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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Benetzen einer Druckträgeroberfläche mit einem Feuchtigkeitsfilm.
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Bei bekannten Druckverfahren, wie dem Offset-Druckverfahren, wird vor dem Auftragen von Farbe auf den Druckträger bzw. auf die Druckplattenoberfläche zunächst ein dünner Feuchtigkeitsfilm auf die Bereiche des Druckträgers aufgebracht, die nicht mit Farbe benetzt werden sollen.
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Dazu wird bei Offsetmaschinen ein Feuchtwerk zusammen mit einem Druckträger eingesetzt, der hydrophobe und hydrophile Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes aufweißt. Auf der Oberfläche eines Druckträgers sind also entsprechende Bereiche ausgebildet, die dem zu druckenden Druckbild entsprechen.
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Während des Druckvorganges werden die hydrophilen Bereiche des Druckträgers mit einem Feuchtigkeitsfilm benetzt und anschließend wird auf die hydrophoben Bereiche mit Hilfe einer Farbwalze die Farbe aufgebracht, die durch den Feuchtigkeitsfilm auf den hydrophoben Bereichen ausschließlich nur auf die Bereiche aufgebracht wird, die nicht mit dem Feuchtigkeitsfilm bedeckt sind. Nach dem Einfärben des Druckträgers wird schließlich das eingefärbte Druckbild auf das Trägermaterial, z.B. ein Papierbogen, übertragen.
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Zum Auftragen des Feuchtmittels sind verschiedene Verfahren bekannt. Das vorwiegend aus Wasser bestehende Feuchtmittel wird dabei meist mit Walzen, Bürsten, Düsen oder in ähnlicher Weise auf die erste Walze (Feuchtmittel-Übertragungszylinder) übergetragen und dann als Wasserfilm über alle Walzen gleichmäßig zur Druckplatte befördert. Durch die Verwendung mehrerer sich berührender Walzen, kann das Feuchtmittel gleichmäßig auf die Druckplatte aufgetragen werden.
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Das Feuchtmittel besteht zu 85 bis 98 Prozent aus Wasser und der Rest aus Zusätzen. Hierbei handelt es sich zumeist um Alkohol (IPA), der die Oberflächenspannung des Wassers verringert. Darüber hinaus befindet sich häufig noch ein Konditionierer im Feuchtmittel, der den pH-Wert und die Wasserhärte konstant hält, sowie Fungizide, um die Keimbildung im Feuchtwasserkreislauf zu verhindern.
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Feuchtwerke werden nach ihrer Bauart unterschieden. So werden in Offsetdruckmaschinen Hebefeuchtwerke, Filmfeuchtwerke oder Sprühfeuchtwerke eingesetzt. Aus dem Stand der Technik sind aber auch Bedampfungsvorrichtungen bekannt, mit denen der Druckträger mit Dampf befeuchtet werden kann.
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So ist in der
US 3,072,049 eine Bedampfungsvorrichtung offenbart, in der Dampf mittels eines beheizten Zylinders erzeugt wird und als befeuchtete Luft mittels eines Gebläses auf den Druckträger geblasen wird, um dort an den gewünschten Stellen einen Feuchtigkeitsfilm zu erzeugen. Über Strömungsführungsbleche kann die feuchte Luft relativ grob auf bestimmte Stellen des Druckträgers geleitet werden.
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Aus der
US 2,002,815 ist ebenfalls eine Bedampfungsvorrichtung bekannt. Hier wird befeuchtete Luft erhitzt und auf den Druckträger geblasen. Über einen Steuermechanismus kann der feuchte Luftstrom geregelt werden.
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Weiterhin ist aus der
EP 0 889 782 B1 ein Druckverfahren bekannt bei dem Wasserdampf mittels einer Heizleiste unmittelbar über der Druckplatte erzeugt wird um einen Druckträger zu benetzen.
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Die Druckverfahren beruhen alle darauf, dass zum erzeugen des dünnen Feuchtigkeitsfilms auf der Oberfläche des Druckträgers anstelle der Verwendung von Auftragswalzen oder Sprühvorrichtungen Wasserdampf auf die hydrophilen Bereiche des Druckträgers gebracht wird. Auch hier ist die Oberfläche des Druckträgers, die mit Wasserdampf beaufschlagt wird, entsprechend den Strukturen des zu druckenden Druckbildes in hydrophobe und hydrophile Bereiche untergliedert.
