WO2006094823A2 - Verfahren zur bestimmung bzw. überprüfung der durchhärtung eines mit druckfarbe bedruckten objektes - Google Patents

Verfahren zur bestimmung bzw. überprüfung der durchhärtung eines mit druckfarbe bedruckten objektes Download PDF

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WO2006094823A2
WO2006094823A2 PCT/EP2006/002231 EP2006002231W WO2006094823A2 WO 2006094823 A2 WO2006094823 A2 WO 2006094823A2 EP 2006002231 W EP2006002231 W EP 2006002231W WO 2006094823 A2 WO2006094823 A2 WO 2006094823A2
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Wolfgang Rauh
Alexander Schiller
Stephan Dietzel
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Wolfgang Rauh
Alexander Schiller
Stephan Dietzel
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/32—Paints; Inks

Definitions

  • the invention relates to a method for determining or checking the hardening of an object printed with printing ink after it has passed through a printing process, as well as a corresponding device.
  • Undetected changes in these production parameters can lead to quality problems, which usually require a new production.
  • Another field of application is the control of oxidatively drying paints or lacquers before further processing.
  • the printing with these inks usually requires waiting periods of at least one day before the bookbinder can bind the printed products, since in this binding process strong mechanical forces can act on the printed product.
  • the drying time of the prints required before further processing depends very much on the type of printing ink, the climate and the printing paper used. Controlling the degree of drying or complete curing of the printed product prior to further processing could help to reduce waiting times and increase processing safety.
  • the device according to the invention could be used. This can lead to deposits on the photoconductor drum of the printer or to deposits on the Fixiersutzn the high-power laser printer, if not fully cured inks or paints are included in the provided for processing in laser printers forms.
  • Another application could be the control of toner fixation in laser printers.
  • thermally fixable particles are transferred, which are melted in a fuser and connected by this melting largely insoluble with the paper web. If the heat transfer is disturbed, the fixation can only take place insufficiently and a renewed exposure to heat may then lead to the gluing of the prints.
  • the present invention is based on the object of specifying a method or a device which, in a shorter time, makes it possible to determine the degree of dryness of printing inks or varnishes on printed papers, films or other materials.
  • a central idea of the present invention is that a printed with ink or paint material is pressed under the action of heat at high pressure on a counter-material. As a result of this process, in the case of an incompletely cured printing ink or varnish, a part of this printing ink or varnish can be transferred to the counter-material.
  • the amount of ink or amount of paint present on the counter material then serves as a criterion for assessing the through-hardening.
  • the term printing ink is also intended to encompass paints, in particular transparent paints.
  • the liquefied low molecular weight binders can penetrate into the counter material, while the afterdrying of the Print color resulting high molecular weight products remain in the original ink layer.
  • a migration of the pigments also takes place.
  • Heating of a printed product to test for durability is known. It is already being used in laboratories to test printed products with high thermal resistance requirements. However, the experiments underlying the invention have surprisingly shown that when heated and simultaneously exposed to elevated pressure on the printed product, the migration of uncrosslinked low molecular weight binders from the interior of the ink layer is much more effective than expected. At the same time, the tests showed that there may be pressure and temperature settings in which no already crosslinked components of the ink layer are transferred to a suitable counter material. It is thus possible, with a test device that reproducibly sets exactly these conditions, to control the through-hardening.
  • the method according to the invention accordingly comprises the steps of: heating the ink-printed object in a heating step to a predetermined temperature T max , bringing the printed object into contact with a counter-material under a predetermined pressure and checking under influence of heat and pressure on the counter material transferred proportion of the ink as a measure of the degree of cure of the ink.
  • the heating step is carried out within the pressing step; but it is also conceivable that the printed object with ink is brought to the temperature T max before the pressing step. In a particularly simple and expedient embodiment, however, the heating takes place at least largely within the pressing step.
  • the pressing step is carried out over a defined period ⁇ t p, preferably over a period of 1 second to 15 seconds, more preferably over a period of 2 seconds to 5 seconds.
  • the heating step should preferably also take place over a defined period of time ⁇ t w for the already mentioned reproducible conditions, preferably over a period of 1 second to 15 seconds, more preferably over a period of 2 seconds to 5 seconds.
  • the periods of pressing step and heating step may be substantially congruent such that with Pressing the printed object on the counter material at the same time the heating takes place.
  • the temperature in the heating step reached T max at least 80 ° C, preferably between 140 0 C and 220 ° C.
  • T max at least 80 ° C, preferably between 140 0 C and 220 ° C.
  • a particularly effective check of the curing in particular of radiation-crosslinking printing inks or oxidatively drying printing inks, can be carried out.
