VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BEFEUCHTEN EINER BEDRUCKTEN UND ANSCHLIESSEND THERMSICH GETROCKNETEN, BEWEGTEN MATERIALBAHN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befeuchten einer bedruckten und anschließend thermisch getrockneten, bewegten Materialbahn gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 13.

[0002] Bei der Bearbeitung und Verarbeitung von flächigen, insbesondere bahnförmigen Materialien, ist es häufig erforderlich, daß das zu bearbeitende Material vor einem weiteren Bearbeitungsschritt angefeuchtet wird. Insbesondere bei bedruckten und anschließend thermisch getrockneten Bedruckstoffen, wie z. B. Papier- oder Gewebebahnen, ist ein Rückbefeuchten erforderlich.

[0003] Beim Rollenoffset-Druck werden beispielsweise Papierbahnen mit hoher Geschwindigkeit bedruckt und anschließend zum Trocknen und Verfestigen der Druckfarben einem thermischen Trocknungsprozeß unterworden. Dabei ist es erforderlich, die bedruckte Papierbahn vor der abschließenden Bearbeitung anzufeuchten, um die ursprüngliche Papierfeuchtigkeit und damit die für die abschließende Bearbeitung erforderliche Elastizität und Maßhaltigkeit des Papiers zu gewährleisten. Dies ist deshalb erforderlich, weil trockenes Papier sehr spröde ist und daher beim Falzen oder Schneiden leicht bricht oder reißt. Außerdem dehnt sich trockenes Papier, wenn es aus der Luft Feuchtigkeit aufnimmt, aus, wodurch es z. B. bei geleimten Zeitschriften oder dergleichen zu einer unschönen Wellung der fertigen Zeitschriften und zu einem ungleichmäßigen "Auswachsen" der einzelnen Seiten in den Schnittbereichen kommt.

[0004] Bei einem bekannten Verfahren zum Anfeuchten von bahnförmigem Material (DE 31 15 958 C2) wird eine Materialbahn, bevor auf sie in einer Befeuchtungsstation ein Feuchtmittel aufgetragen wird, einer Corona-Behandlung unterworfen, wodurch eine Vielzahl von adhäsiven Haftzentren für die Anhaftung der Feuchtmittelpartikel geschaffen werden sollen. Als Befeuchtungsstation wird dabei ein Feuchtmittelbad oder eine nicht näher beschriebene Sprühvorrichtung verwendet.

[0005] Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Befeuchten von bewegten Materialbahnen, insbesondere von Papierbahnen (DE 38 23 739 A1), wird die Papierbahn mit ihrer einen Seite in Anlage an einem Endlosband vorbeigeführt, dessen Oberseite eine an Hochspannung liegende leitfähige Beschichtung trägt. Zur Bildung von Feuchtmittel-Aerosolen ist ein leitfähiger Zerstäuber vorgesehen, der auf der anderen Seite der Papierbahn mit Abstand zu dieser angeordnet ist. Zwischen dem Zerstäuber und der leitfähigen Beschichtung wird ein starkes elektrisches Feld aufgebaut, durch das die Aerosole polarisiert und anschließend so beschleunigt werden, daß sie nicht nur die Papierbahn benetzen, sondern auch in deren Poren eindringen.

[0006] Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist es, daß bei relativ hohen Leistungen mit Hochspannungen im Bereich von 50 kV gearbeitet werden muß, so daß die Befeuchtungsvorrichtung sehr empfindlich gegen Luftfeuchtigkeitsschwankungen ist, da es bei zu hoher Luftfeuchtigkeit zu Funkenentladungen kommen kann, die eine Beschädigung der Papierbahn bewirken. Außerdem sind aus Sicherheitsgründen aufwendige Abschirmmaßnahmen vorzusehen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese bekannte Vorrichtung relativ viel Platz benötigt, so daß sie nicht nachträglich an bestehende Druckmaschinen oder andere Bearbeitungsmaschinen angebaut werden kann.

[0007] Bei einer anderen, bekannten Vorrichtung (DE 40 21 296 A1) ist zum Aufbringen eines Feuchtmittels auf eine Materialbahn eine Auftragswalze vorgesehen, die von einer in ein Feuchtmittelbad eintauchenden Schöpfwalze benetzt wird. Zum Befeuchten einer Materialbahn wird die Auftragswalze so gegen eine Material- oder Papierbahn geschwenkt, daß sie diese aus ihrem Transportweg auslenkt. Hierdurch wird erreicht, daß die sich über die Auftragswalze bewegende Materialbahn den darauf befindlichen Feuchtmittelfilm mehr oder weniger abschleift.
Da bei dieser Vorrichtung die Materialbahn ungleichmäßig an der Auftragswalze anliegt, ist ein gleichmäßiges Einpressen des Feuchtmittels durch eine bedruckte Oberfläche der Materialbahn nicht möglich. Außerdem läßt sich auch nicht die nötige exakte Dosierung des Feuchtmittels erzielen.

[0008] Aus CH-A 467 159 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, durch die eine Übertragung eines Feuchtmittels auf die bedruckte Seite einer Materialbahn in ähnlicher Weise bewerkstelligt wird. Hier wird die Material- bzw. Papierbahn nach dem Bedrucken zunächst thermisch getrocknet, danach gekühlt und dabei über ein gekühltes Führungselement in Form einer rotierenden Kühlwalze geführt. Während der Kühlphase wird die Papierbahn auf einer Bahnflachseite mit einem Feuchtmittel- bzw. Wasserfilm zur Bahnrückfeuchtung benetzt. Hierzu wird der Wasserfilm zunächst auf einer Übertragungswalze einer Walzenanordnung aufgebracht und dann von dieser auf den Umfang der Kühlwalze aufgewalzt. Zu diesem Zweck umschlingt die Papierbahn unter Eigenspannung die Kühlwalze derart, daß ein Großteil ihres Walzenumfanges zum Abrollen der Übertragungswalze freiliegt.

