DE102005011739B4

DE102005011739B4 - Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes, Prüfvorrichtung, deren Verwendung und Prüfanordnung

Info

Publication number: DE102005011739B4
Application number: DE200510011739
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Rauh; Stephan Dietzel; Alexander Schiller
Original assignee: FOGRA FORSCHUNGSGESELLSCHAFT D; FOGRA FORSCHUNGSGESELLSCHAFT DRUCK EV
Current assignee: FOGRA FORSCHUNGSGESELLSCHAFT D; FOGRA FORSCHUNGSGESELLSCHAFT DRUCK EV
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2025-03-12
Also published as: DE102005011739A1; WO2006094823A2; WO2006094823A3

Abstract

Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung einer Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes (12) nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat,
– wobei das mit Druckfarbe bedruckte Objekt (12) in einem Erwärmungsschritt auf eine vorbestimmte Temperatur T_max erwärmt wird,
– wobei das bedruckte Objekt (12) in einem Pressschritt unter vorbestimmtem Druck mit einem Kontermaterial (13) in Kontakt gebracht wird, und
– wobei in einem Kontrollschritt der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial (13) übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für einen Durchhärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, sowie eine entsprechende Vorrichtung, deren Verwendung und eine Prüfanordnung.
Verfahren, die ein ähnliches Ziel auf andere Art und Weise erreichen wollen, sind aus der Kontrolle der Durchhärtung von UV-Druckfarben bzw. UV-Lackschichten bekannt. Bei einem dieser Verfahren werden Schichten von UV-Druckfarben bzw. UV-Lacken mit Lösemitteln, vorzugsweise Aceton in Kontakt gebracht. Löst sich die Druckfarbe bzw. der Lack in dem Lösemittel, so ist die Durchhärtung nicht vollständig erfolgt. Auch Verfahren, bei denen man die Penetration radioaktiv markierter Lösemittel in die jeweiligen Druckfarben bzw. Lacke messtechnisch erfolgt, sind bekannt. Ferner sind spektroskopische Messverfahren bekannt, die durch die Messung der Absorptionsänderung von Acrylaten im nahen Infrarotbereich Aussagen über die Durchhärtung der mit UV-Licht gehärteten Druckfarben bzw. Lacke ermöglichen. Auch mechanisch arbeitende Prüfgeräte, die die Eindringtiefe von Kegeln oder Nadeln in Druckfarben bzw. Lacken als Maßeinheit für die Durchhärtung von Druckfarben bzw. Lacken benutzen, sind bereits bekannt.
US 2 705 424 A offenbart eine Vorrichtung zum Prüfen der Bedruckungseigenschaften von zu bedruckenden Papierbögen bzw. -bahnen. Die Prüfung der Bedruckungseigenschaften der Papierbögen bzw. -bahnen geschieht dabei, indem aufeinander folgende Bereiche einer Probe dieser Papierbögen bzw. -bahnen unter im Wesentlichen konstanter Druckausübung mit einer Druckfarbe konstanter Zügigkeit bzw. Klebrigkeit bedruckt wird, wobei die Druckfarbe auf einer konstanten Temperatur gehalten wird und die Geschwindigkeit des Bedruckens der aufeinander folgenden Bereiche der Probe immer mehr gesteigert wird.
Diejenige Geschwindigkeit, die bei dieser Prüfung erreicht worden ist, wenn der erste Bereich der Probe Anzeichen von mangelnder Bedruckung aufweist, wird als Index für die Bedruckungseigenschaften der Papierbögen bzw. -bahnen herangezogen. Zu diesem Zweck wird eine Druckpresse mit variabler Druckgeschwindigkeit verwendet. Ein gleichmäßiger Druckfarbenfilm wird dabei vorher auf eine Druckplatte aufgebracht. Die Temperatur der Druckplatte und des Druckfarbenfilms wird mittels einer elektrischen Heizeinrichtung konstant gehalten.
DE 1 573 453 B beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Trocknungszeit von Druckfarbe mittels eines mit einem Druckfarbenauftrag versehenen Probestreifens und eines sauberen Abdruckstreifens, die beide gleichsinnig mit konstanter Geschwindigkeit durch die Vorrichtung transportiert und in festen Zeitabständen an diskreten Stellen aneinandergedrückt werden, so dass auf dem Abdruckstreifen ein mit fortschreitender Zeit immer schwächeres Druckbild entsteht und die Länge des ein sichtbares Druckbild aufweisenden Teils des Abdruckstreifens ein Maß für die Trocknungszeit der Druckfarbe darstellt.
