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Die Erfindung betrifft eine Farbauftragswalze für eine Druckmaschine, gemäß Anspruch 1 und eine Druckmaschine mit einem Farbwerk, gemäß Anspruch 11.
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Druckmaschinen und Farbauftragswalzen der hier angesprochenen Art sind bekannt (
DE 37 04 433 C2 ). Die Farbauftragswalze ist Teil eines Druckwerks, beispielsweise eines Nassoffset-Druckwerks, in dem auf die Farbauftragswalze Farbe und auf eine Druckform, beispielsweise Plattenzylinder, ein Feuchtmittel zur Separierung der druckenden und nichtdruckenden Partien auf der Druckform aufgebracht werden. Insbesondere bei Kurzfarbwerken besteht die Gefahr, dass das Feuchtmittel, das systembedingt kontinuierlich von der Druckform über die Farbauftragswalze in das Farbwerk gelangt und sich dort ansammelt. Dadurch kann die Farbübertragung von Walze zu Walze gestört werden, was sich zunächst in einer schwankenden Farbdichte wiederfindet und bis zu einem Zusammenbruch des Offsetprozesses führen kann. Dies trifft insbesondere für kurze Anilox-Farbwerke zu, bei denen die Farbe durch ein Rasterwalze-Kammerrakel-System dosiert wird. Zur Erhöhung der Austrittsrate von Feuchtmittel aus der Emulsion im Farbwerk ist es bekannt, zusätzliche Reiterwalzen einzusetzen, um die Anzahl der Spaltstellen zu erhöhen. Dies führt jedoch dazu, dass bei Kurzfarbwerken die völlige Schablonierfreiheit zerstört wird.
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Bei der Materialauswahl für den Walzenbezug sind enge Grenzen gesetzt, da dieser immer elastisch sein muss, um die Farbe auf die harte Druckform auftragen zu können. Bekannte Auftragswalzen umfassen einen Grundkörper, auf den Gummi aufvulkanisiert wird. Anschließend werden durch Schleifen die zylindrische Form und die Maßhaltigkeit der Farbauftragswalze hergestellt. Das geschliffene Gummi weist eine relativ hohe Oberflächenrauhigkeit und somit ein schlechtes hydrophobes, also wasserabstoßendes Verhalten auf.
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In
DE 137677 C ist eine Auftragswalze beschrieben, deren Inneres elastisch ist und die eine Oberflächenhaut aus z. B. Kupfer aufweist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Farbauftragswalze der eingangs genannten Art zu schaffen, die verbesserte hydrophobe Eigenschaften aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Druckmaschine zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und bei der der Eintrag des Feuchtmittels in das Farbwerk gegenüber bekannten Druckmaschinen zumindest reduziert ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Farbauftragswalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine – umfangsseitig vorgesehene – äußere hydrophobe Schicht und eine darunter angeordnete elastische Schicht aufweist. Die äußere Schicht ist damit äußerst wasserabstoßend, kann aber noch sehr gut Farbe transportieren. Für die äußere Schicht können extrem wasserabweisende Materialien eingesetzt werden, die gegebenenfalls eine nur geringe Elastizität aufweisen und grundsätzlich auch Feststoffcharakter besitzen können. Die gewünschten Eigenschaften des Farbwalzenmantels, nämlich elastisch und wasserabstoßend, werden also auf zwei aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Schichten aufgeteilt. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann der Eintrag von Feuchtmittel in ein Farbwerk zumindest reduziert, vorzugsweise vollständig oder im Wesentlichen vollständig verhindert werden. Die Farbauftragswalze weist keine Vertiefungen, beispielsweise Rillen oder Näpfchen auf, die das Druckbild im sichtbaren Bereich beeinflussen könnten.