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Bei Offsetdruckmaschinen sind die benötigten Feuchtigkeitsmengen oft sehr klein, und müssen an die Druckgeschwindigkeit angepasst werden. Dabei stoßen die Regelungen der bekannten Feuchtwerke schnell an ihre Grenzen. So müssen Flüssigkeitsdüsen sehr kleine Querschnitte aufweisen (Verstopfungsgefahr) und die Menge wird zum Teil getaktet übertragen, so dass der Feuchtigkeitsfilm mittels mehrerer Zylindernips vergleichmässigt werden muss. Zudem sind Zusätze zur Reduzierung der Oberflächenspannung erforderlich, um die gleichmäßige Filmbildung durch mehrere Nips zu gewährleisten.
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Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen mit dem/der die hydrophilen Bereiche der Druckträgeroberfläche zuverlässig befeuchtet werden können.
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Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie der Vorrichtung nach Anspruch 11 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Feuchtigkeitsfilm auf eine Druckträgeroberfläche mittels eines Dampfauftragsaggregats aufgetragen, wobei ein zugeführter Dampfstrom über die Druckträgerbreite innerhalb des Dampfauftragsaggregats verteilt wird, so dass der Dampf gleichmäßig durch Öffnungen im Dampfauftragsaggregat auf die zu befeuchtenden Flächen des Druckträgers geleitet wird. Die Befeuchtung kann somit direkt auf den Druckträger aber auch indirekt erfolgen.
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Dabei wird der bereitgestellte Druckträger, dessen Oberfläche entsprechende Strukturen des zu druckenden Druckbildes aufweißt, befeuchtet, wobei in einem nachfolgenden Schritt auf die Oberfläche Farbe aufgetragen wird, die an den nicht benetzten Stellen anhaftet und die von den benetzten Stellen nicht angenommen wird, wobei die Farbe anschließend von dem Druckträger auf ein Trägermaterial gedruckt wird.
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Durch die Verwendung von Dampf zum Befeuchten wird ein gleichmäßiger Feuchtigkeitsauftrag, auch von kleinsten Feuchtmittelmengen, erreicht, der in vorteilhafter Weise sehr einfach mittels eines Regelventils geregelt werden kann, so dass ein kontinuierlicher Feuchtigkeitsauftrag gewährleistet ist. Es werden keine Walzennips zur Vergleichmässigung des Feuchtigkeitsfilm benötig. Der Dampf kann zentral erzeugt werden, so dass die Menge sehr leicht an die Erfordernisse angepasst werden kann.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist es, dass die Auftragsmenge auf die Druckträgeroberfläche, in Bahnlängsrichtung, gezielt variiert werden kann. Dazu wird die Auftragsmenge mit definierter Frequenz individuell nach Vorgabe der Regelung variiert. Je nach Druckanforderungen kann so eine variable Feuchtigkeitsmenge auf die Druckplatte aufgetragen werden, so dass das Druckbild verbessern wird. Als Ventil kann beispielsweise ein Plattenankerventil verwendet werden, welches als getaktetes auf-zu Ventil die Dampfmenge regeln kann.
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Weiterhin kann der Dampf durch vergleichsweise große Austrittsöffnungen, im Gegensatz zu Sprühköpfen, aus dem Dampfauftragsaggregat austreten, wodurch das Auftragsaggregat sehr verschmutzungsunempfindlich wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Dampf auf eine Bedampfungswalze aufgetragen, so dass auf deren Oberfläche ein Feuchtigkeitsfilm entsteht, der anschließend auf die benetzbaren Stellen der Druckträgeroberfläche übertragen wird.
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Des Weiteren kann zwischen der Bedampfungswalze und dem Druckträger eine Auftragswalze angeordnet sein, mit der der Feuchtigkeitsfilm von der Bedampfungswalze auf die Druckträgeroberfläche übertragen wird. So kann die Bedampfungswalze derart ausgeführt sein, dass die Kondensation optimiert wird und die Auftragswalze derart ausgeführt werden, dass die Übertragung des Feuchtigkeitsfilms auf die Druckträgeroberfläche optimiert wird.
