EP1555122B1 - Verfahren zum Bedrucken von Flachmaterial und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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EP1555122B1
EP1555122B1 EP20040005737 EP04005737A EP1555122B1 EP 1555122 B1 EP1555122 B1 EP 1555122B1 EP 20040005737 EP20040005737 EP 20040005737 EP 04005737 A EP04005737 A EP 04005737A EP 1555122 B1 EP1555122 B1 EP 1555122B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
air
planar material
station
cooling chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP20040005737
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1555122A1 (de
Inventor
Ronald Streich
Reto Huber
Hansruedi Nef
Asmir Semanic
Heinrich Abbrederis
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.)
Uviterno AG
Original Assignee
Uviterno AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Uviterno AG filed Critical Uviterno AG
Publication of EP1555122A1 publication Critical patent/EP1555122A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1555122B1 publication Critical patent/EP1555122B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403—Drying webs
    • B41F23/0436—Drying webs using a combination of radiation, conduction or convection

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and an apparatus for performing this method with the preamble features of claim. 6
  • the material For printing on flat material, such as textiles, paper, but especially of labels, the material must generally be dried after printing. On some occasions, this is done with IR, but preferably with UV radiation, namely the latter when, by means of the UV radiation, a plastic carrier or binder for the printing ink is to be cured or polymerized. In any case, a non-negligible proportion of IR or heat radiation is present. However, the finer the sheet is, especially if it is formed by heat-sensitive plastic or other heat-sensitive substances, the more important is a cooling of the material in order to avoid overheating of the printed sheet.
  • Known cooling systems as from the DE-A-101 50 041 known, use cooling plates over which the sheet is guided, wherein the cooling plates are cooled by means of a heat exchanger system.
  • the heat transfer is quite poor. Although it could be improved by the flat material is pressed under vacuum to the cooling plate, for example by means of vacuum, but increases undesirably the friction, the abrasion, the risk of scratching the substrate back and the generation of static electricity.
  • the US-A-5,699,625 describes a system for drying liquid droplets on a synthetic resin film, wherein a cooling zone is provided following a heating zone.
  • the air circulating around the film in both zones in the process removes the liquid.
  • the disadvantage is that in case of short-term disruption of the transport of the film, a local overheating takes place.
  • the invention is based on the recognition that, in particular in the case of a support of a printing layer, it does not depend on a heat treatment of the support material, but above all on the layer applied thereto, which is to be dried.
  • the solution of this object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. Because, namely, that the cooling of all sides of the sheet material by means of air at least partially before drying, even a short-term transport disturbance the flat material in the zone thermal treatment does not hurt while the applied layer continues to be treated effectively, ie z. B. is dried.
  • the flat material is preferably conveyed through a chamber cooled by the cooling air.
  • the cooling can be done per se in the context of the invention by various means; In the case of printed products, the use of a liquid coolant will generally not be recommended, but even with a gaseous coolant, this can be done by sucking the coolant over the flat material. However, it is preferred if it is cooled with blown air.
  • the cooling gas will preferably be air (instead of another coolant).
  • the cooling takes place at least partially already before drying. This is surprising in itself, but the point is that the sheet is thus preserved from any thermal damage, whereas during the drying process, only the ink is at most exposed to a heat load, especially when the drying is carried out by means of UV radiation.
  • UV-reactive paints and other coatings can also be dried by means of the process according to the invention.
  • the cooling air at least partially to a value below 5 ° C, in particular by 0 ° C ⁇ 2 ° C, preferably below 0 ° C, cooled.
  • the cooling can preferably take place by means of a vortex cooler with which particularly low temperatures, for example within the abovementioned range, can be achieved.
  • Vortex coolers are for example from the WO 02/044631 , of the GB 2,385,115 or the US-A-6,401,463 known and have many advantages, such as the prevention of refrigerants on.
  • the present invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention, which has the features of claim 6.
  • Fig. 1 runs from a substantially endless or strip-shaped sheet 15 from a supply roll 16 from.
  • This strip-shaped flat material is to be treated on one side, and for this purpose along its path a treatment device B is provided, which could be formed as desired, but in the present embodiment, a coating device for applying a plastic layer and / or an adhesive layer is formed. If here of "and / or" the speech is, that's why in Fig. 1 Although only a single coating roller 11 'is shown, but if necessary, several of them, for example, each for a different layer, could be provided.
  • a cooling station C is provided with a cooling chamber 3, in which a coolant, preferably in a cooling unit 5 'cooled and supplied by a fan 9 air, the Flat material surrounds from all sides and so a particularly good heat or cold transition takes place on the flat material 15.
  • the cooling station C can eg with Freon or another, preferably CFC-free, coolant operated and is therefore known per se.
  • curable or to be dried adhesive layers often occur in blister packs, these adhesive layers are then cured by UV radiation usually; It is therefore certainly within the scope of the invention also provided, if necessary, before the drying station T an applicator for applying the adhesive to be glued (transparent envelope, applied to a carrier, usually made of cardboard) to order.
  • the cooling chamber 3 is preferably so relative to the adjacent components (11 ', 14', T in Fig. 1 ; 14, 28, 32, 33 in Fig. 2 ) is arranged and is formed so that in her the flat material 15 is exposed from all sides of the cooling air.
  • the slots 1, 2 thus preferably do not touch the flat material 15, but can be used as input and Ausfahr Kunststoffblenden. In itself, it would be possible to provide the cooling only after the drying station T, but a pre-cooling has proven in practice to be more effective. In any case, at the end the finished treated or coated and dried flat material 15 is wound up on a take-up roll 25.
