DE69704850T2

DE69704850T2 - Verschiedene farbtypen verwendende druckeinheit

Info

Publication number: DE69704850T2
Application number: DE69704850T
Authority: DE
Inventors: Richard Murray
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Goss International Americas LLC
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: JP2001502253A; WO1997033751A1; EP0886578A1; CA2247250A1; US5758580A; ATE201166T1; EP0886578B1; DE69704850D1; AU1876997A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckwerk für eine Rotationsdruckmaschine, in welchem verschiedene Arten von Druckfarben verwendet werden können.
US 5,309,838 und US 5,375,518 offenbaren jeweils ein System, mit dem die Druckplatten einer Druckmaschine auf einer gemäßigten Temperatur gehalten werden. Ein sich der Länge nach über die Druckplattenoberfläche erstreckender Blasluftbalken bläst kalte Luft auf die Druckplatte, um ihre Temperatur auf einem gewünschten Wert zu halten. Der Blasluftbalken enthält mindestens einen Temperaturwechsler und mindestens ein Gebläse sowie mindestens einen Luftrückführkanal, was zusammen einen Kühlluftkreislauf bildet, durch den die auf die Druckplattenoberfläche geblasene Luft zum Lufteinlaß des Temperaturwechslers zurückgeführt wird und eventuell mit frischer Luft, die von dem Gebläse nochmals durch den Temperaturwechsler und auf die Druckplattenoberfläche geblasen wird, vermischt wird. Der Blasluftbalken stellt angeblich eine energiesparende, kompakte konstruktionelle Einheit dar, durch die die Druckplattenoberfläche auf einer gemäßigter Temperatur gehalten wird.
US 5,452,657 betrifft ein Temperaturregelsystem für Druckmaschinenzylinder. Dieses System umfaßt mindestens eine Druckluftleitung mit mindestens einer Blasluftöffnung, aus der kalte Luft gegen einen zu kühlenden Zylinder geblasen wird. Es ist mindestens ein Luftumwälzungskreislauf vorgesehen, der von der Kaltluft der Druckluftleitung getrennt ist, und durch den Luft, die aus der Blasluftöffnung auf den Zylinder geblasen wurde, mittels eines sich im Luftumwälzungskreislauf befindlichen Gebläses abgesaugt und parallel zur Kaltluft wieder auf den Zylinder geblasen wird. Auf diese Weise kann die Temperatur der Kaltluft aktiv bleiben, ohne daß vorher eine Temperaturänderung am Zylinder stattfindet. Die vom Zylinder abgelenkte Kaltluft wird zum zusätzlichen Kühlen des Zylinders zu diesem zurückgeleitet.
US 5,098,478 betrifft wasserlösliche Druckfarbengemische. Das wasserlösliche Druckfarbengemisch enthält Wasser, ein Pigment, ein nichtionogenes Tensid mit einer Wasserlöslichkeit von weniger als ca. 0,5 Gewichtsprozent und einen Lösungsvermittler in genügender Quantität, um die gesamte Menge an nichtionischem Tensid anzulösen.
US 5,026,755 offenbart eine aus Polyamid/Acryl-Pfropfcopolymerisat hergestellte wasserlösliche Druckfarbe. Diese wird hergestellt, indem das Polyamid mit dem Acrylmonomer oder den Acrylmonomeren in einer Alkohollösung in Gegenwart eines Peroxid-Aktivators als freies Radikal zur Reaktanz gebracht wird. Das Pfropfcopolymerisat scheint als der Harzanteil einer wasserlöslichen Druckfarbe besonders geeignet zu sein.
Letztendlich offenbart DE 41 19 348 A1 ein Verfahren für den Offsetdruck und ein Druckwerk für wasserfreien Offsetdruck. Es wird eine herkömmliche Offset-Druckplatte mit einer wasserlöslichen Druckfarbe verwendet, die ein Pigment, Wasser, 5%-50% von wasserlöslichen makromolekularen Bindemitteln, und eine hygroskopische organische Flüssigkeit, vorzugsweise einen polyvalenten Alkohol, enthält.
Die Blasluft-Steuervorrichtungen des Standes der Technik sind jedoch ineffektiv, wenn vorzeitiges Austrocknen von Druckfarbe in Druckmaschinen verhindert werden soll; sie können sogar noch zur vorzeitigen Austrocknung beitragen. Dies ist besonders problematisch bei solchen Komponenten im Druckwerk, die schwierig zu reinigen oder schwierig zu erreichen sind. Außerdem muß die Druckmaschine abgeschaltet werden, um den Reinigungsprozeß durchzuführen. Da ein Abschalten der Druckmaschine wegen der Beseitigung trockener Farbrückstände die Produktivität der Maschine vermindert, ist es notwendig, die Bildung von trockenen Farbrückständen zu minimieren.
Bei der vorliegenden Erfindung, die den Aufbau von antrocknenden Farbrückständen reduziert, hat man sich die Tatsache zunutze gemacht, daß das Austrocknen der Farbe durch die Verdunstung einer flüchtigen Substanz aus der Druckfarbe verursacht wird, die beispielsweise flüchtige organischer Komponenten, wie Ammoniak, Aminoethanol oder andere Amingemische und/oder Wasser, sein können. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Druckwerk vorgesehen, bei dem eine Verdunstung der flüchtigen Substanz aus der Druckfarbe verhindert oder vermindert wird und somit ein vorzeitiges Austrocknen der Druckfarbe nicht erfolgt.
Das erfindungsgemäße Druckwerk umfaßt ein Farbwerk, einen Plattenzylinder und einen Gummituchzylinder, der in einem Rahmen gelagert ist. Während des Betriebs des Druckwerks wird durch das Farbwerk Farbe in der Form eines Farbfilms auf eine auf dem Druckzylinder angebrachte Druckform aufgetragen. Innerhalb des Rahmens ist ein Gehäuse vorgesehen, das zumindest teilweise das Druckwerk und den Druckzylinder umgibt, so daß diese sich in einem halb umschlossenen Bereich befinden. Alternativ kann der Gummituchzylinder teilweise von dem Gehäuse umschlossen sein. Das Druckwerk umfaßt ferner einen Vorrat, bestehend aus einem chemischen Wirkstoff, z. B. aus Wasser, flüchtigen organischen Bestandteilen (VOC - volatile organic compounds), Ammoniak, Aminoethanol (oder einem beliebigen anderen organischen Amin), der gasförmig in die Atmosphäre innerhalb des halb umschlossenen Bereiches zugeführt wird. Durch das selektive Einleiten des chemischen Wirkstoffes in die Atmosphäre wird die Verdunstung der Substanz aus dem Farbfilm im Farbwerk und auf der Druckform reduziert und reguliert.
Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfaßt das Druckwerk einen Kühlmechanismus und einen Befeuchtungsapparat zur Regulierung der atmosphärischen Bedingungen in dem halb umschlossenen Bereich. Der Kühlmechanismus und der Befeuchtungsapparat verbessern die Druckbedingungen auf vielfältige Weise. Zum ersten hängt es nicht nur von der Menge des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre, sondern auch von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit ab, ob die Substanz aus dem Farbfilm von der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich absorbiert wird. Außerdem beeinflussen die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit die Druckqualität unabhängig von dem Farb- Austrocknungsproblem. Wenn z. B. die Temperatur der Farbe (oder der Oberfläche, auf welche die Farbe aufgetragen wird) zu niedrig ist, ist die Farbübertragung beeinträchtigt.
