EP3436271A1 - Druckmaschine mit einer infrarot-trocknereinheit - Google Patents

Druckmaschine mit einer infrarot-trocknereinheit

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EP3436271A1
EP3436271A1 EP18706251.8A EP18706251A EP3436271A1 EP 3436271 A1 EP3436271 A1 EP 3436271A1 EP 18706251 A EP18706251 A EP 18706251A EP 3436271 A1 EP3436271 A1 EP 3436271A1
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EP
European Patent Office
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printing
heating element
heating
machine according
printing machine
Prior art date
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Application number
EP18706251.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3436271B1 (de
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Lotta Gaab
Larisa Von Riewel
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Heraeus Noblelight GmbH
Original Assignee
Heraeus Noblelight GmbH
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Publication date
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Publication of EP3436271B1 publication Critical patent/EP3436271B1/de
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403—Drying webs
    • B41F23/0406—Drying webs by radiation
    • B41F23/0413—Infrared dryers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/044—Drying sheets, e.g. between two printing stations
    • B41F23/045—Drying sheets, e.g. between two printing stations by radiation
    • B41F23/0456—Drying sheets, e.g. between two printing stations by radiation by infrared dryers
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Definitions

  • the invention relates to a printing machine with a printing unit for applying solvent-based ink on a substrate, a transport device for transporting the printing material from the printing unit to a dryer unit comprising at least one infrared radiator for drying the printing material.
  • offset printing presses lithographic printing presses, rotary printing presses or flexographic printing presses are used for printing sheet-like or web-shaped printing substrates of paper, cardboard, film or board with printing inks.
  • Typical ingredients of printing inks are oils, resins and binders.
  • UV-curable printing inks curing and adhesion on the printing substrate are based on polymerization, which is triggered by photoinitiation by means of UV light.
  • solvent-based and, above all, water-containing printing inks and varnishes drying is required which can be based on both physical and chemical drying processes.
  • Physical drying processes include the evaporation of solvents and their diffusion into the substrate, which is also referred to as “knocking off.”
  • Chemical drying is understood to mean the oxidation or polymerization of printing ink constituents, and there are transitions between physical and chemical drying Dissolution of the solvents cause an approach of monomeric resin molecules, so that they polymerize, if appropriate, more easily Drying devices for drying the printed substrate thus serve to remove solvents and / or to trigger crosslinking reactions.
  • DE 10 2005 046 230 A1 describes a rotary printing machine with a printing unit for printing a printed sheet with printing ink, a painting device for applying a paint on the printed sheet. In the region of the sheet path, the printing unit and the coating device are followed by IR radiation-emitting drying devices in the form of infrared radiators, which can also be embodied as carbon radiators.
  • a heating filament of carbon or tungsten in helical or band form is enclosed in an inert gas-filled radiator tube, which is usually made of quartz glass.
  • the heating filaments are connected to electrical terminals which are inserted through one end or both ends of the radiator tube.
  • the heating filaments themselves have a very low thermal mass and thus a fast reaction time in the range of 1 to 2 seconds. However, until the entire IR dryer system is made of quartz tube, filament, electrical connections and a reflector in thermal equilibrium, several minutes may pass.
  • the increase in power not only increases the amount of energy radiated by the infrared radiator, which can lead to overheating of the printing material, but also changes the main wavelength of the emitted radiation, which shifts in the direction of the short-wave spectral range.
  • the emission main wavelength of the infrared radiators In the case of water-based printing inks, it is desirable for the emission main wavelength of the infrared radiators to match the absorption characteristic of the water, that is to say about 2.75 ⁇ m.
  • the previous commercial infrared radiators therefore have either an adapted emission spectrum; but then they have a low electrical power and need for a sufficiently large radiant power a comparatively large radiating area and, accordingly, a large heat capacity, which in turn requires comparatively long heating and cooling times of the infrared radiator and thus reaction inertia of the dryer unit.
  • the infrared radiators have a high electric power and a low reaction inertia; but then their emission spectrum is not optimally adapted to the absorption characteristics of the water.
  • the distance between the surface radiator and the substrate should be at least 1.5 times the center distance between the individual radiator tubes when the radiator tube longitudinal axes are aligned in the transport direction of the printing material. This comparatively high minimum distance between surface radiator and substrate leads to a low effective radiation intensity on the substrate level, which extends the reaction time within which the required radiation power is applied to the substrate.
  • the invention is therefore based on the object to provide a printing machine with a dryer device, which is improved for the drying of solvent-containing and especially water-based ink in terms of homogeneity and rapid drying and in which the dryer unit does not require active cooling of the infrared radiator.
  • the infrared radiator is formed as a planar heating element of a dielectric and heating infrared radiation emitting heating element material having a drying material to be dried facing the heating surface and a contacting surface on the a heat conductor conductor track made of an electrically conductive, noble metal-containing resistance material is applied, which is connected to an electrical contact to an adjustable current source.
  • the infrared dryer unit comprises at least one heating element which has a heating surface facing the printing material to be dried. The heating surface emits infrared radiation in the direction of the substrate.
  • the heating element is at least partially made of a dielectric material. This is electrically non-conductive and therefore not easily heated by direct current flow, but by heat conduction through the conductor of the heating element.
  • the conductor thus serves directly to heat the heating element.
  • the heating element material emits infrared radiation in the medium wave wavelength range, which coincides as well as possible with the absorption characteristic of water.
  • the heating element forms the actual, infrared radiation emitting element. It may be multi-layered, but it is preferably made entirely from the dielectric heating element material. It is essential that the surface areas covered with conductor track consist of electrically insulating material in order to reliably prevent flashovers and short circuits between adjacent conductor track sections.
  • the contacting of the heating element with the heating element for example, via a heating surface opposite contacting surface. This is in direct contact or in indirect contact - via an electrically insulating and heat-conducting intermediate layer - with the conductor track of a resistance material.
  • the resistance material is infra-red in the sense that it is temperature resistant up to at least 1000 ° C, ideally also in an oxidative environment, that it is electrically conductive, and that its electrical conductivity does not change significantly with temperature or the resistance change is known.
  • the preferred resistance material in this regard is at least 50 at%, preferably at least 95 at%, of platinum group elements.
  • the platinum group includes the following precious metals: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt. These are present in pure form or as an alloy with one another or with one or more other metals, in particular with Au, Ag.
  • the printed conductor is preferably used as a thick-film layer, for example, of resistance paste by means of screen printing or of metal-containing ink by means of ink jet printing. generated pressure and then baked at high temperature.
  • the conductor runs, for example, in a spiral or meandering line pattern.
  • the high absorptivity of the heating element material enables homogeneous radiation even with comparatively low wiring density of the heating surface.
  • a low occupation density is characterized in that the minimum distance between adjacent conductor track sections is 1 mm or more, preferably 2 mm or more.
  • a large distance between the conductor sections avoids flashovers, which can occur especially when operating at high voltages under vacuum.
  • the conductor track may be at least partially covered with a cover layer of an electrically insulating and / or optically scattering material.
  • the cover layer serves as a reflector and / or for mechanical protection and for stabilizing the conductor track.
  • the heating conductor track is connected to an electrical contact, via which it is connectable to a circuit.
  • the electrical contact can be connected via the electrical contacting releasably connected to a circuit, for example via a plug, screw or clamp connection.
  • the planar shape of the heating element and the infrared emission enable a surface-homogeneous radiation of infrared radiation and, consequently, a reduction of the distance between the substrate and the heating element. This makes it possible to provide a higher radiant power per unit area and to produce a homogeneous radiation and a uniform temperature field even with thin heating element wall thicknesses and / or at a comparatively low printed circuit occupancy density.
  • the distance between the substrate and the heating element can be low, which increases the irradiation intensity and increases the efficiency accordingly.
  • the distance is preferably less than 15 mm.
  • the short distance allows high power densities of more than 100 kW / m 2 and even more 200 kW / m 2 on the substrate and leads to a reduction of waste in modern high-performance printing presses. This is preferred
  • Heating element to achieve a power density above 180 kW / m 2 , preferably to achieve a power density in the range of 180 kW / m 2 to 265 kW / m 2 , designed.
  • the surface power is defined as the electrical connection power of the conductor track based on the occupied by the conductor base body surface.
  • the printing press according to the invention is therefore preferably equipped with a plate-shaped heating element with a plate thickness of less than 10 mm.
  • the transport device has a maximum format width for the transport of the printing material, wherein in the preferred case the heating element for irradiation over the entire format width consists of several heating element sections which are electrically controllable independently of one another.
  • the heating element sections in this case span the maximum possible format width of the printing press. They are juxtaposed, for example, in a shock-like manner. The fact that they can be switched and regulated separately from each other, can vary depending on
  • the heating element material comprises an amorphous matrix component and an additional component in the form of a semiconductor material.