  • the pressure applied in the pressing step should preferably be at least 0.5 bar, more preferably 3 bar to 5 bar. In this printing regime, a particularly effective Verretesungsdorfkeit the curing of inks has been shown.
  • the heating step is carried out completely within the pressing step, which is preferably the case, the heat application of the printed object in a first alternative over the entire period .DELTA.t p of the pressing step or alternatively only over a predetermined period of time within the duration of the pressing step.
  • the heating in the heating step is preferably carried out to the predetermined maximum temperature T max in a rapid heating and it is followed by the temperature in the range of the maximum temperature T max via a Control or regulation kept substantially constant.
  • the printed object is selected in a larger sheet, in particular from a range with a possible area separated printing with several, preferably all inks.
  • a certain areal extent of a printing ink to be checked on the printed object is desired in order to be able to perceive an effect on the counter-material if there is insufficient through-curing with sufficient certainty.
  • a control strip is selected from the printed sheet as a printed object.
  • control strips are usually provided at the edges on printed sheets, which can be used advantageously for the present review.
  • the printed object should, when selected from the printed sheet to be inspected, comprise at least one area of this area, which experience has shown, to be the slowest or the most problematic drying printing ink.
  • the printed object subjected to the present process may in particular comprise radiation-crosslinked printing inks and / or oxidatively dried printing inks and / or radiation-crosslinked paints and / or oxidatively dried paints.
  • FIG. 1 shows a test device 11 according to the invention in a schematic representation.
  • the testing device 11 initially comprises a pressing device 14 with a first pressing jaw 15 (first pressing element) and a second pressing jaw 16 (second pressing element). Between the first pressing jaw 15 and the second pressing jaw 16 is a printed object 12 and a counter material 13. In this case, the printed side of the printed object 12th facing the counter material 13. In the present illustration, the first pressing jaw 15 rests on the counter material 13, the second pressing jaw 16 on the printed object 12.
  • a pressing device 24 is provided, which acts via gear means 25 on the movably mounted first pressing jaw 15.
  • the second pressing jaw 16 is fixedly arranged in the present embodiment, so that upon actuation of the pressing device, the first pressing jaw 15 can be moved via the gear means 25 in the direction of the second pressing jaw or removed from it.
  • a heating device 17, 17 ' is integrated in both the first pressing jaw 15 and in the second pressing jaw 16.
  • the heating device can be designed as a conventional electrical heating device, in particular as a resistance heater or in another suitable embodiment.
  • both the printed object 12 and the counter material 13 are acted upon by the press jaws 15, 16 while they are held together by the contact pressure device 24 in close contact with heat.
  • Heating control devices 21, 21 together, which control the heat application of the printed object 12 and the counter material 13 via the heater 17 and the heater 17'.
  • a second heat sensor 23 may be provided in the vicinity of the printed object 12, for example in the region of the second pressing jaw 16.
  • a first heat sensor 22 may be provided in the region of the first pressing jaw 15 in order to be able to carry out an even more precise control or regulation of the heat application by the heating device 17 'via the heating control device 21'.
  • the control or regulation of the contact pressure and the contact pressure is carried out via a press control device 18, which includes a control of the contact pressure 19 and a control of the contact pressure 20.
  • Printed object with color black (Curelnk UV Black 49 UB 4000), UV-curable black color of the company Michael Huber, Kunststoff on surface-treated printing paper (APCO 2.2 company Scheufeien)
  • Counter material printing paper Epson special coated 360 dpi Warming up to: 185 ° C, 3 s contact time, 200 N / cm 2 bar contact pressure
  • the printed sheets or the ink-printed object was carried out under different transport speeds under a UV lamp for curing by radiation crosslinking, with the following results:
  • UV-curing ink red (BASF Ultraking) from BASF Drucksysteme
  • a transport speed of 1 m / min corresponds to a radiation energy which acts on the printed object of 0.80 J / cm 2 , at 2 m / min corresponding to 0.4 J / cm 2 , at 4 m / min 0.19 J / cm 2 , at 8 m / min corresponding to 0.09 J / cm ", etc.
  • Printed object with color red oxidative drying color red (special color HKS 12 K) of the company Hostmann- Steinberg, Celle, on glossy coated printing paper Luxo-Art gloss of the company m-real, Bergisch Gladbach Counter material: same paper Heating up to 150 0 C, 3 s contact time, 200 N / cm 2 contact pressure
  • the invention is suitable for all printing inks in which the ink contains components that lead a Trocknungspro process to form higher molecular weight products or which are fixed very firmly in the drying by other chemical reactions on the material to be printed.