Wenn jedoch die Temperatur zu hoch ist, dann haftet die Farbe sowohl auf dem unbebilderten als auch auf dem bebilderten Bereich der Druckplatte. Dieses Phänomen ist als Tonen des Druckbildes bekannt. Ein gleicher Effekt entsteht bei zu hoher Luftfeuchtigkeit, denn dann bildet sich Niederschlag, was wiederum Tonen verursacht.
Eine Steuereinheit steuert den Kühlmechanismus, den Befeuchtungsapparat und die Zufuhr des chemischen Wirkstoffes, um eine geeignete Temperatur, die entsprechende Luftfeuchtigkeit und den entsprechenden Gehalt an chemischem Wirkstoff in der Atmosphäre zu liefern und somit hochqualifiziertes Drucken ohne Austrocknung der Farbe zu gewährleisten. Die Steuereinheit überwacht die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und den Gehalt des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre innerhalb des halb umschlossenen Bereichs über jeweilige Sensoren und aktiviert dann wahlweise den Kühlmechanismus, den Befeuchtungsapparat und die Zufuhr des chemischen Wirkstoffs auf der Basis der vom jeweiligen Sensor ausgegebenen Werte.
Wenn das Druckwerk z. B. für das Drucken mit wasserlöslicher Farbe konzipiert ist, dann kann das Austrocknen der Farbe durch die Regulierung der Verdunstung von Aminoethanol (oder einer anderen organischen Amin-Verbindung) aus der Farbe gesteuert werden. Die Verdunstung von Aminoethanol aus der Farbe kann jedoch auch verhindert werden, indem eine ausreichende Menge an Aminoethanol in die Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs eingespeist wird. Beispielsweise kann bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85% und einer Temperatur von 33,8ºC (93ºF) eine Konzentration von 300-20.000 ppm von Aminoethanol (oder Ammoniak) in der Atmosphäre annehmbare Druckbedingungen für eine wasserlösliche Farbe, die 2% Aminoethanol (oder Ammoniak) enthält, schaffen.
In gewissen Fällen, wo das Volumen des halb umschlossenen Bereichs klein und relativ gut abgekapselt ist und die umschlossenen Druckwerkskomponenten wenig Wärme abstrahlen, bedarf es nicht eines Kühlmechanismus, eines Befeuchtungsapparats oder eines Vorrats eines chemischen Wirkstoffs. Hier werden die in der Atmosphäre vorhandenen Gase örtlich in der Nähe der farbübertragenden Komponenten schnell in ein Gleichgewicht kommen und die Austrocknung der Farbe verhindern.
Nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Wände des Gehäuses hohl und der Kühlmechanismus weist einen Einlaß und einen Auslaß auf, welche jeweils mit dem Inneren der Gehäusewände verbunden sind. Ein Kühlmittel, z. B. kaltes Wasser oder kalte Luft, werden via den Einlaß und den Auslaß des Kühlmechanismus durch das hohle Innere des Gehäuses umgewälzt. Das Kühlmittel senkt die Temperatur des Gehäuses, was wiederum die Temperatur innerhalb des halb umschlossenen 'Bereichs senkt. Zusätzlich ist die Außenfläche des Gehäuses isoliert, so daß die Luft innerhalb des halb umschlossenen 'Bereichs, der von der Innenfläche des Gehäuses umgeben ist, kalt bleibt. Ein Kühlmittel-Ventil, das entweder mit dem Kühlmittel-Einlaß oder mit dem Kühlmittel-Auslaß verbunden ist, wird durch die Steuereinheit auf der Basis des Outputs eines oder mehrerer Sensoren wahlweise aktiviert, um die Kühlung des halb umschlossenen 'Bereichs zu regulieren.
Nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein Reservoir mit einer Lösung, die den chemischen Wirkstoff (z. B. Aminoethanol, eine andere organische Aminoverbindung oder Ammoniak) enthält, und ein Heizelement vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform kann durch die Steuereinheit der Gehalt des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre erhöht werden, indem das Heizelement aktiviert wird und somit ein größerer Anteil des chemischen Wirkstoffs in der Lösung verdunstet. Vorzugsweise befindet sich das Heizelement relativ nahe am Reservoir.
Nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein mit einem Zuführmechanismus verbundener Einlaß vorgesehen, um den chemischen Wirkstoff gasförmig zuzuführen. Zwischen dem Gas-Einlaß und dem Zuführmechanismus ist ein Ventil angebracht, das von der Steuereinheit gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung kann für verschiedene Arten von Druckfarbe angewandt werden, einschließlich z. B. für wasserlösliche Farben, Ölharz-Farben (die Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt im Bereich von 132ºC (270ºF), z. B. "Magee"-Öle, enthalten), durch Strahlung vernetzte Akrylat-Farben, und als Pastafarben bekannte Farben von hoher Viskosität. Die vorliegende Erfindung verwendet eine wasserlösliche Pastafarbe, die keine flüchtige organische Komponenten enthält, so daß keine Explosionsgefahr in der abgeschlossene Atmosphäre besteht. Gemäß vorliegender Erfindung wird der zur Erhöhung des pH-Wertes oder zum Verhindern des Trocknens der Farbe verwendete chemische Wirkstoff dadurch vor dem Verdunsten bewahrt, daß der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich des Gehäuses ein chemischer Wirkstoff zugeführt wird, welcher vorzugsweise der gleiche ist, der in der Farbe zur Erhöhung des pH-Wertes oder zum Verhindern des Trocknens verwendet wird.
Beispielsweise kann bei einer wasserlöslichen Farbe, in der Aminoethanol zur Erhöhung des pH-Wertes verwendet wird, Aminoethanol in die Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs zugeführt werden, um das Trocknen der Farbe zu verhindern. Wenn die Menge des Aminoethanols in der Atmosphäre bewirkt, daß der anteilige Druck des Aminoethanols in der Atmosphäre dem Dampfdruck des Aminoethanls in der Farbe gleichkommt, dann wird das Aminoethanol nicht aus der Farbe in die Atmosphäre entweichen.
Wenn der chemische Wirkstoff die gleiche Chemikalie wie die Substanz in der Farbe ist, kann der chemische Wirkstoff nicht nur zum Verhindern des Trocknens der Farbe oder des Ausfällens von Harz aus der Farbe, wie oben beschrieben eingesetzt werden, sondern kann auch zur Erhöhung des pH-Wertes dienen, indem die Menge der Substanz in der Farbe erhöht wird. Wenn beispielsweise die Substanz in der Farbe Aminoethanol ist, wird eine Erhöhung der Aminoethanol-Menge in der Farbe den pH-Wert der Farbe erhöhen, wobei das Trocknen oder das Ausfällen von Harzen und Lösungsmitteln in der Farbe verringert wird. Wenn die Menge an Aminoethanol in der Atmosphäre den anteiligen Druck des Aminoethanols in der Atmosphäre größer werden läßt als es der Dampfdruck des Aminoethanols in der Farbe ist, dann wird das Aminoethanol von der Atmosphäre in die Farbe fließen, wobei die Aminoethanol-Menge in der Farbe und den pH-Wert der Farbe erhöht werden.
Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend erklärten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Druckwerk gemäß vorliegender Erfindung:
Fig. 1a-2e Flußdiagramme für eine Steuereinheit des Druckwerks der Fig. 1;
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Zufuhr eines chemischen Wirkstoffes gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform eines Kühlmechanismus gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 zeigt ein Druckwerk 1 gemäß vorliegender Erfindung, durch welches ein vorzeitiges Trocknen der Druckfarbe verhindert wird. Das Druckwerk 1 einer Rotationsdruckmaschine umfaßt ein oberes Farbwerk 45, einen oberen Druckzylinder 3 und einen oberen Gummituchzylinder 2, die kooperieren, um die Oberseite einer Materialbahn 4 zu bedrucken. Ein Zylinder 13 ist unter der Materialbahn 4 angeordnet. Eine für das Drucken mit Farben (z. B. mit wasserlöslichen Farben) geeignete Druckform ist auf dem Druckzylinder 3 angebracht. Falls der Druckwerk 1 nicht für den Schön- und Widerdruck konzipiert ist, dann ist der Zylinder 13 ein Druckzylinder, falls es jedoch ein Schön- und Widerdruck-Druckwerk ist, dann ist der Zylinder 13 ein Gummituchzylinder und das Druckwerk 1 umfaßt ein korrespondierendes unteres Farbwerk und einen unteren Druckzylinder (nicht gezeigt).
Das Farbwerk 45 umfaßt eine Farbkastenwalze 12, die den Walzen 5-11, 46-47 des Farbwerks 45 Farbe (z. B. wasserlösliche Farbe) zuführt. Durch Teilen des Farbfilms, der auf die jeweilige Oberfläche der jeweiligen Walzen 8-11, 46 aufgebracht wird, wird den Oberflächen der jeweiligen Auftragwalzen 5, 6, 7 ein dünner Farbfilm zugeführt. Eine erste Auftragwalze 5, eine zweite Auftragwalze 6 und eine dritte Auftragwalze 7 übertragen den dünnen Farbfilm auf die Oberfläche der Druckform oder Druckformen, die jeweils auf dem Druckzylinder 3 angebracht sind. Entlang dem Pfad des Farbfilms über die jeweiligen Walzenoberflächen des Farbwerks des Druckwerks 1 sind eine Dosierwalze 47, eine Vielzahl von Reibwalzen 8, 9, 11 und eine Vielzahl von Heberwalzen 46 angeordnet. Natürlich können die Anzahl, die Walzenart und die Anordnung der Walzen im Farbwerk 45 von dem in Fig. 1 gezeigten Konzept abweichen.
Die Druckform kann als eine flache Druckplatte ausgebildet sein, die mit ihrer Vorder- und Hinterkante auf den Druckzylinder 3 aufgespannt wird, oder als eine hülsenförmige Druckform, die axial über den Druckzylinder geschoben wird. Über dem Umfang des Gummituchzylinders 2 kann entweder ein herkömmliches flaches Gummituch oder ein hülsenförmiges Drucktuch angeordnet sein. Das Installieren und Entfernen der Gummitücher und Druckformen kann auf jegliche herkömmliche Art erfolgen.
Das Farbwerk 45 des Druckwerks 1 und die Druckwerkzylinder 2, 3 sind von einem Gehäuse 14 umhüllt. Das Farbwerk 45 (einschließlich der Walzen 5-12, 46, 47), die Zylinder 2, 3 und das Gehäuse 14 sind von nicht gezeigten Seitenwänden gestützt. Das Gehäuse 14 bildet einen halb umschlossenen Bereich 100 um das Farbwerk 45 und die Zylinder 2, 3. Vorzugsweise bildet das Gehäuse einen halb umschlossenen Bereich um das Farbwerk 45 und die Druck- und Gummituchzylinder, wie dies gezeigt ist. Es ist jedoch möglich, das Gehäuse so zu gestalten, daß es einen halb umschlossenen Bereich nur um das Farbwerk 45 und den Druckzylinder 2, nur um das Farbwerk 45, oder nur um den Druckzylinder 2 bildet. In einer Druckmaschine für Schön- und Widerdruck könnte das Gehäuse 14 auch um das untere Farbwerk und den Platten- und Gummituchzylinder konstruiert sein.
Das Gehäuse 14 ist hohl und weist eine Außenwand 14a und eine Innenwand 14b auf. Ein Isoliermaterial 15 umgibt die Außenwand 14a. Ein Lufteinlaß 16 erstreckt sich von außen durch die Innenwand 14b des Gehäuses 14. Um den halb umschlossenen Bereich 100 des Gehäuses 14 und die Walzen 5-11, 46, 47 und die Zylinder 2, 3 mit Frischluft zu versorgen, strömt Luft durch einen in dem Lufteinlaß 16 angebrachten Luftfilter 19 in den halb umschlossenen Bereich 100. Ein Befeuchtungsapparat 18 ist unter dem Luftfilter installiert und reguliert die Luftfeuchtigkeit innerhalb des halb umschlossenen Bereichs. Der Befeuchtungsapparat 18 ist mit einer Steuereinheit 37 verbunden und wird von dieser gesteuert. Ein Luftauslaß 53 erstreckt sich ebenfalls von außen durch die Innenwand 14b des Gehäuses 14. Der Luftauslaß 53 umfaßt ein Gebläse 29, das die Luft aus dem halb umschlossenen Bereich 100 bläst. Das Gebläse 29 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 37 verbunden und wird von dieser gesteuert.
Der Lufteinlaß 16 umfaßt ferner ein Reservoir 20, das mit einem Zuführschlauch 22 verbunden und geerdet ist. Der Zuführschlauch 22 weist ein Ventil 33 auf. Alternativ kann das Reservoir 20 innerhalb des halb umschlossenen Bereichs 100 angeordnet oder über einen separaten Einlaß mit dem halb umschlossenen Bereich 100 verbunden sein. Das Reservoir 20 enthält eine bestimmte Menge eines chemischen Wirkstoffs, z. B. Aminoethanol, ein anderes organisches Amingemisch oder Ammoniak in einer flüssigen Lösung. Ein in dem Reservoir 20 angebrachter Sensor 21 überwacht den Stand der Lösung im Reservoir 20. Vorzugsweise wird dieser Lösungsstand durch den Sensor 21 periodisch geprüft, um eine genaue Lesung davon zu ermitteln.
Ein Kühlmittel-Einlaß 23 und ein Kühlmittel-Auslaß 24 verläuft jeweils von außerhalb des Gehäuses 14 durch die Außenwand 14a. Ein Kühlmittel, z. B. kaltes Wasser oder kalte Luft wird durch den Kühlmittel-Einlaß 23 in das hohle Innere des Gehäuses und durch den Kühlmittel-Auslaß 24 wieder hinaus befördert. Auf diese Weise wird die Temperatur im Gehäuse 14 und folglich in der Atmosphäre, die die Walzen 4-11, 46, 47 und die Zylinder 2, 3 umgibt, reguliert. Der Strom des Kühlmittels durch den Einlaß 23 und den Auslaß 24 kann durch ein Steuerungsventil 35, das am Auslaß 24, am Einlaß 23 oder an beiden Stellen angebracht sein kann, reguliert werden. Vorzugsweise ist das Ventil 35 am Einlaß 24 angebracht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das Ventil 35 ist mit der Steuereinheit 37 verbunden und wird von diesem gesteuert, um den Strom des Kühlmittels durch das hohle Innere des Gehäuses 14 zu regulieren. Ein erster Satz von Sensoren 30, bestehend aus ersten Sensoren 30.1, 30.2 und 30.3 und ein zweiter Satz von Sensoren 31, bestehend aus zweiten Sensoren 31.1, 31.2, 31.3 sind innerhalb des halb umschlossenen Bereichs 100 des Gehäuses 14 angeordnet. Der erste Satz von Sensoren 30 ist neben dem Farbwerk 45 angebracht, um die das Farbwerk 45 umgebende Atmosphäre zu überwachen. Der zweite Satz von Sensoren 31 ist neben den Zylindern 2, 3 angebracht, um die die Zylinder 2, 3 umgebende Atmosphäre zu überwachen. Beide Sätze von Sensoren 30 und 31 sind mit der Steuereinheit 37 verbunden. Jeder Satz von Sensoren 30, 31 umfaßt jeweils einen Temperatursensor 30.1, 31.1, einen Sensor 30.2, 31.2 für relative Luftfeuchtigkeit und einen Sensor 30.3, 31. 3 für den chemischen Wirkstoff (z. B. Aminoethanol, ein anderes organisches Amin oder Ammoniak). Selbstverständlich können weitere Sätze von Sensoren an bedeutenden Stellen angebracht sein, wenn nötig. Jeder der Sensoren 30.1, 30.2, 30.3, 31.1, 31.2, 31.3 weist einen Ausgang auf, der mit der Steuereinheit 37 individuell verbunden ist.
