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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration einer
wiederbebilderbaren Druckoberfläche
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Druckanwendungen bekannt, bei denen eine
Druckoberfläche,
z. B. eine Druckplatte, entsprechend der zu druckenden Bildinformation
bebildert, eingefärbt
und abgedruckt wird. Es sind überdies
auch Druckanwendungen bekannt, bei denen die Druckoberfläche mehrmals
bebildert, eingefärbt,
abgedruckt, gelöscht und
gemäß einem
Kreisprozess erneut bebildert wird.
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In
der
DE 102 27 054
A1 ist eine wiederbebilderbare Druckform mit einer Druckoberfläche beschrieben,
welche eine Metalloxidoberfläche,
z. B. eine nativ oxidierte Titanoberfläche aufweist. Diese Metalloxidoberfläche besitzt
eine hydrophile Eigenschaft, d. h. sie weist eine gute Benetzungseigenschaft
bzgl. Wasser auf und wird durch vollflächiges Auftragen einer Beschichtung
aus amphiphilen Molekülen
in einen vollflächig
hydrophoben Zustand versetzt, d. h. das Benetzungsverhalten bzgl.
Wassers wird deutlich reduziert. Die Druckoberfläche weist folglich eine Schaltbarkeit
zwischen zwei Zuständen unterschiedlicher
Oberflächenenergie
auf.
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Zur
Erzeugung einer Bildinformation auf der Druckoberfläche wird
diese bildweise, d. h. teilflächig entsprechend
der Bildinformation durch erzielte Energiezufuhr, z. B. mittels
eines Infrarotlasers, partiell durch Hydrophilierung der amphiphilen
Moleküle
wieder in den hydrophilen Zustand zurückversetzt.
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Vor
einem Druckvorgang wird die Druckoberfläche befeuchtet, wobei die hydrophilen
Bereiche Feuchtmittel annehmen und anschließend eingefärbt, wobei die hydrophoben
Bereiche Druckfarbe annehmen.
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Nach
dem Abdrucken und einem Reinigen der Druckoberfläche und vor einer Wiederbebilderung
erfolgt das Löschen
der Bildinformation durch vollflächige Energiezufuhr,
z. B. mittels einer Ultraviolettlichtquelle, zur Hydrophobierung
der amphiphilen Moleküle.
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Zur
Präparation
der Druckoberfläche
kann diese zunächst
zur Entfettung gespült
und danach chemisch geätzt
werden, wobei einige einzelne Metalloxidlagen der Druckoberfläche chemisch
abgetragen werden, so dass die Druckoberfläche einen definierten Oxidfilm
aufweist.
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Aus
der JP 2002-17 49 09 ist ein Verfahren zur Regeneration einer wiederbebilderbaren
Druckplatte, z. B. einer Metalloxidoberfläche, bekannt, wobei die Druckoberfläche mit
einem Atmosphärendruckplasma
behandelt wird. Durch die Plasmabehandlung werden auf der Druckoberfläche befindliche,
organische Stoffe, welche die hydrophile Druckoberfläche in einen
hydrophoben Zustand versetzten, zerlegt und entfernt.
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Nach
einem Druckvorgang und vor der Regeneration der Druckoberfläche durch
die Plasmabehandlung kann die Druckoberfläche unter Einsatz eines Lösungsmittels
abgewischt oder abgerieben werden, z. B. mittels einer Reinigungsrolle,
so dass die organischen Stoffe bereits vor der Regeneration fast
vollständig,
d. h. bis auf eine Restschicht in der Größenordnung von einigen Atom-
bzw. Moleküllagen,
die mit bloßem
Auge nicht mehr erkennbar sind, entfernt sind.
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Das
Atmosphärendruckplasma
kann unter Verwendung verschiedener Prozessgase und unter Einsatz
eines Plasmakopfes erzeugt und auf die Druckoberfläche gerichtet
werden und somit Verunreinigungen entfernen und die Oberfläche vollständig in
einen Zustand höherer
Oberflächenenergie
versetzen.
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Der
dem Schritt der Atmosphärendruckplasma-Behandlung
vorgeordnete Schritt des Reinigens betrifft lediglich lösliche Verunreinigungen
organischer Art, z. B. Farbe oder hydrophobierende Substanzen, auf
der Druckoberfläche.
Die Metalloxidoberfläche
der Druckplatte selbst wird durch das Reinigen jedoch nicht verändert.
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Aus
der
EP 1 080 942 B1 ist
ferner ein Verfahren zur Erneuerung einer Flachdruckform, z. B. mit
einer Metalloxidoberfläche
bekannt, wobei zur Entfernung von farbanziehenden Bereichen einer Druckoberfläche der
Druckform eine Behandlung der Druckoberfläche mit einem Atmosphärendruckplasma
erfolgt.
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Dabei
ist vorgesehen, einen Plasmastrahl mittels einer Plasmadüse zu erzeugen,
auf die Druckoberfläche
zu richten und abtastartig zum Löschen der
Bildinformation auf der Druckoberfläche über die Druckoberfläche zu führen.
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Das
beschriebene Verfahren ist explizit als nicht abrasives Verfahren
dargestellt und wird ohne den Einsatz unterstützender Stoffe, wie z. B. Lösemittel
oder Chemikalien durchgeführt,
d. h. ein Materialabtrag der Druckoberfläche selbst ist nicht beabsichtigt.
