EP1217467B1 - Verfahren zum doppelseitigen Bedrucken und/oder Beschichten eines Substrats - Google Patents

Verfahren zum doppelseitigen Bedrucken und/oder Beschichten eines Substrats Download PDF

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EP1217467B1
EP1217467B1 EP01127118A EP01127118A EP1217467B1 EP 1217467 B1 EP1217467 B1 EP 1217467B1 EP 01127118 A EP01127118 A EP 01127118A EP 01127118 A EP01127118 A EP 01127118A EP 1217467 B1 EP1217467 B1 EP 1217467B1
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EP
European Patent Office
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toner
substrate
glass transition
image
transition temperature
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EP01127118A
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EP1217467A3 (de
EP1217467A2 (de
Inventor
Domingo Rohde
Detlef Schulze-Hagenest
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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Publication of EP1217467A3 publication Critical patent/EP1217467A3/de
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    • G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/207—Type of toner image to be fixed 
    • G03G2215/2083—Type of toner image to be fixed  duplex

Definitions

  • the invention relates to a method for double-sided printing and / or coating of a substrate, in particular of paper or cardboard, using at least one toner, according to claim 1.
  • One known method is electrostatic printing, in which a latent electrostatic image is developed by charged toner particles. These are transferred to an image-receiving substrate, hereinafter referred to as substrate. Subsequently, the developed and transferred to the substrate image is fixed by the toner particles are heated and melted. Melting of the toner particles often employs contacting processes in which the toner particles are brought into contact with appropriate equipment, such as hot rollers or rollers.
  • appropriate equipment such as hot rollers or rollers.
  • the disadvantage is that, as a rule, the use of silicone oil as release agent is required, which is intended to prevent adhesion of the melted toner to the heating device.
  • the structure, maintenance and operating costs of these touching working heaters are complex and thus costly. Furthermore, the error rate caused by the contacting heaters is relatively high.
  • non-contact heating devices and methods are also known in which the toner particles are melted, for example by means of heat / microwave radiation or hot air.
  • toners are used whose glass transition temperature (T G ) is in a range of 45 ° C to 75 ° C.
  • T G glass transition temperature
  • the glass transition temperature at which the toner, starting from the solid state, begins to soften is influenced by the choice of raw materials and by the addition of certain additives to the toner.
  • the lower value of the temperature range within which the glass transition point lies is limited downwardly by the storage conditions of the toner and the heat generated in the printer, particularly within the development station, and upwardly by the reflow and fix conditions. In a melter for the toner, both the toner and the substrate itself are heated.
  • the surface temperature of the substrate In order to ensure a good fixation of the toner on the substrate, the surface temperature of the substrate must be in the range of the glass transition temperature of the toner or above. The toner reaches or exceeds the glass transition temperature (T G ) already in the region of the melting device.
  • the US5672452 has a method and apparatus for double-sided printing a substrate using toner containing polymerizable monomers and a wax such that during the first fusing pass, the wax over the image on the first face is smeared, causing fouling, such as through Oil-preventing and fixing the second side easier.
  • the substrate is automatically turned, returned to the beginning of the processing path, and returned to the transfer device and the fuser where the other side of the substrate is printed.
  • the substrate, the image already fixed on the substrate back and the image to be fixed are heated.
  • the second heating undesirably affects the print quality, especially the gloss of the already fixed image on the first page.
  • Repeated heating of the substrate may alter the gloss at individual locations or over the entire substrate side.
  • the gloss value of the second substrate side is greater than on the first substrate side.
  • the toner already fixed on the first substrate side tends to smear upon heating the second substrate side to a temperature higher than the glass transition point of the toner. Reflowing of the already fixed toner on the first substrate side leads to errors in the printed image and fouling of a transport device guiding the substrate along the processing path through the smeared toner.
  • the substrate may stick to the transport device.
  • the same problems also occur in a device in which two complete printing units, each having a toner transfer device and a melting device.
  • a first image is transferred from a first printing unit to a first side of the substrate and fixed, while subsequently a second image is transferred and fixed on the back of the substrate by means of the second printing unit.
  • Substrate such as a paper sheet or a paper web, using at least one liquid or dry, at least one polymer having toner initially at least one toner layer or a first, at least one toner layer having image is transferred to a first side of the substrate. Then, this toner is heated to its glass transition temperature (T G ) or an overlying temperature. In this case, the toner or the toner layers is preferably melted so far that sets a certain gloss. This condition of the toner is then frozen by fixing the toner on the substrate, for example by means of ultraviolet rays.
  • the toner in the form of single molecules has the property that its original glass transition temperature shifts to a higher temperature level due to crosslinking of its polymer chains and the viscosity of the toner increases.
  • the toner after the toner has first been heated and crosslinked and cooled down to its glass transition point or beyond, its glass transition temperature increases, so that upon reheating, this toner softens only at a higher temperature-starting from the solid state.
  • the crosslinking process raises the glass transition temperature and the viscosity of the toner, and upon reheating above its new glass transition point, the toner no longer becomes liquid, but acquires a thermoplastic, rubbery structure.
  • at least one toner layer or a second image having at least one toner layer is transferred to the other, second substrate side.
  • the toner on the second substrate side is then heated to a temperature equal to or greater than its own glass transition temperature.
  • the toner already fixed on the first substrate side can no longer become liquid, but remains highly viscous when heated above its new glass transition point, it can be ensured that the toner applied and fixed on the first substrate side is fixed by fixing the toner the other, second substrate side is not smeared on its base, for example a conveyor belt or a roll, and / or experiences a gloss change.
  • the temperature of the first substrate side and the toner fixed thereon, which sets when heating the second substrate side for fixing the second toner image may also be above the new glass transition point of the first toner image, as long as the first toner image thereby is not affected. Due to the fact that the toner located on the first substrate side no longer becomes liquid upon renewed heating, smearing and thus contamination of the printing and / or coating machine and / or the copier, in which the method according to the invention finds application, can be achieved by the on the first substrate side applied and fixed toner can be avoided.
  • a further advantage is that the quality, in particular the gloss of the image applied to the first substrate side or the coating remains the same and does not change during printing or coating of the second substrate side.
  • the glass transition temperature of the toner increases due to the crosslinking of the polymer chains by 10 ° C to 20 ° C and at the same time increases the viscosity of the toner. Above the glass transition point, the toner no longer becomes liquid on renewed heating, but - as said - gets a thermoplastic, rubber-like structure.