[0009] Außerdem erfolgt die Befeuchtung der Übertragungswalze über eine das Wasser aus einem Wassertrog schöpfende Walzenanordnung.

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, thermisch getrocknete und bedruckte Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, bei sehr hoher Transportgeschwindigkeit bzw. in Minimalzeit von ihrer Bahnflachseite aus rückzufeuchten, um den durch den Trockungsprozeß herbeigeführten Feuchtigkeitsverlust mit all seinen Nachteilen für die Weiterverarbeitung der Materialbahn (Falten und Falzen bei Papierbahnen) weitgehend zu kompensieren.

[0011] Ausgehend von einem Verfahren und einer Vorrichtung der vorstehend erläuterten, bekannten Art wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 sowie des Vorrichtungsanspruches 13 gelöst.

[0012] Erfindungsgemäß wird also eine Materialbahn, nachdem sie getrocknet wurde, wenigstens auf einer Seite mit Feuchtmittel benetzt, das gleichzeitig in die Bahn eingepreßt wird. Das Auftragen und Einpressen des Feuchtmittels erfolgt dabei zum frühestmöglichen Zeitpunkt, während der Kühlphase, also sobald die Druckfarbe so fest ist, daß sie beim Einpressen des Feuchtmittels nicht mehr abschmiert und damit eine Beeinträchtigung des Druckbildes ausgeschlossen ist. Beim Aufbringen des Feuchtmittels während der Kühlphase wird die Aufnahme des Feuchtmittels in die Materialbahn, die insbesondere eine Papierbahn ist, durch deren Abkühlverhalten unterstützt.

[0013] Aus der US A 30 66 046 ist es zwar bekannt, die Aufbringung eines Feuchtmittels auf eine Materialbahn mittels eines einen Walzenspalt bildenden Walzenpaares vorzunehmen, jedoch wird der im Spalt ausgeübte Druck zur Feindosierung des Feuchtmittels verwendet. Die Auftragwalze ist umfangseitig mit einer saugfähigen Gummischicht ausgestattet, auf die ein textiles Gewebe aufgebracht ist, dessen Fäden nicht absorbierend ausgebildet sind. Das zur Befeuchtung dienende Wasser wird in der Gummischicht gespeichert und bei Andrücken der Papierbahn an die Auftragwalze aus dieser zum Benetzen der Papierbahn herausgedrückt, wobei es hierzu in die Zwischenräume der Gewebefäden hineinverdrängt wird.

[0014] Aus der US-A 3,647,525 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen gleichfalls zur Aufbringung eines Feuchtmittels auf der Materialbahn diese durch einen in der Weite veränderlichen Walzenspalt hindurchgeführt und dadurch das Feuchtmittel dosiert in diese eingebracht wird.

[0015] Das Eindringen des Feuchtmittels in die Materialbahn kann vorteilhaft dadurch unterstützt werden, daß gemäß Anspruch 2 die mit dem Feuchtmittel benetzte Materialbahn anschließend durch ein elektrisches Hochspannungsfeld geführt und damit elektrostatisch aufgeladen wird. Insbesondere wird der Feuchtmittelfilm, der nach dem Auftragen noch gewisse Unregelmäßigkeiten aufweisen kann, derart ausgeglichen, daß er über die gesamte Breite der Materialbahn gleichmäßig ausgebildet ist und gut an der Materialbahn haftet. Demzufolge wird verhindert, daß sich kleine Feuchtmitteltröpfchen aus dem auf die Materialbahn aufgebrachten Feuchtmitteiflim lösen können, und zwar selbst dann nicht, wenn die Materialbahnen, wie beispielsweise Papierbahnen beim Rollenoffsetdruck, mit hohen Transportgeschwindigkeiten bewegt werden.

[0016] Insbesondere beim Rallenoffsetdruck ist dies von Vorteil, da es hier erforderlich ist, eine bedruckte und anschließend getrocknete Papierbahn rückzufeuchten, in die das Feuchtmittel infolge der Beschichtung mit getrockneter und gegebenenfalls abgeschreckter Druckfarbe relativ langsam eindringen kann. Die gleichmäßige Verteilung und Anhaftung des Feuchtmittelfilms an der Papierbahn hat dabei zur Folge, daß das Druckbild durch den Feuchtmittelfilm nicht beeinträchtigt wird und daß das Feuchtmittel genügend Zeit hat, um durch die Druckfarbe hindurch in die Papierbahn einzudringen.

[0017] Da das Anfeuchten bereits zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem die Druckfarbe schon eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen das Einpressen des Feuchtmittels aufweist, aber noch nicht ihre endgültige Festigkeit erreicht hat, kann das Feuchtmittel besser durch die Druckfarbe in das noch relativ warme Papier eindringen. Demzufolge besitzt das Papier bereits während der folgenden Behandlung eine verbesserte Elastizität.

[0018] Hierbei ist es günstig, die elektrostatische Aufladung der Materialbahn gemäß Anspruch 3 zu gestalten.

[0019] Zur Bildung des Feuchtmittelfilmes ist es vorteilhaft, gemäß Anspruch 4 zu verfahren.

