeitsfilmes begünstigt. Neben Filmfeuchtwerken gemäß dem Stand der Technik werden auch kontaktlos arbeitende Systeme, insbesondere mit Düsen betriebene Sprühfeuchtwerke oder Feuchtwerke, die Walzen mit Bezügen aus Plüsch aufweisen, eingesetzt. Da in diesen Fällen das Feuchtmittel ohne kontinuierlichen Flüssigkeitsfilm transportiert wird, kann der Einsatz von Alkohol entfallen. Auch bei diesen Ausführungen gemäß dem Stand der Technik ist das erfindungsgemäße neue Verfahren von größter Wichtigkeit, da es eine optimale Zusammensetzung der Chemikalien des Feuchtwassers ermöglicht.A big problem of offset printing lies in the inadequate Availability of the process, typical at approx. only 80% and therefore very high downtime investment-intensive printing machines is characterized. For example, one would look at a so-called 64-page offset rotary printing line save approx. EUR 35,000 per year, if the pure production time per day averages around only two minutes could be extended. New, intense Practical studies have clearly shown that too low availability of offset printing presses at one essential part on an undefined, unknown and previously not measurable in the process and therefore not in particular controllable physical and chemical composition of Process fluid is due. In the context of these investigations was found in particular and, paradoxically, that even with exact realization of a given volumetric mixture of the components water and Additive, e.g. by exact control of two dosing pumps, which e.g. the volumes 97% - Vol. water and 3% - Add Vol. Additive to the process fluid, in Cycle of the process fluid is a much lower value, z. B. 0.8% - Vol. Of additive, is present. Much more amazing is the fact that analyzes showed that the original percentage composition of the individual components of the additive in the fountain solution cycle is not with the originally intended and from the metering pumps realized by a control at the feed Composition match. Rather, come from us as "cannibalistic effects" referred to operations that It consists in the fact that in the printing process the components of the Additivs more or less disappear, although in the intended concentration ratios periodically is added. Currently standard in offset printing technology introduced, the additive concentrate as a single chemical formulation consisting of all necessary chemical Ingredients with defined predetermined concentrations exists and its composition from the print application, i.e. Web offset, sheetfed offset or newspaper printing as well as machine type, paper type, color type, to feed into the fountain solution cycle of a printing machine, is an emergency solution that meets the modern requirements High availability of the offset process is not fair. Although these drawbacks when printing with alcohol by Addition of elevated concentrations of isopropanol to a certain part can be compensated, which is in the Practice is currently handled this way not to be considered as a future technical solution, there isopropanol as a solvent and volatile (VOC = Volatile Organic Compound) in offset printing in many States of the United States banned in Europe with strict laws for emission limitation and in Switzerland even with one harmful to the economics of the printing process Penalty tax, the so-called "steering charge", is occupied. From environmental policy Aspects and in particular to the Protect the health of the printer at work, need therefore, isopropanol or other solvents in the future massively reduced or ultimately completely out of the Printing process disappear. The concentrations of alcohol in the dampening water are usually currently between 6% and 20% and facilitate in case of roll and sheet offset the use of so-called film dampening units. According to the prior art consist of several with Rubber compounds and / or metals coated rollers, the rotate in contact with each other with a certain contact pressure and the fountain solution in the form of a film adjustable Transport the layer thickness to the printing plate. This Transport process is due to the addition of isopropanol the resulting reduction in the surface tension favored the liquid film. In addition to film dampenings according to the prior art are also contactless operating systems, in particular with nozzles operated Spray dampenings or dampeners, the rolls with covers made of plush, used. Because in these cases the Dampening solution transported without continuous liquid film the use of alcohol can be omitted. Also in these embodiments according to the prior art, this is inventive new method of the utmost importance, since It is an optimal composition of chemicals Dampening water allows.