  • additives for controlling the melt flow, the surface quality, the toner charge, the powder flow and optionally further additives are mixed into the toner.
  • the raw material of this toner is mixed together and, for example, melt-kneaded in a heated two-roll mill.
  • the cooled extrudate is ground to a particle size ⁇ 3 mm and then introduced into a jet mill which further comminutes it.
  • the fine toner particles are sorted, wherein for the toner used in the process according to the invention preferably particles having an average particle size of about 8 microns are used.
  • the melting of the toner for the purpose of fixing it on its substrate is carried out at a surface temperature of about 70 ° C to 120 ° C, in which the curing of the toner as a result of crosslinking of the polymer chains is carried out under irradiation of the molten toner with ultraviolet light.
  • the glass transition temperature of the toner rises by more than 10 ° C. and also its viscosity.
  • the realizable melting and fixing process reference is made to the publication " UV-cured toners for printing and coating on paper-like substrates "by Detlef Schulze-Hagenest and Paul HG Binda, IS & T 13th International Congr. Adv. I Non-Impact Printing Technologies, 1997 , the contents of which are the subject of this application.
  • the substrate is paper, cardboard or the like
  • its first side may be the front side and its second side may be the back side.
  • the first substrate side is the back side and the second substrate side is the front side of the paper.
  • whether the front or the back of the paper is printed first is arbitrary.
  • the fixing of the toner takes place without contact.
  • a known dry oven, heat and / or microwave jets and / or hot air or the like can be used.
  • the toner is fixed exclusively with the aid of ultraviolet rays, that is to say crosslinked in the molten state.
  • the melting of the toner can be done here, for example, with the help or only by infrared rays, hot air, microwaves and / or the like.
  • an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that a plurality of toners with different colors on at least one of Substrate sides are applied.
  • the image applied to a substrate side thus has several colors, for example black, cyan, magenta, yellow and / or a mixed color.
  • the glass transition point of each of the toners after initial heating and fixing of the toner increases, for example by up to 10 ° C. or above.
  • the properties of the toner change, which, when reheated to its now new glass transition temperature or above, no longer becomes liquid, but gets a thermoplastic, rubber-like structure. This can ensure that when printing or coating the second substrate side of the already fixed on the first substrate side toner is not liquid again.
  • toners of different colors can be transferred and fixed onto the substrate to form the image or coating.
  • coating is understood to mean a thin layer formed by at least one toner. A “coating” can therefore also have a plurality of differently colored toners, so that the coating can also be multicolored.
  • an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the toners are first all transferred to the respective substrate side to produce a coating or image and then heated and fixed together. On each of the two sides of the substrate so only one fixing is carried out in each case.
  • a plurality of fixing operations for producing the image or coating are performed on at least one of the substrate sides. For example, after each transfer of a toner layer to a substrate side, it can be fixed directly thereafter on the substrate, in which case the next toner layer is then applied to the substrate in a subsequent step, which in turn is fixed immediately thereafter.
  • first two toner layers are applied to a substrate side, which are then melted and fixed together, wherein in a subsequent process step on the same substrate side another toner layer is transferred to the already fixed toner layers, which then in a subsequent separate fixing with the Substrate is connected.
  • the method according to the invention can be used in conjunction with a digital printing machine, that is to say a machine which operates, for example, according to the electrographic or electrophotographic process.
  • the method can basically be used wherever a substrate is coated with the aid of at least one toner or an image is transferred to a substrate and fixed there. So the press can also be a copier.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a section of a first embodiment of a machine 1 for double-sided printing and / or coating of substrates.
  • the substrates are paper sheets which are imaged and / or coated on their front and back sides.
  • at least one curable toner is transferred to the substrate, heated above its glass transition temperature and then fixed on the substrate by exposure to UV rays.
  • a first image is applied to a first side of the paper sheet by means of the machine 1 and a second image to the second side of the paper sheet.
  • the machine 1 comprises a first printing unit 3 for producing a first image on the first side of the paper sheet, for example the front side, and a second printing unit 5 for printing on the second side of the paper sheet. Between the printing units 3, 5, a turning device 7 is provided for the successive in the transport direction and optionally spaced apart paper sheets, whose function will be discussed in more detail.
  • the structure and the function of the first and second printing units 3, 5 is identical in this embodiment, so that in the following only the first printing unit 3 will be described in more detail.
  • the first printing unit 3 comprises a first transport device 9 for the paper sheets, which is arranged downstream of a second transport device 11 in the sheet transport direction.
  • the Transport devices 9, 11 each have at least two deflection rollers, over which at least one endless conveyor belt 13 or 15 is guided.
  • a guide element 17 is arranged in the transfer area between the transport devices.
  • a plurality of image forming and transfer devices 19A, 19B, 19C and 19D are arranged in this embodiment, each for transferring a toner or a toner layer of different color on one on the conveyor belt 13 and past the image forming and transfer devices 19 Paper sheet is used. After all the toner layers have been transferred to the first side of the paper sheet, the first image is completely developed on the paper sheet by means of the toner and can now be fixed on the paper sheet in a subsequent processing step.
  • a heating device 21 is provided above the second transport device 11, which acts on the paper sheet with the toner particles thereon with infrared rays, hot air and / or microwaves or the like and this heated above its glass transition temperature T G.
  • the heating device 21 is followed by a curing device 23, which in this embodiment has a lamp 25 which is surrounded by a reflector 27.
  • the lamp 25 acts on the image to be fixed with ultraviolet rays, due to which the polymer chains of the molten toner crosslink. Crosslinking increases the glass transition temperature and the viscosity of the toner.
  • the curing device 23 is followed by a cooling unit 29 which cools the paper sheet and the image fixed thereon. Subsequently, the paper sheet is transferred to the turning device 7, which turns the paper sheet and transferred to the subsequent second printing unit 5.
  • turning the paper sheet is meant that the position of the top and bottom of the paper sheet is exchanged, so that now in the subsequent second printing unit 5, the second side of the paper sheet, during the passage through the first printing unit 3 on the conveyor belts 13, 15 of the transport devices 9, 11 applied, now rests on top and can be printed.
  • the printing process taking place in the second printing unit 5 is identical to the printing process described with reference to the preceding first printing unit 3, so that reference is made to the preceding explanations.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the machine 1. Identical parts are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the description relating to FIG. The following section deals only with the differences.
