專利名稱：用于將輻射能輸入到平版印刷機(jī)中的印刷材料上的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將近紅外區(qū)波長的輻射能輸入到至少具有一個輻射能源的平版印刷機(jī)中的印刷材料上的裝置，該輻射能源的光線在一個位置上照射到印刷材料由印刷機(jī)中通過的路徑上的印刷材料上，這個位置以印刷裝置中至少一個印刷間隔排列。此外，本發(fā)明還涉及一種用于將近紅外區(qū)波長的輻射能輸入到平版印刷機(jī)中的印刷材料上的方法。
所謂的紫外油墨通過聚合作用而硬化，該聚合作用通過用紫外光線的光注入而進(jìn)行。與此相反，在其他的傳輸方法中有含溶劑的印刷油墨，其不僅可經(jīng)受物理的而且可經(jīng)受化學(xué)的干燥過程。物理干燥包括溶劑的蒸發(fā)和向印刷材料的擴(kuò)散，而基于油墨配方中包含的油、樹脂、粘結(jié)劑或其他類似物的聚合作用的化學(xué)干燥或氧化干燥，可理解為空氣氧的共同作用。干燥過程通常是互相有關(guān)聯(lián)的，因為通過溶劑的擴(kuò)散，在溶劑和樹脂之間的粘結(jié)劑體系內(nèi)發(fā)生分離，這樣樹脂分子互相接近并且可能更容易聚合。
例如EP 0 355 473 A2公開了一種用于干燥印刷產(chǎn)品的裝置，該裝置以激光作為輻射能源。輻射能在單個印刷裝置之間或者在出紙器之前或之中的最后印刷裝置后的位置被傳導(dǎo)在印刷材料的表面上，印刷材料通過印刷機(jī)在輸送帶上以輸送方向輸送移動。在此輻射源可以是用于紫外油墨的紫外區(qū)激光或用于加熱含溶劑的印刷油墨的紅外區(qū)激光源。為了避免由于不可避免的或可屏蔽的熱量損失而加熱印刷機(jī)中不期望加熱的部件，輻射能源要安裝在印刷機(jī)的外面。所以，此裝置的缺點在于印刷機(jī)使用者必須有分離的附加的系統(tǒng)配件。
另外，例如US 6,026,748還公開了一種在印刷機(jī)中具有紅外燈的干燥裝置，在此紅外燈發(fā)射短波的紅外線(近紅外線)或中波紅外線。燈光源的發(fā)射光譜是寬帶光譜，所以是多種波長的光源。這種紅外區(qū)域的干燥裝置的缺點是很大一部分能量被紙所吸收，而油墨只是被間接地加熱?？焖俑稍镏挥型ㄟ^相當(dāng)高的能源才可能進(jìn)行。這就要產(chǎn)生另一種危險，印刷材料被不均勻地干燥而變成波浪形。
在光電印刷技術(shù)領(lǐng)域，例如可從DE 44 35 0 77 A1獲知，將調(diào)色劑固定到記錄載體上是通過二極管激光發(fā)射的近紅外輻射能進(jìn)行的。通過用一種窄波段光源可加熱調(diào)色劑顆粒，以將其熔化、形成油墨層并且將油墨固定在記錄載體的表面上。因為在這個光譜范圍內(nèi)許多種常用的紙具有最小的能量吸收，所以絕大部分的能量都可直接被調(diào)色劑顆粒所吸收。
然而在紙吸收光譜中簡單的窗口技術(shù)不能直接用在用含溶劑的印刷油墨的印刷技術(shù)中，因為還有如上所述的其他的化學(xué)或物理的干燥過程。在本發(fā)明中含溶劑的印刷油墨特指的是具有下述特點的油墨，其溶劑成分可是水性的或有機(jī)性的，油墨以粘結(jié)劑體系為基礎(chǔ)并且可以被氧化性、離子性或游離基性地聚合。用于干燥含溶劑的印刷油墨的能源應(yīng)支持或促進(jìn)溶劑蒸發(fā)的作用和/或向印刷材料擴(kuò)散的作用和/或聚合反應(yīng)的作用，同時能避免不期望的副作用，特別如對含溶劑的印刷油墨太強(qiáng)烈的加熱，這可導(dǎo)致油墨成分的分解或溶劑的過熱。這種能源如用于調(diào)色劑固定的情況時，應(yīng)不只是用于熔化調(diào)色劑。
根據(jù)本發(fā)明，用于將近紅外區(qū)波長的輻射能輸入到平版印刷機(jī)中的印刷材料上的裝置至少具有一個輻射能源，該輻射能源的光線在一位置上照射到印刷材料由印刷機(jī)中通過的路徑上的印刷材料上，特別是新印刷的印刷材料上，這個位置以印刷裝置中至少一個印刷間隔排列，并且其特征在于，所述輻射能源基本上并優(yōu)選為只發(fā)射其波長與水吸收波長不共振的光線。對于與水的吸收波長不共振在本發(fā)明中可理解為，在20℃下由水吸收的光能不多于10.0％，在優(yōu)選的實施方案中不多于1.0％，特別優(yōu)選為低于0.1％。與本發(fā)明的思想相關(guān)的是輻射能源只發(fā)射很小強(qiáng)度的與水的吸收波長共振的光線，優(yōu)選為根本不發(fā)射這樣的光線。
