DE102021102850B4 - Device and method for printing a recording medium with UV ink in a printing device - Google Patents

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Abstract

Ein Aufzeichnungsträgers (11) wird mit UV-Tinte unter Schutzgas (25) bedruckt und die Tinte mittels UV-Bestrahlung ausgehärtet. Um das Schutzgas (25) zuzuführen sind entsprechende Strömungskörper (36) mit planparallelen Flächen zum Aufzeichnungsträger (11) ausgebildet, die Engstellen darstellen und dadurch aufgrund des Bernoulli-Effekts einen Unterdruck erzeugen, wodurch Schutzgas (25) aus Strömungskanälen (30) in den Druckspalt (32) gesaugt wird. Die Tinte wird mit UV-Licht beidseitig bestrahlt, um die Tinte gut auszuhärten. Somit können polymere Aufzeichnungsträger (11) wie Kunststoff-Folien bedruckt werden, die dann als Druckgut im Lebensmittelbereich verwendet werden können.A recording medium (11) is printed with UV ink under protective gas (25) and the ink is cured by means of UV radiation. In order to supply the protective gas (25), corresponding flow bodies (36) are designed with plane-parallel surfaces to the recording medium (11), which represent constrictions and thus generate a negative pressure due to the Bernoulli effect, whereby protective gas (25) flows out of flow channels (30) into the pressure gap (32) is sucked. The ink is irradiated with UV light on both sides in order to harden the ink well. Thus, polymeric recording media (11) such as plastic films can be printed, which can then be used as print material in the food sector.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit UV-härtbarer Tinte in einem Druckgerät, insbesondere zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers aus Kunststoff, insbesondere eines transparenten Kunststoffs.The invention relates to a device for printing a recording medium with UV-curable ink in a printing device, in particular for printing a web-shaped recording medium made of plastic, in particular a transparent plastic.

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers können digitale Druckgeräte, wie Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist hinreichend bekannt. Insbesondere sind digitale Hochgeschwindigkeits-Tintendruckgeräte bekannt, bei denen Tintentropfen zum Erzeugen eines Druckbilds aus Düsen eines Druckkopfs auf einen schnell bewegten, bahnförmigen Aufzeichnungsträger ausgestoßen werden.Digital printing devices, such as ink printing devices, can be used for single-color or multicolor printing of a web-type recording medium. The structure of such ink printers is well known. In particular, high-speed digital ink printing devices are known in which ink droplets are ejected from nozzles of a print head onto a rapidly moving, web-like recording medium in order to generate a print image.

Insbesondere beim Bedrucken von Aufzeichnungsträgern aus Kunststoff (auch als Kunststoff-Folien bezeichnet) werden vorzugsweise UV-Tinten verwendet, die durch energiereiche Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet werden können. Ein solcher UV-Tintendruck ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2017 124 115 A1 bekannt. Solche UV-Tinten können zumindest teilweise gehärtet (dies wird auch als „Pinning“ bezeichnet) und danach durch UV-Strahlung vollständig ausgehärtet werden, um die Farbschicht sicher auf dem Aufzeichnungsträger zu fixieren, d.h. um die Beständigkeit der Farbschicht des Druckbildes auf dem Aufzeichnungsträger sicherzustellen. Darin wurde beispielsweise ein Sensor zur Bestimmung des Polymerisationsgrad der UV-Tinte beschrieben.Particularly when printing recording media made of plastic (also referred to as plastic films), UV inks are preferably used, which can be cured by high-energy irradiation with UV light. Such a UV ink print is, for example, from the published application DE 10 2017 124 115 A1 known. Such UV inks can be at least partially cured (this is also known as "pinning") and then fully cured by UV radiation in order to securely fix the ink layer on the recording medium, i.e. to ensure the stability of the ink layer of the print image on the recording medium . For example, a sensor for determining the degree of polymerization of the UV ink was described therein.

WO 2013/ 046 012 A2 offenbart ein Tintendrucksystem mit einer Gasabfuhr. WO 2013/ 046 012 A2 discloses an ink printing system with a gas exhaust.

Die nachveröffentlichte Druckschrift EP 3 795 934 A1 offenbart ein UV-Tintendrucksystem, bei dem eine Inertgas-Zufuhr und -Abfuhr vorgesehen ist.The post-published pamphlet EP 3 795 934 A1 discloses a UV ink printing system in which an inert gas supply and exhaust is provided.

US 2015/0 283 830 A1 offenbart ein Tintendrucksystem mit einer Sauerstoffzufuhr. US 2015/0 283 830 A1 discloses an ink printing system with an oxygen supply.

US 2015/0 049 149 A1 offenbart ebenfalls ebenfalls ein Tintendrucksystem mit einer Sauerstoffzufuhr. US 2015/0 049 149 A1 also also discloses an ink printing system with an oxygen supply.

Ziel ist es, einen gesundheits- und umweltverträglichen Druckprozess und ein entsprechendes Druckgut zu erzeugen. Bei den meisten Druckanwendungen werden daher wasserbasierte Tinten und Farbstoffe verwendet. Da aber wasserbasierte Tinte auf Polymeren (Kunststoffen) nicht haften, werden für diesen Anwendungsbereich vorzugsweise UV-Tinten verwendet. Diese Tinten enthalten neben den Monomeren auch Photoinitiatoren. Photoinitiatoren sind chemische Verbindungen, die nach Absorption von (UV-) Licht in einer Photolysereaktion zerfallen und so reaktive Spezies bilden, die eine Reaktion starten (initiieren) können (meist eine Polymerisation). Bei den reaktiven Spezies handelt es sich um Radikale oder um Kationen. Zudem kommt es noch zur Migration, weil die Polymerisation in der Regel nicht vollständig stattfindet. Daher sind die Stoffe der UV-Tinte in toxikologischer Hinsicht besonders relevant bei Lebensmittelverpackungen, Arzneimitteln und Spielzeug, aber auch Gebrauchsgütern wie Textilien.The aim is to create a health and environmentally friendly printing process and a corresponding print product. Water-based inks and dyes are therefore used in most printing applications. However, since water-based ink does not adhere to polymers (plastics), UV inks are preferably used for this area of application. In addition to the monomers, these inks also contain photoinitiators. Photoinitiators are chemical compounds which, after absorbing (UV) light, decompose in a photolysis reaction and thus form reactive species which can start (initiate) a reaction (usually a polymerisation). The reactive species are radicals or cations. In addition, there is still migration because the polymerization usually does not take place completely. From a toxicological point of view, the substances in the UV ink are therefore particularly relevant for food packaging, pharmaceuticals and toys, but also for consumer goods such as textiles.

In der Realität kommt es noch zur Migration, weil die Polymerisationen in der Regel nicht vollständig sind. Insbesondere bedingt die Farbe der Tinte an der Oberfläche, dass darunter liegende Schichten nicht vollständig von UV-Strahlung erreicht werden und die Polymerisation nicht optimal initiiert werden kann. Durch Erhöhen der Intensität der UV-Bestrahlung kann die Polymerisation zwar verbessert werden, hat aber den Nachteil, dass viel mehr Energie verbraucht wird und dies zudem mit einer stärkeren Erwärmung des Aufzeichnungsträgers einhergeht, was nicht erstrebenswert ist.In reality, migration still occurs because the polymerizations are usually not complete. In particular, the color of the ink on the surface means that the layers underneath cannot be fully reached by UV radiation and the polymerisation cannot be initiated optimally. Although the polymerization can be improved by increasing the intensity of the UV radiation, it has the disadvantage that much more energy is consumed and this is also accompanied by greater heating of the recording medium, which is not desirable.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit UV-Tinte in einem Druckgerät zu schaffen, mit dem beispielsweise Aufzeichnungsträger aus Kunststoff (Polymeren) sicher und zuverlässig mit UV-Tinte bedruckt werden können, ohne dass bei der Fixierung der Tinte und später gesundheitsschädliche Stoffe von dem mit der UV-Tinte bedruckten Druckgut emittiert werden.The invention is based on the problem of creating a device and method for printing a recording medium with UV ink in a printing device with which, for example, recording medium made of plastic (polymers) can be printed safely and reliably with UV ink without the fixing of the ink and later harmful substances are emitted by the print material printed with the UV ink.

Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit UV-Tinte in einem Druckgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst.This problem is solved by a device for printing a recording medium with UV ink in a printing device having the features of claim 1 and a method for printing a recording medium having the features of claim 5.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit UV-Tinte in einem Druckgerät weist eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Aufzeichnungsträgers durch das Druckgerät auf, wobei der Aufzeichnungsträger durch eine Druckeinheit mit UV-härtbarer Tinte bedruckt wird. Eine erste Fixiereinheit ist oberhalb und unterhalb des Aufzeichnungsträgers angeordnet und bestrahlt den Aufzeichnungsträger mit UV-Strahlung von oben und von unten, um die Tinte zumindest anzufixieren (d.h. zumindest teilweise zu fixieren). Strömungskanäle im Bereich der Druckeinheit und der ersten Fixiereinheit sind so ausgebildet, dass Schutzgas zum Aufzeichnungsträger im Bereich der Druckeinheit und der ersten Fixiereinheit strömt, das die Luft aus der Umgebung verdrängt und so eine Schutzgasatmosphäre schafft. Zumindest eine Absaugvorrichtung ist in dem Druckgerät angeordnet, die gasförmige Stoffe aus dem Druckgerät absaugt.A device according to the invention for printing a recording medium with UV ink in a printing device has a transport device for transporting the recording medium through the printing device, the recording medium being printed with UV-curable ink by a printing unit. A first fixing unit is arranged above and below the recording medium and irradiates the recording medium with UV radiation from above and from below in order to at least fix (ie at least partially fix) the ink. Flow channels in the area of the printing unit and the first fixing unit are designed in such a way that protective gas flows to the recording medium in the area of the printing unit and the first fixing unit, displacing the air from the environment and thus creates a protective gas atmosphere. At least one suction device is arranged in the printing device, which sucks gaseous substances out of the printing device.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit UV-härtbarer Tinte in einem Druckgerät wird ein Aufzeichnungsträger durch das Druckgerät transportiert und dabei mit UV-härtbarer Tinte bedruckt. Danach wird der Aufzeichnungsträger mit UV-Licht bestrahlt, um die Tinte zumindest teilweise zu fixieren. Während des Bedruckens strömt Schutzgas durch Strömungskanäle zum Aufzeichnungsträger und verdrängt Umgebungsluft. Am Ende des Druckprozesses werden gasförmige Stoffe aus dem Druckgerät abgesaugt.In a method according to the invention for printing a recording medium with UV-curable ink in a printing device, a recording medium is transported through the printing device and is thereby printed with UV-curable ink. The recording medium is then irradiated with UV light in order to at least partially fix the ink. During printing, protective gas flows through flow channels to the recording medium and displaces ambient air. At the end of the printing process, gaseous substances are extracted from the printing device.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass durch das Verdrängen von Umgebungsluft durch Schutzgas die Entstehung von Ozon beim Fixieren von UV-Tinte weitgehend unterbunden wird. Denn somit wird Sauerstoff der Umgebungsluft minimiert und Ozon kann gar nicht erst entstehen. Somit ist das Druckgut umwelt- und gesundheitsverträglich, was den Einsatz für Lebensmittel gut möglich macht. Infolge der beidseitigen Bestrahlung mit UV-Licht ist das Druckbild mit der Farbschicht auf dem Aufzeichnungsträger beständig und sicher darauf fixiert.This solution has the advantage that the formation of ozone when fixing UV ink is largely prevented by displacing ambient air with protective gas. This is because oxygen in the ambient air is minimized and ozone cannot form in the first place. The printed material is therefore environmentally and health-friendly, which makes it possible to use it for food. As a result of the two-sided irradiation with UV light, the print image with the ink layer is permanently and securely fixed on the recording medium.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. So ist es vorteilhaft, wenn die Gehäusewände von Druckköpfen/- riegeln und Fixiereinheiten Strömungskanäle bilden, durch die Schutzgas zum Aufzeichnungsträger strömen kann. Das Schutzgas vermindert den Sauerstoffgehalt der dort herrschenden Atmosphäre/Umgebung. Denn Sauerstoff kann bei UV-Bestrahlung zu Ozon oxidieren, das gesundheitsschädlich ist und geruchsbelastend ist. Durch eine geringere Sauerstoffkonzentration wird bei der Fixierung auch weniger UV-Licht absorbiert, so dass mit geringerer Energiezufuhr gearbeitet werden kann.Advantageous configurations of the invention are characterized by the dependent claims. It is advantageous if the housing walls of print heads/bars and fixing units form flow channels through which protective gas can flow to the recording medium. The protective gas reduces the oxygen content of the prevailing atmosphere/environment. This is because oxygen can oxidize to ozone when exposed to UV radiation, which is harmful to health and has an odor nuisance. A lower oxygen concentration means that less UV light is absorbed during fixation, so that less energy can be used.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Strömungskörper vor der Druckeinheit angeordnet ist, der ein Gehäuse mit einer stirnseitig planen Oberfläche mit einem insbesondere parallelen Abstand zum Aufzeichnungsträger aufweist und eine Seitenwand des Strömungskörpers mit einem Abstand zum ersten Druckriegel angeordnet ist, wodurch ein Strömungskanal gebildet wird. Bei einem schnell bewegten Aufzeichnungsträger entsteht somit an der Stirnseite des Strömungskörpers eine Engstelle, die aufgrund des Bernoulli-Effekts ein Unterdruck erzeugt. Durch den Unterdruck wird mehr Schutzgas in den Bereich des Aufzeichnungsträgers aus dem Strömungskanal gesaugt, was effektiver für die Reduktion von Sauerstoff wirkt und somit weniger Ozon in diesem Bereich entstehen kann. Denn Ozon sollte im Druckprozess möglichst wenig entstehen, da Ozon stark UV-Strahlen absorbiert und somit die Effektivität der Fixierung reduzieren würde. Außerdem ist Ozon gesundheitsschädlich und sollte daher möglichst wenig emittiert werden.Furthermore, it is advantageous if a flow body is arranged in front of the printing unit, which has a housing with a planar surface on the end face with an in particular parallel distance from the recording medium and a side wall of the flow body is arranged at a distance from the first pressure bar, as a result of which a flow channel is formed . In the case of a rapidly moving recording medium, a constriction thus arises on the end face of the flow body, which creates a negative pressure due to the Bernoulli effect. Due to the negative pressure, more protective gas is sucked out of the flow channel into the area of the recording medium, which is more effective for the reduction of oxygen and thus less ozone can form in this area. Because ozone should be produced as little as possible in the printing process, since ozone strongly absorbs UV rays and would thus reduce the effectiveness of the fixation. In addition, ozone is harmful to health and should therefore be emitted as little as possible.

Vorzugsweise sind die Strömungskanäle über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers zwischen den Druckriegeln/Druckköpfen und der Fixiereinheit ausgebildet. Somit wird Schutzgas über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers in den Druckspalt befördert, was wiederum weniger Umluft in diese Bereiche gelangen lässt und somit die Ozonbildung stark reduziert oder gar ganz verhindert.The flow channels are preferably formed across the entire width of the recording medium, transversely to the transport direction of the recording medium, between the pressure bars/print heads and the fixing unit. In this way, protective gas is conveyed into the printing gap over the entire width of the recording medium, which in turn allows less circulating air to get into these areas and thus greatly reduces or even completely prevents the formation of ozone.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine weitere Fixiereinheit am hinteren Ende des Druckgeräts in der Nähe der Abzugswalzen kurz bevor der Aufzeichnungsträger das Druckgerät verlässt angeordnet ist. Am Ende des Druckprozesses im Druckgerät kann die UV-Tinte nun vollständig ausgehärtet werden, falls sie noch nicht vollständig polymerisiert war. Wenn die Tinte ausgehärtet ist, können kaum noch Schadstoffe aus dem Druckbild oder in den Aufzeichnungsträger migrierte Stoffe nach außen abgegeben werden. Vorteilhafterweise werden restliche Gase in der Umgebung durch zumindest eine Absaugvorrichtung im Bereich der weiteren Fixiereinrichtung abgesaugt, so dass beim Druckvorgang eine gegebenenfalls entstehende Geruchsbelästigung behoben wird.Furthermore, it is advantageous if a further fixing unit is arranged at the rear end of the printing device in the vicinity of the take-off rollers just before the recording medium leaves the printing device. At the end of the printing process in the printing device, the UV ink can now be fully cured if it was not yet fully polymerized. When the ink has hardened, hardly any pollutants from the printed image or substances that have migrated into the recording medium can be released to the outside. Residual gases in the environment are advantageously sucked off by at least one suction device in the area of the further fixing device, so that any odor nuisance that may arise during the printing process is eliminated.

Es ist vorteilhaft, wenn Wasserdampf als Schutzgas verwendet wird. Wasserdampf ist gut durchgängig für UV-Licht, so dass die Fixierung nicht behindert wird. Zudem ist Wasserdampf billig und gut gesundheitsverträglich. Wasserdampf, der sich gegebenenfalls im Druckgerät niederschlägt kann gut von den Absaugvorrichtungen aus dem Druckgerät abgesaugt werden, so dass keine Korrosion im Gerät entsteht.It is advantageous if water vapor is used as the protective gas. Water vapor passes UV light well so fixation is not hampered. In addition, water vapor is cheap and not harmful to health. Water vapor that may be deposited in the pressure device can be easily extracted from the pressure device by the suction devices, so that no corrosion occurs in the device.

Es kann auch Stickstoff als Schutzgas verwendet werden, um den Sauerstoff der Umgebungsluft im Bereich der Druckeinheit und der Fixiereinheit zu verdrängen.Nitrogen can also be used as an inert gas to displace the oxygen in the ambient air in the area of the printing unit and the fusing unit.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Ansicht eines Tintendruckgeräts, das zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers mit UV-Tinte dient,
  • 2 ein Schnitt durch einen Teil des Tintendruckgeräts mit einer Druckeinheit und einer Fixiereinheit, die jeweils oberhalb des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind,
  • 3 ein Schnitt durch zwei Paare von Fixiereinheiten des Tintendruckgeräts, die jeweils oberhalb und unterhalb des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind, und
  • 4 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit UV-Tinte mit einem Tintendruckgerät.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:
  • 1 a view of an ink printing device, which is used to print a web-shaped recording medium with UV ink,
  • 2 a section through part of the ink printing device with a printing unit and a fixing unit, each arranged above the recording medium,
  • 3 a section through two pairs of fixing units of the ink printing device, which are respectively arranged above and below the recording medium, and
  • 4 an exemplary flow chart of a method for printing a recording medium with UV ink using an ink printing device.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines Druckgeräts als digitales Druckgerät beispielhaft erläutert, bei dem als Druckfarbe UV-Tinte verwendet wird. Die UV-Tinte ist durch UV-Strahlung (UV-Licht) härtbar. Es können jedoch auch andere Arten von Druckgeräten und UV-Druckfarben verwendet werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Tintendruckgeräts erläutert, das als Bedruckstoff einen bahnförmigen Aufzeichnungsträger mittels Tintendruckköpfe bedruckt. In den folgenden Figuren sind funktional gleiche oder identische Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.The invention is explained below by way of example using an exemplary embodiment of a printing device as a digital printing device in which UV ink is used as the printing ink. The UV ink is curable by UV radiation (UV light). However, other types of printing equipment and UV inks can also be used. The invention is explained below with reference to an ink printer which, as the printing material, prints a web-type recording medium using ink print heads. In the following figures, elements that are functionally the same or identical are identified by the same reference symbols.

In 1 ist ein Tintendruckgerät 10 zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers 11 dargestellt, der mit UV-Tinte bedruckt wird. Das Tintendruckgerät 10 weist einen Abwickler 12 auf, auf dem ein Vorrat des Aufzeichnungsträgers 11 - hier in Rollenform - gespeichert ist. Der Aufzeichnungsträger 11 wird dem Tintendruckgerät 10 vom Abwickler 12 aus zugeführt und zum vollständigen Bedrucken durch dieses mit Hilfe von Transportwalzen 13, Umlenkwalzen, Einzugs- und Abzugswalzen 14 bzw. 15 (von denen hier nur einige beispielhaft dargestellt sind) hindurchtransportiert.In 1 an ink printing device 10 for printing a web-shaped recording medium 11 is shown, which is printed with UV ink. The ink printing device 10 has an unwinder 12 on which a supply of the recording medium 11—here in roll form—is stored. The recording medium 11 is fed to the ink printer 10 from the unwinder 12 and transported through it for complete printing with the aid of transport rollers 13, deflection rollers, feed and pull-off rollers 14 and 15 (only a few of which are shown here as examples).

Über die Einzugswalzen 14 wird der Aufzeichnungsträger 11 in Transportrichtung 17 (siehe Pfeile) in das Tintendruckgerät 10 eingezogen. Über einen nicht dargestellten Drehrahmen wird die seitliche Ausrichtung des bahnförmigen Aufzeichnungsträgers 11 beim Transport durch das Tintendruckgerät 10 geregelt.The recording medium 11 is drawn into the ink printer 10 in the transport direction 17 (see arrows) via the feed rollers 14 . The lateral alignment of the web-type recording medium 11 during transport through the ink printer 10 is regulated via a rotary frame (not shown).

