WO2008055841A1 - Druckmaschine sowie verfahren zum betrieb derselben - Google Patents

Druckmaschine sowie verfahren zum betrieb derselben Download PDF

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WO2008055841A1
WO2008055841A1 PCT/EP2007/061772 EP2007061772W WO2008055841A1 WO 2008055841 A1 WO2008055841 A1 WO 2008055841A1 EP 2007061772 W EP2007061772 W EP 2007061772W WO 2008055841 A1 WO2008055841 A1 WO 2008055841A1
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WO
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printing material
guide element
printing
guide
distance
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/061772
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Thorsten Weber
Frank Gunschera
Uwe Meyer
Original Assignee
Windmöller & Hölscher Kg
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmöller & Hölscher Kg filed Critical Windmöller & Hölscher Kg
Publication of WO2008055841A1 publication Critical patent/WO2008055841A1/de

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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
    • B41F23/0423—Drying webs by convection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/24—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by fluid action, e.g. to retard the running web
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/145—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning on the non-perforated outside surface of which the material is being dried by convection or radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/51—Modifying a characteristic of handled material
    • B65H2301/517—Drying material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/03—Image reproduction devices
    • B65H2801/12—Single-function printing machines, typically table-top machines

Definitions

  • the invention relates to a printing machine and a method for operating the same.
  • Printing machines and in particular multi-color rotary printing presses have long been known. Since printing inks contain solvents such as water or hydrocarbons, it has long been attempted to dry freshly printed images quickly. This need exists because, soon after passing through the printing nip, the substrate passes again past any guiding or guiding elements and is stacked or rolled up at the end of the printing process.
  • the different colors are printed one above the other on the same surface of the respective printing material, so that a multicolored printed image is produced.
  • EP 1 233 834 B1 and DE 100 50 301 B4 propose the use of electrical or magnetic fields in order to influence the air flowing past the film in such a way that better drying takes place.
  • the object of the present invention is the,
  • Drying devices of the prior art continue to improve.
  • Guide elements for the purposes of the present invention may be any possible body such as rollers, sheets or webs.
  • rolls or webs can be displaced particularly easily in a relative speed to the webs and usually also to the rest of the machine, the machine frame or the relevant workshop.
  • the guide element in question should be in operative connection with an actuator such as a drive (usually rotary or translational).
  • advantageous embodiments of the film guide elements in question therefore contribute to the drying of the printing material web, because they are at least in the steady-state operating state spaced from the printing material web and thus approach an air volume to the printing material web.
  • the direction of movement of the corresponding surfaces of the guide elements can be adjusted parallel to or obliquely (for example, 45 °) to the direction of movement of the printing material. That too
  • the sign of the movement can be varied as required (constant or reverse rotation), so that the desired relative speed between the surface or at least parts of the surface of the guide element and the printing material is established.
  • the relative speeds of 2, 4, 6 to 60 m / s are considered desirable.
  • Guide rolls but also be nozzles that can lead by gas ejection (for example, compressed air), the non-printed side of the substrate web.
  • gas ejection for example, compressed air
  • the area ratio between the surface of the guide element and the surface of the printing material web in the effective range of the guide element can be between 1 and 0.05, but preferably between 1 and 0.2. It is even more advantageous if the area ratio is greater than 0.5 or 0.8, ie the surface area of the guide element in the effective region thereof is relatively large.
  • the selection ranges for the preferred film guide are mentioned several times in the present document. They are between 10 mm and 5 ⁇ m.
  • a certain ratio between the area of the effective range of the film guide element and the substrate that passes through the effective range is important, since the once offset by the relative speed of the two elements in turbulence air just needs - located at a suitable distance - surface on which they themselves
  • the size of this area must be in proportion to the size of the area of the substrate transported in the effective area of the respective film guide element
  • Surface elements also have an absolutely measurable minimum size, which advantageously should not fall below 0.25 cm 2 , since the swirled at the edge of the surface air otherwise (at the specified relative speeds and the distance between the surface and the substrate, etc.) too little Surface to effectively "support" itself.
  • these guide elements are moved relative to the printing material web, so that a turbulent air flow is formed, which is suitable for guiding the printing material web.
  • the frictional force generating the turbulent flow can be adjusted.
  • the roughness of the surface of the guide element e.g. by means of a coating with lacquer.
  • a plasma treatment which structures the surface of the guide element (plasma etching) and / or chemically changes (plasma activation) is likewise possible.
  • the structuring of the surface of the guide element can have a considerable influence on the frictional force and thus on the air guide.
  • the roughness resulting from the distance between the highest and lowest parts of the surface 3 mm but preferably less than 2 mm (advantageously between 200 and 50 microns).
  • a suitable surface modification of the guide element by changing the chemical properties and / or the surface roughness, an arbitrary coefficient of friction can be established on the guide elements and thus a desired, resulting from a turbulent flow on the surface of a guide element force, for spacing a printing substrate can be achieved.
  • the mentioned air turbulence always introduce new, still unsaturated air to the surface to be dried and thus allow more and more evaporation and / or evaporation of solvents. Additional benefit can be generated by drying and / or tempering the air in question. In general, heating will be preferred to cooling since heated air can absorb solvent more quickly.