  • the amorphous material such as quartz glass, can be easily brought to the appropriate for the application geometric shape, so for example in the form of flat, curved or corrugated plates.
  • the incorporated therein additional component forms its own amorphous or crystalline phase of semiconductor material, such as silicon.
  • the energy difference between valence band and conduction band decreases with increasing temperature.
  • the semiconductor material if it is sufficiently heated, it can take a high-energy, excited state in which it emits infrared radiation of high power density.
  • the semiconductive additional component significantly determines the optical and thermal properties of the heating element; more precisely, it effects absorption in the infrared spectral range (that is, in the wavelength range between 780 nm and 1 mm) and in particular absorption in the wavelength range around 2750 nm.
  • the heating element are power densities above 180 kW / m 2 , preferably power densities in Range from 180 kW / m 2 to 265 kW / m 2 , achievable.
  • Such a heating element material thus exhibits an excitation temperature which must at least be reached in order to obtain the thermal excitation of the material and thus a high radiation emission.
  • the additional component then causes the heating element material to emit infrared radiation.
  • spectral emissivity is understood to mean the “spectral normal emissivity”. This is determined using a measurement principle known as Black-Body Boundary Conditions (BBC), published in DETERMINING THE TRANSMITTANCE AND EMITTANCE OF
  • the doped with the additional component matrix has a higher heat radiation absorption than would be the case without the additional component. This results in an increased proportion of energy transmission by radiation from the conductor into the heating element, a faster distribution of heat and a higher radiation rate on the substrate. This makes it possible to provide a higher radiant power per unit area and to produce a homogeneous radiation and a uniform temperature field even with thin heating element wall thicknesses and / or with a comparatively low printed circuit occupancy density.
  • the additional component is preferably present at least in part as elemental silicon and is incorporated in an amount which in the heating element material for wavelengths between 2 and 8 ⁇ a spectral emissivity ⁇ of at least 0.7 at a temperature of 600 ° C and a spectral emissivity ⁇ of at least 0.8 at a temperature of 1000 ° C causes.
  • the semiconductor material and in particular the preferably used, elemental silicon therefore cause blackening of the glassy matrix material at room temperature, but also at elevated temperature above, for example, 600 ° C. This achieves a good emission characteristic in the sense of a broadband, high emission at high temperatures.
  • the semiconductor material forms an elementary semiconductor phase dispersed in the matrix. This may contain a plurality of semiconductor elements or metals (metals, however, up to a maximum of 50% by weight, better still not more than 20% by weight, based on the weight fraction of the additional component).
  • the heat absorption of the heating element material depends on the proportion of the additional component. In the case of silicon, the proportion by weight should preferably be at least 0.1%. On the other hand, a high proportion of silicon can impair the chemical and mechanical properties of the quartz glass matrix.
  • the weight fraction of the weight fraction of the silicon additional component is preferably in the range between 0.1 and 5%.
  • the dryer unit comprises a plurality of heating elements, which are arranged one behind the other in the transport direction of the printing material.
  • Each dryer unit is assigned a printing unit. The larger number of printing units allows a high printing speed and a high print quality.
  • the process appetite serves to dry the printing substrate and to remove it from the solvent of the printing ink, for example water.
  • the aim is to achieve a reproducible, laminar flow of the process air that is as reproducible as possible.
  • the printing machine according to the invention can be used for rotary printing, offset printing, planographic printing, high-pressure, screen printing or gravure printing.
  • the printing unit comprises an inkjet printhead
  • the dryer unit viewed in the transport direction of the printing substrate, being arranged downstream of at least one traction roller equipped with a drive motor.
  • the image-forming device is embodied as an ink-jet printhead which has one or more nozzles by means of which ink droplets are transferred to the printing substrate.
  • the substrate such as waves beats
  • the dryer unit is arranged downstream of at least one traction roller equipped with its own drive motor.
  • the draw roller is simultaneously formed as a cooling roller, the printing material can be cooled following the dryer unit, which may be helpful, in particular in view of the potentially high energy input, in order to minimize damage to the printing substrate.
  • Transport path for the printing material by a printing unit and an infrared dryer unit in a schematic representation
  • Figure 2 shows an embodiment of the heating element according to the invention with a reflector layer in a schematic representation and in a side view
  • FIG. 3 shows a diagram of the turn-on behavior of a heating element of FIG.
  • Figure 4 is a diagram showing emission spectra of a kacheiförmigen heating element in comparison with a conventional infrared heater with quartz glass cladding tube and Kanthal ® -Wendel
  • Figure 5 is a diagram illustrating the irradiation profile of the incident on the substrate infrared radiation when using the printing machine according to the invention
  • Figure 6 based on two diagrams (a) and (b) a comparison of homogeneity and intensity of the irradiation of substrate by means of kacheiförmigem heating element and by means of infrared surface radiator after
  • Printing machine Figure 1 shows schematically an embodiment of a printing machine according to the invention in the form of a roller ink jet printing machine, the total number 1 is assigned.
  • the material web 3 from a printing material, such as paper, to a printing unit 40.
  • the material web 3 then passes from the printing unit 40 via a deflecting roller 6 to an infrared dryer unit 70.
  • This is equipped with a plurality of infrared heating elements 7 which are designed for drying the solvent into the material web.
  • the further transport path of the material web 3 passes through a tension roller 8, which is equipped with its own traction drive motor and via which the adjustment of the web tension takes place, to a take-up reel 9.
  • Printing machine 1 extends.
  • the individual heating elements 7 are in the heating block intermittently strung together and separated according to the dimensions and color assignment of the printing material controlled. Between the individual heating elements 7 is an electrical and thermal insulator. The free distance between the heating surface of the heating elements and the top of the material web 3 is 10 mm. The transport speed of the material web 3 is set to 5 m / s. This is a comparatively high speed, which is made possible by an optimization of the individual processing steps, and in particular requires a high drying rate.
  • the dryer unit 70 required for achieving this requirement is explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 5.
  • heating element 7 shown schematically in Figure 2 is an infrared radiator with kacheiförmigem base body 20 with a flat radiating surface (bottom 26) and also planar top 25.
  • base body top 25 On the base body top 25 a conductor 23 is applied, which in turn Reflector layer 24 is embedded.
  • the base body 20 has a rectangular shape with a plate thickness of 2.0 mm and lateral dimensions of 10 cm x 20 cm. It consists of a composite material with a matrix of quartz glass in which phase regions of elemental silicon are homogeneously distributed. The proportion by weight of this Si phase is 2.5% and the maximum dimensions of the Si phase ranges are on average (median value) in the range of about 1 to 10 ⁇ .
  • the composite material is gas-tight, has a density of 2.19 g / cm 3 and is stable in air up to a temperature of about 1200 ° C. It shows a high absorption of heat radiation and a high emissivity at high temperature.
  • the conductor track 23 is produced from a platinum resistance paste on the upper side 25 of the base body 20. At both ends, leads or terminals are welded to supply electrical energy.
  • the conductor track 23 shows a meander-shaped course which covers a heating surface of the base body 20 so tightly that a uniform spacing between adjacent conductor track sections is achieved. stand of 2 mm remains. In the cross section shown, the conductor 23 has a rectangular profile with a width of 1 mm and a thickness of 20 ⁇ . Due to the small thickness of the material content of the expensive conductor material (platinum) is low on the infrared radiator compared to its efficiency.
  • the conductor track 23 has direct contact with the upper side 25 of the base body 20, so that the greatest possible heat transfer into the base body 20 is achieved.
  • the opposite bottom 26 is used when using the infrared radiator as a radiating surface for the heat radiation.
  • the emission direction is indicated by the directional arrow 27.
  • the reflector layer 24 consists of opaque quartz glass and has an average layer thickness between 1, 0-1, 5 mm. It is characterized by crack-free and high density of about 2.15 g / cm3 and it is thermally stable to temperatures above 1 100 ° C.
  • the reflector layer 24 covers the entire heating area of the base body 20 and completely covers the conductor track 23 and thus shields it from chemical or mechanical influences from the surroundings.
  • a fast reaction time of the dryer unit 70 after the printing machine has been switched on is a prerequisite for a low level of waste during the printing process.
  • the diagram of FIG. 3 shows the temporal temperature curve after switching on the heating element 7 described with reference to FIG. 2.
  • a temperature T re i (in%) is normalized on the y-axis to a maximum temperature which occurs during operation with maximum electrical connection power. plotted against the duty cycle t in seconds. T re i is measured at a distance of 5 mm from the heating surface by means of a thermopile measuring sensor.
  • the maximum temperature sets after a short time compared to conventional medium-wave infrared radiators, which remains substantially constant in the further heating process.
  • the short response time compared to conventional medium wave infrared emitters reduces waste.
  • the implementation of an air cooling for the heating elements 7 is unnecessary in the printing press 1 according to the invention. This increases the process efficiency, since cold cooling air reduces the temperature of the printing substrate 3 and hinders the removal of moisture.