Ein zentrales Steuerungssystem 50 umfaßt eine Steuereinheit 37 mit einem Eingang 38 für den Empfang des Inputs von den Sensoren 30, 31 und mit einem Ausgang 39 für die Steuerung des Gebläses 29, des Befeuchtungsapparats 18 des Zuführventils 33 und des Kühlmittel-Auslaßventils 35. Ein Anzeigefeld 40 und ein Tastenfeld 41 sind mit der Steuereinheit 37 verbunden, um es einem Bediener zu ermöglichen, den Status der Sensoren zu überwachen und die Betätigung der Ventile und des Gebläses zu steuern.
Um optimale Druckbedingungen zu schaffen und eine vorzeitige Austrocknung der Druckfarbe zu verhindern, hält die Steuereinheit die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit und den Gehalt des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs auf dem gewünschten Niveau. Das genaue Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsniveau und die Art und die Menge des chemischen Wirkstoffs kann je nach Art der Farbe und der Stelle innerhalb des Gehäuses schwanken. Die vorliegende Erfindung kann mit verschiedenen Arten von Farbe verwendet werden, einschließlich, z. B. mit wasserlöslichen Farben, Ölharz-Farben (die Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt im Bereich von 115ºC-160ºC (240ºF-320ºF), z. B. "Magee"-Öle, enthalten), mit durch Strahlung vernetzten Akrylat-Farben, und mit als Pastafarben bekannten Farben von hoher Viskosität. Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung eine wasserlösliche Farbe verwendet, die keine flüchtigen organische Bestandteile aufweist. Im allgemeinen sollte die Temperatur in einem Temperaturbereich aufrechterhalten werden, der hoch genug liegt, um eine gute Farbübertragung zu gewährleisten und niedrig genug, um Tonen zu verhindern. Die relative Luftfeuchtigkeit sollte wiederum niedrig genug sein, um Niederschlag zu verhindern, jedoch hoch genug, um die Verdunstung von Wasser aus der Farbe zu minimieren. Um ein vorzeitiges Austrocknen der Farbe zu verhindern, sollte die Menge des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre groß genug sein, um die Verdunstung des chemischen Wirkstoffs, der zur Erhöhung des pH-Wertes oder zur Verhinderung der Trocknung der Farbe dient, zu reduzieren. Die Menge des erforderlichen chemischen Wirkstoffs hängt wiederum von der Art des chemischen Wirkstoffs, der Art der chemischen Substanz in der Farbe, der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur der Atmosphäre innerhalb des halb umschlossenen Bereichs 100 an den Oberflächen der Farbübertragung ab. Das gewünschte Niveau von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und chemischem Wirkstoff kann durch Testen dieser Faktoren mit der gewünschten Farbe empirisch bestimmt werden.
Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung gibt ein Bediener Werte für ein gewünschtes Temperaturniveau, ein relatives Luftfeuchtigkeitsniveau und ein Niveau des chemischen Wirkstoffes für das Druckwerk 1 über das Tastenfeld 41 in die Steuereinheit 37 ein. Die Steuereinheit 37 überwacht die Outputs der Temperatursensoren 30.1, 31.1, der Sensoren 30.2, 31.2 für relative Luftfeuchtigkeit und der Sensoren 30.3, 31.3 für den chemischen Wirkstoff. Wenn die Steuereinheit feststellt, daß die Temperatur über einem gewünschten Niveau liegt, wird das Öffnen des Kühlmittel-Auslaßventils 35 veranlaßt, und das Kühlmittel wird durch das hohle Innere des Gehäuses 14 zirkuliert und somit die Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich 100, z. B. durch Fortleitung, Konvektion und Strahlung, gekühlt. Wenn die Temperatur unter das gewünschte Niveau fällt, wird das Ventil 35 geschlossen. Somit wird die Temperatur in dem halb umschlossenen Bereich 100 kontinuierlich um das gewünschte Niveau pendeln. Wenn die Steuereinheit feststellt, daß die Luftfeuchtigkeit unter dem gewünschten Niveau liegt, dann wird der Befeuchtungsapparat aktiviert und der durch den Lufteinlaß 16 in den halb umschlossenen Bereich 100 strömenden Luft Feuchtigkeit zugeführt. Wenn die Feuchtigkeit in der Atmosphäre des Bereichs 100 über das gewünschte Niveau gestiegen ist, wird der Befeuchtungsapparat abgeschaltet. Somit wird die Luftfeuchtigkeit in dem halb umschlossenen Bereich 100 kontinuierlich um das gewünschte Niveau pendeln. Wenn letztendlich die Steuereinheit feststellt, daß die Menge des chemischen Wirkstoffs unter dem gewünschten Niveau liegt, wird ein Heizgerät 48 aktiviert, so daß eine schnellere Verdunstung des chemischen Wirkstoffs aus der Lösung im Reservoir und in die durch den Lufteinlaß 16 des Bereichs 100 strömende Luft stattfindet und somit der Gehalt des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs 100 erhöht wird. Wenn der Gehalt des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des Bereichs 100 über das gewünschte Niveau gestiegen ist, wird das Heizgerät abgeschaltet. Somit wird der Gehalt des chemischen Wirkstoffs im halb umschlossenen Bereich 100 kontinuierlich um das gewünschte Niveau pendeln.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf wasserlösliche Farben eingehend beschrieben. Die Druckform ist für das Aufbringen und Übertragen eines mit wasserlöslichen Farben erstellten Druckbildes geeignet. Es hat sich herausgestellt, daß Druckplatten des "wasserlosen" Typs, wie sie z. B. von Toray Industries hergestellt werden oder in US 5,370,906 beschrieben sind, auch zum Drucken mit wasserlöslichen Farben geeignet sind. Beispielsweise wird eine Toray Industries-Druckplatte verwendet, die ein Aluminiumoxid-Substrat aufweist, bei dem der Bildbereich mit einem Photopolymer beschichtet ist, dessen Oberfläche hydrophil ist und bei dem der bildlose Bereich mit einem Siliconpolymer beschichtet ist.
Beispielsweise kann eine für die vorliegende Erfindung verwendete wasserlösliche Farbe die im folgenden genannten Komponenten enthalten. Der Wasseranteil ist der Farbe mit dem in dem Acrylharz-Latex, in der Hydroxypropylcellulose, in dem Hydroxylethyl- Ethylen Carbamid und in dem Maleinsäure-Harzester vorhandenen Wasser zugefügt. Die den pH-Wert erhöhende Komponente ist der Farbe mit dem Aminoethanol zugefügt.