  • the device according to the invention or the method according to the invention for the offset printing process with oxidatively drying printing inks and all other printing and coating processes which work with radiation-curing paints or lacquers are particularly efficiently applicable.

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, wobei das mit Druckfarbe bedruckte Objekt in einem Erwärmungs schritt auf eine vorbestimmte Temperatur Tmax erwärmt wird, wobei das bedruckte Objekt in einem Pressschritt unter vorbestimmtem Druck mit einem Kontermaterial in Kontakt gebracht wird, und wobei in einem Kontrollschritt der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, sowie eine entsprechende Vorrichtung.
Verfahren, die ein ähnliches Ziel auf andere Art und Weise erreichen wollen, sind aus der Kontrolle der Durchhärtung von UV-Druckfarben bzw. UV- Lackschichten bekannt. Bei einem dieser Verfahren werden Schichten von UV- Druckfarben bzw. UV-Lacken mit Lösemitteln, vorzugsweise Aceton in Kontakt gebracht. Löst sich die Druckfarbe bzw. der Lack in dem Lösemittel, so ist die Durchhärtung nicht vollständig erfolgt. Auch Verfahren, bei denen man die Penetration radioaktiv markierter Lösemittel in die jeweiligen Druckfarben bzw. Lacke messtechnisch erfolgt, sind bekannt. Ferner sind spektroskopische Messverfahren bekannt, die durch die Messung der Absorptionsänderung von Acrylaten im nahen Infrarotbereich Aussagen über die Durchhärtung der mit UV -Licht gehärteten Druckfarben bzw. Lacke ermöglichen. Auch mechanisch arbeitende Prüfgeräte, die die Eindringtiefe von Kegeln oder Nadeln in Druckfarben bzw. Lacken als Maßeinheit für die Durchhärtung von Druckfarben bzw. Lacken benutzen, sind bereits bekannt.
Alle diese Verfahren sind zur Kontrolle der Durchhärtung nur bedingt einsetzbar. Im Falle der Lösemittelpenetration ist es notwendig, durch aufwendige Vorversuche festzustellen, welches Lösemittel als Marker für die spezielle Farbe bzw. den zu untersuchenden Lack geeignet ist. Das bei der Entwicklung des Verfahrens üblicherweise verwendete Aceton kann nicht für alle Farben und Lacke des Marktes verwendet werden. Die spektroskopischen Methoden sind kostenintensiv und nur bei den im Vergleich zu Druckfarbenschichten weitaus größeren Schichtdicken von Lacken anwendbar. Die schnelle Kontrolle der Durchhärtung von Druckfarbenschichten bzw. Lackschichten ist in vielen Bereichen der Drucktechnik interessant. Ein Anwendungsgebiet ist die Kontrolle der Durchhärtung von strahlenvernetzenden Beschichtungen. Hier bestehen eine ganze Reihe von Einflussgrößen auf den Durchhärtungsprozess wie Intensität und Alterung der S trahlungs quellen, Temperatur der Strahlungsquelle, Schwankungen der Initiatormenge in der Druckfarbe bzw. im Lack, Unterschiede im Penetrationsvermögen der Druckpapiere bzw. im Benetzungsverhalten von Folien oder Einflüsse durch das mit dem Feuchtemittel (beim Offsetdruck) in die Druckfarbe bzw. in den Lack eingearbeitete Wasser usw.
Unbemerkte Veränderungen dieser Produktionsparameter können zu Qualitätsproblemen führen, die im Regelfall eine Neuproduktion erforderlich machen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Kontrolle von oxidativ trocknenden Farben bzw. Lacken vor der Weiterverarbeitung. Der Druck mit diesen Druckfarben bzw. Lacken erfordert gewöhnlich Wartefristen von mindestens einem Tag bevor der Buchbinder die Druckprodukte binden kann, da bei diesem Bindevorgang starke mechanische Kräfte auf das Druckprodukt einwirken können. Die vor der Weiterverarbeitung notwendige Trocknungszeit der Drucke ist sehr stark abhängig von dem Druckfarbentyp, dem Klima und dem verwendeten Druckpapier. Eine Kontrolle des Trocknungsgrades bzw. der vollständigen Aushärtung des Druckproduktes vor der Weiterverarbeitung könnte helfen, die Wartezeiten zu verkürzen und die Sicherheit bei der Verarbeitung zu erhöhen.
