DE29824606U1

DE29824606U1 - Device for drying plastic film webs printed with metal-containing and non-metal-containing inks

Info

Publication number: DE29824606U1
Application number: DE29824606U
Authority: DE
Original assignee: Cleanpack GmbH Innovative Verpackungen
Current assignee: Berry Superfos Bremervoerde Print GmbH
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2008-08-13

Description

Vorrichtung zum Trocknen von mit metallhaltigen und nicht metallhaltigen FarbenDevice for drying paints containing metals and non-metals bedruckter Kunststoff-Folienbahnenprinted plastic film webs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von mit metallhaltigen (Goldfarben) und nicht metallhaltigen Farben bedruckter Kunststoff-Folienbahnen, insbesondere PP (Polyprophylen), PS (Polystyrol) oder PE (Polyethylen).The present invention relates to a device for drying plastic film webs printed with metal-containing (gold inks) and non-metal-containing inks, in particular PP (polypropylene), PS (polystyrene) or PE (polyethylene).

Aus der DE 44 30 527 C2 ist bereits eine Vorrichtung zum Trocknen von im Offsetverfahren bedruckter Kunststoff-Folienbahnen bekannt, bei der hinter einer letzten Druckstation die Folienbahn auf ihrer bedruckten Oberfläche flammgetrocknet wird. Die dieser Druckschrift zugrunde liegende Anordnung ist geeignet, bestimmte Druckfarben aufgrund der Stoßbeflammung und nachgeschalteter Bearbeitungsstationen wirksam zu trocknen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Flammtrocknung zur Trocknung von Metallfarben und insbesondere Goldfarben nicht ausreicht. Bei der Anwendung des aus der DE 44 30 527 C2 bekannten Flammtrocknungsverfahrens muß die Maschine des öfteren angehalten und die Walzen gewaschen werden. Auch besteht beim Aufwickeln der bedruckten Folienbahnen die Gefahr des Ablegens aufgrund der unvollständigen Trocknung.DE 44 30 527 C2 already discloses a device for drying plastic film webs printed using the offset process, in which the film web is flame dried on its printed surface after a final printing station. The arrangement on which this document is based is suitable for effectively drying certain printing inks due to the impact flame and downstream processing stations. However, it has been found that flame drying is not sufficient for drying metallic inks and gold inks in particular. When using the flame drying process known from DE 44 30 527 C2, the machine must be stopped frequently and the rollers washed. There is also a risk of the printed film webs falling off when they are wound up due to incomplete drying.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Angabe einer Vorrichtung zum Trocknen mit metallhaltigen und nicht metallhaltigen Farben bedruckter Kunststoff-Folienbahnen in der Weise, daß eine vollständige Trocknung auch der metallhaltigen Farben, insbesondere Goldfarben erzielt wird.The object of the present invention is therefore to provide a device for drying plastic film webs printed with metal-containing and non-metal-containing inks in such a way that complete drying of the metal-containing inks, in particular gold inks, is also achieved.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Vor der Bedruckung der Folienbahn mit nicht metallhaltigen Farben ist eine Bedruckung der Folienbahn mit einer metallhaltigen Farbe, insbesondere Goldfarbe im Tiefdruck und die anschließende Trocknung der Folienbahn durch UV-Strahlung vorgesehen. Im Gegensatz zu anderen Farben läßt sich Gold befriedigend mit UV-Strahlung trocknen, so daß eine bereits geeignet vorgetrocknete Goldfarbe in die nachfolgende Druckstation für nicht Metallfarben-Druck eintritt.This is achieved according to the invention by a device according to claim 1. Before printing the film web with non-metallic inks, the film web is printed with a metal-containing ink, in particular gold ink, using gravure printing, and the film web is then dried using UV radiation. In contrast to other inks, gold can be satisfactorily dried using UV radiation, so that a suitably pre-dried gold ink enters the subsequent printing station for non-metallic ink printing.