  • the combination of uncooled heating elements 7 and warm convective process air for moisture transport optimizes the printing process in modern high-performance printing machines.
  • the composite material exhibits a high absorption of heat radiation and a high emissivity at high temperature.
  • the emissivity of the composite is measured using an integrating sphere. This allows the measurement of the directional-hemispheric spectral reflectance Rgh and the directional-hemispherical spectral transmittance Tgh, from which the normal spectral emissivity is calculated.
  • the measurement of the emissivity at elevated temperature takes place in the wavelength range from 2 to 18 ⁇ by means of an FTIR spectrometer (Bruker IFS 66v FTIR) to which a BBC sample chamber is coupled via an additional optics, based on the above-mentioned BBC measurement principle.
  • the sample chamber has in the half-spaces in front of and behind the sample holder on temperature-controlled black body environments and a beam outlet opening with detector.
  • the test specimens with a thickness of 2 mm are heated in a separate oven to a predetermined temperature and taken for measurement in the beam path of the sample chamber with the set to a predetermined temperature blackbody environments.
  • the intensity detected by the detector is composed of an emission, a reflection and a transmission component, namely intensity emitted by the sample itself, intensity incident on and reflected from the front half-space, and intensity , which falls from the rear hemisphere on the sample and is transmitted by this.
  • three measurements must be carried out.
  • the emissivity measured in the wavelength range from 2 to about 4 ⁇ measured on the composite material depends on the temperature. The higher the temperature, the higher the emission. At 600 ° C, the normal emissivity in the wavelength range of 2 to 4 ⁇ above 0.7. At 1000 ° C is the normal Emissivity in the entire wavelength range between 2 and 8 ⁇ above 0.8.
  • Figure 4 shows the emission spectrum of the heating element 7 (curve A) compared to the emission spectrum of a conventional infrared radiator with quartz glass cladding and heating coil of Kanthai ® (curve B) for the same power.
  • the emitted power P re i (as relative to the maximum relative value in%) is plotted on the x-axis and the wavelength ⁇ (in nm).
  • the transmission spectrum of water is entered (curve C), wherein the right-hand y-axis indicates a relative value TH2O.
  • the temperature of the trace 23 on the base body 20 is set to 1000 ° C.
  • the reference heater with a Kanthal ® helix is also operated at a temperature of about 1000 ° C. It turns out that the kacheiförmige heating element 7 in the wavelength range 1 .500 nm to about 2,000 nm has an emission maximum that matches the transmission maximum of water at 2750 nm better than the emission profile of the standard radiator. This results in the same electric power and the same distance by about 25% higher power density on the substrate 3 compared to the standard infrared radiator.
  • the infrared panel heater is installed in a test device and mounted on a movable table.
  • the optical power is detected by means of a thermoelectric detector.
  • the irradiance is determined at several measuring points in increments of 5 mm.
  • the irradiance is defined as sufficiently homogeneous if, at 10 measuring points around the middle of the sample, it deviates by no more than +/- 5% from the maximum value measured thereby. This type of measurement is also referred to below as "axial measurement", The graph of FIG.
  • FIG. 5 illustrates the result of axial measurements using the cache-shaped heating element 7.
  • a normalized optical power L (in%) is plotted on the y-axis
  • the lateral distance A (in mm) is plotted on the x-axis by the axis zero point extending center line, which refers to the lateral dimension of the heating element 7.
  • the lateral profile of the optical power is measured at a working distance of 10 mm. This is comparatively homogeneous over a larger area around the midline at close to 100%. This is shown by the fact that in a working area with more than 10 measuring points around the center line the optical power does not drop below 95% compared to the maximum value (100%).
  • FIGs (a) and (b) of Figure 6 illustrate schematically the relationship between irradiation homogeneity or - intensity and the distance between the radiator and substrate and related differences between a composed of several individual radiators infra-surface radiator (diagram (a)) and the cache-shaped heating element 7 for use in the printing press 1 according to the invention (diagram (b)).
  • the gray hatched area schematically defines a "working area" in which an acceptable irradiation homogeneity is given on the printing substrate It becomes clear that this homogeneity is achievable with the standard infrared panel radiator 71 by maintaining a certain distance, but in fact In contrast to this, the cache-shaped heating element 7 allows a sufficiently high homogeneity even at very small distances, at which time the intensity of the radiation is also high 7 1 with respect to the surface radiator 71 of carbon single radiators - significantly improved.

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Abstract

Bekannte Druckmaschinen sind ausgestattet mit einem Druckaggregat zum Aufbringen lösungsmittelhaltiger Druckfarbe auf einem Bedruckstoff, einer Transporteinrichtung zum Transport des Bedruckstoffs von dem Druckaggregat zu einer Trocknereinheit, die mindestens einen Infrarotstrahler zum Trocknen des Bedruckstoffs umfasst. Um hiervon ausgehend eine Druckmaschine mit einer Trocknereinrichtung bereitzustellen, die für die Trocknung lösungsmittelhaltigerund insbesonderewasserbasierter Druckfarbe hinsichtlich Homogenität und Schnelligkeit der Trocknung verbessert ist und bei der die Trocknereinheit ohne aktive Kühlung des Infrarotstrahlers auskommt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Infrarotstrahler als flächiges Heizelement aus einem dielektrischen und bei Erwärmung Infrarotstrahlung emittierenden Heizelement-Werkstoff ausgebildet ist, das eine dem zu trocknenden Bedruckstoff zugewandte Heizfläche und eine Kontaktierungsfläche aufweist, auf der eine Heizleiter-Leiterbahn aus einem elektrisch leitenden edelmetallhaltigen Widerstandsmaterial aufgebracht ist, die mit einer elektrische Kontaktierung zu einer einstellbaren Stromquelle verbunden ist.

Description

DRUCKMASCHINE MIT EINER INFRAROT-TROCKNEREINHEIT
Beschreibung Technischer Hintergrund
Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit einem Druckaggregat zum Aufbringen lösungsmittelhaltiger Druckfarbe auf einem Bedruckstoff, einer Transporteinrichtung zum Transport des Bedruckstoffs von dem Druckaggregat zu einer Trocknereinheit, die mindestens einen Infrarotstrahler zum Trocknen des Bedruckstoffs umfasst.
Stand der Technik
Zum Bedrucken bogenförmiger oder bahnförmiger Bedruckstoffe aus Papier, Pappe, Folie oder Karton mit Druckfarben werden beispielsweise Offset-Druckma- schinen, lithographische Druckmaschinen, Rotationsdruckmaschinen oder Flexo- Druckmaschinen eingesetzt. Typische Inhaltsstoffe von Druckfarben sind Öle, Harze und Bindemittel. Bei UV-härtbaren Druckfarben beruhen Härtung und Haftung auf dem Bedruckstoff auf Polymerisation, die durch Photoinitiation mittels UV- Licht ausgelöst wird. Bei lösungsmittelhaltigen und vor Allem wasserhaltigen Druckfarben und Lacken ist ein Trocknen erforderlich, das sowohl auf physikali- sehen als auch auf chemischen Trocknungsprozessen beruhen kann. Physikalische Trocknungsprozesse umfassen das Verdunsten von Lösungsmitteln und deren Diffusion in den Bedruckstoff, was auch als„Wegschlagen" bezeichnet wird. Unter chemischer Trocknung wird die Oxidation beziehungsweise Polymerisation von Druckfarben-Inhaltsstoffen verstanden. Zwischen physikalischer und chemischer Trocknung gibt es Übergänge. So kann beispielsweise das Wegschlagen der Lösungsmittel eine Annäherung monomerer Harzmoleküle bewirken, so dass diese gegebenenfalls einfacher polymerisieren. Trocknungsvorrichtungen zum Trocknen des bedruckten Bedruckstoffs dienen somit zum Entfernen von Lösungsmittel und/oder zum Auslösen von Vernetzungsre- aktionen. Die DE 10 2005 046 230 A1 beschreibt eine Rotationsdruckmaschine mit einem Druckwerk zum Bedrucken eines Druckbogens mit Druckfarbe, einer Lackiereinrichtung zum Aufbringen eines Lackes auf dem bedruckten Druckbogen. Im Bereich des Bogenweges sind dem Druckwerk und der Lackiereinrichtung IR- Strahlung emittierende Trocknungseinrichtungen in Form von Infrarotstrahlern nachgeordnet, die auch als Carbonstrahler ausgeführt sein können.
Technische Aufgabenstellung
Bei derartigen Infrarotstrahlern ist ein Heizfilament aus Carbon oder Wolfram in Wendel- oder Bandform in ein inertgasgefülltes Strahlerrohr eingeschlossen, das meist aus Quarzglas gefertigt ist. Die Heizfilamente sind mit elektrischen Anschlüssen verbunden, die über ein Ende oder beiden Enden des Strahlerrohres eingeführt werden.