Auch bei der Kontrolle von Druckprodukten, die zur Verarbeitung in Laserdruckern bestimmt sind, könnte das erfindungsgemäße Gerät benutzt werden. Hier kann es zu Ablagerungen auf der Fotoleitertrommel des Druckers bzw. zu Ablagerungen auf den Fixiersätteln der Hochleistungslaserdrucker kommen, wenn nicht vollständig ausgehärtete Druckfarben bzw. Lacke in den zur Verarbeitung in Laserdruckern vorgesehenen Formularen enthalten sind. Eine weitere Anwendung könnte die Kontrolle der Tonerfixierung in Laserdruckgeräten sein. Hier werden thermisch fixierbare Partikel übertragen, die in einer Fixierstation aufgeschmolzen und durch diesen Schmelzvorgang weitgehend unlösbar mit der Papierbahn verbunden werden. Ist die Wärmeübertragung gestört, kann die Fixierung nur ungenügend stattfinden und eine erneute Wärmeeinwirkung führt dann u.U. zum Verkleben der Drucke.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, das bzw. die in kürzerer Zeit eine Aussage zum Trocknungsgrad von Druckfarben bzw. Lacken auf bedruckten Papieren, Folien oder anderen Werkstoffen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht mit den Merkmalen des Anspruches 1 und in vorrichtungs technischer Hinsicht mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein mit Druckfarbe bzw. Lack bedrucktes Material unter Wärmeeinwirkung mit hohem Druck auf einen Konterwerkstoff gepresst wird. Durch diesen Vorgang kann im Fall einer nicht vollständig ausgehärteten Druckfarbe bzw. Lackes ein Teil dieser Druckfarbe bzw. Lackes auf das Kontermaterial übertragen werden. Die auf dem Kontermaterial befindliche Druckfarbenmenge bzw. Lackmenge dient dann als Beurteilungskriterium für die Durchhärtung. Soweit nicht eigens angegeben, sollen im vorliegenden Fall vom Begriff Druckfarbe auch Lacke, insbesondere transparente Lacke mit umfasst werden.
Von den Erfindern wurde erkannt, dass bei gleichzeitiger Einwirkung von Wärme und Druck auf ungenügend ausgehärtete Druckfarbenschichten sich Bedingungen finden lassen, die zur Wanderung der noch nicht durchgehärteten Druckfarben auf ein Kontermaterial führen können, ohne dass ausreichend ausgehärtete Bestandteile der Druckfarbe auf das Kontermaterial übergehen.
Die chemisch-physikalischen Ursachen dieses Effektes sind noch nicht wissenschaftlich untersucht und werden wie folgt vermutet: Bei der Druckfarbentrocknung findet eine Vernetzung der in den Druckfarben befindlichen reaktiven Komponenten statt, wodurch hochmolekulare Substanzen entstehen. Durch die Erwärmung werden die in der nicht vollständig ausgehärteten Druckfarbenschicht befindlichen unvernetzten niedermolekularen Bindemittel der Druckfarbe verflüssigt und können damit in das Kontermaterial penetrieren. Der Schmelz- oder Erweichungspunkt der vernetzten hochmolekularen Produkte in der getrockneten Druckfarbe ist erwartungsgemäß höher als bei den unvernetzten Stoffen. Bringt man nun die Druckprodukte bei einer Temperatur mit dem Kontermaterial in Kontakt, die oberhalb des Verflüssigungspunktes der niedermolekularen Bindemittel und unterhalb des Schmelz- oder Erweichungspunktes der hochmolekularen Vernetzungsprodukte liegt, so können die verflüssigten niedermolekularen Bindemittel in das Kontermaterial penetrieren, während die nach der Durchtrocknung der Druckfarbe entstandenen hochmolekularen Produkte in der ursprünglichen Druckfarbenschicht verbleiben. Bei der Penetration der unvernetzten Bindemittel findet auch eine Wanderung der Pigmente statt. Aus diesem Grund ist es möglich, den auf das Kontermaterial übertragenen Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe heranzuziehen. Beispielsweise kann durch einfache optische Betrachtung des Kontermaterials entschieden werden, ob die Druckprodukte ausreichend durchgehärtet sind.