優(yōu)選的實施方案為輻射能源是窄波段的。在此輻射能源可發(fā)射例如一種波長直至±50nm寬的光線，這種光線也可涉及到一條或多條單獨的銳線發(fā)射光譜線。此外在優(yōu)選的實施方案中，窄波段輻射能源的最大發(fā)射或輻射能的波長為700.00nm-3000.00nm，優(yōu)選為700.00nm-2500.00nm，特別優(yōu)選為800.00nm-1300.00nm，在紙吸收光譜中的所謂的窗口部分區(qū)域。特別優(yōu)選的發(fā)射為870.00nm±50.00nm和/或1050.00nm±50.00nm和/或1250.00nm±50.00nm和/或1600.00nm±50.00nm。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識，即水的吸收波段歸屬于紙吸收光譜。在無水(無濕潤劑)的平版印刷中典型的印刷材料的水含量已經(jīng)導(dǎo)致了在印刷材料中不期望的、有時甚至不可接受的強(qiáng)烈的能量吸收。這種吸收在用濕潤劑的平版印刷中相應(yīng)地更強(qiáng)烈。通過一種波長的始終一致的輻射可避免太大的能量進(jìn)入到印刷材料中，這個波長與水的吸收線或吸收波段(吸收波長)是不共振的。根據(jù)Hiltran數(shù)據(jù)庫在296K下，在1m吸收段內(nèi)，15000ppm水給出下列水的吸收，更確切地為水蒸汽的吸收在808nm處小于0.5％，在870±10nm處小于0.01％，在940±10nm處小于10％，在980±10nm處小于0.5％，在1030±30nm處小于0.01％，在1064nm處小于0.01％，在1100nm處小于0.5％和在1250±10nm處小于0.01％。以1m2面積的印刷材料、特別是紙的表面和其上1m的空氣段計算，那么空氣在絕對濕度為1.5％下的含水量約為12g。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施方案中，只要光源距離印刷材料不超過1m，并且絕對濕度不顯著高于1.5％，那么就不會超過上述的水和/或水蒸汽的吸收。假如光線通過油墨層直至進(jìn)入印刷材料，或通過潤濕劑，該潤濕劑是通過印刷過程而進(jìn)入到紙張中的，這樣由于印刷材料的濕度就要產(chǎn)生附加的吸收。
取決于印刷油墨中單個成分的功能團(tuán)，這些成分特別是顏料、油墨材料或油墨劑、粘結(jié)劑(假漆)、溶劑、油或樹脂、填料、輔助劑、添加劑或類似的物料，印刷油墨可吸收各種不同的波長。用根據(jù)本發(fā)明的裝置，可將近紅外區(qū)域的光線在避免水吸收波長的情況下輸入到平版印刷機(jī)中印刷材料上的印刷油墨中，例如通過發(fā)射線狀光譜的光源只有較少的波長的輻射。
以本發(fā)明的方式，印刷油墨可具有紅外吸收體材料。通過紅外吸收體材料可產(chǎn)生、使得可能、支持、改善或使得容易將光線在印刷油墨中的能量輸入和/或印刷油墨中輻射能的吸收。在與本發(fā)明相關(guān)的描述中語言上只簡稱說成支持，所以這一簡稱指的是紅外吸收體材料的所有具有細(xì)微差別的作用功能。能用于生成熱量的能源可導(dǎo)致印刷油墨的加速干燥。這一方面可在短時間內(nèi)在印刷材料上的印刷油墨中(在油墨層中)產(chǎn)生高溫，另一方面也可能激發(fā)或引起與印刷油墨的成分相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。紅外吸收體材料，也稱為紅外吸體、IR吸收體、IR吸收體物質(zhì)或其他類似的稱呼，一方面可是在印刷油墨中具有吸收近紅外區(qū)域光線的功能團(tuán)的成分，另一方面也可是在印刷前被加入到印刷油墨中的添加物。換句話說，印刷油墨可用紅外吸收體材料補(bǔ)充或包含有用紅外吸收體材料改性的成分。在此，紅外吸收體材料優(yōu)選地具有下述的性能，即其在可見光波長的區(qū)域內(nèi)只有很小或甚至沒有吸收，所以對印刷油墨的色彩效應(yīng)只有很小或甚至沒有影響或改變。
相對較高的能量輸入到印刷油墨中，特別是通過紅外吸收體材料的支持是以有利的方式可能的，而不會造成不期望的能量輸入到印刷材料中去。這一方面表示不能直接被印刷材料吸收，另一方面表示由油墨層吸收了的能量在一瞬間分配到油墨和印刷材料上。熱容量和熱量比在此是如下分配的在整個被印刷的紙張得到均勻的溫和的溫度提高之前，油墨層的較短的加熱是可能的。這樣就可減小必需的總的能量的輸入。這種有選擇的能量輸入特別支持一種波長的輻射，這一波長是與印刷油墨的成分的吸收線共振的或準(zhǔn)共振的，或與印刷油墨中紅外吸收體材料的吸收線或最大吸收是共振的或準(zhǔn)共振的。在印刷油墨中的輻射能量的吸收大于30％、優(yōu)選50％、特別優(yōu)為75％，甚至可大于90％。