  • FIG. 2 emanates from a printing unit, as for example from the GB-A-2,198,265 has become known whose details are removable there and are discussed here only in broad terms.
  • the reference numerals from this document have been adopted and are also apparent from the attached list of reference numerals, which is hereby incorporated by reference.
  • the flat material is in turn wound on the supply roll 16 and is unwound therefrom by means of the motor 17, for example a stepper motor, in order subsequently to travel through a conventional loop 20 in order to keep the flat material 15 free of stress.
  • this section is referred to as a stocking section V.
  • Supply section V closes a correction section K with the known, in opposite directions of rotation drivable rollers 23, 24th
  • a printing station D (as a treatment station), per se any training. It should be mentioned again that while the printing of the flat material is a preferred application in the context of the invention, other treatments such as coating (for example with an adhesive) or the like may be used. are conceivable.
  • the flat material 15 is a very thin and / or very heat-sensitive material, then a heat treatment, which in itself is intended only for the applied printing layer, can cause damage to the flat substrate, which does not have to be expressed visually, but rather possibly lead to premature embrittlement, to peel off a pad or the like, such as to delay due to thermal expansion or to undesirable change in the modulus of elasticity.
  • At least one cooling station C1 and / or C2 is provided.
  • the sheet often even during the pressure to temper, and it is also known to use blown air.
  • this cooling process has always been carried out only on one side of the sheet 15, and this is not sufficient to protect very thin and / or very heat-sensitive material from heat damage.
  • the cooling is now carried out so that the respective cooling zone C1 or C2 is arranged such that the continuous flat material 15 - as possible without further contact in the region of the cooling chambers 3 - held by the adjacent components 14, 28, 32, 33, so is that a cooling medium, in particular a gaseous cooling medium, such as air, from both sides of the flat material 15 can cool this.
  • a cooling medium in particular a gaseous cooling medium, such as air
  • the counting roller 14 of the printing station D could also be used to hold the flat material 15, which subsequently runs, for example, over a roller similar to the loop roller 28 as a holding device.
  • the sheet 15 could then, for example are flushed by nozzles with cold air, which blow on both sides of the sheet 15 or suck air or other cooling gas over the surface of the sheet 15 such that a cooling flow along this surface results.
  • cooling takes place in a cooling chamber 3, because then a single supply line 4 or 4 'may be sufficient and, moreover, the losses in cooling capacity can be kept low.
  • This cooling chamber 3 will preferably be isolated by means of insulating material, not shown.
  • the sheet is less sensitive to heat, it may be sufficient to provide a cooling station C2 following the drying station T.
  • a cooling station C1 prior to the heat treatment in the station T so as to ensure that the heat acts only superficially on the print layer whereas the flat substrate 15 is sufficiently cooled to avoid its damage.
  • each individual station C1 or C2 can be assigned a separate cooling unit. While at the cooling station C1, a vortex tube 5 is indicated as a cooling unit, the air is supplied via a line 6, and the cooling air discharges into the supply line 4, the downstream cooling station with a coolant such as freon or the like. although less preferred. Therefore, if both stations C1 and C2 each have their own refrigeration unit, the use of a vortex cooler with the tube 5 is preferred in each case.
  • a single cooling unit 5 is provided, the given and, if desired, supplies both cooling stations C1 and C2.
  • a connecting line 7 per a switching flap or another valve 8 or 8 '.
  • the valve 8 can be designed so that it selectively releases the connection only to the connected to the supply line 4 cooling chamber, or blocks against this cooling chamber and only the connecting line for supply via the supply line 4 'releases, or optionally cooling air to the two cooling chambers. 3 the stations C1 and C2 passes.
  • a fan 9 is connected, which receives ambient air and presses in the supply line 4.
  • a slider 10 or another valve provided to adjust the mixing ratio of ambient air from the fan 9 to the air from the vortex tube 5 can.
  • the slider 10 can be adjusted by a control circuit (not shown) in such a way that in each case air at a specific cooling temperature reaches the cooling chamber 3.
  • the cooling temperature will generally (and preferably) be below 5 ° C, especially around 0 ° C ⁇ 2 ° C, preferably below 0 ° C, but of course - depending on the requirements - deviations are possible. Nevertheless, it should be emphasized that the use of a vortex cooler in a hassle-free manner (since operation takes place without one of the problematic coolants) makes it possible to achieve such low cooling temperatures without much effort.
  • the mixing of the cooling air can be made in various ways. For example, it would be conceivable to combine the outputs of the vortex tube 5 and the fan 9 in the manner of an injector with one another, which could even increase the efficiency of the cooling.
  • the strip-shaped flat material 15 After the drying station or after the cooling station C2, the strip-shaped flat material 15 reaches in a known manner a winding station, as described in the already mentioned GB-A-, to which again expressly referred.
  • Fig. 3 shows a particularly simple construction according to the invention. Again, only one cooling station C T is shown, although in principle several would be possible, as has been explained with reference to the previous embodiments. Parts of the same function have the same reference numerals as in the previous figures, parts of similar function the same reference numerals, but with an addition.