Eine Erwärmung eines Druckproduktes zur Prüfung der Beständigkeit ist bekannt. Sie wird in Laboratorien bei der Testung von Druckprodukten mit hohen Anforderungen an die thermische Beständigkeit bereits benutzt. Die der Erfindung zugrundeliegenden Versuche haben aber überraschenderweise gezeigt, dass bei einer Erwärmung und gleichzeitiger Einwirkung von erhöhtem Druck auf dien Druckprodukt die Migration von unvernetzten niedermolekularen Bindemitteln aus dem Inneren der Druckfarbenschicht deutlich effektiver verläuft als zu erwarten war. Gleichzeitig zeigten die Versuche, dass es Druck- und Temperatureinstellungen geben kann, bei denen keine bereits vernetzten Bestandteile der Druckfarbenschicht auf ein geeignetes Kontermaterial übertragen werden. Es ist somit möglich, mit einer Prüfvorrichtung die genau diese Bedingungen reproduzierbar einstellt, die Durchhärtung zu kontrollieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst demgemäß die folgenden Schritte: Erwärmen des mit Druckfarbe bedruckten Objektes in einem Erwärmungs schritt auf eine vorbestimmte Temperatur Tmax, in Kontakt bringen des bedruckten Objektes in einem Pressschritt unter einem vorbestimmten Druck mit einem Kontermaterial und Überprüfen bzw. Kontrollieren des unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial übertragenen Anteils der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe.
Bevorzugtermaßen erfolgt der Erwärmungs schritt innerhalb des Pressschrittes; es ist aber auch denkbar, dass das mit Druckfarbe bedruckte Objekt bereits vor dem Pressschritt auf die Temperatur Tmax gebracht wird. In einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt die Erwärmung allerdings zumindest weitestgehend innerhalb des Pressschritts.
Um reproduzierbare Bedingungen zu gewährleisten, erfolgt der Pressschritt über eine definierte Zeitspanne Δtp vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 Sekunde bis 15 Sekunden, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 Sekunden bis 5 Sekunden.
Der Erwärmungs schritt soll für die bereits angesprochenen reproduzierbaren Bedingungen vorzugsweise ebenfalls über eine definierte Zeitspanne Δtw erfolgen, vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 Sekunde bis 15 Sekunden, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 Sekunden bis 5 Sekunden. Besonders bevorzugt können die Zeiträume von Pressschritt und Erwärmungsschritt im Wesentlichen deckungsgleich sein derart, dass mit Anpressen des bedruckten Objektes auf das Kontermaterial gleichzeitig die Erwärmung erfolgt.
Bevorzugtermaßen beträgt die im Erwärmungs schritt erreichte Temperatur Tmax mindestens 80°C, vorzugsweise zwischen 1400C und 220°C. In diesem bevorzugtermaßen gewählten Temperaturregime lässt sich eine besonders effektive Überprüfung der Durchhärtung insbesondere von strahlenvernetzenden Druckfarben bzw. oxidativ trocknenden Druckfarben vornehmen.
Praktische Versuche haben ergeben, dass der im Pressschritt aufgewandte Druck vorzugsweise mindestens 0,5 bar, weiter vorzugsweise 3 bar bis 5 bar betragen sollte. In diesem Druckregime hat sich eine besonders effektive Überprüfungsmöglichkeit der Durchhärtung von Druckfarben gezeigt.
Wenn der Erwärmungs schritt komplett innerhalb des Pressschrittes vorgenommen wird, was bevorzugtermaßen der Fall ist, so kann die Wärmebeaufschlagung des bedruckten Objektes in einer ersten Alternative über die gesamte Zeitspanne Δtp des Pressschrittes oder alternativ nur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt innerhalb der Zeitdauer des Pressschrittes erfolgen.
Um eine möglichst hohe Wärmebeaufschlagung zu erreichen, gleichzeitig aber eine voreinstellbare Maximaltemperatur Tmax nicht zu überschreiten, erfolgt im Erwärmungsschritt vorzugsweise die Aufheizung auf die vorbestimmte Maximaltemperatur Tmax in einer raschen Aufheizphase und es wird im Anschluss die Temperatur im Bereich der Maximaltemperatur Tmax über eine Steuerung bzw. Regelung im Wesentlichen konstant gehalten.
Um eine besonders zuverlässige Überprüfung der Durchhärtung der Druckfarbe eines bedruckten Objektes zu erzielen, wird bei einem größeren Druckbogen das bedruckte Objekt ausgewählt, insbesondere aus einem Bereich mit einer möglichst flächenmäßig getrennten Bedruckung mit mehreren, vorzugsweise allen Druckfarben. Eine gewisse flächenmäßige Ausdehnung einer zu überprüfenden Druckfarbe auf dem bedruckten Objekt wird angestrebt, um auf dem Kontermaterial einen Effekt bei nicht ausreichender Durchhärtung mit ausreichender Sicherheit wahrnehmen zu können.
In einer besonderen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens wird als bedrucktes Objekt ein Kontrollstreifen aus dem Druckbogen ausgewählt. Üblicherweise werden meist randseitig auf Druckbögen Kontrollstreifen vorgesehen, die für die vorliegende Überprüfung vorteilhafterweise herangezogen werden können.