  • the machine 1 has only a single printing unit 3, with which both the front side and the back side of the paper sheets are printed. As indicated by an arrow 31, an unillustrated paper sheet is transferred to the printing unit 3, in which first on the conveyor belts 13, 15 uppermost resting, first side of the paper sheet is printed with a first image. At the end of the printing unit 3, the paper sheet printed on one side-as indicated by an arrow 33-is directed to a return region 35, which here is located below the first and second transport devices 9, 11 purely by way of example.
  • a third transport device 37, the turning device 7 and a fourth transport device 39 are arranged.
  • the one-sided printed paper sheet is transferred from the third transport means 37 to the turning device 7, with the aid of which the position of the top and bottom of the sheet is exchanged.
  • the paper sheet is then continued to the fourth transport device 39.
  • the first page of the paper sheet is thus on top of the conveyor belt of the transport device 11, on the conveyor belt of the transport device 37 below and on the conveyor belt of the third transport device 39.
  • the paper sheet arrives at the beginning of the printing unit 3 and is transferred to the first transport device 9.
  • the paper sheet now passes through the printing unit 3 a second time, the second side of the paper sheet now lying on top of the conveyor belt 13 and being printed with an image. After the paper sheet has left the printing unit 3 for the second time, it is led out of the "transport and treatment loop" of the printing unit 3, as indicated by an arrow 43.
  • the exemplary embodiments of the machine 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 have in common that either the front side of the paper sheet and then the rear side of it, or the first in a first processing step, the back of the paper sheet and only then the front side is printed. Furthermore, it is provided in an advantageous embodiment, not shown, that the paper sheets, after the first page has been printed, a certain period of time are cached in a memory unit. That is, the printing of the second sheet of paper page is not done here immediately after printing the first sheet of paper page, as in the embodiments of Figures 1 and 2.
  • the turning device 7 may upstream of the memory unit - or be zusehnachach in paper transport direction.
  • the image forming and transferring devices 19A to 19D may each be formed so that the toner is transferred directly from a photoconductor, not shown, for example, from an electrographic or electrophotographic image cylinder to the paper. Alternatively, it is possible that the toner is first transferred to an intermediate transfer device and only then from this to the paper.
  • the intermediate transfer device can be used as a transfer device for only one color or for all colors. Thus, it is possible that an intermediate transfer device is provided for each color or for each toner.
  • the toner used in the machine 1 may be dry or liquid. If liquid toner is used, the carrier liquid for the toner may be organic or inorganic liquid.
  • the curing device 23 does not continuously apply ultraviolet light to the molten toner, but that it emits flashes of light whose UV radiation emission is sufficiently high to ensure a desired crosslinking of the polymer chains of the toner or the toners.
  • heat radiation or a combination of melting and curing of the toner with the aid of heat can also be used to cure the toner.
  • the inventive method is evident from the description of Figures 1 and 2 readily. It is that the printing or coating of the front and back of the substrate takes place in two independent processing steps.
  • the first processing step the at least one toner layer or the first image is transferred to a first side of the substrate. Thereafter, the toner is heated to its glass transition temperature or an overlying temperature and starts to melt.
  • the toner is heated to its glass transition temperature or an overlying temperature and starts to melt.
  • the polymer chains of the toner begin to crosslink and become longer.
  • the initial glass transition point of the toner changes due to the crosslinking of its polymer chains to increase, that is, larger than before the first-time fusing and curing.
  • At least one toner layer or a second image is transferred to the second side of the substrate, then heated to a temperature equal to or greater than the glass transition temperature of the toner.
  • the second toner image By heating the second toner image to its glass transition temperature located on the first substrate side, already fixed toner image are heated to a temperature which is readily above the new glass transition temperature of the toner located on the first substrate side. Smearing of the fixed on the first substrate side toner on a substrate, such as a conveyor belt or roll, due to relative movement between the substrate and the substrate can still be excluded because the first toner image due to the crosslinking of its toner material even when heated above its glass transition temperature not gets more fluid, but gets a rubbery structure.
  • the first image on the first substrate side is not influenced by the second printing process, so that the image quality, in particular the gloss of the first image is preferably not influenced by the printing of the second substrate side, or at least to a very limited extent.
  • liquid toner which is in or dissolved in an organic or inorganic liquid can also be used for the process according to the invention.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum doppelseitigen Bedrucken und/oder Beschichten eines Substrats, insbesondere von Papier oder Karton, unter Verwendung mindestens eines Toners, gemäß Anspruch 1.
  • Ein bekanntes Verfahren ist das elektrostatische Drucken, bei dem ein latentes elektrostatisches Bild durch aufgeladene Tonerpartikel entwickelt wird. Diese werden auf ein Bildempfängersubstrat, im Folgenden kurz Substrat, übertragen. Nachfolgend wird das entwickelte und auf das Substrat übertragene Bild fixiert, indem die Tonerpartikel erhitzt und aufgeschmolzen werden. Zum Aufschmelzen der Tonerpartikel werden häufig berührende Verfahren eingesetzt, bei denen die Tonerpartikel in Berührungskontakt mit entsprechenden Einrichtungen, beispielsweise heißen Rollen oder Walzen, gebracht werden. Nachteilig ist, dass in der Regel die Verwendung von Silikonöl als Trennmittel erforderlich ist, das ein Anhaften des angeschmolzenen Toners an der Heizeinrichtung verhindern soll. Weiterhin sind der Aufbau, die Wartung und die Betriebskosten dieser berührend arbeitenden Heizeinrichtungen aufwendig und somit kostenintensiv. Ferner ist die durch die berührenden Heizeinrichtungen verursachte Fehlerrate relativ hoch. Zum Fixieren des beispielsweise auf Papier übertragenen Toners, sind ferner berührungslos arbeitende Heizeinrichtungen und Verfahren bekannt, bei denen beispielsweise mit Hilfe von Wärme/Mikrowellenstrahlung oder mit Heißluft die Tonerpartikel aufgeschmolzen werden.