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Vorteilhafterweise kann die Auftragswalze und/oder Bedampfungswalze als Temperier- oder Kühlwalze, zur Steuerung oder Regelung der Temperatur und/oder Dampfmenge des Feuchtmittels, ausgeführt sein. Dadurch kann die bei der Kondensation frei werdende Energie abgeführt werden, die die Walze erwärmt und die Temperatur des Feuchtmittels kann so in vorteilhafter Weise an die Anforderungen für die Übertragung auf die Druckplatte entsprechend angepasst werden.
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Die Oberflächentemperatur der Auftragswalze wird auf eine Temperatur zwischen 5°C und 80°C, bevorzugt zwischen 10°C bis 25°C, geregelt. Dadurch kann das Feuchtmittel auf optimale Temperatur hinsichtlich Oberflächenspannung und Viskosität, und damit optimalem Auftrag auf die Druckplatte temperiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass zwischen der Bedampfungswalze und dem Druckträger neben der Auftragswalze mind. eine weitere Walze angeordnet ist, mittels der der Feuchtigkeitsfilm von der Bedampfungswalze auf die Druckträgeroberfläche übertragen wird. Die weitere Walze kann beispielsweise zur verbesserten Temperaturführung eingesetzt werden, so dass die Bedampfungswalze und die Auftragswalze thermisch voneinander getrennt sind.
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Die Auftragsmenge des Feuchtigkeitsfilms kann mittels Aktuatoren auf 0,05 g/m2 bis 1,5 g/m2, bevorzug auf 0,1 g/m2 bis 0,35 g/m2, geregelt werden, wobei der Dampfdruck im Dampfauftragsaggregat auf einen Wert zwischen 10 kPa bis 100 kPa geregelt wird. Die Aktuatoren werden vorzugsweise mit Pulsweitenmodulation oder Pulsfrequenzmodulation, mit einer Frequenz zwischen 5 Hz und 200 Hz, oder einer Kombination aus beidem angesteuert.
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Weiterhin vorteilhaft kann das Dampfauftragsaggregat in Zonen aufgeteilt sein, so dass die Dampfmenge in Maschinenquerrichtung geregelt werden kann. Dies ist besonders dann wichtig, wenn das Druckbild, über die Breite gesehen, unterschiedliche Feuchtmittelmengen erfordert macht. Die Feuchtmittelmengen jeder Zone, in Maschinenquerrichtung gesehen, kann vorzugsweise mittels Aktuatoren geregelt werden.
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Das erfindungsgemäße Dampfauftragsaggregat weißt vorzugsweise Öffnungen in Form von Bohrungen und/oder Schlitze auf, wobei die Bohrungen einen Durchmesser von 1 mm bis 4 mm und/oder die Schlitze eine Breite von 0,2 mm bis 2 mm haben. Durch diese Größe wird zuverlässig verhindert, dass die Öffnungen verstopfen.
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Die Anzahl der Bohrungen sollte zwischen 50–250 Stück pro Meter Druckplattenbreite betragen, um eine gleichmäßige Dampfverteilung zu gewährleisten.
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Des Weiteren kann das Dampfauftragsaggregat in mehrere Zonen aufgeteilt werden, die jeweils eine Breite zwischen 20 und 100 mm, vorzugsweise 30–60 mm, aufweisen und die über jeweils mindestens ein Aktuator geregeltes Ventil mit Dampf versorbar sind.
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Die wichtigsten Vorteile des Dampfauftrags sind:
- • Auftrag kleinster Feuchtigkeitsmengen in einem kontinuierlichen Sprühverfahren (kein Takten)
- • Verschmutzungsunempfindliche Auftragsaggregate
- • Leichte Regelung der aufzutragenden Feuchtigkeitsmenge in Bahnquerrichtung (CD-Richtung) und Bahnlängsrichtung (MD-Richtung)
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Benetzen einer Druckträgeroberfläche mit einem Feuchtigkeitsfilm
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2a–c weitere Ausführungsformen der Vorrichtung zum Benetzen einer Druckträgeroberfläche mit einem Feuchtigkeitsfilm
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Die in 1 gezeigte Ausführungsform zeigt vereinfacht ein Druckwerk 1 mit einer Druckplatte 2. In Drehrichtung gesehen ist auf der Umfangsfläche zuerst ein Dampfauftragsaggregat 6 und nachfolgend ein Farbwerk 10 angeordnet. Mit dem Dampfauftragsaggregat 6 werden in einem ersten Schritt die hydrophilen Bereiche der Druckträgeroberfläche 3 mit Dampf beaufschlagt, der auf diesen kondensiert und so einen Feuchtigkeitsfilm bildet. In einem zweiten Schritt wird Farbe auf die hydrophoben Bereiche der Druckträgeroberfläche 3 aufgebracht und anschließend kann die Farbe von dem Druckträger 2 auf ein Trägermaterial 5 gedruckt werden.