  • rollers such drying or Heiltemperleitersvorraumen (especially heating) are expediently mounted outside of the guide elements, so that no active heating is present within the guide elements.
  • heating of the guide elements by heated air passing the guide elements or passing through them onto the substrate may occur.
  • a direct heating of the guide elements themselves is also considered as a supplementary measure or as an independent measure which promotes a drying or heating process. Such a direct heating can be assumed if the heater is integrated directly into the guide element, and / or if the heat conduction by solid or solid contact in the heating of the guide element beyond the ambient temperature outweighs.
  • the drying of the printing material web in the manner described is very efficient and can therefore lead to surprisingly high solvent concentrations in the air brought to the drying. Therefore, it is advantageous if already the guide elements themselves are provided with Luftzu- or -abloomtechnischen.
  • the printing material is first placed on the guide elements.
  • placed on the guide elements it can also be meant that there is first of all direct contact between the printing substrate and the guide elements.
  • the distance between the printing material and the guide element is dependent on the frictional force which the guide element exerts on the surrounding air, the relative speed which the guide element has to the printing material web and the web tension of the printing material web.
  • the friction force can, as already mentioned, be controlled by various surface modifications.
  • the distance of the printing substrate to the surface of the guide element is freely adjustable by controlling the above parameters. However, the maximum distance of the printing material from the surface of the guide element is limited by its distance from the guide means.
  • the distance of the printing material from the surface of a guide element is between 0.5 and 20 mm, ideally between 1 and 10 mm or between 2 and 5 mm.
  • the distance between the first film guide element and the substrate should be adjustable so that the aforementioned numerical values are achieved.
  • film guiding means such as guide rollers
  • the distance between the surface of the guide roller and the Surface of the film guide element therefore lie in the aforementioned areas or be adjustable so that the aforementioned ranges are achieved.
  • FIG. 1 side view of a stand 1 of a printing press
  • FIG. 2 sketch of an embodiment of a guide element
  • FIG. 1 shows a side view of a stand 1 of a series gravure printing machine in which the material web 2 is fed in the direction of the arrow z on the left edge of the image.
  • the web initially runs on some guide rollers 3 in the area of the printing unit 9.
  • This printing unit 9 comprises the doctor device 6, which serves for doctoring off the printing cylinder 7.
  • This 7 forms with the impression roller 8 a printing nip in which the printing material is printed.
  • the bracket 1 1 and the dashed line between the two guide rollers 3 indicate that the inking unit 6 can also be bypassed if not all inking units of the printing press are needed.
  • the medicine and the Anglo-Saxon linguistic usage one calls such a procedure also "Bypass".
  • the freshly printed substrate 2 is fed to the first dryer 5a after passing through the printing unit 6.
  • the printing material runs past a plurality of guide means, here guide rollers 3.
  • the fans 4 which are supplied via unillustrated lines with blown air, which direct them to the printed side of the substrate.
  • film guide elements 12 may be for example rollers or a fast-running endless belt (similar to a conveyor belt).
  • the printing material web 2 is guided, as in the present case, on its unprinted side by guide rollers, it is possible to preset the distance between the web and the guide elements 12 by the positioning of guide rollers 3 and guide elements 12. In this case, it is also possible that even when the machine is stationary (for example when setting the same) no contact between guide elements 12 and substrate 2 is achieved.
  • the printing material web 2 is guided between the guide means 3 and the guide element 12 in that both are displaced in a relative speed to the printing material web.
  • the printing material web 2 is guided by the turbulent flows which generate the guide means 3 and guide elements 12 by a relative movement to the printing material web 2.
  • the printing material web 2 leaves the first dryer 5a, passes through the guide roll 3 and is fed to the second dryer 5b. This is mirrored to the first dryer. After the web 2 has also left this second dryer 5b, a further printing unit (not shown) is fed via a plurality of further guide rollers 3 in the conveying direction indicated by the arrows z.
  • the mentioned device components of the stator 1 are hinged to the machine frame 10.
  • FIG. 2 shows in sketched but more detailed form how a partial area of a drying device can be shown in section.
  • the roller 12 assumes the function of a guide element in the context of the present application. At this guide element, the printing material web 2 is passed. This results in a wrap angle ⁇ of 180 °. The roller rotates quickly, so that forms between her and the substrate 2, the turbulent flow. On its other side, the printing substrate 2 is guided by an air flow, which is fed through the lines 14, which are traversed by air (arrows 14). The guide plates 13 ensure that the air pressure built up by this air flow is not reduced too quickly. Through the supply lines 14, one side of the printing material 2 - here the still unprinted page - subjected to drying air.
  • FIG. 3 again shows largely the same figure as FIG. 2.
  • FIG. 3 shows the extent of the effective region WB of the film guiding element 12.
  • the printing material 2 gets into the effective region WB of the guiding element 12 at the point marked by the arrow P1 Bedruckstoll also by the guide roller 17, which controls the deflection of the printing material out.
  • the printing material 2 is held in the active region of the film guiding element in a force equilibrium between the air displaced by the film guiding element into a turbulent flow at the upper side of the printing material and the air blown through the air supply lines 14.
  • the printing material again leaves the effective region of the guide element 12.