Anschließend wird der Aufzeichnungsträger 11 auf einer Seite (hier auf der Oberseite) in einer Druckeinheit 20 mit einem gewünschten Druckbild (in 3 ist beispielhaft ein auf dem Aufzeichnungsträger 11 haftender einzelner Tintentropfen 23 als Teil des Druckbildes übertrieben stark dargestellt) bedruckt. Für einen Mehrfarbendruck sind in der Druckeinheit 20 mehrere Druckriegel 21 mit zumindest einem Druckkopf 22 (siehe 2) angeordnet, wobei jeder Druckriegel 21 eine andere Farbe/Tinte verdrucken kann. In 1 ist die Druckeinheit 20 mit vier Druckriegeln 21 für die Grundfarben YMCK - Gelb-Magenta-Cyan-Schwarz - dargestellt. Zudem kann mit einem ersten Druckriegel 21 ein Primer FL oder eine sonstige Funktionsflüssigkeit zum besseren Fixieren/Haften der Tinte auf dem Aufzeichnungsträger 11 verwendet werden., falls eine solche Flüssigkeit für den Druckprozess benötigt wird. Ebenso kann alternativ oder zusätzlich zum Primer FL ein erster Druckriegel 21 für die Druckfarbe Weiß verwendet werden, die als „Untergrundfarbe“ beispielsweise für den Druck auf einer transparenten Folie verwendet werden kann.The recording medium 11 is then printed on one side (here on the upper side) in a printing unit 20 with a desired print image (in 3 For example, an individual ink droplet 23 adhering to the recording medium 11 is shown exaggeratedly as part of the printed image). For multi-color printing, a plurality of print bars 21 with at least one print head 22 (see Fig 2 ) arranged, each pressure bar 21 can print a different color / ink. In 1 the printing unit 20 with four pressure bars 21 for the primary colors YMCK - yellow-magenta-cyan-black - is shown. In addition, a primer FL or another functional liquid can be used with a first print bar 21 for better fixing/adhering of the ink on the recording medium 11, if such a liquid is required for the printing process. Likewise, as an alternative or in addition to the primer FL, a first print bar 21 can be used for the printing ink white, which can be used as a “background color” for printing on a transparent film, for example.

In einer nachfolgenden Fixiereinheit 24 (mit den Fixiereinheiten UV1 und UV1') wird die UV-Tinte und damit das Druckbild mittels UV-Licht bestrahlt und somit zumindest teilweise gehärtet. Infolgedessen ist das Druckbild auf dem Aufzeichnungsträger 11 zumindest teilweise fixiert. Insbesondere bei einem transparentem Aufzeichnungsträger 11, wie einer transparenten Kunststofffolie, oder einem für UV-Licht zumindest zum Teil durchlässigem Material kann die Tinte auch von der Unterseite durch den Aufzeichnungsträger 11 hindurch mit UV-Licht (von der Fixiereinheit UV1') bestrahlt werden.In a subsequent fixing unit 24 (with the fixing units UV1 and UV1'), the UV ink and thus the printed image are irradiated with UV light and thus at least partially hardened. As a result, the printed image is at least partially fixed on the recording medium 11 . Particularly in the case of a transparent recording medium 11, such as a transparent plastic film, or a material that is at least partially permeable to UV light, the ink can also be irradiated from the underside through the recording medium 11 with UV light (from the fixing unit UV1′).

Falls die Tinte, beispielsweise aus drucktechnischen Gründen, nicht vollständig gehärtet wird, kann noch eine weitere Fixiereinheit 24 (UV2) am Ende des Druckgeräts 10 kurz bevor der Aufzeichnungsträger 11 das Druckgerät 10 verlässt vorhanden sein. Durch diese Fixiereinheit 24 (UV2) findet dann eine vollständige Aushärtung der UV-Tinte statt, falls die erste Fixiereinheit 24 (UV1) die Tinte noch nicht vollständig ausgehärtet hat. Selbstverständlich kann an diesem Ort auch eine UV-Bestrahlung von unten durch eine Fixiereinheit UV2' erfolgen.If the ink is not fully cured, for example for printing reasons, there can be another fixing unit 24 (UV2) at the end of the printing device 10 just before the recording medium 11 leaves the printing device 10 . This fixing unit 24 (UV2) then completely cures the UV ink if the first fixing unit 24 (UV1) has not yet completely cured the ink. UV irradiation can of course also take place at this location from below through a fixing unit UV2'.

Fixiereinheiten 24, die nicht vollständig das Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 11 fixieren, werden auch als Pinning-Einheiten (Pinning-Lampen bei UV-Bestrahlung) bezeichnet. Beim UV-Pinning wird UV-Licht mit geringerer Intensität für UV-härtbare Tinte verwendet.Fixing units 24 that do not completely fix the printed image on the recording medium 11 are also referred to as pinning units (pinning lamps with UV radiation). UV pinning uses lower intensity UV light for UV curable ink.

Grundsätzlich muss die Wellenlänge (oder auch Frequenz) des ausgestrahlten UV-Lichts genau zu den photochemischen Eigenschaften der Tinte passen. Die Wellenlänge von UV-Licht liegt in der Größenordnung von 380 nm bis 1 nm und entsprechend die Größenordnung der Frequenz zwischen 789 THz bis 300 PHz. Je nach Eigenschaften der UV-Tinte werden eine oder mehrere Frequenzen aus dem UV-Frequenzbereich verwendet, um den Aufzeichnungsträger 11 mit UV-Licht zu bestrahlen und damit die UV-Tinte zu polymerisieren.Basically, the wavelength (or frequency) of the emitted UV light must match the photochemical properties of the ink exactly. The wavelength of UV light is of the order of 380 nm to 1 nm and accordingly the order of frequency between 789 THz to 300 PHz. Depending on the properties of the UV ink, one or more frequencies from the UV frequency range are used in order to irradiate the recording medium 11 with UV light and thus to polymerize the UV ink.

Über Abzugswalzen 15 wird der Aufzeichnungsträger 11 aus dem Druckgerät 10 herausgeführt und kann bei gehärtetem Druckbild entsprechend weiter verarbeitet werden. Falls Haftetiketten oder Klebeetiketten (Labels) bedruckt werden, so werden diese durch Stanzen oder Schneiden vereinzelt. Oder der Aufzeichnungsträger 11 wird entsprechend gewünschter Druckseiten zurechtgeschnitten.The recording medium 11 is fed out of the printing device 10 via take-off rollers 15 and can be further processed accordingly when the printed image has hardened. If adhesive labels or adhesive labels (labels) are printed, these are separated by punching or cutting. Or the recording medium 11 is cut to size in accordance with the desired printed pages.

Bei der UV-Aushärtung von entsprechender UV-Tinte bei normaler Umgebungsluft wird eine hohe Energiemenge benötigt, da Sauerstoff in der Luft zum einen Energie aus dem eingestrahlten UV-Licht nimmt und zudem zu Ozon oxydiert, das wiederum gesundheitsschädlich und geruchsbelastend ist. Zudem hat Sauerstoff weitere Absorptionsbande im UV-Bereich, so dass die Aushärtung nicht so effektiv ist. Außerdem hat UV-Strahlung den Nebeneffekt der Wärmeentwicklung auf dem Aufzeichnungsträger 11.A large amount of energy is required for the UV curing of the corresponding UV ink in normal ambient air, since the oxygen in the air absorbs energy from the irradiated UV light and also oxidizes it to form ozone, which in turn is harmful to health and has an odor nuisance. In addition, oxygen has other absorption bands in the UV range, so curing is not as effective. In addition, UV radiation has the side effect of generating heat on the recording medium 11.

Um diese sauerstoffbedingten Effekte zu vermeiden, wird ein Schutzgas 25 (durch entsprechende Pfeile für die Strömungsrichtung symbolisiert) verwendet, das über eine Pumpe 26, entsprechende Fluid-Leitungen 27 und anschließende Strömungskanäle 30 in schlitzförmigen Zwischenräumen 31 zwischen den Druckriegeln 21 und Fixiereinheit 24 an einem Spalt am Aufzeichnungsträger 11 bereitgestellt wird. Dieser Spalt wird im Folgenden als Druckspalt 32 bezeichnet. Das Schutzgas 25 wird aufgrund der Geometrie/Ausgestaltung des Druckgeräts 10 bei schnell transportiertem Aufzeichnungsträger 11 in den Druckspalt 32 gesaugt und verdrängt Luft der Atmosphäre im Druckspalt 32, somit auch den störenden Sauerstoff der Luft, wodurch eine Atmosphäre im Druckspalt 32 im Wesentlichen aus Schutzgas 25 entsteht.In order to avoid these oxygen-related effects, a protective gas 25 (symbolized by corresponding arrows for the direction of flow) is used, which is conveyed via a pump 26, corresponding fluid lines 27 and subsequent flow channels 30 in slit-shaped spaces 31 between the pressure bars 21 and fixing unit 24 on a Gap on the recording medium 11 is provided. This gap is referred to as the pressure gap 32 below. Due to the geometry/design of the printing device 10, when the recording medium 11 is being transported at high speed, the protective gas 25 is sucked into the printing gap 32 and displaces air in the atmosphere in the printing gap 32, and thus also the interfering oxygen in the air, as a result of which an atmosphere in the printing gap 32 consists essentially of protective gas 25 arises.

Den Polymerisationsgrad der Tinte kann mittel einem oder zwei Lichtsensor 28 erfasst bzw. gemessen werden, die nach der Fixiereinheit 24 angeordnet sind (siehe dazu DE 10 2017 124 115 A1 ). Das Ergebnis der Messung kann dazu verwendet werden, den Gasdruck des Schutzgases 25 mittels der Pumpe 26 zu regeln.The degree of polymerization of the ink can be detected or measured by means of one or two light sensors 28, which are arranged after the fixing unit 24 (see DE 10 2017 124 115 A1 ). The result of the measurement can be used to regulate the gas pressure of the protective gas 25 by means of the pump 26.

Durch eine Absaugvorrichtung 35 (in den Figuren auch mit dem Bezugszeichen A versehen) im Bereich der Fixiereinheiten 24 können gasförmigen Stoffe aus dem Druckgerät 10 gegebenenfalls über Filter nach außen abgesaugt und ins Freie geleitet werden.A suction device 35 (also provided with the reference symbol A in the figures) in the area of the fixing units 24 can suck off gaseous substances from the printing device 10, optionally via filters, and direct them to the outside.