  • Fig. 1 essentially consists in that the cooling station C T and the cooling chamber 3 is integrated into the drying station T or assembled with this. This may seem surprising at first glance, but it becomes immediately understandable considering that it accomplishes two tasks simultaneously: it can be done with a single cooling device C T or a single cooling source 5 '(whatever it is). at the same time the cooling of the heat source (UV lamp 42) take place. Normally, this heat source 42 is associated with its own cooling arrangement, wherein the supply of cooling air is optionally from above (based on Fig. 3 ) he follows. This cooling arrangement can now be saved in an advantageous manner, because the cooling device C T also provides for the cooling of the heat source 42. This simplifies the design and increases its efficiency.
  • the supply of the cooling medium generally cooling air, possibly also another cooling gas
  • the sheet 15 receives air of lower temperature and is cooled more effectively, before this air (with little heating) of the heat source 42 is supplied.
  • the air preferably flows in "countercurrent" to the downward UV radiation.
  • a cover plate for example in the form of a quartz glass plate to protect the tube is provided, so that no warm, ozone-containing cooling air directed to the substrate becomes.
  • the cooling chamber 3 may be formed in the context of the invention substantially as a prismatic hollow body; but it would be quite conceivable internals for flow guidance, for example, to swirl the cooling air to provide to wash around the sheet with certainty from all sides. Moreover, it is probably clear that the top of the hand various features described in this invention can be combined in any way with each other as well as with features of the prior art.
  • the cooling chamber 3 may be formed in various ways. In itself, it would be possible to make their interior closed and sealed in the manner of a freezer and accordingly provide for cooling an absorber or compressor unit (heat pump). However, preference is given to cooling with flowing gas, in particular air.
  • the supply via the pipe 4 ( Fig. 2 ) or from the unit 5 'shown. But if a flow is to take place, then of course also a discharge of the supplied air must be provided. This can take place (preferably) via at least one of the air panels 1, 2, in particular at least over the air panel 2 facing the receiving coil 25, which in such a case are to be formed unsealed or open. In this case, even after the cooling chamber results in a flowing around the sheet 15 cooling flow, which is preferred.
  • Another possibility would be to provide an exhaust duct approximately at the top (with reference to the drawings) of the cooling chamber 3. Assuming, however, that the exhaust still contains cooling energy, i. a relatively low (based on the room temperature) temperature, then it is also conceivable to supply the exhaust air in a cycle back to the cooling unit 5 and 5 '.
  • the latter possibility can be particularly advantageous if, for example, instead of air, another cooling medium, such as a special gas, is used.
  • the cooling chamber 3 is free of guides or holding devices, although the invention is not limited thereto.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Oberbegriffsmerkmalen des Anspruches 6.
  • Zum Bedrucken von Flachmaterial, wie Textilien, Papier, insbesondere aber von Etiketten, muss im allgemeinen das Material nach dem Druck getrocknet werden. Verschiedentlich geschieht dies mit IR-, bevorzugt aber mit UV-Strahlung, letzteres nämlich dann, wenn mittels der UV-Strahlung ein Kunststoffträger oder -binder für die Druckfarbe ausgehärtet bzw. auspolymerisiert werden soll. In jedem Fall aber ist ein nicht zu vernachlässigender Anteil an IR- bzw. Wärmestrahlung vorhanden. Je feiner das Flachmaterial aber ist, besonders wenn es von wärmeempfindlichem Kunststoff oder anderen wärmeempfindlichen Substanzen gebildet ist, desto wichtiger ist eine Kühlung des Materiales, um eine Überhitzung des bedruckten Flachmateriales zu vermeiden.
  • Bekannte Kühlsysteme, wie aus der DE-A-101 50 041 bekannt, verwenden Kühlplatten, über die das Flachmaterial geführt wird, wobei die Kühlplatten mittels eines Wärmetauschersystems gekühlt werden. Der Wärmeübergang ist dabei ziemlich mangelhaft. Zwar ließe er sich verbessern, indem das Flachmaterial unter Vakuum an die Kühlplatte z.B. mittels Vakuum, angepresst wird, doch verstärkt sich damit in unerwünschter Weise die Reibung, der Abrieb, die Gefahr des Zerkratzens der Substratrückseite und die Erzeugung statischer Elektrizität.
  • Es sind auch Kühleinrichtungen mittels an Walzen in verschiedenster Ausgestaltung bekannt, wie dies die EP-A-1 258 352 mit gekühlter Walze, die DE-A-101 58 051 oder die EP-A-1 306 212 mit einer Kühleinrichtung über einen Teilbereich des an der Walze geführten Flachmateriales bzw. die US 2003/0121436 mit einer an der das Flachmaterial führenden Walze vorgesehenen Kühlkammer zeigen. Die damit erzielbare Effizienz beim Übergang der Kühltemperatur auf das Flachmaterial ist aber gering und technisch aufwendig.
  • Natürlich kommen auch andere industrielle Prozesse vor, in denen ein Flachmaterial thermisch behandelt wird, etwa bei einer Beschichtung oder bei einer Behandlung zur Veränderung der mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften des Flachmaterials. In all diesen Fällen kann aber die Effizienz der Kühlung entscheidend für die Produktion sein.
  • Die US-A-5, 699, 625 beschreibt eine Anlage zum Trocknen von Flüssigkeitströpfchen auf einem Kunstharzfilm, wobei im Anschluss an eine Heizzone eine Kühlzone vorgesehen ist. Die den Film in beiden Zonen allseitig umspülende Luft transportiert dabei die Flüssigkeit ab. Nachteilig ist, dass bei kurzzeitigen Störungen des Transportes des Films eine örtliche Überhitzung stattfindet.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wirksamkeit der Kühlung zu verbessern, insbesondere um so auch wärmeempfindliches Material bedrucken und trocknen zu können.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es, insbesondere beim Träger einer Druckschicht, nicht auf eine Warmbehandlung des Trägermaterials ankommt, sondern es vor allem die auf diesem aufgebrachte Schicht ist, die getrocknet werden soll.