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Aus
der
DE 102 04 472
A1 ist weiterhin ein Verfahren zum Beeinflussen der Benetzungseigenschaften
einer Polymerdruckschicht bekannt, welches eine Abfolge von Atmosphärendruckplasma-Behandlung
A zur vollflächigen
Hydrophilierung der Druckoberfläche
durch Anlagerung von OH-Gruppen, Laserbebilderung B zur teilflächigen Hydrophobierung
und damit zur Erzeugung von Bildinformationen, Druckprozess C und
Ablationsverfahren oder chemische Behandlung zum Löschen der Bildinformation
vorsieht. Dabei wird das Löschen
der Bildinformation durch Entfernung polarer Gruppen, z. B. OH-Gruppen, von den
Polymerketten erzielt. Die Polymerschicht selbst soll jedoch durch
das Ablationsverfahren oder das chemische Verfahren nicht abgetragen
werden.
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Zum
Reinigen von Druckplatten sind aus dem Stand der Technik Emulsionsplattenreiniger
in Kombination mit leichten Schleifmitteln zur Entfernung von tiefeingedrungener
Druckfarbe bekannt. Beispielhaft sei der Reiniger Ozaso der Firma
Agfa genannt, der mit einem Schwamm oder einem Tuch auf die befeuchtete
Druckplattenoberfläche
aufgetragen und mit Wasser wieder abgewaschen wird.
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Die
Atmosphärendruckplasma-Behandlung im
Zuge der Regeneration einer Druckoberfläche hat sich als sehr effektiv
erwiesen, da Verunreinigungen aller Art von der Druckoberfläche entfernt
werden können
und die Druckoberfläche
somit in einen definierten Ausgangszustand für die Bebilderung versetzt
werden kann. Es bestand deshalb bisher das Bestreben, Druckoberflächen allein
durch den Einsatz einer Atmosphärendruckplasma-Behandlung zu regenerieren
und auf ergänzende
Maßnahmen
zum Entfernen von Verunreinigungen verzichten zu können und
den Regenerationsprozess somit zu vereinfachen.
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Es
wurde jedoch überraschend
festgestellt, dass Druckoberflächen,
die wiederholt einer Atmosphärendruckplasma-Behandlung
zur Regeneration unterzogen werden, zunehmend, d. h. mit steigender Anzahl
der Wiederbebilderungsvorgänge
bzw. Zyklen, an Druckqualität
einbüßen.
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Die
Druckoberflächen
scheinen durch die wiederholte Atmosphärendruckplasma-Behandlung eine zunehmende
Veränderung
zu erfahren, so dass bekannte Regenerationsverfahren, welche lediglich eine
Atmosphärendruckplasma-Behandlung
vorsehen, nur begrenzt wiederholbar sind.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zur Regeneration einer wiederbebilderbaren Druckoberfläche zu schaffen.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein verbessertes Verfahren zur Regeneration einer wiederbebilderbaren Druckoberfläche zu schaffen,
welches die Anzahl der möglichen
Wiederverwendungs-Zyklen der Druckoberfläche erhöht.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein verbessertes Verfahren zur Regeneration einer wiederbebilderbaren Druckoberfläche zu schaffen,
welches die Druckoberfläche
in einen Ausgangszustand für
eine Wiederbebilderung versetzt, der dem Zustand einer neuen, noch
unbebilderten Druckoberfläche
möglichst
nahe oder sogar gleich kommt.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verbessertes Verfahren zur Regeneration einer wiederbebilderbaren Druckoberfläche zu schaffen,
welches die Regeneration mit einfachen Mitteln ermöglicht.
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Diese
Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Regeneration einer wiederbebilderbaren Druckoberfläche, wobei
die Druckoberfläche
mit einem Atmosphärendruckplasma
behandelt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckoberfläche vor
der Behandlung mit dem Atmosphärendruckplasma
derart behandelt wird, dass ein mechanisches Abtragen wenigstens einer äußeren Schicht
der Druckoberfläche
erfolgt.
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Erfindungsgemäß demzufolge
wird eine Kombination aus Plasmabehandlung und mechanischer Behandlung
angewendet, um die Druckoberfläche
zu regenerieren, d. h. in einen definierten und günstigen
Ausgangszustand für
eine Wiederbebilderung zurückzuversetzen.
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Diese
Kombination führt
in vorteilhafter Weise dazu, dass die Druckoberfläche auch
bei wiederholten Plasmabehandlungen infolge einer Vielzahl von Bebilderungszyklen
keine unerwünschten
Veränderungen
bezüglich
ihrer Oberflächen
erfährt.
Die Oberflächeneigenschaft
wird somit trotz der mehrmaligen Einwirkung eines Plasmas nicht
zuungunsten der Bebilderung verändert.
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Die
mechanische Behandlung, welche ein mechanisches Abtragen bewirkt,
ist zwar der Plasmabehandlung zeitlich vorgeordnet, da jedoch eine wiederbebilderbare
Druckoberfläche
Behandlungs-Zyklen durchläuft,
kann auch eine zeitlich nachgeordnete mechanische Behandlung in
gleicher Weise vorteilhaft durchgeführt werden.
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Die
mechanische Behandlung kann der Plasmabehandlung zeitlich direkt
vorgeordnet sein, d. h. die Plasmabehandlung startet im Wesentlichen unverzüglich nach
Beendigung der mechanischen Behandlung.
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Im
Hinblick auf eine Verbesserung des Regenerationsvorgangs weist eine
mechanische Behandlung mit einer nachfolgenden Plasmabehandlung Vorteile
gegenüber
dem Stand der Technik auf. Die Lebensdauer einer wiederbebilderbaren
bzw. wiederverwendbaren Druckoberfläche, z. B. einer Druckplatte,
kann erfindungsgemäß erheblich
verlängerte werden.
