DE102019204631A1 - Verfahren zum Drucken und Trocknen - Google Patents

Verfahren zum Drucken und Trocknen Download PDF

Info

Publication number
DE102019204631A1
DE102019204631A1 DE102019204631.2A DE102019204631A DE102019204631A1 DE 102019204631 A1 DE102019204631 A1 DE 102019204631A1 DE 102019204631 A DE102019204631 A DE 102019204631A DE 102019204631 A1 DE102019204631 A1 DE 102019204631A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
ink
drying
moisture
dried
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019204631.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Schönberger
Peter Hachmann
Markus Möhringer
Uwe Ernst
Christian Hieb
Thomas Schmidt
Rolf Müller
Michael Sauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of DE102019204631A1 publication Critical patent/DE102019204631A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00216—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using infrared [IR] radiation or microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00214—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using UV radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/009—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Handling Of Cut Paper (AREA)
  • Supply, Installation And Extraction Of Printed Sheets Or Plates (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drucken und Trocknen, wobei eine Wasser und Pigment enthaltende Tinte (2) im Tintendruckverfahren auf - eine Ausgangsfeuchte (1a) aufweisendes und zumindest Wasser der Tinte aufsaugendes - Substrat (1) gedruckt (3) wird, wodurch die Feuchte des Substrats erhöht (3a) wird, und wobei zuerst in einem ersten Trocknungsschritt (5, 5a) mit einer selektiv an Wasser-Moleküle koppelnden Strahlung und anschließend in einem zweiten Trocknungsschritt (6, 6a) mit einer selektiv an das Pigment koppelnden Strahlung getrocknet wird, derart, dass nach Abschluss (7) der beiden Trocknungsschritte (5, 5a, 6, 6a) das Wasser der gedruckten Tine im Wesentlichen vollständig verdampft ist und das Substrat wieder im Wesentlichen seine Ausgangsfeuchte (7a) aufweist. Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1.
  • Technisches Gebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des Verdruckens und Trocknens von Wasser und Pigment enthaltenden Tinten, somit im Bereich des so genannten Inkjet-Druckens.
  • Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren bekannt, um Tinten auf Substraten zu behandeln, insbesondere zu trocknen oder zu härten. Beispielsweise: Behandeln mit entweder Infrarot, Heißluft, Ultraviolett, Hochfrequenz oder Mikrowellen.
  • Aus den beiden Dokumenten EP 3 012 110 A1 und EP 3 034 309 A1 ist jeweils eine Inkjet-Druckmaschine mit einem Trockner bekannt, wobei das kombinierte Behandeln mit Hochfrequenz und Infrarot (oder Heißluft) mit dem Ziel offenbart ist, bedruckte und unbedruckte Stellen des Substrats gleichmäßig, d.h. das Substrat spannungsfrei zu trocknen. Dabei kann jedoch das Problem auftreten, dass das Substrat zwar spannungsfrei und frei von Wellen („cockling“) ist, aber dennoch nicht optimal getrocknet wird.
  • Aufgabe
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte technische Lösung zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen.
  • Es wurde im Rahmen umfangreicher Drucklabor-Untersuchungen zur Lösung der Aufgabe gefunden, dass eine optimale Trocknung erreicht ist, wenn das Substrat im Wesentlichen wieder seine Ausgangsfeuchte (Feuchtegehalt vor dem Behandeln mit Wasser enthaltender Tinte) aufweist. Ein Trocknen bis zum einem niedrigeren Feuchtegehalt wurde dagegen als nicht optimal erkannt.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Drucken und Trocknen ist ein Verfahren, bei welchem eine Wasser und Pigment enthaltende Tinte im Tintendruckverfahren auf - eine Ausgangsfeuchte aufweisendes und zumindest Wasser der Tinte aufsaugendes - Substrat, z.B. Papier oder Karton, gedruckt wird, wodurch die Feuchte des Substrats erhöht wird, und wobei zuerst in einem ersten Trocknungsschritt mit einer selektiv an Wasser-Moleküle koppelnden Strahlung, z.B. HF oder MW, und anschließend in einem zweiten Trocknungsschritt mit einer selektiv an das Pigment koppelnden Strahlung, z.B. UV, getrocknet wird, derart, dass nach Abschluss der beiden Trocknungsschritte das Wasser der gedruckten Tinte im Wesentlichen vollständig verdampft ist und das Substrat wieder im Wesentlichen seine Ausgangsfeuchte aufweist.
  • Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen.
  • Die Erfindung nutzt eine vorteilhafte Kombination zweier selektiv wirkender Trocknungsschritte: der erste Trocknungsschritt koppelt selektiv und damit primär an das Wasser bzw. dessen Moleküle und der zweite Trocknungsschritt koppelt selektiv und damit primär an das Pigment. „Koppeln“ meint dabei, dass die im jeweiligen Trocknungsschritt bereitgestellte Energie an die Wassermoleküle bzw. das Pigment übertragen wird, wenigstens zu einem für das jeweilige Trocknen ausreichenden Maße.
  • Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es in vorteilhafter Weise, das bedruckte Substrat derart optimal zu trocknen, dass das Substrat wieder seine Ausgangsfeuchte aufweist. Dabei meint „Ausgangsfeuchte“ jenen Feuchtegehalt, den das Substrat vor dem Bedrucken mit Wasser enthaltender Tinte aufwies. In vorteilhafter Weise werden dabei Stellen des bedruckten Substrats mit zueinander verschiedenen Feuchtegehalten, also z.B. bedruckte und unbedruckte Stellen oder bedruckte und mehr oder weniger bedruckte Stellen (d.h. mit mehr bzw. weniger Tinte- bzw. Wasserauftrag), in dem Sinne gleichmäßig getrocknet, dass solche Stellen nach Abschluss des Trocknens bzw. der Trocknungsschritte jeweils wieder ihre Ausgangsfeuchte aufweisen. Das Substrat ist nach dem erfindungsgemäßen Trocknen spannungsfrei und in vorteilhafter Weise zugleich weder kleiner (geschrumpft) noch größer (gequollen) und Fasern des Substrats, sofern vorhanden, sind in vorteilhafter Weise nicht störend ausgetrocknet und neigen daher auch nicht zum Brechen, z.B. in der Weiterverarbeitung wie dem Falzen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren könnte in entsprechender Weise auch beim Behandeln (Trocknen) von Wasser enthaltenden Druckfarben, z.B. Druckfarben für den Flexodruck, eingesetzt werden.
  • Weiterbildungen der Erfindung
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung können sich wie folgt auszeichnen:
    • - dass zunächst mit Hochfrequenz-Strahlung, z.B. bevorzugt bei 27,12 Megahertz, oder Mikrowellen-Strahlung, z.B. bevorzugt bei 2,45 Gigahertz, getrocknet wird;
    • - dass während einer ersten vorgegebenen Zeitspanne, z.B. bevorzugt zwischen 0,5 und 3 Sekunden, getrocknet wird;
    • - dass während der ersten vorgegebenen Zeitspanne Stellen des Substrates mit hohem Tintenauftrag im Vergleich zu Stellen des Substrates mit niedrigem Tintenauftrag derart getrocknet werden, dass ersteren schneller Feuchte entzogen wird als letzteren;
    • - dass anschließend mit Ultraviolett-Strahlung, z.B. bevorzugt bei 385 Nanometern Wellenlänge, getrocknet wird;
    • - dass während einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne, z.B. bevorzugt zwischen 0,1 und 3 Sekunden, getrocknet wird;
    • - dass während der zweiten vorgegebenen Zeitspanne Stellen des Substrates mit hohem Tintenauftrag im Vergleich zu Stellen des Substrates mit niedrigem Tintenauftrag derart getrocknet werden, dass ersteren schneller Feuchte entzogen wird als letzteren;
    • - dass das Substrat zumindest während des ersten Trocknungsschritts mittels Greifern transportiert wird und dass dabei das Substrat von Greiferfingern und Greiferauflagen aus nichtmetallischem Material gehalten wird;
    • - dass der Transport mittels Greiferbrücken aus nichtmetallischem Material erfolgt;
    • - dass der Transport durch Leiteinrichtungen aus nichtmetallischem Material unterstützt wird.