此外水的能量吸收的避免減小了印刷材料的干燥。這是有益的，因為印刷材料另外的干燥要導(dǎo)致規(guī)格的改變由于所謂的源過程使得與印刷材料的干燥狀態(tài)或濕度含量有關(guān)的印刷材料具有不同規(guī)格。在單個印刷裝置之間源過程導(dǎo)致了在單個印刷裝置中需要不同的印刷規(guī)格。由于通過輻射感應(yīng)的干燥的影響而在印刷裝置之間的濕度含量的改變可用根據(jù)本發(fā)明的裝置通過印刷油墨的干燥而避免，輻射感應(yīng)的干燥只有以高的費(fèi)用導(dǎo)致預(yù)先可確定的和可校正的偏差。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明的裝置使得在印刷材料上含溶劑的印刷油墨的干燥成為可能，而且不強(qiáng)烈地影響印刷材料的干燥。
為了在得到高的光譜功率密度的同時達(dá)到盡可能的窄波段的發(fā)射，優(yōu)選的輻射能源為激光。另外也可選用寬波段的具有合適的濾波器裝置的光源，例如IR-碳輻射體，這樣就聯(lián)合形成窄波段輻射能源。特別地，濾波器可以是干涉濾波器。對于平版印刷機(jī)內(nèi)的空間積分，激光優(yōu)選為半導(dǎo)體激光、(二極管激光)或固體激光(鈦-藍(lán)寶石、鉺-玻璃、NdYAG、Nd-玻璃或類似物)。固體激光可優(yōu)選地通過二極管激光進(jìn)行光學(xué)抽吸。固體激光也可是纖維激光或光波導(dǎo)體激光，優(yōu)選為鐿纖維激光，在其所用的工作波長1070nm至1100nm的區(qū)域內(nèi)的光功率為300-700W。有利的是，這種激光在所限定的范圍內(nèi)也是可調(diào)諧的。換句話說，激光的起始波長是可改變的。這樣就可將波長調(diào)到所期望的波長，例如調(diào)到與印刷油墨中的成分吸收波長共振或準(zhǔn)共振的波長，特別是可調(diào)到與印刷油墨中的紅外吸收體材料的共振或準(zhǔn)共振的波長。
二極管激光或半導(dǎo)體激光在根據(jù)本發(fā)明的裝置中是特別有利的，因為它們已經(jīng)可不用特別的輻射形成光學(xué)元件用于將輻射能輸入到印刷材料上。從半導(dǎo)體激光的共振器發(fā)出的光線是強(qiáng)烈發(fā)散的，這就可產(chǎn)生隨著輸出耦合鏡的距離增加而擴(kuò)展的光束。
在進(jìn)一步的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，用于輸入輻射能的裝置具有多個輻射能源，這些輻射能源可以以一維的、二維的場(局部彎曲的、全部彎曲的或平面的)或以三維場安置，并且其光線在一定數(shù)量的位置輻射到印刷材料上。通過應(yīng)用一定數(shù)量的單個輻射能源到印刷材料的單獨的區(qū)域內(nèi)就能降低輻射能源的最大必需起始功率。具有較小的起始功率的光源通常是成本較小的并且具有較長的預(yù)期壽命。此外還可避免不必要的高的熱損失發(fā)生。所輸入的輻射能的單位面積產(chǎn)生的能量為100-10000mJ/cm2，優(yōu)選為100-1000mJ/cm2，特別優(yōu)選為200-500mJ/cm2。輻射印刷材料的時間為0.5ms-1s，優(yōu)選為1ms-50ms，特別優(yōu)選為5ms-25ms。
假如每個用于在一個位置上照射印刷材料的光線輻射能源在強(qiáng)度和輻射時間上與其他的輻射能源可分開調(diào)節(jié)，那么這將是特別有利的。出于這個目的，可獨立于平版印刷機(jī)的機(jī)器調(diào)節(jié)部分或者與該部分一體地設(shè)置一控制調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)輻射能源參數(shù)可使調(diào)節(jié)輸入到印刷材料的不同的位置上的能量成為可能。這樣能量的輸入就可與印刷材料當(dāng)前位置上的印刷材料的覆蓋物相匹配。此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置如下述的方式安裝入一定數(shù)量的輻射能源也是有利的，即至少二個輻射能源的光線輻射到印刷材料上的一個位置上。在此一方面涉及到部分重疊的輻射光束，另一方面涉及到完全重疊的輻射光束。這樣單獨一個輻射能源所必需的最大起始功率可是較小的，若超過這個必需的最大起始功率，那么假如一個輻射能源出現(xiàn)故障就要出現(xiàn)過剩。