[0020] Weitere, mögliche Verfahrensschritte zur Befeuchtung der Materialbahn sind in den Ansprüchen 5 bis 7 aufgezeigt.

[0021] Des weiteren kann es, insbesondere um die elektrischen Eigenschaften des Feuchtmittels zu beeinflussen, günstig sein, hierfür gemäß Anspruch 8 Wasser gegebenenfalls mit Zusätzen zu verwenden, wie sie in Anspruch 9 aufgeführt sind.

[0022] Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 wird die elektrostatische Aufladung vorteilhaft mit einer Hochspannung unterhalb von 50 kV durchgeführt. Dabei sind nur geringe elektrische Leistungen erforderlich, so daß, mit Hochspannungen durchgeführt, auch bei schwankenden Luftfeuchtigkeiten keine unerwünschte Funkenentladungen zu befürchten sind. Wegen der für die elektrostatische Aufladung benötigten geringen Ströme sind für die Hochspannung führenden Teile nur relativ einfache Abschirmmaßnahmen erforderlich, ohne daß die Sicherheit für eine Wartungsperson dadurch beeinträchtigt wird.

[0023] Im Falle einer Ausgestaltung des Verfahrens nach den Ansprüchen 11 und 12 läßt sich das Eindringverhalten des Feuchtmittels zusätzlich beeinflussen und bei einem gegebenen Feuchtmittel konstant halten. Damit läßt sich ein gutes und gleichmäßiges Rückbefeuchten erzielen.

[0024] Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhaft mit einer Vorrichtung nach Anspruch 13 zu bewerkstelligen, wobei die Ansprüche 14 bis 16 zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Vorrichtung zum Gegenstand haben. Eine derart gestaltete Vorrichtung zum Anfeuchten einer Materialbahn läßt sich in besonders günstiger Weise nachträglich in eine bereits bestehende Materialbahn-Verarbeitungsmaschine einbauen, da in dieser Maschine bereits vorhandene Transport- und Führungswalzen gleichzeitig für die erfindungsgemäße Vorrichtung genutzt werden können.

[0025] Beispielsweise lassen sich in einer Rollenoffsetmaschine die Kühlwalzen, über die die bedruckte und getrocknete Papierbahn nach dem Trocknen zum Abschrecken der Druckfarbe geführt wird, als Führungselemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung nutzen, ohne daß größere Änderungen der Kühlstation erforderlich sind, um den Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung vornehmen zu können.

[0026] Durch eine Ausbildung der Aufladevorrichtung nach Anspruch 17 läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung äußerst raumsparend gestalten.

[0027] Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 18 und 19 ermöglichen eine besonders genaue und gleichmäßige Einstellung der Feuchtmittelmenge in bezug auf die Größe der zu benetzenden Bahnoberfläche. Dies ist insbesondere beim Rück- oder Anfeuchten von bedruckten und getrockneten Papierbahnen erforderlich, da hierbei zum Anfeuchten der Materialbahn ca. 0,5 bis 6 ml auf 1 m² Materialbahn gleichmäßig aufgetragen werden müssen. Dabei ist es erforderlich, diese Feuchtmittelmenge pro Fläche sehr genau einzuhalten, da zuviel Feuchtmittel zu Flecken oder anderen Beschädigungen der bedruckten Oberfläche führen kann, während bei zu wenig eingebrachtem Feuchtmittel die Sprödigkeit der getrockneten Papierbahn nicht hinreichend beseitigt wird.

[0028] Die gleichmäßige Ausbildung des Feuchtmittelfilms und seine Übertragung auf die Materialbahn-Oberfläche läßt sich besonders gut durch Ausgestaltungen der Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 25 erreichen.

[0029] Für das gezielt gesteuerte und/oder gleichmäßige Aufsprühen des Feuchtmittels zur Bildung des Feuchtmittelfilms sind die Ausgestaltungen nach Anspruch 26 und 27 zweckmäßig. Dabei ist es weiter vorteilhaft, daß bei erhöhten Transportgeschwindigkeiten der Materialbahn, zu deren Kühlung dann auch eine erhöhte Anzahl von Kühlwalzen erforderlich ist, auch mehr Kühlwalzen bereitstehen, an denen erfindungsgemäße Vorrichtungen zum Anfeuchten angeordnet werden können.

[0030] Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Figur 1

eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Anfeuchten einer bewegten Materialbahn,

Figur 2

eine schematische vereinfachte Darstellung einer Kühlwalzenanordnung einer Rollenoffsetmaschine mit daran angeordneten Vorrichtungen nach Fig. 1,

Figur 3

eine schematische, vereinfachte Draufsicht auf eine Feuchtmittelaufsprühvorrichtung mit zugeordneter Walze, wie sie in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet wird,

Figur 4

einen Drehteller für die Aufsprühvorrichtung nach Fig. 3, und

Figur 5

eine schematische Teildarstellung eines Aufladestabes für die Vorrichtung nach Fig. 1.

[0031] In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

[0032] Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, wird eine anzufeuchtende Materialbahn 10 über eine als Führungselement dienende elektrisch leitende, vorzugsweise angetriebene Walze 11 geführt und dabei in Richtung des Pfeils B bewegt. Radial neben der Walze 11 ist eine Auftragvorrichtung 12 zum Auftragen eines Feuchtmittelfilms auf die Materialbahn 10 angeordnet, die eine Aufsprüheinrichtung 13 und eine Walzenanordnung mit einer ersten und einer zweiten Walze 14 bzw. 15 aufweist.