Um den gesetzlichen Zwängen bezüglich der Vermeidung von Isopropanol nachzukommen, wurden inbesondere in den USA andere Lösemittel auf den Markt gebracht. Dieser Weg wurde jedoch in Europa nicht nachvollzogen, da dadurch keine Elemenierung von Lösemitteln erzielt wurde. Ferner gelten die anderen Lösemittel zum Teil als krebserregend bzw. als gesundheitsschädlich und stellen daher keine Alternative zum Alkohol dar.To the legal constraints regarding the avoidance of To comply with isopropanol, others have changed, especially in the USA Solvents marketed. This way was but not comprehended in Europe, since there is no elemenation of solvents was achieved. Furthermore, the other solvents partly as carcinogenic or harmful to health and therefore no alternative to Alcohol
Eine echte Alternative zum Alkohol sind die sog. Tenside, welche vergleichbare Vorteile bezüglich den Benetzungseigenschaften des Feuchtwassers an den Walzen des Feuchtwerkes bewirken. Insbesondere ist festzustellen. dass Tenside keine VOC' s sind .Diese positiven Eigenschaften der Tenside können jedoch erfahrungsgemäß nur dann zum Tragen kommen, wenn die erforderlichen Soll Konzentrationen exakt eingehalten werden können. Bei den derzeit eingesetzten alkoholfreien Verfahren gemäß dem Stand der Technik, führen daher Tenside zu unerwünschtem Schäumen sowie zu qualitätsminderndem Emulgieren von Farbe und Feuchtwasser, so dass in vielen praktischen Fällen der alkoholfreie Druck versagt und wieder durch das Drucken mit Alkohol abgelöst werden muss. Hinzu kommt die Schwierigkeit, dass Tenside sich in einem chemischen Multikomponentengemisch sehr oft schwierig zu lösen sind, so dass zusätzlich Stoffe als Lösemittelvermittler in das Additiv - Konzentrat eingebracht werden müssen, um eine Entmischung, d.h. ein Absetzen auf dem Boden des Additiv - Fasses des Lieferanten zu verhindern. Auch diese Schwierigkeit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren leicht gelöst. Es bietet nämlich die Möglichkeit, nur diejenigen chemischen Stoffkomponenten anzuwenden, die für den Druckprozess absolut notwendig sind. Da die Bahngeschwindigkeiten moderner Druckmaschinen laufend gesteigert werden und letzteres eine zunehmend präzisere Messung und Dosierung der chemischen Einzelkomponenten erfordert, ist das neue Verfahren für den Druck ohne Alkohol unverzichtbar. Unterstützend hinzu kommt, dass bei ein und derselben Druckmaschine , abhängig vom Druckauftrag, d.h. von dem aktuell verwendeten Papier, von den vom spezifischen Kunden verlangten Sonderfarben, von dem speziell verwendeten Gummituch, der Walzenbeschichtung, etc.,die Zusammen - setzung der Einzelkomponenten des Additivs veränderbar sein muss. Auch letzteres ist nur mit dem hier beschriebenen neuen Verfahren möglich. Dies wird insbesondere auch dadurch bewiesen, dass es bis heute kein einziges Additiv auf der Welt gibt, welches Drucken ohne Alkohol unter allen in einer Druckmaschine auftretenden Bedingungen ermöglicht. Letzteres erklärt, weshalb Druckereileiter immer wieder andere Additivformulationen testen wollen, um ihre Druckaufträge durchzuführen. Trotzdem muss festgestellt werden, dass jede chemische Formulierung einen Kompromiss darstellt und daher nur für eine beschränkte Skala von Druckaufträgen optimal ist. Insgesamt ist die derzeitige Vorgehensweise notgedrungen mit einem hohen finanziellen Aufwand verbunden, der trotz der oben genannten gesetzlichen Vorschriften in Europa, den Druck ohne Alkohol de facto unmöglich macht.A real alternative to alcohol are the so-called surfactants, which comparable advantages in terms of wetting properties of dampening water on the rollers of the dampening unit cause. In particular, it should be noted. that surfactants No VOC's are these positive properties of the surfactants However, experience has shown that they can only be used come when the required target concentrations are accurate can be complied with. For the currently used non-alcoholic Method according to the prior art lead therefore surfactants to undesirable foaming and to quality-reducing Emulsify paint and dampening water, leaving In many practical cases, alcohol-free printing fails and be replaced again by printing with alcohol got to. Added to this is the difficulty that surfactants are in a chemical multicomponent mixture very often difficult are to be solved, so that in addition substances as solvent mediators must be introduced into the additive concentrate, to segregate, i. a settling on the floor of the additive barrel of the supplier. Also this difficulty is solved by the method according to the invention easily solved. It offers the possibility, only to apply those chemical components which are responsible for the printing process is absolutely necessary. Because the web speeds modern printing machines continuously increased and the latter an increasingly precise measurement and Dosage of the chemical components required is the new process for printing without alcohol indispensable. In addition