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Bevorzugt
wird in jedem Behandlungszyklus eine mechanische Behandlung und
eine Plasmabehandlung erfolgen. Jedoch ist es auch möglich, eine der
beiden Behandlungen oder sogar beide Behandlungen nur in jedem zweiten,
dritten, vierten oder mehrfachen Zyklus durchzuführen, sofern die Oberflächeneigenschaft
bezüglich
der Bebilderung und des Druckens erhalten bleibt. Es ist in diesem
Zusammenhang auch möglich,
in einem Zyklus eine mechanische Behandlung und in einem der folgenden
Zyklen eine Plasmabehandlung in Wiederholung der Zyklen durchzuführen.
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Es
kann im Hinblick auf eine beschleunigte Behandlung der Druckoberfläche auch
vorgesehen sein, die mechanische Behandlung und die Plasmabehandlung
zeitgleich an verschiedenen Stellen, insbesondere an in Behandlungsrichtung
aufeinander folgenden Stellen der Druckoberfläche durchzuführen, so
dass die Gesamtzeit für
die Regeneration erheblich verkürzt
wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung erfolgt das mechanische Abtragen unter Einsatz eines abrasiv
wirkenden Hilfsstoffs, insbesondere unter Einsatz von Schleifpartikeln.
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Der
abrasiv wirkende Hilfsstoff, z. B. ein Scheuer-, Schleif- oder Poliermittel,
bewirkt in vorteilhafter Weise eine Abrasion bzw. ein Abtragen von Material
der Druckoberfläche
an deren Oberfläche. Durch
Wahl des Hilfsstoffs, z. B. in Bezug auf seine abrasive Wirkung infolge
der Art und Anzahl der Abrasionspartikel, und durch Wahl der Zeitdauer
des mechanischen Behandelns sowie der Stärke der Abrasionstätigkeit,
z. B des Anstelldruck einer Behandlungswalze, kann dabei die Abrasion,
d. h. die Dicke der abgetragenen Schicht bestimmt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt das mechanische Abtragen unter ergänzendem
Einsatz eines chemisch wirkenden Hilfsstoffs, insbesondere unter
Einsatz einer Säure.
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Der
chemisch wirkende Hilfsstoff unterstützt dabei durch einen chemischen
Angriff der Oberfläche die
abrasive Behandlung und folglich das erleichterte und damit zeitverkürzte Abtragen
von Material der Oberfläche.
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Es
kann z. B. vorgesehen sein, den abrasiv wirkenden und den chemisch
wirkenden Hilfsstoff gemeinsam in einem Behandlungsmedium vorzusehen, so
dass insbesondere nur ein gemeinsames und daher zeitverkürztes Auftragen,
Behandeln und Entfernen erforderlich ist.
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Folgende,
beispielhaft aufgezählte
Säuren können als
chemisch wirkender Hilfsstoff eingesetzt werden, wobei der Einsatz
von Phosphorsäure
oder Citronensäure
besonders bevorzugt wird:
- – anorganische Säuren, insbesondere
anorganische Säuren
aus den Elementen der Haupt-Gruppen
1, 5 oder 6, beispielsweise Salpetersäure (HNO3), salpetrige Säure (HNO2),
Phosphorsäure
(H3PO4), Phosphonsäure
(HP(O)(OH)2), Schwefelsäure
(H2SO4), schweflige Säure (H2SO3),
Sulfoxylsäure
(H2SO2) oder Sulfoxylate, Peroxomonoschwefelsäure (Carosche Säure, H2SO5)
oder Peroxomonosulfate, Thioschweflige Säure (H2S2O2) oder Thiosulfite,
Thioschwefelsäure
(H2S2O3) oder Thiosulfate, Dithionige Säure (H2S2O4) oder Dithionite,
Dischweflige Säure (H2S2O5)
oder Disulfite, Dithionsäure
(H2S2O6) oder Dithionate, Dischwefelsäure (H2S2O7) oder Disulfate,
Peroxodischwefelsäure
(H2S2O8) oder Peroxodisulfate;
- – organische
Säuren,
insbesondere organische Carbonsäuren,
organische, aliphatische Carbonsäuren,
komplexbildende, organische, aliphatische Carbonsäuren oder
komplexbildende, organische, aliphatische Tricarbonsäuren, beispielsweise
Agaricinsäure
(2-Hydroxy-nonadecan-1,2,3-tricarbonsäure, a-Hexadecylcitronensäure, C22H40O7),
Citronensäure
(2-Hydroxy-1,2,3-propantricarbonsäure, C6H8O7) oder Tricarballylsäure (1,2,3-Propantricarbonsäure, C6H8O6).
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Folgende,
beispielhaft aufgezählte
Basen können
als chemisch wirkender Hilfsstoff eingesetzt werden, wobei der Einsatz
von Ammoniak besonders bevorzugt wird:
- – anorganische
Basen, insbesondere anorganische Basen aus den Elementen der Haupt-Gruppen 1, 5 oder
6, beispielsweise LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH oder NH3 (Ammoniak).
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Ferner
können
nicht nur einzelne Säuren oder
Basen, sondern auch Mischungen von mehreren Säuren oder Mischungen von mehreren
Basen, sowie Mischungen von einer oder mehreren Säuren mit
einer oder mehreren Basen als chemisch wirkender Hilfsstoff eingesetzt
werden. So wird zum Beispiel der Einsatz einer Mischung von Citronensäure und
Ammoniak besonders bevorzugt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt das mechanische Abtragen unter ergänzendem
Einsatz eines lösend wirkenden
Hilfsstoffs, insbesondere unter Einsatz eines Lösungsmittels.
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Die
lösende
Wirkung des ergänzend
wirkenden und somit unterstützenden
Hilfsstoffs, d. h. das Lösen
von z. B. Farbe, Feuchtmittel, amphiphilen Molekülen, Verunreinigungen, abgetragenem
Material infolge der mechanischen Behandlung und Hilfsstoffen, führt in vorteilhafter
Weise zu einem zeitverkürzten
Behandeln, insbesondere Entfernen des Behandlungs-Gemisches von
der Oberfläche.