  • the surface of the guide element 12 in the effective region WB of the same 12 As the surface of the guide element 12 in the effective region WB of the same 12, the directly facing the film surface areas of the film guide element, in the present case, the half of the peripheral surface of the same 12.
  • the size of the surface of the guide member 12 in the effective range WB of the same 12th and the size of the area of the stock carried in the area of action (the size of the area of the printing material, which is at a point in time between the points P1 and P2) must be in a certain ratio, so that the intended buoyancy effect is optimized.
  • the film guide elements are rollers 12 which have only one surface 18 in their effective region WB.
  • This surface 12 is therefore the role the at least one surface which is movable in such a way that the turbulent air flow is formed in the effective region WB of the film guiding element WB.
  • rollers are also known which have different, for example, in the direction of the substrate spaced-apart surfaces.

Abstract

Die Druckschrift betrifft eine Druckmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben. Die Druckmaschine ist zumindest mit einem Trockner (5a,b) zum Trocknen gerade bedruckten Bedruckstoffes (2) ausgestattet. Hierbei wird als neu und erfinderisch angesehen, dass der Trockner (5a,b) zumindest ein Führungselement (12) enthält, an dem (12) der Bedruckstoff (2) vorbeiführbar ist und dass das zumindest eine Führungselement (12) einen Wirkbereich (WB) besitzt, in dem es zur Trocknung der benachbarten Bedruckstoffbahn (2) beiträgt und wobei das zumindest eine Führungselement (12) zumindest eine Oberfläche (18) enthält, die in eine Relativgeschwindigkeit zu dem Beduckstoff (2) versetzbar ist.

Description

Windmöller & Hölscher KG
Münsterstraße 50
49525 Lengerich/Westfalen
30. Oktober 2007
Unser Zeichen: 8697 WO - WEB
Druckmaschine sowie Verfahren zum Betrieb derselben
Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben.
Druckmaschinen und insbesondere Mehrfarben Rotationsdruckmaschinen sind seit langem bekannt. Da Druckfarben Lösemittel wie Wasser oder Kohlenwasserstoffe beinhalten, wird auch seit langem versucht, frisch gedruckte Druckbilder rasch zu trocknen. Diese Notwendigkeit besteht, da der Bedruckstoff relativ schnell nachdem er den Druckspalt durchlaufen hat, erneut an irgendwelchen Führungs- oder Leitelementen vorbeigeführt wird und am Ende des Druckprozesses gestapelt oder aufgerollt wird.
Insbesondere bei Mehrfarben Druckmaschinen werden die unterschiedlichen Farben übereinander auf dieselbe Fläche des jeweiligen Bedruckstoffes gedruckt, so dass ein mehrfarbiges Druckbild entsteht. In diesem Zusammenhang ergibt sich die Notwendigkeit, zwischen zwei Farbwerken zu trocknen.
Trotz langjähriger Entwicklungsarbeiten und praktischer Erfahrung zu den angerissenen Themen sind Trocknungsvorrichtungen und -verfahren des Standes der Technik teuer und aufwändig. Besonders zu beklagen ist, dass sehr große Luftvolumina pro Zeiteinheit dem Bedruckstoff zugeführt werden und dass diese Luft den Trockner beziehungsweise die unmittelbare Nachbarschaft des gerade bedruckten Bedruckstoffes mit einem geringen Sättigungsgrad an Lösemittel wieder verlässt. Zur Verbesserung der Trocknung von Materialbahnen wurden daher bereits die unterschiedlichsten Maßnahmen vorgeschlagen. So schlagen die EP 1 233 834 B1 und die DE 100 50 301 B4 den Einsatz elektrischer beziehungsweise magnetischer Felder vor, um die an der Folie vorbeiströmende Luft derart zu beeinflussen, dass eine bessere Trocknung zustande kommt.
In der DE 44 41 771 A1 werden Trocknungsdüsen vorgeschlagen, die entlang der Warenbahn mit einer Relativgeschwindigkeit verfahrbar sind. Jedoch besteht bei allen hier vorgeschlagenen Verfahren nach Stand der Technik in der Praxis nach wie vor Verbesserungsbedarf.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die
Trocknungsvorrichtungen des Standes der Technik weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Führungselemente im Sinne der vorliegenden Erfindung können alle möglichen Körper wie Walzen, Bleche oder Bahnen sein. Insbesondere Walzen oder Bahnen (ähnlich wie Förderbahnen) können besonders einfach in eine Relativgeschwindigkeit zu den Bahnen und in der Regel auch zu dem Rest der Maschine, des Maschinengestells oder der betreffenden Werkshalle versetzt werden. Insbesondere, wenn auch eine Relativbewegung zwischen dem Führungselement und Bestandteilen der restlichen Maschine (nicht nur dem Bedruckstoff) zustande kommen soll, sollte das betreffende Führungselement in Wirkverbindung mit einem Aktor wie einem Antrieb (in der Regel rotatorisch oder translatorisch) stehen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der in Rede stehenden Folienführungselemente tragen unter anderem deshalb zur Trocknung der Bedruckstoffbahn bei, weil sie zumindest im eingeschwungenen Betriebszustand von der Bedruckstoffbahn beabstandet sind und so ein Luftvolumen an die Bedruckstoffbahn heranlassen.