  • Unter diesem Aspekt gelingt die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Dadurch nämlich, dass die Kühlung von allen Seiten des Flachmaterials mittels der Luft mindestens zum Teil vor dem Trocknen erfolgt, kann auch eine kurzzeitige Transportstörung dem Flachmaterial in der Zone der thermischen Behandlung nicht schaden, während die aufgebrachte Schicht weiterhin wirksam behandelt, also z. B. getrocknet wird.
  • Um die Kühlung weiter zu intensivieren, wird bevorzugt das Flachmaterial durch eine von der Kühlluft gekühlte Kammer gefördert.
  • Die Kühlung kann an sich im Rahmen der Erfindung durch verschiedene Mittel erfolgen; bei Druckerzeugnissen wird sich im allgemeinen die Verwendung eines flüssigen Kühlmittels zwar nicht empfehlen, doch auch mit einem gasförmigen Kühlmittel kann dies durch Ansaugen des Kühlmittels über das Flachmaterial erfolgen. Bevorzugt ist allerdings, wenn mit Blasluft gekühlt wird.
  • Das Kühlgas wird der Einfachheit halber bevorzugt Luft (an Stelle eines anderen Kühlmittels) sein. Daneben kann es vorteilhaft sein, wenn die Kühlung mindestens zum Teil bereits vor dem Trocknen erfolgt. Dies ist an sich überraschend, doch liegt der Sinn darin, dass das Flachmaterial so vor jeglicher thermischen Beschädigung bewahrt wird, wogegen während des Trocknungsvorganges nur die Druckfarbe allenfalls einer Wärmebelastung ausgesetzt wird, insbesondere wenn das Trocknen mittels UV-Strahlung erfolgt. In analoger Weise können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch UV-reaktive Lacke und andere Überzüge getrocknet werden.
  • Um eine möglichst rasche Abkühlung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Kühlluft, mindestens zum Teil auf einen Wert unterhalb von 5°C, insbesondere um 0°C ± 2°C, bevorzugt unter 0°C, gekühlt wird.
  • Dabei kann die Kühlung bevorzugt mittels eines Vortex-Kühlers erfolgen, mit welchem sich besonders günstig relativ tiefe Temperaturen, beispielsweise innerhalb des oben genannten Bereiches, erzielen lassen. Vortex-Kühler sind beispielsweise aus der WO 02/044631 , der GB 2,385,115 oder der US-A-6,401,463 bekannt und weisen viele Vorteile, wie die Vermeidung von Kältemitteln, auf.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich überdies auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren, welche die Merkmale des Anspruches 6 aufweist.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    das Schema einer ersten Ausführungsform,
    Fig. 2
    das Schema einer ersten bevorzugten Ausführungsform; und
    Fig. 3
    das Schema einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.
  • Gemäss Fig. 1 läuft ein, im wesentlichen endloses bzw. bandförmiges Flachmaterial 15 von einer Vorratsrolle 16 ab. Dieses bandförmige Flachmaterial soll auf einer Seite behandelt werden, und zu diesem Zwecke ist entlang seiner Bahn eine Behandlungseinrichtung B vorgesehen, die an sich beliebig ausgebildet sein könnte, im vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch eine Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen einer Kunststoffschicht und/oder einer Klebstoffschicht ausgebildet ist. Wenn hier von "und/oder" die Rede ist, so deshalb, weil in Fig. 1 zwar nur eine einzige Beschichtungswalze 11' dargestellt ist, nötigenfalls aber auch deren mehrere, z.B. jeweils für eine andere Schicht, vorgesehen sein könnten.
  • Kunststoffe bedürfen nach dem Beschichten der Trocknung bzw. des Aushärtens (curing); im Falle von Klebstoffen kann eine UV-Trocknung in einer Trockenstation T vorgesehen sein. Im Falle von wärmeempfindlichen Flachmaterial 15 kann dies aber zu Schädigungen führen. Um auch solche empfindliche Materialien, insbesondere sehr dünne Kunststoffolien, beschichten bzw. behandeln zu können, ist erfindungsgemäss eine Kühlstation C mit einer Kühlkammer 3 vorgesehen, in welcher ein Kühlmittel, vorzugsweise in einem Kühlaggregat 5' gekühlte und mittels eines Ventilators 9 zugeführte Luft, das Flachmaterial von allen Seiten umgibt und so ein besonders guter Wärme- bzw. Kälteübergang auf das Flachmaterial 15 stattfindet. Die Kühlstation C kann z.B. mit Freon oder einem anderen, vorzugsweise FCKW-freien, Kühlmittel betrieben werden und ist daher an sich bekannter Natur.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass aushärtbare bzw. zu trocknende Klebstoffschichten vielfach bei Blisterverpackungen vorkommen, wobei diese Klebstoffschichten dann meist mittels UV-Strahlung ausgehärtet werden; es ist deshalb im Rahmen der Erfindung durchaus auch vorgesehen, nötigenfalls vor der Trockenstation T eine Applizierstation zum Aufbringen des zu verklebenden Blisters (durchsichtige Hülle, aufgebracht auf einen Träger, meist aus Karton) anzuordnen.