to that, there is one and the same Printing machine, depending on the print job, i. from the current one used paper, from those of the specific customer demanded special colors, from the specially used blanket, roller coating, etc., the composition the individual components of the additive be changeable got to. The latter is only with the one described here new process possible. This is especially true proved that to date there is not a single additive on In the world, what is printing without alcohol among all in allows a press to occur conditions. The latter explains why print shop managers are always different Want to test additive formulations to their print jobs perform. Nevertheless, it must be stated that every chemical formulation is a compromise and therefore only for a limited range of print jobs optimal. Overall, the current approach inevitably associated with a high financial outlay, the despite the above-mentioned legal regulations in Europe, pressure without alcohol is de facto impossible power.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, durch kontinuierliche Messung und Regelung der Zusammensetzung des Feuchtwassers, d.h. durch kontinuierliche Nachdosierung der einzelnen unterschiedlich verarmenden chemischen Komponenten bzw. ausgewählter Gruppen von Komponenten auf die jeweiligen Sollwerte nachzuregeln, um die Verfügbarkeit des Offset-Druckprozesses auf Werte des konkurrierenden Tiefdrucks, d.h. auf etwa 90 bis 95 %, zu erhöhen. Erfindungsgemäß werden dazu ein Verfahren sowie eine Vorrichtung erstmals in der Drucktechnik verwendet, die aufgrund von selektiver Schwächung elektromagnetischer Strahlung die Konzentrationen der Einzelkomponenten des Additivs kontinuierlich messen und auf vorgegebene optimale Werte regeln. Dabei wird verhindert, dass die Prozeßflüssigkeit insbesondere eine Verarmung aber auch eine Überdosierung von Einzelkomponenten des Additivs erleidet, so dass der Druckprozeß bei hoher Stabilität und Verfügbarkeit im optimalen Arbeitspunkt kontinuierlich fortgesetzt werden kann. Von allergrößter erfinderischer Wichtigkeit ist dabei die Tatsache, dass das Verfahren nicht nur beim alkoholfreien Druck ,d.h. für Ersatzstoffe, funktioniert, sondern dass die Selektvität der Messung und Regelung des Additivs auch beim Drucken mit zusätzlicher Beimischung von Alkohol aufrechterhalten werden kann, d.h. dass der Alkohol keine Verfälschung der Messung der Konzentrationen der Einzelkomponenten des Additivs verursacht. Erfindungsgemäß wird die selektive Messung der Konzentrationen der Einzelkomponenten bzw. von Gruppen verschiedener chemischer Verbindungen gekoppelt mit einem Dosiersystem, das die verschiedenen Komponenten aus verschiedenen Behältern über ein aus getakteten Ventilen und Pumpen bestehendes System entnimmt und dem Feuchtwasser geregelt zuführt. Mit diesem neuen Verfahren wird der Offsetdruck mit Alkohol entscheidend optimiert. Der Druck ohne Alkohol wird dadurch erstmals auf eine Basis gestellt, die einen Langzeitprozess unter Erfüllung der Randbedingungen der Wirtschaftlichkeit, ermöglicht. Die Tatsache, dass das neue Vefahren eine individuelle on-line Anpassung des Feuchtwassers an den jeweiligen Druckauftrag, d. h. Papiertyp, Farbtyp, Bahngeschwindigkeit, prinzipbedingte Wechselwirkung zwischen Farbe und Feuchtwasser als Haupteigenschaft des Offsetprozesses, ermöglicht, vermeidet das Entstehen von allgemein bekannten Problemen, wie z. B. unerlaubte Ablagerungen auf dem Gummituch, unerwünschte Farbrückspaltungen in das Feuchtwasser, schädliche chemische Angriffe der Druckplatten, etc. Insbesondere wird das zu schmale Fenster der Variationsmöglichkeiten der Konzentrationen der chemischen Einzelkomponenten von gebrauchsfertig gelieferten Additiven durch das neue Verfahren beliebig erweitert, so dass ständige Feuchtwasserwechsel, insbesondere durch das schon genannte Suchen nach besseren Feuchtwasser - Additiven bei mehrstündigen Stillegungen des Druckprozesses und entsprechend negativen Folgen für die Entsorgung des zuvor betriebenen Feuchtwassers und damit auch für die Wirtschaftlichkeit des Druckprozesses, durch das neue Verfahren entfallen.The aim of the present invention is therefore, by continuous Measurement and regulation of the composition of the Dampening water, i. by continuous replenishment of the individual differently depleting chemical components or selected groups of components to their respective ones To adjust setpoints to check the availability of the Offset printing process to values of competing gravure, i.e. to increase to about 90 to 95%. According to the invention This will be a method and a device first used in the printing technique, due to selective weakening of electromagnetic radiation Concentrations of the individual components of the additive continuously measure and regulate to predetermined optimal values. This prevents the process fluid in particular a depletion but also an overdose of individual components of the additive suffers, so