  • Bei den berührenden und den nicht berührenden Aufschmelzverfahren werden beispielsweise Toner verwendet, deren Glasübergangstemperatur (TG) in einem Bereich von 45°C bis 75°C liegt. Die Glasübergangstemperatur, in der der Toner -ausgehend vom festen Zustand- beginnt weich zu werden, ist durch die Wahl der Rohstoffe und durch Zugabe von bestimmten Zusätzen zu dem Toner beeinflussbar. Der untere Wert des Temperaturbereichs, innerhalb dessen der Glasumwandlungspunkt liegt, ist nach unten hin durch die Speicherbedingungen des Toners und der im Drucker erzeugten Wärme, insbesondere innerhalb der Entwicklungsstation, und nach oben hin durch die Aufschmelz- und Fixierungsbedingungen eingeschränkt. In einer Aufschmelzeinrichtung für den Toner wird sowohl der Toner als auch das Substrat selbst aufgeheizt. Um eine gute Fixierung des Toners auf dem Substrat gewährleisten zu können, muss die Oberflächentemperatur des Substrats im Bereich der Glasübergangstemperatur des Toners oder darüber liegen. Der Toner erreicht beziehungsweise überschreitet die Glasübergangstemperatur (TG) bereits im Bereich der Aufschmelzeinrichtung.
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen das Substrat doppelseitig bedruckt oder beschichtet wird, wobei für das Bedrucken der Ober- und Unterseite häufig ein und dieselbe Tonerübertragungsvorrichtung und Aufschmelzeinrichtung verwendet werden. Die US5672452 weist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum doppelseitigen Bedrucken eines Substrats auf, wobei Toner verwendet wird der polymerisierbare Monomere und einen Wachs enthält, so dass während des ersten Fixierdurchgangs, der Wachs über dem Bild auf der ersten Seite verschmiert wird, was eine Verschmutzung -wie durch Öl- verhindert und das Fixieren der zweiten Seite vereinfacht. Nachdem eine erste Seite des Substrats bedruckt ist, wird das Substrat automatisch gewendet, an den Anfang der Bearbeitungsstrecke zurückgeführt und erneut der Übertragungsvorrichtung und der Aufschmelzeinrichtung zugeführt, wo die andere Seite des Substrats bedruckt wird. Beim Aufschmelzen des auf der zweiten Seite des Substrats befindlichen Toners werden das Substrat, das bereits auf der Substratrückseite fixierte Bild sowie das zu fixierende Bild erhitzt. Das zweite Aufheizen beeinflusst in nicht erwünschter Weise die Druckqualität, insbesondere den Glanz des sich auf der ersten Seite befindlichen, bereits fixierten Bildes. Durch das wiederholte Aufheizen des Substrats kann sich der Glanz an einzelnen Stellen oder über der gesamten Substratseite verändern. Der Glanzwert der zweiten Substratseite ist größer als auf der ersten Substratseite. Darüber hinaus neigt der auf der ersten Substratseite bereits fixierte Toner beim Aufheizen der zweiten Substratseite auf eine Temperatur, die oberhalb des Glasumwandlungspunkts des Toners liegt, zum Verschmieren. Das erneute Aufschmelzen des auf der ersten Substratseite befindlichen, bereits fixierten Toners führt zu Fehlern im gedruckten Bild und zu einer Verschmutzung einer das Substrat entlang der Bearbeitungsstrecke führenden Transporteinrichtung durch den verschmierten Toner. Im schlechtesten Fall kann das Substrat an der Transporteinrichtung festkleben. Die selben Probleme treten auch bei einer Vorrichtung auf, bei der zwei komplette Druckeinheiten, die jeweils eine Tonerübertragungsvorrichtung und eine Aufschmelzeinrichtung aufweisen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird ein erstes Bild von einer ersten Druckeinheit auf eine erste Seite des Substrats übertragen und fixiert, während nachfolgend ein zweites Bild auf der Rückseite des Substrats mittels der zweiten Druckeinheit übertragen und fixiert wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art einzugeben, bei dem ein doppelseitiges Bedrucken und/oder Beschichten eines Substrats bei gleichzeitig hoher Qualität der auf der Vorder- und Rückseite des Substrats aufgebrachten Bilder beziehungsweise Beschichtungen möglich ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dieses sieht vor, dass zum doppelseitigen Bedrucken und/oder Beschichten eines
  • Substrats, beispielsweise eines Papierbogens oder einer Papierbahn, unter Verwendung mindestens eines flüssigen oder trockenen, mindestens ein Polymer aufweisenden Toners zunächst mindestens eine Tonerschicht oder ein erstes, mindestens eine Tonerschicht aufweisendes Bild auf eine erste Seite des Substrats übertragen wird. Dann wird dieser Toner auf seine Glasübergangstemperatur (TG) oder eine darüberliegende Temperatur erhitzt. Dabei wird der Toner beziehungsweise die Tonerschichten vorzugsweise soweit aufgeschmolzen, dass sich ein bestimmter Glanz einstellt. Dieser Zustand des Toners wird dann durch das Fixieren des Toners auf dem Substrat, beispielsweise mit Hilfe von ultravioletten Strahlen, eingefroren. Der in Form von einzelnen Molekülen vorliegende Toner weist die Eigenschaft auf, dass sich dessen ursprüngliche Glasübergangstemperatur in Folge der Vernetzung seiner Polymerketten auf ein höheres Temperaturniveau verschiebt und sich die Viskosität des Toners erhöht. Mit anderen Worten, nachdem der Toner erstmalig bis zu seinem Glasumwandlungspunkt oder darüber hinaus erhitzt und vernetzt und wieder abgekühlt worden ist, erhöht sich dessen Glasübergangstemperatur, so dass dieser Toner bei erneutem Erhitzen erst bei einer höheren Temperatur -ausgehend vom festen Zustand- weich wird. Der Vernetzungsprozess erhöht die Glasübergangstemperatur und die Viskosität des Toners, wobei der Toner bei erneutem Erhitzen oberhalb seines neuen Glasumwandlungspunktes nicht mehr flüssig wird, sondern eine thermoplastische, gummiartige Struktur bekommt. Nachdem nun der Toner auf der ersten Substratseite fixiert wurde, wird in einem nächsten Schritt auf die andere, zweite Substratseite mindestens eine Tonerschicht oder ein zweites, mindestens eine Tonerschicht aufweisendes Bild übertragen. Der auf der zweiten Substratseite befindliche Toner wird dann auf eine Temperatur erwärmt beziehungsweise erhitzt, die gleich groß wie oder größer als seine eigene Glasübergangstemperatur ist. Anschließend findet auch hier eine Vernetzung der Moleküle des zweiten Toners statt, die zu den oben beschriebenen Eigenschaftsänderungen des Toners führen. Da der auf der ersten Substratseite bereits fixierte Toner -wie gesagt- nicht mehr flüssig werden kann, sondern bei einer Erwärmung über seinen neuen Glaspunkt hochviskos bleibt, kann sichergestellt werden, dass der auf der ersten Substratseite aufgebrachte und fixierte Toner durch die Fixierung des Toners auf der anderen, zweiten Substratseite nicht auf seiner Unterlage, beispielsweise ein Transportband oder eine Rolle, verschmiert und/oder eine Glanzänderung erfährt.
  • Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Temperatur der ersten Substratseite und des darauf fixierten Toners, die sich bei der Erwärmung der zweiten Substratseite zur Fixierung des zweiten Tonerbilds einstellt, auch über dem neuen Glasumwandlungspunkt des ersten Tonerbilds liegen kann, solange das erste Tonerbild dadurch nicht beeinträchtigt wird. Dadurch, dass der auf der ersten Substratseite befindliche Toner bei einem erneuten Aufheizen nicht mehr flüssig wird, kann also ein Verschmieren und somit eine Verschmutzung der Druck- und/oder Beschichtungsmaschine und/oder des Kopierers, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung findet, durch den auf der ersten Substratseite aufgebrachten und fixierten Toners vermieden werden. Vorteilhaft ist ferner, dass die Qualität, insbesondere der Glanz des auf die erste Substratseite aufgebrachten Bildes beziehungsweise der Beschichtung gleich bleibt und sich beim Bedrucken oder Beschichten der zweiten Substratseite nicht verändert.
  • Erfindungsgemäß steigt die Glasübergangstemperatur des Toners aufgrund der Vernetzung der Polymerketten um 10°C bis 20°C an und gleichzeitig erhöht sich die Viskosität des Toners. Oberhalb des Glasumwandlungspunkts wird der Toner bei erneutem Erhitzen nicht mehr flüssig, sondern -wie gesagt- bekommt eine thermoplastische, gummiartige Struktur. Diese und weitere Effekte bewirken, dass der Glanz des ersten Bildes beziehungsweise der Beschichtung auf der ersten Substratseite sich beim Bedrucken beziehungsweise Beschichten der zweiten Substratseite nicht mehr ändert.
  • Erfindungsgemäß wird ein pulverförmiger Trockentoner verwendet, dessen Glasübergangstemperatur in einem Bereich von 45°C bis 75°C liegt und dessen Glasumwandlungspunkt sich nach erstmaligen Erhitzen des Toners über seine ursprüngliche Glasübergangstemperatur hinaus mit anschließender Vernetzung des Toners um circa 10°C bis 20°C verschiebt, so dass der untere Wert seiner neuen Glasübergangstemperatur im Bereich von 55°C bis 65°C oder höher liegt. Erfindungsgemäß wird ein durch, ausschließlich durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht vernetzender Trockentoner verwendet, dessen Glasumwandlungspunkt vor erstmaligem Aufschmelzen über 45°C liegt und sich aus folgenden Komponenten zusammensetzt:
    1. 1. Uralac XP 3125 (Polyesterharz) mit in etwa 83 Gewichtsanteilen (
      Figure imgb0001
      79,05 % Anteil am Tonergesamtgewicht)
    2. 2. Uralac ZW 3307 (Vemetzungsmittel) mit in etwa 17 Gewichtsanteilen (
      Figure imgb0001
      16,19 % Anteil am Tonergesamtgewicht)
    3. 3. Irgacure 184 (Photoinitiator) mit in etwa 1 Gewichtsanteil (
      Figure imgb0001
      0,95 % Anteil am Tonergesamtgewicht) und
    4. 4. BASF Heliogon Blue 7090 (Farbpigment) mit in etwa 4 Gewichtsanteilen (
      Figure imgb0001
      3,81 % Anteil am Tonergesamtgewicht).
  • Optional werden auch Additive zur Steuerung des Schmelzflusses, der Oberflächenqualität, der Tonerladung, des Pulverfließens und gegebenenfalls weitere Zusätze dem Toner beigemischt.
  • Das Rohmaterial dieses Toners wird miteinander vermischt und beispielsweise in einer beheizten Zweirollenmühle schmelzgeknetet. Das abgekühlte Extrudat wird auf eine Partikelgröße ≥ 3 mm gemahlen und dann in eine Strahlmühle eingebracht, die sie weiter zerkleinert. Schließlich werden die feinen Tonerpartikel sortiert, wobei für den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Toner vorzugsweise Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von circa 8 µm eingesetzt werden. Das Aufschmelzen des Toners zum Zwecke seiner Fixierung auf seinem Substrat erfolgt bei einer Oberflächentemperatur von circa 70°C bis 120°C, bei der auch die Aushärtung des Toners in Folge der Vernetzung der Polymerketten unter Bestrahlung des aufgeschmolzenen Toners mit ultraviolettem Licht durchgeführt wird. Durch die Vernetzung der Polymerketten steigt die Glasübergangstemperatur des Toners um über 10°C und auch seine Viskosität an. Bezüglich der Zusammensetzung des Toners, der realisierbaren Aufschmelz- und Fixierverfahren wird auf die Veröffentlichung "UV-cured Toners for Printing and Coating on Paper-like Substrates" von Detlef Schulze-Hagenest und Paul H.G. Binda, IS&T 13th Int. Congr. Adv. i. Non-Impact-Printing Technologies, 1997, verwiesen, deren Inhalt zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird.
  • Sofern das Substrat Papier, Karton oder dergleichen ist, kann dessen erste Seite die Vorderseite und dessen zweite Seite die Rückseite sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die erste Substratseite die Rückseite und die zweite Substratseite die Vorderseite des Papiers ist. Mit anderen Worten, ob die Vorder- oder die Rückseite des Papiers als erstes bedruckt wird, ist frei wählbar.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Fixierung des Toners berührungslos erfolgt. Hierzu kann beispielsweise ein an sich bekannter Trokkenofen, Wärme- und/oder Mikrowellenstrahlen und/oder Heißluft oder dergleichen verwendet werden. Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsvariante, bei der der Toner ausschließlich mit Hilfe von ultravioletten Strahlen fixiert, das heißt im aufgeschmolzenen Zustand vernetzt wird. Das Aufschmelzen des Toners kann hier beispielsweise mit Hilfe oder ausschließlich durch Infrarot-Strahlen, Heißluft, Mikrowellen und/oder dergleichen erfolgen.
  • Bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform des Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass mehrere Toner mit verschiedenen Farben auf mindestens eine der Substratseiten aufgebracht werden. Das auf eine Substratseite aufgebrachte Bild weist also mehrere Farben auf, beispielsweise Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb und/oder eine Mischfarbe. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also nicht nur ein Einfarbendruck, sondern auch ein Mehrfarbendruck ohne weiteres realisierbar, wobei auch hier gilt, dass der Glasumwandlungspunkt von jedem der Toner nach erstmaligem Erhitzen und Fixieren des Toners ansteigt, beispielsweise um bis zu 10°C oder darüber. Des weiteren ändern sich die Eigenschaften des Toners, der bei erneutem Erwärmen auf seine nun neue Glasübergangstemperatur oder darüber nicht mehr flüssig wird, sondern eine thermoplastische, gummiartige Struktur bekommt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass beim Bedrucken oder Beschichten der zweiten Substratseite der bereits auf der ersten Substratseite fixierte Toner nicht erneut flüssig wird.
  • In bevorzugter Ausführungsform können bis zu sieben Toner mit verschiedenen Farben zur Erzeugung des Bildes oder einer Beschichtung auf das Substrat übertragen und fixiert werden. Vorzugsweise werden jedoch nur vier verschiedene Toner mit verschiedenen Farben, beispielsweise den Grundfarben, aufgetragen. Hervorzuheben ist, dass im Zusammenhang mit der hier vorliegenden Erfindung unter dem Begriff "Beschichtung" eine dünne, von mindestens einem Toner gebildete Lage verstanden wird. Eine "Beschichtung" kann also ohne weiteres auch mehrere verschiedenfarbige Toner aufweisen, so dass die Beschichtung auch mehrfarbig sein kann.
  • Weiterhin wird eine Ausführungsformen des Verfahrens bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Toner zunächst alle auf die jeweilige Substratseite zur Erzeugung einer Beschichtung oder eines Bildes übertragen und dann gemeinsam erwärmt und fixiert werden. An jeder der beiden Substratseiten wird also jeweils nur ein Fixiervorgang durchgeführt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass auf mindestens einer der Substratseiten mehrere Fixiervorgänge zur Erzeugung des Bildes oder Beschichtung durchgeführt werden. Beispielsweise kann nach jedem Übertragen einer Tonerschicht auf eine Substratseite diese unmittelbar daran anschließend auf dem Substrat fixiert werden, wobei dann in einem nachfolgenden Schritt die nächste Tonerschicht auf das Substrat aufgebracht wird, die wiederum unmittelbar danach fixiert wird. Selbstverständlich können auch beispielsweise zunächst zwei Tonerschichten auf eine Substratseite aufgebracht werden, die anschließend gemeinsam aufgeschmolzen und fixiert werden, wobei in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf die gleiche Substratseite eine weitere Tonerschicht auf die bereits fixierten Tonerschichten übertragen wird, die dann in einem nachfolgenden separaten Fixiervorgang mit dem Substrat verbunden wird.
  • In bevorzugter Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einer digitalen Druckmaschine einsetzbar, also einer Maschine, die beispielsweise nach dem elektrographischen oder elektrophotographischen Prozess arbeitet. Das Verfahren ist grundsätzlich überall dort einsetzbar, wo mit Hilfe mindestens eines Toners ein Substrat beschichtet oder ein Bild auf ein Substrat übertragen und dort fixiert wird. Die Druckmaschine kann also auch ein Kopierer sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Druckmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    Figur 2
    ein weiteres Ausführungsbeispiel der Druckmaschine.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles einer Maschine 1 zum beidseitigen Bedrucken und/oder Beschichten von Substraten. Im Folgenden wird rein beispielhaft davon ausgegangen, dass es sich bei den Substraten um Papierbogen handelt, die auf ihrer Vorder- und Rückseite bebildert und/oder beschichtet werden. Dabei wird mindestens ein aushärtbarer Toner auf das Substrat übertragen, über seine Glasübergangstemperatur hinaus erwärmt und anschließend auf dem Substrat durch Beaufschlagung mit UV-Strahlen fixiert. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass mittels der Maschine 1 auf eine erste Seite des Papierbogens ein erstes Bild und auf die zweite Seite des Papierbogens ein zweites Bild aufgebracht wird.
  • Die Maschine 1 umfasst eine erste Druckeinheit 3 zum Erzeugen eines ersten Bildes auf der ersten Seite des Papierbogens, beispielsweise der Vorderseite, und eine zweite Druckeinheit 5 zum Bedrucken der zweiten Seite des Papierbogens. Zwischen den Druckeinheiten 3, 5 ist eine Wendeeinrichtung 7 für die in Transportrichtung hintereinander und gegebenenfalls mit Abstand voneinander angeordneten Papierbogen vorgesehen, auf deren Funktion noch näher eingegangen wird. Der Aufbau und die Funktion der ersten und zweiten Druckeinheiten 3, 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel identisch, so dass im Folgenden lediglich die erste Druckeinheit 3 näher beschrieben wird.
  • Die erste Druckeinheit 3 umfasst eine erste Transporteinrichtung 9 für die Papierbogen, der in Bogentransportrichtung eine zweite Transporteinrichtung 11 nachgeordnet ist. Die Transporteinrichtungen 9, 11 weisen jeweils zumindest zwei Umlenkwalzen auf, über die mindestens ein endloses Transportband 13 beziehungsweise 15 geführt ist. In dem Transferbereich zwischen den Transporteinrichtungen ist ein Führungselement 17 angeordnet. Wie anhand der in Figur 1 mit Pfeilen gekennzeichneten Laufrichtung der Transportbänder 13, 15 ersichtlich, werden die Papierbogen in der Darstellung gemäß Figur 1 von rechts nach links transportiert. Die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Transporteinrichtungen können unterschiedlich hoch sein.
  • Oberhalb der ersten Transporteinrichtung 9 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Bilderzeugungs- und Übertragungseinrichtungen 19A, 19B, 19C und 19D angeordnet, die zum Übertragen jeweils eines Toners beziehungsweise einer Tonerschicht unterschiedlicher Farbe auf einen auf dem Transportband 13 liegenden und an den Bilderzeugungs- und Übertragungseinrichtungen 19 vorbeigeführten Papierbogen dient. Nachdem alle Tonerschichten auf die erste Seite des Papierbogens übertragen worden sind, ist das erste Bild vollständig auf dem Papierbogen mittels der Toner entwickelt und kann nun in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt auf dem Papierbogen fixiert werden. Hierzu ist oberhalb der zweiten Transporteinrichtung 11 eine Heizeinrichtung 21 vorgesehen, die den Papierbogen mit den darauf befindlichen Tonerpartikeln mit Infrarot-Strahlen, Heißluft und/oder Mikrowellen oder dergleichen beaufschlagt und diese über ihre Glasübergangstemperatur TG erhitzt. Der Heizeinrichtung 21 ist eine Aushärteinrichtung 23 nachgeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine Lampe 25 aufweist, die von einem Reflektor 27 umgeben ist. Die Lampe 25 beaufschlagt das zu fixierende Bild mit ultravioletten Strahlen, aufgrund dessen die Polymerketten des aufgeschmolzenen Toners sich vernetzen. Durch die Vernetzung erhöht sich die Glasübergangstemperatur und die Viskosität des Toners.