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Es
kann vorgesehen sein, das mechanische Abtragen durch Schleifen und/oder
Polieren und/oder Reiben und/oder Wischen und/oder Reinigen zu erlangen.
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Ferner
kann gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass das Abtragen der äußeren Schicht, insbesondere
einer Metalloxid- oder Titandioxid-Schicht, eine Schichtdicke von
mindestens 50 Nanometer, insbesondere von mindestens 100 oder 150
Nanometer, erfasst. Dabei betrifft das Abtragen der äußeren Schicht
die äußeren Atom- und/oder Moleküllagen der
Druckoberfläche
und gegebenenfalls auf dieser Oberfläche anhaftende weitere, insbesondere
die gewünschte Benetzungseigenschaft
ungünstig
beeinflussende Atome und/oder Moleküle.
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Es
wurde diesbezüglich
festgestellt, dass ein Abtragen in der angegebenen Größenordnung
zu einem zufriedenstellenden Ergebnis hinsichtlich der Wiederbebilderbarkeit
der Druckoberfläche
und deren Druckverhalten über
eine Vielzahl von Zyklen führt.
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Die
Druckoberfläche
kann von einer Metalloxid- oder einer Titandioxid-Druckoberfläche gebildet werden.
Ferner kann auch eine Zirkonoxid- oder Eisenoxid-Druckoberfläche benutzt
werden.
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Weiterhin
kann gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen sein, dass anorganische und/oder organische
Stoffe abgetragen werden.
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Eine
im Hinblick auf eine verbesserte Regeneration optimierte Behandlung
der Druckoberfläche, umfasst
folglich den mechanischen Abtrag von anorganischen Stoffen, wie
sie z. B. im Material der Druckoberfläche vorkommen, als auch ergänzend oder
alternativ den mechanischen Abtrag von organischen Stoffe, wie sie
z. B. in Beschichtungen, Feuchtmitteln und Druckfarben vorkommen
und auf der Druckoberfläche
anhaften.
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Darüber hinaus
kann gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen sein, dass die Regeneration zumindest im Wechsel
mit einer Bebilderung der Druckoberfläche erfolgt. Der Begriff "im Wechsel" ist dabei so zu
verstehen, dass die Regeneration und die Bebilderung wiederholt
und direkt oder indirekt aufeinanderfolgend stattfinden. Auf diese
Weise bilden wiederholte Regeneration und Bebilderung, zusammen
mit einem Druckvorgang, einen Kreisprozess.
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Dabei
kann ferner vorgesehen sein, dass auf der äußeren Schicht der Druckoberfläche gezielt
aufgebrachte Stoffe des Bebilderungsprozesses, insbesondere amphiphile
Moleküle
mechanisch abgetragen werden.
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Das
diesbezügliche
Beschichten mit amphiphilen Molekülen ist vorzugsweise der Plasmabehandlung
zeitlich direkt nachgeordnet sein, d. h. der Beschichtungsvorgang
startet im Wesentlichen unverzüglich
nach Beendigung der Plasmabehandlung.
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Es
kann alternativ oder ergänzend
auch vorgesehen sein, dass auf der äußeren Schicht der Druckoberfläche durch
die Plasmabehandlung deponierte Stoffe, insbesondere anorganische
Stoffe, mechanisch abgetragen werden.
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Bei
Durchführung
einer Plasmabehandlung können
sich Partikel der Plasmaelektroden (Elektrodenabbrand) auf der Druckoberfläche niederschlagen
und dort fest anhaften. Durch das mechanische Abtragen werden diese
Partikel in vorteilhafter Weise entfernt und ein Aufbauen der Partikel
verhindert, so dass die Wiederverwendbarkeit der Druckoberfläche positiv
beeinflusst wird. Ein Aufsummieren der negativen Beeinflussung der
Druckoberfläche
infolge der wiederholten Plasmabehandlung und demnach durch Verunreinigung
der Oberfläche
mit Fremdmaterial, welches die gewünschte Benetzungseigenschaft
verändern
oder verringern kann, wird somit in vorteilhafter Weise verhindert.
Da es sich bei dem Fremdmaterial um anorganisches Material handelt
ist eine Behandlung allein mit einem organischen Lösemittel
als Ergänzung
zur Plasmabehandlung nicht zweckdienlich.
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Gegenüber bekannten
Plasmabehandlungen bietet die erfindungsgemäße Plasmabehandlung mit ergänzender
mechanischer Behandlung den Vorteil, dass Druckoberflächen auch
bei mehrmaligem Durchführen
der Regeneration immer wieder in im Wesentlichen denselben definierten
Ausgangszustand versetzt werden, d. h. mit anderen Worten, dass
die Druckoberflächen
nicht "altern".
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Eine
Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
d. h. zur Regeneration einer wiederbebilderbaren Druckoberfläche, mit
einer Atmosphärendruckplasma-Einheit,
welche zur Behandlung der Druckoberfläche vorgesehen ist, zeichnet
sich dadurch aus, dass eine Einheit zum mechanischen Abtragen wenigstens
einer äußeren Schicht der
Druckoberfläche
vorgesehen ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
weist die Einheit zum mechanischen Abtragen eine Auftragseinheit
für einen
abrasiv wirkenden Hilfsstoff, eine Behandlungseinheit zum Behandeln
der Druckoberfläche
mit dem abrasiv wirkenden Hilfsstoff und/oder eine Reinigungseinheit
zum Entfernen des abrasiv wirkenden Hilfsstoffs auf.