  • Figuren und Ausführungsbeispiele zur Erfindung
  • Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen, d.h. die 1 bis 6b, anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Einander entsprechende Merkmale sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. Die 1 bis 6b zeigen Darstellungen des wenigstens einen bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen technischen Lösung.
  • 1 zeigt einen Ablaufplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In Schritt 1a wird das zu bedruckende Substrat 1 mit einer relativen Ausgangsfeuchte, z.B. zwischen 3% und 6%, bereitgestellt, z.B. als gestapelte Bogen aus Papier in einem Ausleger einer Tinten-Druckmaschine 8 (vgl. im Folgenden auch 3, die eine Tintendruckmaschine 8 bei der Durchführung des Verfahrens zeigt).
  • In Schritt 2 wird Tinte für das Bedrucken des Substrats 1 bereitgestellt, z.B. mittels eines Tintenversorgungs-Systems für eine Tinten-Druckstation 9 der Tinten-Druckmaschine 8. Es können auch mehrere und unterschiedliche Tinten bereitgestellt werden, z.B. für die Farben CMYK oder CMYOGVK. Wenigstens eine der Tinten enthält Wasser (bzw. ist eine sogenannte wasserbasierte oder wässrige Tinte) und Pigment oder verschiedene Pigmente.
  • In Schritt 3 bzw. 3a wird das Substrat 1 mit der wenigstens einen Wasser und Pigment enthaltenden Tinte im Tintendruckverfahren (bevorzugt: Drop-on-Demand) einem digitalen Druckbild entsprechend bedruckt. Dabei gelangt Wasser auf das Substrat und es wird der Feuchtegehalt des Substrats erhöht. Handelt es sich um ein saugendes Substrat, bevorzugt Papier oder Karton, so nimmt dieses das Wasser zumindest teilweise in sich bzw. seinen Faserverbund auf.
  • Im optionalen Schritt 4 wird das bedruckte Substrat 1 entlang eines Transportpfades gefördert, z.B. mittels der in 3 gezeigten, der Druckstation 9 nachgeordneten Transportzylinder oder alternativ mit sogenannten Tablets oder Band/Bändern. Das jeweilige Transportsystem weist bevorzugt Greifer 12 auf und/oder hält das Substrat mittels Saugluft.
  • In Schritt 5 bzw. 5a erfolgt der erste Trocknungsschritt unter Einsatz von bevorzugt HF (elektromagnetische Hochfrequenz-Strahlung) oder bevorzugt MW (elektromagnetische Mikrowellen-Strahlung). Solche Strahlung koppelt selektiv an das Wasser bzw. an die Wassermoleküle der aufgedruckten Tinte. Hierzu wird die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung entsprechend gewählt bzw. abgestimmt, z.B. Hochfrequenz-Strahlung mit bevorzugt 27,12 Megahertz. 3 zeigt exemplarisch wenigstens einen HF-Trockner 10 entlang des Transportpfades.
  • In Schritt 6 bzw. 6a erfolgt der zweite Trocknungsschritt unter Einsatz von bevorzugt UV (elektromagnetische Ultraviolett-Strahlung). Solche Strahlung koppelt selektiv an das Pigment oder an die Pigmente der aufgedruckten Tinte. Hierzu wird die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung entsprechend gewählt bzw. auf das Pigment abgestimmt, z.B. bevorzugt zwischen etwa 300 und 400 Nanometern, insbesondere 385 Nanometer. Bei etwa 300 Nanometer absorbieren verschiedenfarbige Tinten, d.h. Tinten mit verschiedenen Pigmenten, auf etwa gleich hohem Niveau (82% bis 89%). LED-Trockner mit 300 Nanometer Wellenlänge sind derzeit jedoch teuer in der Herstellung. Bei 385 Nanometer schwankt die Absorption der verschiedenen Tinten bereits zwischen 70% und 88%, entsprechende LED-Trockner sind aber zu vertretbaren Kosten herstellbar. Weißes Papier absorbiert bei Wellenlängen unter 400 Nanometer kaum. 3 zeigt exemplarisch wenigstens einen UV-Trockner 11 entlang des Transportpfades.