[0033] In Bewegungsrichtung B der Materialbahn 10 hinter der Auftragvorrichtung 12 ist ein Aufladestab 16 einer Aufladevorrichtung angeordnet, der sich parallel zur Längsrichtung der elektrisch leitendenden Walze 11 erstreckt und mit dieser nach Art eines Kondensators zusammenwirkt, um die Materialbahn 10 elektrostatisch aufzuladen, nachdem sie den Bereich der Auftragvorrichtung für das Feuchtmittel verlassen hat. Hierzu ist der Aufladestab 16 an eine Hochspannungsquelle U und die elektrisch leitende Walze 11 an Masse angeschlossen.

[0034] Die Aufsprühvorrichtung 13 besitzt, wie in Fig. 3 angedeutet, eine Vielzahl von Drehtellern 17, die in einer zur ersten Walze 14 parallelen Reihe nebeneinander angeordnet sind. Die Drehteller 17 sind dabei, wie Fig. 4 zeigt, an einem vorzugsweise unteren Ende einer Antriebswelle 18 angebracht, und besitzen einen zentralen Topfbereich 19, an den sich ein sich radial nach außen erstreckender, flacher Sprühflansch 20 anschließt. Zum Antrieb der Drehteller 17 sind ihre jeweiligen Antriebswellen 18 in geeigneter, nicht näher dargestellter Weise, mit einem Motor 21 verbunden.

[0035] Um einen definierten Sprühbereich für jeden Drehteller 17 der Aufsprühvorrichtung 13 festzulegen, ist zwischen den in Reihe angeordneten Drehtellern 17 und der ersten Walze 14 der Auftragvorrichtung 12 eine Blende 22 angeordnet, die im Bereich jedes Drehtellers 17 eine Durchlaßöffnung 23 für auf die erste Walze 14 aufzusprühendes Feuchtmittel aufweist. Die Drehteller mit den zugeordneten Blendenbereichen bilden dabei einzelne Sektoren, die vorteilhafterweise individuell steuerbar sind, so daß unterschiedliche Abschnitte der Materialbahn je nach den Erfordernissen in gewünschter Weise rückbefeuchtet werden können.

[0036] Um sicherzustellen, daß das auf die erste Walze 14 aufgesprühte Feuchtmittel auf deren Walzenoberfläche einen erforderlichen gleichmäßigen oder gezielt eingestellten Feuchtmittelfilm ausbildet, ist die erste Walze 14 mit einer wasserfreundlichen, also gut benetzbaren Oberfläche versehen. Geeignete Materialien für die Oberfläche der ersten Walze 14 sind dabei z.B. Glas, Keramik und Chrom. Hierbei wird jedoch Chrom bevorzugt eingesetzt, da die Walze 14 für sehr hohe Umlaufgeschwindigkeiten ausgelegt sein muß.

[0037] Die zweite Walze 15, die mit der ersten Walze 14 in Eingriff steht, um den auf die erste Walze 14 aufgebrachten Feuchtmittelfilm zu übernehmen und auf die Materialbahn 10 zu übertragen, ist über eine Bügelanordnung 24 um die senkrecht auf der Zeichenebene stehende Längsachse 25 der Walze 14 schwenkbar angeordnet. Um die Walze 15, die eine geschliffene Oberfläche aufweist und aus Gummi oder einem gummielastischen Kunststoff besteht, mit einer Kraft F gegen die über die Walze 11 geführte Materialbahn B zu drücken, greift an der Bügelanordnung 24 eine Pneumatikzylinder-Anordnung 26 oder eine andere geeignete Andruckkrafterzeugungs-Vorrichtung an.

[0038] Das Material der Gummiwalze (15) besitzt dabei eine Shore-Härte von 30° bis 70° Shore, insbesondere etwa 50° Shore. Die Kraft F wird dann so gewählt, daß sich ein Flächenanpreßdruck von etwa 0,9 bis 2,5 dN/cm², insbesondere von 1,7 dN/cm² ergibt.

[0039] Der Aufladestab 16 der Aufladevorrichtung, der sich parallel zur leitenden Walze 11 erstreckt, weist, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Vielzahl von Nadelelektroden 27 auf, die in einer Reihe mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Nadelelektroden 27 sind dabei vorzugsweise in Radialrichtung zur Walze 11 und damit senkrecht zur Materialbahnebene bzw. zur Tangentialebene an die Materialbahn ausgerichtet.

[0040] Das Anfeuchten einer bewegten Materialbahn wird mit der beschriebenen Vorrichtung wie folgt durchgeführt:

[0041] Zunächst wird ein konstant temperiertes Feuchtmittel, z.B. Wasser oder mit Tensiden oder anderen chemischen Stoffen versetztes Wasser, dem Topfbereich 19 der Drehteller 17 der Aufbringvorrichtung 13 zugeführt. Zum Absprühen von Feuchtmitteltröpfchen wird der Drehteller 17 mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht, z.B. mit 5000 Upm. bei einem Drehteller-Durchmesser von etwa 80 mm. Infolge der daraus resultierenden hohen Umfangsgeschwindigkeit und je nach der Oberflächenspannung des Feuchtmittels und der Benetzbarkeit des Drehtellermaterials werden Feuchtmitteltröpfchen oder -Aerosole mit einem Durchmesser von etwa 50 µm bis 75 µm, vorzugsweise von 60 µm bis 65 µm, vom Drehtellerrand abgeschleudert. Diese Aerosole werden auf die erste Walze 14 aufgesprüht und bilden dort einen genau dosierbaren Feuchtmittelfilm, der von der zweiten Walze 15 abgenommen und auf die die leitende Walze 11 umlaufende bewegte Materialbahn 10 übertragen wird. Bei der Übertragung des Feuchtmittelfilms von der gummielastischen Walze 15 auf die Materialbahn 10 wird der Feuchtmittelfilm zwischen der Materialbahn 10 und der Walze 15 aufgeteilt. Nach dem Befeuchten oder Benetzen der Materialbahn 10 mit Feuchtmittel läuft diese unter dem Aufladestab 16 hindurch, wodurch eine Aufladung der benetzten Materialbahn 10 erfolgt. Diese elektrostatische Aufladung bewirkt zunächst, daß sich die benetzte Materialbahn 10 dicht und glatt an die leitende Walze 11 anlegt. Gleichzeitig wird durch die elektrostatische Aufladung eine Vergleichmäßigung des auf die Materialbahn 10 aufgetragenen Feuchtmittelfilms bewirkt, so daß der Feuchtmittelfilm auch bei sehr hohen Transportgeschwindigkeiten der Materialbahn sicher an dieser haftet und gleichmäßig in die Materialbahn eindringen kann.