Komponenten Menge - Gewichtsprozent
Styrol/Maleinsäureanhydrid Harz 12
Phthalocyaninblau Pigment 12
Acrylharz-Latex (50 Gewichtsprozent Feststoffe) 5
Hydroxypropylcellulose (3 Gewichtsprozent Feststoffe) 10
Hydroxyethylethylen Carbamid (70 Gewichtsprozent Feststoffe) 8
Monoethanolamin 2
Polyethylenwachs 2
Acetylethoxylat Dio(Tensid 2
Maleinsäure Harzester (50 Gewichtsprozent Feststoffe) 47
Total 100
Um für das Drucken mit wasserlöslichen Farben optimale Bedingungen zu schaffen und um ein vorzeitiges Austrocknen der Farbe im Farbwerk oder auf den Zylindern zu verhindern, werden die relative Luftfeuchtigkeit, die Temperatur und der Aminoethanol- Gehalt in dem halb umschlossenen Bereich 100 des Gehäuses 14 jeweils auf einem vorbestimmten Niveau gehalten. Es hat sich z. B. herausgestellt, daß bei einer 2% Aminoethanol enthaltenden wasserlöslichen Farbe und einer Atmosphäre, die 300 bis 20.000 Partikel pro Million von Aminoethanol bei einer Temperatur von 34ºC-35ºC (93ºF-95ºF) und einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 75% und 95% enthält, eine hohe Druckqualität aufrechterhalten werden kann. Selbstverständlich dienen diese Werte nur zur Darstellung und können sich aufgrund einer Reihe von Faktoren, einschließlich der spezifischen Konstruktion des Druckwerks, der speziellen Komposition der wasserlöslichen Farbe, der verwendeten Druckform und des verwendeten Papiers, ändern. Die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit und das Niveau des Aminoethanol werden durch die Steuereinheit überwacht, und die Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich 100 wird durch wahlweises Aktivieren des Kühlmittel- Auslaßventils 35, des Heizapparats 48 und des Befeuchtungsapparats 18 auf der gewünschten Temperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit und dem entsprechenden Aminoethanol-Niveau gehalten, wie dies oben beschrieben ist.
Beim Start einer Druckmaschine sind die Druckwerkskomponenten 2, 3, 5-12, 14, 15, 46, 47 relativ kalt. Somit bestimmt die Steuereinheit 37 durch Überwachung der Temperatursensoren 30.1, 31.1, daß die Temperatur in dem halb umschlossenen Bereich 100 unter dem gewünschten Temperaturniveau für die wasserlösliche Farbe, die Druckform und das verwendete Papier liegt. Dann sendet die Steuereinheit 37 sendet über ein Anzeigefeld 40 eine Meldung, daß der Bediener das Druckwerk 1 vor dem Drucken vorheizen soll. Dieses Vorheizen kann dadurch geschehen, daß die Druckmaschine bei voneinander abgestellten Druckzylindern solange betrieben wird, bis die Temperatur in dem halb umschlossenen Bereich 100 das gewünschte Niveau erreicht hat. Alternativ kann ein nicht gezeigtes Heizgerät in dem halb umschlossenen Bereich angeordnet sein, mit dem durch Steuerung der Steuereinheit 37 die Atmosphäre auf die gewünschte Temperatur vorgeheizt werden kann.
Im Gegensatz dazu kann, nachdem die Druckmaschine eine Zeitlang gedruckt hat, die Temperatur im Druckwerk 1 über das gewünschte Niveau hinaus steigen. Dann bestimmt die Steuereinheit 37 durch Überwachung der Temperatursensoren 30.1, 31.1, daß die Temperatur in dem Gehäuse 14 über dem für die wasserlösliche Farbe, die Druckform und das verwendete Papier gewünschten Niveau liegt, und veranlaßt das Öffnen des Kühlmittel-Auslaßventils 35, wie oben beschrieben.
Das durch den Betrieb der Druckmaschine verursachte Ansteigen der Temperatur kann auch die relative Luftfeuchtigkeit in dem halb umschlossenen Bereich 100 des Gehäuses 14 beeinflussen. Ein Temperaturanstieg hat beispielsweise eine Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit zur Folge, so daß die Atmosphäre, die die Oberfläche der den Farbfilm tragenden Walzen umgibt, trocken wird, was wiederum eine Verdunstung des Aminoethanol und des Wassers in der Farbe verursacht. Die Steuereinheit 37 bestimmt durch die Überwachung der Luftfeuchtigkeitssensoren 30.2, 31.2 oder zusätzlicher in dem kritischen Bereich angeordneter Sensoren, daß die Luftfeuchtigkeit in dem Gehäuse 14 unter dem für die verwendete wasserlösliche Farbe gewünschten Niveau liegt und sorgt durch Betätigung des Befeuchtungsapparates 18, wie oben beschrieben, für eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit.
Wie oben bereits erwähnt, beeinflußt auch der Prozentsatz von Aminoethanol in der Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs 100 des Gehäuses 14 das Trocknender Farbe. Die Steuereinheit 37 bestimmt durch Überwachung der Sensoren 30.3, 31.3, daß der Aminoethanol-Gehalt in dem Gehäuse 14 unter dem für die verwendete wasserloslöche Farbe gewünschten Niveau liegt und erhöht dann durch Betätigung des Heizgerätes 48 den Aminoethanol-Gehalt in der Atmosphäre. Falls der Aminoethanol- Gehalt in dem halb umschlossenen Bereich des Gehäuses 14 über das annehmbare Niveau hinaus ansteigt, kann das überschüssige Aminoethanol durch Betätigung des Gebläses 29 aus dem halb umschlossenen Bereich entfernt werden.
Fig. 2a-e zeigen Flußdiagramme für die Steuereinheit 37 der Fig. 1. Die Steuereinheit 37 überwacht den Output der Sensoren und vergleicht diesen mit den verschiedenen Sollwerten und Alarm-Werten, wie dies im folgenden beschrieben ist. Auf der Basis dieser Vergleiche betätigt die Steuereinheit 37 die Ventile 33, 35 den Befeuchtungsapparat 18, das Gebläse 29 und das Heizgerät 48. Die oben erwähnten Flußdiagramme sind jedoch nur illustrativ und können durch ein beliebiges bekanntes, geeignetes Berechnungssystem ersetzt werden, um einen gemessenen Wert an einen gewünschten Wert anzupassen. Während z. B. aus den Flußdiagrammen der Fig. 2a-e gemessene Werte resultieren, die um den gewünschten Wert schwanken, empfiehlt es sich, andere bekannte Berechnungsarten des geschlossenen Regelkreises anzuwenden, durch die diese Schwankungen reduziert oder beseitigt werden können. Es können auch zusätzliche Sensoren und Steuervorrichtungen eingesetzt werden, um Schwankungen in der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Konzentration des chemischen Wirkstoffs mehr örtlich zu regulieren. Da sich beispielsweise die Antriebsseite einer Druckmaschine normalerweise zu einem höheren Grad erhitzt als die Bedienerseite, kann es erwünscht sein, die Antriebsseite und die Bedienerseite der Druckmaschine separat zu überwachen und die Betriebsbedingungen entsprechend zu steuern.