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Die
Erfindung sowie weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
unter Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher beschrieben.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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1 Eine
schematische Seitenansicht eines Druckwerks mit Einheiten zur Durchführung einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 einen
Ablaufplan einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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3 eine
Plasmadüse
für den
Einsatz in einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
den Zeichnungen sind gleiche oder einander entsprechende Merkmale
mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.
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Das
in 1 gezeigte Druckwerk 1 mit Einheiten 10, 20, 30, 40, 50, 60 und 70 zur
Durchführung einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist als ein Offset-Druckwerk
ausgebildet und weist einen Druckformzylinder 2, einen Übertragungszylinder 3,
insbesondere einen Gummituchzylinder 3 sowie einen Gegendruckzylinder 4 auf,
wobei ein Bedruckstoff 5, insbesondere Papier, Karton oder Folie
in dem zwischen dem Übertragungszylinder 3 und
dem Gegendruckzylinder 4 gebildeten Druckspalt 6 mit
Druckfarbe belegt wird.
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Der
Druckformzylinder 2 weist eine Druckoberfläche 7 auf,
die als Träger
der zu druckenden Bildinformationen dient. Die Druckoberfläche kann von
einer auf dem Druckformzylinder 2 aufgespannten Druckplatte,
einer aufgenommenen Druckfolie oder aufgeschobenen Druckhülse, einem
um den Druckformzylinder 2 geführten Druckband oder einer direkt
auf der Oberfläche
des Druckformzylinders 2 aufgebrachten Beschichtung gebildet
sein.
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Als
Material für
die Druckoberfläche 7 wird bevorzugt,
ein Metalloxid, z. B. nativ oxidiertes Titan, nativ oxidiertes Edelstahl
(z. B. Hastelloy), nativ oxidiertes Aluminiumoxid, nativ oxidiertes
Silizium, Titanat oder Zirkonat verwendet.
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Entlang
der Oberfläche
des Druckformzylinders 2 und somit in Nähe zur Druckoberfläche 7 sind die
Einheiten 10, 20, 30, 40, 50, 60 und 70 angeordnet,
die dem Abdrucken, dem Regenerieren und dem Wiederbebildern der
Druckoberfläche 7 dienen.
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Während des
Abdruckens der Druckoberfläche 7 wird
diese von einem Feuchtwerk 10 in den Nichtbildbereichen
gefeuchtet, von einem Farbwerk 20 in den Bildbereichen
mit Druckfarbe versehen und in einem Druckspalt 8 mit der
Oberfläche
des Übertragungszylinders 3 in
Kontakt gebracht, so dass das Druckbild von der Druckoberfläche 7 auf
die Oberfläche
des Übertragungszylinders 3 und
von diesem auf die Oberfläche
des Bedruckstoffs 5 übertragen
wird.
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Im
Bereich des Spalts 8 kann die Druckoberfläche 7 von
der Oberfläche
des Übertragungszylinders 3 während eines
Regenerierungsvorgangs und eines Bebilderungsvorgang, z. B. durch
Bewegen eines der beiden Zylinders 2 oder 3 abgestellt
werden. Der Druckzylinder kann ferner während eines Regenerierungsvorgangs
und eines Bebilderungsvorgang mit reduzierter oder auch mit erhöhter Umdrehungsgeschwindigkeit
rotieren.
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Zu
Beginn der Regenerierung wird die Druckoberfläche 7 mittels einer
Reinigungs-Vorrichtung 30 von
Farb-Feuchtmittel-Emulsion gereinigt und anschließend initialisiert,
wobei zunächst
eine Vorrichtung zum mechanischen Abtragen 40 und dann
eine Plasmabehandlungsvorrichtung 50 eingesetzt wird.
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Die
für die
folgende Bebilderung vorbereitete Druckoberfläche 7 wird anschließend durch
eine Beschichtungsvorrichtung 60 mit einer Schicht amphiphiler
Moleküle
belegt, welche Schicht schließlich durch
eine Bebilderungsvorrichtung 70 entsprechend der zu druckenden
Bildinformation strukturiert wird.
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Die
Durchführung
einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nun anhand des in 2 dargestellten Ablaufplans
detailliert beschrieben.
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Im
Folgenden wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Druckoberfläche
7 um
eine Titandruckform mit äußerer, nativer
Titandioxidschicht handelt, welche Schicht mit amphiphilen Molekülen belegt
ist. Einzelheiten zu dieser Art Druckoberfläche und ihrer Funktionsweise
können
der
DE 102 27 054 A1 entnommen
werden.
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Das
in 2 dargestellte Verfahren umfasst 3 aufeinander
folgende Vorgänge:
das Drucken A, das Regenerieren der Druckoberfläche B und das Bebildern der
Druckoberfläche
C, wobei der Vorgang des Regenerierens B wiederum in 2 Vorgänge des Reinigens
B1 und des Initialisierens B2 unterteilt ist. Wie durch die Pfeile
in 2 angedeutet wird, folgenden die Vorgänge A, B
und C aufeinander und bilden einen Kreisprozess, in dem der Vorgang
A wiederum auf den Vorgang C folgt.
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Der
Vorgang des Druckens A umfasst die Verfahrensschritte: Feuchten 100 der
Druckoberfläche 7 (z.
B. mit dem in 1 dargestellten Feuchtwerk 10),
Einfärben 200 der
Druckoberfläche 7 (z.
B. mit dem in 1 dargestellten Farbwerk 20)
und Abdrucken 800 der gefeuchteten und eingefärbten Druckoberfläche 7 (z.
B. wie in 1 dargestellt über den
Spalt 8 auf die Oberfläche
des Übertragungszylinders 3 und
von dort über
den Druckspalt 6 auf die Oberfläche des Bedruckstoffs 5).