Zum Aneinanderdrücken des Probestreifens und des Abdruckstreifens und zu deren gleichzeitigen Transport durch die Vorrichtung ist eine mit einer konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetriebene Druckrolle vorgesehen, die an ihrem Umfang punkt- oder linienförmige Vorsprünge aufweist und mit einer lose mitlaufenden Gegendruckrolle zusammenwirkt. Aufgrund dieser ausge bildeten punkt- oder linienförmigen Vorsprünge kommt es aber beim Andrücken der Druckrolle gegen die aneinander liegenden Probestreifen und Abdruckstreifen an diesen Stellen der Vorsprünge zu vorübergehenden Spitzen im Verlauf des auf Probestreifen und Abdruckstreifen ausgeübten Druckes, weshalb die Ausübung eines vorbestimmtem Druckes auf Probestreifen und Abdruckstreifen durch die in DE 1 573 453 B beschriebene Vorrichtung nicht erreicht werden kann.
DE 35 20 831 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Prüfen der Haftfestigkeit von Druckfarben auf einem Trägerstreifen mit einer über dem Trägerstreifen angeordneten Halterung für längs einer Auflagefläche, die wiederum für den Trägerstreifen vorgesehen ist, angeordnete Prüfstempel. Die Prüfstempel weisen jeweils eine der Auflagefläche zugewandte Kontaktfläche z. B. aus Gummi oder Filz auf. Die Prüfstempel werden dabei während der Prüfung nacheinander mittels eines Arbeitszylinders und einer Kolbenstange auf dem mit Druckfarbe versehenen Trägerstreifen abgestempelt, wobei der Arbeitszylinders mit gewünschten Betriebsgrößen wie Druck, Druckdauer und Geschwindigkeit des Druckanstiegs und -abfalls geschaltet wird. Nach Betätigung sämtlicher Prüfstempel wird der Trägerstreifen hinsichtlich der Haftfestigkeit der Druckfarbe, und zwar durch Beurteilung der durch die Kontaktflächen der Prüfstempel vom Trägerstreifen abgezogenen Druckfarbe, ausgewertet. Der Trägerstreifen wird also gemäß DE 35 20 831 A1 nicht mit einem Kontermaterial, dessen auf ihn übertragener Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird, in Kontakt gebracht.
Alle diese Verfahren sind zur Kontrolle der Durchhärtung nur bedingt einsetzbar. Im Falle der Lösemittelpenetration ist es notwendig, durch aufwendige Vorversuche festzustellen, welches Lösemittel als Marker für die spezielle Farbe bzw. den zu untersuchenden Lack geeignet ist. Das bei der Entwicklung des Verfahrens üblicherweise verwendete Aceton kann nicht für alle Farben und Lacke des Marktes verwendet werden. Die spektroskopi schen Methoden sind kostenintensiv und nur bei den im Vergleich zu Druckfarbenschichten weitaus größeren Schichtdicken von Lacken anwendbar.
Die schnelle Kontrolle der Durchhärtung von Druckfarbenschichten bzw. Lackschichten ist in vielen Bereichen der Drucktechnik interessant. Ein Anwendungsgebiet ist die Kontrolle der Durchhärtung von strahlenvernetzenden Beschichtungen. Hier bestehen eine ganze Reihe von Einflussgrößen auf den Durchhärtungsprozess wie Intensität und Alterung der Strahlungsquellen, Temperatur der Strahlungsquelle, Schwankungen der Initiatormenge in der Druckfarbe bzw. im Lack, Unterschiede im Penetrationsvermögen der Druckpapiere bzw. im Benetzungsverhalten von Folien oder Einflüsse durch das mit dem Feuchtemittel (beim Offsetdruck) in die Druckfarbe bzw. in den Lack eingearbeitete Wasser usw.