In Fig. 2a und 2e berechnet die Steuereinheit 37 einen SollwertR und einen AlarmwertR, um einen Minimum- und Maximum- relativen Luftfeuchtigkeitswert für die Atmosphäre des Bereichs 100 zu erstellen; ferner berechnet sie einen SollwertT und einen AlarmwertT, um einen Minimum- und Maximum-Temperaturwert für die Atmosphäre des Bereichs 100 zu erstellen, und einen SollwertA und einen AlarmwertA, um einen Minimum- und Maximum-Aminoethanolgehalt für die Atmosphäre des Bereichs 100 zu erstellen. Diese Soll- und Alarmwerte werden in Abhängigkeit von der verwendeten Farbe gewählt. Beispielsweise haben sich für eine wasserlösliche Farbe mit 2% Aminoethanolgehalt die folgenden Soll- und Alarmwerte als effektiv für die Regulierung der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich erwiesen:
SollwertT = 33,8ºC (93ºF)
AlarmwertT = 36.6ºC (98ºF)
SollwertR - 75%
AlarmwertR = 95%
SollwertA - 300 ppm
AlarmwertA = 20,000 ppm
Außerdem können zusätzliche Alarmwerte hilfreich sein. Beispielsweise kann eine extrem niedrige relative Luftfeuchtigkeit, z. B. unter 35%, die Gefahr eines Bahnbruchs erhöhen, da die Farbe bei niedriger Luftfeuchtigkeit eine hohe Klebrigkeit aufweist. Somit könnte ein zusätzlicher Luftfeuchtigkeitsalarm ausgelöst werden, wenn die relative Luftfeuchtigkeit unter 35% fällt.
Wie in Fig. 2e gezeigt, wenn der jeweilige Durchschnittswert des Luftfeuchtigkeitswertes (R&sub1; + R&sub2;)/2, des Temperaturwertes (T&sub1; + T&sub2;)/2 oder des Aminoethanolwertes (A&sub1; + A&sub2;)/2 den jeweiligen Alarmwert (AlarmR, AlarmT, AlarmA) übersteigt, dann wird das Gebläse 29 betätigt, um Luft aus dem halb umschlossenen Bereich 100 des Gehäuses 14 zu blasen, wobei alle Ventile 32-35 geschlossen sind und das Heizgerät 48 abgeschaltet ist.
Wie in Fig. 2a dargestellt, wenn der Durchschnittswert der relativen Luftfeuchtigkeitssignale (R&sub1; + R&sub2;)/2 unter dem SollwertR liegt und kein AlarmR, T oder n vorliegt, dann wird das Befeuchtungsgerät 18 betätigt bis der SollwertR erreicht ist. Gleichermaßen wird das Kühlmittel-Auslaßventil 35 geöffnet, wenn kein AlarmR, T oder n vorliegt und der Durchschnittswert der Temperatursignale (T&sub1; + T&sub2;)/2 über dem Sollwert T liegt. Wenn der Durchschnittswert des Aminoethanol- Prozentsignals (A&sub1; + A&sub2;)/2 unter dem SollwertA liegt und kein AlarmR, T oder n vorliegt, dann wird das Heizgerät 48 betätigt bis der SollwertA erreicht ist.
Zusätzlich kann das Niveau der Aminoethanollösung (L) im Reservoir 20 mittels eines Niveausensors 21 überprüft werden. Wenn das Niveau (L) unter einem SollwertL liegt und kein AlarmR, T oder vorliegt, dann wird das Kühlmittel-Einlaßventil 33 betätigt, bis der SollwertL erreicht ist.
Außerdem kann in einem Farbkasten 49 des Druckwerks, das mit der Steuereinheit 37 verbunden ist, ein pH-Sensor 49 angebracht sein. Es wurde festgestellt, daß die Neigung einer Farbe zum vorzeitigen Trocknen mit dem pH-Wert der Farbe zusammenhängt, d. h. je niedriger der pH-Wert der Farbe ist, desto niedriger ist der Aminoethanolgehalt der Farbe und desto schneller wird die Farbe trocknen. Der gewünschte pH-Wert kann als ein SollwertPH gesetzt werden. Wenn der angezeigte pH-Wert unter dem SollwertPH liegt und kein AlarmR· T oder n vorliegt, dann wird das Heizgerät 48 eingeschaltet. Die vom Heizgerät 48 ausströmende Wärme bewirkt, daß zusätzliches Aminoethanol aus dem Reservoir 20 verdunstet und in den halb umschlossenen Bereich 100 gelangt. Wenn der Aminoethanolgehalt der Atmosphäre den Sättigungspunkt zu überschreiten beginnt, wird ein Teil des Aminoethanols aus der Atmosphäre von der Farbe auf den Walzen S-12, 46, 47 und im Farbkasten 49 aufgenommen, so daß dadurch der Aminoethanolgehalt und der pH-Wert der Farbe erhöht wird. Der pH-Wert-Sensor kann anstelle des Aminoethanol- Sensors 30.3 oder zusätzlich zu diesem verwendet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf den Befeuchtungsapparat und den Luftfeuchtigkeitssensor verzichtet werden, und die Luftfeuchtigkeit in dem halb umschlossenen Bereich 100 kann durch den Zusatz einer entsprechenden Menge Wasser zu der Aminoethanollösung in dem Reservoir 20 reguliert werden. Da das Wasser in der Aminoethanollösung sowie das Aminoethanol in Abhängigkeit von der Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich verdunstet, kann durch die Wahl des richtigen proportionalen Verhältnisses von Wasser und Aminoethanol in der Aminoethanollösung die Luftfeuchtigkeit in dem halb umschlossenen Raum innerhalb des gewünschten Wertebereichs gehalten werden. Diese Methode hat zwar den Vorteil, daß auf das Befeuchtungsgerät und den Luftfeuchtigkeitssensor verzichtet werden kann, so erfordert sie jedoch, daß der Komposition der Aminoethanollösung mehr Aufmerksamkeit gegeben werden muß.
Nach einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und mit Bezug auf Fig. 3 kann das Reservoir 20 und das Heizgerät 48 durch ein Aminoethanolgas- Auslaßrohr 52 ersetzt werden, das durch ein Ventil 52a mit einem gasförmiges Aminoethanol enthaltenden Behälter (52b) verbunden ist. Bei dieser Ausführung kann der Aminoethanolgehalt der Atmosphäre erhöht werden, indem Aminoethanolgas in regulierter Weise in den halb umschlossenen Bereich 100 zugeführt wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Hier ist zwischen dem Lufteinlaß 16 und dem Gebläse 29 ein geschlossener Kreislauf gebildet und ein Kühlaggregat ist in dem geschlossenen Kreislauf zwischen dem Lufteinlaß 16 und dem Luftauslaß 53 angeordnet. Das Gebläse 29 zirkuliert kontinuierlich Luft aus dem halb umschlossenen Bereich 100 durch das Kühlaggregat 60, den Luftfilter 19, den Befeuchtungsapparat 18, über das Reservoir 20 und zurück in den halb umschlossenen Bereich 100. Der Befeuchtungsapparat 18 und das Heizgerät 48 werden in Abhängigkeit von den Sensor-Outputs in der gleichen Weise betätigt, wie dies mit Bezug auf die Fig. 1-3 oben beschrieben ist. Das Kühlaggregat 60 ersetzt den Kühlmitteleinlaß 23 und den Kühlmittelauslaß 24 der Fig. 1 und wird betätigt, wenn die Temperatur in dem halb umschlossenen Bereich 100 über den SollwertT ansteigt. Wenn der jeweilige Durchschnittswert des Luftfeuchtigkeitswertes (R&sub1; + R&sub2;)/2, des Temperaturwertes (T&sub1; + T&sub2;)/2 oder des Aminoethanolwertes (A&sub1; + A&sub2;)/2 den jeweiligen Alarmwert (AlarmR, AlarmT, AlarmA) übersteigt, dann wird ein Auslaßventil 59 geöffnet, um die Luft aus dem halb umschlossenen Bereich 100 des Gehäuses 14 abzulassen und die Ventile 32, 33, das Heizgerät 48 und das Kühlaggregat 60 werden solange betätigt, bis alle Werte unter ihren Alarmwert gefallen sind.