Die Heizfilamente selbst haben zwar eine sehr geringe thermische Masse und damit eine schnelle Reaktionszeit im Bereich von 1 bis 2 Sekunden. Bis jedoch das gesamte IR-Trocknersystem aus Quarzrohr, Filament, elektrische Anschlüssen und einem Reflektor im thermischen Gleichgewicht ist, können mehrere Minuten vergehen.
Da der Bedruckstoff in modernen Rotationsdruckmaschinen mit einer Bahngeschwindigkeit von 3 bis 5 m/s läuft und diese Geschwindigkeit zu Beginn bereits vorhanden ist, können bis zum Erreichen des thermischen Gleichgewichts bis zu 1500 m Bedruckstoff verloren gehen. Bei wechselnden individuellen Bedruckprozessen entstehen diese Verluste bei jedem Druckvorgang neu.
Je höher die elektrische Leistung der Quarzrohrstrahler ist, umso schneller erreichen sie die Temperatur des IR-Trocknersystems. Die Erhöhung der Leistung er- höht aber nicht nur die vom Infrarotstrahler abgestrahlte Energiemenge, was zu einer Überhitzung des Bedruckstoffs führen kann, sondern sie verändert auch die Hauptwellenlänge der abgegebenen Strahlung, die sich in Richtung des kurzwelligen Spektralbereichs verschiebt.
Bei wasserbasierten Druckfarben ist es wünschenswert, dass die Emissions- Hauptwellenlänge der Infrarotstrahler zur Absorptionscharakteristik des Wassers passt, also bei etwa 2,75 μιτι liegt. Die bisherigen kommerziellen Infrarotstrahler weisen daher entweder ein daran angepasstes Emissionsspektrum auf; dann haben sie aber eine geringe elektrische Leistung und benötigen für eine hinreichend große Strahlungsleistung eine vergleichsweise große Abstrahlungsfläche und dementsprechend eine große Wärmekapazität, welche wiederum vergleichsweise lange Aufheiz- und Abkühlzeiten des Infrarotstrahlers und somit Reaktionsträgheit der Trocknereinheit bedingt. Oder die Infrarotstrahler haben eine hohe elektrische Leistung und eine geringe Reaktionsträgheit; dann ist ihr Emissionsspektrum aber nicht optimal an die Absorptionscharakteristik des Wassers angepasst.
Häufig bilden mehrere nebeneinander liegende Infrarot-Strahlerrohre einen Flä- chenstrahler. Um dabei eine homogene Abstrahlung auf dem Bedruckstoff zu erhalten, sollte der Abstand zwischen dem Flächenstrahler und dem Bedruckstoff mindestens dem 1 ,5-fachen Mittenabstand zwischen den Einzel-Strahlerrohren betragen, wenn die Strahlerrohr-Längsachsen in Transportrichtung des Bedruck- stoffs ausgerichtet sind. Dieser vergleichsweise hohe Mindestabstand zwischen Flächenstrahler und Bedruckstoff führt zu einer geringen effektiven Strahlungsintensität auf der Bedruckstoff-Ebene, was die Reaktionszeit verlängert, innerhalb der die erforderliche Strahlungsleistung auf dem Bedruckstoff aufgebracht ist.
Eine schnelle Reaktionszeit ist aber insbesondere bei Mehrfarbdruck erforderlich, bevor der Bedruckstoff entweder mit der nächsten Farbe bedruckt oder durch ei- nen Lackauftrag veredelt wird oder in der Druckmaschine zum Zwecke des Bedruckens der Rückseite gewendet wird. Denn aufgrund der relativ kurzen Zeit, in denen der Bedruckstoff zwischen den Druckwerken verweilt, muss die erforderliche Strahlungsleistung auf den Bedruckstoff einwirken, ohne das Druckbild durch Überhitzung beschädigt wird. Darüber hinaus müssen sowohl kurz- als auch mittewellige Infrarotstrahler mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von etwa 1000- 2750 nm insbesondere in engen Bauräumen, wie sie für Druckmaschine typisch sind, aktiv gekühlt werden, um sie vor Überhitzung zu schützen. Häufig wird dafür ein Kühlluftstrom erzeugt, der die Infrarotstrahler direkt anbläst. Es hat sich aber gezeigt, dass sich am Infra- rotstrahier vorbeiströmende Kühlluft mit warmer Prozessluft, die unter anderem dem Abtransport von Feuchtigkeit dient interagiert und dadurch die Temperatur am Bedruckstoff verändert und den Abtransport von Feuchtigkeit vermindert. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckmaschine mit einer Trocknereinrichtung bereitzustellen, die für die Trocknung lösungsmittelhaltiger und insbesondere wasserbasierter Druckfarbe hinsichtlich Homogenität und Schnelligkeit der Trocknung verbessert ist und bei der die Trocknereinheit ohne aktive Kühlung des Infrarotstrahlers auskommt.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Infrarotstrahler der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Infrarotstrahler als flächiges Heizelement aus einem dielektrischen und bei Erwärmung Infrarotstrahlung emittierenden Heizelement-Werkstoff ausgebildet ist, das eine dem zu trocknenden Bedruckstoff zugewandte Heizfläche und eine Kontaktierungsfläche aufweist, auf der eine Heizleiter-Leiterbahn aus einem elektrisch leitenden, edelmetallhalti- gen Widerstandsmaterial aufgebracht ist, die mit einer elektrische Kontaktierung zu einer einstellbaren Stromquelle verbunden ist. Bei der erfindungsgemäßen Druckmaschine umfasst die Infrarot-Trocknereinheit mindestens ein Heizelement, das eine dem zu trocknenden Bedruckstoff zugewandte Heizfläche aufweist. Die Heizfläche emittiert Infrarotstrahlung in Richtung auf den Bedruckstoff. Sie ist flächig und im einfachsten Fall eben ausgeführt, sie kann aber auch eine Struktur und eine von der Planheit abweichende flächige ge- ometrische Form aufweisen. Die Ebenheit der Heizfläche ergibt ein gleichermaßen ebenes Strahlungsfeld und ermöglich das Einstellen eines kurzen Abstandes zwischen Bedruckstoff und Heizelement. Dies trägt zur Homogenität und Schnelligkeit der Trocknung bei; wie weiter unten noch näher erläutert.
Das Heizelement besteht mindestens teilweise aus einem dielektrischen Werk- stoff. Dieser ist elektrisch nicht leitend und daher nicht ohne weiteres durch direkten Stromdurchfluss, sondern durch Wärmeleitung über die Leiterbahn des Heizleiters erwärmbar. Die Leiterbahn dient somit unmittelbar zur Erwärmung des Heizelements. Infolge der Erwärmung emittiert der Heizelement-Werkstoff Infrarotstrahlung im mittelwelligen Wellenlängenbereich, der möglichst gut mit der Ab- Sorptionscharakteristik von Wasser übereinstimmt. Das Heizelement bildet das eigentliche, Infrarotstrahlung emittierende Element. Es kann mehrschichtig ausgeführt sein, es ist aber bevorzugt vollständig aus dem dielektrischen Heizelement-Werkstoff gefertigt. Wesentlich ist, dass die mit Leiterbahn belegten Oberflächenbereiche aus elektrisch isolierendem Werkstoff beste- hen, um Überschläge und Kurzschlüsse zwischen benachbarten Leiterbahn-Abschnitten zuverlässig zu verhindern.
Die Kontaktierung des Heizelements mit dem Heizleiter erfolgt beispielsweise über eine der Heizfläche gegenüberliegende Kontaktierungsfläche. Diese ist in direktem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt - über eine elektrisch isolierende und wärme- leitende Zwischenschicht - mit der Leiterbahn aus einem Widerstandsmaterial.
Das Widerstandsmaterial ist infrarotfähig in dem Sinne, dass es bis mindestens 1000 °C temperaturbeständig ist, im Idealfall auch in oxidativer Umgebung, dass es elektrisch leitfähig ist, und dass sich seine elektrische Leitfähigkeit mit der Temperatur nicht wesentlich verändert oder die Widerstandsänderung bekannt ist. Diese Bedingungen werden insbesondere erfüllt:
(1 ) von einem edelmetallhaltigen Widerstandsmaterial. Das in dieser Hinsicht bevorzugte Widerstandsmaterial besteht zu mindestens 50 Atom-%, vorzugsweise zu mindestens 95 At.-% aus Elementen der Platingruppe. Die Platingruppe um- fasst die folgenden Edelmetalle: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt. Diese liegen in reiner Form oder als Legierung untereinander oder mit einem oder mehreren anderen Metallen vor, insbesondere mit Au, Ag.