根據(jù)本發(fā)明具有至少一個印刷裝置的平版印刷機(jī)的特征在于，它具有根據(jù)本發(fā)明用于輸入輻射能的裝置。根據(jù)本發(fā)明的平版印刷機(jī)可以是直接的或間接的膠印機(jī)、苯胺印刷機(jī)或其他類似的印刷機(jī)。一方面光線通過平版印刷機(jī)的路徑照射到印刷材料上的位置，以數(shù)個印刷裝置的最后印刷裝置的最后印刷間隔排列，也即以所有的印刷間隔排列。另一方面，該位置也可以第一個印刷間隔排列并且規(guī)定第二印刷間隔，也即至少在二個印刷裝置之間。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)還涉及用于將近紅外波長的輻射能輸入到平版印刷機(jī)中的印刷材料上的方法，更確切的是用于輸入到印刷材料上的印刷油墨中。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，用至少一個輻射能源的光線照射印刷材料，其中光線在一個位置上照射到印刷材料由印刷機(jī)中通過的路徑上的印刷材料上，該位置以一個印刷裝置中至少一個印刷間隔排列。為了支持或使輻射能能夠在印刷油墨中吸收，在印刷油墨中至少添加一種紅外吸收體材料。換句話說，輻射能在印刷油墨中的吸收通過紅外吸收體材料得以支持，該紅外吸收體材料是被添加入到印刷油墨中的。紅外吸收體材料可以為了吸收確定波長而特制合成的，該確定波長與光源、特別是激光的波長相匹配。對于現(xiàn)有的可吸收確定波長的紅外吸收體材料可研制出特殊的光源、特別是激光，該光源發(fā)射這種確定波長的光。
根據(jù)本發(fā)明用于輸入輻射能的方法可以有利的方式借助用于輸入輻射能的裝置進(jìn)行，如在本文中已描述的那樣。具體而言，以本發(fā)明的方式互相匹配地確定或調(diào)節(jié)或預(yù)先確定輻射能源的發(fā)射和紅外吸收體材料。換句話說，輻射能源應(yīng)發(fā)射與紅外吸收體材料的吸收相應(yīng)的波長。由輻射源發(fā)射的光線與紅外吸收體材料的最大吸收特別地優(yōu)選是準(zhǔn)共振的、基本上是共振的、特別優(yōu)選是共振的，這就使得紅外吸收體材料的最大吸收與輻射源的最大發(fā)射達(dá)到盡可能良好的匹配。所應(yīng)用的紅外吸收體材料的吸收光譜在輻射源的發(fā)射區(qū)域具有至少50％的紅外吸收體材料的最大吸收，優(yōu)選為至少75％，最優(yōu)選為至少90％。紅外吸收體材料可具有一個或多個局部的最大吸收。
根據(jù)本發(fā)明用于輸入輻射能的方法也可稱為用于干燥印刷油墨的方法或用于支持或用于輻射干燥印刷油墨的方法，因為借助于紅外吸收體材料的吸收和避免水的吸收波長，就能達(dá)到印刷油墨中強(qiáng)烈的能量吸收，與此同時印刷材料的能量吸收是較小的，優(yōu)選為小到?jīng)]有能量吸收。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的方法使得干燥印刷材料上的含溶劑的印刷油墨成為可能，而對印刷材料的干燥沒有太大的影響。
根據(jù)本發(fā)明用于輸入輻射能的方法的特別優(yōu)點為在具有一定數(shù)量印刷裝置的平版印刷機(jī)中進(jìn)行一定數(shù)量的印刷油墨的印刷。在印刷前這些數(shù)量的印刷油墨中至少有一種油墨中添加有紅外吸收體材料。添加可在印刷裝置裝入印刷材料之前或在印刷裝置內(nèi)部進(jìn)行，例如可將一定數(shù)量的紅外吸收體材料混入到一定數(shù)量的印刷油墨的至少一種油墨中。紅外吸收體材料的重量份額可小于印刷油墨總重量(包括紅外吸收體材料)的10％，優(yōu)選為小于3％，特別優(yōu)選為小于1％。當(dāng)在一定數(shù)量的印刷油墨中有至少二種油墨要準(zhǔn)備時，那么可在二種印刷油墨中用同一種紅外吸收體材料或?qū)ΧN油墨的第一種油墨用第一種紅外吸收體材料，對二種油墨的第二種油墨用第二種紅外吸收體材料。第一和第二種紅外吸收體材料可具有至少相同的或類似的最大吸收或不同的最大吸收。相應(yīng)地，這也適用于二種以上的紅外吸收體材料。