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In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die hydrophobe Schicht aus mindestens einem nicht elastischen, insbesondere festen Material besteht und zumindest so dünn ist, dass sie eine gewünschte Flexibilität aufweist. Das Oberflächenmaterial der Farbauftragswalze, also die mit der Farbe in Kontakt tretende äußere Schicht, kann aus dem Bereich der Festkörper kommen, wobei sie mittels geeigneter Fertigungs- beziehungsweise Bearbeitungsverfahren vor oder nach dem Aufbringen auf die Farbauftragswalze so bearbeitet werden kann, dass die mit der Farbe in Kontakt kommende Fläche eine nur geringe Oberflächenrauhigkeit aufweist. Da allein schon mit zunehmender Glattheit, also verringerter Oberflächenrauhigkeit, die Hydrophobie der äußeren Schicht zunimmt, kann allein hierdurch schon das hydrophobe Verhalten der Farbauftragswalze gegenüber bekannten Farbauftragswalzen verbessert werden. Die äußere Schicht, die vorzugsweise relativ hart und fest ist, ist so dünn, dass sie wenigstens Mikroverformungen im Kontaktbereich zwischen der Farbauftragswalze und einer Druckform, beispielsweise einem Plattenzylinder, mitmacht. Die feste hydrophobe Schicht ist also so weit verformbar beziehungsweise biegsam, dass sie sich im Spalt zwischen der Farbauftragswalze und der Druckform an diese anschmiegt; eine flächige Anlage der Farbauftragswalze an der Druckform ist also ohne weiteres realisierbar.
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Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Farbauftragswalze, bei der die hydrophobe Schicht so dick ist, dass die Oberflächenstruktur der darunterliegenden Schicht beziehungsweise der darunterliegenden Schichten nicht durchdrückt. Die Oberflächenrauhigkeit der zumindest unmittelbar darunterliegenden Schicht kann daher relativ hoch sein. Dadurch ist eine Reduzierung der Herstellungskosten der Farbauftragswalze möglich.
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In bevorzugter Ausführungsform der Farbauftragswalze ist vorgesehen, dass die hydrophobe Schicht mindestens einen Kunststoff aufweist oder aus diesem besteht. Grundsätzlich sind hierfür verschiedenste Kunststoffe besonders gut geeignet, insbesondere die, die eine niedrige Oberflächenspannung und dabei noch einen extrem geringen polaren Anteil aufweisen. Bei Dicken von wenigen Hundertsteln Millimeter hält/halten die Kunststoffschicht(en) den Verformungen im Walzenspalt und den in der Praxis auftretenden Beanspruchungen über eine genügend lange Zeit Stand. Sie ist/sind aber so schmiegsam, dass die Farbübertragung im Walzenspalt nicht gestört wird.
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In bevorzugter Ausführungsform der Farbauftragswalze ist vorgesehen, dass die hydrophobe Schicht ein vor dem Aufbringen auf die Farbauftragswalze vorgeformter Walzenbezug oder Walzenaufzug ist. Der Walzenbezug kann beispielsweise eine dünne Folie sein, die vor dem Aufbringen auf die Farbauftragswalze entsprechend bearbeitet ist, damit sie eine nur geringe Oberflächenrauhigkeit aufweist. Als Walzenbezug kann beispielsweise ein vorzugsweise sehr dünner Schrumpfschlauch eingesetzt werden, der über die Farbauftragswalze gestreift wird und sich beispielsweise durch einmaliges Aufbringen von Hitze zusammenzieht und dadurch fest auf der Walze sitzt. Der Vorteil hierbei ist, dass der Schlauch vorzugsweise keine Naht aufweist, die sich auf dem Druckbild wiederfinden könnte. Der Walzenbezug und der Walzenaufzug weisen den Vorteil auf, dass sich deren Oberflächenrauhigkeit durch die externe Herstellung der hydrophoben Schicht aufgrund effektiver Bearbeitungs-/Herstellungsverfahren minimieren lässt. Beispielsweise kann die hydrophobe Schicht durch Schleifen auf einem festen Untergrund, durch Extrusion und Recken von Folien und dergleichen bearbeitet beziehungsweise hergestellt werden.