Es ist bevorzugt, daß die Bedruckung der Folienbahn mit metallhaltigen Farben im Kupfertiefdruck geschieht. Der Kupfertiefdruck hat sich insbesondere in Kombination mit einer UV-Trocknung bei Metallfarben bewährt. Der Kupfertiefdruck ist zwar teurer als ein vergleichbarer Offsetdruck, stellt jedoch einen Hochqualitätsdruck bei Goldfarben sicher. Die Bedruckung der Folienbahn mit nicht metallhaltigen Farben geschieht bevorzugt im Offsetdruck, insbesondere Rollenoffsetdruck. Für diese Farben ist die FlammtrocknungIt is preferred that the foil web is printed with metal-containing inks using copperplate gravure printing. Copperplate gravure printing has proven particularly effective in combination with UV drying for metallic inks. Copperplate gravure printing is more expensive than comparable offset printing, but it ensures high-quality printing for gold inks. The foil web is preferably printed with non-metal-containing inks using offset printing, particularly web offset printing. Flame drying is the preferred method for these inks.

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ausreichend. Ferner können die im Offsetdruck aufgebrachten Farben im nachgeschalteten Flammtrocknungsverfahren wirksam getrocknet werden.sufficient. Furthermore, the inks applied in offset printing can be dried effectively in the subsequent flame drying process.

Bevorzugt wird die Folienbahn nach jeder Bedruckung durch Blasluft vorgetrocknet. Dadurch kann zwischen den einzelnen Druckstationen eine für die spätere Flammtrocknung vorteilhafte Vortrocknung der Folienfarben erreicht werden.Preferably, the film web is pre-dried with blown air after each printing. This allows the film colors to be pre-dried between the individual printing stations, which is beneficial for the subsequent flame drying.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen eine Vorrichtung zur Trocknung mit metallhaltigen und nicht metallhaltigen Farben bedruckter Kunststoff-Folienbahnen, aufweisend eine Druckstation für Metallfarben-Druck und mehrere Druckstationen für Nicht-Metallfarben-Druck, eine in Bahnvorschubrichtung hinter einer letzten Druckstation angeordnete flammtrocknungsstation, die eine auf der bedruckten Seite der Folienbahn angeordnete Flammtrocknungsstation, die eine auf der bedruckten Seite der Folienbahn angeordnete Gasdüse aufweist, eine Kühlwalze, die sich unterhalb der Folienbahn befindet, eine hinter der Folienbahn angeordnete Lackierstation, eine dahinter angeordnete Heißluft-Trocknungsstation und eine abschließende Kühlstation. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sowohl metallhaltige als auch nicht metallhaltige Farben wirksam getrocknet werden. Durch die in der Flammtrocknungsstation vorgesehene Gasdüse wird die Folienbahn aus Kunststoff auf ihrer bedruckten Seite kurzzeitig stoßbeflammt, so daß die Druckfarben der Flammtrocknung unterzogen werden, währen die darunterliegenden Bereiche der Folienbahn nur mittelbar unter Wärmeeinfluß geraten. Die unbedruckte Seite der Folienbahn wird keiner unmittelbaren Hitzeeinwirkung ausgesetzt. Die vermindert die Gefahr einer irreversiblen Verformung der Folienbahn. Eine Kühlstation ist unterhalb der Folienbahn bzw. auf deren unbedruckter Seite angeordnet. Die Kühlstation leistet eine Abkühlung der Temperatur der Folienbahn und damit eine Härtung der im erhitzten Zustand flüssigen Farben.According to the invention, a device is provided for drying plastic film webs printed with metal-containing and non-metal-containing inks, having a printing station for metal ink printing and several printing stations for non-metal ink printing, a flame drying station arranged behind a last printing station in the direction of web advance, a flame drying station arranged on the printed side of the film web, which has a gas nozzle arranged on the printed side of the film web, a cooling roller located below the film web, a painting station arranged behind the film web, a hot air drying station arranged behind it and a final cooling station. With the device according to the invention, both metal-containing and non-metal-containing inks can be effectively dried. The gas nozzle provided in the flame drying station briefly applies a shock flame to the plastic film web on its printed side, so that the printing inks are subjected to flame drying, while the areas of the film web below are only indirectly exposed to heat. The unprinted side of the film web is not exposed to any direct heat. This reduces the risk of irreversible deformation of the film web. A cooling station is arranged underneath the film web or on its unprinted side. The cooling station cools the temperature of the film web and thus hardens the colors that are liquid when heated.