Die Bewegungsrichtung der entsprechenden Oberflächen der Führungselemente kann parallel quer oder schräg (beispielsweise 45°) zu der Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes eingestellt werden. Auch das Vorzeichen der Bewegung kann nach Bedarf variiert werden (Gleich- oder Gegenlauf), so dass sich die gewünschte Relativgeschindigkeit zwischen der Oberfläche oder zumindest Teilen der Oberfläche des Führungselementes und dem Bedruckstoff einstellt. Als wünschenswert gelten - je nach Anwendungsbereich - Relativgeschwindigkeiten von 2, 4, 6 bis 60 m/s.
Tests haben gezeigt, dass die Bedruckstofftrocknung nach der vorliegenden Erfindung sehr gut funktioniert. Dies ist offenbar darauf zurückzuführen, dass die vorzugsweise große Relativgeschwindigkeit zwischen den Führungselementen und dem Bedruckstoff dazu führt, dass sich in dem Zwischenbereich eine turbulente Luftströmung ausbildet. Diese Luftströmung erzeugt Kräfte, die den Bedruckstoff zuverlässig von der Folie beabstanden.
Die frisch bedruckte Seite der Bedruckstoffbahn zeigt in Richtung der Oberfläche des Führungselementes und wird zwischen zwei Führungsmitteln geführt. Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung können Führungsmittel
Leitwalzen, aber auch Düsen sein, die mittels Gasausstoß (z.B. Druckluft) die nicht bedruckte Seite der Bedruckstoffbahn führen können. Der Bereich der
Oberfläche des Führungselementes, der die bedruckte Seite der Bedruckstoffbahn zwischen den Leitmitteln trägt, wird im Folgenden
Wirkbereich des Führungselementes genannt.
Durch die Relativbewegung der genannten Führungselemente und Führungsmittel wird durch Reibung die umgebene Luft auf der Oberfläche mitgeführt. Bei einer Rotationsbewegung bildet sich um den Körper eine wirbelartige Umlaufströmung aus, die eine turbulente Strömung darstellt.
Eine Beabstandung zwischen der geführten Bedruckstoffbahn und der Leitwalzenoberfläche kommt nur durch die turbulente Luftströmung zustande, die eine Kraft radial zur Drehachse der Leitwalze bereitstellt. Dabei stellt die geschlossene Mantel- bzw. Oberfläche der Leitwalze eine Gegenkraft bereit, so dass sich die turbulenten Luftverwirbelungen auf der geschlossenen Oberfläche „abstützen" können. In bevorzugten Ausführungsformen kann das Flächenverhältnis zwischen der Oberfläche des Führungselementes und der Oberfläche der Bedruckstoffbahn im Wirkbereich des Führungselementes zwischen 1 und 0,05, bevorzugt jedoch zwischen 1 und 0,2 liegen. Noch vorteilhafter ist es, wenn das Flächenverhältnis größer als 0,5 oder 0,8 ist, die Oberfläche des Führungselementes im Wirkbereich desselben also relativ groß ist. Insbesondere sind hindernde Ausprägungen dieser relativ großen Oberfläche des Führungselementes zu vermeiden, die verhindern, dass der Bedruckstoff in einem optimalen Abstand zu dieser Oberfläche geführt wird. Die Auswahlbereiche zur bevorzugten Folienführung (Abstand zwischen Bedruckstoff und Oberfläche des Folienführungselements im Wirkbereich desselben) sind in der vorliegenden Druckschrift mehrfach genannt. Sie liegen zwischen 10 mm und 5 μm. Ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Fläche des Wirkbereichs des Folienführungselementes und dem Bedruckstoff, der den Wirkbereich passiert, ist wichtig, da die einmal durch die Relativgeschwindigkeit der beiden Elemente in Turbulenzen versetzte Luft eben eine - in geeignetem Abstand befindliche - Fläche benötigt, an der sie sich „abstützen" kann, um den benötigten Auftrieb an den Bedruckstoff weiter zu geben. Die Größe dieser Fläche muss in einem gewissen Verhältnis zu der Größe der Fläche des - im Wirkbereich des betreffenden Folienführungselementes - transportierten Bedruckstoffes stehen. Bei strukturierten oder unterbrochenen Flächenelementen sollten die einzelnen Flächenelemente auch eine absolut messbare Mindestgröße haben, die vorteilhafterweise 0,25 cm2 nicht unterschreiten sollte, da die am Rand der Fläche verwirbelte Luft sonst (bei den angegebenen Relativgeschwindigkeiten sowie dem Abstand zwischen der Oberfläche und dem Bedruckstoff usw.) zu wenig Fläche vorfindet, um sich effektiv „abzustützen".
Flächensegmente, die größer als 1 cm2 oder gar größer als 5 cm2 sind, weisen weitere Vorteile auf. Bisher haben sich unsegmentierte Oberflächen als am Besten erwiesen. Die Oberflächen sollten parallel zur Transportbahn des Bedruckstoffes ausgerichtet sein. Zumindest sollte die Abweichung der Parallelität (in Transportrichtung gemessen) 20° bevorzugt 10° nicht überschreiten. Die Bedruckstoffbahn kann auf der dem Folienführungselement abgewandten Seite geführt werden. Hierzu kommen Folienführungselemente wie Leitwalzen in Frage. Auch durch Düsen hervorgerufene Luftströmungen können zu dieser Folienführung eingesetzt werden. Schließlich kann auch ein zweites und weitere Folienführungselemente, die in der mehrfach beschriebenen Weise in Relativgeschwindigkeit zu der Bahn gebracht werden, die Führung der Folie an der dem ersten Folienführungselement abgewandten Seite übernehmen.