[0042] In besonders vorteilhafter Weise läßt sich die beschriebene Vorrichtung zum Rückfeuchten einer bedruckten Papierbahn beim Rollenoffsetdruck einsetzen.

[0043] Beim Rollenoffsetdruck wird eine durchgehende Papierbahn von Vorratsrollen mit sehr hohen Geschwindigkeiten, beispielsweise mit Geschwindigkeiten im Bereich von 5-8 m/s, abgezogen und in z.B. vier aufeinanderfolgenden Druckwerken beim Vierfarbendruck bedruckt. Anschließend wird die bedruckte Papierbahn in einer Trockenstation bei Temperaturen von ca. 200°C getrocknet, um die Druckfarben zu verfestigen, so daß diese bei der nachfolgenden Verarbeitung nicht mehr beschädigt werden können. An den Trocknungsprozeß schließt sich dann eine Kühlung der bedruckten Papierbahn an, die zum Abschrecken der erwärmten und getrockneten Druckfarben dient.

[0044] Infolge des Trockenvorgangs für die Druckfarben wird auch die Papierbahn ausgetrocknet, so daß diese nach dem Trocknen nur noch eine geringe Restfeuchte von ca. 3-5 % aufweist.

[0045] Infolge dieser sehr geringen Restfeuchte des Papiers ist die Papierbahn relativ spröde, so daß sie sich bei den folgenden Arbeitsgängen, wie Falzen, Schneiden und Heften, schlecht verarbeiten läßt und zu Beschädigungen neigt. Außerdem treten unkontrollierte Änderungen der Abmessungen der verarbeiteten Papierbahn auf, wenn das Papier nach den abschließenden Bearbeitungsvorgängen aus der Umgebung wieder Feuchtigkeit aufnimmt. Dies führt zu qualitativ schlechten oder unschönen Druckereierzeugnissen.

[0046] Um der bedruckten und getrockneten Papierbahn vor der Endverarbeitung wieder ihre Ausgangsfeuchtigkeit zu verleihen, kann die anhand von Fig. 1 beschriebene Vorrichtung zum Anfeuchten einer bewegten Materialbahn in einer Kühlstation einer Rollenoffsetdruckmaschine angeordnet werden. Dazu werden, wie in Fig. 2 gezeigt, an wenigstens einer oder vorzugsweise an zwei oder mehr Kühlwalzen 11 einer Kühlstation der Druckmaschine, von der nur die ersten vier Kühlwalzen 11 von z.B. insgesamt acht Kühlwalzen dargestellt sind, Auftragvorrichtungen 12 zum Auftragen von Feuchtmittel angeordnet. Bei der Verwendung von zwei Auftragvorrichtungen 12 für Feuchtmittel werden diese zwei Kühlwalzen zugeordnet, die jeweils eine entgegengesetzte Umlenkung der Papierbahn 10 bewirken, so daß beide Oberflächen der Papierbahn 10 nacheinander befeuchtet werden.

[0047] Die Auftragvorrichtungen 12 werden dabei also bevorzugt an den eingangsseitigen Kühlwalzen 11 angeordnet, um ein Rückbefeuchten der Papierbahn möglichst unmittelbar nach dem Trocknen zu erreichen. Bei einer Kühlstation mit z.B. vier Kühlwalzen kann die erste Auftragvorrichtung z.B. an der zweiten Kühlwalze 11 angeordnet werden, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt.

[0048] Die eingangsseitige Anordnung der Auftragvorrichtungen 12 ermöglicht durch die Verwendung von konstant temperiertem Feuchtmittel, das eine geringere Temperatur als die Papierbahn in diesem Bereich aufweist, z.B. 15°C, eine zusätzliche Kühlung der bedruckten Papierbahn.

[0049] Um eine unkontrollierte Änderung der Abmessungen der Papierbahn 10 insbesondere in Breitenrichtung nach dem Befeuchten zu verhindern, können anschließend an eine Auftragvorrichtung 12 Breitstreckwalzen 28 vorgesehen sein, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, um ein Schrumpfen der Papierbahn in Querrichtung zu vermeiden.

[0050] Obwohl in Fig. 2 im Anschluß an die in Bewegungsrichtung B der Papierbahn 10 letzte dort dargestellte Kühlwalze 11 keine derartigen Breitstreckwalzen gezeigt sind, können diese auch dort bei Bedarf vorgesehen werden.