Die Kühlwalze ist bevorzugt auf der unbedruckten Seite der Folienbahn unmittelbar unterhalb der Gasdüse angeordnet. Hierdurch wird bereits bei der Flammtrocknung eine schädliche Erwärmung der Folienbahn vermieden und eine Kühlung der Folienbahn herbeigeführt, die anschließend eine Abkühlung der heißen Druckoberfläche der Folienbahn begünstigt. Hinter der Kühlstation ist eine Lackierstation, eine Heißlufttrockungsstation und eine abschließende Kühlstation angeordnet, wobei diese Stationen zum Lackauftrag auf die Druck-The cooling roller is preferably arranged on the unprinted side of the film web directly below the gas nozzle. This prevents harmful heating of the film web during flame drying and causes cooling of the film web, which then promotes cooling of the hot printing surface of the film web. Behind the cooling station there is a varnishing station, a hot air drying station and a final cooling station, whereby these stations are used to apply varnish to the printing

(weiter auf Seite 4 der ursprünglichen Beschreibung)(continued on page 4 of the original description)

seite der Folienbahn und zur anschließenden Heißlufttrocknung bzw. Kühlung des Lackauftrages dienen, der somit kratzfest wird.side of the film web and for the subsequent hot air drying or cooling of the paint application, which thus becomes scratch-resistant.

Bevorzugt erstreckt sich die Gasdüse im wesentlichen über die gesamte Breite der Folienbahn. Damit sind hervorragende Ergebnisse in der Praxis erzielt worden. Preferably, the gas nozzle extends essentially over the entire width of the film web. This has produced excellent results in practice.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung.Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description, preferred embodiments in conjunction with the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Skizze einer Druck- und Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 1 shows a sketch of a printing and drying device according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Aussicht auf eine alternative Ausführungsform einer Flammtrocknungsstation. Fig. 2 shows a view of an alternative embodiment of a flame drying station.

Fig. 3 zeigt Aussicht auf eine weitere Alternative einer Flammtrocknungsstation.Fig. 3 shows a view of another alternative flame drying station.

In Fig. 1 ist ein Kupfertiefdruck-Werk 6 gezeigt, das zur Bedruckung einer Folienbahn 2 aus Kunststoff mit Metallfarben, insbesondere Goldfarben geeignet ist. Die von einer Wickelrolle 4 abgezogene Kunststoff-Folienbahn 2 wird durch das Tiefdruck-Werk 6 geführt und beispielsweise mit Goldfarben bedruckt. Anschließend wird die bedruckte Folienbahn 2 mit UV-Strahlung in einem UV-Trocknungswerk 26 getrocknet. Anschließend wird die Folienbahn 2 durch Druckstationen 8 und 10 geführt, wo sie mit unterschiedlichen Farben, beispielsweise Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz bedruckt wird. Nach der Druckstation 8 ist eine Blasluft-Trocknungseinrichtung 24 angeordnet, die einen Strom von auf Zimmertemperatur befindlicher Luft gegen die Druckseite der Folienbahn führt, um diese vorzutrocknen. Ergänzend ist vorgesehen, hinter jeder Druckstation 6, 8 bzw. 10 eine derartige Blasluft-Trockungseinrichtung vorzuse-Fig. 1 shows a copper gravure printing unit 6 which is suitable for printing a plastic film web 2 with metallic colors, in particular gold colors. The plastic film web 2 pulled off a winding roll 4 is guided through the gravure printing unit 6 and printed with gold colors, for example. The printed film web 2 is then dried with UV radiation in a UV drying unit 26. The film web 2 is then guided through printing stations 8 and 10, where it is printed with different colors, for example cyan, magenta, yellow and black. After the printing station 8, a blown air drying device 24 is arranged, which directs a flow of air at room temperature against the printing side of the film web in order to pre-dry it. In addition, it is intended to provide such a blown air drying device behind each printing station 6, 8 or 10.

hen. Die Druckstationen 8, 10 sind Offsetdruck-Werke zur Bedruckung der Folienbahn mit Nicht-Metallfarben.The printing stations 8, 10 are offset printing units for printing the film web with non-metallic inks.

In Bahnführungsrichtung hinter der letzten Druckstation 10 befindet sich eine Flammtrocknungsstation, die aus einer Gasdüse 12 und einer mit dieser verbundenen Gasflasche 14 besteht. Die Flammtrocknungsstation dient zur Flammtrocknung der Druckseite der Folienbahn 2 und verwendet beispielsweise Propangas, Erdgas oder Stadtgas, welches eine Gasflamme mit einer Temperatur von ca. 500⁰C liefert. Die Gasdüse 12 erstreckt sich über die gesamte Breite der Folienbahn 2, wobei die Breite der Gasdüsen-Öffnung maximal etwa 1 cm beträgt. Die Gasdüse ist in einem derartigen Abstand über der Folienbahn angeordnet, daß die als optimal betrachtete größte Temperatur auf Höhe des Farbauftrags der Folienbahn erzeugt wird.In the direction of travel of the web behind the last printing station 10 there is a flame drying station which consists of a gas nozzle 12 and a gas bottle 14 connected to it. The flame drying station is used for flame drying the printing side of the film web 2 and uses, for example, propane gas, natural gas or town gas, which produces a gas flame with a temperature of approx. ^500° C. The gas nozzle 12 extends over the entire width of the film web 2, with the maximum width of the gas nozzle opening being approx. 1 cm. The gas nozzle is arranged at such a distance above the film web that the highest temperature considered to be optimal is generated at the level of the ink application of the film web.

Die Flammtrocknung führt zu einer kurzfristigen Hocherhitzung der Folienoberfläche und damit zur Schockverdampfung der in dem Farbauftrag enthaltenen Lösungsmittel. Je höher die Temperatur der Gasflamme ist, desto besser und wirksamer geschieht die Trocknung. Durch Flammtrocknung auf der bedruckten Oberfläche wird die eigentliche Druckfarbe der Folienbahn flammgetrocknet, während die aus Kunststoff bestehende Folienbahn selbst nur mittelbar durch die Hochtemperatur beeinträchtigt wird, so daß eine irreversible Verformung wirksam vermieden ist.Flame drying leads to a short-term high heating of the film surface and thus to the shock evaporation of the solvents contained in the ink application. The higher the temperature of the gas flame, the better and more effective the drying. By flame drying on the printed surface, the actual printing ink of the film web is flame-dried, while the plastic film web itself is only indirectly affected by the high temperature, so that irreversible deformation is effectively avoided.

Unterhalb der Folienbahn bzw. auf der unbedruckten Seite der Folienbahn befindet sich eine Kühlstation, die eine Kühlwalze 16 aufweist, die sich in Kontakt mit der Unterseite der Folienbahn befindet. Dahinter sind weitere Kühlstationen in Form von Kühlblechen 17 und einem Kühlturm 17a angeordnet. Der Kühlturm 17a hat zwei übereinander angeordnete Kühlwalzen. Dadurch wird eine Trocknung der nach der Gasbeflammung noch flüssigen Druckfarben erreicht. Auch verhindert eine derartige Kühlung der Folienbahn ihre Verformung infolge der Wärmeeinwirkung der Gasflamme, setzt die Gefahr eines Kondenswasser-Below the film web or on the unprinted side of the film web there is a cooling station which has a cooling roller 16 which is in contact with the underside of the film web. Behind this there are further cooling stations in the form of cooling plates 17 and a cooling tower 17a. The cooling tower 17a has two cooling rollers arranged one above the other. This dries the printing inks which are still liquid after the gas flame treatment. Such cooling of the film web also prevents it from deforming as a result of the heat effect of the gas flame, reduces the risk of condensation and

ansatzes auf der später zu lackierenden Folienbahn herab und führt vor allem zu einer schnellen Erstarrung bzw. Erkaltung der Druckfarben.deposit on the film web that is later to be coated and, above all, leads to rapid solidification or cooling of the printing inks.

