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Vorrichtung zum Bedrucken von Flachmaterial, insbesondere von Papierbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bedrucken von Flachmaterial,
insbesondere Papierbahnen u. dgl.
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Es ist bereits eine Schablonendruckvorrichtung bekannt, bei der eine
flache, sogenannte Tiefdruckschablone außen auf einer farbdurchlässigen Hohlzylinderwalze
festliegend aufmontiert ist. Die Druckfarbe wird dabei vom Walzeninneren aus über
eine dort vorgesehene Hebewalze und mehrere an der Walzeninnenseite elastisch anliegende
Verreiberwalzen verteilt und an die Innenseite der Hohlzylinderwalze abgegeben.
Von dort wird die Druckfarbe mittels einer elastischen Gegendruckwalze durch die
Poren der Hohlzylinderwalze hindurch unter die Tiefdruckschablone und mittels Gegendruck
zwischen die Rasterstege in die Schablonenöffnungen hineingedrückt. Aus diesen wird
dann die Farbe durch eine an der Hohlzylinderaußenseite anliegende, mit der im Zylinderinneren
angebrachten Walze einen Druckspalt bildende Gegendruckwalze auf das zu bedruckende
Flachmaterial übertragen. Bei dieser bekannten Druckvorrichtung wird der eigentliche
Farbtransport durch die beiden zusammenwirkenden Gegendruckwalzen ausgeführt, welche
zwischen sich den Hohlzylinderwalzenmantel nebst Druckschablone und Flachmaterial
aufnehmen. Die Hohlzylinderwalze selbst braucht aus diesem Grunde nicht drucksteif
gelagert und konstruiert zu sein, was sogar im Interesse eines gleichmäßigen Gegendruckes
von Nachteil wäre. Bei dieser bekannten Druckvorrichtung sind relativ komplizierte
Einrichtungen zur Farbzufuhr und zur Farbverteilung notwendig.
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Um all diese Nachteile zu vermeiden, schlägt die Erfindung, ausgehend
von einer Vorrichtung der bezeichneten Art, vor, eine poröse Hohlzylinderwalze aus
einem durchgehend drucksteifen, die Druckfarbe gleichmäßig verteilenden Material
vorzusehen und die verwendete Druckfarbe, die aus dem Zylinderinneren durch kapillare,
zentrifugale und pneumatische Kräfte in die Schablonenöffnungen gelangt, derart
flüssig zu wählen, daß sie aus den Schablonenöffnungen nicht von selbst ausfließt.
Vorzugsweise wird dabei eine unter normalen Temperaturverhältnissen (Zimmertemperatur)
feste und erst durch Erwärmung dünnflüssig werdende Druckfarbe verwendet, und es
ist zu diesem Zweck im Inneren der porösen Hohlzylinderwalze eine Farbheizvorrichtung
angeordnet.
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Es ist bei einer anders gearteten Rotationsdruckvorrichtung zwar bereits
bekannt, eine Hohlzylinderwalze aus einem formfesten, farbdurchlässigen, homogen-porösen
Material, wie gebrannten Ton oder Porzellan, vorzusehen. Bei dieser bekannten Vorrichtung
wird jedoch die Druckfarbe in einem stetigen Gleichstrom durch die ihr verliehenen
inneren Spannungen preßdrucklos aus dem Walzeninneren auf das zu bedruckende Material
übertragen, und es ist hier keine Gegendruckwalze zum Farbtransport vorgesehen.
Es ist daher erforderlich, daß das zu bedruckende Material die Hohlzylinderwalze
völlig umschlingt oder doch zumindest an den freiliegenden Walzenbereichen Einrichtungen
wie Gebläse od. dgl. vorgesehen sind, damit ein Ausfließen der Druckfarbe verhindert
wird. Diese bekannte Vorrichtung unterscheidet sich daher grundsätzlich von dem
der Erfindung zugrunde liegendem Prinzip.