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind. Ein erstes Untergehäuse 14.1 mit einer Isolierschicht 15.1 umgibt eine Farbkastenwalze 12, eine Dosierwalze 47 und eine Reibwalze 8. Ein zweites Untergehäuse 14.2 mit einer Isolierschicht 15.2 umgibt Auftragswalzen 5, 6, 7, Heberwalzen 46 und die Hinterseite des Druckzylinders 3 und des Gummituchzylinders 2. Ein drittes Untergehäuse 14.3 mit einer Isolierschicht 15.3 umgibt die Stirnseite des Druckzylinders 3 und des Gummituchzylinders 2. Jedes Untergehäuse 14.1, 14.2, 14.3 umfaßt einen jeweiligen Temperatursensor (30.1, 30'.1, 30".1), Luftfeuchtigkeitssensor (30.2, 30'.2, 30".2) und chemischen Wirkstoffsensor (30.3, 30'.3, 30".3) zur Überwachung der Atmosphäre in den jeweiligen halb umschlossenen Bereichen 100.1, 100.2, 100.3. Außerdem umfaßt jedes Gehäuse einen jeweiligen Kühlmittel-Einlaß 23.1, 23.2, 23.3 und Kühlmittel- Auslaß 24.1, 24.2, 24.3 zur Zirkulierung des Kühlmittels durch das jeweilige Gehäuse 14.1, 14.2, 14.3. Jedes Gehäuse umfaßt auch einen Lufteinlaß 16.1, 16.2, 16.3 mit einem Luftfilter 19.1, 19.2, 19.3, einem Befeuchtungsapparat 18.1, 18.2, 18.3, einem Reservoir 20.1, 20.2, 20.3 und einem Heizgerät 48.1, 48.2, 48.3 zur Regulierung des Niveaus der Luftfeuchtigkeit und des Gehalts des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des jeweiligen halb umschlossenen Bereichs 100.1, 100.2, 100.3.
Letztendlich umfaßt jedes Untergehäuse ein Gebläse 29.1, 29.2, 29.3 und einen Luftauslaß 53.1, 53.2, 53.3, um Luft aus dem jeweiligen halb umschlossenen Bereich 100.1, 100.2, 100.3 abzulassen. Die Steuereinheit 37 umfaßt jeweilige mit den Sensoren (30.3, 30.2, 30.3, 30'.1, 30'.2, 30'.3, 30".1, 30".2, 30".3) verbundene Inputs und jeweilige mit den Kühlmitteleinlässen (23.1, 23.2, 23.3), den Befeuchtungsapparaten (18.1, 18.2, 18.3), den Gebläsen (29.1, 29.2, 29.3) und den Heizgeräten (48.1, 48.2, 48.3) verbundene Outputs. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Atmosphäre in dem jeweiligen halb umschlossenen Bereich (100.1, 100.2, 100.3) unabhängig reguliert werden. Die in Fig. 5 gezeigten Unterteilungen sind jedoch nur darstellerisch zu betrachten. Beispielsweise kann es in gewissen Fällen von Vorteil sein, für den Druckzylinder und den Gummituchzylinder separate Untergehäuse vorzusehen oder das gesamte Farbwerk in einem einzigen Untergehäuse unterzubringen. Es kann wünschenswert sein, den umschlossenen Raum auf die Druckwalzen zu verteilen, so daß die dem Druckwerk innewohnenden Seite-zu-Seite oder Seite-zu-Mitte Variationen genügend kompensiert werden können.
Bei einer Unterteilung in mehrere halb umschlossene Bereiche ergeben sich verschiedene Vorteile. Da beispielsweise diese Bereiche kleiner sind, werden weniger Schwankungen in Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Aminoethanolgehalt in jedem Bereich auftreten. Da zudem gewisse Komponenten des Druckwerks sich während des Betriebs mehr erhitzen als andere, kann es vorteilhaft sein, die Atmosphäre um die verschiedenen Komponenten mittels separater Steuerungssysteme zu regulieren. Zusätzlich kann von Vorteil sein, für die verschiedenen Untergehäuse unterschiedliche Sollwerte und Alarmwerte zu setzen. Da beispielsweise der Farbfilm auf den Oberflächen der Farbkastenwalze 12, der Dosierwalze 47 und der Reibwalze 8 dicker ist als der Farbfilm auf den Reibwalzen 5, 6, 7 und dem Druckzylinder 3, ist die Verdunstung von Aminoethanol und Wasser im Untergehäuse 14.1 weniger bedenklich als in den Untergehäusen 14.2 und 14.3. Deshalb wünscht der Bediener, die Sollwerte für Luftfeuchtigkeit und Aminoethanol für das Untergehäuse 14.1 niedriger zu setzen als für die Untergehäuse 14.2 und 14.3. Somit ist es möglich, für die Stirnseite des Druckzylinders und des Gummituchzylinders einen anderen Sollwert und Alarmwert zu setzen als für die Farbkastenwalze 12, die Dosierwalze 47 und die Reibwalze 8.
In weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können Kühlaggregate zum Zirkulieren eines Kühlmittels durch einen oder mehrere der Druckzylinder, Gummituchzylinder, Heberwalzen und Farbkastenwalzen des Druckwerks vorgesehen sein, wie dies im Detail in der US 5,694,848 beschrieben ist, auf deren Beschreibung hier Bezug genommen wird. Durch die Steuerung der Zirkulation von Kühlmittel durch einen oder mehrere der Zylinder und Walzen kann zusätzliche Kontrolle über die Temperatur der Farbe tragenden Oberflächen der Zylinder und Walzen ausgeübt werden.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1 Druckwerk
2 oberer Gummituchzylinder
3 oberer Druckzylinder
4 Materialbahn
5 Auftragwalze
6 Auftragwalze
7 Auftragwalze
8 Reibwalze
9 Reibwalze
10 Reibwalze
11 Reibwalze
12 Farbkastenwalze
13 Zylinder unterhalb der Bahn 4
14 Gehäuse
14a Außenwand des Gehäuses 14
14b Innenwand des Gehäuses 14
14. 1 erstes Untergehäuse (Fig. 5)
14. 2 zweites Untergehäuse (Fig. 5)
14. 3 drittes Untergehäuse (Fig. 5)
15 Isoliermaterial
15.1 Isolierschicht von 14.1 (Fig. 5)
15.2 Isolierschicht von 14.2 (Fig. 5)
15.3 Isolierschicht von 14.3 (Fig. 5)
16 Lufteinlaß
16.1, 16.2, 16.3 Lufteinlaß (Fig. 5)
18 Befeuchtungsapparat
18.1, 18.2, 18.3 Befeuchtungsapparat (Fig. 5)
19 Luftfilter
19.1, 19.2, 19.3 Luftfilter (Fig. 5)
20 Reservoir
20. 1, 20.2, 20.3 Reservoir (Fig. 5)
21 Sensor
22 Zuführschlauch
23 Kühlmittel-Einlaß
23.1, 23.2, 23.3 Kühlmittel-Einlaß (Fig. 5)
24 Kühlmittel-Auslaß
24.1, 24.2, 24.3 Kühlmittel-Auslaß (Fig. 5)
29 Gebläse
29.1, 29,2, 29.3 Gebläse (Fig. 5)
30 erster Satz von Sensoren (Fig. 1)
30.1 Temperatursensor (Fig. 1)
30.1, 30'.1, 30".1 Temperatursensoren (Fig. 5)
30.2 Sensor für relative Luftfeuchtigkeit (Fig. 1)
30.2, 30'.2, 30".2 Sensoren für relative Luftfeuchtigkeit (Fig. 5)
30.3 Sensor für den Gehalt eines chemischen Wirkstoffs (Fig. 1)
30.3, 30'.3, 30".3 Sensoren for chemischen Wirkstoff (Fig. 5)
31 weiter Satz von Sensoren (Fig. 1)
31.1 Temperatursensor (Fig. 1)
31.2 Sensor für relative Luftfeuchtigkeit (Fig. 1)
31.3 Sensor für den Gehalt eines chemischen Wirkstoffs (Fig. 1)
32 Ventil (Fig. 4)
33 Ventil des Zuführschlauchs 22
35 Steuerungsventil
37 Steuereinheit
38 Eingang der Steuereinheit 37
39 Ausgang der Steuereinheit 37
40 Anzeigefeld
41 Tastenfeld
45 oberes Farbwerk
46 Heberwalze
47 Dosierwalze
48 Heizgerät
48.1, 48.2, 48.3 Heizgeräte (Fig. 5)
49 Farbkasten
50 zentrales Steuersystem
52 Aminoethanolgas-Auslaßrohr (Fig. 3)
52a Ventil (Fig. 3)
52b Behälter mit gasförmigem Aminoethanol (Fig. 3)
53 Luftauslaß (Fig. 4)
53.1, 53.2, 53.3 Luftauslässe (Fig. 5)
59 Auslaßventil
60 Kühlaggregat
100 halb umschlossener Bereich des Gehäuses 14 (Fig. 4)
100.1 halb umschlossener Bereich des Untergehäuses 14.1 (Fig. 5)
100.2 halb umschlossener Bereich des Untergehäuses 14.2 (Fig. 5)
100.3 halb umschlossener Bereich des Untergehäuses 14.3