Unbemerkte Veränderungen dieser Produktionsparameter können zu Qualitätsproblemen führen, die im Regelfall eine Neuproduktion erforderlich machen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Kontrolle von oxidativ trocknenden Farben bzw. Lacken vor der Weiterverarbeitung. Der Druck mit diesen Druckfarben bzw. Lacken erfordert gewöhnlich Wartefristen von mindestens einem Tag bevor der Buchbinder die Druckprodukte binden kann, da bei diesem Bindevorgang starke mechanische Kräfte auf das Druckprodukt einwirken können. Die vor der Weiterverarbeitung notwendige Trocknungszeit der Drucke ist sehr stark abhängig von dem Druckfarbentyp, dem Klima und dem verwendeten Druckpapier. Eine Kontrolle des Trocknungsgrades bzw. der vollständigen Aushärtung des Druckproduktes vor der Weiterverarbeitung könnte helfen, die Wartezeiten zu verkürzen und die Sicherheit bei der Verarbeitung zu erhöhen.
Auch bei der Kontrolle von Druckprodukten, die zur Verarbeitung in Laserdruckern bestimmt sind, könnte das erfindungsgemäße Gerät benutzt werden. Hier kann es zu Ablagerungen auf der Fotoleitertrommel des Druckers bzw. zu Ablagerungen auf den Fixiersätteln der Hochleistungslaserdrucker kommen, wenn nicht vollständig ausgehärtete Druckfarben bzw. Lacke in den zur Verarbeitung in Laserdruckern vorgesehenen Formularen enthalten sind.
Eine weitere Anwendung könnte die Kontrolle der Tonerfixierung in Laserdruckgeräten sein. Hier werden thermisch fixierbare Partikel übertragen, die in einer Fixierstation aufgeschmolzen und durch diesen Schmelzvorgang weitgehend unlösbar mit der Papierbahn verbunden werden. Ist die Wärmeübertragung gestört, kann die Fixierung nur ungenügend stattfinden und eine erneute Wärmeeinwirkung führt dann u. U. zum Verkleben der Drucke.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bzw. eine Anordnung anzugeben, das bzw. die in kürzerer Zeit eine Aussage zum Trocknungsgrad von Druckfarben bzw. Lacken auf bedruckten Papieren, Folien oder anderen Werkstoffen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht mit den Merkmalen des Anspruches 1 und in vorrichtungstechnischer Hinsicht mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin durch die Anordnung gemäß Anspruch 19 sowie die Verwendung gemäß Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein mit Druckfarbe bzw. Lack bedrucktes Material unter Wärmeeinwirkung mit hohem Druck auf einen Konterwerkstoff gepresst wird. Durch diesen Vorgang kann im Fall einer nicht vollständig ausgehärteten Druckfarbe bzw. Lackes ein Teil dieser Druckfarbe bzw. Lackes auf das Kontermaterial übertragen werden. Die auf dem Kontermaterial befindliche Druckfarbenmenge bzw. Lackmenge dient dann als Beurteilungskriterium für die Durchhärtung. Soweit nicht eigens angegeben, sollen im vorliegenden Fall vom Begriff Druckfarbe auch Lacke, insbesondere transparente Lacke mit umfasst werden.
Von den Erfindern wurde erkannt, dass bei gleichzeitiger Einwirkung von Wärme und Druck auf ungenügend ausgehärtete Druckfarbenschichten sich Bedingungen finden lassen, die zur Wanderung der noch nicht durchgehärte ten Druckfarben auf ein Kontermaterial führen können, ohne dass ausreichend ausgehärtete Bestandteile der Druckfarbe auf das Kontermaterial übergehen.