[0051] Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß sie ohne großen Aufwand in eine bereits fertige Kühlstation eingebaut werden kann, wobei die Kühlwalzen 11 als leitende Walzen genutzt werden, die mit dem jeweiligen Aufladestab 16 und der zweiten Walze 15 der Walzenanordnung zusammenwirken.

Ansprüche

1. Verfahren zum Befeuchten einer bedruckten und anschließend thermisch getrockneten, bewegten Materialbahn (10), insbesondere Papierbahn, die nach dem Trocknen gekühlt und während der Kühlphase über ein gekühltes Führungselement (11) geführt und dabei auf wenigstens einer Seite mit einem Feuchtmittelfilm benetzt wird, der auf eine gegen das Führungselement (11) arbeitende Walze (15) einer Walzenanordnung (14, 15) aufgetragen und von dieser der Materialbahn (10) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
der durch Sprühen erzeugte und dosiert auf die Walze (15) aufzutragende Feuchmittelfilm mit einem definierten Druck durch Aufwalzen in die zwischen dem Führungselement (11) und der Walze (15) hindurchgeführten, noch warmen und trockenen Materialbahn (10) hineingepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Feuchtmittel benetzte Materialbahn (10) anschließend durch ein elektrisches Hochspannungsfeld geführt und damit elektrostatisch aufgeladen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Aufladung der Materialbahn (10) über das elektrisch leitende Führungselement (11) vor deren Ablösen von diesem und im Aufbringbereich des Feuchtmittels erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtmittel zur Bildung eines Feuchtmittelfilmes auf eine weitere Walze (14) der Walzenanordnung (14, 15) aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (10) auf beiden Seiten mit Feuchtmittel benetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Materialbahn (10) nacheinander benetzt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Feuchtmittels auf die Materialbahn (10) nacheinander in mehreren Schritten erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Feuchtmittel reines oder mit Zusätzen versetztes Wasser verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze zum Wasser Tenside oder andere chemische Stoffe verwendet werden, die die Oberflächenspannung und/oder die Diffusionseigenschaften und/oder die elektrischen Eigenschaften des Wassers beeinflussen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Aufladung mit einer positiven oder vorzugsweise negativen Hochspannung im Bereich 10 kV bis ca. 45 kV durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtmittel vor dem Aufbringen auf die Materialbahn (10) konstant temperiert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtmittel auf einer Temperatur zwischen 15° C und 50° C gehalten wird.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Feuchtmittel-Auftragvorrichtung (12), die ein die Materialbahn (10) führendes und gekühltes Führungselement (11), eine Feuchtmittel-Aufsprühvorrichtung (13) und wenigstens eine gegen das Führungselement (11) mit definiertem Druck arbeitende Walze (15) einer Walzenanordnung aufweist, wobei ein auf die Walze (15) dosiert aufzubringender Feuchtmittelfilm mittels der Feuchtmittel-Aufsprühvorrichtung (13) erzeugbar ist und der durch die Feuchtmittel-Aufsprühvorrichtung erzeugte Feuchtmittelfilm mit definiertem Druck in die zwischen dem gekühlten Führungselement (11) und der Walze hindurch geführte, noch warme Materialbahn einpressbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement eine angetriebene Kühlwalze (11) ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Walze (15) der Feuchtmittel-Auftragvorrichtung (12) eine weitere, mit dieser in direktem Eingriff stehende Walze (14) zum Übertragen des auf diese durch die Feuchtmittel-Aufsprühvorrichtung (13) aufgesprühten Feuchtmittelfilm zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung (B) der Materialbahn (10) hinter der Feuchtmittel-Auftragvorrichtung (12) eine Aufladevorrichtung zum elektrostatischen Aufladen der mit Flüssigkeit benetzten Materialbahn (10) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladevorrichtung eine an eine Hochspannungsquelle (U) angeschlossene Aufladeelektrodenanordnung (16, 27) aufweist, die der benetzten Oberfläche der Materialbahn (10) gegenüberliegt und die mit dem elektrisch leitenden, vorzugsweise an Masse liegenden Führungselement bzw. der Kühlwalze (11) zusammenwirkt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladevorrichtung einen an eine Hochspannungsquelle (U) angeschlossenen Aufladestab (16) aufweist, der eine Vielzahl mit Abstand zueinander angeordneter, im wesentlichen senkrecht zur geführten Materialbahn (10) ausgerichteter Nadelelektroden (27) trägt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektrodenanordnung (16, 27) mit einem Abstand von 20 mm bis 40 mm zum Führungselement bzw. der Kühlwalze (11) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Walze (14) eine wasserfreundliche Oberfläche aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Walze (14) eine Keramik- oder vorzugsweise eine Chromoberfläche aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (15) der Feuchtmittel-Auftragvorrichtung (12) aus Gummi oder aus einem gummielastischen Kunststoff besteht.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-Härte der Walze (15) zwischen 30 und 70° Shore, vorzugsweise zwischen 45 und 55° Shore, insbesondere bei 50° Shore liegt.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (15) so auf die Materialbahnoberfläche im Bereich des Führungselements (11) gepreßt ist, daß ein Flächendruck im Bereich von 0,9 dN/cm² bis 2,5 dN/cm² vorzugsweise im Bereich von 1,4 dN/cm² bis 2,0 dN/cm², insbesondere von 1,7 dN/cm² resultiert.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (15) und die weitere Walze (14) der Feuchtmittel-Auftragsvorrichtung (12) geschliffene Oberflächen aufweisen.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtmittel-Aufsprühvorrichtung (13) über die Breite der Materialbahn (10) verteilt einzelne Sektoren aufweist, die vorzugsweise einzeln steuerbar sind.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Feuchtmittel-Aufsprühvorrichtung (13) eine Drehteller-Aufsprühvorrichtung vorgesehen ist.