  • Die Kühlkammer 3 wird vorzugsweise derart relativ zu den benachbarten Bauteilen (11', 14', T in Fig. 1; 14, 28, 32, 33 in Fig. 2) angeordnet und ist so ausgebildet, dass in ihr das Flachmaterial 15 von allen Seiten der Kühlluft ausgesetzt ist. Damit wird eine Berührung mit (an sich denkbaren) Führungseinrichtung vermieden und damit auch etwaiger Abrieb bzw. eine elektrostatische Aufladung. Die Schlitze 1, 2 berühren also vorzugsweise das Flachmaterial 15 nicht, sondern können als Ein- und Ausfahrluftblenden benutzt werden. An sich wäre es möglich, die Kühlung erst nach der Trockenstation T vorzusehen, doch hat sich eine Vorkühlung in der Praxis als wirkungsvoller erwiesen. Jedenfalls wird am Ende das fertig behandelte bzw. beschichtete und getrocknete Flachmaterial 15 auf einer Aufwickelrolle 25 aufgewickelt.
  • Die Ausführung nach Fig. 2 geht von einem Druckwerk aus, wie es beispielsweise aus der GB-A-2,198,265 bekannt geworden ist, dessen Details dort entnehmbar sind und hier nur im groben besprochen werden. Die Bezugszeichen aus dieser Schrift wurden übernommen und sind auch aus der beigefügten Bezugszeichenliste ersichtlich, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen werden soll.
  • Es ist jedoch klar, dass die Erfindung keineswegs auf solche Anwendungen beschränkt ist, wie bereits einleitend ausgesagt wurde. Wenn auch in dieser GB-A- ein Druckwerk für photographisches Papier beschrieben ist, so wird es doch relativ ähnlich auch beispielsweise zum Drucken von Etiketten ausgebildet sein. Das soll bedeuten, dass der Ausdruck "bandförmig" hier keine Einschränkung auf eine bestimmte Bandbreite bedeuten soll.
  • Das Flachmaterial ist wiederum auf der Vorratsrolle 16 aufgewickelt und wird von dort mittels des Motors 17, beispielsweise eines Schrittmotors, abgewickelt, um anschliessend durch eine übliche Schlaufe 20 zu laufen, um das Flachmaterial 15 spannungsfrei zu halten. In der Zeichnung ist dieser Abschnitt als Vorratsabschnitt V bezeichnet. An diesen Vorratsabschnitt V schliesst sich ein Korrekturabschnitt K mit den bekannten, in entgegengesetzte Drehrichtungen antreibbaren Walzen 23, 24.
  • Anschliessend folgt in bekannter Weise eine Druckstation D (als Behandlungsstation), an sich beliebiger Ausbildung. Es sei hier nochmals erwähnt, dass im Rahmen der Erfindung zwar das Bedrucken des Flachmateriales eine bevorzugte Anwendung darstellt, dass aber auch andere Behandlungen, wie Beschichten (z.B. mit einem Klebstoff), od.dgl. denkbar sind.
  • Es ist üblich, die mittels des Druckwerkes D aufgedruckte Farbe mittels eines UV-Strahlers 34 zu trocknen (Trockenstation T). Falls es sich bei dem Flachmaterial 15 um ein sehr dünnes und/oder sehr wärmeempfindliches Material handelt, kann eine Wärmebehandlung, die ja an sich nur für die aufgebrachte Druckschicht gedacht ist, Schäden am flachen Trägermaterial verursachen, die sich gar nicht sichtbar äussern müssen, sondern unter Umständen zu einer frühzeitigen Versprödung, zum Ablösen von einer Unterlage od.dgl., wie etwa zum Verzug infolge Wärmedehnung bzw. zu unerwünschter Veränderung des Elastizitätsmoduls führen können.
  • Um solche Nachteile zu vermeiden, ist erfindungsgemäss mindestens eine Kühlstation C1 und/oder C2 vorgesehen. Zwar ist es an sich bekannt, das Flachmaterial ― oft schon während des Druckes, zu temperieren, und es ist auch bekannt, dazu Blasluft zu verwenden. Allerdings wurde dieser Kühlvorgang stets nur an einer Seite des Flachmateriales 15 vorgenommen, und dies reicht nicht aus, um sehr dünnes und/oder sehr wärmeempfindliches Material vor Wärmeschädigung zu schützen. Natürlich wäre es möglich, die Kühlwirkung bekannter Kühleinrichtungen dadurch zu verbessern, dass die Behandlung langsamer erfolgt, um so eine längere Kühldauer zu erzielen; doch dies setzt die Produktionsmenge empfindlich herab.
  • Erfindungsgemäss wird nun die Kühlung so vorgenommen, dass die jeweilige Kühlzone C1 bzw. C2 derart angeordnet ist, dass das durchlaufende Flachmaterial 15 ― möglichst ohne weitere Berührung im Bereiche der Kühlkammern 3 ― von den benachbarten Bauteilen 14, 28, 32, 33, so gehalten wird, dass ein Kühlmedium, insbesondere ein gasförmiges Kühlmedium, wie Luft, von beiden Seiten des Flachmateriales 15 dieses kühlen kann.
  • Im Prinzip könnte auch die Zählwalze 14 der Druckstation D zum Halten des Flachmateriales 15 herangezogen werden, das nachher beispielsweise über eine der Schlaufenrolle 28 ähnliche Rolle als Halteeinrichtung läuft. Das Flachmaterial 15 könnte dann beispielsweise von Düsen mit Kaltluft bespült werden, die auf beide Seiten des Flachmateriales 15 blasen oder Luft oder ein anderes Kühlgas derart über der Oberfläche des Flachmateriales 15 ansaugen, dass sich ein Kühlstrom entlang dieser Oberfläche ergibt.
  • Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Kühlung in einer Kühlkammer 3 erfolgt, weil dann eine einzige Zuführungsleitung 4 bzw. 4' ausreichen kann und überdies die Verluste an Kühlleistung gering gehalten werden können. Diese Kühlkammer 3 wird vorzugsweise mittels nicht dargestellten Isoliermateriales isoliert sein.
  • Wenn das Flachmaterial weniger wärmeempfindlich ist, mag es ausreichend sein, eine Kühlstation C2 im Anschluss an die Trocknungsstation T vorzusehen. Bei empfindlicherem Flachmaterial hat es sich jedoch herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, eine Kühlstation C1 bereits vor der Wärmebehandlung in der Station T vorzusehen, um so zu sichern, dass die Wärme nur oberflächlich auf die Druckschicht wirkt, wogegen das flache Trägermaterial 15 genügend gekühlt ist, um seine Schädigung zu vermeiden. In extremen Fällen mag es sogar von Vorteil sein, vor und nach der Station T eine Kühlstation C1 bzw. C2 vorzusehen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.
  • Wenn, wie dargestellt, zwei Kühlstationen C1 und C2 vorgesehen werden, dann kann jeder einzelnen Station C1 bzw. C2 ein eigenes Kühlaggregat zugeordnet werden. Während bei der Kühlstation C1 ein Vortex-Rohr 5 als Kühlaggregat angedeutet ist, dem Luft über eine Leitung 6 zugeführt wird, und das Kühlluft in die Zuführleitung 4 abgibt, könnte die nachgeschaltete Kühlstation mit einem Kühlmittel, wie Freon od.dgl. betrieben werden, obwohl dies weniger bevorzugt ist. Falls daher beide Stationen C1 und C2 je ein eigenes Kühlaggregat besitzen, ist in jedem Fall die Verwendung eines Vortex-Kühlers mit dem Rohr 5 bevorzugt.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch ein einziges Kühlaggregat 5 vorgesehen, das gegebenen- und gewünschtenfalls beide Kühlstationen C1 und C2 versorgt. Zu diesem Zwecke mag es vorteilhaft sein, am Ein- und/oder Ausgang einer Verbindungsleitung 7 je eine Schaltklappe oder ein anderes Ventil 8 bzw. 8' vorzusehen. Das Ventil 8 kann dabei so ausgebildet sein, dass es wahlweise die Verbindung nur zu der an die Zuführleitung 4 angeschlossene Kühlkammer freigibt, oder gegen diese Kühlkammer sperrt und nur die Verbindungsleitung zur Versorgung über die Zuführleitung 4' freigibt, oder gegebenenfalls Kühlluft zu beiden Kühlkammern 3 der Stationen C1 und C2 leitet.
  • An die Zuführleitung 4 ist ein Ventilator 9 angeschlossen, welcher Umgebungsluft aufnimmt und in die Zuführleitung 4 drückt. Es kann nun ein Schieber 10 oder ein anderes Ventil vorgesehen werden, um das Mischungsverhältnis von Umgebungsluft vom Ventilator 9 zur Luft aus dem Vortex-Rohr 5 einstellen zu können. Gewünschtenfalls kann dazu der Schieber 10 von einem Regelkreis (nicht dargestellt) so eingestellt werden, dass jeweils Luft mit einer bestimmten Kühltemperatur in die Kühlkammer '3 gelangt. Die Kühltemperatur wird sich im allgemeinen (und bevorzugt) unterhalb von 5°C, insbesondere um 0°C ± 2°C, bevorzugt unter 0°C, bewegen, doch sind natürlich ― je nach den Anforderungen ― Abweichungen möglich. Dennoch ist hervorzuheben, dass es die Verwendung eines Vortex-Kühlers auf problemlose Art und Weise (da der Betrieb ohne eines der problematischen Kühlmittel erfolgt) erlaubt, derart niedrige Kühltemperaturen ohne grossen Aufwand zu erzielen.
  • Auch das Mischen der Kühlluft kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Beispielsweise wäre es denkbar die Ausgänge des Vortex-Rohres 5 und des Ventilators 9 nach Art eines Injektors miteinander zu vereinen, was die Effizienz der Kühlung noch steigern könnte.
  • Nach der Trockenstation oder nach der Kühlstation C2 erreicht das bandförmige Flachmaterial 15 in bekannter Weise eine Aufwickelstation, wie sie in der schon genannten GB-A- beschrieben ist, auf die hier nochmals ausdrücklich verwiesen wird.
  • Fig. 3 zeigt eine besonders einfache erfindungsgemässe Konstruktion. Dabei ist wiederum nur eine Kühlstation CT dargestellt, obwohl im Prinzip auch mehrere möglich wären, wie dies an Hand der vorherigen Ausführungsbeispiele erläutert worden ist. Teile gleicher Funktion besitzen dieselben Bezugszeichen wie in den vorigen Figuren, Teile ähnlicher Funktion dieselben Bezugszeichen, aber mit einem Zusatz.