Die chemisch-physikalischen Ursachen dieses Effektes sind noch nicht wissenschaftlich untersucht und werden wie folgt vermutet: Bei der Druckfarbentrocknung findet eine Vernetzung der in den Druckfarben befindlichen reaktiven Komponenten statt, wodurch hochmolekulare Substanzen entstehen. Durch die Erwärmung werden die in der nicht vollständig ausgehärteten Druckfarbenschicht befindlichen unvernetzten niedermolekularen Bindemittel der Druckfarbe verflüssigt und können damit in das Kontermaterial penetrieren. Der Schmelz- oder Erweichungspunkt der vernetzten hochmolekularen Produkte in der getrockneten Druckfarbe ist erwartungsgemäß höher als bei den unvernetzten Stoffen. Bringt man nun die Druckprodukte bei einer Temperatur mit dem Kontermaterial in Kontakt, die oberhalb des Verflüssigungspunktes der niedermolekularen Bindemittel und unterhalb des Schmelz- oder Erweichungspunktes der hochmolekularen Vernetzungsprodukte liegt, so können die verflüssigten niedermolekularen Bindemittel in das Kontermaterial penetrieren, während die nach der Durchtrocknung der Druckfarbe entstandenen hochmolekularen Produkte in der ursprünglichen Druckfarbenschicht verbleiben. Bei der Penetration der unvernetzten Bindemittel findet auch eine Wanderung der Pigmente statt. Aus diesem Grund ist es möglich, den auf das Kontermaterial übertragenen Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe heranzuziehen. Beispielsweise kann durch einfache optische Betrachtung des Kontermaterials entschieden werden, ob die Druckprodukte ausreichend durchgehärtet sind.
Eine Erwärmung eines Druckproduktes zur Prüfung der Beständigkeit ist bekannt. Sie wird in Laboratorien bei der Testung von Druckprodukten mit hohen Anforderungen an die thermische Beständigkeit bereits benutzt. Die der Erfindung zugrundeliegenden Versuche haben aber überraschenderweise gezeigt, dass bei einer Erwärmung und gleichzeitiger Einwirkung von erhöhtem Druck auf dien Druckprodukt die Migration von unvernetzten nieder molekularen Bindemitteln aus dem Inneren der Druckfarbenschicht deutlich effektiver verläuft als zu erwarten war. Gleichzeitig zeigten die Versuche, dass es Druck- und Temperatureinstellungen geben kann, bei denen keine bereits vernetzten Bestandteile der Druckfarbenschicht auf ein geeignetes Kontermaterial übertragen werden. Es ist somit möglich, mit einer Prüfvorrichtung die genau diese Bedingungen reproduzierbar einstellt, die Durchhärtung zu kontrollieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst demgemäß die folgenden Schritte: Erwärmen des mit Druckfarbe bedruckten Objektes in einem Erwärmungsschritt auf eine vorbestimmte Temperatur T_max, in Kontakt bringen des bedruckten Objektes in einem Presschritt unter einem vorbestimmten Druck mit einem Kontermaterial und Überprüfen bzw. Kontrollieren des unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial übertragenen Anteils der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe.
Bevorzugtermaßen erfolgt der Erwärmungsschritt innerhalb des Pressschrittes; es ist aber auch denkbar, dass das mit Druckfarbe bedruckte Objekt bereits vor dem Pressschritt auf die Temperatur T_max gebracht wird. In einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt die Erwärmung allerdings zumindest weitestgehend innerhalb des Pressschritts.
Um reproduzierbare Bedingungen zu gewährleisten, erfolgt der Pressschritt über eine definierte Zeitspanne Δt_p vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 Sekunde bis 15 Sekunden, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 Sekunden bis 5 Sekunden.
Der Erwärmungsschritt soll für die bereits angesprochenen reproduzierbaren Bedingungen vorzugsweise ebenfalls über eine definierte Zeitspanne Δt_w erfolgen, vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 Sekunde bis 15 Sekunden, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 Sekunden bis 5 Sekunden. Besonders bevorzugt können die Zeiträume von Pressschritt und Erwärmungsschritt im Wesentlichen deckungsgleich sein derart, dass mit Anpres sen des bedruckten Objektes auf das Kontermaterial gleichzeitig die Erwärmung erfolgt.
Bevorzugtermaßen beträgt die im Erwärmungsschritt erreichte Temperatur T_max mindestens 80°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 220°C. In diesem bevorzugtermaßen gewählten Temperaturregime lässt sich eine besonders effektive Überprüfung der Durchhärtung insbesondere von strahlenvernetzenden Druckfarben bzw. oxidativ trocknenden Druckfarben vornehmen.
Praktische Versuche haben ergeben, dass der im Pressschritt aufgewandte Druck vorzugsweise mindestens 0,5 bar, weiter vorzugsweise 3 bar bis 5 bar betragen sollte. In diesem Druckregime hat sich eine besonders effektive Überprüfungsmöglichkeit der Durchhärtung von Druckfarben gezeigt.