Claims

1. Process and device for moistening a moving printed then thermally dried web of material (10), especially a paper web that is cooled after drying and is guided during the cooling phase over a cooled guide element (11) while being wetted, on a least one face, with a moistening film which is applied on a roller (15) of a roller arrangement (14, 15) in contact with the guide element (11) and is transferred from the latter to the web (10),
characterised in that
the moistening film, which is produced by spraying and is applied onto the roller (15) in metered quantities, is pressed at a defined pressure into the web of material (10), while the latter is still hot and dry, by rolling it onto the web as the latter passes between the guide element (11) and the roller (15).

2. Process according to claim 1, characterized in that the web (10), after having been wetted with the moistening agent, is then passed through an electric high-voltage field, being thus electrostatically charged.

3. Process according to claim 2, characterized in that electrostatic charging of the web (10) trough the electrically conductive guide element (11) occurs before the web leaves the guide element and within the area of application of the moistening agent.

4. Process according to any of the preceding claims, characterized in that for forming a moistening film a moistening agent is sprayed onto another roller (14) of the roller arrangement (14, 15).

5. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the web 10) is wetted with a moistening agent on both faces.

6. Process according to claim 5, characterized in that the two faces of the web (10) are wetted one after the other.

7. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the moistening agent is applied on the web (10) in several successive steps.

8. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the moistening agent is pure water or water containing admixtures.

9. Process according to claim 8, characterized in that the admixtures added to the water are tensides or other chemical substances that influence the surface tension and/or the diffusion properties or the electric characteristics of the water.

10. Process according to any of the preceding claims 2 to 9, characterized in that electrostatic charging is effected with a positive or, preferably, a negative high voltage in the range of 10 kV to approximately 45 kV.

11. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the moistening agent is maintained at a constant temperature before being applied on the web (10).

12. Process according to claim 12, characterized in that the moistening agent is maintained at a temperature of between 15° C and 50° C.

13. Device for carrying out the process according to any of the preceding claims, having a moistening agent application device (12) comprising cooled guide elements (11) for guiding the web of material (10), a moistening agent spray device (13) and at least one roller (15) of a roller arrangement that acts upon the guide element (11) at a defined pressure, wherein a moistening film, that is to be applied in metered quantity onto the roller (15), can be produced by means of the moistening agent spray device (13) and the moistening film produced by the moistening agent spray device can be pressed at a defined pressure into the web of material, while the latter is still hot and while it passes between the cooled guide element (11) and the roller.

14. Device according to claim 13, characterized in that the guide element is a driven cooling roller (11).

15. Device according to claim 13 or 14, characterized in that the roller (15) of the moistening agent application device (12) coacts with another roller (14) being in direct engagement therewith, for transferring the moistening film, that has been sprayed onto its surface by the moistening agent spray device (13).

16. Device according to any of the preceding claims 13 to 15, characterized in that a charging device is arranged behind the moistening agent spray device (12), in the direction of movement (B) of the web (10), for electrostatically charging the wetted web of material (10).

17. Device according to claim 16, characterized in that the charging device comprises a charging electrode arrangement (16, 27), connected to a high-voltage source (U), which is arranged opposite the wetted surface of the web (10) and coacts with the electrically conductive guide element and/or cooling roller (11), which latter is preferably connected to ground.

18. Device according to claim 16 or 17, characterized in that the charging device comprises a charging bar (16), which is connected to the high-voltage source (U) and carries a plurality of spaced needle electrodes (27) extending substantially perpendicularly relative to the guided web (10).

19. Device according to claim 17 or 18, characterized in that the charging electrode arrangement (16, 27) is arranged at a distance of 20 mm to 40 mm from the guide element and/or the cooling roller (11).

20. Device according to any of the preceding claims 15 to 19, characterized in that the other roller (14) has a hydrophilic surface.

21. Device according to any of the preceding claims 15 to 20, characterized in that the other roller (14) has a ceramic surface or, preferably, a chromium surface.

22. Device according to any of the preceding claims 11 to 21, characterized in that the roller (15) of the moistening agent application device (12) is made from rubber or a rubber-elastic plastic material.

23. Device according to claim 22, characterized in that the Shore hardness of the roller (15) is between 30 and 70° Shore, preferably between 45 and 55° Shore, especially 50° Shore.

24. Device according to any of the preceding claims 13 to 23, characterized in that the roller (15) is pressed upon the surface of the web of material, in the area of the guide element (11), in such a way that the resulting surface pressure is in the range of 0.9 dN/cm² to 2.5 dN/cm², preferably in the range of 1.4 dN/cm² to 2.0 dN/cm², especially 1.7 dN/cm².

25. Device according to any of the preceding claims 15 to 24, characterized in that the roller (15) and the other roller (14) of the moistening agent application device (12) have ground surfaces.

26. Device according to any of the preceding claims 13 to 25, characterized in that the moistening agent spray device (13) comprises several sectors distributed over the width of the web of material (10), that preferably can be controlled individually.

27. Device according to any of the preceding claims 13 to 26, characterized in that a rotary-plate spray device is provided as moistening agent spray device (13).