  • In Schritt 7 bzw. 7a sind die beiden Trocknungsschritte 5 und 6 beendet (Ende des Trocknens) und das getrocknete Substrat 1 weist eine Feuchte auf, welche im Wesentlichen der Ausgangsfeuchte in Schritt 1a entspricht. Das Substrat wird abschließend z.B. in einem Ausleger der Tinten-Druckmaschine 8 auf einem Ablagestapel abgelegt.
  • 2 zeigt den Trocknungsverlauf während der beiden Trocknungsschritte 5 und 6. Die horizontale Achse ist die Zeit-Achse (t), z.B. in der Einheit Sekunden, und die vertikale Achse entspricht der relativen Feuchte im Papier (H2O), z.B. in %-Werten. Der erste Trocknungsschritt 5 bzw. 5a erfolgt im ersten Zeitabschnitt t0 bis t1 , der zweite Trocknungsschritt 6 bzw. 6a im zweiten Zeitabschnitt t1 bis t2 . Die gestrichelte horizontale Linie entspricht der Ausgangsfeuchte 1a des Substrats 1, bevorzugt bei Raumklima.
  • In 2 sind zwei Kurvenverläufe gezeigt: Der obere Kurvenverlauf 15a und 16a verdeutlicht ein Beispiel mit viel aufgebrachter Tinte bzw. viel eingebrachter Feuchte und der untere Kurvenverlauf 15b und 16b ein Beispiel mit wenig aufgebrachter Tinte bzw. wenig eingebrachter Feuchte. „Viel“ und „wenig“ sind hierbei relativ zueinander zu verstehen.
  • Die Trocknung beginnt zum Zeitpunkt t0 . Der Übergang von HF- (oder alternativ MW-) Trocknung 5 zur UV-Trocknung 6 zum Zeitpunkt t1 ist in der oberen Kurve mit 17a und in der unteren Kurve mit 17b bezeichnet. Das Ende der Trocknung 7 bzw. 7a ist ebenfalls dargestellt, zum Zeitpunkt t2 .
  • In 4 ist ein Greifer 12 eines Transportsystems für das Substrat 1, bevorzugt Papierbogen, gezeigt. Der Greifer (oder mehrere solcher Greifer) ist an einer entlang des Transportpfads beweglichen Greiferbrücke 12 angeordnet und umfasst wenigstens einen Greiferfinger 12b und wenigstens eine mit diesem zum Halten, bevorzugt Klemmen, zusammenwirkende Greiferauflage 12c.
  • Der Greiferfinger 12b und die Greiferauflage 12c sind aus einem nichtmetallischen Material gefertigt, also einem Material mit geringem dielektrischem Verlustfaktor, und können daher problemlos, d.h. störungsfrei, durch das elektromagnetische Feld, insbesondere das HF-Feld 13 (alternativ: MW-Feld) geführt werden, welches von Elektroden 14 erzeugt wird. Die Greiferbrücke 12a wird außerhalb des Feldes geführt und kann daher aus metallischem Material gefertigt sein.
  • 5 zeigt eine Alternative mit einem Greifer 12, dessen Greiferbrücke 12a ebenfalls aus einem nichtmetallischen Material gefertigt ist und die somit ebenfalls problemlos durch das Feld 13 geführt werden kann. Zudem ist in 5 eine Leiteinrichtung 18 aus nichtmetallischem Material gezeigt, welche problemlos im Bereich des Feldes 13 angeordnet sein kann.