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Die von einem Walzenbezug oder Walzenaufzug gebildete hydrophobe Schicht kann unlösbar mit der darunterliegenden Schicht verbunden sein, beispielsweise indem sie aufgeklebt, aufgeschrumpft oder mittels eines Beschichtungsverfahrens aufgebracht wird. Ein vorteilhaftes Beschichtungsverfahren ist die Plasmabeschichtung, bei der eine wenige Nanometer dünne Schicht aus einem Kunststoff oder aus mehreren Kunststoffen aufgetragen werden kann.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die hydrophobe Schicht lösbar mit der Farbauftragswalze verbunden ist, beispielsweise indem sie auf die Farbauftragswalze aufgespannt ist. Dies ermöglicht einen relativ einfachen Austausch der hydrophoben Schicht. Ferner ist eine Beeinflussung der Spannkraft möglich.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Druckmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11 vorgeschlagen. Diese umfasst ein Farbwerk, das eine mit einer Druckform zusammenwirkende Farbauftragswalze gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 umfasst. Die Druckmaschine zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus und weist darüber hinaus eine hohe Funktionssicherheit, insbesondere bei der Farbübertragung von der Auftragswalze zur Druckform, auf.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 bis 4 jeweils einen Ausschnitt einer Druckmaschine mit einem Ausführungsbeispiel einer Farbauftragswalze.
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Die im Folgenden beschriebene Druckmaschine 1 ist allgemein einsetzbar. Rein beispielhaft wird davon ausgegangen, dass es sich hier um eine Offset-Druckmaschine handelt.
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1 zeigt einen Ausschnitt der Druckmaschine 1 in Seitenansicht, nämlich einen Teil eines Kurzfarbwerks 3, das auch als Anilox-Farbwerk bezeichnet wird, und einen Teil eines Druckwerks 5. Das Kurzfarbwerk 3 umfasst eine Rasterwalze 7 (Aniloxwalze), die an ihrer Umfangsfläche 9 mit Vertiefungen 11 versehen ist, die in bekannter Weise mit Farbe gefüllt werden. Mit Hilfe einer hier lediglich schematisch dargestellten Kammerrakel 13 wird die Umfangsfläche 9 der Rasterwalze 7 abgerakelt. Der Aufbau und die Funktion des Kurzfarbwerks 3 sind bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
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Das Druckwerk 5 umfasst eine mit der Rasterwalze 7 zusammenwirkende Farbauftragswalze 15, eine hier von einem harten Plattenzylinder 17 gebildete Druckform 19 sowie einen Gummizylinder 21, der das Druckbild auf einen Bedruckstoff 23 überträgt. Der Bedruckstoff 23 kann ein Bogen oder eine kontinuierliche Bahn sein.
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Die Druckmaschine 1 umfasst ferner ein in 1 nicht dargestelltes Feuchtwerk zum Aufbringen eines Feuchtmittels auf die Druckform 19. Der Aufbau und die Funktion des Feuchtwerks sind bekannt, so dass auf eine nähere Erläuterung verzichtet wird.
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Die Farbauftragswalze 15 umfasst einen Grundkörper 25, der hier einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Der Grundkörper 25 wird hier von einem Vollzylinder gebildet und kann beispielsweise auch rohr- oder trommelförmig ausgebildet sein.
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Auf den aus einem festen, vorzugsweise nicht elastischen Material bestehenden Grundkörper 25 ist eine elastische Schicht 27 aufgebracht, die vorzugsweise aus einem oder mehreren Elastomeren oder Kautschuk besteht. Die elastische Schicht 27 weist also gummielastische Eigenschaften auf und kann mit dem Grundkörper 25 fest verbunden sein, beispielsweise durch aufvulanisieren, kleben oder aufschrumpfen.