當(dāng)所應(yīng)用的紅外吸收體材料具有一定數(shù)量的不同的最大吸收時，可輸入一定數(shù)量的波長的輻射能。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置在平版印刷機(jī)中進(jìn)一步優(yōu)選構(gòu)造的示意圖。它是輻射能源10的場20實施例草圖，此處三乘四，也即有十二個輻射能源10。除了在圖中所示出二維場20外，還可沿印刷材料14的寬度設(shè)置一維的場或一維行。二維的場，如同三維的場，它的光線以二維分配照射到印刷材料14上，這有其他的優(yōu)點，即通過場20間隔位置組的平行或同時的輻射而達(dá)到快速干燥。結(jié)果是，印刷材料移動通過輻射能源10速度可比只有一維場的情況高。場20也可具有其他數(shù)量的輻射能源10。從每個輻射能源10發(fā)出的光線12輸入到印刷材料14上。光線12照射到印刷材料14的位置116上，印刷材料以箭頭16方向通過平版印刷機(jī)，所述位置是以印刷間隔118排列的，而印刷間隔是由印刷圓柱體110和相對的印刷圓柱體112限定的。在此，單獨的位置116可部分地重疊，如在圖2中對于輻射能源10最前面的一行所示，或者甚至可基本完全重疊。一個調(diào)節(jié)控制裝置24配置到輻射能源10的場20，借助這個裝置，每個輻射能源通過連線22可交換控制信號。通過控制裝置24可對場20以下述的方式進(jìn)行控制，即、在印刷材料14的位置116上完成相當(dāng)量的印刷油墨的能量輸入。
圖3示出了一個平版印刷機(jī)的示意圖，在這個實施方案中紙張加工處理的印刷機(jī)在印刷裝置處或者最后印刷裝置后具有根據(jù)本發(fā)明的裝置的各種不同的替換設(shè)置。例如平版印刷機(jī)具有四個印刷裝置30，一個進(jìn)紙器32和一個出紙器34。在平版印刷機(jī)內(nèi)示出了各種不同的圓柱體，這些圓柱體一方面用于輸送紙張通過機(jī)器，另一方面用作平版印刷平面，它直接作為印版圓柱體或涂膠織物圓柱體。在圖中沒有更清楚地詳細(xì)示出，在平版印刷機(jī)中典型的印刷裝置30還具有上墨系統(tǒng)和可能的潤濕裝置。每個印刷裝置30包含有一個印刷圓柱體110和一個相對的印刷圓柱體112，它們限定印刷間隔18。在第一和第二印刷裝置30示出了一個中央輻射能源36，從該中央輻射能源輻射出來的光線借助于光導(dǎo)元件38，例如光波導(dǎo)管、反射鏡、投影光具組等，形成裝設(shè)成印刷裝置30的投影元件310。投影元件310發(fā)出的光線12投射到印刷材料14由平版印刷機(jī)中通過的路徑16上的位置116，該位置以每個所設(shè)置的印刷裝置30的印刷間隔18排列。通過應(yīng)用光導(dǎo)元件38，輻射能源36可安置在平版印刷機(jī)內(nèi)有安裝空間的合適位置。在第三和第四印刷裝置示出了輻射能源10，從該能源發(fā)出的光線12直接輸入到在印刷材料14的路徑16上在每個印刷裝置30的印刷間隔18排列的位置116。此外在出紙器34內(nèi)部示出了一個可替換的輻射能源312和另一個替換輻射能源314。
類似于圖3中所示的用于弧形加工處理的印刷機(jī)的設(shè)置，根據(jù)本發(fā)明用于輸入輻射能的裝置也可以有利的方式用在帶形加工處理的印刷機(jī)中，特別是所謂的輥式輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)，其用在零星印件或報紙的印刷。
根據(jù)本發(fā)明用于將近紅外波長輻射能輸入到印刷材料上的方法的實施方案中采用紅外吸收體材料，這種紅外吸收體材料由于在所謂的紙吸收光譜窗口，特別是在所謂的水吸收光譜窗口的最大吸收的位置或最大吸收而是合適的。必需量的紅外吸收體材料作為添加劑或加入物而添加入印刷油墨中。這可通過例如在平版印刷機(jī)外面或在平版印刷機(jī)內(nèi)部將印刷油墨與紅外吸收體材料進(jìn)行攪拌實現(xiàn)。添加通常只對所謂的彩色，特別是對黃色、品紅色和深藍(lán)色(Y、M和C)的四色膠印是有意義的。在四色膠印中對于黑色(K)通常沒必要加入對比色，因為黑色印刷油墨通常在總的主要的和起感應(yīng)的700nm-2500nm波長區(qū)域有足夠良好的吸收。然而盡管如此還是要進(jìn)行添加。根據(jù)Lambert-Beer消光定律，由印刷材料上的印刷油墨的層厚和消光系數(shù)可計算出所必需的紅外吸收體材料的量。