Meistens ist bei einem Mehrfarbendruck diejenige Druckfarbe bekannt, die am langsamsten bzw. am problematischsten trocknet. In einer besonderen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens sollte das bedruckte Objekt bei Auswahl aus dem zu kontrollierenden Druckbogen zumindest einen flächigen Bereich dieser erfahrungsgemäß am langsamsten bzw. am problematischsten trocknenden Druckfarbe umfassen.
Das dem vorliegenden Verfahren unterzogene bedruckte Objekt kann insbesondere strahlenvernetzte Druckfarben und/oder oxidativ getrocknete Druckfarben und/oder strahlenvernetzte Lacke und/oder oxidativ getrocknete Lacke umfassen.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigt die Figur 1 eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung 11 in einer Schemadarstellung. Die Prüfvorrichtung 11 umfasst zunächst eine Presseinrichtung 14 mit einer ersten Pressbacke 15 (erstes Presselement) sowie einer zweiten Pressbacke 16 (zweites Presselement). Zwischen erster Pressbacke 15 und zweiter Pressbacke 16 befindet sich ein bedrucktes Objekt 12 sowie ein Kontermaterial 13. Dabei ist die bedruckte Seite des bedruckten Objektes 12 dem Kontermaterial 13 zugewandt. Bei der hier vorliegenden Darstellung liegt die erste Pressbacke 15 auf dem Kontermaterial 13, die zweite Pressbacke 16 am bedruckten Objekt 12 auf. Um eine Relativbewegung zwischen der ersten Pressbacke 15 und der zweiten Pressbacke 16 zu erzeugen, ist eine Anpressvorrichtung 24 vorgesehen, die über Getriebemittel 25 auf die beweglich gelagerte erste Pressbacke 15 einwirkt. Die zweite Pressbacke 16 ist bei der vorliegenden Ausführungsform feststehend angeordnet, so dass bei Betätigung der Anpress Vorrichtung die erste Pressbacke 15 über die Getriebemittel 25 in Richtung auf die zweite Pressbacke bewegt bzw. von ihr entfernt werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Heizeinrichtung 17, 17' jeweils sowohl in der ersten Pressbacke 15 als auch in der zweiten Pressbacke 16 integriert. Die Heizeinrichtung kann als konventionelle elektrische Heizeinrichtung, insbesondere als Widerstandsheizeinrichtung oder in einer anderen geeigneten Ausgestaltung ausgebildet sein. Über die Pressbacken 15, 16 werden bei der vorliegenden Aus führungs form sowohl das bedruckte Objekt 12 als auch das Kontermaterial 13 während sie durch die Anpressvorrichtung 24 in dichter Anlage aneinandergehalten sind mit Wärme beaufschlagt.
Die Heizeinrichtungen 17, 17' wirken mit zugeordneten
Heizsteuereinrichtungen 21, 21' zusammen, welche die Wärmebeaufschlagung des bedruckten Objektes 12 bzw. des Kontermaterials 13 über die Heizeinrichtung 17 bzw. die Heizeinrichtung 17' steuern. Um die Wärmebeaufschlagung noch genauer steuern bzw. regeln zu können, kann in Nähe des bedruckten Objektes 12, beispielsweise im Bereich der zweiten Pressbacke 16 ein zweiter Wärmesensor 23 vorgesehen sein. In gleicher Weise kann ein erster Wärmesensor 22 im Bereich des ersten Pressbackens 15 vorgesehen sein, um über die Heiz Steuereinrichtung 21' eine noch genauere Steuerung bzw. Regelung der Wärmebeaufschlagung durch die Heizeinrichtung 17' vornehmen zu können. Die Steuerung bzw. Regelung des Anpressdruckes sowie der Anpresszeit wird über eine Presssteuereinrichtung 18 vorgenommen, die eine Steuerung der Anpresszeit 19 sowie einer Steuerung des Anpressdruckes 20 umfasst. Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend noch einige Ausführungsbeispiele vorgestellt:
Erstes Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2)
Bedrucktes Objekt mit Farbton schwarz (Curelnk UV Schwarz 49 UB 4000), UV-härtende schwarze Farbe der Firma Michael Huber, München auf oberflächenveredeltem Druckpapier (APCO 2.2 Firma Scheufeien) Kontermaterial: Druckpapier Epson spezial coated 360 dpi Aufwärmung auf: 185°C, 3 s Anpresszeit, 200 N/cm2 bar Anpressdruck
Die bedruckten Druckbögen bzw. das mit Druckfarbe bedruckte Objekt wurde unter verschiedenen Transportgeschwindigkeiten unter einer UV-Lampe zur Aushärtung durch Strahlenvernetzung durchgeführt, wobei dies zu folgenden Ergebnissen führte:
Bei einer Transportgeschwindigkeit von 2 m/min bzw. einer gesamt eingebrachten Strahlungsenergie von 0,40 J /cm2 konnte man auf dem Kontermaterial praktisch keinen Anteil von übertragener Druckfarbe mehr ausmachen. D.h. bei einer Strahlungsenergie von 0,40 J/cm2 war bei den konkret gegebenen Druckbedingungen eine ausreichende Durchhärtung gegeben, so dass ein anschließender Transport bzw. eine Weiterverarbeitung ohne Gefährdung des Druckergebnisses möglich gewesen wären.