  • Die 6a und 6b zeigen ähnlich wie 2 zwei Trocknungsverläufe (viel bzw. wenig Tinte), jedoch bei Einsatz jeweils nur einer Strahlung: 6a zeigt HF-Trocknung und 6b UV-Trocknung. Es ist erkennbar, dass das Trocknen allein mit HF und das Trocknen allein mit UV jeweils zu nicht optimalen Trocknungsergebnissen führt, in dem Sinne, dass das Substrat 1 zum Abschluss der jeweiligen Trocknung zu den Zeitpunkten t3 bzw. t4 stellenweise zu stark, nämlich unter die Ausgangsfeuchte des Substrats 1, getrocknet ist.
  • 6a zeigt den Verlauf der Feuchte im Papier bei HF-Trocknung. HF koppelt in das Wasser der Tinte ein, bringt die Dipole und Ionen zum Rotieren und Schwingen wodurch Reibungswärme entsteht. Stellen mit viel Tinte und Wasser haben zu Beginn die höchste Feuchte. Im HF-Feld koppelt hier besonders viel Energie ein und die Tinte wird besonders warm. Deshalb ist der Feuchteverlust beim Trocknen über der Zeit besonders groß (Kurve geht steil nach unten). Wenn immer mehr Wasser verdampft wird weniger Energie eingekoppelt, weshalb der Feuchtverlust langsamer vor sich geht bis irgendwann mangels Wasser der Prozess zum Erliegen kommt. Da das Papier an dieser Stelle auch Wärme durch Wärmeleitung abbekommt, ist letztlich die Feuchte im Papier dann sogar geringer als die ursprüngliche natürliche Papierfeuchte bei Zimmertemperatur.
  • Stellen mit weniger Tinte absorbieren deutlich weniger Energie weil sich das HF-Feld in diesen Stellen nicht so konzentrieren kann und weniger absorbierende Masse vorhanden ist. Sie lassen sich auf dem kalten Substrat schlechter erhitzen. Dementsprechend ist der Wasserverlust über der Zeit geringer und es stellen sich nicht die hohen Temperaturen ein wie an Stellen mit viel Tinte. Deswegen dauert die Trocknung im HF-Feld sogar deutlich länger als an Stellen mit viel Tinte.
  • Würde man das Substrat lange Zeit im Trockner lassen, wären irgendwann auch die Stellen mit weniger Tintenauftrag ähnlich trocken wie die mit hohem Tintenauftrag. Die Zeit dazu beträgt aber ca. 10 Sekunden, was eine sehr lange Verweilzeit bzw. eine sehr lange Trocknerstrecke darstellt und damit unwirtschaftlich ist.
  • Unbedrucktes Substrat absorbiert so gut wie keine Energie. Hier entsteht keine Erwärmung und die Substratfeuchte bleibt erhalten.
  • Dargestellt ist auch das Ende der Trocknung, wenn alle bedruckten Bereiche eine Feuchte gleich oder unter der Ausgangsfeuchte erreicht haben.
  • Grundsätzlich verhält sich die Trocknung mit Mikrowellen genauso, weil hier ebenso hauptsächlich das Wasser angeregt wird. Allerdings absorbiert das Substrat, z.B. Papier, bei den höheren Frequenzen mehr Energie, womit sich unbedruckte Stellen etwas mehr erwärmen als bei HF.
  • 6b zeigt den Trocknungsverlauf bei Bestrahlung mit UV (z.B. bei einer Wellenlänge von 385 nm). Jetzt wird die Trocknungsenergie von den Pigmenten absorbiert. Damit ist die absorbierte Leistung während des Trocknungsvorganges konstant, auch wenn die Tinte immer trockener wird, denn die Anzahl der Pigment-Partikel während des Trocknens bleibt gleich. Der Feuchteverlust im Substrat geht über einen großen Bereich linear mit der Zeit von statten. Ist das Wasser der Tinte bereits verdampft und es wird trotzdem weiter mit UV bestrahlt, dann absorbieren die trockenen Pigmente weiterhin Energie und das Substrat trocknet viel weiter unter seine Ausgangsfeuchte aus als bei HF.