在這個計算法中按照Lambert-Beer消光定律的計算是基于直接的共振，這就是說，發(fā)射波長緊接著位于最大吸收。對于容易偏離的激光波長也就容易得到偏離的吸收，需要相應(yīng)的、優(yōu)選為比按比例更多的紅外吸收體材料。應(yīng)用輻射能源來照射印刷材料，輻射能源的光線基本上是與紅外吸收體材料的最大吸收共振的。平版印刷機(jī)中的印刷過程在這個實施方案中不用其他的措施并完全象傳統(tǒng)的印刷方法那樣就可進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案的第一個實施例中，使用3-丁基-2(2-[-2(3-丁基-1，1-二甲基-1，3-二氫-苯并[e]吲哚-2-亞基)亞乙基]-2-氯-環(huán)已-1-烯基)-乙烯基)-1，1-二甲基-1H-苯并[e]吲哚高氯酸鹽作為紅外吸收體材料，其總化學(xué)式為C46H52Cl2N2O4，且分子量為767.84g mol-1。該紅外吸收體材料的結(jié)構(gòu)式為 這種紅外吸收體材料在819nm處有最大吸收和615276(mol*cm)-1的最大消。對于約90％激光光線吸收，需要1.4重量％的紅外吸收體材料作為添加劑加入到油墨C、M和Y中，油墨層厚為2μm(根據(jù)Lambert-Beer消光光定律)。(比較0.9重量％約75％、0.4重量％約50％和0.2重量％約30％)。用于輸入輻射能的裝置包括作為輻射能源的激光，其發(fā)射808nm的光線，例如可應(yīng)用DILAS的MB系列的InGa(Al)As量子阱激光。所謂的DILAS激光具有24W的最大的光學(xué)起始功率。在準(zhǔn)直光管后的束幾何條件是4mm×12mm。所以發(fā)射波長足以與819±15nm的最大吸收產(chǎn)生共振；紅外吸收體材料顯示出大于50％的吸收。在這個實施例中，在2m/s的印刷速度下(相當(dāng)于在50cm長的紙張上每小時14400個印刷字)已選定單位面積的能量為100mJ/cm2下的射束輪廓和2ms的輻射時間?？諝庵械乃羝麑椛涞奈招∮?.5％。
根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案的第二個實施例中，使用2-[2-[2-氯-3-[2-(3-乙基-1，3-二氫-1，1-二甲基-2H-苯并[e]吲哚-2-亞基)-亞乙基]-1-環(huán)已烯-1-基]-乙烯基]3-乙基-1，1-二甲基-1H-苯并[e]吲哚四氟硼酸鹽作為紅外吸收體材料，其總化學(xué)式為C42H44BClF4N2，且分子量為699.084g mol-1。該紅外吸收體材料的結(jié)構(gòu)式為 這種紅外吸收體材料在816nm處有最大吸收和898704(mol*cm)-1的最大消光。對于約90％激光光線吸收，需要0.9重量％的紅外吸收體材料作為添加劑加入到油墨C、M和Y中，油墨層厚為2μm(根據(jù)Lambert-Beer消光定律)。(比較0.5重量％約75％、0.3重量％約50％和0.1重量％約30％)。用于輸入輻射能的裝置包括作為輻射能源的激光，其發(fā)射808nm的光線，例如可應(yīng)用LIMO的二極管激光HLU100c 10x12。所謂的LIMO激光具有100W的最大的光學(xué)起始功率。在準(zhǔn)直光管后的束幾何條件是10mm×12mm。所以發(fā)射波長足以與816±15nm的最大吸收產(chǎn)生共振；紅外吸收體材料顯示出大于50％的吸收。在這個實施例中，在0.5m/s的印刷速度下(相當(dāng)于在50cm長的紙張上每小時3600個印刷字)已選定單位面積的能量為833mJ/cm2下的射束輪廓和40ms的輻射時間。空氣中的水蒸汽對輻射的吸收小于0.5％。
根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案的第三個實施例中，使用苯銨-N，N’-2，5-環(huán)己二烯-1，4-二亞基-雙[4-(二丁基氨基)-N-[4-(二丁基氨基)苯基]二高氯酸鹽作為紅外吸收體材料，其總化學(xué)式為C62H92Cl2N6O8，且分子量為1120.37g mol-1。該紅外吸收體材料的結(jié)構(gòu)式為 這種紅外吸收體材料在1064nm處有最大吸收和81300(mol*cm)-1的最大消光。對于約50％激光光線吸收，需要4.8重量％的紅外吸收體材料作為添加劑加入到油墨C、M和Y中，油墨層厚為2μm(根據(jù)Lambert-Beer消定律)。(比較15.9重量％約90％、9.6重量％約75％和2.5重量％約30％)。