Claims

1. Druckwerk einer Rotationsdruckmaschine, das die folgenden Merkmale umfaßt:

einen Druckzylinder (3);

ein Farbwerk (45) zum Zuführen einer eine Substanz enthaltende Farbe auf den Druckzylinder (3);

ein Gehäuse (14), das mindestens teilweise das Farbwerk (45) und den Druckzylinder (3) umgibt, wobei ein mindestens halb umschlossener Bereich (100) zwischen dem Gehäuse (14) und dem Farbwerk (45) und dem Druckzylinder (3) gebildet wird;

eine Zuführeinrichtung für das Zuführen eines chemischen Wirkstoffs in die Atmosphäre des mindestens halb umschlossenen Bereichs (100), wobei durch die Anreicherung der Atmosphäre mit dem chemischen Wirkstoff die Verdunstungsrate der Substanz in der Farbe reduziert wird.

2. Druckwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe eine wasserlösliche Farbe ist.

3. Druckwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in der wasserlöslichen Farbe ein organisches Amingemisch ist.

4. Druckwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Wirkstoff ein organisches Amingemisch ist.

5. Druckwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das das organische Amingemisch Aminoethanol ist.

6. Druckwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Amingemisch Aminoethanol ist.

7. Druckwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in der wasserlöslichen Farbe Ammoniak ist.

8. Druckwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Wirkstoff Ammoniak ist.

9. Druckwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in der wasserlöslichen Farbe eine den pH-Wert erhöhende Chemikalie ist.

10. Druckwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Wirkstoff eine den pH-Wert erhöhende Chemikalie ist.

11. Druckwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß ferner vorgesehen sind:

ein Kühlmechanismus zum Kühlen der Atmosphäre in dem mindestens halb umschlossenen Bereich (100);

ein Befeuchtungsapparat (18) zum Regulieren der Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre in dem mindestens halb umschlossenen Bereich (100);

eine Zuführeinrichtung für einen chemischen Wirkstoff zum Regulieren der Menge des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des mindestens halb umschlossenen Bereichs (100); und

eine Steuereinheit (37), die mit dem Kühlmechanismus, dem Befeuchtungsapparat (18) und der Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff verbunden ist und wahlweise den Kühlmechanismus aktiviert, um die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Menge des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs (100) zu regulieren.

12. Druckwerk nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß ferner vorgesehen sind:

ein in dem mindestens halb umschlossenen Bereich (100) angebrachter Temperatursensor (30.1, 31.1), der ein Temperatursignal an die Steuereinheit (37) sendet;

ein in dem mindestens halb umschlossenen Bereich (100) angebrachter Luftfeuchtigkeitssensor (30.2, 31.2), der ein Luftfeuchtigkeitssignal an die Steuereinheit (37) sendet;

ein in dem mindestens halb umschlossenen Bereich (100) angebrachter chemischer Wirkstoff-Sensor (30.3, 31.3), der ein den Gehalt des chemischen Wirkstoffs anzeigendes Signal an die Steuereinheit (37) sendet; und

daß die Steuereinheit (37) den Kühlmechanismus, den Befeuchtungsapparat (18) und die Zufuhr des chemischen Wirkstoffs in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Signale für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und chemischen Wirkstoff steuert.

13. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) ein hohles Inneres aufweist, und daß der Kühlmechanismus einen mit dem hohlen Inneren des Gehäuses (14) verbundenen Kühlmittel-Einlaß (23) und Kühlmittel-Auslaß (24) aufweist und der Kühlmechanismus eine Einrichtung umfaßt, die das Kühlmittel durch den Kühlmittel-Einlaß (23), durch das hohle Innere des Gehäuses (14) und durch den Kühlmittel-Auslaß (24) zirkuliert.

14. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Luftauslaß (53) vorgesehen ist, der sich von dem halb umschlossenen Bereich (100) durch die Außenwand des Gehäuses (14) erstreckt und mit der Steuereinheit (37) verbunden ist, die den Luftauslaß (53) in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Signale für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und chemischen Wirkstoff aktiviert.

15. Druckwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß ferner vorgesehen sind:

ein Kühlmechanismus zum Kühlen der Atmosphäre in dem mindestens halb umschlossenen Bereich (100), wobei der Kühlmechanismus mit einem Luftauslaß (53) und einem Lufteinlaß (16) des halb umschlossenen Bereichs (100) verbunden ist;

eine Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff zum Regulieren der Menge des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre des mindestens halb umschlossenen Bereichs (100); und

eine Steuereinheit (37), die mit dem Kühlmechanismus, dem Befeuchtungsapparat (18) und der Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff verbunden ist und wahlweise den Kühlmechanismus aktiviert, um die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Menge an chemischem Wirkstoff in der Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs (100) zu regulieren.

16. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befeuchtungsapparat (18) in dem Lufteinlaß (16) angebracht ist.

17. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff in dem Lufteinlaß (16) angebracht ist.

18. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff ein Reservoir (20) umfaßt, in dem eine Lösung mit dem chemischen Wirkstoff enthalten ist, und ein Heizgerät (48), das mit der Steuereinheit (37) verbunden ist.

19. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff ein Wirkstoff- Zuführrohr (52) umfaßt, das sich von dem halb umschlossenen Bereich (100) zu einem Wirkstoffbehälter (52b) erstreckt, woraus der chemische Wirkstoff gasförmig durch das Wirkstoff-Zuführrohr (52) zugeführt wird.

20. Druckwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für den chemischen Wirkstoff ein Wirkstoff- Zuführrohr (52) umfaßt, das sich von dem Lufteinlaß (16) zum Wirkstoffbehälter (52b) erstreckt, woraus der chemische Wirkstoff gasförmig durch das Wirkstoff-Zuführrohr (52) zugeführt wird.

21. Verfahren zur Regulierung der Verdunstung einer sich in der Farbe in einem Druckwerk befindlichen Substanz, welches die folgenden Schritte umfaßt:

das Bilden eines mindestens halb umschlossenen Bereichs um ein Farbwerk und einen Druckzylinder eines Druckwerks;

das Zuführen eines chemischen Wirkstoffs in die Atmosphäre in dem halb umschlossenen Bereich, so daß durch die mit dem chemischen Wirkstoff angereicherte Atmosphäre des halb umschlossenen Bereichs die Rate der Verdunstung der Substanz aus der Farbe reduziert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, welches die folgenden weiteren Schritte umfaßt:

a) Überwachen der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Raum, um das Temperaturniveau festzustellen;

b) Überwachen der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Raum, um das Niveau der relativen Luftfeuchtigkeit festzustellen;

c) Überwachen der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Raum, um das Niveau des chemischen Wirkstoffs in der Atmosphäre festzustellen;

d) Regulieren der Temperatur der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Raum in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Niveaus von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und chemischem Wirkstoff-Gehalt;

e) Regulieren der relativen Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre in dem halb umschlossenen Raum in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Niveaus von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und chemischem Wirkstoff-Gehalt; und

f) Zuführen eines chemischen Wirkstoffs in den halb umschlossenen Raum in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Niveaus von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und chemischem Wirkstoff-Gehalt, um die Rate der Verdunstung der Substanz aus der Farbe zu reduzieren.