Anhand von 2 wird das Prinzip der Zufuhr von Schutzgas 25 näher erläutert. Dort ist ein Strömungskörper 36 (in den Figuren auch mit der Bezeichnung SK versehen) dargestellt. Der Strömungskörper 36 kann im einfachsten Fall eine Platte oder ein quaderförmiger Körper sein, dessen eine Stirnfläche etwa planparallel zum Aufzeichnungsträger 11 angeordnet ist. In einem Abstand zu seiner Seitenwand 38 ist die Druckeinheit 20 dargestellt (der Einfachheit halber ist nur ein einziger Druckkopf 22 mit seinem Gehäuse dafür dargestellt; selbstverständlich können auch mehrere Druckköpfe 22 oder auch Druckriegel 21 mit je einem Abstand zueinander vorhanden sein).Based on 2 the principle of the supply of protective gas 25 is explained in more detail. A flow body 36 (also provided with the designation SK in the figures) is shown there. In the simplest case, the flow body 36 can be a plate or a cuboid body, one end face of which is arranged approximately plane-parallel to the recording medium 11 . The printing unit 20 is shown at a distance from its side wall 38 (for the sake of simplicity, only a single print head 22 is shown with its housing for it; of course, several print heads 22 or pressure bars 21 can also be present, each at a distance from one another).

Durch diesen Abstand der beiden Seitenwände 38 von Strömungskörper 36 und Druckkopf 22 entsteht ein erster Zwischenraum 31. Ein zweiter Zwischenraum 31 wird durch die Gehäuse des Druckkopfs 22 und der Fixiereinheit 24 gebildet, da deren Seitenwände 38 ebenfalls in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Zwischenräume 31 können so ausgestaltet sein, dass sie einen oder mehrere Strömungskanäle 30 für Schutzgas 25 bilden. Der rechte (zweite) Zwischenraum 31 in 2 ist beispielhaft mit mehreren Strömungskanälen 30 dargestellt. Wenn viele, parallele Strömungskanäle 30 vorhanden sind, entsteht eine laminare Gesamtströmung, wenn ein gasförmiges Fluid wie das Schutzgas 25 diese Strömungskanäle 30 durchströmt.This distance between the two side walls 38 of the flow body 36 and the print head 22 creates a first gap 31. A second gap 31 is formed by the housing of the print head 22 and the fixing unit 24, since their side walls 38 are also arranged at a distance from one another. The intermediate spaces 31 can be designed in such a way that they form one or more flow channels 30 for protective gas 25 . The right (second) space 31 in 2 is shown as an example with several flow channels 30 . If many parallel flow channels 30 are present, a laminar overall flow occurs when a gaseous fluid such as the protective gas 25 flows through these flow channels 30 .

Falls mehrere Druckriegel 21 - wie in 1 dargestellt - vorhanden sind, so ist zwischen allen Druckriegeln 21 jeweils ein Zwischenraum 31 ausgebildet, der jeweils mit einem oder mehrere Strömungskanäle 30 für Schutzgas 25 ausgebildet sein kann.If several pressure bars 21 - as in 1 shown - are present, an intermediate space 31 is formed between all pressure bars 21, which can each be formed with one or more flow channels 30 for protective gas 25.

Der Strömungskörper 36 weist stirnseitig eine weitgehend ebene oder konkave Fläche zum Aufzeichnungsträger 11 hin auf. Auch der Druckkopf 22 und die Fixiereinheit 24 weisen weitgehend planparallele Stirnflächen zum Aufzeichnungsträger 11 hin auf. Somit entsteht ein Druckspalt 32 zum Aufzeichnungsträger 11 hin mit mehreren Engstellen zur Oberseite des Aufzeichnungsträgers 11 hin, und zwar im Bereich der Stirnflächen vom Strömungskörper 36, des Druckkopfs 22 (diese wird auch als Düsenfläche bezeichnet) und von der UV-Licht-Austrittsfläche der Fixiereinheit 24. Die Spalthöhe oder -dicke beträgt nur einige Millimeter bis zu wenigen Zentimetern und bildet somit Engstellen im Bereich der planparallelen Stirnflächen.The end face of the flow body 36 has a largely flat or concave surface toward the recording medium 11 . The print head 22 and the fixing unit 24 also have largely plane-parallel end faces toward the recording medium 11 . This creates a pressure gap 32 towards the recording medium 11 with several constrictions towards the upper side of the recording medium 11, namely in the area of the end faces of the flow body 36, the print head 22 (this is also referred to as the nozzle surface) and the UV light exit surface of the fixing unit 24. The gap height or thickness is only a few millimeters to a few centimeters and thus forms bottlenecks in the area of the plane-parallel end faces.

Wenn der Aufzeichnungsträger 11 mit hoher Geschwindigkeit in Transportrichtung 17 bewegt wird, so entsteht eine laminare Grenzschichtströmung (siehe gestrichelter Pfeil 37) nahe der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 in dem Druckspalt 32 entlang der Bahn des Aufzeichnungsträgers 11 in Transportrichtung 17. Um Schutzgas 25 in den Druckspalt 32 einströmen zu lassen bedarfs es einer gezielten, geometrischen Ausgestaltung der gesamten Vorrichtung, wie im Folgenden näher erläutert wird.If the recording medium 11 is moved at high speed in the transport direction 17, a laminar boundary layer flow (see dashed arrow 37) occurs near the surface of the recording medium 11 in the pressure gap 32 along the path of the recording medium 11 in the transport direction 17. Around protective gas 25 into the pressure gap To allow 32 to flow in, a targeted, geometric configuration of the entire device is required, as will be explained in more detail below.

In den Bereichen vor dem Strömungskörper 36 und nach der Fixiereinheit 24 (in Transportrichtung 17 gesehen) herrscht hydrostatischer Umgebungsdruck. Da die Stirnfläche des Strömungskörpers 36 zum Aufzeichnungsträger 11 hin als Engstelle im Druckspalt 32 ausgebildet ist (d.h. eine flache oder konkav gebogenen Fläche mit geringem Abstand etwa parallel zum Aufzeichnungsträger 11, der im Bereich der Druckeinheit 20 bogenförmig geführt sein kann), entsteht bei erhöhter Bahngeschwindigkeit aufgrund des Bernoulli-Effekts ein leichter Unterdruck in der Strömung (siehe gestrichelter Pfeil 37). Der Unterdruck führt dazu, dass aus dem Bereich vor dem Strömungskörper 36 und aus den Zwischenräumen 31 (also aus den Strömungskanälen 30) Umgebungsluft angesaugt wird. Ein gleicher Unterdruck wird in den Bereichen unter den Druckköpfen 22 und unter der Fixiereinheit 24, die ebenfalls als Engstellen ausgebildet sind, gebildet. Somit wird im Bereich des zweiten Zwischenraums 31 im Wesentlichen nur noch Schutzgas 25 angesaugt. Die Ansaugung von Schutzgas 25 wird verstärkt, wenn das Schutzgas 25 durch die Pumpe 26 mit einem leichten Überdruck in den Zwischenräumen 31 bereitgestellt wird.In the areas in front of the flow body 36 and after the fixing unit 24 (seen in the transport direction 17) there is hydrostatic ambient pressure. Since the face of the flow body pers 36 towards the recording medium 11 is designed as a constriction in the printing gap 32 (ie a flat or concavely curved surface at a small distance approximately parallel to the recording medium 11, which can be guided in an arc in the area of the printing unit 20), occurs at increased web speed due to the Bernoulli effect a slight negative pressure in the flow (see dashed arrow 37). The negative pressure means that ambient air is sucked in from the area in front of the flow body 36 and from the intermediate spaces 31 (ie from the flow channels 30). The same negative pressure is formed in the areas under the print heads 22 and under the fixing unit 24, which are also designed as bottlenecks. Thus, essentially only protective gas 25 is sucked in in the area of the second intermediate space 31 . The suction of protective gas 25 is increased when the protective gas 25 is made available by the pump 26 with a slight excess pressure in the interspaces 31 .

Strömungskörper 36, Druckköpfe 22 (oder Druckriegel 21) und Fixiereinheit 24 sind mit ihren Stirnflächen zumindest so breit (in Richtung quer zur Transportrichtung 17) ausgebildet, wie die Breite b des Aufzeichnungsträgers 11 ist. Somit ist sichergestellt, dass der Bernoulli-Effekt über die gesamte Breite b des Aufzeichnungsträgers 11 in den Engstellen ausgeprägt auftritt. Bei einer Vielzahl von Druckriegeln 21 (z.T. mehr als sechs Druckriegel 22 in dem Druckgerät 10) kann der Strömungskörper 36 vor dem ersten Druckriegel 21 auch entfallen, da genügend Stirnflächen der Druckriegel 21 vorhanden sind, um bedingt durch den Bernoulli-Effekt ausreichend Schutzgas 25 aus den Strömungskanälen 30 in den Druckspalt 32 zu saugen.Flow body 36, print heads 22 (or pressure bar 21) and fixing unit 24 are formed with their end faces at least as wide (in the direction transverse to the transport direction 17) as the width b of the recording medium 11 is. This ensures that the Bernoulli effect occurs in a pronounced manner over the entire width b of the recording medium 11 in the bottlenecks. If there are a large number of pressure bars 21 (sometimes more than six pressure bars 22 in the printing device 10), the flow body 36 in front of the first pressure bar 21 can also be omitted, since there are enough end faces of the pressure bars 21 to allow sufficient protective gas 25 to escape due to the Bernoulli effect to suck the flow channels 30 into the pressure gap 32.

Wenn Schutzgas 25 unter leichtem Überdruck mittels Pumpe 26 über die Strömungskanäle 30 bis in den Bereich des Druckspalts 32 angeboten wird, so sorgt der durch den Bernoulli-Effekt entstehende Unterdruck dafür, dass ausreichend viel Schutzgas 25 in den Druckspalt 32 gelangen kann, so dass gegebenenfalls noch vorhandener Sauerstoff weitgehend verdrängt wird. Die Umgebungsluft mit einem beträchtlichen Sauerstoffanteil ist dann eben kaum oder nicht mehr in der gasförmigen Strömung im Druckspalt 32 vorhanden.If protective gas 25 is supplied under slight overpressure by means of a pump 26 via the flow channels 30 into the area of the pressure gap 32, the negative pressure created by the Bernoulli effect ensures that a sufficient amount of protective gas 25 can get into the pressure gap 32, so that if necessary oxygen that is still present is largely displaced. The ambient air with a considerable proportion of oxygen is then hardly or no longer present in the gaseous flow in the pressure gap 32 .