In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden auch diese Führungselemente relativ zur Bedruckstoffbahn bewegt, so dass eine turbulente Luftströmung entsteht, die zum Führen der Bedruckstoffbahn geeignet ist.
Dabei ist anzumerken, dass - bei allen Führungselementen - zunächst eine kritische Relativgeschwindigkeit des Führungselementes zur Bedruckstoffbahn erreicht werden muss, damit die Kraft zur Beabstandung der Bedruckstoffbahn groß genug ist. Weiter ist es möglich, alle Formen von Führungsmitteln und Führungselementen mit Düsen auszustatten, die durch Luftausstoß einen Gegendruck bzw. eine Gegenkraft verursachen, die die auf der Oberfläche des Führungselementes, radial zur Drehachse durch turbulente Luftströmung verursachte Kraft, gegenüber der Bedruckstoffbahn kompensiert.
Durch eine gezielte Modifikation der Oberflächen der Führungselemente, kann die die turbulente Strömung erzeugende Reibungskraft eingestellt werden. Dafür kann z.B. die Rauhigkeit der Oberfläche des Führungselementes verändert werden. Dies kann z.B. mittels einer Beschichtung mit Lack erfolgen. Eine Plasmabehandlung, die die Oberfläche des Führungselements strukturiert (Plasmaätzen) und/oder chemisch verändert (Plasmaaktivierung), ist ebenfalls möglich. Dabei kann die Strukturierung der Oberfläche des Führungselementes einen erheblichen Einfluss auf die Reibungskraft und damit auf die Luftführung haben.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Rauhigkeit, die sich aus dem Abstand zwischen erhabensten und tiefliegendsten Teilen der Oberfläche ergibt, 3 mm, vorzugsweise jedoch weniger als 2 mm betragen (vorteilhaft zwischen 200 und 50 μm).
Durch eine geeignete Oberflächenmodifikation des Führungselements, durch Verändern der chemischen Eigenschaften und/oder der Oberflächenrauhigkeit, kann ein beliebiger Reibwert auf den Führungselementen etabliert und damit eine gewünschte, aus einer turbulenten Strömung auf der Oberfläche eines Führungselementes resultierende Kraft, zur Beabstandung einer Bedruckstoffbahn erreicht werden. Im vorliegenden Zusammenhang ist von besonderer Bedeutung, dass die angesprochenen Luftturbulenzen immer neue, noch ungesättigte Luft an die zu trocknende Oberfläche heranführen und so immer mehr Verdunstung und/oder Verdampfung von Lösemitteln erlauben. Zusätzlicher Nutzen kann erzeugt werden, indem die betreffende Luft getrocknet und/oder temperiert wird. In der Regel wird man ein Erhitzen einem Kühlen vorziehen, da erwärmte Luft mehr und schneller Lösemittel aufnehmen kann.
Gerade bei der Verwendung von Walzen als Führungselemente werden solche Trocknungs- oder Lufttemperierungsvorrichtungen (v. a. Heizung) zweckmäßigerweise außerhalb der Führungselemente angebracht sein, so dass innerhalb der Führungselemente keine aktive Heizung vorhanden ist. Gleichwohl kann natürlich eine Heizung der Führungselemente durch beheizte Luft, die an den Führungselementen vorbei oder durch dieselben hindurch auf den Bedruckstoff geleitet wird, vorkommen. Als ergänzende oder auch als unabhängige, einen Trocknungs- oder Erwärmungsprozess begünstigende Maßnahme kommt natürlich eine direkte Heizung der Führungselemente selber in Betracht. Eine solche direkte Heizung kann angenommen werden, wenn die Heizung direkt in das Führungselement integriert ist, und/oder wenn die Wärmeleitung durch Festkörper oder Festkörperkontakt bei der Aufheizung des Führungselementes über die Umgebungstemperatur hinaus überwiegt. Die Trocknung der Bedruckstoffbahn in der beschriebenen Weise ist sehr effizient und kann daher zu überraschend hohen Lösemittelkonzentrationen in der zur Trocknung herangeführten Luft führen. Daher ist es vorteilhaft, wenn bereits die Führungselemente selber mit Luftzu- oder -abführleitungen versehen sind. Bei Inbetriebnahme der Druckmaschine ist es vorteilhaft, wenn der Bedruckstoff zunächst auf die Führungselemente gelegt wird. Mit „auf die Führungselemente gelegt" kann auch gemeint sein, dass zunächst ein direkter Kontakt zwischen Bedruckstoff und Führungselementen besteht. Wenn die Druckmaschine in Betrieb geht und die Führungselemente beginnen, zur Trocknung beizutragen und in eine Relativgeschwindigkeit zum Bedruckstoff gebracht werden, wird sich der beschriebene Luftspalt zwischen Bedruckstoff und Führungselementen ausprägen, so dass der direkte Kontakt zwischen Bedruckstoff und Führungselementen verloren geht.