that the printing process with high stability and availability at the optimal operating point can be continued continuously. Of the greatest innovative importance is the fact that the process is not just for alcohol-free printing , I.e. for substitutes, works, but that selectivity the measurement and control of the additive also at Maintaining printing with added admixture of alcohol can be, i. that the alcohol is not adulterated the measurement of the concentrations of the individual components caused the additive. According to the invention, the selective Measurement of the concentrations of the individual components or coupled by groups of different chemical compounds with a dosing system containing the different components from different containers via a clocked from Valves and pumps removes existing system and the Dampening water regulated feeds. With this new procedure the offset printing with alcohol is decisively optimized. The pressure without alcohol is thereby for the first time on a basis put a long-term process under fulfillment of the Boundary conditions of economic efficiency. The The fact that the new driving an individual on-line Adaptation of the dampening solution to the respective print job, d. H. Paper type, color type, web speed, principle-based Interaction between paint and fountain solution as Main feature of the offset process, enables, avoids the emergence of well-known problems, such. B. unauthorized deposits on the blanket, unwanted Color splits in the dampening water, harmful chemical Attacks of printing plates, etc. In particular, the too narrow window of the variation possibilities of the concentrations of the chemical components of ready to use Supplied additives by the new method arbitrarily extended, so that permanent fountain solution, especially by the already mentioned search for better ones Dampening water additives during shutdowns of several hours Printing process and corresponding negative consequences for the Disposal of previously operated fountain solution and thus also for the economy of the printing process, through the new process is eliminated.
Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik werden zur Herstellung der Prozeßflüssigkeit Dosiereinrichtungen verwendet, die volumetrisch im Rahmen einer Steuerung die zwei bzw. drei Komponenten unter fest vorgegebenen Verhältnissen mischen und in den Flüssigkeitskreislauf der Druckmaschine entsprechend dem jeweiligen Verbrauch, d.h. gemäß dem Abtransport der Flüssigkeit durch das zu bedruckende Papier, einspeisen. Neben Mischstationen, die von Hand bedient werden, sind derzeit insbesondere Systeme mit herkömmlichen Dosierpumpen im Einsatz. Ein großer Nachteil dieser Systeme besteht darin, dass weder Fehlfunk-tionen der Mischeinrichtungen noch Änderungen der physikalischen und / oder der chemischen Zusammensetzung , z.B. infolge von chemischen Reaktionen oder von Absorptions- oder Desorptionsprozessen durch die Druckfarbe, das Papier, durch die Rohrleitungsoder die Maschinenmodule, festgestellt werden können. Insbesondere führen Verdunstungsprozesse bei diesen klassischen Dosierungsverfahren zu erheblichen Konzentrationsfehlern. Die im Moment als einzige Kontrollinstrumente bereits im Einsatz befindlichen Sensoren zur Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit sind wegen der starken und schwankenden Verschmutzung der Prozeßflüssigkeit für eine quantitative Messung der Konzentration des jeweiligen Additivs bzw. des Ersatzstoffes nicht geeignet. Ferner sind die wichtigen chemischen Leitkomponenten der Additive, welche den Druckprozeß ermöglichen, durch eine Leitfähigkeitsmessung nicht erfassbar, da diese Substanzen im Wasser nicht disssoziierbar sind. Auch die mehr oder weniger als Standard im Offsetdruck bereits eingeführte pH - Sonde kann allenfalls als Indikator kurz vor dem Zusammenbruch der Funktion des Druckprozesses herangezogen werden, da die erforderliche starke chemische Pufferung der Prozeßflüssigkeit, z.B. durch Zitronensäure, eine Veränderung des pH-Wertes auch bei starker Veränderung der chemischen Zusammensetzung, verhindert.According to the current state of the art are for the production the process fluid uses dosing devices, volumetrically in the context of a control the two or mix three components under fixed proportions and in the fluid circuit of the printing machine according to the respective consumption, i. according to the removal the liquid through the paper to be printed, feed. In addition to mixing stations that are operated by hand, At present, systems are in particular conventional Metering pumps in use. A big disadvantage of these systems is that neither malfunction of the mixing devices still changes the physical and / or the chemical composition, e.g. as a result of chemical Reactions or absorption or desorption processes through the ink, the paper, through the piping or the machine modules can be detected. Especially lead evaporation processes in these classic Dosing procedure