Revendications

1. Procédé d'humidification d'une bande de matériau (10) en mouvement imprimée puis thermiquement séchée, essentiellement une bande de papier qui est refroidie après le séchage et pendant la phase de refroidissement menée par-dessus un élément de guidage (11) refroidi et au moins sur un côté humectée avec un film de produit d'humidification appliqué sur un cylindre (15), tournant en contresens de l'élément de guidage (11), d'une disposition de cylindres (14, 15) et à partir de celui-ci amené sur la bande de matériau (10),
caractérisé en ce que
le film de produit d'humidification généré par pulvérisation et à appliquer de façon dosée sur le cylindre (15) est pressé avec une pression définie par laminage dans la bande de matériau (10) encore chaude et sèche passant entre l'élément de guidage (11) et le cylindre (15).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de matériau (10) humectée avec le produit d'humidification est ensuite menée à travers un champ électrique à haute tension et du fait chargé électrostatiquement.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la charge électrostatique de la bande de matériau (10) s'effectue à travers l'élément de guidage à conduction électrique (11) avant qu'elle ne se détache de ce dernier et dans la zone d'application du produit d'humidification.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit d'humidification pour la formation d'un film de produit d'humidification est pulvérisé sur un autre cylindre (14) de la disposition de cylindres (14, 15).

5. Procédé selon d'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande de matériau (10) est humectée des deux côtés avec du produit d'humidification.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux côtés de la bande de matériau (10) sont humectés l'un après l'autre.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'application du produit d'humidification sur la bande de matériau (10) est effectuée alternativement en plusieurs phases.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que comme produit d'humidification ou utilise de l'eau pure ou chargée d'additifs.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que comme additifs à l'eau ou utilise des dérivés tensio-actifs ou d'autres agents chimiques qui influencent la tension superficielle et/ou les caractéristiques de diffusion et/ou les caractéristiques électriques de l'eau.

10. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la charge électrostatique est effectuée avec une haute tension positive ou de préférence négative-dans la gamme de 10 kV à env. 45 kV.

11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit d'humidification est tempéré de façon constante avant l'application sur la bande de matériau (10)

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le produit d'humidification est maintenu à une température entre 15 °C et 50 °C.

13. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon d'une des revendications précédentes avec un dispositif d'application (12) du produit d'humidification comportant un élément de guidage (11) réfrigéré guidant la bande de matériau (10), un dispositif depulvérisation (13) du produit d'humidification et au moins un cylindre (15), travaillant avec une pression définie en sens inverse de l'élément de guidage (11), d'une disposition de cylindres, un film de produit d'humidification à appliquer de façon dosée sur le cylindre (15) pouvant être généré au moyen du dispositif de pulvérisation de produit d'humidification (13) et le film généré par le dispositif de pulvérisation de produit d'humidification étant pressé avec une pression définie dans la bande de matériau encore chaude passant entre l'élément de guidage (11) réfrigéré et le cylindre.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de guidage est un cylindre refroidisseur (11) entraîné.

15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que au cylindre (15) du dispositif d'application du produit d'humidification (12) est coordonné un autre cylindre (14) en prise directe avec le cylindre (15) pour la transmission du film de produit d'humidification pulvérisé sur ce dernier par le dispositif de pulvérisation (13) du produit d'humidification.

16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 13 à 15, caractérisé en ce que en direction de déplacement (B) de la bande de matériau (10) derrière le dispositif d'application du produit d'humidification (12) est disposé un dispositif de charge pour la charge électrostatique de la bande de matériau (10) humectée de liquide.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif de charge présente une disposition d'électrodes de charge (16, 27) branchée sur une source haute tension (U), opposée à la surface humectée de la bande de matériau (10) et concourant avec l'élément de guidage ou le cylindre réfrigérant (11) de préférence mis à la masse.

18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que le dispositif de charge présente une barre de charge (16) branchée sur une source haute tension (U) portant un certain nombre d'électrodes à pointe (27) disposées à un certain écart l'une de l'autre et essentiellement verticales à la bande de matériau (10) guidée.

19. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que la disposition d'électrodes de charge (16, 27) est disposée à une distance de 20 mm à 40 mm de l'élément de guidage ou du cylindre réfrigérant (11).

20. Dispositif selon d'une des revendications précédentes 15 à 19, caractérisé en ce que l'autre cylindre (14) présente une surface hydrophile.

21. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 15 - 20, caractérisé en ce que l'autre cylindre (14) présente une surface en céramique ou de préférence en chrome.

22. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 11 à 21, caractérisé en ce que le cylindre (15) du dispositif d'application du produit d'humidification (12) est en caoutchouc ou une autre matière synthétique élastique.

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que la dureté Shore du cylindre (15) se situe entre 30 et 70° Shore, de préférence entre 45 et 55° Shore, essentiellement à 50° Shore.

24. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 13 à 23, caractérisé en ce que le cylindre (15) est pressé sur la surface de la bande de matériau dans la zone de l'élément de guidage (11) de manière que la pression de surface en résultant se situe dans la gamme de 0,9 dN/cm² à 2,5 dN/cm², de préférence dans la gamme de 1,4 dN/cm² à 2,0 dN/cm², essentiellement à 1,7 dN/cm².

25. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 15 - 24, caractérisé en ce que le cylindre (15) et l'autre cylindre (14) du dispositif d'application du produit d'humidification (12) présente des surfaces polies.

26. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 13 à 25, caractérisé en ce que le dispositif de pulvérisation (13) du produit d'humidification présente, répartis par-dessus la bande de matériau (10), différents secteurs, pouvant être de préférence commandés séparément.

27. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 13 à 26, caractérisé en ce que un dispositif de pulvérisation à plateau tournant est prévu comme dispositif de pulvérisation du produit d'humidification (13).

Zeichnung