Der Abstand, den der Bedruckstoff dabei vom Führungselement einnimmt, ist abhängig von der Reibungskraft, den das Führungselement auf die umgebene Luft ausübt, der Relativgeschwindigkeit, die das Führungselement zur Bedruckstoffbahn hat und der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn. Die Reibungskraft kann, wie bereits erwähnt, durch verschiedene Oberflächenmodifikationen gesteuert werden. So ist es möglich, bei bekannter Bahnspannung, durch Einstellen des Reibwertes und Steuern der Relativgeschwindigkeit des Führungselementes zur Bedruckstoffbahn, den Abstand zwischen dem Führungselement und der Bedruckstoffbahn mit der durch die turbulente Luftströmung erzeugten Kraft zu steuern.
Der Abstand der Bedruckstoffbahn zur Oberfläche des Führungselementes ist durch Steuerung der oben genannten Parameter frei einstellbar. Der Maximalabstand der Bedruckstoffbahn von der Oberfläche des Führungselementes ist jedoch von dessen Abstand zum Führungsmittel begrenzt. Dabei liegt der Abstand der Bedruckstoffbahn von der Oberfläche eines Führungselementes zwischen 0,5 und 20 mm, idealerweise zwischen 1 und 10 mm oder zwischen 2 und 5 mm.
Bei Vorhandensein von Führungsmitteln, Luftdüsen oder Führungselementen auf der dem ersten Folienführungselement abgewandten Seite des Bedruckstoffes sollte daher der Abstand zwischen dem ersten Folienführungselement und dem Bedruckstoff so einstellbar sein, dass die vorgenannten Zahlenwerte erreicht werden. Bei einer Führung des Bedruckstoffes (in der Regel Folie oder Papier) mit Folienführungsmitteln wie Leitwalzen sollte der Abstand zwischen der Oberfläche der Leitwalze und der Oberfläche des Folienführungselementes daher in den vorgenannten Bereichen liegen oder so einstellbar sein, dass die vorgenannten Bereiche erreicht werden.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht eines Ständers 1 einer Druckmaschine
Fig. 2 Skizze eines Ausführungsbeispieles eines Führungselementes
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ständers 1 einer Reihentiefdruckmaschine, in der die Materialbahn 2 in Richtung des Pfeils z am linken Bildrand zugeführt wird. Die Bahn läuft zunächst an einigen Leitwalzen 3 in den Bereich des Druckwerkes 9 ein. Dieses Druckwerk 9 umfasst die Rakelvorrichtung 6, die zum Abrakeln des Druckzylinders 7 dient. Dieser 7 bildet mit dem Presseur 8 einen Druckspalt, in dem die Bedruckstoffbahn bedruckt wird. Die Klammer 1 1 und die gestrichelte Linie zwischen den beiden Leitwalzen 3 deuten an, dass das Farbwerk 6 auch umgangen werden kann, wenn nicht alle Farbwerke der Druckmaschine gebraucht werden. In Anlehnung an die Medizin und den angelsächsischen Sprachgebrauch nennt man eine solche Vorgehensweise auch „Bypass".
Der frisch bedruckte Bedruckstoff 2 wird nach dem Passieren des Druckwerks 6 dem ersten Trockner 5a zugeführt. In diesem 5a läuft der Bedruckstoff an einer Vielzahl von Leitmitteln, hier Leitwalzen 3 vorbei. Von besonderer Wichtigkeit sind die Bläser 4, die über nicht eingezeichnete Leitungen mit Blasluft versorgt werden, die sie auf die bedruckte Seite des Bedruckstoffes leiten. Durch diese Maßnahme wird nach dem Stand der Technik Bedruckstoff getrocknet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, Bläser durch Folienführungselemente 12 zu ersetzen, die in einer Relativbewegung zu der Materialbahn 2 zu bringen wären. Solche Folienführungselemente 12 können beispielsweise Walzen oder auch ein schnell laufendes endloses Band (ähnlich einem Förderband) sein. Falls die Bedruckstoffbahn 2 wie im vorliegenden Fall auf ihrer unbedruckten Seite von Leitwalzen geführt wird, ist es möglich, den Abstand zwischen der Bahn und den Führungselementen 12 durch die Positionierung von Leitwalzen 3 und Führungselementen 12 voreinzustellen. In diesem Fall ist es auch möglich, dass auch bei stillstehender Maschine (beispielsweise beim Einrichten derselben) kein Kontakt zwischen Führungselementen 12 und Bedruckstoff 2 zustande kommt.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Bedruckstoffbahn 2 zwischen den Leitmitteln 3 und dem Führungselement 12 dadurch geführt, dass beide in eine Relativgeschwindigkeit zur Bedruckstoffbahn versetzt werden. Die Bedruckstoffbahn 2 wird dabei von den turbulenten Strömungen geführt, die die Leitmittel 3 und Führungselemente 12 durch eine Relativbewegung zur Bedruckstoffbahn 2 erzeugen. Die Bedruckstoffbahn 2 verlässt im vorliegenden Ausführungsbeispiel den ersten Trockner 5a, passiert die Leitwalze 3 und wird dem zweiten Trockner 5b zugeführt. Dieser ist zu dem ersten Trockner spiegelbildlich aufgebaut. Nachdem die Bahn 2 auch diesen zweiten Trockner 5b verlassen hat, wird über eine Mehrzahl weiterer Leitwalzen 3 in der durch die Pfeile z angedeuteten Förderrichtung einem weiteren - nicht dargestellten - Druckwerk zugeführt. Die erwähnten Vorrichtungsbestandteile des Ständers 1 sind an dem Maschinengestell 10 angelenkt.
