Die Infrarottrocknung ist eine indirekte Methode zur Trocknung von Druckfarben oder Beschichtungen auf Wasserbasis, die nicht auf ein Zwischenprodukt wie Luft oder Wasser angewiesen ist. Der Prozess beinhaltet typischerweise eine Übertragung von Strahlungsenergie von einem heißen Element, das sich in einer IR-Lampe befindet, auf ein Substrat mit niedrigerer Temperatur. Wärmestrahlung zwischen 0,78 µm und 1000 µm auf dem elektromagnetischen Spektrum wird als Infrarot bezeichnet.
Grafische Darstellung: Infrarot im elektromagnetischen Spektrum
Infrarotstrahlung wird im Allgemeinen in 3 Hauptkategorien unterteilt.
· Kurzwelliges IR (SW): von 0,78 µm bis 2µm
· Mittelwelliges IR (MW): von 2µm bis 4µm
· Langwelliges IR (LW): von 4µm bis 1000µm
Für typische Druckanwendungen auf Wasserbasis werden kurzwellige oder mittelwellige IR-Trocknungssysteme verwendet, da sie dem Absorptionspeak der Wassermoleküle in der Farbe oder Beschichtung am besten entsprechen.
Kurzwellige Infrarotstrahlung wird vor allem bei Trocknungsanwendungen eingesetzt, da sie hohe Leistungsdichten auf relativ kleiner Fläche erzielt und aufgrund der geringeren thermischen Masse des beheizten Elements eine schnelle Abkühlung ermöglicht.
Da die Strahlung des Infrarotkopfes auf das Substrat übertragen werden kann, ohne dass ein Medium wie Luft oder Wasser benötigt wird, ist der Energieübertragungsprozess äußerst effizient, was im Vergleich zu Trocknungsmethoden auf Luftbasis oder ähnlichen Methoden zu wesentlich kürzeren Trocknungszeiten und einer höheren Prozesseffizienz führt.
Im Gegensatz zu Heißlufttrocknungssystemen wird die Infrarotstrahlung nicht von der Luftgrenzschicht beeinflusst. Sie dringt direkt in die Tinte bzw. den Beschichtungsfilm ein und regt die Wasser- und Aminmoleküle in der Tinte an, sodass sie sofort aus der Tinte bzw. dem Beschichtungsfilm austreten und verdampfen. Die Intensität der IR-Strahlung ist entscheidend für die Durchdringung der Tinte, daher ist eine gute Reflektorkonstruktion entscheidend für die Leistung.
Infrarot-Strahler bieten effiziente Wärme und viel mehr Vorteile im Vergleich zu anderen konventionellen Erhitzungstechnologien:
· Kein direkter Kontakt mit dem zu erhitzenden oder zu trocknenden Produkt
· Kompakte Trockenfläche im Vergleich zu Lufttrocknern oder Gasöfen
· Infrarotstrahlung kann in weniger als einer Sekunde ein- und ausgeschaltet werden
· Die Infraroteinstellungen können leicht an unterschiedliche Geschwindigkeiten oder Substrate angepasst werden
· Die schnelle Entfernung von Wasser und Aminen aus der Tinte sorgt für einen helleren und lebendigeren Druck.