Zweites Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 3)
Bedrucktes Objekt mit Farbton rot
UV-härtende Farbe rot (BASF Ultraking) der Firma BASF Drucksysteme
GmbH, Stuttgart, auf oberflächenveredeltem Druckpapier (APCO 2.2 der Firma Scheu feien)
Kontermaterial : Druckpapier Epson spezial coated 360 dpi
Aufwärmung auf 185 0C, 3 s Anpresszeit, 200 N/cm2 Anpressdruck
Bei einer Transportgeschwindigkeit von 4 m/min und bei einer gesamt eingebrachten Strahlungsenergie von 0,4 J/cm2 konnte man auf dem Kontermaterial praktisch keinen Anteil von übertragener Druckfarbe mehr ausmachen. Bei einer Transportgeschwindigkeit von 8 m/min und bei einer gesamt eingebrachten Strahlungsenergie von 0,19 J/cm2 konnte ebenfalls praktisch keine Druckfarbenübertragung festgestellt werden.
Das bedeutet, bei einer Strahlungsenergie von 0,19 J/cm2 war bei den konkret gegebene Druckbedingungen eine ausreichende Durchhärtung gegeben, so dass ein anschließender Transport bzw. eine Weiterverarbeitung ohne Gefährdung des Druckergebnisses möglich gewesen wären.
Die bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel gegenüber gestellten Transportgeschwindigkeiten ergeben unterschiedliche Energieeinträge auf das bedruckte Objekt. Eine Transportgeschwindigkeit von 1 m/min entspricht einer Strahlungsenergie, welche auf das bedruckte Objekt einwirkt von 0,80 J/cm2, bei 2 m/min entsprechend 0,4 J/cm2, bei 4 m/min 0,19 J/cm2, bei 8 m/min entsprechend 0,09 J/cm", etc..
Drittes Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 4)
Bedrucktes Objekt mit Farbton rot oxidativ trocknende Farbe rot (Sonderfarbe HKS 12 K) der Firma Hostmann- Steinberg, Celle, auf glänzend gestrichenem Druckpapier Luxo-Art gloss der Firma m-real, Bergisch Gladbach Kontermaterial: gleiches Papier Aufwärmung auf 150 0C, 3 s Anpresszeit, 200 N/cm2 Anpressdruck Nach einer Trocknungszeit von 40 Stunden waren der auf das Kontermaterial übertragene Anteil von nicht getrockneter Druckfarbe und der durch den Pressvorgang eintretende Farbverlust auf der bedruckten Fläche so stark verringert, dass von einem Abschluss der oxidativen Trocknung ausgegangen werden kann. Das bedeutet, bei einer Trocknungszeit von 40 Stunden war bei den konkret gegebenen Bedingungen beim Druck und bei der Lagerung der bedruckten Druckbögen eine ausreichende Durchhärtung gegeben, so dass ein anschließender Transport bzw. eine Weiterverarbeitung ohne Gefährdung des Druckergebnisses möglich gewesen wären.
Die Erfindung eignet sich für alle Druckfarben, bei welchen die Druckfarbe Bestandteile enthält, die einem Trocknungspro zess zur Bildung höhermolekularer Produkte führen oder die bei der Trocknung mittels anderer chemischer Reaktionen sehr fest auf dem zu bedruckenden Material fixiert werden. Besonders effizient anwendbar ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren für das Offsetdruckverfahren mit oxidativ trocknenden Druckfarben und allen anderen Druck- und Lackierverfahren die mit strahlenhärtenden Farben bzw. Lacken arbeiten.