Figur 2 zeigt in skizzierter aber detaillierterer Form, wie ein Teilbereich einer Trocknungsvorrichtung im Schnitt dargestellt aussehen kann. Die Rolle 12 nimmt die Funktion eines Führungselementes im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein. An diesem Führungselement wird die Bedruckstoffbahn 2 vorbeigeführt. Hierbei ergibt sich ein Umschlingungswinkel α von 180°. Die Rolle rotiert schnell, so dass sich zwischen ihr und dem Bedruckstoff 2 die turbulente Strömung ausbildet. Auf ihrer anderen Seite wird die Bedruckstoffbahn 2 von einem Luftstrom geführt, der durch die Leitungen 14, die von Luft durchströmt sind (Pfeile 14) gespeist wird. Die Leitbleche 13 sorgen dafür, dass der durch diese Luftströmung aufgebaute Luftdruck nicht zu schnell abgebaut wird. Durch die Zuleitungen 14 wird eine Seite des Bedruckstoffes 2 - hier die noch unbedruckte Seite - mit Trocknungsluft beaufschlagt. Es kann sehr sinnvoll sein, Druckluft in das Innere der Rolle 12 zu leiten und Luftaustrittsöffnungen in der Umfangsfläche derselben vorzusehen. Auf diese Weise kann immer wieder ungesättigte Luft in die Nähe des frisch bedruckten Bedruckstoffes 2 gebracht werden. Individuell oder ergänzend können Öffnungen in der Mantelfläche der Rolle 12 vorgesehen werden, durch die gesättigte Luft ableitbar ist. Die Bedruckstoffbahn 2 wird wieder entlang der durch den Pfeil z angezeigten Richtung bewegt. Die Rolle 12 dreht sich in Richtung des Pfeiles 16 um ihre Hauptträgheitsachse.
Figur 3 zeigt noch einmal weitgehend dieselbe Figur wie Figur 2. Jedoch ist in Figur 3 die Ausdehnung des Wirkbereichs WB des Folienführungselementes 12. Der Bedruckstoff 2 gerät an der vom Pfeil P1 markierten Stelle in den Wirkbereich WB des Führungselementes 12. An dieser Stelle wird der Bedruckstoll auch von der Leitwalze 17, die die Umlenkung des Bedruckstoffes regelt, geführt. In dem vorgestellten Ausführungsbeispiel wird der Bedruckstoff 2 im Wirkbereich des Folienführungselementes in einem Kräftegleichgewicht zwischen der vom Folienführungselement in eine turbulente Strömung versetzten Luft an der Oberseite des Bedruckstoffes und der durch die Luftzuleitungen 14 eingeblasenen Luft gehalten. Anstelle der eingeblasenen Luft können auch weitere Leitwalzen oder Folienführungselemente vorgesehen sein. An der vom Pfeil P2 markierten Stelle verlässt der Bedruckstoff wieder den Wirkbereich des Führungselementes 12.
Als Oberfläche des Führungselementes 12 im Wirkbereich WB desselben 12, gelten die direkt der Folie zugewandten Flächenbereiche des Folienführungselementes, im vorliegenden Fall also die Hälfte der Umfangsfläche desselben 12. Vorstehend wurde bereits ausgeführt, dass die Größe der Oberfläche des Führungselementes 12 im Wirkbereich WB desselben 12 und die Größe der Fläche des im Wirkbereich geführten Bedruckstoffes (der Größe der Fläche des Bedruckstoffes, der sich zu einem Zeitpunkt zwischen den Stellen P1 und P2 befindet) in einem bestimmten Verhältnis stehen muss, damit die beabsichtigte Auftriebswirkung in optimierter Weise zu Stande kommt.
In den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Folienführungselemente Rollen 12, die in ihrem Wirkbereich WB nur eine Oberfläche 18 aufweisen. Dieser Oberfläche 12 kommt demzufolge die Rolle der zumindest einen Oberfläche, welche derart bewegbar ist, dass sich in dem Wirkbereich WB des Folienführungselementes WB die turbulente Luftströmung ausbildet, zu. Es sind jedoch auch Rollen bekannt, die verschiedene beispielsweise in Richtung auf den Bedruckstoff voneinander beabstandete Oberflächen aufweisen.