  • An Stellen mit viel Tinte und damit viel Pigmenten wird etwas mehr Energie absorbiert als an Stellen mit weniger Tinte, deshalb geht hier pro Zeit mehr Feuchte verloren. Da aber Stellen mit wenig Tinte auch wenig Wasser haben, sind sie trotzdem schneller trocken (im Gegensatz zu HF).
  • Unbedruckte Stellen absorbieren kein UV und damit bleibt an unbedruckten Stellen die Ausgangsfeuchte erhalten.
  • Weder ausschließlich mit HF noch mit UV können bedruckte Stellen mit viel und wenig Tinte daher so getrocknet werden, dass letztlich überall das Substrat die ursprüngliche Feuchte hat.
  • Die Erfindung nutzt daher die Kombination der beiden selektiven Trocknungsverfahren wie sie in 2 dargestellt ist: Begonnen (zum Zeitpunkt t0) wird der Trocknungsvorgang mit HF-Trocknung. Vor allem an den Stellen mit viel Tinte bzw. Wasser wird zunächst die Feuchte schnell reduziert bzw. entzogen, d.h. es wird an solchen Stellen mehr Feuchte (Wassermenge) pro Zeiteinheit entzogen als an Stellen mit wenig Tinte bzw. Wasser. Kurz bevor sich die Feuchte-Kurven von Stellen mit viel und wenig Tinte kreuzen wird das Trocknen mit HF beendet (Zeitpunkt t1). Die Feuchte der Stellen mit viel Tinte ist schon deutlich reduziert und liegt nur noch knapp über der mit wenig Tinte. Jetzt setzt die UV-Trocknung ein (ebenfalls Zeitpunkt t1). Die Stellen mit viel Tinte und viel Pigment verlieren jetzt schneller die Feuchtigkeit, d.h. an solchen Stellen wird mehr Feuchte (Wassermenge) pro Zeiteinheit entzogen als an Stellen mit wenig Tinte bzw. Pigment, weshalb ihre Kurve schneller abfällt. Zwischen t0 und t1 erfolgt der Entzug der Feuchte dabei schneller (d.h. mehr Wassermenge pro Zeiteinheit) als zwischen t1 und t2 . Ist der Übergang von HF zu UV-Trocknung geschickt gewählt, dann kreuzen sich die Trocknungskurven von viel und wenig Tinte genau bei der Ausgangsfeuchte. Jetzt wird auch die UV-Trocknung beendet (Zeitpunkt t2) und es ist überall im Substrat wieder die Ausgangsfeuchte erreicht.
  • Die optimalen Zeitpunkte t1 bis t3 können für wechselnde Kombinationen von Tinten (verschiedene Wassermengen, verschiedene Pigmente, verschiedenen Pigmentmengen) und Substraten (z.B. verschiedene Papiersorten und/oder verschiedene Papierdicken) vorab in Testdurchläufen (Drucken, Trocknen und Auswerten der Trockenergebnisse) bestimmt und für das erfindungsgemäße Trocknen bereitgestellt werden. Hierzu kann ein digitaler Rechner mit einem digitalen Speicher vorgesehen sein, welcher den Trockner steuert oder mit einer Trocknersteuerung in Verbindung steht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Substrat
    1a
    Bereitstellen des Substrats mit Ausgangsfeuchte
    2
    Bereitstellen der Tinte
    3
    Drucken
    3a
    Erhöhen der Feuchte des Substrats
    4
    Fördern des Substrats
    5
    erster Schritt des Trocknens (HF/MW)
    5a
    Verringern der Feuchte des Substrats
    6
    zweiter Schritt des Trocknens (UV)
    6a
    Verringern der Feuchte des Substrats
    7
    Ende des Trocknens
    7a
    Erreichen der Ausgangsfeuchte des Substrats
    8
    Druckmaschine
    9
    Druckstation
    10
    erster Trockner (HF/MW)
    11
    zweiter Trockner (UV)
    12
    Greifer
    12a
    Greiferbrücke
    12b
    Greiferfinger
    12c
    Greiferauflage
    18
    Leiteinrichtung
    13
    HF-Feld
    14
    Elektroden
    15a
    Feuchteverlauf (HF/MW, viel Farbe)
    15b
    Feuchteverlauf (HF/MW, wenig Farbe)
    16a
    Feuchteverlauf (UV, viel Farbe)
    16b
    Feuchteverlauf (UV, wenig Farbe)
    17a
    Übergang des Feuchteverlaufs
    17b
    Übergang des Feuchteverlaufs
    18
    Leiteinrichtung
    t0
    Zeitpunkt: Start erste Trocknung
