EP3590723A1 - Method for printing and drying - Google Patents
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- 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
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- 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
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- 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.The invention relates to a method for printing and drying, wherein an ink containing water and humectant is printed on a substrate using the ink printing method, whereby the moisture of the substrate is increased, and first of all during a first drying step (3a) the water of the printed ink is essentially is completely evaporated and then the humectant is evaporated during a second drying step (3b). The invention makes it possible to optimally dry substrates printed with ink and to prevent problems which can be caused by humectants on the substrate.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1.The invention relates to a method having the features of
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.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.
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.Inks are known 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.
Aus den beiden Dokumenten
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.It is therefore an object of the invention to provide a technical solution which is improved over the prior art and which, in particular, makes it possible to optimally dry substrates printed with ink, ie in particular to prevent problems which can be caused by moisturizers on the substrate.
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.This object is achieved according to the invention by a method with the features of
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.In the course of extensive printing laboratory investigations to solve this task, it was found that optimal drying takes place in two steps, the water and then the humectant being evaporated first.
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.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.
Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, mit Tinte bedruckte Substrate optimal zu trocknen. Durch Feuchthaltemittel auf dem Substrat potentiell verursachbare Probleme können verhindert werden.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.
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.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.
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.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. Furthermore, the substrate can be a laminated substrate, for example laminated paper or laminated cardboard; Such a substrate may already contain water.
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.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.
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.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.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Dauer der ersten vorgegebenen Zeitspanne im Bereich zwischen 1 und 5 Sekunden liegt.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.
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.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.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung erfolgt.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.
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.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.
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.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.
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.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.
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.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.
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.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.
Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen, d.h. die
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.
- Figure 1:
- Flow chart of a preferred embodiment of the method according to the invention;
- Figure 2:
- Temperature profiles in the preferred embodiment of the method according to the invention; and
- Figure 3:
- Ink printing machine in the implementation of the preferred embodiment of the method according to the invention.
Der in
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.The in
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.
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.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. Here, the ink also gets water and humectant on the substrate. The water increases the moisture of the substrate or its moisture content.
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.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.
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.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.
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
Das Diagramm in
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.With increasing temperature, the evaporation of the water increases exponentially. Especially in the last part of the first phase, when the target temperature T 1 for evaporating the water is exceeded at about 90 ° C, the largest amount of water evaporates. In this first phase, the energy cannot be supplied as quickly as desired without the substrate bursting due to the water vapor forming inside. Hence the relatively long drying time of 1 to 2 seconds. At the end of this first phase, the water transferred to the substrate has essentially completely evaporated.
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.If one continued with a uniform supply of energy (
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.Better (and provided according to the invention) is a so-called "heat shock" in a second phase t 2 . 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. Overall, less energy is introduced into the substrate. Especially with thick substrates (eg 200 to 800 g / m 2 ), 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.
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.The "heat shock" can be done by a selective or uniform drying process. In a selective process, the energy only couples in where ink has been applied. That would be, for example, ultraviolet radiation with a wavelength of 385 nm. Several 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.
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.With a uniform drying process, 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.
T2 bezeichnet in
Die in
Alternativ kann die Bogenführung auch auf Bändern geschehen oder in Greifern, die linear geführt sind. Weiter alternativ kann bahnförmiges Substrat getrocknet werden.Alternatively, the sheet can also be guided on belts or in grippers that are guided linearly. Alternatively, a sheet-like substrate can be dried.