Zusätzlich können auch die Innenräume der Gehäuse der Druckköpfe 22 und Fixiereinheit 24 mit einem leichten Schutzgasüberdruck versehen werden. Somit wird das Eindringen von Sauerstoff in den Druckspalt 32 weiterhin vermieden.In addition, the interiors of the housings of the print heads 22 and fixing unit 24 can also be provided with a slight overpressure of protective gas. Thus, the penetration of oxygen into the pressure gap 32 is further avoided.

Falls die Druckgeschwindigkeit (entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 11) zu niedrig ist, um den Bernoulli-Effekt wirksam zum Tragen zu bringen, können auch vor dem Strömungskörper 36 und nach der Fixiereinheit 24 Absaugvorrichtungen 35 angeordnet sein, die die Umgebungsluft absaugen, damit sie erst gar nicht in den Druckspalt 32 gelangen kann. Somit wird dann im Wesentlichen nur noch Schutzgas 25 aus den Zwischenräumen 31 in den Druckspalt 32 gesaugt. Allerdings wirkt der Bernoulli-Effekt um so effektiver, je größer die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 11 ist (beispielsweise ab einer Transportgeschwindigkeit von etwa 0,5 m/s), so dass ausreichend viel Schutzgas 25 angesaugt wird.If the printing speed (corresponding to the transport speed of the recording medium 11) is too low to effectively bring the Bernoulli effect to bear, suction devices 35 can also be arranged before the flow body 36 and after the fixing unit 24, which suck off the ambient air so that it only cannot get into the printing gap 32 at all. Thus essentially only protective gas 25 is then sucked out of the interspaces 31 into the pressure gap 32 . However, the Bernoulli effect is all the more effective the greater the transport speed of the recording medium 11 (for example from a transport speed of approximately 0.5 m/s), so that a sufficient amount of protective gas 25 is sucked in.

Auf diese Weise herrscht im Bereich der UV-Bestrahlung im Wesentlichen eine Atmosphäre aus Schutzgas 25. Sauerstoff ist dort so gut wie nicht vorhanden. Somit kann auch kein schädliches Ozon bei der UV-Bestrahlung entstehen und die UV-Bestrahlung wird bei einem geeigneten Schutzgas 25 kaum absorbiert.In this way, there is essentially an atmosphere of protective gas 25 in the area of UV radiation. Oxygen is virtually non-existent there. Thus, no harmful ozone can be generated during the UV radiation and the UV radiation is hardly absorbed with a suitable protective gas 25.

Statt des Strömungskörpers 36 kann auch ein anderer Körper, beispielsweise ein ohnehin vorhandener Druckriegel 21 zum Drucken eines Funktionsstoffes, wie ein Primer FL, vor dem ersten Farb-Druckriegel 21 mit der UV-Tinte angeordnet sein. Dieser andere Körper sollte allerdings eine Stirnfläche zum Aufzeichnungsträger 11 hin aufweisen, die weitgehend planparallel zum Aufzeichnungsträger 11 mit einem relativ kleinen Abstand dazu angeordnet ist. Somit wird dadurch eine Engstelle gebildet, durch die sich der Bernoulli-Effekt gut ausbilden kann und infolgedessen automatisch Schutzgas 25 aus den Zwischenräumen 31 in den Druckspalt 32 gesaugt wird.Instead of the flow body 36, another body, for example a print bar 21 that is present anyway, for printing a functional substance, such as a primer FL, can also be arranged in front of the first color print bar 21 with the UV ink. However, this other body should have an end face facing the recording medium 11 which is arranged largely plane-parallel to the recording medium 11 at a relatively small distance therefrom. A constriction is thus formed, through which the Bernoulli effect can develop well and, as a result, protective gas 25 is automatically sucked out of the intermediate spaces 31 into the pressure gap 32 .

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, wie der Polymerisationsgrad beim Aushärten der UV-Tinte erhöht werden kann. Herkömmlicherweise findet die UV-Bestrahlung nur von oben statt, wie es in 2 dargestellt ist. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Polymerisation nur von der Beleuchtungsseite her initiiert und aufrecht erhalten werden kann. Wird der Aufzeichnungsträger 11 hingegen von beiden Seiten her (Ober- und Unterseite) mit UV-Licht bestrahlt, obwohl nur auf der Oberseite das Druckbild mit der Tinte vorhanden ist (in 3 ist ein einzelner Tintentropfen 23 auf dem Aufzeichnungsträger 11 übertrieben groß dargestellt), so wird durch die Bestrahlung- ohne Erniedrigung der Druckgeschwindigkeit - eine Verbesserung des Polymerisationsgrades in der Tinte erzielt.In 3 shows an example of how the degree of polymerization can be increased when curing the UV ink. Conventionally, the UV radiation only takes place from above, as shown in 2 is shown. However, this has the disadvantage that the polymerisation can only be initiated and maintained from the lighting side. If, on the other hand, the recording medium 11 is irradiated with UV light from both sides (upper and lower side), although the printed image with the ink is only present on the upper side (in 3 (if a single drop of ink 23 on the recording medium 11 is exaggerated), the degree of polymerization in the ink is improved by the irradiation—without reducing the printing speed.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind vier Fixiereinheiten 24 (und zwar zwei Fixiereinheiten UV1/UV1' direkt nach der Druckeinheit 20 und zwei Fixiereinheiten UV2/UV2' am Ende des Druckgeräts) oberhalb und unterhalb des Aufzeichnungsträgers 11 in einem geringen Abstand dazu angeordnet. Die Tinte in Form des Druckbildes wird somit von oben und von unten (durch den Aufzeichnungsträger 11 hindurch) mit UV-Licht bestrahlt. Vor der abschließenden Fixiereinheit UV2 könnte auch Schutzgas 25 mittels der Pumpe 26 über eine Fluid-Leitung 27 bereitgestellt werden, damit die UV-Bestrahlung dort auch im Wesentlichen unter einer Schutzgasatmosphäre stattfinden kann. Allerdings ist am Ende bei der Fixiereinheit UV2 das Schutzgas 25 nicht mehr so relevant, da ja zumindest die äußere Schicht des Tintenflecks 23 bereits durch die Fixiereinheiten UV1/UV1' ausgehärtet wurde.In this exemplary embodiment, four fixing units 24 (namely two fixing units UV1/UV1' directly after the printing unit 20 and two fixing units UV2/UV2' at the end of the printing device) are arranged above and below the recording medium 11 at a small distance therefrom. The ink in the form of the printed image is thus applied from above and irradiated with UV light from below (through the recording medium 11). In front of the final fixing unit UV2, protective gas 25 could also be made available by means of the pump 26 via a fluid line 27, so that the UV irradiation can also take place there essentially under a protective gas atmosphere. However, in the end, in the case of the fixing unit UV2, the protective gas 25 is no longer so relevant since at least the outer layer of the ink spot 23 has already been hardened by the fixing units UV1/UV1'.

Denn durch das Fixiereinheitenpaar UV1/UV1' findet eine zeitgleiche Polymerisation von oben und von unten in das Innere des Tintentropfens 23 hinein statt, der sich auf der Oberseite des Aufzeichnungsträgers 11 befindet (die Richtung der Polymerisation ist durch die beiden aufeinander zu laufenden Pfeile in 3 verdeutlicht). Denn der Polymerisationseffekt findet von der UV-Lichtquelle aus in Richtung weg davon statt; also im Falle der oberen Fixiereinheit UV1 von oben nach unten in das Innere des Tintentropfens 23 rein und im Falle der unteren Fixiereinheit UV1' von unten nach oben in das Innere des Tintentropfens 23 rein.This is because the fixing unit pair UV1/UV1' causes simultaneous polymerisation from above and from below into the interior of the ink droplet 23, which is located on the upper side of the recording medium 11 (the direction of the polymerisation is indicated by the two arrows running towards each other in 3 clarified). Because the polymerization effect takes place from the UV light source in the direction away from it; ie in the case of the upper fixing unit UV1 from top to bottom into the interior of the ink drop 23 and in the case of the lower fixing unit UV1' from bottom to top into the interior of the ink drop 23.

Da auch von der Unterseite her bestrahlt wird, wird die Konzentration von eventuell in den Aufzeichnungsträger 11 migrierenden Inhaltsstoffen aus der Tinte im Bereich des Übergangs Tinte - Aufzeichnungsträger 11 herabgesetzt, da diese Stoffe bereits früh polymerisiert werden. Die Stoffe, die bereits in den Aufzeichnungsträger 11 migriert sind, werden durch die Bestrahlung von unten auch als erstes polymerisiert, so dass sie nicht mehr flüchtig sind. Dieser Vorteil wird verstärkt, je höher der Grad der Transparenz des Aufzeichnungsträgermaterials ist. Denn somit kann das UV-Licht besser zur Tinte durchdringen und diese gut polymerisieren. Und das UV-Licht muss nur jeweils zumindest die Hälfte der Tintenschicht durchdringen, um diese auszuhärten.Since the underside is also irradiated, the concentration of ingredients from the ink that may migrate into the recording medium 11 is reduced in the area of the ink-recording medium 11 transition, since these substances are polymerized at an early stage. The substances that have already migrated into the recording medium 11 are also polymerized first by the irradiation from below, so that they are no longer volatile. This advantage is intensified the higher the degree of transparency of the recording medium. This is because the UV light can penetrate the ink better and polymerize it well. And the UV light only has to penetrate at least half of the ink layer to cure it.