    t1
    Zeitpunkt: Ende erste Trocknung/Start zweite Trocknung
    t2
    Zeitpunkt: Ende zweite Trocknung
    t3
    Zeitpunkt: Ende HF-Trocknung
    t4
    Zeitpunkt: Ende UV-Trocknung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3012110 A1 [0004]
    • EP 3034309 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Drucken und Trocknen, wobei eine Wasser und Pigment enthaltende Tinte (2) im Tintendruckverfahren auf - eine Ausgangsfeuchte (1a) aufweisendes und zumindest Wasser der Tinte aufsaugendes - Substrat (1) gedruckt (3) wird, wodurch die Feuchte des Substrats erhöht (3a) wird, und wobei zuerst in einem ersten Trocknungsschritt (5, 5a) mit einer selektiv an Wasser-Moleküle koppelnden Strahlung und anschließend in einem zweiten Trocknungsschritt (6, 6a) mit einer selektiv an das Pigment koppelnden Strahlung getrocknet wird, derart, dass nach Abschluss (7) der beiden Trocknungsschritte (5, 5a, 6, 6a) das Wasser der gedruckten Tinte im Wesentlichen vollständig verdampft ist und das Substrat wieder im Wesentlichen seine Ausgangsfeuchte (7a) aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst mit Hochfrequenz-Strahlung (5) oder Mikrowellen-Strahlung (5) getrocknet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während einer ersten vorgegebenen Zeitspanne (t1) getrocknet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der ersten vorgegebenen Zeitspanne (t1) Stellen des Substrates mit hohem Tintenauftrag (15a) im Vergleich zu Stellen des Substrates mit niedrigem Tintenauftrag (15b) derart getrocknet werden, dass ersteren schneller Feuchte entzogen wird als letzteren.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend mit Ultraviolett-Strahlung (6) getrocknet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne (t2) getrocknet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten vorgegebenen Zeitspanne Stellen des Substrates mit hohem Tintenauftrag (16a) im Vergleich zu Stellen des Substrates mit niedrigem Tintenauftrag (16b) derart getrocknet werden, dass ersteren schneller Feuchte entzogen wird als letzteren.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) zumindest während des ersten Trocknungsschrittes (5, 5a) mittels Greifern (12) transportiert wird und dass dabei das Substrat von Greiferfingern (12b) und Greiferauflagen (12c) aus nichtmetallischem Material gehalten wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport mittels Greiferbrücken (12a) aus nichtmetallischem Material erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport durch Leiteinrichtungen (18) aus nichtmetallischem Material unterstützt wird.
DE102019204631.2A 2018-04-26 2019-04-02 Verfahren zum Drucken und Trocknen Withdrawn DE102019204631A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018206497 2018-04-26
DE102018206497.0 2018-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019204631A1 true DE102019204631A1 (de) 2019-10-31

Family

ID=68205694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019204631.2A Withdrawn DE102019204631A1 (de) 2018-04-26 2019-04-02 Verfahren zum Drucken und Trocknen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10882336B2 (de)
JP (1) JP2019194014A (de)
CN (1) CN110406286A (de)
DE (1) DE102019204631A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020128178A1 (de) * 2019-11-29 2021-06-02 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft Verfahren zum Trocknen eines bedruckten Substrats unter Verwendung eines thermodynamischen Modells

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2261101B1 (es) 2006-05-22 2007-12-16 Digital Internet Transport System, S.L. Procedimiento y dispositivo para acondicionamiento de papel.