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Wie
durch die Pfeile in 2 bzgl. der Schritte 100, 200 und 800 dargestellt,
bilden diese Schritte einen Kreisprozess, der entsprechend dem Umfang des
zu Grunde liegenden Druckauftrages durchgeführt wird. Nach Beendigung des
Druckauftrages und somit nach Ende des Druckens A folgt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
und wie durch einen Pfeil dargestellt der Vorgang des Regenerierens
B.
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Gemäß einem
ersten Teilvorgang B1 bzw. 300 erfolgt zunächst das
Reinigen der Druckoberfläche 7 von
Farbe, Feuchtmittel (bzw. von Farb-Feuchtmittel-Emulsion), ggf.
vorliegenden weiteren auf die Druckoberfläche 7 aufgebrachten
Stoffen und von Verunreinigungen. In Schritt 310 wird die Druckoberfläche 7 unter
Einsatz eines Hilfsstoffs (z. B. Eurostar 65 der Firma
DC Druck Chemie GmbH) manuell oder z. B. durch die in 1 dargestellte Reinigungsvorrichtung 30 gewaschen.
Danach kann die Druckoberfläche 7 in
einem Schritt 320, falls erforderlich, getrocknet werden.
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Der
darauf folgende Teilvorgang B2 des Initialisierens der Druckoberfläche 7 gliedert
sich in einen Vorgang 400 des mechanischen Abtragens wenigstens
einer äußeren Schicht
der Druckoberfläche
und einen sich daran anschließenden
Vorgang 500 der Behandlung der Druckoberfläche mit
einem Atmosphärendruckplasma.
Der Vorgang 400 des mechanischen Abtragens kann dabei auch
als ein Vorgang des Löschens
der auf der Druckoberfläche 7 durch Strukturierung
in hydrophile und hydrophobe Bereiche erzeugten Druckinformation
verstanden werden.
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Gemäß dem dargestellten
Verfahren wird zunächst
in einem Schritt 410 ein abrasiv wirkender Hilfsstoff auf
die Druckoberfläche 7 aufgetragen.
Als Hilfsstoff kann dabei ein Reiniger wie z. B. Ozaso RC 95 der
Firma Agfa verwendet werden. Dieser oder ein in seiner Wirkung ähnlicher
Reiniger kann beispielsweise durch Aufsprühen, Aufwalzen, Aufträufeln oder Auftragen
auf die Druckoberfläche 7 aufgebracht werden.
Der Vorgang kann manuell (z. B. mittels eines Tuches, eines Schwamms
oder einer Bürste)
erfolgen. Es kann jedoch auch eine Auftragseinrichtung, welche Teil
der in 1 dargestellten Vorrichtung zum mechanischen Abtragen 40 sein
kann, vorgesehen sein (z. B. eine Sprühvorrichtung, eine Auftragswalze
oder eine Auftragsbürste).
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Vorzugsweise
enthält
der abrasiv wirkende Hilfsstoff bzw. Reiniger Stoffe, die die Zerstörung des auf
der Druckoberfläche 7 gebildeten
Sujets durch Abtrag der Oberfläche
im Nanometerbereich unterstützen
(z. B. Schleifpartikel, vorzugsweise Silikate, SiO2, Al2O3, Kreiden,
Kalkpartikel oder stärkehaltige Stoffe).
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Nach
dem Auftragen des abrasiv wirkenden Hilfsstoffs wird die Druckoberfläche 7 in
einem Schritt 420 mit dem abrasiv wirkenden Hilfsstoff
behandelt, d. h. es wird eine Abrasion der Oberfläche der
Druckoberfläche 7 im
Nanometerbereich herbeigeführt. Der
Schritt 420 kann dabei unter Einsatz mechanischer Kräfte (z.
B. Walzen, Zerreiben, Bürsten,
Walken) unterstützt
werden. Bevorzugt weist die Vorrichtung zum mechanischen Abtragen 40 des
in 1 dargestellten Druckwerks hierzu eine sich schnell drehende,
insbesondere gegenläufig
zur Bewegungsrichtung der Druckoberfläche 7 drehende Walze
oder Bürste
auf, die durch eine Art Scheuer-, Schleif- oder Poliervorgang das
Abtragen wenigstens der äußeren oder
der äußersten
Schicht der Druckoberfläche
herbeiführt.
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Der
Vorgang des abrasiven, mechanischen Abtragen wird bevorzugt so lange
durchgeführt,
bis ein schwarzer Rückstand
auf dem Behandlungsmaterial (im Falle der manuellen Behandlung z.
B. eines Zellulose-Pads) erkennbar wird, der als Indikator für einen
ausreichenden Abtrag von Oberflächenmaterial
der Druckoberfläche 7 benutzt
werden kann.
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Das
mechanische Abtragen kann ergänzt werden
durch den jeweiligen Einsatz eines chemisch wirkenden Hilfsstoffs
gemäß Schritt 421 und/oder durch
den Einsatz eines lösend
wirkenden Hilfsstoffs gemäß Schritt 422.
Beide ergänzenden
Hilfsstoffe können
zusammen mit dem abrasiv wirkenden Hilfsstoff in Schritt 410 auf
die Druckoberfläche 7 aufgebracht
oder auch separat (manuell oder durch eine hierfür vorgesehene Vorrichtung)
aufgebracht werden.
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Für den ergänzenden
Einsatz als chemisch wirkender Hilfsstoff eignen sich Säuren, die
das Material der Druckoberfläche 7 angreifen
und somit den mechanischen Abtrag dieses Materials erleichtern (z. B.
Phosphorsäure).
Weiterhin kann aber auch z. B. Naphta (Rohbenzin) zumindest Teil
des chemisch wirkenden Hilfsstoffs sein.