Wenn der Erwärmungsschritt komplett innerhalb des Pressschrittes vorgenommen wird, was bevorzugtermaßen der Fall ist, so kann die Wärmebeaufschlagung des bedruckten Objektes in einer ersten Alternative über die gesamte Zeitspanne Δt_p des Pressschrittes oder alternativ nur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt innerhalb der Zeitdauer des Pressschrittes erfolgen.
Um eine möglichst hohe Wärmebeaufschlagung zu erreichen, gleichzeitig aber eine voreinstellbare Maximaltemperatur T_max nicht zu überschreiten, erfolgt im Erwärmungsschritt vorzugsweise die Aufheizung auf die vorbestimmte Maximaltemperatur T_max in einer raschen Aufheizphase und es wird im Anschluss die Temperatur im Bereich der Maximaltemperatur T_max über eine Steuerung bzw. Regelung im Wesentlichen konstant gehalten.
Um eine besonders zuverlässige Überprüfung der Durchhärtung der Druckfarbe eines bedruckten Objektes zu erzielen, wird bei einem größeren Druckbogen das bedruckte Objekt ausgewählt, insbesondere aus einem Bereich mit einer möglichst flächenmäßig getrennten Bedruckung mit mehreren, vorzugsweise allen Druckfarben. Eine gewisse flächenmäßige Ausdeh nung einer zu überprüfenden Druckfarbe auf dem bedruckten Objekt wird angestrebt, um auf dem Kontermaterial einen Effekt bei nicht ausreichender Durchhärtung mit ausreichender Sicherheit wahrnehmen zu können.
In einer besonderen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens wird als bedrucktes Objekt ein Kontrollstreifen aus dem Druckbogen ausgewählt. Üblicherweise werden meist randseitig auf Druckbögen Kontrollstreifen vorgesehen, die für die vorliegende Überprüfung vorteilhafterweise herangezogen werden können.
Meistens ist bei einem Mehrfarbendruck diejenige Druckfarbe bekannt, die am langsamsten bzw. am problematischsten trocknet. In einer besonderen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens sollte das bedruckte Objekt bei Auswahl aus dem zu kontrollierenden Druckbogen zumindest einen flächigen Bereich dieser erfahrungsgemäß am langsamsten bzw. am problematischsten trocknenden Druckfarbe umfassen.
Das dem vorliegenden Verfahren unterzogene bedruckte Objekt kann insbesondere strahlenvernetzte Druckfarben und/oder oxidativ getrocknete Druckfarben und/oder strahlenvernetzte Lacke und/oder oxidativ getrocknete Lacke umfassen.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigt die 1 eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung 11 in einer Schemadarstellung. Die Prüfvorrichtung 11 umfasst zunächst eine Presseinrichtung mit einer ersten Pressbacke 15 (erstes Presselement) sowie einer zweiten Pressbacke 16 (zweites Presselement). Zwischen erster Pressbacke 15 und zweiter Pressbacke 16 befindet sich ein bedrucktes Objekt 12 sowie ein Kontermaterial 13. Dabei ist die bedruckte Seite des bedruckten Objektes 12 dem Kontermaterial 13 zugewandt. Bei der hier vorliegenden Darstel lung liegt die erste Pressbacke 15 auf dem Kontermaterial 13, die zweite Pressbacke 16 am bedruckten Objekt 12 auf. Um eine Relativbewegung zwischen der ersten Pressbacke 15 und der zweiten Pressbacke 16 zu erzeugen, ist eine Anpressvorrichtung 24 vorgesehen, die über Getriebemittel 25 auf die beweglich gelagerte erste Pressbacke 15 einwirkt. Die zweite Pressbacke 16 ist bei der vorliegenden Ausführungsform feststehend angeordnet, so dass bei Betätigung der Anpressvorrichtung die erste Pressbacke 15 über die Getriebemittel 25 in Richtung auf die zweite Pressbacke bewegt bzw. von ihr entfernt werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Heizeinrichtung 17, 17' jeweils sowohl in der ersten Pressbacke 15 als auch in der zweiten Pressbacke 16 integriert. Die Heizeinrichtung 17, 17' kann als konventionelle elektrische Heizeinrichtung 17, 17', insbesondere als Widerstandsheizeinrichtung oder in einer anderen geeigneten Ausgestaltung ausgebildet sein. Über die Pressbacken 15, 16 werden bei der vorliegenden Ausführungsform sowohl das bedruckte Objekt 12 als auch das Kontermaterial 13 während sie durch die Anpressvorrichtung 24 in dichter Anlage aneinandergehalten sind mit Wärme beaufschlagt.