  • Es ist dabei, besonders im Vergleich mit Fig. 1 ersichtlich, dass der Unterschied zu Fig. 1 im wesentlichen darin besteht, dass die Kühlstation CT und deren Kühlkammer 3 in die Trockenstation T integriert bzw. mit dieser zusammengebaut ist. Dies wird auf den ersten Blick erstaunlich erscheinen, wird aber sofort verständlich, wenn man bedenkt, dass damit zwei Aufgaben gleichzeitig gelöst werden: Es kann so nämlich mit einer einzigen Kühleinrichtung CT bzw. einer einzigen Kühlquelle 5' (wie immer diese ausgebildet ist) gleichzeitig die Kühlung der Wärmequelle (UV-Lampe 42) erfolgen. Normalerweise ist dieser Wärmequelle 42 nämlich eine eigene Kühlanordnung zugeordnet, wobei die Zufuhr von Kühlluft gegebenenfalls von oben her (bezogen auf Fig. 3) erfolgt. Diese Kühlanordnung kann nun in vorteilhafter Weise eingespart werden, weil die Kühleinrichtung CT auch für die Kühlung der Wärmequelle 42 sorgt. Somit wird die Konstruktion vereinfacht und ihr Wirkungsgrad erhöht.
  • Es wurde oben erwähnt, dass bekannte Kühlanordnungen für Wärmequellen die Zufuhr von Kühlmedium im Bereiche der Wärmequelle 42 selbst vorgesehen haben, somit im oberen Bereich der Trockenstation T. Wollte man die Kühlluftzufuhr von oben beibehalten, dann müsste die Luft wohl an der Lampe 42 vorbei nach unten, d.h. also im Gleichstrom mit den abgegebenen Wärmestrahlen, strömen. Dies verhindert aber eine geschlossene Bauweise der UV-Lampe, bei der diese an der dem Flachmaterial zugekehrten Unterseite mit einer Glasplatte abgedeckt ist, um den Zutritt von Staub zu verhindern. Ausserdem wäre dann die dem Flachmaterial zugeführte Luft bereits aufgeheizt, was dessen Kühlung beeinträchtigt oder höhere Kühlleistungen erfordern würde.
  • Deshalb ist es bevorzugt, wenn die Zufuhr des Kühlmediums (im allgemeinen Kühlluft, gegebenenfalls auch ein anderes Kühlgas) an der Seite des die Kühlkammer (3) durchlaufenden Flachmaterials 15 und somit vor der Wärmequelle 42 der Trocknungsstation T vorgesehen ist. Somit erhält das Flachmaterial 15 Luft tieferer Temperatur und wird wirkungsvoller gekühlt, bevor diese Luft (mit nur geringer Aufheizung) der Wärmequelle 42 zugeführt wird. Mit anderen Worten strömt bevorzugt die Luft im "Gegenstrom" zur abwärts gerichteten UV-Strahlung. Somit ist es möglich, den UV-Strahler 42 geschlossen zu halten. Dabei wird es bevorzugt sein, wenn zwischen der UV-Lampe 42 bzw. ―röhre und dem Substrat (Flachmaterial 15) eine Abdeckplatte, beispielsweise in Form einer Quarzglasplatte zum Schutze der Röhre vorgesehen wird, auch damit keine warme, ozonhaltige Kühlluft auf das Substrat geleitet wird.
  • Im Rahmen der Erfindung sind natürlich zahlreiche Variationen deckbar; beispielsweise kann nur eine der beiden Kühlstationen C1 oder C2 in erfindungsgemässer Weise, die andere herkömmlich ausgebildet werden. Ferner kann gegebenenfalls das Mischen der Kühlluft mit Raumluft entfallen, so dass die Kühlluft nur vom Kühlaggregat 5 geliefert wird. Statt Luft könnte auch ein anderes Kühlmedium verwendet werden, doch ist dies im allgemeinen weniger bevorzugt.
  • Die Kühlkammer 3 kann im Rahmen der Erfindung im wesentlichen als prismatischer Hohlkörper ausgebildet sein; es wäre aber durchaus denkbar, Einbauten zur Strömungsführung, z.B. zum Verwirbeln der Kühlluft, vorzusehen, um das Flachmaterial mit Sicherheit von allen Seiten zu umspülen. Ausserdem ist wohl klar, dass die oben an Hand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale im Rahmen dieser Erfindung in beliebiger Weise sowohl untereinander als auch mit Merkmalen des Standes der Technik kombiniert werden können.
  • Aber auch in anderer Hinsicht kann die Kühlkammer 3 auf verschiedene Weise ausgebildet sein. An sich wäre es möglich, ihren Innenraum nach Art eines Gefrierschrankes geschlossen und abgedichtet auszubilden und dementsprechend zur Kühlung eine Absorber- oder Kompressoreinheit (Wärmepumpe) vorzusehen. Bevorzugt ist jedoch eine Kühlung mit strömendem Gas, insbesondere Luft. In den Figuren wurde die Zufuhr über das Rohr 4 (Fig. 2) bzw. vom Aggregat 5' gezeigt. Wenn aber eine Strömung erfolgen soll, dann muss natürlich auch eine Abfuhr der zugeführten Luft vorgesehen sein. Dies kann (bevorzugt) über wenigstens eine der Luftblenden 1, 2, insbesondere wenigstens über die dem Aufnahmewickel 25 zugekehrte Luftblende 2, erfolgen, die in einem solchen Falle unabgedichtet bzw. offen auszubilden sind. In diesem Fall ergibt sich auch noch im Anschluss an die Kühlkammer eine um das Flachmaterial 15 fliessende Kühlströmung, was bevorzugt ist.