Eine weitere Verbesserung des Polymerisationsgrades lässt sich erzielen, wenn zu einem späteren Zeitpunkt im Druckprozess (d.h. noch im Druckgerät 10) nochmals eine UV-Bestrahlung von beiden Seiten her mit den beiden Fixiereinheiten UV2/UV2' verwendet wird. Die Positionen dieser weiteren Fixiereinheiten 24 sollten möglichst am Ende des Bahnlaufes des Aufzeichnungsträgers 11 noch innerhalb des Druckgeräts 10 sein. Dadurch wird ein Diffundieren der zu polymerisierenden Materialien innerhalb der Transportzeit bis zur zweiten Fixiereinheit 24 erlaubt und die Tinte wird dort komplett ausgehärtet, falls sie es noch nicht bereits ist. Es entsteht ein sehr beständiges Druckbild (ausgehärtete Tinte oder Farbschicht), aus dem kaum oder keine schädlichen Stoffe mehr emittieren.A further improvement in the degree of polymerization can be achieved if, at a later point in time in the printing process (i.e. still in the printing device 10), UV irradiation from both sides is used again with the two fixing units UV2/UV2'. The positions of these further fixing units 24 should still be within the printing device 10 at the end of the web run of the recording medium 11, if possible. This allows the materials to be polymerized to diffuse within the transport time to the second fixing unit 24 and the ink is completely cured there if it is not already cured. The result is a very stable printed image (hardened ink or color layer) from which little or no harmful substances are emitted.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Fixiereinheiten 24 alle bei etwa der gleichen Frequenz UV-Licht abstrahlen. Somit wird die Tinte gut ausgehärtet (polymerisiert). Die Bestrahlungsintensitäten der Fixiereinheiten 24 müssen nicht unbedingt alle gleich groß sein; sie können je nach Anforderung an die zu fixierende Tinte und dem Transparenzgrad des Aufzeichnungsträgers 11 entsprechend eingestellt werden. Die Fixiereinheiten 24 könnten auch mit leicht unterschiedlichen UV-Lichtfrequenzen betrieben werden oder zwischen zwei vorgegebenen Frequenzwerten zyklisch variiert werden wie bei einem Wobbelgenerator.It is very advantageous if the fixing units 24 all emit UV light at approximately the same frequency. Thus, the ink is cured (polymerized) well. The irradiation intensities of the fixing units 24 do not necessarily all have to be the same; they can be adjusted according to the requirements of the ink to be fixed and the degree of transparency of the recording medium 11. The fixing units 24 could also be operated with slightly different UV light frequencies or varied cyclically between two predetermined frequency values, as in the case of a wobble generator.

Als Schutzgas 25 kann Wasserdampf verwendet werden. Wasserdampf hat den Vorteil, dass er sehr günstig hergestellt werden kann und sehr umweltfreundlich ist. Zudem hat Wasserdampf in dem relevanten Frequenzbereich der UV-Bestrahlung kaum Absorptionsbanden, so dass kaum UV-Licht absorbiert wird. Somit kann die Tinte ohne zusätzliche Energieerhöhung gut aushärten.Steam can be used as protective gas 25 . Steam has the advantage that it can be produced very cheaply and is very environmentally friendly. In addition, water vapor has hardly any absorption bands in the relevant frequency range of UV radiation, so that hardly any UV light is absorbed. This allows the ink to harden well without an additional increase in energy.

Wasserdampf hat allerdings den Nachteil, dass durch das im Druckgerät 10 entstehende feuchte Klima Korrosion an Teilen des Druckgeräts 10 entstehen kann. Korrosion kann zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines Bauteils oder des gesamten Drucksystems führen. Daher sollten ausreichend und leistungsstarke Absaugvorrichtungen 35 in dem Druckgerät 10 vorhanden sein, die Luftfeuchtigkeit aus dem Inneren abtransportieren. Wasserdampf ist nicht umweltschädlich und kann daher in beliebigen Mengen nach außen befördert werden. Er kontaminiert auch nicht den Aufzeichnungsträger 11, so dass das Druckgut lebensmitteltauglich bleibt.However, water vapor has the disadvantage that the damp climate that occurs in the printing device 10 can cause corrosion on parts of the printing device 10 . Corrosion can impair the function of a component or the entire printing system. Therefore, sufficient and powerful suction devices 35 should be present in the printing device 10, which remove humidity from the interior. Water vapor is not harmful to the environment and can therefore be transported to the outside in any quantity. It also does not contaminate the recording medium 11, so that the printed material remains food-safe.

Die genaue Orte der jeweiligen Absaugvorrichtungen 35 hängen von den Platzverhältnissen, der Anordnung der Bauteile des Druckgeräts 10 und Erfordernissen für eine gute Absaugung sowie von Eigenschaften des Druckprozesses ab. Es können ein oder mehrere Absaugvorrichtungen 35 in dem Druckgerät 10 vorhanden sein.The exact locations of the respective suction devices 35 depend on the available space, the arrangement of the components of the printing device 10 and requirements for good suction as well as characteristics of the printing process. One or more suction devices 35 can be present in the printing device 10 .

Als Schutzgas 25 kann auch beispielsweise Stickstoff (N2) verwendet werden. Stickstoff hat den Vorteil, dass er bei den Bestrahlungsfrequenzen von UV-Licht kaum absorbierende Banden hat. Zudem ist Stickstoff sehr einfach erhältlich. Stickstoff hat allerdings den Nachteil, dass davon nicht zu großen Mengen aus dem Druckgerät 10 entweichen sollten, da sich gesundheitsschädliche Stickoxide oder sonstige schädliche Stoffe bilden könnten.Nitrogen (N 2 ), for example, can also be used as protective gas 25 . Nitrogen has the advantage that it has hardly any absorbing bands at the irradiation frequencies of UV light. In addition, nitrogen is very easily available. However, nitrogen has the disadvantage that not too large amounts of it should escape from the pressure device 10 since harmful nitrogen oxides or other harmful substances could form.

Schutzgas 25 kann auch eine Mischung von verschiedenen gasförmigen Stoffen sein, wobei zumindest Wasserdampf oder Stickstoff als wesentliche Bestandteile enthalten sein sollten.Protective gas 25 can also be a mixture of different gaseous substances, in which case at least water vapor or nitrogen should be included as essential components.

Durch das in den Druckspalt 32 einströmenden Schutzgas 25 wird der Sauerstoff in der Atmosphäre in dem Druckspalt 32 abkonzentriert. Ozon kann sich bei energiereicher UV-C-Strahlung des Sauerstoffs durch Spaltung von Sauerstoff-Molekülen und Vereinigung mit einem weiteren Sauerstoff-Molekül zu Ozon vereinigen. Ozon bildet sich auch bei der Reaktion von Stickoxiden (z. B. NO2) mit Sauerstoff O2 unter dem Einfluss von UV-Strahlung. Da Ozon gesundheitsschädlich ist, kann das Vorhandensein von Ozon dazu führen, dass das Druckgut und die Umgebung des Druckgeräts 10 kontaminiert werden. Infolgedessen besteht die Gefahr, dass das Druckgut für bestimmte Anwendungen beispielsweise im Lebensmittelbereich unbrauchbar ist. Daher gilt es die Ozon-Bildung zu verhindern.The oxygen in the atmosphere in the pressure gap 32 is concentrated by the inert gas 25 flowing into the pressure gap 32 . With high-energy UV-C radiation from oxygen, ozone can combine to form ozone by splitting oxygen molecules and combining with another oxygen molecule. Ozone is also formed when nitrogen oxides (e.g. NO 2 ) react with oxygen O 2 under the influence of UV radiation. Since ozone is harmful to health, the presence of ozone can result in the printed matter and the environment around the printing device 10 being contaminated. As a result, there is a risk that the printed material will be unusable for certain applications, for example in the food sector. It is therefore important to prevent ozone formation.

Es ist auch vorteilhaft, wenn insgesamt im Druckgerät 10 eine Atmosphäre mit leichtem Unterdruck herrscht, damit auch immer deutlich mehr Schutzgas 25 als Umgebungsluft im Druckspalt 32 angesaugt wird. Der Unterdruck sollte auch nach dem Abschalten des Druckgeräts 10 durch entsprechenden Absaugpumpen noch etwas länger gehalten werden, damit kein oder nur sehr wenig Schutzgas 25 im Druckgerät 10 verbleibt.It is also advantageous if an atmosphere with a slight negative pressure prevails overall in the printing device 10, so that significantly more protective gas 25 than ambient air is always sucked into the printing gap 32. The negative pressure should also be maintained for a little longer after the pressure device 10 has been switched off by appropriate suction pumps, so that no or only very little protective gas 25 remains in the pressure device 10 .

Damit der Wasserdampf nicht zu sehr an kühleren Stellen im Druckgerät 10 kondensiert, kann die Abwärme der Fixiereinheiten 24 genutzt werden, um mit dieser Energie den Dampfdruck in den entsprechenden Räumen/Volumen zu erhöhen. Mit dieser Energie könnte auch beim Stillstand des Aufzeichnungsträgers 11 über ein Ventil Wasserdampf abgeleitet werden, damit es nicht zu Schäden oder übermäßiger Befeuchtung an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 oder zu nicht beabsichtigter Korrosion an Bauteilen des Druckgeräts 10 kommt.So that the water vapor does not condense too much at cooler points in the printing device 10, the waste heat from the fixing units 24 can be used to use this energy to increase the vapor pressure in the corresponding spaces/volumes. With this energy, water vapor could also be discharged via a valve when the recording medium 11 is at a standstill, so that damage or excessive moistening of the surface of the recording medium 11 or unintentional corrosion of components of the printing device 10 does not occur.

Vorzugsweise sollten die Absaugvorrichtungen 35 in der Nähe der Fixiereinheiten 24 angeordnet sein, um bei der UV-Bestrahlung möglicherweise noch entstehende Schadstoffe sofort aus dem Druckgerät 10 abzusaugen, ohne dass sie sich im gesamten Druckgerät 10 verbreiten. Gegebenenfalls können die Abgase über Filter ins Freie abgeleitet werden. Insbesondere bei der Verwendung von Wasserdampf sollten gute Absaugvorrichtungen 35 vorhanden sein, die den Wasserdampf weitgehend absaugen und die Luftfeuchtigkeit im Inneren des Druckgeräts deutlich reduzieren, so dass zuverlässig Korrosion verhindert wird. Zusätzlich könnten auch noch Ventilatoren im Druckgerät 10 angeordnet sein, die kondensiertes Wasser sofort trocknen und so verteilt oder verdunsten lässt, dass es von den Absaugvorrichtungen 35 aus dem Inneren abgeführt werden kann.The suction devices 35 should preferably be arranged in the vicinity of the fixing units 24 in order to immediately suck off any pollutants that may still be produced during the UV irradiation from the printing device 10 without spreading them throughout the entire printing device 10 . If necessary, the exhaust gases can be discharged to the outside via filters. In particular when water vapor is used, good suction devices 35 should be present, which largely suck off the water vapor and significantly reduce the air humidity inside the printing device, so that corrosion is reliably prevented. In addition, fans could also be arranged in the printing device 10, which immediately dry the condensed water and distribute it or allow it to evaporate in such a way that it can be removed from the interior by the suction devices 35.

Vorteilhaft ist es, wenn nach Anhalten des Transports des Aufzeichnungsträgers 11 die Absaugvorrichtungen 35 für eine Zeitdauer lang weiterhin eingeschaltet bleiben. So wird sichergestellt, dass restliches Schutzgas 25 (insbesondere der Wasserdampf) noch aus dem Druckgerät 10 entfernt wird.It is advantageous if, after the transport of the recording medium 11 has been stopped, the suction devices 35 continue to be switched on for a period of time. This ensures that the remaining protective gas 25 (in particular the water vapor) is still removed from the printing device 10 .