用于輸入輻射能的裝置包括作為輻射能源的激光，其發(fā)射1075nm的光線，例如可應(yīng)用IPG Photonics的鐿纖維激光YLR-100。所謂的IPG Photonics激光具有100W的最大的光學(xué)起始功率。在焦點處的束幾何條件可為3mm×3mm。所以發(fā)射波長足以與1064±15nm的最大吸收產(chǎn)生共振；紅外吸收體材料顯示出大于50％的吸收。在這個實施例中，在2m/s的印刷速度下(相當(dāng)于在50cm長的紙張上每小時14400個印刷字)已選定射束輪廓和5ms的輻射時間和417mJ/cm2的單位面積能量。空氣中的水蒸汽對輻射的吸收小于0.1％。
根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案的第四個實施例中，使用二(3，4-二甲氧基-2’一氯二硫代偶苯酰)鎳作為紅外吸收體材料，其總化學(xué)式為C32H26Cl2NiO4S4，且分子量為732.4g mol-1。該紅外吸收體材料的結(jié)構(gòu)式為 這種紅外吸收體材料在885nm處有最大吸收和160000(mol*cm)-1的最大消光。對于約75％激光光線吸收，需要3.2重量％的紅外吸收體材料作為添加劑加入到油墨C、M和Y中，油墨層厚為2μm(根據(jù)Lambert-Beer消光光定律)。(比較5.3重量％約90％、1.6重量％約50％和0.8重量％約30％)。用于輸入輻射能的裝置包括作為輻射能源的激光，其發(fā)射870nm的光線，例如可應(yīng)用Laser2000的纖維耦合的激光二極管系統(tǒng)DLDFC-50。所謂的Laser2000激光具有50W的最大的光學(xué)起始功率，并且可用于連續(xù)波操作或脈沖操作。所以發(fā)射波長足以與885±15nm的最大吸收產(chǎn)生共振；該紅外吸收體材料顯示出大于50％的吸收。在這個實施例中，在2m/s的印刷速度下(相當(dāng)于在50cm長的紙張上每小時14400個印刷字)已選定在單位面積的能量為152mJ/cm2的射束輪廓和5ms的輻射時間。空氣中的水蒸汽對輻射的吸收小于0.1％。
圖例說明表10 輻射能源12 光線14 印刷材料16 印刷材料的路徑18 印刷間隔110 印刷圓柱體112 相對的印刷圓柱體114 印刷油墨116 印刷材料上的位置20 輻射能源的場22 傳輸控制信號的連接線24 控制裝置30 印刷裝置32 進(jìn)紙器34 出紙器36 中央輻射能源38 光導(dǎo)元件310 投影元件312 替換的輻射能源314 其他的替換輻射能源
權(quán)利要求
1.一種用于輸入近紅外波長的輻射能到具有至少一個輻射能源(10)的平版印刷機(jī)中的印刷材料(14)上的裝置，所述輻射能源的光線(12)在位置(116)處照射到印刷材料(14)由印刷裝置中通過的路徑(16)上的印刷材料(14)上，所述位置在印刷機(jī)中至少以一個印刷間隔排列，該裝置的特征在于，輻射能源(10)基本上只發(fā)射與水(H2O)的吸收波長不發(fā)生共振的波長的光線(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于輸入輻射能的裝置，其特征在于，輻射能源(10)發(fā)射窄波段的光線(12)，它的波長在700.00nm-2500.00nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于輸入輻射能的裝置，其特征在于，輻射能源(10)是激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的用于輸入輻射能的裝置，其特征在于，激光是半導(dǎo)體激光或固體激光。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于輸入輻射能的裝置，其特征在于，該裝置具有多個輻射能源(10)，這些輻射能源以一維場、二維場(20)或三維場設(shè)置，所發(fā)出的光線照射到印刷材料(14)上一定數(shù)量的位置。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于輸入輻射能的裝置，該裝置附加配置有一個控制裝置(24)，其特征在于，在位置(116)處照射到印刷材料(14)上的光線(12)在其強(qiáng)度和照射時間上每個輻射能源(10)與其他的輻射能源(10)是可互相獨立地控制的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于輸入輻射能的裝置，其特征在于，波長為870.00nm±50.00nm和/或1050.00nm±50.00nm和/或1250.00nm±50.00nm和/或1600.00nm±50.00nm。