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Das Bedampfungsaggregat 6 wird über eine Dampfzuführleitung 11 mit heißem Dampf versorgt. Im Sinne der Erfindung können dem Dampf Zusätze beigemischt werden, so dass dieser zu 85 bis 98 % aus Wasser, bevorzugt >95%, und aus Zusätzen wie z.B. Alkohol (IPA), die die Oberflächenspannung des Wassers verringern, besteht. Darüber hinaus kann dem Dampf auch noch ein Konditionierer zugegeben werden, der den pH-Wert und die Wasserhärte konstant hält, sowie Fungizide, um die Keimbildung im Feuchtwasserkreislauf zu verhindern.
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Die Beimischungen können dem Dampf vor und/oder in dem Bedampungsagregat beigefügt werden, z.B. über separate, Aktuator geregelte Ventil zugeführt werden.
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In den 2a, b, c sind weitere Ausführungsformen zum Benetzen einer Druckträgeroberfläche 2 mit einem Feuchtigkeitsfilm 4 gezeigt. In diesen Ausführungen wird der Dampf indirekt auf die Druckträgeroberfläche 3 aufgetragen.
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Der Dampf wird dabei ganzflächig auf eine Auftragswalze 8 aufgetragen, zum Beispiel mit einer Auftragsmenge von 0,10 g/m2 bis 0,35 g/m2.
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In 2a ist die Bedampfungswalze 12 zugleich die Auftragswalze 8, die das Feuchtmittel, den kondensierten Dampf, an die Druckplatten 2 überträgt, so dass keine weiteren Walzen zur Vergleichmässigung des Auftrags erforderlich sind.
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In 2b ist zwischen der Bedampfungswalze 12 und der Druckplatte 2 eine Auftragswalze 8 als getrennte Einheit angeordnet. Dadurch kann die Bedampfungswalze 12 so ausgeführt sein, dass eine optimale Kondensation erfolgt, und die Auftragswalze 8 so ausgeführt sein, dass ein optimaler Übertrag des Feuchtmittels auf die Druckplatte 2 erfolgt.
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Die Bedampfungswalze 12 überträgt über einen Nip das Feuchtmittel auf die Auftragswalze 8, die das Feuchtmittel wiederum an die Druckplatten 2 überträgt.
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Die Auftragswalze 8 oder die Bedampfungswalze 12 oder beide gleichzeitig können zugleich eine Temperierwalze / Kühlwalze sein. Damit kann die für die Übertragung auf die Druckplatte 2 optimale Temperatur eingestellt werden, bevorzugt 10–25°C.
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3 zeigt eine weitere Variante, mit einer weiteren Walze 9, die zwischen Bedampfungswalze 12 und Auftragswalze 8 angeordnet ist. Dadurch kann die Bedampfungswalze 12 so ausgeführt sein, dass eine optimale Kondensation erfolgt, und die Auftragswalze 8 so ausgeführt sein, dass ein optimaler Übertrag des Feuchtmittels auf die Druckplatte 2 erfolgt. Dazwischen kann beispielsweise eine zusätzliche Walze als Kühlwalze 9 eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckwerk
- 2
- Druckplatte
- 3
- Druckplattenoberfläche
- 4
- Feuchtigkeitsfilm
- 5
- Trägermaterial
- 6
- Dampfauftragsaggregat
- 7
- Dampfstrom
- 8
- Auftragswalze
- 9
- weitere Walze
- 10
- Farbwerk
- 11
- Dampfzuführung
- 12
- Bedampfungswalze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3072049 [0008]
- US 2002815 [0009]
- EP 0889782 B1 [0010]