(2) von Widerstandsmaterial aus hochtemperaturfestem Stahl, Tantal, einer ferritischen FeCrAI-Legierung, einer austenitischen CrFeNi-Legierung, Siliziumcarbid, Molybdändisilicid oder einer Molybdän-Basislegierung. Dieses Werkstoffe, insbe- sondere Siliziumcarbid (SiC), Molybdändisilicid (M0S12), Tantal (Ta), hochwarmfes- ter Stahl oder eine ferritische FeCrAI-Legierung wie Kanthai® (Kanthai® ist eine eingetragene Marke der SANDVIK INTELLECTUAL PROPERTY AB, 81 1 81 Sandviken, SE) sind an Luft oxidationsbeständig und kostengünstiger als Platingruppenmetalle. Die Leiterbahn wird bevorzugt als Dickfilmschicht beispielsweise aus Widerstandspaste mittels Siebdruck oder aus metallhaltiger Tinte mittels Tintenstrahl- druck erzeugt und anschließend bei hoher Temperatur eingebrannt. Die Leiterbahn verläuft beispielsweise in einem spiral- oder mäanderförmigen Linienmuster. Das hohe Absorptionsvermögen des Heizelement-Werkstoffs ermöglicht auch bei vergleichsweise geringer Leiterbahn-Belegungsdichte der Heizfläche eine homo- gene Abstrahlung. Eine geringe Belegungsdichte ist dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand zwischen benachbarten Leiterbahn-Abschnitten 1 mm oder mehr, bevorzugt 2 mm oder mehr beträgt. Ein großer Abstand zwischen den Leiterbahnabschnitten vermeidet Überschläge, die insbesondere beim Betrieb mit hohen Spannungen unter Vakuum auftreten können. Die Leiterbahn kann mindes- tens teilweise mit einer Deckschicht aus einem elektrisch isolierenden und/oder optisch streuenden Werkstoff überzogen sein. Die Deckschicht dient als Reflektor und/oder zum mechanischen Schutz und zur Stabilisierung der Leiterbahn.
Die Heizleiter-Leiterbahn ist mit einer elektrischen Kontaktierung verbunden, über das sie mit einem Stromkreis verbindbar ist. Vorzugsweise ist die elektrische Kon- taktierung über die elektrische Kontaktierung lösbar mit einem Stromkreis verbindbar, beispielsweise über eine Steck-, Schraub- oder Klemmverbindung.
Die flächige Form des Heizelements und die Infrarot-Emission ermöglichen eine flächig-homogene Abstrahlung von Infrarotstrahlung und damit einhergehend eine Reduzierung des Abstandes zwischen dem Bedruckstoff und dem Heizelement. Dadurch gelingt es, eine höhere Strahlungsleistung pro Flächeneinheit bereitzustellen und auch bei dünnen Heizelement -Wandstärken und/oder bei einer vergleichsweise geringen Leiterbahn-Belegungsdichte eine homogene Abstrahlung und ein gleichförmiges Temperaturfeld zu erzeugen.
Durch die gleichmäßige Abstrahlung und hohe Emissivität kann der Abstand zwi- sehen Bedruckstoff und Heizelement gering ausfallen, wodurch die Bestrahlungs- intensität erhöht und die Effizienz entsprechend zunimmt. Der Abstand ist bevorzugt kleiner als 15 mm.
Der geringe Abstand ermöglicht hohe Leistungsdichten von mehr als 100 kW/m2 und sogar mehr 200 kW/m2 auf dem Bedruckstoff und führt zu einer Verringerung der Makulatur in modernen Hochleistungs-Druckmaschinen. Bevorzugt ist das
Heizelement zur Erzielung einer Leistungsdichte oberhalb von 180 kW/m2, vorzugsweise zur Erzielung einer Leistungsdichte im Bereich von 180 kW/m2 bis 265 kW/m2, ausgelegt. Die Flächenleistung ist dabei definiert als die elektrische Anschlussleistung der Leiterbahn bezogen auf die von der Leiterbahn belegte Basiskörper-Fläche.
Durch erzwungene Strömung warmer Prozessluft wird die Temperatur auf dem Bedruckstoff reguliert und Feuchtigkeit abtransportiert. Der Abtransport von Feuchtigkeit hängt vom Aufnahmevermögen der Prozessluft (maßgeblich bestimmt durch die Temperatur) und deren Einwirkungsgrad auf den Bedruckstoff (maßgeblich bestimmt durch Strömungseigenschaften) ab. Dünne Heizelemente haben eine geringe Wärmekapazität und ermöglichen schnelle Temperaturwech- sei. Eine aktive Kühlung mittels am Infrarotstrahler vorbeiströmender Kühlluft ist daher nicht erforderlich. Dadurch werden bei Einsatz der erfindungsgemäßen Druckmaschine Interaktionen mit der warmen Prozessluft vermieden, die sich auf deren Temperatur und Strömungsverhalten auswirken und die die Temperatur des Bedruckstoffs und der warmen Prozessluft verringern und so den Abtransport von Feuchtigkeit verlangsamen würden.
Im Hinblick auf eine möglichst kurze Reaktionszeit ist die erfindungsgemäße Druckmaschine daher vorzugsweise mit einem plattenförmigen Heizelement mit einer Plattendicke von weniger als 10 mm ausgestattet. Die Transporteinrichtung weist eine maximale Formatbreite für den Transport des Bedruckstoffs auf, wobei im bevorzugten Fall das Heizelement zur Bestrahlung über die gesamte Formatbreite aus mehreren Heizelement-Teilstücken besteht, die unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind.
Die Heizelement-Teilstücke überspannen hierbei die maximal mögliche Formatbreite der Druckmaschine. Sie sind beispielsweise stoßförmig aneinandergesetzt. Dadurch, dass sie getrennt voneinander schalt- und regelbar sind, können je nach
Bedarf einzelne Heizelemente zu- oder abgeschaltet werden. Durch zusätzliche thermische Trennung kann ein Wärmeverlust durch Wärmeleitung von dem oder den eingeschalteten Heizelementen auf das oder die nicht eingeschalteten Heizelemente vermindert werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Heizelement-Werkstoff eine amorphe Matrixkomponente sowie eine Zusatzkomponente in Form eines Halbleitermaterials umfasst. Der amorphe Werkstoff, wie etwa Quarzglas, kann einfach an die für den Anwendungsfall geeignete geometrische Gestalt gebracht werden, also beispielsweise in Form ebener, gebogener oder gewellter Platten. Die darin eingelagerte Zusatzkomponente bildet eine eigene amorphe oder kristalline Phase aus Halbleiterma- terial, wie etwa aus Silizium. Der Energieunterschied zwischen Valenzband und Leitungsband (Bandlückenenergie) nimmt mit zunehmender Temperatur ab. Andererseits können bei ausreichend hoher Aktivierungsenergie Elektronen vom Valenzband in das Leitungsband gehoben werden, was mit einem deutlichen Anstieg des Absorptionskoeffizienten einhergeht. Die thermisch aktivierte Besetzung des Leitungsbandes führt dazu, dass das Halbleitermaterial bei Raumtemperatur für bestimmte Wellenlängen (wie etwa ab 1000 nm) in gewissem Umfang transparent sein kann und bei hohen Temperaturen undurchsichtig wird. Mit steigender Temperatur des Heizelement-Werkstoffs können daher Absorption und Emissionsgrad zunehmen. Dieser Effekt hängt unter anderem von Struktur (amorph/kristallin) und Dotierung des Halbleiters ab. Reines Silizium zeigt beispielsweise ab etwa 600 °C eine merkliche Emissionszunahme, die etwa ab etwa 1000 °C eine Sättigung erreicht.
Sofern das Halbleitermaterial hinreichend erwärmt wird, kann es daher einen energiereichen, angeregten Zustand einnehmen, in dem er Infrarotstrahlung mit hoher Leistungsdichte emittiert. In diesem Zustand bestimmt die halbleitende Zusatzkomponente maßgeblich die optischen und thermischen Eigenschaften des Heizelements; genauer gesagt, sie bewirkt eine Absorption im infraroten Spektralbereich (das heißt, im Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 1 mm) und insbesondere eine Absorption im Wellenlängenbereich um 2750 nm. Mit einem solchen Heizelement sind Leistungsdichten oberhalb von 180 kW/m2, vorzugsweise Leistungsdichten im Bereich von 180 kW/m2 bis 265 kW/m2, erzielbar.
Ein solcher Heizelement-Werkstoff zeigt somit eine Anregungstemperatur, die mindestens erreicht werden muss, um die thermische Anregung des Werkstoffs und damit eine hohe Strahlungsemission zu erhalten. Die Zusatzkomponente führt dann dazu, dass der Heizelement-Werkstoff Infrarotstrahlung emittiert. Der spektrale Emissionsgrad ελ lässt sich bei bekannten gerichtet-hemisphärischen spektralen Reflexionsgrad Rgh und Transmissionsgrad Tgh wie folgt berechnen: £λ = 1-Rgh - Tgh (1)
Unter dem„spektralen Emissionsgrad" wird der„spektrale normale Emissionsgrad" verstanden. Dieser wird anhand eines Messprinzips ermittelt, das unter der Bezeichnung„Black-Body Boundary Conditions" (BBC) bekannt ist und veröffent- licht ist in„DETERMINING THE TRANSMITTANCE AND EMITTANCE OF
TRANSPARENT AND SEMITRANSPARENT MATERIALS AT ELEVATED TEMPERATURES"; J. Manara, M. Keller, D. Kraus, M. Arduini-Schuster; 5th European Thermal-Sciences Conference, The Netherlands (2008).
Die mit der Zusatzkomponente dotierte Matrix hat eine höhere Wärmestrahlungs- Absorption als dies ohne die Zusatzkomponente der Fall wäre. Dadurch ergibt sich ein erhöhter Anteil von Energieübertragung durch Strahlung von der Leiterbahn in das Heizelement, eine schnellere Verteilung der Wärme und eine höhere Abstrah- lungsrate auf den Bedruckstoff. Dadurch gelingt es, eine höhere Strahlungsleistung pro Flächeneinheit bereitzustellen und auch bei dünnen Heizelement-Wand- stärken und/oder bei einer vergleichsweise geringen Leiterbahn-Belegungsdichte eine homogene Abstrahlung und ein gleichförmiges Temperaturfeld zu erzeugen.
Im Heizelement-Werkstoff liegt die Zusatzkomponente bevorzugt mindestens zum Teil als elementares Silizium vor und ist in einer Menge eingelagert ist, die im Heizelement-Werkstoff für Wellenlängen zwischen 2 und 8 μιτι einen spektralen Emissionsgrad ε von mindestens 0,7 bei einer Temperatur von 600 °C und einen spektralen Emissionsgrad ε von mindestens 0,8 bei einer Temperatur von 1000 °C bewirkt.
Das Halbleitermaterial und insbesondere das vorzugsweise eingesetzte, elementare Silizium bewirken daher eine Schwarzfärbung des glasigen Matrix-Werkstoffs und zwar bei Raumtemperatur, aber auch bei erhöhter Temperatur oberhalb von beispielsweise 600 °C. Dadurch wird eine gute Abstrahlungscharakteristik im Sinne einer breitbandigen, hohen Emission bei hohen Temperaturen erreicht. Das Halbleitermaterial bildet dabei eine in der Matrix dispergierte, elementare Halbleiter-Phase. Diese kann mehrere Halbleiterelemente oder Metalle enthalten (Metalle jedoch maximal bis zu 50 Gew.-%, besser nicht mehr als 20 Gew.-%; bezogen auf den Gewichtsanteil der Zusatzkomponente). Die Wärmeabsorption des Heizelement-Werkstoffs hängt vom Anteil der Zusatzkomponente ab. Im Fall von Silizium sollte der Gewichtsanteil vorzugsweise mindestens 0,1 % betragen. Andererseits kann ein hoher Silizium-Anteil die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Quarzglas-Matrix beeinträchtigen. Im Hinblick darauf liegt der Gewichtsanteil der Gewichtsanteil der Silizium-Zusatzkomponente bevorzugt im Bereich zwischen 0,1 und 5 %.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckmaschine umfasst die Trocknereinheit eine Vielzahl von Heizelementen, die in Transportrichtung des Bedruckstoffs hintereinander angeordnet sind. Dabei ist jeder Trocknereinheit ein Druckaggregat zugeordnet. Die größere Anzahl von Druckaggregaten ermöglicht eine hohe Druckgeschwindigkeit und eine hohe Druckqualität.
Insbesondere bei dieser Ausführungsform der Druckmaschine hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Einrichtung zur Zufuhr von Prozessluft in den Zwi- schenraum zwischen dem Bedruckstoff und den Heizelementen vorgesehen ist.
Die Prozesslust dient zum Trocknen des Bedruckstoffs und dem Abtransport des aus dem Lösungsmittels der Druckfarbe, also beispielsweise von Wasser. Um eine über die Bahnbreie des Bedruckstoffs gleichmäßige und zeitlich gleichbleibende Trocknung des Bedruckstoffs zu erreichen, wird eine möglichst reproduzier- bare, laminare Strömung der Prozessluft angestrebt. Dazu tragen bei der erfindungsgemäßen Druckmaschine die flächige, vorzugsweise plane Heizfläche der Heizelemente und der enge Spalt zwischen den Heizflächen und dem Bedruckstoff bei.
Die erfindungsgemäße Druckmaschine ist für den Rotationsdruck, Offset-Druck, Flachdruck, Hochdruck, Siebdruck oder Tiefdruck einsetzbar. Es hat sich aber insbesondere bewährt, wenn das Druckaggregat einen Tintenstrahldruckkopf umfasst, wobei in Transportrichtung des Bedruckstoffs gesehen der Trocknereinheit mindestens eine mit Antriebsmotor ausgestatte Zugwalze nachgeordnet ist.
Beim Inkjet-Druckverfahren oder Tintenstrahldruckverfahren ist die bilderzeugende Einrichtung als Tintenstrahldruckkopf ausgeführt, der eine oder mehrere Düsen aufweist, mittels denen Tintentropfen auf den Bedruckstoff übertragen werden. Insbesondere bei Einsatz wasserbasierter Tinte kann es vorkommen, dass sich der Bedruckstoff verformt, beispielsweise Wellen schlägt, was zu einer geringen Druckqualität, zu Beschädigungen von Druckkopf und Bedruckstoff und zu einer ungleichmäßigen Trocknung des Bedruckstoffs führen kann. Letzteres macht sich insbesondere bemerkbar, wenn - wie bei der erfindungsgemäßen Druckmaschine einstellbar - der Abstand zwischen dem Bedruckstoff und der Trocknereinheit sehr klein ist. Um dem entgegenzuwirken und um einen möglichst gleichmäßige und reproduzierbare Ebenheit des Bedruckstoffs zu gewährleisten, ist in Transportrichtung des Bedruckstoffs gesehen der Trocknereinheit mindestens eine mit eigenem Antriebsmotor ausgestatte Zugwalze nachgeordnet.
Ist die Zugwalze gleichzeitig als Kühlwalze ausgebildet, kann der der Bedruckstoff im Anschluss an die Trocknereinheit abgekühlt werden, was insbesondere in Anbetracht des potenziell hohen Energieeintrags hilfreich sein kann, um Beschädigungen des Bedruckstoffs zu minimieren. Ausführungsbeispiel
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Patentzeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt im Einzelnen:
Figur 1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Druckmaschine mit dem
Transportweg für den Bedruckstoff durch ein Druckaggregat und eine Infrarot-Trocknereinheit in schematischer Darstellung,
Figur 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizelements mit einer Reflektorschicht in schematischer Darstellung und in einer Seitenansicht
Figur 3 zeigt ein Diagramm zum Anschaltverhalten eines Heizelements der
Trocknereinheit
Figur 4 ein Diagramm mit Emissionsspektren eines kacheiförmigen Heizelements im Vergleich zu einem herkömmlichen Infrarotstrahler mit Quarzglas-Hüllrohr und Kanthai® -Wendel, Figur 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Bestrahlungsprofils der auf dem Bedruckstoff auftreffenden Infrarotstrahlung bei Einsatz der erfindungsgemäßen Druckmaschine, und
Figur 6 anhand zweier Diagramme (a) und (b) einen Vergleich von Homogenität und Intensität der Bestrahlung von Bedruckstoff mittels kacheiförmigem Heizelement und mittels Infrarot-Flächenstrahler nach dem
Stand der Technik.
Druckmaschine Figur 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckmaschine in Form einer Rollen-Tintenstrahldruckmaschine, der insgesamt die Bezugsziffer 1 zugeordnet ist. Ausgehend von einem Abwickler 2 gelangt die Materialbahn 3 aus einem Bedruckstoff, wie beispielsweise aus Papier, zu einem Druckaggregat 40. Dieses umfasst mehrere, entlang der Materialbahn 3 hintereinander angeordnete Tintenstrahldruckköpfe 4, durch die auf den Bedruckstoff lösungsmit- telhaltige und insbesondere wasserhaltige Druckfarben aufgetragen werden.
In Transportrichtung 5 gesehen gelangt die Materialbahn 3 vom Druckaggregat 40 über eine Umlenkwalze 6 anschließend zu einer Infrarot-Trocknereinheit 70. Diese ist mit mehreren Infrarot-Heizelementen 7 bestückt, die für das Trocknen bezie- hungsweise Wegschlagen des Lösungsmittels in die Materialbahn ausgelegt sind.
Der weitere Transportweg der Materialbahn 3 geht über eine Zugwalze 8, die mit eigenem Zugantriebsmotor ausgestattet ist und über die die Einstellung der Bahnspannung erfolgt, zu einer Aufwickelrolle 9.
Jeweils mehrere -im Ausführungsbeispiel sind es acht - Heizelemente 7 sind in ei- nem Heizblock zusammengefasst, der sich über die maximale Formatbreite der
Druckmaschine 1 erstreckt. Die einzelnen Heizelemente 7 sind in dem Heizblock dabei stoßweise aneinander gereiht und entsprechend der Abmessungen und Farbbelegung des Bedruckstoffs getrennt voneinander ansteuerbar. Zwischen den einzelnen Heizelementen 7 befindet sich ein elektrischer und thermischer Isolator. Der freie Abstand zwischen der Heizfläche der Heizelemente und der Oberseite der Materialbahn 3 beträgt 10 mm. Die Transportgeschwindigkeit der Materialbahn 3 wird auf 5 m/s eingestellt. Dabei handelt es sich um eine vergleichsweise hohe Geschwindigkeit, die durch eine Optimierung der einzelnen Bearbeitungsschritte ermöglicht wird, und die insbesondere eine hohe Trocknungsrate erfordert. Die zum Erreichen dieser Anforderung erforderliche Trocknereinheit 70 wird im Folgenden anhand der Figuren 2 bis 5 näher erläutert.
Sofern in anderen Figuren dieselben Bezugsziffern wie in Figur 1 verwendet sind, so sind damit baugleiche oder äquivalente Bauteile und Bestandteile bezeichnet, wie sie oben anhand der Beschreibung der erfindungsgemäßen Druckmaschine näher erläutert sind.
Heizelement
Bei der in Figur 2 schematisch gezeigten Ausführungsform eines Heizelements 7 handelt es sich um einen Infrarotstrahler mit kacheiförmigem Basiskörper 20 mit planer Abstrahlfläche (Unterseite 26) und ebenso planer Oberseite 25. Auf der Basiskörper-Oberseite 25 ist eine Leiterbahn 23 aufgebracht, die wiederum in eine Reflektorschicht 24 eingebettet ist.
Der Basiskörper 20 hat Rechteckform mit einer Plattenstärke von 2,0 mm und seitlichen Abmessungen von 10 cm x 20 cm. Es besteht aus einem Kompositwerkstoff mit einer Matrix aus Quarzglas, in der Phasenbereiche aus elementarem Silizium homogen verteilt sind. Der Gewichtsanteil dieser Si-Phase beträgt 2,5% und die maximalen Abmessungen der Si-Phasenbereiche liegen im Mittel (Medianwert) im Bereich von etwa 1 bis 10 μιτι. Der Kompositwerkstoff ist gasdicht, er hat eine Dichte von 2,19 g/cm3 und er ist an Luft bis zu einer Temperatur von etwa 1200 °C stabil. Er zeigt bei hoher Temperatur eine hohe Absorption von Wärmestrahlung und einen hohen Emissionsgrad.
Die Leiterbahn 23 wird aus einer Platin-Widerstandspaste auf der Oberseite 25 des Basiskörpers 20 erzeugt. An beiden Enden sind Leitungen oder Klemmen zum Einspeisen elektrischer Energie angeschweißt. Die Leiterbahn 23 zeigt einen mäanderförmigen Verlauf, der eine Heizfläche des Basiskörpers 20 so dicht bedeckt, dass zwischen benachbarten Leiterbahnabschnitten ein gleichmäßiger Ab- stand von 2 mm verbleibt. Im gezeigten Querschnitt hat die Leiterbahn 23 Rechteckprofil mit einer Breite von 1 mm und einer Dicke von 20 μιτι. Infolge der geringen Dicke ist der Materialanteil des teueren Leiterbahn-Werkstoffs (Platin) am Infrarotstrahler im Vergleich zu dessen Effizienz gering. Die Leiterbahn 23 hat direk- ten Kontakt mit der Oberseite 25 des Basiskörpers 20, so dass eine größtmögliche Wärmeübertragung in den Basiskörper 20 erreicht wird. Die gegenüberliegende Unterseite 26 dient beim Einsatz des Infrarotstrahlers als Abstrahlfläche für die Wärmestrahlung. Die Abstrahlrichtung wird vom Richtungspfeil 27 angezeigt.
Die Reflektorschicht 24 besteht aus opakem Quarzglas und hat eine mittlere Schichtdicke zwischen 1 ,0-1 ,5 mm. Sie zeichnet sich durch Rissfreiheit und eine hohe Dichte von etwa 2,15 g/cm3 aus und sie ist bis Temperaturen oberhalb von 1 100 °C thermisch beständig. Die Reflektorschicht 24 bedeckt den gesamten Heizbereich des Basiskörpers 20 und sie bedeckt die Leiterbahn 23 vollständig und schirmt sie somit vor chemischen oder mechanischen Einflüssen aus der Um- gebung ab.
Messung des Anschaltverhaltens
Eine schnelle Reaktionszeit der Trocknereinheit 70 nach dem Einschalten der Druckmaschine ist Voraussetzung für eine geringe Makulatur beim Druckprozess. Das Diagramm von Figur 3 zeigt den zeitlichen Temperaturverlauf nach dem Anschalten des anhand Figur 2 beschriebenen Heizelements 7. Auf der y-Achse ist eine Temperatur Trei (in %) normiert auf eine Maximaltemperatur, die sich im Betrieb mit maximaler elektrischer Anschlussleistung einstellt, gegen die Einschaltdauer t in Sekunden aufgetragen. Trei wird dabei in einem Anstand von 5 mm von der Heizfläche mittels eines Thermopile-Messsensors gemessen.
Bei Anlegen der maximalen elektrischen Anschlussleistung von bis zu 200 kW/m2 an die Leiterbahn 23 stellt sich im Vergleich zu konventionellen mittelwelligen Infrarotstrahlern nach kurzer Zeit die Maximaltemperatur ein, die auch im weiteren Heizprozess im Wesentlichen konstant bleibt. Die im Vergleich zu konventionellen mittelwelligen Infrarotstrahlern kurze Reaktionszeit reduziert die Makulatur. Außerdem erübrigt sich bei der erfindungsgemäßen Druckmaschine 1 die Implementierung einer Luftkühlung für die Heizelemente 7. Dies erhöht die Prozesseffizienz, da kalte Kühlluft die Temperatur des Bedruckstoffs 3 verringert und den Abtransport von Feuchtigkeit behindert. Die Kombination aus ungekühlten Heizelementen 7 und warmer konvektiver Prozessluft zum Feuchtigkeitstransport optimiert den Druckprozess in modernen Hochleistungsdruckmaschinen.
Messung des Emissionsgrades
Der Kompositwerkstoff zeigt bei hoher Temperatur eine hohe Absorption von Wärmestrahlung und einen hohen Emissionsgrad. Bei Raumtemperatur wird der Emissionsgrad des Kompositwerkstoffs unter Einsatz einer Ulbrichtkugel gemessen. Diese erlaubt die Messung des gerichtet-hemisphärischen spektralen Reflexionsgrades Rgh und des gerichtet-hemisphärischen spektralen Transmissionsgrades Tgh, woraus der normale spektrale Emissionsgrad berechnet wird. Die Messung des Emissionsgrades bei erhöhter Temperatur erfolgt im Wellenlängenbereich von 2 bis 18 μιτι mittels eines FTIR-Spektrometers (Bruker IFS 66v FTIR), an das über eine Zusatzoptik eine BBC-Probenkammer angekoppelt wird, anhand des oben genannten BBC-Messprinzips. Die Probenkammer verfügt dabei in den Halbräumen vor und hinter der Probenhalterung über temperierbare Schwarzkörperumgebungen und eine Strahlausgangsöffnung mit Detektor. Die Messproben mit einer Dicke von 2 mm werden d in einem separaten Ofen auf eine vorgegebene Tempe- ratur aufgeheizt und zur Messung in den Strahlengang der Probenkammer mit den auf vorgegebene Temperatur eingestellten Schwarzkörperumgebungen verbracht. Die vom Detektor erfasste Intensität setzt sich aus einem Emissions-, einem Reflexions- und einem Transmissionsanteil zusammen, nämlich aus Intensität, die von der Probe selbst emittiert wird, Intensität, die vom vorderen Halbraum auf die Probe fällt und von dieser reflektiert wird, sowie Intensität, die vom hinteren Halbraum auf die Probe fällt und von dieser transmittiert wird. Zur Ermittlung der einzelnen Größen Emissions-, Reflexions- und Transmissionsgrad müssen drei Messungen durchgeführt werden.
Der am Kompositwerkstoff gemessene Emissionsgrad im Wellenlängenbereich von 2 bis etwa 4 μιτι hängt von der Temperatur ab. Je höher die Temperatur ist, umso höher ist die Emission. Bei 600 °C liegt der normale Emissionsgrad im Wellenlängenbereich von 2 bis 4 μιτι oberhalb von 0,7. Bei 1000 °C liegt der normale Emissionsgrad im gesamten Wellenlängenbereich zwischen 2 und 8 μιτι oberhalb von 0,8.
Figur 4 zeigt das Emissionsspektrum des Heizelements 7 (Kurve A) im Vergleich zu dem Emissionsspektrum eines herkömmlichen Infrarotstrahlers mit Quarzglas- Hüllrohr und Heizwendel aus Kanthai® (Kurve B) bei gleicher Leistung. Auf der linken y-Achse ist die emittierte Leistung Prei (als auf den Maximalwert bezogener Relativwert in %) aufgetragen und auf der x-Achse die Wellenlänge λ (in nm). Außerdem ist in das Diagramm das Transmissionsspektrum von Wasser eingetragen (Kurve C), wobei die rechte y-Achse einen Relativwert TH2O angibt. Die Temperatur der Leiterbahn 23 auf dem Basiskörper 20 wird auf 1000°C eingestellt. Der Vergleichsstrahler mit einer Kanthal®-Wendel wird ebenfalls bei einer Temperatur von etwa 1000°C betrieben. Es zeigt sich, dass das kacheiförmige Heizelement 7 im Wellenlängenbereich 1 .500 nm bis etwa 2.000 nm ein Emissionsmaximum aufweist, dass zum Transmissionsmaximum von Wasser bei 2750 nm besser passt, als der Emissionsverlauf des Standard-Strahlers. Daraus ergibt sich bei gleicher elektrischer Leistung und gleichem Abstand eine um etwa 25 % höhere Leistungsdichte auf dem Bedruckstoff 3 im Vergleich zum Standard-Infrarotstrahler.
Messung der räumlichen Homogenität der emittierten Strahlung
Die Prüfung der räumlichen Homogenität der emittierten Strahlung erfolgt nach der IEC 62798 (2014). Dazu wird der Infrarot-Flächenstrahler in eine Prüfvorrichtung eingebaut und auf einem verfahrbaren Tisch montiert. In einem vorgegebenen Arbeitsabstand von 10 mm zur Abstrahlfläche des Infrarotstrahlers wird die optische Leistung mittels eines thermoelektrischen Detektors erfasst. Die Bestrahlungsstärke wird an mehreren Messstellen in Schritten von 5 mm ermittelt. Als ausreichend homogen wird die Bestrahlungsstärke definiert, wenn sie an 10 Messstellen um die Probenmitte um nicht mehr als +/- 5% von dem dabei gemessen Maximalwert abweicht. Diese Art der Messung wird im Folgenden auch als„Axialmessung" bezeichnet, Das Diagramm von Figur 5 veranschaulicht das Ergebnis von Axialmessungen bei Einsatz des kacheiförmigen Heizelements 7. Auf der y-Achse ist eine normierte optische Leistung L (in %) aufgetragen, und auf der x-Achse der laterale Abstand A (in mm) von einer durch den Achsen-Nullpunkt verlaufenden Mittellinie, die sich auf die laterale Abmessung des Heizelements 7 bezieht.
Das laterale Profil der optischen Leistung ist in einem Arbeitsabstand von 10 mm , gemessen. Dieses liegt über einen größeren Bereich um die Mittellinie vergleichsweise homogen bei nahe 100 %. Dies zeigt sich darin, dass in einem Arbeitsbereich mit mehr als 10 Messpunkten um die Mittellinie die optische Leistung nicht unter 95 % gegenüber dem Maximalwert (100 %) abfällt.
Die Diagramme (a) und (b) von Figur 6 veranschaulichen schematisch den Zusammenhang zwischen Bestrahlungs-Homogenität beziehungsweise - Intensität und dem Abstand zwischen Strahler und Bedruckstoff sowie diesbezügliche Unterschiede zwischen einem aus mehreren Einzelstrahlern zusammengesetzten Infra- rot-Flächenstrahler (Diagramm (a)) und dem kacheiförmigen Heizelement 7 zum Einsatz in der Druckmaschine 1 gemäß der Erfindung (Diagramm (b)). Auf der Ordinate der Diagramme (a) und (b) ist dabei in relativen Einheiten jeweils die Homogenität„H" beziehungsweise die auf dem Heizgut auftreffende Strahlungs-Intensität„I" gegen den Abstand„A" (ebenfalls in relativer Einheit) zwischen Strahler und Bedruckstoff aufgetragen. Der Flächenstrahler 71 in Diagramm (a) wird von mehreren, nebeneinander angeordneten mittel- oder kurzwelligen Heizstrahlern repräsentiert, deren Hüllrohre durch drei Kreise angedeutet sind. Das kacheiförmige Heizelement 7 der erfindungsgemäßen Druckmaschine ist in Diagramm (b) durch ein schraffiertes Rechteck angedeutet. Das kacheiförmige Heizelement 7 und die flächenförmige Anordnung 71 der Carbonstrahler haben dabei die gleiche elektrische Anschlussleistung.
Der Verlauf der Homogenität H mit dem Abstand A ist jeweils durch die gestrichelte Kurvenlinie H, und der Verlauf der Intensität I durch die durchgezogene Kurvenlinie angezeigt. Demnach nimmt sowohl beim Standard-Flächenstrahler 71 als auch beim kacheiförmigen Heizelement 7 die Bestrahlungs-Intensität I mit dem
Abstand A in etwa gleichem Maße ab, jedoch ist die Homogenität der Bestrahlung beim Heizelement 7 weitgehend unabhängig vom Abstand A, wohingegen sie beim Standard-Infrarot-Flächenstrahler 71 bei kurzem Abstand gering ist.
Die grau-schraffierte Fläche definiert schematisch einen„Arbeitsbereich", in dem eine akzeptable Bestrahlungs-Homogenität auf dem Bedruckstoff gegeben ist. Es wird deutlich, dass diese Homogenität beim Standard-Infrarot-Flächenstrahler 71 zwar durch Einhaltung eines gewissen Abstandes erreichbar ist, dafür aber eine nennenswerte Einbuße an Bestrahlungs-Intensität in Kauf genommen werden muss. Im Unterscheid dazu ermöglicht das kacheiförmige Heizelement 7 eine ausreichend hohe Homogenität auch bei sehr geringen Abständen, bei denen gleich- zeitig auch die Intensität der Strahlung hoch ist. Somit ist die Effizienz des Heizelements 7 1 gegenüber dem Flächenstrahler 71 aus Carbon-Einzelstrahlern - wesentlich verbessert.

Claims

Patentansprüche
1 . Druckmaschine mit einem Druckaggregat zum Aufbringen lösungsmittelhalti- ger Druckfarbe auf einem Bedruckstoff, einer Transporteinrichtung zum Transport des Bedruckstoffs von dem Druckaggregat zu einer Trocknereinheit, die mindestens einen Infrarotstrahler zum Trocknen des Bedruckstoffs umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahler als flächiges Heizelement aus einem dielektrischen und bei Erwärmung Infrarotstrahlung emittierenden Heizelement-Werkstoff ausgebildet ist, das eine dem zu trocknenden Bedruckstoff zugewandte Heizfläche und eine Kontaktierungsfläche aufweist, auf der eine Heizleiter-Leiterbahn aus einem elektrisch leitenden edelmetallhaltigen Widerstandsmaterial aufgebracht ist, die mit einer elektrische Kontaktierung zu einer einstellbaren Stromquelle verbunden ist.
2. Druckmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement plattenförmig mit einer Plattendicke von weniger als 10 mm ausgebildet ist.
3. Druckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung eine maximale Formatbreite für den Transport des Bedruckstoffs aufweist, und dass das Heizelement zur Bestrahlung über die Formatbreite aus mehreren Heizelement-Teilstücken besteht, die unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind.
4. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizelement-Werkstoff eine amorphe Matrixkomponente sowie eine Zusatzkomponente in Form eines Halbleitermaterials umfasst.
5. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknereinheit eine Vielzahl von Heizelementen umfasst, die in Transportrichtung des Bedruckstoffs hintereinander angeordnet sind.
6. Druckmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Zufuhr von Prozessluft in den Zwischenraum zwischen dem Be- druckstoff und den Heizelementen vorgesehen ist.
7. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckaggregat einen Tintenstrahldruckkopf umfasst und dass in Transportrichtung des Bedruckstoffs gesehen der Trocknereinheit mindestens eine mit Antriebsmotor ausgestatte Zugwalze nachgeordnet ist.
8. Druckmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugwalze als eine Kühlwalze ausgebildet ist.
9. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement zur Erzielung einer Leistungsdichte oberhalb von 180 kW/m2, vorzugsweise zur Erzielung einer Leistungsdichte im Bereich von 180 kW/m2 bis 265 kW/m2, ausgelegt ist.
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