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Die
Kombination von mechanischem Abtragen und Unterstützung durch
chemische Behandlung der Druckoberfläche 7 kann als mechano-chemischer
(oder auch physikalisch-chemischer)
Prozess verstanden werden, der gegenüber dem alleine ausgeführten mechanischen
Abtragen zu einer Verkürzung
der Behandlungszeit führt.
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Für den ergänzenden
Einsatz eines lösend wirkenden
Hilfsstoffs eignen sich solche Lösemittel, die
Bestandteile der weiteren Hilfsstoffe, des Beschichtungsmaterials
der Druckoberfläche
oder auch des Materials der Druckoberfläche zu lösen im Stande sind und somit
ein leichteres Entfernen dieser Bestandteile ermöglichen (z. B. Alkohol).
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In
einem nachfolgenden Schritt 430 wird die Druckoberfläche 7 und
ggf. auch die für
die mechanische Abtragung vorgesehene Vorrichtung durch Aufbringen,
z. B. durch Aufsprühen,
von VE-Wasser und Entfernen des Gemisches aus VE-Wasser und Hilfsstoffen
(z. B. mit einem Vlies) gewaschen und somit gereinigt.
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In
einem abschließenden
Schritt 440 wird schließlich die Druckoberfläche 7 mit
Luft oder Stickstoff getrocknet. Dabei kann eine Trockendüse für das Trockengas
vorgesehen sein, welche insbesondere mit einer Heizeinrichtung verbunden
ist, so dass beheiztes Trockengas auf die Druckoberfläche 7 geführt werden
kann.
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Der
Vorgang B2 der Initialisierung der Druckoberfläche 7 umfasst ferner
einen sich an das mechanische Abtragen 400 anschließenden Schritt 500 der
Atmosphärendruckplasma- Behandlung der Druckoberfläche 7.
Die Behandlung der Druckoberfläche 7 mit
dem Atmosphärendruckplasma
kann auch als ein Aktivieren der Oberfläche für den nachfolgenden Schritt
des Beschichtens 600 verstanden werden. Gleichzeitig kann
die Plasmabehandlung auch als ein Löschen (abschließendes und/oder
vollständiges)
des Drucksujets verstanden werden.
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Für den Fall,
dass das mechanische Abtragen nicht in jedem Zyklus durchgeführt wird,
wird das Sujet allein durch die Plasmabehandlung gelöscht.
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Zur
Plasmabehandlung 500 kann die in 1 dargestellte
Plasmabehandlungs-Vorrichtung 50 eine
Plasmadüse
aufweisen, die z. B. im Abstand von etwa 5 – 10 mm zur Oberfläche und
mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 – 150 mm/s relativ zur Oberfläche über die
Druckoberfläche 7 geführt wird und
dabei ein Atmosphärendruckplasma
auf die Oberfläche
einwirken lässt.
Als Prozessgase für
das Atmosphärendruckplasma
können
Druckluft oder auch Sauerstoff verwendet werden.
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Solche
Art Plasmadüsen
sind z. B. über
die Firma Plasmatreat zu beziehen.
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Durch
die Einwirkung des Atmosphärendruckplasmas
auf die Druckoberfläche 7 wird
ein ggf. bestehendes latentes Sujet entfernt und gleichzeitig die
Oberfläche
für die
Belegung mit amphiphilen Molekülen
vorbereitet.
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Anstelle
der Behandlung 500 mit einem Atmosphärendruckplasma ist auch denkbar,
die Druckoberfläche 7 durch
eine UV-Aktivierung unter Einsatz eines Excimer-Strahlers für die nachfolgende
Beschichtung mit amphiphilen Molekülen vorzubereiten.
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Auf
den Vorgang B des Regenerierens der Druckoberfläche 7 folgt nun der
Vorgang C des Bebilderns der Druckoberfläche 7.
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In
einem ersten Vorgang 600 wird die Druckoberfläche 7 beschichtet,
wozu in einem ersten Schritt 610 amphiphile Moleküle in 1
mM ethanolischer Lösung
auf die Oberfläche aufgebracht
werden. Dieser Vorgang kann sowohl manuell als auch unter Einsatz
der in 1 dargestellten Beschichtungsvorrichtung 60 (z.
B. einer Auftragswalze, einer Auftragsbürste oder einer Sprühvorrichtung)
erfolgen.
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In
einem nachfolgenden Schritt 620 wird die Druckoberfläche 7 mit
Luft oder Stickstoff getrocknet, wozu wiederum eine Trockendüse zum Zuführen von beheiztem
Trockengas vorgesehen sein kann.
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Der
letzte Schritt 700 des Vorgangs des Bebilderns C umfasst
schließlich
die eigentliche Bebilderung, insbesondere eine Laserbebilderung
(z. B. Infrarotlaser-Bebilderung). Die in 1 dargestellte Bebilderungsvorrichtung 70 kann
hierzu einen Bebilderungskopf mit einem oder mehreren Lasern aufweisen,
wobei eine Ansteuerung über
eine Steuervorrichtung derart erfolgt, dass die Bildinformation unter
Einsatz eines erzeugten Laserstrahls in die Oberfläche der
Druckoberfläche 7 in
Form einer Strukturierung in hydrophile und hydrophobe Bereiche
geschrieben wird.
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Nach
der Bebilderung 700 wird die erzeugte bildtragende Druckoberfläche 7 gemäß dem Vorgang A
zum Drucken verwendet.
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In 2 ist
unterhalb des Ablaufplanes dargestellt, in welcher Weise sich die
Benetzungseigenschaft der Druckoberfläche 7 während der
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ändert. Am linken
Rand ist eine Skala 910 erkennbar, auf welcher 3 unterschiedliche
Zustände
der Oberflächeneigenschaft
dargestellt sind. Die Druckoberfläche kann sich demgemäß in einem
vollflächig
hydrophilen Zustand 911, in einem vollflächig hydrophoben
Zustand 913 oder in einem teilweise hydrophilen und teilweise hydrophoben
Zustand 912 (dies entspricht dem Zustand einer bebilderten
Druckoberfläche 7)
befinden.