for significant concentration errors. At the moment as the only control instruments already in use sensors for detecting the electrical Conductivity is because of the strong and fluctuating Contamination of the process fluid for a quantitative Measurement of the concentration of the respective additive or the Substitute not suitable. Further, the important ones chemical guiding components of the additives which the printing process allow, by a conductivity measurement not detectable, since these substances are not dissociative in the water are. Also more or less standard in offset printing Already introduced pH probe can possibly as Indicator just before the collapse of the function of the Be used as the required strong chemical buffering of the process fluid, e.g. by citric acid, a change in pH as well with a strong change in the chemical composition, prevented.
Ziel der vorliegenden Erfindung sind daher ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens, welche eine quantitative, kontinuierliche Messung und Regelung der Konzentrationen der Einzelkomponenten des jeweiligen Additivs bzw. des Ersatzstoffes in einer Matrix von bis zu 20 chemischen Komponenten ohne fehlerhafte Beeinflussung durch andere Stoffe, wie z.B. insbesondere durch Alkohole, Schmutz-, Farb- und Papier- Partikel, Gasblasen, Salze aus dem Papierstrich und andere für den Offsetdruck typische Verunreinigungen, ermöglichen. Darüber hinaus müssen die Einzelkomponenten mit einer stoffabhängigen Genauigkeit zwischen 10 ppm und 3.0 % gemessen und geregelt werden.Dieses Problem wurde bisher in keinem aller praktischen Fälle gelöst Da unsere wissenschaftlichen Untersuchungen vor allem gezeigt haben, dass die verschiedenen chemischen Inhaltsstoffe einer statisch vorgegebenen Additiv-Mischung nicht konzentrationsproportional verbraucht werden, sich die Mischung im Laufe des Druckprosesses also verändert, da sowohl die Farben, als auch das Papier, als auch andere Effekte eine mehr oder weniger selektive Abreicherung der Einzelkomponenten hervorrufen.Diese besondere Situation im Offsetdruck macht die vorliegende Erfindung in höchstem Maße wertvoll, da Abreicherungseffekte vollständig ausgeglichen werden, unabhängig von dem jeweils in der Druckmaschine befindlichen Kundenauftrag. Die vorliegende Erfindung löst die gestellten Aufgaben unter anderem dadurch, dass die chemischen Einzelkomponenten kontinuierlich gemessen und dem Feuchtmittelkreislauf geregelt als reine Rohstoffe oder / und als Teilmischungen aus mehreren Komponenten in der Regel in Mischungen mit Wasser, so zugeführt werden, dass sie sich einfach im Feuchtwasser lösen und insbesondere keine getrennten Phasen bilden. Auf diese Weise können insbesondere auch chemische Formulierungen realisiert werden, die in einem vorgefertigten Additiv - Konzentrat sich abtrennen und daher nicht zu einer homogenen Lösung führen würden. Für die Konzentrationsbestimmungen wird erfindungsgemäß die Schwächung elektromagnetischer Strahlung beim Durchgang durch das Feuchtwasser ausgenutzt.The aim of the present invention is therefore a method and an apparatus for implementing the method, which is a quantitative, continuous measurement and control the concentrations of the individual components of each Additive or the substitute in a matrix of bis to 20 chemical components without faulty influence by other substances, e.g. in particular by alcohols, Dirt, paint and paper particles, gas bubbles, salts the paper line and others typical for offset printing Impurities, allow. In addition, the Single components with a substance-dependent accuracy be measured and regulated between 10 ppm and 3.0% Problem has been in none of all practical Cases solved Since our scientific investigations especially have shown that the various chemical Ingredients of a static additive mixture not consumed in proportion to the concentration, itself the mixture in the course of the Druckprosesses thus changed, since both the colors and the paper, as well as others Effects a more or less selective depletion of the Individual components cause this special situation in the Offset printing makes the present invention to the utmost valuable, since depletion effects are fully compensated regardless of the one in the press customer order. The present invention solves the tasks by, among other things, that the chemical individual components continuously measured and the dampening solution circuit regulated as pure raw materials and / or as partial mixtures of several components in usually in mixtures with water, so fed that they simply dissolve in the dampening water and in particular do not form separate phases. That way you can in particular also chemical formulations are realized which in a pre-made additive - concentrate itself and therefore do not lead to a homogeneous solution would. For the concentration determinations is according to the invention the weakening of electromagnetic radiation during Used passage through the dampening water.