Der grundlegende Effekt bei der Erfindung ist es, die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre im Druckspalt 32, insbesondere im Bereich der Fixiereinheit 24 abzukonzentrieren. Daher sollte der Luftdruck des Schutzgases 25, wie Wasserdampf etwas oberhalb des Atmosphärendrucks in der Umluft sein, d.h. es sollte also Schutzgas 25 unter leichtem Überdruck in den Strömungskanälen 30 bereitgestellt werden. Die Konzentration des Wasserdampfes im Druckspalt 32 sollte so sein, dass eine vorbestimmte Restkonzentration von Schutzgas 25 nicht überschritten wird. Um das zu erreichen, muss ein konstanter Druck (Atmosphärendruck plus Bernoulli-Druck) auf dem Zufluss von Schutzgas 25 am Ende der Strömungskanäle 30 vorhanden sein, der zuströmende Umgebungsluft abhält. Dies kann durch Einstellen der Querschnitte der Strömungskanäle 30 und sonstigen Öffnungen (wie im Bereich der Ränder des Aufzeichnungsträgers 11), durch die Umgebungsluft einströmen kann, sowie der Bahngeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 11 mit einem daraus resultierenden Bernoulli-Effekt und zudem über den Luftdruck der Pumpe 26, mit der Schutzgas 25 für den Druckspalt 32 unter Überdruck bereitgestellt wird, eingestellt werden.The basic effect of the invention is to concentrate the oxygen concentration in the atmosphere in the printing nip 32, particularly in the area of the fixing unit 24. Therefore, the air pressure of the protective gas 25, such as water vapor, should be slightly above the atmospheric pressure in the circulating air, i.e. protective gas 25 should be provided in the flow channels 30 under a slight overpressure. The concentration of the water vapor in the pressure gap 32 should be such that a predetermined residual concentration of protective gas 25 is not exceeded. In order to achieve this, a constant pressure (atmospheric pressure plus Bernoulli pressure) must be present on the inflow of protective gas 25 at the end of the flow channels 30, which keeps out the inflowing ambient air. This can be done by adjusting the cross sections of the flow channels 30 and other openings (such as in the area of the edges of the recording medium 11) through which the ambient air can flow, as well as the web speed of the recording medium 11 with a resulting Bernoulli effect and also via the air pressure of the pump 26 , is provided with the protective gas 25 for the pressure gap 32 under pressure can be adjusted.

In 4 ist ein Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 11 mit UV-Tinte in einem digitalen Druckgerät 10 dargestellt. Dabei wird im Schritt S1 der Aufzeichnungsträger 11 zum Bedrucken durch das Druckgerät 10 transportiert. Im Schritt S2 wird infolge geeigneter Konstruktionen und Dimensionen von Strömungskanälen 30, Druckköpfen 22 und Fixiereinheiten 24 Schutzgas 25 aus den Strömungskanälen 30 infolge Unterdruck im Druckspalt 32 angesaugt, um möglichen Sauerstoff aus der Umgebungsluft weitgehend zu verdrängen. Dabei wird der Bernoulli-Effekt ausgenutzt, sofern in Engstellen der statische Druck abnimmt, wodurch die Strömung im Druckspalt 32 schneller wird, sofern Schutzgas 25 unter Überdruck bereitgestellt wird.In 4 a method for printing a recording medium 11 with UV ink in a digital printing device 10 is shown. In step S1, the recording medium 11 is transported through the printing device 10 for printing. In step S2, as a result of suitable designs and dimensions of flow channels 30, print heads 22 and fixing units 24, protective gas 25 is sucked out of the flow channels 30 as a result of negative pressure in the pressure gap 32 in order to largely displace possible oxygen from the ambient air. In this case, the Bernoulli effect is utilized if the static pressure decreases in constrictions, as a result of which the flow in the pressure gap 32 becomes faster if protective gas 25 is provided under overpressure.

Dann wird der Aufzeichnungsträger 11 im Schritt S3 mit UV-Tinte bedruckt. Nach dem Bedrucken findet in Schritt S4 noch im Druckspalt 32 mit hoher Schutzgaskonzentration eine UV-Bestrahlung des Druckbildes auf dem Aufzeichnungsträger 11 statt, wodurch die UV-Tinte ausgehärtet wird. Dabei wird auch in diesem Bereich Schutzgas 25 in den Druckspalt 32 zugeführt, so dass gegebenenfalls noch restlicher Sauerstoff auch noch verdrängt wird. Im Schritt S5 wird dann restliches Schutzgas 25 und andere gasförmige Stoffe, wie gegebenenfalls Luftfeuchtigkeit und Umgebungsluft aus dem Druckgerät 10 abgeführt.Then, in step S3, the recording medium 11 is printed with UV ink. After the printing, in step S4 the printed image on the recording medium 11 is subjected to UV radiation while still in the printing gap 32 with a high protective gas concentration, as a result of which the UV ink is cured. In this case, protective gas 25 is also fed into the pressure gap 32 in this area, so that any remaining oxygen is also displaced. In step S5, the remaining protective gas is then removed 25 and other gaseous substances, such as humidity and ambient air, if any, are discharged from the printing device 10.

Die Erfindung wurde anhand eines Tintendruckgeräts 10 näher erläutert. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei anderen Druckgeräten verwendet werden, die mit UV-härtbaren Tinten/Druckfarben betrieben werden.The invention was explained in more detail using an ink printer 10 . Of course, the invention can also be used with other printing devices that are operated with UV-curable inks/inks.

Unter dem Begriff „UV-Tinte“ (auch als „UV-härtbare Tinte“ bezeichnet) sind farbmittelhaltige Gemische zu verstehen, mit dem der Aufzeichnungsträger 11 zum Erzeugen des Druckbilds und damit eines Druckguts bedruckt wird. UV-Tinte kann mit Digitaldruckern oder auch mit anderen Druckgeräten aus dem Offsetdruck oder Flexodruck verdruckt werden. UV-härtende Tinten sind spezielle Druckfarben, welche durch UV-Strahlung zur Aushärtung gebracht werden. Hierbei wird das mit farbiger Tinte bedruckte Material durch eine UV-Bestrahlung in Sekundenschnelle zur Aushärtung gebracht. Je nach Parametereinstellung (Bestrahlungsintensität, -frequenz und -dauer) kann das Druckbild unterschiedliche Eigenschaften, wie chemische Beständigkeit, Haftung, Kratzfestigkeit, Glanz, sowie Schmissempfindlichkeit bei der Aushärtung oder Polymerisation erhalten. Denn der Härtungsmechanismus beruht auf dem Prinzip der Photopolymerisation (Radikalkettenpolymerisation). Die UV-Tinten für Tintendruckgeräte 10 sind zwar keine Druckfarben nach der üblichen Definition, werden hier jedoch auch als Druckfarben bezeichnet.The term “UV ink” (also referred to as “UV-curable ink”) is to be understood as meaning colorant-containing mixtures with which the recording medium 11 is printed to generate the print image and thus a print product. UV ink can be printed with digital printers or with other printing devices from offset or flexographic printing. UV-curing inks are special printing inks that are cured by UV radiation. The material printed with colored ink is cured in a matter of seconds by UV radiation. Depending on the parameter setting (irradiation intensity, frequency and duration), the printed image can have different properties such as chemical resistance, adhesion, scratch resistance, gloss and sensitivity to scuffing during curing or polymerisation. Because the curing mechanism is based on the principle of photopolymerization (radical chain polymerization). The UV inks for ink printing devices 10, while not inks as commonly defined, are also referred to herein as inks.

Der Begriffe „Aufzeichnungsträger“ - auch als „Substrat“ und „Bedruckstoff“ bezeichnet - bezeichnet das Grundmaterial, auf das gedruckt wird. Der Aufzeichnungsträger 11 kann aus Papier, Kunststoffen (Polymeren) oder sonstigen geeigneten, bedruckbaren Materialen oder Mischmaterialien bestehen. Vorzugsweise werden solche Aufzeichnungsträger 11 in bahnförmiger Form und aus transparentem Material, wie transparenter Kunststofffolie verwendet, um Label oder (Klebe-)Etiketten im Hochgeschwindigkeitsdruck (Produktionsdruck) herzustellen. Ebenso sind andere Formen von Aufzeichnungsträgern möglich, wie blatt- oder bogenförmige Aufzeichnungsträger.The terms "recording medium" - also referred to as "substrate" and "printing material" - designate the base material on which printing is carried out. The recording medium 11 can consist of paper, plastics (polymers) or other suitable, printable materials or mixed materials. Such recording media 11 are preferably used in web form and made of transparent material, such as transparent plastic film, in order to produce labels or (adhesive) labels in high-speed printing (production printing). Other forms of recording media are also possible, such as recording media in the form of sheets or sheets.

Das Material des Aufzeichnungsträgers 11 sollte auf jeden Fall für UV-Licht mehr oder weniger durchlässig sein. Wenn das Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 11 fixiert ist und das Endprodukt ggfs. durch Nachverarbeitung, wie Schneiden entstanden ist, wird dieses Endprodukt hier auch als Druckgut bezeichnet.The material of the recording medium 11 should in any case be more or less permeable to UV light. If the print image is fixed on the recording medium 11 and the end product has been created, if necessary, by post-processing, such as cutting, this end product is also referred to here as a print product.

Durch die „Zuführung“ von Schutzgas 25 in den Druckspalt 32 wird dort Umgebungsluft mit Sauerstoff in der Atmosphäre verdrängt, so dass während des Aushärtens/Fixieren der UV-Tinte keine umwelt- oder gesundheitsschädliche Stoffe entstehen oder später aus dem Aufzeichnungsträger 11 entweichen können. Somit kann das so entstandene Druckgut auch im Lebensmittelbereich, z.B. für Verpackungen, im Textildruck verwendet werden.By "supplying" protective gas 25 into the pressure gap 32, ambient air with oxygen in the atmosphere is displaced there, so that no substances that are harmful to the environment or health are produced during the curing/fixing of the UV ink or can later escape from the recording medium 11. The resulting print material can therefore also be used in the food sector, e.g. for packaging, in textile printing.

„Fixiereinheiten“ sind hinlänglich bekannt, bei denen die Tinte auf dem Aufzeichnungsträger 11 durch Bestrahlung mit energiereichem UV-Licht zum Teil auch mehrstufig und/oder mit variabler Energie gehärtet wird. Deshalb wird hier nicht näher auf solche Fixiereinheiten eingegangen."Fixing units" are well known in which the ink on the recording medium 11 is hardened by irradiation with high-energy UV light, in some cases also in several stages and/or with variable energy. For this reason, such fixing units are not discussed in detail here.