- 11
- Bereitstellen (Substrat, Tinte)Provision (substrate, ink)
- 22
- DruckenTo press
- 33
- Trocknendry
- 3a3a
- erster Trockenschritt/Verdampfen des Wassersfirst drying step / evaporation of the water
- 3b3b
- zweiter Trockenschritt/Verdampfen des Feuchthaltemittelssecond drying step / evaporation of the humectant
- 4a4a
- Vorgeben der ersten vorgegebenen ZeitspanneSpecify the first specified period of time
- 4b4b
- Vorgeben der zweiten vorgegebenen ZeitspanneSpecifying the second specified time period
- 55
- zeitlicher Temperaturverlauf der Oberflächentemperaturtemporal temperature profile of the surface temperature
- 66
- zeitlicher Temperaturverlauf der mittleren Temperaturtemporal temperature profile of the mean temperature
- 77
- Anlegerinvestor
- 88th
- Substratsubstratum
- 99
- Druckwerkprinting unit
- 9a9a
- Druckköpfeprintheads
- 1010
- mehrere erste Trocknerseveral first dryers
- 10a10a
- Heißluft und/oder StrahlungHot air and / or radiation
- 1111
- zweiter Trocknersecond dryer
- 11a11a
- Kühleinrichtung/KühlerCooler / condenser
- 1212
- Auslegerboom
- 1313
- Rechnercomputer
- 1414
- Druckmaschinepress
- t1 t 1
- erste vorgegebene Zeitspanne/erste Phasefirst predetermined time period / first phase
- t2 t 2
- zweite vorgegebene Zeitspanne/zweite Phasesecond predetermined period / second phase
- t3 t 3
- dritte Zeitspanne/dritte Phasethird period / third phase
- T1 - T4 T 1 - T 4
- Temperaturentemperatures
Claims (11)
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.Method according to claim 1,
characterized,
that the evaporation of the water (3a) takes place during a first predetermined period (t 1 ) with hot air (10a) or with radiation (10a) primarily coupling to the water molecules or to pigments contained in the ink.
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.Method according to claim 2,
characterized,
that the evaporation of the water (3a) 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.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dauer der ersten vorgegebenen Zeitspanne (t1) im Bereich zwischen 1 und 5 Sekunden liegt.Method according to one of claims 2 or 3,
characterized,
that the duration of the first predetermined time period (t 1 ) is in the range between 1 and 5 seconds.
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.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the evaporation of the humectant (3b) takes place during a second predetermined period (t 2 ) with hot air (11a) and / or with radiation (11a) primarily coupling to the humectant or to pigments contained in the ink.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verdampfen des Feuchthaltemittels (3b) mit Heißluft und/oder mit Ultraviolett-Strahlung erfolgt.Method according to claim 5,
characterized,
that the evaporation of the humectant (3b) takes place with hot air and / or with ultraviolet radiation.
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.Method according to claim 5,
characterized,
that the evaporation of the humectant (3b) takes place 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.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dauer der zweiten vorgegebenen Zeitspanne (t2) im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden liegt.Method according to one of claims 5 to 7,
characterized,
that the duration of the second predetermined time period (t 2 ) is in the range between 0.1 and 0.5 seconds.
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Trockenschritt (3a) bei einer Temperatur im Bereich zwischen 50°C und 100°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the first drying step (3a) takes place at a temperature in the range between 50 ° C and 100 ° C.
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Trockenschritt (3b) bei einer Temperatur im Bereich zwischen 150°C und 250°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the second drying step (3b) takes place at a temperature in the range between 150 ° C and 250 ° C.
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem zweiten Trockenschritt (3b) ein Abkühlen des Substrats mit Blasluft erfolgt.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that after the second drying step (3b) the substrate is cooled with blown air.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018210912.5A DE102018210912A1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Printing and drying processes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=66655200
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
EP19176677.3A Withdrawn EP3590723A1 (en) | 2018-07-03 | 2019-05-27 | Method for printing and drying |
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CN (1) | CN110667263A (en) |
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Cited By (1)
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 |
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US20050176847A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-11 | Cagle Phillip C. | Polymer colloid-containing ink-jet inks for printing on non-porous substrates |
EP3012110A1 (en) | 2014-10-22 | 2016-04-27 | Ricoh Company, Ltd. | Inkjet image forming apparatus |
EP3034309A1 (en) | 2014-12-17 | 2016-06-22 | Ricoh Company, Ltd. | Dryer and inkjet image forming apparatus |
DE102015204980A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Koenig & Bauer Ag | Printing machine with at least one selective dryer and a method for the at least partial drying of a printing material |
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2018
- 2018-07-03 DE DE102018210912.5A patent/DE102018210912A1/en not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-05-27 EP EP19176677.3A patent/EP3590723A1/en not_active Withdrawn
- 2019-07-03 CN CN201910594663.3A patent/CN110667263A/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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