Hinter der Kühlstation 16, 17, 17a befindet sich eine Lackierstation 18, in der die gesamte Folienbahn 2 mit einem Schutzlack beschichtet wird, der die Oberfläche gegen Verschmutzung, Zerstörung und Kratzeinwirkung schützen soll. Die Kühlwalze 16 ist insbesondere deshalb für die nachgeordnete Lackierstation 18 von Bedeutung, da der Lack ohne eine durch die Kühlwalze herbeigeführte Abkühlung aufgrund seiner Hitze schon auf dem Lackmantel trocknen würde.Behind the cooling station 16, 17, 17a there is a painting station 18 in which the entire film web 2 is coated with a protective paint that is intended to protect the surface against dirt, destruction and scratching. The cooling roller 16 is particularly important for the downstream painting station 18 because the paint would dry on the paint coat due to its heat without cooling caused by the cooling roller.

Schließlich befindet sich hinter der Lackierstation 18 eine Heißluft-Trocknungsstation 20, bei der die lackierte Folienbahn 2 mit Heißluft getrocknet wird. Die anschließende zweite Kühlstation 21 dient zur Abkühlung der aufgeheizten Folienbahn 2. Schließlich wird die entsprechend behandelte Folienbahn 2 auf einer Trommel 22 aufgewickelt. Die zweite Kühlstation 21 bewirkt sowohl eine Lacktrocknung als auch eine zusätzliche Farbdrucktrocknung der unter dem Lack befindlichen Farbe.Finally, behind the painting station 18 there is a hot air drying station 20, where the painted film web 2 is dried with hot air. The subsequent second cooling station 21 serves to cool the heated film web 2. Finally, the appropriately treated film web 2 is wound up on a drum 22. The second cooling station 21 causes both a drying of the paint and an additional ink printing drying of the paint underneath the paint.

Im vorliegenden Beispiel wurde eine Temperatur nach der Lacktrocknung von 40° bis 5O⁰C beobachtet, während die Temperatur nach der Kühlung etwa 30° bis 35⁰C betrug. Zusätzliche IR-Trocknungseinrichtungen können vorgesehen sein, um die Lacktrocknung zu beschleunigen. Die Hochtemperatur-Flammtrocknung ist in Verbindung mit der Vorschubgeschwindigkeit der Folienbahn so einzustellen, daß eine bleibende Verformung der Folienbahn vermieden ist.In the present example, a temperature of 40° to 50 ⁰ C was observed after the paint had dried, while the temperature after cooling was about 30° to 35 ⁰ C. Additional IR drying devices can be provided to accelerate the paint drying. The high-temperature flame drying must be adjusted in conjunction with the feed speed of the film web so that permanent deformation of the film web is avoided.

Das Kupfertiefdruck-Werk 6 dient zur Bedruckung der Folienbahn mit Goldfarben. Diese lassen sich in dem nachgeschalteten UV-Trocknungswerk 26 wirksam trocknen. Die UV-Trocknung ist erforderlich, da die Flammtrocknung keine vollständige Trocknung der Goldfarben herbeiführt. Andererseits läßt sich die Trocknung der Nicht-Metallfarben nicht mit UV-Strahlung durchführen, da die Farbe auf der Oberfläche aufreißt.The copperplate gravure printing unit 6 is used to print the foil web with gold inks. These can be dried effectively in the downstream UV drying unit 26. UV drying is necessary because flame drying does not completely dry the gold inks. On the other hand, non-metallic inks cannot be dried using UV radiation because the ink on the surface cracks.

Die Vorrichtung nach der Erfindung stellt eine besonders wirksame Kombination von Druckwerken für die Trocknung von Metallfarben und Nicht-Metallfarben dar.The device according to the invention represents a particularly effective combination of printing units for drying metallic inks and non-metallic inks.