  • Der Aushärteinrichtung 23 ist eine Kühleinheit 29 nachgeordnet, die den Papierbogen und das darauf fixierte Bild abkühlt. Anschließend wird der Papierbogen an die Wendeeinrichtung 7 überführt, die den Papierbogen wendet und an die nachfolgende zweite Druckeinheit 5 überführt. Unter "Wenden des Papierbogens" wird verstanden, dass die Position von Oberseite und Unterseite des Papierbogens getauscht wird, so dass nun in der nachfolgenden zweiten Druckeinheit 5 die zweite Seite des Papierbogens, die während des Durchlaufs durch die erste Druckeinheit 3 auf den Transportbändern 13, 15 der Transporteinrichtungen 9, 11 auflag, nun zuoberst aufliegt und bedruckt werden kann. Der in der zweiten Druckeinheit 5 stattfindende Druckvorgang ist identisch mit dem anhand der vorangegangenen ersten Druckeinheit 3 beschriebenen Druckvorgang, so dass insofern auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen wird.
  • Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Maschine 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zur Figur 1 verwiesen wird. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede näher eingegangen. Die Maschine 1 weist lediglich eine einzelne Druckeinheit 3 auf, mit der sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite der Papierbogen bedruckt werden. Wie mit einem Pfeil 31 angedeutet, wird ein nicht dargestellter Papierbogen an die Druckeinheit 3 überführt, in der zunächst die auf den Transportbändern 13, 15 zuoberst aufliegende, erste Seite des Papierbogens mit einem ersten Bild bedruckt wird. Am Ende der Druckeinheit 3 wird der einseitig bedruckte Papierbogen -wie mit einem Pfeil 33 angedeutet- an einen Rückführungsbereich 35 geleitet, der sich hier rein beispielhaft unterhalb der ersten und zweiten Transporteinrichtungen 9, 11 befindet. Im Rückführungsbereich 35 ist eine dritte Transporteinrichtung 37, die Wendeeinrichtung 7 und eine vierte Transporteinrichtung 39 angeordnet. Der einseitig bedruckte Papierbogen wird von der dritten Transporteinrichtung 37 an die Wendeeinrichtung 7 überführt, mit deren Hilfe die Position von Oberseite und Unterseite des Bogens getauscht wird. Von der Wendeeinrichtung 7 wird der Papierbogen dann an die vierte Transporteinrichtung 39 weitergeführt. Die erste Seite des Papierbogens liegt also auf dem Transportband der Transporteinrichtung 11 oben, auf dem Transportband der Transporteinrichtung 37 unten und auf dem Transportband der dritten Transporteinrichtung 39 wieder oben auf. Von der vierten Transporteinrichtung 39 gelangt der Papierbogen -wie mit einem Pfeil 41 angedeutet- an den Anfang der Druckeinheit 3 und wird an die erste Transporteinrichtung 9 übergeben. Der Papierbogen durchläuft nun ein zweites Mal die Druckeinheit 3, wobei nun die zweite Seite des Papierbogens oben auf dem Transportband 13 liegt und mit einem Bild bedruckt wird. Nachdem der Papierbogen zum zweiten Mal die Druckeinheit 3 verlassen hat, wird er -wie mit einem Pfeil 43 angedeutet- aus der "Transport- und Behandlungsschleife" der Druckeinheit 3 herausgeführt.
  • Den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen der Maschine 1 ist gemeinsam, dass entweder zunächst die Vorderseite des Papierbogens und anschließend dessen Rückseite, oder das zunächst in einem ersten Bearbeitungsschritt die Rückseite des Papierbogens und erst anschließend dessen Vorderseite bedruckt wird. Des weiteren ist bei einem vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Papierbogen, nachdem deren erste Seite bedruckt worden ist, eine bestimmte Zeitdauer in einer Speichereinheit zwischengespeichert werden. Das heißt, das Bedrucken der zweiten Papierbogenseite erfolgt hier nicht unmittelbar nach dem Bedrucken der ersten Papierbogenseite, wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2. Die Wendeeinrichtung 7 kann der Speichereinheit vorgeordnet -oder in Papiertransportrichtung gesehennachgeordnet sein.
  • Die Bilderzeugungs- und Übertragungseinrichtungen 19A bis 19D können jeweils so ausgebildet sein, dass der Toner direkt von einem nicht dargestellten Photoleiter, beispielsweise von einem elektrographischen oder elektrophotographischen Bildzylinder, auf das Papier übertragen wird. Alternativ ist es möglich, dass der Toner zunächst an eine Zwischenübertragungseinrichtung überführt wird und erst dann von dieser auf das Papier. Die Zwischenübertragungseinrichtung kann als Übertragungseinrichtung für nur eine Farbe oder für alle Farben eingesetzt werden. Mithin ist es möglich, dass für jede Farbe beziehungsweise für jeden Toner jeweils eine Zwischenübertragungseinrichtung vorgesehen ist.
  • Der in der Maschine 1 verwendete Toner kann trocken oder flüssig sein. Sofern Flüssigtoner verwendet wird, kann als Trägerflüssigkeit für den Toner organische oder anorganische Flüssigkeit verwendet werden.
  • Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Aushärteinrichtung 23 den aufgeschmolzenen Toner nicht ununterbrochen mit ultraviolettem Licht beaufschlagt, sondern dass sie Lichtblitze aussendet, wobei deren UV-Strahlenemission ausreichend hoch ist, um eine gewünschte Vernetzung der Polymerketten des Toners beziehungsweise der Toner zu gewährleisten. Alternativ oder zusätzlich kann zum Aushärten des Toners auch Wärmestrahlung oder eine Kombination von Aufschmelzen und Aushärten des Toners mit Hilfe von Wärme eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich aus der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 ohne weiteres. Es besteht darin, dass das Bedrucken beziehungsweise Beschichten der Vorder- und Rückseite des Substrats in zwei voneinander unabhängigen Bearbeitungsschritten erfolgt. Bei dem ersten Bearbeitungsschritt wird die mindestens eine Tonerschicht oder das erste Bild auf eine erste Seite des Substrats übertragen. Daran anschließend wird der Toner auf seine Glasübergangstemperatur oder eine darüberliegende Temperatur erhitzt und beginnt zu schmelzen. Vorzugsweise durch eine UV-Bestrahlung (ultraviolette Strahlen) beginnen die Polymerketten des Toners sich zu vernetzen und werden länger. Durch das vorstehend beschriebene Fixieren des Toners auf dem Substrat verändert sich der anfängliche Glasumwandlungspunkt des Toners in Folge der Vernetzung seiner Polymerketten, und zwar derart, dass er ansteigt, also größer ist als vor dem erstmaligen Aufschmelzen und Aushärten. Beim zweiten Bearbeitungsschritt wird auf die zweite Seite des Substrats mindestens eine Tonerschicht oder ein zweites Bild übertragen, anschließend auf eine Temperatur erhitzt, die gleich groß oder größer als die Glasübergangstemperatur des Toners ist. Durch die Erwärmung des zweiten Tonerbildes auf seine Glasübergangstemperatur kann das auf der ersten Substratseite befindliche, bereits fixierte Tonerbild auf eine Temperatur erwärmt werden, die ohne weiteres auch über der neuen Glasübergangstemperatur des auf der ersten Substratseite befindlichen Toners liegt. Ein Verschmieren des auf der ersten Substratseite fixierten Toners auf einer Unterlage, beispielsweise ein Transportband oder Rolle, infolge einer Relativbewegung zwischen der Unterlage und dem Substrat kann dennoch ausgeschlossen werden, da das erste Tonerbild aufgrund der Vernetzung seines Tonermaterials auch bei Erwärmung auch über seine Glasübergangstemperatur nicht mehr flüssig wird, sondern eine gummiartige Struktur bekommt.
  • Eine negative Beeinflussung des auf der ersten Substratseite fixierten Toners während des Bedruckens und der damit einhergehenden Aufheizung der zweiten Substratseite tritt also nicht auf. Eine Verschmutzung der Transporteinrichtungen, wie sie beispielsweise anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben sind, kann daher mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Ferner wird das erste Bild auf der ersten Substratseite durch den zweiten Druckprozess nicht beeinflusst, so dass die Bildqualität, insbesondere der Glanz des ersten Bildes durch das Bedrucken der zweiten Substratseite vorzugsweise nicht, zumindest aber in einem nur sehr geringen Maße beeinflusst wird.
  • Wie oben beschrieben, kann für das erfindungsgemäße Verfahren auch ein flüssiger Toner verwendet werden, der sich in einer organischen oder anorganischen Flüssigkeit befindet oder in dieser gelöst ist.
  • Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
  • In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
  • Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschine
    3
    erste Druckeinheit
    5
    zweite Druckeinheit
    7
    Wendeeinrichtung
    9
    erste Transporteinrichtung
    11
    zweite Transporteinrichtung
    13
    Transportband
    15
    Transportband
    17
    Führungselement
    19
    Bilderzeugungs- und Übertragungseinrichtung
    21
    Heizeinrichtung
    23
    Aushärteeinrichtung
    25
    Lampe
    27
    Reflektor
    29
    Kühleinheit
    31
    Pfeil
    33
    Pfeil
    35
    Rückführungsbereich
    37
    dritte Transporteinrichtung
    39
    vierte Transporteinrichtung
    41
    Pfeil
    43
    Pfeil

Claims (8)

  1. Verfahren zum doppelseitigen Bedrucken und/oder Beschichten eines Substrats, insbesondere von Papier oder Karton, unter Verwendung mindestens eines trockenen, mindestens ein Polymer aufweisenden Toners, wobei mindestens eine Tonerschicht oder ein erstes, mindestens eine Tonerschicht aufweisendes Bild auf eine erste Seite des Substrats übertragen wird und der Toner auf seine Glasübergangstemperatur oder eine darüber liegende Temperatur erwärmt und auf dem Substrat fixiert wird, und wobei mindestens eine Tonerschicht oder ein zweites, mindestens eine Tonerschicht aufweisendes Bild auf die andere, zweite Seite des Substrats übertragen wird und der auf der zweiten Seite des Substrats befindliche Toner auf eine Temperatur, die gleich groß wie oder größer als seine Glasübergangstemperatur ist erwärmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein pulverförmiger, ausschließlich durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht vernetzender Trockentoner verwendet wird, dessen Glasübergangstemperatur in einem Bereich von 45°C bis 75°C liegt und dessen Glasumwandlungspunkt sich nach erstmaligen Erhitzen des Toners über seine ursprüngliche Glasübergangstemperatur hinaus mit anschließender Vernetzung des Toners um circa 10°C bis 20°C verschiebt, so dass der untere Wert seiner neuen Glasübergangstemperatur im Bereich von 55°C bis 65°C oder höher liegt und dessen Viskosität sich durch den Vernetzungsprozess derart erhöht, dass der Toner bei erneutem Erhitzen oberhalb seiner neuen Glasübergangstemperatur, ohne flüssig zu werden, eine thermoplastische, gummiartige Struktur bekommt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Toner nach dem Fixieren auf dem Substrat gekühlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Substrat nach der Übertragung, Erwärmung und Fixierung und gegebenenfalls Kühlung der/des auf die erste Substratseite aufgebrachten Beschichtung oder des ersten Bildes eine bestimmte Zeitdauer zwischengespeichert wird, bevor eine Beschichtung oder das zweite Bild auf die zweite Substratseite aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere -vorzugsweise bis zu sieben, insbesondere vier- Toner mit verschiedenen Farben auf mindestens eine der Substratseiten aufgebracht werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Toner zunächst alle auf die jeweilige Substratseite übertragen und dann gemeinsam erwärmt und fixiert werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf mindestens einer der Substratseiten mehrere Fixiervorgänge zur Erzeugung des Bildes oder der Beschichtung durchgeführt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass nach jedem Übertragen einer Tonerschicht auf eine Substratseite diese unmittelbar daran anschließend auf dem Substrat fixiert wird und dass in einem nachfolgenden Schritt die nächste Tonerschicht auf das Substrat beziehungsweise die zuvor fixierte Tonerschicht übertragen und anschließend fixiert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die UV-Strahlung zur Erzeugung von UV-Lichtblitzen getaktet ist.
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