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Auf die elastische Schicht 27 ist eine hydrophobe, also wasserabstoßende Schicht 29 aufgebracht, die fest auf der elastischen Schicht 27 haftet. Die hydrophobe Schicht 29 besteht vorzugsweise aus mindestens einem Kunststoff, der keine eigenelastischen Eigenschaften aufweist und darüber hinaus vorzugsweise eine Oberflächenspannung von 40 mN/m und einen polaren Anteil von < 1 mN/m aufweist. Die hydrophobe Schicht 29, die die äußere Umfangsfläche 31 der Farbauftragswalze 15 bildet, auf die die Farbe von der Rasterwalze 7 übertragen wird, weist eine nur sehr geringe Dicke auf, die beispielsweise nur einige zehntel, vorzugsweise nur wenige Hundertstel Millimeter oder gegebenenfalls nur einige wenige Nanometer betragen kann. Die hydrophobe Schicht 29 ist in jedem Fall nur so dünn, dass sie eine ausreichende Flexibilität besitzt und sich an den Umfang der Rasterwalze 7 beziehungsweise des Plattenzylinders 17 anschmiegt, wie in 1 dargestellt. Die Umfangsfläche 31 der Farbauftragswalze 15 weist eine nur geringe Oberflächenrauhigkeit auf, das heißt, sie ist sehr glatt und weist vorzugsweise keine Rasterung oder sonstige Muster auf.
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Die in 1 dargestellte Farbauftragswalze 15 weist aufgrund ihrer erfindungsgemäßen Ausgestaltung einen mehrschichtigen Walzenmantel mit elastischen Eigenschaften auf, obwohl die äußere hydrophobe Schicht 29 aus einem Festkörpermaterial hergestellt ist und entsprechend hart sein kann. Da die hydrophobe Schicht 29 nur sehr dünn ist, lässt sie sich in Richtung auf die Mitte der Farbauftragswalze 15 verformen, das heißt durchbiegen beziehungsweise eindrücken, wodurch die darunterliegende elastische Schicht 27 komprimiert wird und dadurch die hydrophobe Schicht 29 mit definierter Kraft an den Umfang der Rasterwalze 7 beziehungsweise an den des Plattenzylinders 17 andrückt. Nach dem Verlassen des zwischen der Farbauftragswalze 15 und der Rasterwalze 7 beziehungsweise dem Plattenzylinder 17 gebildeten Walzenspalts treten die elastische Schicht 27 und die hydrophobe Schicht 29 in ihre Ausgangsform zurück, wobei hier die hydrophobe Schicht 29 von der sich entspannenden elastischen Schicht 27 nach außen gedrückt wird.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die hydrophobe Schicht 29 mittels eines Plasmabeschichtungsverfahrens auf die elastische Schicht 27 aufgebracht. Die aus einem oder mehreren Kunststoffen bestehende Schicht 29 kann daher eine Dicke von wenigen Nanometern aufweisen. Bei einem anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die hydrophobe Schicht 29 von einem dünnen Walzenaufzug, der eine Schlauchform aufweist, gebildet ist. Dieser wird über die Farbauftragswalze 15 gestreift, wodurch ein nahtloses Verbinden der Schicht 29 mit der Farbauftragswalze 15 möglich ist. Die Haftung zwischen den Schichten 27 und 29 kann ausschließlich reibschlüssig sein. Sofern der Walzenaufzug als Schrumpfschlauch ausgebildet ist, wird dieser nach dem Aufbringen auf die Farbauftragswalze durch einmaliges Erhitzen zusammengezogen. Den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass die hydrophobe Schicht 29 nahtlos ist und daher eine Beeinflussung des Druckbildes ausgeschlossen werden kann. Es kann daher – wie in 1 dargestellt – ein Plattenzylinder 17 eingesetzt werden, der umfangsseitig geschlossen ist, also keinen Plattenkanal oder sonstige Vertiefungen oder Unterbrechungen aufweist.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Farbauftragswalze 15. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird. Der mit der Farbauftragswalze 15 zusammenwirkende Plattenzylinder 17 weist hier einen Plattenkanal 33 auf, an dem nicht gedruckt werden kann. Die von einer dünnen Folie gebildete hydrophobe Schicht 29 kann daher auf die Farbauftragswalze 15 beziehungsweise die elastische Schicht 27 aufgeklebt werden. Die beiden Enden der hydrophoben Schicht 29 können im Bereich einer Nahtstelle 35 einander überlappen, wie in 2 dargestellt, oder Stoß an Stoß liegen. Bei den Ausführungsbeispielen, bei denen die hydrophobe Schicht 29 eine Nahtstelle aufweist, ist vorgesehen, dass die Farbauftragswalze 15 und der Plattenzylinder 17 gleiche Durchmesser aufweisen und synchron laufen, so dass die Nahtstelle im Kontaktbereich zwischen der Farbauftragswalze 15 und dem Plattenzylinder 17 im Plattenkanal 33 liegt und somit nie in einen druckbaren Bereich fällt. Für das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der hydrophoben Schicht 29 eignen sich besonders gut selbstklebende Folien.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Farbauftragswalze 15, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Die Farbauftragswalze 15 ist an ihrem Umfang unterbrochen und weist einen Kanal 37 auf, in dem Teile einer Spanneinrichtung 39 zum Aufspannen der sehr dünnen, als Folie ausgebildeten hydrophoben Schicht 29 auf die Farbauftragswalze 15 angeordnet sind. Während bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die elastische Schicht 27 auf den Grundkörper 25 fest aufgeklebt ist, werden die freien Enden der hydrophoben Schicht 29 jeweils auf eine im Kanal 37 angeordnete Spannrolle 41 beziehungsweise 43 so weit aufgewickelt, dass die hydrophobe Schicht 29 unverrutschbar an der elastischen Schicht 27 anliegt. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Spannung der hydrophoben Schicht 29 einstellbar ist. Die Spanneinrichtung 39 kann identisch aufgebaut sein, wie eine bekannte Spanneinrichtung für ein Gummituch einer bekannten Farbauftragswalze.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die hydrophobe Schicht 29 in einfacher Weise austauschbar.
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4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Farbauftragswalze 15, das sich von dem anhand der 3 beschriebenen dadurch unterscheidet, dass die hydrophobe Schicht 29 fest auf die elastische Schicht 27 aufgeklebt ist. Dies kann außerhalb des Druckwerks 5 manuell oder vorzugsweise maschinell erfolgen. Dann werden die beiden Schichten 27, 29 gemeinsam, lösbar auf den Grundkörper 25 aufgebracht und mittels der Spanneinrichtung 39 gespannt.
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Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsvariante der anhand der 3 und 4 beschriebenen Farbauftragswalze 15 ist vorgesehen, dass sowohl für die elastische Schicht 27 als auch für die hydrophobe Schicht 29 jeweils eine separate Spannvorrichtung 39 mit vorzugsweise jeweils zwei Spannrollen 41, 43 vorgesehen ist, so dass die beiden Schichten 27, 29 vorab nicht miteinander verbunden werden müssen oder die elastische Schicht 27 nicht auf den Grundkörper 25 aufgeklebt werden muß.
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Bei einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Spanneinrichtung 39 vorgesehen, die insgesamt drei Spannrollen umfasst, wobei die elastische Schicht 27 und die hydrophobe Schicht 29 an einer Kante von einer Spannrolle zusammengehalten und aufgerollt werden, während die jeweils anderen Kante der Schichten 27, 29 jeweils von einer der beiden anderen Spannrollen gehalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
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- 3
- Kurzfarbwerk
- 4
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- 5
- Druckwerk
- 6
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- 7
- Rasterwalze
- 8
-
- 9
- Umfangsfläche
- 10
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- 11
- Vertiefungen
- 12
-
- 13
- Kammerrakel
- 14
-
- 15
- Farbauftragswalze
- 16
-
- 17
- Plattenzylinder
- 18
-
- 19
- Druckform
- 20
-
- 21
- Gummizylinder
- 22
-
- 23
- Bedruckstoff
- 24
-
- 25
- Grundkörper
- 26
-
- 27
- elastische Schicht
- 28
-
- 29
- hydrophobe Schicht
- 30
-
- 31
- Umfangsfläche
- 32
-
- 33
- Plattenkanal
- 34
-
- 35
- Nahtstelle
- 36
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- 37
- Kanal
- 38
-
- 39
- Spanneinrichtung
- 40
-
- 41
- Spannrolle
- 42
-
- 43
- Spannrolle