In Fig. 2 ist die sich über die gesamte Breite der Folienbahn 2 erstreckende Gasdüse gemäß Fig.l in drei sich über eine kurze Breite erstreckende Segmente 12', 12", 12'" zerlegt, die hintereinander angeordnet und gegeneinander versetzt sind, beispielsweise diagonal wie in Fig. 2 gezeigt. Die einzelnen Gasdüsensegmente 12', 12" und 12'" haben eine Breite, die so bemessen ist, daß der auf der Folienbahn 2 gebildete Farbdruckbereich 2' wirksam erfaßt und stoßflammgetrocknet wird.In Fig. 2, the gas nozzle extending over the entire width of the film web 2 according to Fig. 1 is divided into three segments 12', 12", 12'" extending over a short width, which are arranged one behind the other and offset from one another, for example diagonally as shown in Fig. 2. The individual gas nozzle segments 12', 12" and 12'" have a width which is dimensioned such that the color printing area 2' formed on the film web 2 is effectively covered and flash-flame dried.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten (balkenartigen) Flammtrocknungsstation dargestellt. Bei dieser erstrecken sich drei balkenartige Gasdüsen 12a, 12a' und 12a" über die gesamte Breite der Folienbahn 2, und zwar jeweils hintereinander in gleichem Abstand. Dadurch wird eine besonders wirkungsvolle sequentielle Erhitzung der Farbdruckbereiche erreicht. Dies dient für den besonderen Anwendungsfall von über eine größere Länge zu trocknenden Folienbahnen mit dickem Farbauftrag.Fig. 3 shows an alternative embodiment of the (bar-like) flame drying station shown in Fig. 1. In this, three bar-like gas nozzles 12a, 12a' and 12a" extend over the entire width of the film web 2, one behind the other at the same distance. This achieves particularly effective sequential heating of the color printing areas. This is for the special application of film webs with a thick color application that are to be dried over a longer length.

Allgemein hat sich herausgestellt, daß die in den Druckfarben enthaltenen Lösungsmittel bei der Stoßgasbeflammung am besten ausgetrieben werden. Dabei ist jedoch die UV-Trocknung des Goldfarben-Drucks weiterhin sinnvoll, da diese auch mit der Stoßgasbeflammung nur unzureichend getrocknet werden. Eine einzelne, sich über die Gesamtbreite erstreckende balkenförmige Gasdüse 12 ist im Regelfall ausreichend, wobei eine Bündelung der Gasflamme auf die axiale Breite der Folienbahn 2 zu gewährleisten ist.In general, it has been found that the solvents contained in the printing inks are best expelled by means of shock gas flame treatment. However, UV drying of gold-colored printing is still advisable, as these are not dried sufficiently even with shock gas flame treatment. A single, bar-shaped gas nozzle 12 extending over the entire width is usually sufficient, whereby a concentration of the gas flame on the axial width of the film web 2 must be ensured.

Claims

1. Device for drying plastic film webs printed with metal-containing and non-metal-containing inks, comprising a printing station ( 6 ) for metal ink printing and several printing stations ( 8 , 10 ) for non-metal ink printing, a flame drying station ( 12 , 14 ) arranged behind the last printing station ( 10 ) in the web feed direction, which has a gas nozzle ( 12 ) arranged on the printed side of the film web ( 2 ), a cooling station ( 16 , 17 , 17a ) which is located behind the flame drying station ( 12 , 14 ), a painting station ( 18 ) arranged behind the cooling station, a hot air drying station ( 20 ) arranged behind it and a final cooling station ( 21 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that a cooling roller ( 16 ) is arranged on the unprinted side of the film web below the gas nozzle ( 12 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the gas nozzle ( 12 ) extends over the entire width of the film web ( 2 ).

4. Device according to claim 1, characterized in that the printing station ( 6 ) 11 W metal ink printing has a gravure printing unit, in particular a copper gravure printing unit.

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that a UV drying station ( 26 ) is arranged behind the printing station ( 6 ) for metallic ink printing.