Bezugszeichenliste
11 Prüfvorrichtung
12 bedrucktes Objekt
13 Kontermaterial
14 Pres seinrichtung
15 erstes Presselement, erste Pressbacke
16 zweites Presselement, zweite Pressbacke 17, 17' Heizeinrichtung
18 Presssteuereinrichtung
19 Steuerung der Anpresszeit 0 Steuerung des Anpressdruckes 1, 21' Heizsteuereinrichtung 2 erster Wärmesensor 3 zweiter Wärmesensor 4 Anpres s Vorrichtung 5 Getriebemittel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit Druckfarbe bedruckten Objektes nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat,
- wobei das mit Druckfarbe bedruckte Objekt in einem Erwärmungs schritt auf eine vorbestimmte Temperatur Tmax erwärmt wird,
- wobei das bedruckte Objekt in einem Pressschritt unter vorbestimmtem. Druck mit einem Kontermaterial in Kontakt gebracht wird, und
- wobei in einem Kontrollschritt der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschritt über eine definierte Zeitspanne Δtp, vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 s bis 15 s, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von
2 s bis 5 s erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungs schritt über eine definierte Zeitspanne Δtvv, vorzugsweise über eine Zeitspanne von 1 s bis 15 s, weiter vorzugsweise über eine Zeitspanne von 2 s bis 5 s erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Erwärmungs schritt erreichte Temperatur Tmax mindestens 80°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 2200C beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Pressschritt aufgewandte Druck mindestens 0,5 bar, vorzugsweise 3 bar . bis 5 bar beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungs schritt innerhalb des Pressschrittes vorgenommen wird derart, dass eine Wärmebeaufschlagung des bedruckten Objekts über die gesamte Zeitspanne Δtp des Pressschrittes oder alternativ nur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt innerhalb der Zeitdauer des Press Schrittes vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Erwärmungs schritt die Aufheizung auf eine vorbestimmte Maximaltemperatur Tmax erfolgt, wobei vorzugsweise nach einer raschen Aufheizphase die Temperatur im Bereich der Maximaltemperatur Tmix über eine Steuerung bzw. Regelung im Wesentlichen konstant gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mit einer Druckfarbe bedruckte Objekt aus einem größeren Druckbogen, insbesondere aus einem Bereich mit einer möglichst flächenmäßig getrennten Bedruckung mit mehreren, vorzugsweise allen Druckfarben ausgewählt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als bedrucktes Objekt ein Kontrollstreifen aus dem Druckbogen ausgewählt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das bedruckte Objekt bei Verwendung mehrerer Druckfarben auf dem zu kontrollierenden Druckbogen zumindest einen flächigen Bereich der erfahrungsgemäß am langsamsten bzw. am problematischsten trocknenden Druckfarbe umfasst.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das bedruckte Objekt strahlenvernetzte Druckfarben und/oder oxidativ getrocknete Druckfarben und/oder Lacke umfasst.
12. Prüfvorrichtung zur Bestimmung bzw. Überprüfung der Durchhärtung eines mit einer Druckfarbe bedruckten Objektes nachdem dieses einen Druckprozess durchlaufen hat, umfassend eine Presseinrichtung (14) mit einem ersten Presselement (15) sowie einem zweiten Presselement (16), wobei erstes Presselement (15) und zweites Presselement (16) dazu eingerichtet sind, das bedruckte Objekt (12) unter vorbestimmten Druck mit einem Kontermaterial (13) in Kontakt zu bringen, und eine Heizeinrichtung (17), um das bedruckte Objekt (12) in einem Erwärmungs schritt auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen derart, das der unter Einwirkung von Wärme und Druck auf das Kontermaterial (13) übertragene Anteil der Druckfarbe als Maß für den Aushärtungsgrad der Druckfarbe herangezogen wird.
13. Prüfvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Presselement (15) und das zweite Presselement (16) als zwei gegeneinander relativ bewegliche Pressbacken (15, 16) ausgebildet sind.
14. Prüfvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (17) in einem der Presselemente (15, 16) oder in beide Presselemente (15, 16) integriert oder daran thermisch angeschlossen ist.
15. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Presseinrichtung (14) mit einer Presssteuereinrichtung (18) zusammenwirkt, die eine Druckbeaufschlagung über eine definierte Zeitspanne Δt vorgibt.
16. Prüfvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Presssteuereinrichtung (18) auch der von der Presseinrichtung (14) erzeugte Druck steuerbar oder regelbar ist.
17. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (17) mit einer Heizsteuereinrichtung (21) zusammenwirkt, welche die Wärmebeaufschlagung über eine definierte Zeitspanne Δtw vorgibt.
18. Prüfvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens ein Wärmesensor (22, 23) an die Heizsteuereinrichtung (21) angeschlossen ist, der eine der Erwärmung des bedruckten Objektes (12), insbesondere eine der Oberflächentemperatur des bedruckten Objektes (12) entsprechende Messgröße liefert.
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