Die Heizeinrichtungen 17, 17' wirken mit zugeordneten Heizsteuereinrichtungen 21, 21' zusammen, welche die Wärmebeaufschlagung des bedruckten Objektes 12 bzw. des Kontermaterials 13 über die Heizeinrichtung 17 bzw. die Heizeinrichtung 17' steuern. Um die Wärmebeaufschlagung noch genauer steuern bzw. regeln zu können, kann in Nähe des bedruckten Objektes 12, beispielsweise im Bereich der zweiten Pressbacke 16 ein zweiter Wärmesensor 23 vorgesehen sein. In gleicher Weise kann ein erster Wärmesensor 22 im Bereich des ersten Pressbackens 15 vorgesehen sein, um über die Heizsteuereinrichtung 21' eine noch genauere Steuerung bzw. Regelung der Wärmebeaufschlagung durch die Heizeinrichtung 17' vornehmen zu können.
Die Steuerung bzw. Regelung des Anpressdruckes sowie der Anpresszeit wird über eine Presssteuereinrichtung 18 vorgenommen, die eine Steuerung der Anpresszeit 19 sowie einer Steuerung des Anpressdruckes 20 umfasst.
Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend noch einige Ausführungsbeispiele vorgestellt:
Erstes Ausführungsbeispiel (vgl. 2)

Bedrucktes Objekt mit Farbton schwarz (CureInk UV Schwarz 49 UB 4000), UV-härtende schwarze Farbe der Firma Michael Huber, München auf oberflächenveredeltem Druckpapier (APCO 2.2 Firma Scheufelen) Kontermaterial: Druckpapier Epson spezial coated 360 dpi Aufwärmung auf: 185°C, 3 s Anpresszeit, 200 N/cm² bar Anpressdruck

Die bedruckten Druckbögen bzw. das mit Druckfarbe bedruckte Objekt wurde unter verschiedenen Transportgeschwindigkeiten unter einer UV-Lampe zur Aushärtung durch Strahlenvernetzung durchgeführt, wobei dies zu folgenden Ergebnissen führte:
Bei einer Transportgeschwindigkeit von 2 m/min bzw. einer gesamt eingebrachten Strahlungsenergie von 0,40 J/cm² konnte man auf dem Kontermaterial praktisch keinen Anteil von übertragener Druckfarbe mehr ausmachen. D. h. bei einer Strahlungsenergie von 0,40 J/cm² war bei den konkret gegebenen Druckbedingungen eine ausreichende Durchhärtung gegeben, so dass ein anschließender Transport bzw. eine Weiterverarbeitung ohne Gefährdung des Druckergebnisses möglich gewesen wären.
Zweites Ausführungsbeispiel (vgl. 3)

Bedrucktes Objekt mit Farbton rot UV-härtende Farbe rot (BASF Ultraking) der Firma BASF Drucksysteme GmbH, Stuttgart, auf oberflächenveredeltem Druckpapier (APCO 2.2 der Firma Scheufelen) Kontermaterial: Druckpapier Epson spezial coated 360 dpi Aufwärmung auf 185°C, 3 s Anpresszeit, 200 N/cm² Anpressdruck

Bei einer Transportgeschwindigkeit von 4 m/min und bei einer gesamt eingebrachten Strahlungsenergie von 0,4 J/cm² konnte man auf dem Kontermaterial praktisch keinen Anteil von übertragener Druckfarbe mehr ausmachen. Bei einer Transportgeschwindigkeit von 8 m/min und bei einer gesamt eingebrachten Strahlungsenergie von 0,19 J/cm² konnte ebenfalls praktisch keine Druckfarbenübertragung festgestellt werden.
Das bedeutet, bei einer Strahlungsenergie von 0,19 J/cm² war bei den konkret gegebene Druckbedingungen eine ausreichende Durchhärtung gegeben, so dass ein anschließender Transport bzw. eine Weiterverarbeitung ohne Gefährdung des Druckergebnisses möglich gewesen wären.