  • Eine andere Möglichkeit wäre, etwa an der Oberseite (bezogen auf die Zeichnungen) der Kühlkammer 3 einen Abluftkanal vorzusehen. Nimmt man aber an, dass auch die Abluft noch Kühlenergie enthält, d.h. eine relativ (bezogen auf die Raumtemperatur) geringe Temperatur, dann ist es ebenso denkbar, die Abluft in einem Kreislauf wieder dem Kühlaggregat 5 bzw. 5' zuzuführen. Letztere Möglichkeit kann besonders auch dann vorteilhaft sein, wenn etwa statt Luft ein anderes Kühlmedium, wie ein besonderes Gas, verwendet wird.
  • Aus der obigen Beschreibung ergibt sich auch, dass es vorteilhaft ist, wenn die Kühlkammer 3 frei von Führungen oder Halteeinrichtungen ist, obwohl die Erfindung darauf nicht beschränkt ist. Anderseits kann man die Luftblenden 1, 2 auch als berührungsfreie Führungen oder Halteeinrichtungen mit Luftlager bezeichnen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Einfahrluftblende
    2
    Ausfahrluftblende
    3
    Kühlkammer
    4
    Zuführungsleitung
    5
    Vortex-Rohr
    6
    Leitung
    7
    Verbindungsleitung
    8
    Schaltklappe/Ventil
    9
    Ventilator
    10
    Schieber
    11
    Drucktrommel
    12
    Druckplatte
    13
    Ausnehmung
    14
    Zählwalze
    15
    Band (Flachmaterial)
    16
    Vorratsrolle
    17
    Vorschubmotor
    18
    Schlaufenrolle
    19
    Schlaufenrolle
    20
    Bandschlaufe
    21
    Schlaufensensor (Minimum)
    22
    Schlaufensensor (Maximum)
    23
    Korrektur-Antriebsrolle
    24
    Korrektur-Antriebsrolle
    25
    Aufnahmewickel
    26
    Aufwickel-Motor
    27
    Schlaufenrolle
    28
    Schlaufenrolle
    29
    Bandschlaufe
    30
    Schlaufensensor (Minimum)
    31
    Schlaufensensor (Maximum)
    32
    Markierungsleser
    33
    Markierungsleser
    34
    Trocknungsstation (UV)
    35
    Einfärbebwalze
    36
    Farbvorrat
    37
    Farbwalze
    38
    Index-Markierung
    39
    Nocke
    40
    Photodetektor
    41
    Einlassführung von T
    42
    UV-Lampe

Claims (10)

  1. Verfahren zum Behandeln von, insbesondere bandförmigem, Flachmaterial (15), bei dem das Flachmaterial (15), z.B. nach dem Aufbringen einer Schicht, wie einer Druckschicht, thermisch behandelt wird, insbesondere, z.B. mit UV-Strahlung, warmbehandelt, z.B. getrocknet wird, wobei das Flachmaterial (15) auch mittels Luft gekühlt und dabei im wesentlichen von allen Seiten der Luft zugänglich gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung (C1; CT) von allen Seiten des Flachmaterials (15) mittels der Luft mindestens zum Teil bereits vor dem Trocknen (T) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachmaterial (15) durch eine von Kühlluft gekühlte Kammer (3) gefördert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlung des Flachmateriales (15) mit Blasluft vorgenommen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Kühlluft, mindestens zum Teil auf einen Wert unterhalb von 5°C, insbesondere um 0°C ± 2°C, bevorzugt unter 0°C, gekühlt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Kühlluft mittels eines Vortex-Kühlers (5) gekühlt wird.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Behandlungsstation, wie einer Druckstation (D), für, insbesondere bandförmiges, zwei Seiten aufweisendes Flachmaterial (15), einer, insbesondere eine UV-Strahlungseinheit (42) aufweisenden Trockenstation (T), und mindestens einer Luft-Kühlstation (C; C1 bzw. C2), der eine Luftfördereinrichtung (5, 9) zugeordnet ist, und die mit einer Kühlkammer (3) verbunden ist, wobei die Kühlkammer (3) zum Hindurchführen des Flachmateriales (15) durch sie unter Kontakt beider Seiten des Flachmateriales (15) mit der Kühlluft angeordnet und ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kühlstation (C1 bzw. C2) mindestens zum Teil bereits vor der Trockenstation (T) angeordnet ist, so dass die Kühlung (C1; CT) von allen Seiten des Flachmaterials (15) mindestens zum Teil bereits vor dem Trocknen (T) erfolgt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Kühlluft mittels eines an die Kühlkammer (3) angeschlossenen Vortex-Kühlers (5) kühlbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkammer (3) ein Mischbereich vorgeschaltet ist, welchem Luft unterschiedlicher Temperatur aus unterschiedlichen Leitungen (4-6) zuführbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (9) der Kühlkammer (3) derart vorgeschaltet ist, dass die Kühlkammer (3) Druckluft erhält.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkammer (3) mit der Trocknungsstation (T) derart verbunden ist, dass sowohl das Flachmaterial (15), als auch die jeweilige Wärmequelle (42) mittels des die Kühlkammer (3) durchströmenden Kühlfluids kühlbar sind, und dass vorzugsweise der Zulauf (4; 5') des Kühlfluids an der Seite des die Kühlkammer (3) durchlaufenden Flachmaterials (15) und somit vor der Wärmequelle (42) der Trocknungsstation (T) vorgesehen ist.
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