-
Während der
Vorgänge
A des Druckens und B1 des Reinigens der Druckoberfläche 7 befindet sich
diese in einem teilweise hydrophilen und teilweise hydrophoben Oberflächenzustand 920,
d. h. die Oberfläche
weist sowohl Bereiche hoher als auch Bereiche niedriger Oberflächenenergie
auf.
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Bei
der Durchführung
des Vorgangs B2 der Initialisierung der Druckoberfläche 7 wird
die Oberflächeneigenschaft 922 derart
verändert,
dass die Druckoberfläche 7 am
Ende des Vorgangs B2 in einem Zustand im Wesentlichen vollflächiger Hydrophilie
vorliegt.
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Durch
den Vorgang 600 des Beschichtens der Druckoberfläche 7 mit
amphiphilen Molekülen wird
die Oberflächeneigenschaft 924 derart
verändert,
dass die Druckoberfläche
7 am Ende des Beschichtungsvorgangs in einem Zustand im Wesentlichen
vollflächiger
Hydrophobie vorliegt.
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Durch
den sich anschließenden
Schritt 700 des Laserbebilderns der Druckoberfläche werden entsprechend
der aufzubringenden Bildinformation Abschnitte der Oberfläche wieder
in einen hydrophilen Zustand überführt, so
dass am Ende des Bebilderungsvorgangs 700 die Druckoberfläche 7 in
einem Zustand 926 vorliegt, in dem sie partiell hydrophobe und
partiell hydrophile Bereiche aufweist und somit entsprechend der
Bildinformation in ihrer Benetzungseigenschaft bzgl. Wasser strukturiert
ist.
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Die
Pfeile 921, 923 und 925 symbolisieren den Übergang
zwischen den verschiedenen Zuständen
bzgl. der Oberflächeneigenschaft
der Druckoberfläche 7.
Der Übergang
zwischen den Zuständen 911, 912 und 913 erfolgt
jedoch nicht abrupt zwischen den einzelnen Vorgängen oder Schritten des dargestellten
Verfahrens an den Übergängen gemäß den Hilfslinien 901, 902, 903, 904, 905 und 906,
sondern geschieht allmählich
während
der Durchführung des
entsprechenden Vorgangs oder Verfahrensschritts und ist erst am
Ende dieses Vorgangs oder Verfahrensschritts abgeschlossen.
-
Die
in 3 dargestellte Atmosphärendruckplasmadüse 51 eignet
sich für
den Einsatz in der Plasmabehandlungsvorrichtung 50 zur
Aktivierung der Druckoberfläche 7.
Die Düse 51 weist
eine Edelstahlfassung 52 mit einer zentralen Durchführung für ein Prozessgas,
z. B. Luft oder Sauerstoff auf.
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In
der zentralen Durchführung 53 sind
ringförmige
Plasmaelektroden angeordnet, die mit einer Hochspannung derart beaufschlagt
werden, dass sich ein Plasma ausbildet, welches aus einer Öffnung in
einem Mundstück 56 austritt
und direkt auf die Druckoberfläche 7 auftrifft.
-
Die
dargestellte Düse 51 kann
in axialer Richtung über
die Druckoberfläche 7 geführt werden, während der
Druckformzylinder 2 eine synchronisierte Drehbewegung ausführt, derart,
dass die gesamte Oberfläche
der Druckoberfläche 7 in
einem scannenden Verfahren von dem Atmosphärendruckplasma 7 überstrichen
wird und sowohl eine Löschung
eines latenten Sujets als auch eine Aktivierung in Vorbereitung
der Belegung mit amphiphilen Molekülen erfährt.
-
- 1
- Druckwerk
- 2
- Druckformzylinder
- 3
- Übertragungszylinder
- 4
- Gegendruckzylinder
- 5
- Bedruckstoff
- 6
- Druckspalt
- 7
- Druckoberfläche
- 8
- Spalt
- 10
- Feuchtwerk
- 20
- Farbwerk
- 30
- Reinigungsvorrichtung
- 40
- Vorrichtung
zum mechanischen Abtragen
- 50
- Plasmabehandlungsvorrichtung
- 51
- Düse
- 52
- Edelstahlfassung
- 53
- Zentrale
Durchführung
- 54,
55
- Ringförmige Plasmaelektrode
- 56
- Mundstück
- 57
- Atmosphärendruckplasma
- 60
- Beschichtungsvorrichtung
- 70
- Bebilderungsvorrichtung
- 100
- Feuchten
- 200
- Einfärben
- 300
- Reinigen
- 310
- Waschen
- 320
- Trocknen
- 400
- Mechanisches
Abtragen
- 410
- Auftragen
- 420
- Abrasives
Behandeln
- 421
- Chemisches
Behandeln
- 422
- Lösendes Behandeln
- 430
- Waschen
- 440
- Trocknen
- 500
- Plasma-Behandeln
- 600
- Beschichten
- 610
- Auftragen
- 620
- Trocknen
- 700
- Laserbebildern
- 800
- Abdrucken
- 901 – 906
- Hilfslinien
- 910
- Skala
- 911
- Hydrophiler
Zustand
- 912
- Hydrophiler/hydrophober
Zustand
- 913
- Hydrophober
Zustand
- 920 – 926
- Oberflächeneigenschaft
- A
- Drucken
- B
- Regenerieren
- B1
- Reinigen
- B2
- Initialisieren
- C
- Bebildern