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Claims

Windmöller & Hölscher KG
Münsterstraße 50
49525 Lengerich/Westfalen
30. Oktober 2007 Unser Zeichen: 8697 WO - WEB
Druckmaschine sowie Verfahren zum Betrieb derselben
Patentansprüche
1. Druckmaschine, welche mit zumindest einem Trockner (5a, b) zum Trocknen gerade bedruckten Bedruckstoffes (2) ausgestattet ist, wobei der Trockner (5a, b) zumindest ein Führungselement (12) enthält, an dem
(12) der Bedruckstoff (2) vorbeiführbar ist, wobei das Führungselement (12) einen Wirkbereich (WB) besitzt, in dem es zur
Trocknung der benachbarten Bedruckstoffbahn (2) beiträgt, und wobei das zumindest eine Führungselement (12) zumindest eine
Oberfläche (18) enthält, die in eine Relativgeschwindigkeit zu dem Bedruckstoff
(2) versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Oberfläche (18) derart bewegbar ist, dass sich in dem
Wirkbereich (WB) des Führungselementes (12) zwischen der Oberfläche (18) und dem Bedruckstoff (2) eine turbulente Luftströmung ausbildet, die den
Bedruckstoff (2) zuverlässig von der Oberfläche (18) des Führungselementes
(12) beabstandet.
2. Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Größenverhältnis zwischen der Fläche der zumindest einen Oberfläche (18) des Führungselementes und dem Bedruckstoff in dem Wirkbereich (WB) des Führungselementes (12) zwischen 1 und 0,05, bevorzugt jedoch zwischen 1 und 0,2 liegt.
3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Bedruckstoffbahn (2) von der Oberfläche (18) einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellbarkeit des Abstandes der Bedruckstoffbahn (12) von der Oberfläche (18) durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen vornehmbar ist:
- eine Steuerung der Bahnspannung,
- eine Steuerung des Volumens des Gases, welches pro Zeiteinheit gegen die der Oberfläche des Führungselementes (12) abgewandte Seite der Bedruckstoffbahn (12) geblasen wird,
- eine Einstellung des Abstandes von Führungsmitteln (3) wie Leitwalzen (3), welche die der Oberfläche (18) des Führungselementes (12) abgewandte Seite der Bedruckstoffbahn (2) führen, von der Oberfläche des Führungselementes (12),
- eine Einstellung des Abstandes von zumindest einem zweiten Führungselement (12), welche die der Oberfläche (18) des Führungselementes (12) abgewandte Seite der Bedruckstoffbahn (2) führt, von der Oberfläche (18) des zumindest einen ersten Führungselementes (12).
5. Vorrichtung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der zumindest einen Oberfläche (18) von der Bedruckstoffbahn (2) auf 0,5 bis 20 mm, bevorzugt jedoch auf 0,5 bis 10 mm einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der zumindest einen Oberfläche (18) aus kein Gas in den Wirkbereich (WB) einblasbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Oberfläche (18) eine Rauhigkeit beziehungsweise Struktur aufweist, wobei die Rauhigkeit beziehungsweise der Abstand zwischen der erhabensten und den tiefliegendsten Teilen der Oberfläche (18) in Richtung auf die Bedruckstoffbahn (12) nicht mehr als 3 mm, vorzugsweise jedoch weniger als 2 mm beträgt.
8. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
Heiz- oder Trockenmittel, mit welchen zusätzlichen Medien beheizbar oder trockenbar sind, bevor sie zuerst oder zum wiederholten Male dem Beduckstoff (2) zugeführt werden.
9. Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine, welche mit zumindest einem Trockner (5a, b) zum Trocknen gerade bedruckten Bedruckstoffes (2) ausgestattet wird, wobei der Trockner (5a, b) zumindest ein Führungselement (12) enthält, an dem
(12) der Bedruckstoff (2) vorbeigeführt wird, und wobei das zumindest eine Führungselement (12) zumindest eine
Oberfläche enthält, die in eine Relativgeschwindigkeit zu dem Bedruckstoff (2) versetzt wird, wobei die zumindest eine Oberfläche (18) die Mantelfläche einer Rolle (12) oder die Oberfläche eines endlosen Bandes ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Oberfläche derart bewegt wird, dass in dem Zwischenbereich zwischen der Oberfläche und dem Bedruckstoff (2) eine turbulente Luftströmung ausgebildet wird, welche Kräfte erzeugt, die den Bedruckstoff (2) zuverlässig von der Oberfläche (18) beabstanden.
10. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12) als drehbare Walzen (12) ausgestattet sind.
1 1. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine nach den beiden vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der Walzen (12) in einen der folgenden Winkel zu der
Förderrichtung des Bedruckstoffes (2) gebracht werden:
0°, 45°, 90°.
12. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12), insbesondere Walzen, untemperiert belassen werden.
13. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Medien wie Gase und Luft durch geeignete Belüftungsvorrichtungen
(14) in den Führungselementen (12) an den Bedruckstoff (2) herangebracht werden.
14. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff (2) bei Stillstand der Druckmaschine auf zumindest einen Teil der Führungselemente (12) aufgelegt wird.
15. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Bedruckstoffs (2) und zumindest ein Teil der Oberfläche der Führungselemente (12) zumindest zunächst in Kontakt miteinander gebracht wird.
16. Verfahren einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Bedruckstoff (2) und der zumindest einen Oberfläche (18) in dem Wirkbereich (WB) des dem zumindest einen Führungselementes (12) zwischen 5 μm und 10 mm, vorzugsweise jedoch zwischen 20 μm und 5 mm liegt.
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