Die Erfindung wird im folgenden detailliert mittels Figuren beschrieben. Dabei zeigen im einzelnen:
- Fig.1:
- Das Gesamtsystem bestehend aus Meß- und Regelsystemen, Druckmaschine und Prozeßflüssigkeitskreislauf, wobei die Dosierung der verschiedenen chemischen Komponenten / Komponentengruppen direkt durch das Mess- und Regelgerät erfolgt.
- Fig. 2:
- Eine alternative Ausbildung der Erfindung, wobei die Dosierung über eine Venturi - Düse stattfindet.
- Fig. 3:
- Eine alternative Ausbildung der Erfindung , die dadurch gekennzeichnet ist, dass die chemischen Einzelkomponenten über einen statischen Mischer geführt werden.
- Fig. 4:
- Eine weitere Systemvariante, bei welcher eine Voranmischung in einem separaten Behälter stattfindet, welcher mit dem Gesamtsystem verbunden ist, wobei die Zusammensetzung dem optimalen Mischungsverhältnis entspricht.
- Fig. 5:
- System , bei welchem die optimale Zusammensetzung über kalibrierte Dosierpumpen erfolgt.
- Fig.1:
- The complete system consisting of measuring and control systems, printing machine and process fluid circuit, whereby the dosage of the various chemical components / groups of components is done directly by the measuring and control device.
- Fig. 2:
- An alternative embodiment of the invention wherein the metering takes place via a Venturi nozzle.
- 3:
- An alternative embodiment of the invention, which is characterized in that the individual chemical components are passed through a static mixer.
- 4:
- Another system variant, in which a pre-mixing takes place in a separate container, which is connected to the entire system, wherein the composition corresponds to the optimum mixing ratio.
- Fig. 5:
- System in which the optimum composition is carried out via calibrated metering pumps.
Die gemäß Fig. 1 in einem Tank (1) befindliche Prozeßflüssigkeit (2) wird durch Umwälzpumpen (3) zur Druckmaschine (4) und zurück zum Tank (1) über Rohrleitungen (5) im Kreislauf geführt. Die jeweiligen Konzentrationen der chemischen Einzelkomponenten des Additivs werden von einem Messsystem (6) kontinuierlich gemessen . Die vorgegebenen chemischen Komponenten K1, K2, K3,.... bis Kn werden über Pumpen (7) sowie über Ventile (8) in die Prozessflüssigkeit (2) eingespeist.Die jeweils erforderlichen verschiedenen Soll - Konzentrationen der chemischen Komponenten K1 bis Kn werden dadurch garantiert, dass das Messsystem (6) die Ist - Konzentrationen kontinuierlich mißt und im Rahmen einer Regelung von der jeweiligen Komponente so viel nachdosiert, dass der Ist-Wert gleich dem vorgegebenen Soll - Wert ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die durch den Druckprozeß ständig verbrauchten oder durch chemische Reaktionen oder physikalische Absorptionsprozesse an den Wänden der Drucklinie entzogenen Additiv - Komponenten in die Prozeßflüssigkeit (2) nachgespeist werden, so dass unabhängig von der Stärke der jeweiligen Verlustprozesse die Istwerte der Konzentration des Additivs gleich den vom Drucker vorgegebenen Soll-Werten sind. Der Wasserverlust in der Prozeßflüssigkeit (2) wird über eine Rohrleitung (9) ausgeglichen, wobei die Füllhöhe (10) über ein Niveau - Mess- und Regel - System (11) nach dem Ultraschall - Echolot - Prinzip oder einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik konstant gehalten wird. Mit einer weiteren Meß- und Regeleinrichtung (12), die in einer anderen Ausbildung der Erfindung auch im Meßsystem (6) integriert sein kann, wird kontinuierlich die Konzentration des Alkohols, sofern nicht alkoholfrei gedruckt wird, in der Prozeßflüssigkeit (2) gemessen und der im wesentlichen