Die bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel gegenüber gestellten Transportgeschwindigkeiten ergeben unterschiedliche Energieeinträge auf das bedruckte Objekt. Eine Transportgeschwindigkeit von 1 m/min entspricht einer Strahlungsenergie, welche auf das bedruckte Objekt einwirkt von 0,80 J/cm², bei 2 m/min entsprechend 0,4 J/cm², bei 4 m/min 0,19 J/cm², bei 8 m/min entsprechend 0,09 J/cm², etc..
Drittes Ausführungsbeispiel (vgl. 4)

Bedrucktes Objekt mit Farbton rot oxidativ trocknende Farbe rot (Sonderfarbe HKS 12 K) der Firma Hostmann-Steinberg, Celle, auf glänzend gestrichenem Druckpapier Luxo-Art gloss der Firma m-real, Bergisch Gladbach Kontermaterial: gleiches Papier Aufwärmung auf 150°C, 3 s Anpresszeit, 200 N/cm² Anpressdruck

Nach einer Trocknungszeit von 40 Stunden waren der auf das Kontermaterial übertragene Anteil von nicht getrockneter Druckfarbe und der durch den Pressvorgang eintretende Farbverlust auf der bedruckten Fläche so stark verringert, dass von einem Abschluss der oxidativen Trocknung ausgegangen werden kann. Das bedeutet, bei einer Trocknungszeit von 40 Stunden war bei den konkret gegebenen Bedingungen beim Druck und bei der Lagerung der bedruckten Druckbögen eine ausreichende Durchhärtung gegeben, so dass ein anschließender Transport bzw. eine Weiterverarbeitung ohne Gefährdung des Druckergebnisses möglich gewesen wären.
Die Erfindung eignet sich für alle Druckfarben, bei welchen die Druckfarbe Bestandteile enthält, die einem Trocknungsprozess zur Bildung höhermolekularer Produkte führen oder die bei der Trocknung mittels anderer chemischer Reaktionen sehr fest auf dem zu bedruckenden Material fixiert werden. Besonders effizient anwendbar ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren für das Offsetdruckverfahren mit oxidativ trocknenden Druckfarben und allen anderen Druck- und Lackierverfahren die mit strahlenhärtenden Farben bzw. Lacken arbeiten.

11: Prüfvorrichtung
12: bedrucktes Objekt
13: Kontermaterial
15: erstes Presselement, erste Pressbacke
16: zweites Presselement, zweite Pressbacke
17, 17': Heizeinrichtung
18: Presssteuereinrichtung
19: Steuerung der Anpresszeit
20: Steuerung des Anpressdruckes
21, 21': Heizsteuereinrichtung
22: erster Wärmesensor
23: zweiter Wärmesensor
24: Anpressvorrichtung
25: Getriebemittel

Claims

Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung einer Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes (12) nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, – wobei das mit Druckfarbe bedruckte Objekt (12) in einem Erwärmungsschritt auf eine vorbestimmte Temperatur T_max erwärmt wird, – wobei das bedruckte Objekt (12) in einem Pressschritt unter vorbestimmtem Druck mit einem Kontermaterial (13) in Kontakt gebracht wird, und – wobei in einem Kontrollschritt der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial (13) übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für einen Durchhärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschritt über eine definierte Zeitspanne (Δt_p), vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 s bis 15 s, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 s bis 5 s erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungsschritt über eine definierte Zeitspanne (Δt_w), vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 s bis 15 s, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 s bis 5 s erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eineim Erwärmungsschritt erreichte Temperatur (T_max) mindestens 80°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 220°C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Pressschritt aufgewandte vorbestimmte Druck mindestens 0,5 bar, vorzugsweise 3 bar bis 5 bar beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungsschritt innerhalb des Pressschrittes vorgenommen wird derart, dass eine Wärmebeaufschlagung des bedruckten Objekts über die definierte Zeitspanne (Δt_P) des Pressschrittes oder alternativ nur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt innerhalb der Zeitspanne (Δt_p) des Pressschrittes vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mindestens umfassend Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Erwärmungsschritt eine Aufheizung auf die vorbestimmte Maximaltemperatur (T_max) erfolgt, wobei vorzugsweise nach einer raschen Aufheizphase die Temperatur im Bereich der Maximaltemperatur (T_max) über eine Steuerung bzw. Regelung im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mit einer Druckfarbe bedruckte Objekt (12) aus einem größeren Druckbogen, insbesondere aus einem Bereich mit einer möglichst flächenmäßig getrennten Bedruckung mit mehreren, vorzugsweise allen Druckfarben ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als bedrucktes Objekt (12) ein Kontrollstreifen aus dem Druckbogen ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das bedruckte Objekt (12) bei Verwendung mehrerer Druckfarben auf dem zu kontrollierenden Druckbogen zumindest einen flächigen Bereich der erfahrungsgemäß am langsamsten bzw. am problematischsten trocknenden Druckfarbe umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das bedruckte Objekt (12) strahlenvernetzte Druckfarben und/oder oxidativ getrocknete Druckfarben und/oder Lacke umfasst.