Bei der obigen Beschreibung wurde die Erfindung anhand eines Tintendruckgeräts 10 als digitales Druckgerät 10 beispielhaft erläutert, bei dem als Druckfarbe UV-Tinte verwendet wird und bei der ein bahnförmiger Aufzeichnungsträger 11 bedruckt wird. Je nach verwendetem Aufzeichnungsträger 11 kann das Druckgerät 10 noch weitere Einrichtungen aufweisen. Wenn beispielsweise Klebeetiketten gedruckt werden sollen, so wird eine mindestens zweilagige Kunststofffolienbahn verwendet. Zum Bedrucken können die zwei Lagen innerhalb des Druckgeräts 10 voneinander entfernt (engl. delamination), bedruckt und wieder laminiert (engl. relamination) werden. Auch werden dann entsprechende Stanzeinrichtungen benötigt, um die Etiketten zu vereinzeln. Auch sind Steuergerät, Controller, usw., die ein Druckgerät 10 unbedingt benötigt, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt noch erwähnt, da sie ohnehin hinreichend bekannt sind. In dem Druckgerät 10 können noch weitere Druckeinheiten vorhanden sein, die auch den Aufzeichnungsträger 11 mit anderer Druckfarbe bedrucken oder Spezialfarben auftragen können, die mit dem Tintendruckgerät 10 nicht oder nur sehr aufwändig verdruckt werden können.In the above description, the invention was explained by way of example using an ink printing device 10 as a digital printing device 10, in which UV ink is used as the printing ink and in which a web-shaped recording medium 11 is printed. Depending on the recording medium 11 used, the printing device 10 can also have other devices. If, for example, adhesive labels are to be printed, a web of plastic film with at least two layers is used. For printing, the two plies can be delaminated, printed and relaminated within the printing device 10 . Appropriate punching devices are then also required in order to separate the labels. For the sake of clarity, the control device, controller, etc., which a printing device 10 absolutely needs, are not shown or mentioned, since they are sufficiently known anyway. In the printing device 10 there can be further printing units which can also print the recording medium 11 with different printing inks or can apply special colors which cannot be printed with the ink printing device 10 or can only be printed with great effort.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Druckgerätprinting device
1111
Aufzeichnungsträgerrecording media
1212
Abwicklerunwinder
1313
Transportwalzen / UmlenkwalzenTransport rollers / deflection rollers
1414
Einzugswalzenfeed rollers
1515
Abzugswalzenpull-off rollers
1717
Pfeil (Transportrichtung)arrow (transport direction)
2020
Druckeinheitpressure unit
2121
Druckriegelpush bar
2222
Druckkopfprinthead
2323
Tintentropfenink drops
2424
Fixiereinheit UVFusing unit UV
2525
Schutzgasprotective gas
2626
Pumpe für SchutzgasInert gas pump
2727
Fluid-Leitungfluid line
2828
(Licht)sensor(light) sensor
3030
Strömungskanalflow channel
3131
Zwischenraum (Schlitz)gap (slot)
3232
Druckspaltprint nip
3535
Absaugvorrichtung ASuction Device A
3636
Strömungskörper SKFlow body SK
3737
Pfeil (laminare Grenzschichtströmung)arrow (laminar boundary layer flow)
3838
SeitenwandSide wall
bb
Breite des AufzeichnungsträgersWidth of the recording medium
CC
Cyancyan
KK
Black/schwarzBlack/black
MM
Magentamagenta
FLFL
Primerprimers
S1-S5S1-S5
Verfahrensschritteprocess steps
UV1, UV1'UV1, UV1'
erste Fixiereinheit 24 (Oberseite bzw. Unterseite)first fixing unit 24 (top or bottom)
UV2, UV2'UV2, UV2'
zweite Fixiereinheit 24 (Oberseite bzw. Unterseite)second fixing unit 24 (top or bottom)
YY
Yellow/gelbYellow/Yellow

Claims (8)

Vorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers (11) mit UV-Tinte in einem Druckgerät (10) mit - einer Transporteinrichtung (13, 14, 15) zum Transportieren des Aufzeichnungsträgers (11) durch das Druckgerät (10), - einer Druckeinheit (20) zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers (11) mit UV-Tinte, - je einer ersten Fixiereinheit (24), die oberhalb und unterhalb des Aufzeichnungsträgers (11) angeordnet sind und den Aufzeichnungsträger (11) mit UV-Licht bestrahlt, um die UV-Tinte zumindest teilweise zu härten, - Strömungskanäle (30) im Bereich der Druckeinheit (20) und der ersten Fixiereinheit (24), die so ausgebildet sind, dass Schutzgas (25) zum Aufzeichnungsträger (11) in den Druckspalt (32) im Bereich der Druckeinheit (20) und der ersten Fixiereinheit (24) strömt, und - zumindest einer Absaugvorrichtung (35), die gasförmige Stoffe aus dem Druckgerät (10) absaugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungskörper (36) vor der Druckeinheit (20) angeordnet ist, der ein Gehäuse mit einer stirnseitig planen Oberfläche mit einem Abstand zum Aufzeichnungsträger (11) aufweist und eine Seitenwand (38) des Strömungskörpers (36) mit einem Abstand zum ersten Druckriegel (21) angeordnet ist, wodurch ein Strömungskanal (30) gebildet wird und/oder dass die erste Fixiereinheit (24) ein Gehäuse aufweist, das eine stirnseitige, weitgehend plane Oberfläche mit einem Abstand zum Aufzeichnungsträger (11) aufweist und eine Seitenwand (38), die einen Abstand zum Gehäuse des letzten Druckriegels (21) aufweist, wodurch ein Strömungskanal (30) gebildet wird.Device for printing a recording medium (11) with UV ink in a printing device (10) with - a transport device (13, 14, 15) for transporting the recording medium (11) through the printing device (10), - a printing unit (20) for Printing the recording medium (11) with UV ink, - a first fixing unit (24) each, which is arranged above and below the recording medium (11) and irradiates the recording medium (11) with UV light in order to at least partially remove the UV ink to harden, - flow channels (30) in the area of the printing unit (20) and the first fixing unit (24), which are designed in such a way that protective gas (25) flows to the recording medium (11) in the printing gap (32) in the area of the printing unit (20 ) and the first fixing unit (24), and - at least one suction device (35) which sucks gaseous substances out of the printing device (10), characterized in that a flow body (36) is arranged in front of the printing unit (20), which is a housing with egg ner has a planar surface on the front side at a distance from the recording medium (11) and a side wall (38) of the flow body (36) is arranged at a distance from the first pressure bar (21), whereby a flow channel (30) is formed and/or that the first Fixing unit (24) has a housing which has a front, largely flat surface at a distance from the recording medium (11) and a side wall (38) which is at a distance from the housing of the last pressure bar (21), whereby a flow channel (30) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (20) mehrere Druckriegel (21) mit jeweils einem oder mehreren Druckköpfen (22) aufweist, wobei jeder Druckriegel (21) ein Gehäuse mit einer stirnseitig weitgehend planparallelen Stirnfläche mit einem Abstand zum Aufzeichnungsträger (11) aufweist und Seitenwände (38) aufweist, die mit benachbarten Seitenwänden (38) einen Zwischenraum (31) bilden, der als ein oder mehrere Strömungskanäle (30) für Schutzgas (25) dient.device after claim 1 , characterized in that the printing unit (20) has a plurality of pressure bars (21), each with one or more print heads (22), each pressure bar (21) having a housing with a largely plane-parallel end face at a distance from the recording medium (11) and Side walls (38) which form an intermediate space (31) with adjacent side walls (38) which serves as one or more flow channels (30) for protective gas (25). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (30) über Fluid-Leitungen (27) mit einer Pumpe (P) für Schutzgas (25) verbunden sind und ihre Schutzgasauslässe über die gesamte Breite (b) des Aufzeichnungsträgers (11) quer zur Transportrichtung (17) des Aufzeichnungsträgers (11) zum Druckspalt (32) hin ausgebildet sind, wodurch über die gesamte Breite (b) des Aufzeichnungsträgers (11) Schutzgas (25) für den Druckspalt (32) bereitgestellt werden kann.device after claim 1 or 2 , characterized in that the flow channels (30) are connected via fluid lines (27) to a pump (P) for protective gas (25) and their protective gas outlets over the entire width (b) of the recording medium (11) transversely to the transport direction (17 ) of the recording medium (11) are formed towards the printing gap (32), whereby protective gas (25) can be provided for the printing gap (32) over the entire width (b) of the recording medium (11). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Fixiereinheit (24) am hinteren Ende des Druckgeräts (10) angeordnet ist bevor der Aufzeichnungsträger (11) das Druckgerät (10) verlässt, wodurch die Tinte vollständig ausgehärtet wird.device after claim 3 , characterized in that a further fixing unit (24) is arranged at the rear end of the printing device (10) before the recording medium (11) leaves the printing device (10), whereby the ink is fully cured. Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers (11) mit UV-Tinte in einem Druckgerät (10) mit einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Verfahrensschritten - Transportieren des Aufzeichnungsträgers (11) durch das Druckgerät (10), - Bedrucken des Aufzeichnungsträgers (11) mit UV-Tinte, - Bestrahlen des Aufzeichnungsträgers (11) mit energiereichem UV-Licht in einem Druckspalt (32), um die UV-Tinte zumindest teilweise zu härten, - Einströmen von Schutzgas (25) durch Strömungskanäle (30) in den Druckspalt (32) und - Absaugen von gasförmigen Stoffen aus dem Druckgerät (10).Method for printing a recording medium (11) with UV ink in a printing device (10) with a device according to one of the preceding claims, with the method steps - Transporting the recording medium (11) through the printing device (10), - printing the recording medium (11) with UV ink, - irradiating the recording medium (11) with high-energy UV light in a printing nip (32) in order to at least partially cure the UV ink, - Inflow of protective gas (25) through flow channels (30) in the pressure gap (32) and - Suction of gaseous substances from the pressure device (10). Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Befördern von zumindest Wasserdampf als Schutzgas (25) durch die Strömungskanäle (30).procedure after claim 5 , characterized by conveying at least water vapor as protective gas (25) through the flow channels (30). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Befördern von zumindest Stickstoff als Schutzgas (25) durch die Strömungskanäle (30).procedure after claim 5 or 6 , characterized by conveying at least nitrogen as protective gas (25) through the flow channels (30). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Polymerisation mittels dem Gasdruck des Schutzgases einstellbar ist.Procedure according to one of Claims 6 or 7 , characterized in that the degree of polymerization can be adjusted by means of the gas pressure of the protective gas.
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