durch Verdunstung verlorene Alkohol aus einem Vorratsbehälter (13) über eine Einheit bestehend aus Ventil und Dosierpumpe (14) eingespeist, so dass auch im Falle des Druckens mit Alkohol Soll- und Ist-Wert ständig übereinstimmen und die Verfügbarkeit und Qualität des Druckprozesses gewährleistet sind. Zur Homogenisierung der Prozessflüssigkeit wird ein Rührwerk (15) eingesetzt.The in Fig. 1 in a tank (1) located process fluid (2) becomes circulating pump (3) to the printing press (4) and back to tank (1) via piping (5) in Guided cycle. The respective concentrations of chemical Individual components of the additive are from a Measuring system (6) continuously measured. The default chemical components K1, K2, K3, .... to Kn are over Pumps (7) and via valves (8) in the process fluid (2) fed in each case Target concentrations of the chemical components K1 to Kn are thereby guaranteed that the measuring system (6) is the actual - Measures concentrations continuously and as part of a Control system replenished so much from the respective component, that the actual value is equal to the predetermined target value. This ensures that through the printing process constantly consumed or by chemical reactions or physical absorption processes on the walls of the printing line withdrawn additive - components in the process fluid (2) be refilled, so that regardless of the Strength of the respective loss processes the actual values of the concentration of the additive is the same as that given by the printer Target values are. The loss of water in the process fluid (2) is balanced via a pipe (9), wherein the filling level (10) via a level - measuring and control system (11) according to the ultrasonic sounder principle or a Method according to the prior art kept constant becomes. With a further measuring and control device (12), in another embodiment of the invention in the measuring system (6) can be integrated, is continuously the Concentration of alcohol, unless printed alcohol-free is measured in the process liquid (2) and the Substantially alcohol lost by evaporation from one Reservoir (13) over a unit consisting of Valve and metering pump (14) fed so that even in the Case of printing with alcohol set and actual value constantly agree and the availability and quality of Printing process are guaranteed. For the homogenization of the Process liquid, a stirrer (15) is used.
Fig 2 skizziert die erfindungsgemäße Anordnung bestehend aus Druckmaschine (16), Feuchtwassertank (17), Feuchtwasser (18) mit Zirkulation (19) sowie den chemischen Komponenten K1 bis Kn (20), welche über eine Venturi - Düse (21), und über eine Pumpe (22) betrieben wird, die chemischen Komponenten K1 bis Kn über Ventile (23) ansaugt und in das Feuchtwasser (18) einspeist, wobei die Messung der Konzentrationen der chemischen Komponenten über das Mess- und Regelsystem (24) erfolgt. Die Nachspeisung (25) von Wasser mit automatischer Niveauregulierung sowie das Rührwerk (26) entsprechen den Anordnungen von Fig. 1.FIG. 2 outlines the arrangement according to the invention from printing machine (16), dampening water tank (17), fountain solution (18) with circulation (19) and the chemical components K1 to Kn (20), which via a Venturi nozzle (21), and is operated by a pump (22), the chemical components K1 to Kn via valves (23) sucks and into the Feeding water (18), whereby the measurement of the concentrations chemical components via the measuring and control system (24). The make-up (25) of water with automatic level control and agitator (26) correspond to the arrangements of FIG. 1.