Prüfvorrichtung (11) zur Bestimmung bzw. Überprüfung einer Durchhärtung eines mit einer Druckfarbe bedruckten Objektes (12) nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, umfassend – eine Presseinrichtung mit einem ersten Presselement (15) sowie einem zweiten Presselement (16), wobei erstes Presselement (15) und zweites Presselement (16) als zwei gegeneinander relativ bewegliche Pressbacken (15, 16) ausgebildet und dazu eingerichtet sind, das bedruckte Objekt (12) unter vorbestimmten Druck mit einem Kontermaterial (13) in Kontakt zu bringen, und – eine Heizeinrichtung (17, 17'), um das bedruckte Objekt (12) in einem Erwärmungsschritt auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen derart, dass der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial (13) übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für einen Durchhärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.
Prüfvorrichtung (11) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (17, 17') in einem der Presselemente (15, 16) oder in beide Presselemente (15, 16) integriert oder daran thermisch angeschlossen ist.
Prüfvorrichtung (11) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Presseinrichtung mit einer Presssteuereinrichtung (18) zusammenwirkt, die eine Druckbeaufschlagung über eine definierte Zeitspanne (Δt_p) vorgibt.
Prüfvorrichtung (11) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Presssteuereinrichtung (18) auch der von der Presseinrichtung erzeugte Druck steuerbar oder regelbar ist.
Prüfvorrichtung (11) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (17, 17') mit einer Heizsteuereinrichtung (21) zusammenwirkt, welche die Wärmebeaufschlagung über eine definierte Zeitspanne (Δt_w) vorgibt.
Prüfvorrichtung (11) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens ein Wärmesensor (22, 23) an die Heizsteuereinrichtung (21) angeschlossen ist, der eine der Erwärmung des bedruckten Objektes (12), insbesondere eine der Oberflächentemperatur des bedruckten Objektes (12) entsprechende Messgröße liefert.
Verwendung einer Prüfvorrichtung (11), umfassend – eine Presseinrichtung mit einem ersten Presselement (15) sowie einem zweiten Presselement (16), wobei erstes Presselement (15) und zweites Presselement (16) dazu eingerichtet sind, das bedruckte Objekt (12) unter vorbestimmten Druck mit einem Kontermaterial (13) in Kontakt zu bringen, und – eine Heizeinrichtung (17), um das bedruckte Objekt (12) in einem Erwärmungsschritt auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen derart, dass der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial (13) übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird, zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit einer Druckfarbe bedruckten Objektes (12) nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat.
Prüfanordnung zur Bestimmung bzw. Überprüfung einer Durchhärtung eines mit einer Druckfarbe bedruckten Papiers (12) nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, umfassend – eine Presseinrichtung mit einem ersten Presselement (15) sowie einem zweiten Presselement (16), – das bedruckte Papier (12) und ein Kontermaterial (13), wobei das bedruckte Papier (12) zusammen mit dem Kontermaterial (13) in Kontakt gebracht und zusammen mit diesem Kontermaterial (13) zwischen erstem Presselement (15) und zweitem Presselement (16) angeordnet ist und – eine Heizeinrichtung (17), um das bedruckte Papier (12) in einem Erwärmungsschritt auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen derart, dass der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial (13) übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für den Durchhärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.