DE102008035755A1 (de) * 2008-07-31 2010-02-04 Eastman Kodak Co. Verfahren zum Trocknen eines Bedruckstoffs und/oder eines darauf befindlichen Druckmediums und eine Druckmaschine
EP2258553A1 (de) 2009-06-05 2010-12-08 WIFAG Maschinenfabrik AG Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Farbe auf einem bedruckten Substrat
CN103568481A (zh) * 2013-10-14 2014-02-12 安徽华印机电股份有限公司 机组式凹版印刷机
JP6413565B2 (ja) * 2014-09-30 2018-10-31 セイコーエプソン株式会社 印刷装置
DE102015215335A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Heidelberger Druckmaschinen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen und Bestrahlen von Tinten
JP6512529B2 (ja) 2014-10-22 2019-05-15 株式会社リコー インクジェット画像形成装置
JP6443031B2 (ja) 2014-12-17 2018-12-26 株式会社リコー 乾燥装置及びインクジェット画像形成装置
DE102015204980B4 (de) 2015-03-19 2019-10-24 Koenig & Bauer Ag Druckmaschine mit zumindest einem Selektivtrockner
CN105437802A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 浙江东合印刷包装有限公司 一种凹印、胶印、丝印配合印刷工艺
CN205871473U (zh) * 2016-08-09 2017-01-11 湖州佳宁印刷有限公司 印刷机的纸张处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110406286A (zh) 2019-11-05
JP2019194014A (ja) 2019-11-07
US20190329570A1 (en) 2019-10-31
US10882336B2 (en) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0699529B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken einer Materialbahn
DE4227136C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten einer bedruckten und anschließend thermisch getrockneten, bewegten Materialbahn, insbesondere Papierbahn
DE3790947C2 (de) Verfahren und Vorrichtung für eine Taschenventilation in der Trockenpartie einer Papiermaschine, insbesondere für schnellaufende Papiermaschinen
EP1516087B1 (de) Vorrichtung zum beidseitigen streichen und zum trocknen einer materialbahn, insbesondere aus papier oder karton
DE3207463C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und anschließendem Kühlen von insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten Warenbahnen
DE102019204631A1 (de) Verfahren zum Drucken und Trocknen
DE10116840A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Glätten einer Materialbahn
EP1862302A2 (de) Rotationsdruckmaschine mit Trockner
DE102014205381A1 (de) Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
EP0270109B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Recken von Materialbahnen, insbesondere Deckelfolienbahnen für Verpackungsbehältnisse
DE102018210912A1 (de) Verfahren zum Drucken und Trocknen
EP0050879A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren von bahnförmigem Material
EP1348809B1 (de) Auftragsvorrichtung
DE590293C (de) Verfahren zur Herstellung nicht rollender, gummierter Papiere, z. B. fuer Briefmarken
DE19954083A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton
DE2024979A1 (en) Protective varnish layer applied to unset film of ink - on laminar backing
DE2132844B2 (de) Trockenvorrichtung fuer eine webmaschine
DE112007000236T5 (de) Verfahren in Verbindung mit der Herstellung einer oberflächengeleimten Faserbahn, insbesondere einer oberflächengeleimten Papier- oder Kartonbahn
DE69922101T2 (de) Verfahren und Trockenpartie zum Trocknen einer Faserstoffbahn
EP3090874A1 (de) Verfahren zum falzen eines lackierten, bahn- oder bogenförmigen bedruckstoffes
DE102022105500A1 (de) Auftragswerk und Verfahren
AT157595B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen feuchter Längsstreifen an Papierbahnen.
EP1444054A2 (de) Verfahren zum auftragen eines auftragsmediums auf eine laufende materialbahn
DE10159999B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Lösemittelextraktion aus bedrucktem Papier
DE10024295B4 (de) Zylinderanordnung einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee