EP3590723A1 - Verfahren zum drucken und trocknen - Google Patents

Verfahren zum drucken und trocknen Download PDF

Info

Publication number
EP3590723A1
EP3590723A1 EP19176677.3A EP19176677A EP3590723A1 EP 3590723 A1 EP3590723 A1 EP 3590723A1 EP 19176677 A EP19176677 A EP 19176677A EP 3590723 A1 EP3590723 A1 EP 3590723A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
ink
humectant
drying
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19176677.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Schönberger
Peter Hachmann
Christian Hieb
Rolf Müller
l Sauer Michael Sauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP3590723A1 publication Critical patent/EP3590723A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/009—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat

Definitions

  • the invention relates to a method having the features of claim 1.
  • the invention lies in the technical field of the graphics industry and there in particular in the area of printing and drying of inks containing water and humectants, thus in the area of so-called inkjet printing.
  • Inks which contain humectants (or evaporation inhibitors or "humectants") which ensure that the ink on the ink print head or its nozzle surface does not dry out. Such humectants undesirably get onto the substrate, e.g. on paper.
  • the invention relates to a method for printing and drying, in which an ink containing water and humectant is printed on a substrate using the ink printing method, the moisture of the substrate being increased, and first of all the water of the printed ink being evaporated substantially completely during a first drying step and then the humectant is evaporated during a second drying step.
  • the invention advantageously enables substrates printed with ink to be optimally dried. Problems that can be caused by humectants on the substrate can be prevented.
  • the second drying step can preferably take the form of a brief burst of heat which essentially completely removes the humectant from the substrate surface and thereby protects the substrate.
  • the substrate can be an absorbent substrate, for example paper or cardboard; Water from the ink can get onto such a substrate and then into the substrate.
  • the substrate can be a laminated substrate, for example laminated paper or laminated cardboard; Such a substrate may already contain water.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the evaporation of the water takes place during a first predetermined period of time with hot air and / or with radiation primarily coupling to the water molecules or to pigments contained in the ink.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the water is evaporated i) with hot air or ii) with hot air and infrared radiation, or iii) with ultraviolet radiation, with high-frequency radiation or with microwave radiation.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the duration of the first predetermined time period is in the range between 1 and 5 seconds.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the evaporation of the humectant takes place during a second predetermined period of time with hot air and / or with radiation primarily coupling to the humectant or to pigments contained in the ink.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the evaporation of the humectant takes place with hot air and / or with ultraviolet radiation.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the evaporation of the humectant with hot air and / or with ultraviolet radiation with at least one wavelength in the range from 365 to 405 nanometers or with at least one wavelength in the range from 365 to 395 nanometers or with a Wavelength of 385 nanometers.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the duration of the second predetermined time period is in the range between 0.1 and 0.5 seconds.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the first drying step is carried out at a temperature in the range between 50 ° C. and 100 ° C., preferably just below 100 ° C.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the second drying step takes place at a temperature in the range between 150 ° C and 250 ° C.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that after the second drying step the substrate is cooled with blown air, preferably with ambient air sucked in and particularly preferably with cooled ambient air. This can advantageously prevent heat from entering the substrate, or deeper layers of the substrate, from heat conduction and from undesirably increasing its mean temperature.
  • the in Figure 1 The flowchart shown of a preferred exemplary embodiment of the method according to the invention shows the following steps: Method step 1 (provision):
  • the substrate and the ink to be printed on the substrate are provided for carrying out the method according to the invention, in particular in a printing press.
  • the substrate can be paper, cardboard, cardboard or corrugated cardboard.
  • the ink is a water-based ink, ie it contains water as a solvent.
  • the ink also contains at least one humectant.
  • Process step 2 (printing): The ink provided is applied to the substrate provided in the ink printing process by image-wise transfer of ink drops.
  • the ink also gets water and humectant on the substrate.
  • the water increases the moisture of the substrate or its moisture content.
  • Process step 3 drying and in particular 3a (first drying step): First of all, the water of the printed ink is essentially completely evaporated. This evaporation is preferably carried out by exposure to i) hot air or ii) hot air and infrared radiation, or iii) ultraviolet radiation, high-frequency radiation or microwave radiation.
  • Method step 4a (stipulation of the first stipulated time period):
  • the first stipulated time period t 1 is stipulated for the duration of drying 3, ie the first drying step 3a.
  • This specification can be done by a computer of the printing press and corresponding control of a dryer and / or the printing press or their transport speed.
  • a dryer which can be switched in segments, its drying path can be controlled.
  • the transport speed of the substrate can be controlled.
  • Another alternative is that Providing a dryer with a fixed drying section, which corresponds to the time span t 1 at a fixed transport speed.
  • Process step 3 drying, in particular second drying step (3b): after step 3a, the humectant is evaporated. This evaporation is preferably carried out by applying hot air and / or ultraviolet radiation.
  • Step 4b (specification of the second specified time period):
  • the second specified time period t 2 is specified for the duration of the drying 3, ie the second drying step 3b.
  • the specification can be made in accordance with step 4a and the alternatives described there.
  • the diagram in Figure 2 shows the temperatures of the substrate 8 on its surface (temperature profile 5) and on average (temperature profile 6) during the drying process.
  • energy is continuously supplied to the substrate.
  • This phase preferably lasts about 1 to 2 seconds.
  • the surface temperature rises noticeably. Because of the heat conduction of the substrate, the temperature in the deeper layers of the substrate also rises, and thus on average with a time delay.
  • the drying energy still required is introduced in as short a time as possible.
  • a bursting of the paper as in phase t 3 is not to be feared here, since hardly any steam can form because the substrate is already dry.
  • the phase t 2 is preferably only a few tenths of a second long.
  • the surface temperature (curve 5) rises so quickly that the average temperature (curve 6) increases only slightly due to the limited thermal conductivity of the substrate. Only the top layer is preferably briefly heated, the lower layers in the substrate heat up less. Accordingly, the surface temperature suddenly drops again after phase t 2 because it is cooled down by the deeper layers of the substrate.
  • the drying according to the invention saves a lot of energy. So that the same amount of humectant can evaporate again in the steeper and shorter temperature peak as in the slower process corresponding to phase t 3 , the peak temperature is preferably somewhat higher.
  • the "heat shock" can be done by a selective or uniform drying process.
  • the energy only couples in where ink has been applied. That would be, for example, ultraviolet radiation with a wavelength of 385 nm.
  • UV lamps can be arranged in such a way that they light up focus on one spot. Alternatively, the light from several UV lamps can be concentrated using suitable lenses or mirrors.
  • the energy is injected everywhere, including at non-printed areas. However, drying of the unprinted areas is not desirable. However, since essentially only the uppermost layer is heated during the "heat surge", the drying takes place only in the uppermost layers. For example, hot air can be blown onto the sheet. The air is preferably between 200 and 500 ° C warm. Large amounts of air are preferably blown onto the paper from small nozzles (diameter ⁇ 5mm) and from a short distance (less than 20mm). Because of the high air velocities, this results in a good heat transfer coefficient. Together with the high air temperature, the necessary energy can be introduced within a few tenths of a second.
  • T 2 denotes in Figure 2 the mean peak temperature with heat shock
  • T 3 the mean peak temperature with normal heating
  • Fig. 3 shows a printing machine 14 with a feeder 7 for an arcuate substrate 8.
  • the drying is carried out by means of several first dryers 10. These can preferably be operated with hot air , combined with IR and hot air, or with UV, or microwave or high-frequency fields.
  • the dryers are arranged on cylinders.
  • the drying (second drying step 3b) then takes place with the second dryer 11 for the heat shock (preferably immediately after the last first dryer, with the sheet still warm).
  • the dryer 11 can be followed by a cooling device 11a or a cooler 11a, preferably for blowing air or cooled desire on the substrate 8.
  • the sheet can also be guided on belts or in grippers that are guided linearly.
  • a sheet-like substrate can be dried.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drucken und Trocknen, wobei eine Wasser und Feuchthaltemittel enthaltende Tinte im Tintendruckverfahren auf ein Substrat gedruckt wird, wodurch die Feuchte des Substrats erhöht wird, und wobei zunächst während eines ersten Trockenschritts (3a) das Wasser der gedruckten Tinte im Wesentlichen vollständig verdampft wird und anschließend während eines zweiten Trockenschritts (3b) das Feuchthaltemittel verdampft wird. Die Erfindung ermöglicht es, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen und durch Feuchthaltemittel auf dem Substrat verursachbare Probleme zu verhindern.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1.
    • Technisches Gebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des Verdruckens und Trocknens von Wasser und Feuchthaltemittel enthaltenden Tinten, somit im Bereich des sogenannten Inkjet-Druckens.
  • Es sind Tinten bekannt, welche Feuchthaltemittel (oder Verdunstungshemmer oder Englisch "Humectants") enthalten, die dafür sorgen, dass die Tinte am Tintendruckkopf bzw. dessen Düsenfläche nicht eintrocknet. Solche Feuchthaltemittel gelangen beim Drucken unerwünschter Weise mit der Tinte auf das Substrat, z.B. auf Papier.
  • Aus den beiden Dokumenten EP 3 012 110 A1 und EP 3 034 309 A1 ist jeweils eine Inkjet-Druckmaschine mit einem Trockner bekannt, wobei das kombinierte Behandeln mit Hochfrequenz und Infrarot (oder Heißluft) mit dem Ziel offenbart ist, bedruckte und unbedruckte Stellen des Substrats gleichmäßig, d.h., das Substrat spannungsfrei zu trocknen. Dabei kann jedoch das Problem auftreten, dass Feuchthaltemittel auf dem Substrat verbleiben und dessen Weiterverarbeitung, z.B. durch Lackauftrag, stören.
    • Aufgabe
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte technische Lösung zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen, d.h. insbesondere durch Feuchthaltemittel auf dem Substrat verursachbare Probleme zu verhindern.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Es wurde im Rahmen umfangreicher Drucklaboruntersuchungen zur Lösung dieser Aufgabe gefunden, dass eine optimale Trocknung in zwei Schritten erfolgt, wobei zunächst das Wasser und anschließend das Feuchthaltemittel verdampft werden.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drucken und Trocknen, wobei eine Wasser und Feuchthaltemittel enthaltende Tinte im Tintendruckverfahren auf ein Substrat gedruckt wird, wobei die Feuchte des Substrats erhöht wird, und wobei zunächst während eines ersten Trockenschritts das Wasser der gedruckten Tinte im Wesentlichen vollständig verdampft wird und anschließend während eines zweiten Trockenschritts das Feuchthaltemittel verdampft wird.
  • Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen. Durch Feuchthaltemittel auf dem Substrat potentiell verursachbare Probleme können verhindert werden.
  • Der zweite Trockenschritt kann bevorzugt als ein kurzzeitiger Hitzestoß erfolgen, der das Feuchthaltemittel im Wesentlichen vollständig von der Substratoberfläche entfernt und dabei das Substrat schont.
  • Das Substrat kann ein saugendes Substrat, z.B. Papier oder Karton, sein; Wasser aus der Tinte kann auf ein solches Substrat und anschließend in das Substrat gelangen. Weiterhin kann das Substrat ein kaschiertes Substrat, z.B. kaschiertes Papier oder kaschierter Karton sein; Wasser kann bereits in einem solchen Substrat enthalten sein.
    • Weiterbildungen der Erfindung
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verdampfen des Wassers während einer ersten vorgegebenen Zeitspanne mit Heißluft und/oder mit einer primär an die Wasser-Moleküle oder an in der Tinte enthaltene Pigmente koppelnden Strahlung erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verdampfen des Wassers i) mit Heißluft oder ii) mit Heißluft und Infrarot-Strahlung, oder iii) mit Ultraviolett-Strahlung, mit Hochfrequenz-Strahlung oder mit Mikrowellen-Strahlung erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Dauer der ersten vorgegebenen Zeitspanne im Bereich zwischen 1 und 5 Sekunden liegt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels während einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne mit Heißluft und/oder mit einer primär an das Feuchthaltemittel oder an in der Tinte enthaltene Pigmente koppelnden Strahlung erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung mit wenigstens einer Wellenlänge im Bereich von 365 bis 405 Nanometern oder mit wenigstens einer Wellenlänge im Bereich von 365 bis 395 Nanometern oder mit einer Wellenlänge von 385 Nanometern erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Dauer der zweiten vorgegebenen Zeitspanne im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden liegt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Trockenschritt bei einer Temperatur im Bereich zwischen 50°C und 100°C erfolgt, vorzugsweise knapp unter 100°C.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der zweite Trockenschritt bei einer Temperatur im Bereich zwischen 150°C und 250°C erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass nach dem zweiten Trockenschritt ein Abkühlen des Substrats mit Blasluft erfolgt, vorzugsweise mit angesaugter Umgebungsluft und besonders bevorzugt mit gekühlter Umgebungsluft. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass unerwünscht Wärme durch Wärmeleitung in das Substrat, bzw. tiefere Schichten des Substrats, gelangt und dass dessen mittlere Temperatur unerwünscht ansteigt.
    • Figuren und Ausführungsbeispiele zur Erfindung
  • Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen, d.h. die Figuren 1 bis 3, anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Einander entsprechende Merkmale sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren zeigen:
    • Figur 1:
    Ablaufplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    Figur 2:
    Temperaturverläufe bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    Figur 3:
    Tintendruckmaschine bei der Durchführung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Der in Figur 1 gezeigte Ablaufplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt folgende Schritte:
    Verfahrensschritt 1 (Bereitstellen): Es wird das Substrat und die auf das Substrat zu druckende Tinte für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt, insbesondere in einer Druckmaschine. Das Substrat kann Papier, Karton, Pappe oder Wellpappe sein. Die Tinte ist eine wasserbasierte Tinte, d.h. sie enthält Wasser als Lösungsmittel. Weiterhin enthält die Tinte wenigstens ein Feuchthaltemittel.
  • Verfahrensschritt 2 (Drucken): Es wird die bereitgestellte Tinte auf das bereitgestellte Substrat im Tintendruckverfahren durch bildgemäßen Übertrag von Tintentropfen aufgebracht. Hierbei gelangt mit der Tinte auch Wasser und Feuchthaltemittel auf das Substrat. Durch das Wasser erhöht sich die Feuchte des Substrats, bzw. dessen Feuchtegehalt.
  • Verfahrensschritt 3 (Trocknen) und insbesondere 3a (erster Trockenschritt): Es wird zunächst das Wasser der gedruckten Tinte im Wesentlichen vollständig verdampft. Vorzugsweise erfolgt dieses Verdampfen durch Beaufschlagen mit i) Heißluft oder ii) mit Heißluft und Infrarot-Strahlung, oder iii) mit Ultraviolett-Strahlung, mit Hochfrequenz-Strahlung oder mit Mikrowellen-Strahlung.
  • Verfahrensschritt 4a (Vorgeben der ersten vorgegebenen Zeitspanne): Es wird die erste vorgegebene Zeitspanne t1 für die Dauer des Trocknens 3, d.h. des ersten Trockenschritts 3a, vorgegeben. Dieses Vorgeben kann durch einen Rechner der Druckmaschine und entsprechendes Ansteuern eines Trockners und/oder der Druckmaschine bzw. deren Transportgeschwindigkeit erfolgen. Beispielsweise kann bei einem segmentweise schaltbaren Trockner dessen Trockenstrecke gesteuert werden. Alternativ kann die Transportgeschwindigkeit des Substrats gesteuert werden. Eine weitere Alternative ist das Vorsehen eines Trockners mit einer festen Trockenstrecke, welche bei fester Transportgeschwindigkeit zur Zeitspanne t1 korrespondiert.
  • Verfahrensschritt 3 (Trocknen), insbesondere zweiter Trockenschritt (3b): Es wird anschließend an den Verfahrensschritt 3a das Feuchthaltemittel verdampft. Vorzugsweise erfolgt dieses Verdampfen durch Beaufschlagen mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung.
  • Verfahrensschritt 4b (Vorgeben der zweiten vorgegebenen Zeitspanne): Es wird die zweite vorgegebene Zeitspanne t2 für die Dauer des Trocknens 3, d.h. des zweiten Trockenschritts 3b, vorgegeben. Das Vorgeben kann entsprechend Schritt 4a und der dort beschriebenen Alternativen erfolgen.
  • Die in Figur 2 gezeigten Temperaturverläufe werden im Folgenden beschrieben. Das Diagramm weist eine Zeitachse und darüber eine Temperaturachse auf.
  • Das Diagramm in Figur 2 zeigt die Temperaturen des Substrates 8 an seiner Oberfläche (Temperaturverlauf 5) und im Mittel (Temperaturverlauf 6) während des Trocknungsvorganges. In der ersten Phase während der Zeitspanne t1 wird dem Substrat kontinuierlich Energie zugeführt. Diese Phase dauert bevorzugt etwa 1 bis 2 Sekunden. Die Oberflächentemperatur steigt dabei erkennbar an. Wegen der Wärmeleitung des Substrates steigt die Temperatur in den tieferen Schichten des Substrats ebenfalls und damit im Mittel zeitverzögert an.
  • Mit steigender Temperatur nimmt die Verdampfung des Wassers exponentiell zu. Besonders im letzten Teil der ersten Phase, wenn die Zieltemperatur T1 zur Verdampfung des Wassers bei etwa 90°C überschritten wird, verdampft die größte Wassermenge. In dieser ersten Phase kann die Energie nicht beliebig schnell zugeführt werden, ohne dass das Substrat wegen des im Inneren sich bildenden Wasserdampfes aufplatzen würde. Deshalb die relativ lange Trocknungszeit von 1 bis 2 Sekunden. Am Ende dieser ersten Phase ist das auf das Substrat übertragene Wasser im Wesentlichen vollständig verdampft.
  • Würde man mit gleichförmiger Energiezufuhr weiter fortfahren (Kurve 5, gestrichelter Abschnitt in Phase t3), würde die Temperatur nun schneller ansteigen. Da kein Wasser mehr verdampft, gibt es auch keinen kühlenden Effekt (Verdampfungsenthalpie). Dies ginge solange, bis die Zieltemperatur T4 von etwa 130 °C zur Verdampfung der Feuchthaltemittel ausreichend überschritten ist, so dass während der Zeit der hohen Oberflächentemperatur genügend Verdunstungshemmer verdampfen können. Die mittlere Temperatur (Kurve 6, gestrichelter Abschnitt in Phase t3) des Substrats würde ebenfalls ansteigen. Das Substrat würde viel von seiner natürlichen Feuchte verlieren. Es würde schrumpfen und brüchig werden. Besonders bei dicken Substraten würde auf diese Weise viel Energie eingesetzt werden, nur um die oberste Schicht des Substrats zu erhitzen.
  • Besser (und erfindungsgemäß vorgesehen) ist ein sogenannter "Hitzestoß" in einer zweiten Phase t2. Es wird die noch benötigte Trocknungsenergie in so kurzer Zeit wie möglich eingebracht. Ein Platzen des Papiers wie in Phase t3 ist hier nicht zu befürchten, da kaum noch Dampfbildung einsetzen kann, weil das Substrat schon trocken ist. Die Phase t2 ist bevorzugt nur wenige Zehntelsekunden lang. Die Oberflächentemperatur (Kurve 5) steigt so schnell an, dass die mittlere Temperatur (Kurve 6) wegen der begrenzten Wärmeleitfähigkeit des Substrats nur wenig mit ansteigt. Es wird bevorzugt nur die oberste Schicht kurzzeitig erhitzt, die tieferen Lagen im Substrat erwärmen sich geringer. Dementsprechend fällt die Oberflächentemperatur nach der Phase t2 auch wieder schlagartig ab, weil sie von den tieferen Schichten des Substrats heruntergekühlt wird. Insgesamt wird dabei auch weniger Energie in das Substrat eingebracht. Besonders bei dicken Substraten (z.B. 200 bis 800 g/m2) spart das erfindungsgemäße Trocknen viel Energie. Damit in der steileren und kürzeren Temperaturspitze wieder genauso viel Feuchthaltemittel verdampfen kann wie in dem langsameren Prozess entsprechend Phase t3, liegt die Spitzentemperatur bevorzugt etwas höher.
  • Der "Hitzestoß" kann durch ein selektives oder gleichförmiges Trocknungsverfahren geschehen. Bei einem selektiven Verfahren koppelt die Energie nur da ein, wo Tinte aufgebracht wurde. Das wäre zum Beispiel Ultraviolett-Strahlung mit 385 nm Wellenlänge. Es können mehrere UV-Strahler derart angeordnet sein, dass sie ihr Licht auf einer Stelle konzentrieren. Es kann alternativ das Licht mehrerer UV-Strahler durch geeignete Linsen oder Spiegel konzentriert werden.
  • Bei einem gleichförmigen Trocknungsverfahren wird die Energie überall, also auch an nicht bedruckten Stellen eingekoppelt. Eine Austrocknung der unbedruckten Stellen ist jedoch nicht erwünscht. Da aber bei dem "Hitzestoß" im Wesentlichen nur die oberste Schicht erhitzt wird, findet die Austrocknung auch nur in den obersten Schichten statt. Beispielsweise kann heiße Luft auf den Bogen geblasen werden. Die Luft ist bevorzugt zwischen 200 und 500°C warm. Bevorzugt werden große Luftmengen aus kleinen Düsen (Durchmesser < 5mm) und aus geringem Abstand (kleiner 20mm) auf das Papier geblasen. Wegen der hohen Luftgeschwindigkeiten ergibt sich dadurch ein guter Wärmeübergangkoeffizient. Zusammen mit der hohen Lufttemperatur kann somit innerhalb weniger Zehntelsekunden die nötige Energie eingebracht werden.
  • T2 bezeichnet in Figur 2 die mittlere Spitzentemperatur mit Hitzestoß, T3 die mittlere Spitzentemperatur bei normaler Erhitzung.
  • Die in Figur 3 gezeigte Tintendruckmaschine wird im Folgenden beschrieben.
  • Fig. 3 zeigt eine Druckmaschine 14 mit einem Anleger 7 für ein bogenförmiges Substrat 8. Nach dem Auftragen der wasserbasierten Inkjet-Tinten im Druckwerk 9 mit den Druckköpfen 9a erfolgt das Trocken (erster Trockenschritt 3a) mittels mehrerer erster Trockner 10. Diese können bevorzugt mit Heißluft betrieben werden, mit IR und Heißluft kombiniert, oder mit UV, oder Mikrowelle oder Hochfrequenz-Feldern. Die Trockner sind an Zylindern angeordnet. Anschließend erfolgt das Trocknen (zweiter Trockenschritt 3b) mit dem zweiten Trockner 11 für den Hitzestoß (bevorzugt unmittelbar nach dem letzten ersten Trockner, bei noch warmem Bogen). Dem Trockner 11 kann eine Kühleinrichtung 11a bzw. ein Kühler 11a, bevorzugt zum Blasen von Luft oder gekühlter Lust auf das Substrat 8, nachgeordnet sein.
  • Alternativ kann die Bogenführung auch auf Bändern geschehen oder in Greifern, die linear geführt sind. Weiter alternativ kann bahnförmiges Substrat getrocknet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bereitstellen (Substrat, Tinte)
    2
    Drucken
    3
    Trocknen
    3a
    erster Trockenschritt/Verdampfen des Wassers
    3b
    zweiter Trockenschritt/Verdampfen des Feuchthaltemittels
    4a
    Vorgeben der ersten vorgegebenen Zeitspanne
    4b
    Vorgeben der zweiten vorgegebenen Zeitspanne
    5
    zeitlicher Temperaturverlauf der Oberflächentemperatur
    6
    zeitlicher Temperaturverlauf der mittleren Temperatur
    7
    Anleger
    8
    Substrat
    9
    Druckwerk
    9a
    Druckköpfe
    10
    mehrere erste Trockner
    10a
    Heißluft und/oder Strahlung
    11
    zweiter Trockner
    11a
    Kühleinrichtung/Kühler
    12
    Ausleger
    13
    Rechner
    14
    Druckmaschine
    t1
    erste vorgegebene Zeitspanne/erste Phase
    t2
    zweite vorgegebene Zeitspanne/zweite Phase
    t3
    dritte Zeitspanne/dritte Phase
    T1 - T4
    Temperaturen

Claims (11)

  1. Verfahren zum Drucken und Trocknen, wobei eine Wasser und Feuchthaltemittel enthaltende Tinte im Tintendruckverfahren auf ein Substrat gedruckt wird, wodurch die Feuchte des Substrats erhöht wird, und wobei zunächst während eines ersten Trockenschritts (3a) das Wasser der gedruckten Tinte im Wesentlichen vollständig verdampft wird und anschließend während eines zweiten Trockenschritts (3b) das Feuchthaltemittel verdampft wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verdampfen des Wassers (3a) während einer ersten vorgegebenen Zeitspanne (t1) mit Heißluft (10a) oder mit einer primär an die Wasser-Moleküle oder an in der Tinte enthaltene Pigmente koppelnden Strahlung (10a) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verdampfen des Wassers (3a) i) mit Heißluft oder ii) mit Heißluft und Infrarot-Strahlung, oder iii) mit Ultraviolett-Strahlung, mit Hochfrequenz-Strahlung oder mit Mikrowellen-Strahlung erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dauer der ersten vorgegebenen Zeitspanne (t1) im Bereich zwischen 1 und 5 Sekunden liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels (3b) während einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne (t2) mit Heißluft (11a) und/oder mit einer primär an das Feuchthaltemittel oder an in der Tinte enthaltene Pigmente koppelnden Strahlung (11a) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels (3b) mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels (3b) mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung mit wenigstens einer Wellenlänge im Bereich von 365 bis 405 Nanometern oder mit wenigstens einer Wellenlänge im Bereich von 365 bis 395 Nanometern oder mit einer Wellenlänge von 385 Nanometern erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dauer der zweiten vorgegebenen Zeitspanne (t2) im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden liegt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Trockenschritt (3a) bei einer Temperatur im Bereich zwischen 50°C und 100°C erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zweite Trockenschritt (3b) bei einer Temperatur im Bereich zwischen 150°C und 250°C erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass nach dem zweiten Trockenschritt (3b) ein Abkühlen des Substrats mit Blasluft erfolgt.
EP19176677.3A 2018-07-03 2019-05-27 Verfahren zum drucken und trocknen Withdrawn EP3590723A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018210912.5A DE102018210912A1 (de) 2018-07-03 2018-07-03 Verfahren zum Drucken und Trocknen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3590723A1 true EP3590723A1 (de) 2020-01-08

Family

ID=66655200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19176677.3A Withdrawn EP3590723A1 (de) 2018-07-03 2019-05-27 Verfahren zum drucken und trocknen

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3590723A1 (de)
CN (1) CN110667263A (de)
DE (1) DE102018210912A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022086527A1 (en) * 2020-10-22 2022-04-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printing modes with drying delays

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050176847A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Cagle Phillip C. Polymer colloid-containing ink-jet inks for printing on non-porous substrates
EP3012110A1 (de) 2014-10-22 2016-04-27 Ricoh Company, Ltd. Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung
EP3034309A1 (de) 2014-12-17 2016-06-22 Ricoh Company, Ltd. Trockner und tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung
DE102015204980A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-22 Koenig & Bauer Ag Druckmaschine mit zumindest einem Selektivtrockner und ein Verfahren zur zumindest teilweisen Trocknung eines Bedruckstoffs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050176847A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Cagle Phillip C. Polymer colloid-containing ink-jet inks for printing on non-porous substrates
EP3012110A1 (de) 2014-10-22 2016-04-27 Ricoh Company, Ltd. Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung
EP3034309A1 (de) 2014-12-17 2016-06-22 Ricoh Company, Ltd. Trockner und tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung
DE102015204980A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-22 Koenig & Bauer Ag Druckmaschine mit zumindest einem Selektivtrockner und ein Verfahren zur zumindest teilweisen Trocknung eines Bedruckstoffs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022086527A1 (en) * 2020-10-22 2022-04-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printing modes with drying delays

Also Published As

Publication number Publication date
CN110667263A (zh) 2020-01-10
DE102018210912A1 (de) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4205713C2 (de) Druckfarbe, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
DE4205636C2 (de) Tief- und Flachdruckverfahren und Druckmaschinen zur Durchführung der Verfahren
EP1862305B1 (de) Rollenrotationsdruckmaschine
DE102008043767A1 (de) Druckmaschine und Verfahren zur Handhabung einer durch die Druckmaschine geführten Bahn
DE10316472A1 (de) Verfahren zum Trocknen einer Druckfarbe auf einem Bedruckstoff in einer Druckmaschine und Druckmaschine
DE102010060409A1 (de) Verfahren zur Reduzierung der Wellenbildung eines Bedruckstoffes in einem Drucker und Vorrichtung zum Bedrucken eines Bedruckstoffes
EP3590723A1 (de) Verfahren zum drucken und trocknen
DE3207463A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum trocknen und anschliessenden kuehlen von insbesondere nach dem offsetdruckverfahren bedruckten warenbahnen
EP2942201A2 (de) Verfahren zur herstellung von dekorpapier und digitaldruckvorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP3867076B1 (de) Verfahren zum bedrucken einer oberfläche eines nichtsaugenden substrates mit einer von einer tintenstrahldruckeinrichtung aufzubringenden tinte
EP3281800A1 (de) Tintenstrahl-druckmaschine mit wenigstens zwei tintenstrahl-druckköpfen
EP3571052B1 (de) Verfahren zum bedrucken von unter thermischer belastung sich verformenden folien
EP3615346B1 (de) Verfahren zum bedrucken nichtsaugender substrate mit einer wasserbasierten tinte
DE102019105912A1 (de) Verfahren und Trocknungseinheit zum Trocknen eines Flüssigkeitsgemisches
EP1862302A2 (de) Rotationsdruckmaschine mit Trockner
DE102013225300A1 (de) Systeme und Verfahren für tintenbasierten Digitaldruck unter Verwendung eines Systems zur Applikation von Dampfkondensationsfeuchtfluid
DE102019204631A1 (de) Verfahren zum Drucken und Trocknen
DE102021110584A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Tintenstrahldruckmaschine sowie eine Tintenstrahldruckmaschine mit Vorwärmeinrichtung
DE102020120411B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Druckgerät
EP1456031A1 (de) Verfahren und feuchtwerke zur kontaktlosen befeuchtung eines zylinders oder einer walze einer flachdruckmaschine
DE69922101T2 (de) Verfahren und Trockenpartie zum Trocknen einer Faserstoffbahn
DE102012021984A1 (de) Verfahren zum indirekten Auftragen von Druckflüssigkeit auf einen Bedruckstoff
DE102013001825A1 (de) Verfahren zum indirekten Auftragen von Druckflüssigkeit auf einen Bedruckstoff
DE102006012329A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung taktiler Oberflächen
DE10159999B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Lösemittelextraktion aus bedrucktem Papier

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200708

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210310

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210721