In Fig. 3 ist in der Gesamtanordnung bestehend aus Druckmaschine (27), Feuchtwassertank (28), Feuchtwasser (29), Mess- und Regelsystem (30), Rührwerk (31), Wassereinspeisung (32) mit Füllhöhenkontrolle (33) und Feuchtwasserzirkulation (34), als zusätzliche Komponente ein statischer Mischer (35) realisiert. Das über die Pumpe (36) im Kreislauf geführte Feuchtwasser (29) wird mit den chemischen Komponenten K1 bis Kn (37), die über die Ventile (38) in den Kreislauf (39) eingespeist werden im statischen Mischer (35) durchmischt, so dass sowohl das Messsystem (30) als auch der Kreislauf (34) homogene Flüssigkeitsgemische aufweisen mit dem Ziel, dass das Gesamtsystem in Fig.3 optimal funktioniert.In Fig. 3 is in the overall arrangement consisting of printing machine (27), dampening solution tank (28), dampening solution (29), Measuring and control system (30), agitator (31), water supply (32) with level control (33) and dampening water circulation (34), as an additional component of a static Mixer (35) realized. The via the pump (36) in the circuit guided fountain solution (29) is mixed with the chemical Components K1 to Kn (37), via the valves (38) in the circuit (39) are fed in the static mixer (35), so that both the measuring system (30) and also the circuit (34) have homogeneous liquid mixtures with the aim that the overall system in Figure 3 optimal works.
Fig. 4 stellt eine gegenüber den vorausgehenden Figuren veränderte Version der Erfindung dar, die durch eine Voranmischung der chemischen Komponenten K1 bis Kn (42) über Pumpen (50a) mit einer Wasserzufuhr (41) in einem Mischbehälter (40) gekennzeichnet ist. Durch diese Anordnung wird erreicht , dass der Regelprozeß des Messsystems (43) zur jeweiligen Erreichung der Sollkonzentrationen der chemischen Komponenten K1 bis Kn (42) entscheidend verkürzt wird, so dass die Zusammensetzung des Feuchtwassers (44) im Feuchtwassertank (45) auch über kürzere Zeitintervalle immer die vorgegebenen Sollwerte aufweist. Ferner wird analog zu dem Rührwerk (46) im Feuchtwassertank auch im Vormischbehälter (40) eine Homogenisierungs-einrichtung (39) verwendet. Letztere kann auch gemäß Fig. 3 ein statischer Mischer sein. Um bei der Einspeisung der vorgemischten Flüssigkeit (47) in den Feuchtwassertank (45) eventuelle Füllstandsprobleme zu vermeiden, ist der Einsatz eines Sensors (48), vorzugsweise nach dem Ultraschall - Echolot - Prinzip, von großer Bedeutung. Die Umwälzung (49) des Feuchtwassers (44) über die Pumpe (49) zur Druckmaschine (50) erfolgt analog zu der in den Figuren 1 bis 3.Fig. 4 shows one over the preceding figures modified version of the invention, by pre-mixing of the chemical components K1 to Kn (42) Pumps (50a) with a water supply (41) in a mixing container (40) is marked. By this arrangement is achieved that the control process of the measuring system (43) for respective achievement of the target concentrations of the chemical Components K1 to Kn (42) significantly shortened so that the composition of the fountain solution (44) in the Dampening water tank (45) always over shorter time intervals always having the predetermined setpoints. Further, analog to the agitator (46) in the fountain solution tank also in the premix tank (40) uses a homogenizer (39). The latter can also be shown in FIG. 3, a static mixer be. To feed in the premixed liquid (47) possible level problems in the fountain solution tank (45) To avoid is the use of a sensor (48), preferably according to the ultrasonic sounder principle, of great importance. The circulation (49) of the fountain solution (44) via the pump (49) to the printing machine (50) analogous to that in FIGS. 1 to 3.
Fig. 5 zeigt die einfachste Variante gemäß der Erfindung, in welcher die chemischen Komponenten K1 bis Kn (51) über vom Messsystem (52) geregelte, kalibrierte Dosierpumpen (53) gemäß dem jeweiligen Sollwert der Einzelkomponente über ein Ventil (54) zudosiert werden. Die Füllstandsmessung (55) und das Rührwerk (56) ermöglichen in Kombination mit der Wasserzufuhr (57) eine homogene Mischung des Feucht - wassers (58), welches über die Umwälzpumpe (59) im Kreislauf (60) zwischen Druckmaschine (61) und Feuchtwasserkühlgerät (62) zirkuliert.5 shows the simplest variant according to the invention, in which the chemical components K1 to Kn (51) over from the measuring system (52) regulated, calibrated metering pumps (53) according to the respective setpoint of the individual component via a valve (54) are metered. The level measurement (55) and the agitator (56) allow in combination with the water supply (57) a homogeneous mixture of the moisture - Water (58), which via the circulation pump (59) in the circulation (60) between printing machine (61) and dampening water cooling unit (62) circulates.
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