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于輸入輻射能的裝置，其特征在于，至少二個輻射能源(10)的光線(12)在位置(116)處照射到印刷材料(14)上。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于輸入輻射能的裝置，其中平版印刷機(jī)具有至少二個印刷裝置(30)，其特征在于，在光線照射到由平版印刷機(jī)中通過的路徑(16)中的印刷材料(14)上的位置(116)，以一定數(shù)量的印刷裝置中最后印刷裝置(30)的最后印刷間隔(18)排列。
10.具有至少一個印刷裝置(30)的平版印刷機(jī)，其特征在于具有根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于輸入輻射能的裝置。
11.一種用于輸入近紅外波長的輻射能到平版印刷機(jī)中的印刷材料(14)上的方法，其中通過至少一個輻射能源(10)發(fā)出的光線(12)照射印刷材料(14)，而且該光線(12)在位置(116)處照射到印刷材料(14)由印刷機(jī)中通過的路徑(16)上的印刷材料(14)上，該位置以印刷機(jī)中的至少一個印刷間隔排列，該方法的特征在于在印刷油墨中添加至少一種支持吸收輻射能的紅外吸收體材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的用于輸入輻射能的方法，其特征在于使用根據(jù)權(quán)利要求1-9之一的用于輸入輻射能的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用于輸入輻射能的方法，其特征在于，從輻射源(10)發(fā)射的光線基本上與紅外吸收體材料的最大吸收共振。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13的用于輸入輻射能的方法，其特征在于，紅外吸收體材料是下列材料的一種苯銨-N，N’-2，5-環(huán)己二烯-1，4-二亞基-雙[4-(二丁基氨基)-N-[4-(二丁基氨基)苯基]二高氯酸鹽、3-丁基-2-(2-[2-(3-丁基-1，1-二甲基-1，3-二氫-苯并[e]吲哚-2-亞基)亞乙基]-2-氯-環(huán)己-1-烯基)-乙烯基)-1，1-二甲基-1H-苯并[e]吲哚高氯酸鹽、以及2-[2-[2-氯-3-[2-(3-乙基-1，3-二氫-1，1-二甲基-2H-苯并[e]吲哚-2-亞基)-亞乙基]-1-環(huán)己烯-1-基]-乙烯基]3-乙基-1，1-二甲基-1H-苯并[e]吲哚四氟硼酸鹽。
15.根據(jù)權(quán)利要求11、12、13或14的用于輸入輻射能的方法，其中該方法在具有一定數(shù)量印刷裝置(30)的平版印刷機(jī)中實施，用印刷裝置印刷一定數(shù)量的印刷油墨，其特征在于在印刷油墨的印刷之前準(zhǔn)備一定數(shù)量的具有紅外吸收體材料的印刷油墨的至少一種油墨。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種用于將近紅外波長的輻射能輸入到平版印刷機(jī)中的印刷材料上裝置，其具有至少一個輻射能源，由該輻射能源發(fā)射的光線在位置處照射到印刷材料由印刷機(jī)中通過的路徑上的印刷材料，該位置以印刷機(jī)中至少一個印刷間隔排列，該裝置的特征在于輻射能源只發(fā)射窄波段的光線，其波長是與水的吸收波長不共振的，并且優(yōu)選為700.00nm－2500.00nm。此外本發(fā)明還公開了一種用于輸入輻射能的方法。通過在避免水吸收共振的頻率范圍內(nèi)的能量輸入可以有利的方式減少印刷材料的不期望的干燥或不必要的加熱，能量可在印刷油墨的特殊干燥過程中供給到印刷油墨中。添加有紅外吸收體材料的印刷油墨支持輻射能向印刷油墨中的輸入。
文檔編號F26B3/30GK1411984SQ02144288
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月10日
發(fā)明者海納·皮茨 申請人:海德堡印刷機(jī)械股份公司