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Mit der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung läßt sich eine gute Druckqualität
vor allem auch bei Mehrfarbendrucken erreichen. Da gegenüber dem Tiefdruck etwas
dickere und schnell aushärtende oder trocknende Farben verwendet werden können,
ergibt sich die Möglichkeit, auch rauhe Papiere wie Zeitungspapier mit hervorragender
Qualität zu bedrucken. Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung
möglich, durch geeignete Schablonenausbildung eine sehr originalgetreue Bildwiedergabe
ohne Tonwertverluste und ohne Kopieren eines Rasters zu erhalten. Die erfindungsgemäße
Druckvorrichtung kann außerdem auf sehr einfache und billige Weise hergestellt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen
Druckvorrichtung für Einfarbendruck; F i g. 2 zeigt im Längsschnitt einen bei einer
Vorrichtung nach F i g. 1 angewendeten Druckzylinder;
F i g. 3,
4 und 5 zeigen mögliche Ausführungsformen für die Mantelfläche des Druckzylinders;
F i g. 6 zeigt die Ausbildung einer Mehrfarbendruckvorrichtung unter Anwendung der
erfindungsgemäßen Druckwalzen.
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In F i g.1 ist schematisch die Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen
Druckvorrichtung für Einfarbendruck gezeigt. Die zu bedruckende Papierbahn 1 wird
von einer Vorratsrolle 2 dem eigentlichen Druckwerk 3, bestehend aus einer die Druckschablone
4 tragenden Hohlzylinderwalze 5 sowie einer damit unter Bildung eines Druckspaltes
zusammenwirkenden Gegendruckwalze 6, zugeführt. Der Antrieb der Walzen kann mittels
einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung durch ein Zahnrad 7 über zu beiden Seiten
der Gegendruckwalze 6 angebrachte Zahnkränze erfolgen, die ihrerseits mit Zahnkränzen
3 am Druckzylinder 5 kämmen. Die Hohlzylinderwalze 5 ist in F i g. 2 im Längsschnitt
im Detail schematisch dargestellt. Sie besteht aus einem geeigneten Gerüstunterbau
10 und ist auf einer vorzugsweise feststehend angeordneten Welle 11 drehbar gelagert.
Auf diesem Gerüstunterbau 10 ist eine drucksteife poröse Materialschicht
12 aufgebracht, die ihrerseits die Druckschablone 4 trägt. Diese Materialschicht
könnte z. B. durch eine Gitterkonstruktion gebildet sein, wie dies in F i g. 3 gezeigt
ist, derart, daß mehrere nach außen hin feiner werdende gegeneinander verschrägt
angeordnete Siebe 20 drucksteif aufeinandergeschichtet werden. Sie könnte
aber auch gemäß F i g. 4 aus porösen homogenen Massen 23 aus Metall, Keramik, anderen
anorganischen Massen oder aber Kunststoffen bestehen. Wenn die poröse Materialschicht
so stabil ist, daß sie selbst die Druckkräfte aufzunehmen vermag, kann selbstverständlich
auch das Gerüst 10 entfallen. Es genügt für diesen Fall, daß geeignete Lager
vorgesehen sind, auf welchen die selbsttragende zylinderförmige Schicht aufgeschoben
oder befestigt ist. Die poröse Schicht könnte auch durch mehrere Lagen verschiedenen
Feinheitsgrades oder verschiedener Stabilität bestehen. So könnte z. B. auf der
Oberfläche einer Schicht 23 nach F i g. 5 eine besonders feinporöse und widerstandsfähige
Schicht 24 zur Veredelung aufgebracht sein.
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Das Druckbild kann auf der Oberfläche der drucksteifen Materialschicht
auf verschiedene Weise ausgebildet werden. So könnte beispielsweise eine übliche
Druckschablone, wie vom Siebdruck her bekannt, auf der Oberfläche der porösen Materialschicht
aufgebracht sein. Es könnte jedoch auch eine Druckschablone innerhalb der eigentlichen
porösen Materialschicht selbst ausgebildet sein. Beispielsweise könnte die Porosität
der obersten Materialschicht erst durch bildäquivalente Ätzung erzeugt werden oder
bereits vorhandene Poren einer Materialschicht könnten durch ein derartiges Behandlungsverfahren
geöffnet werden. Ferner ist es auch möglich, bereits vorhandene Poren eines entsprechenden
porösen Materials durch geeignete Kopierverfahren oder durch lichtäquivalentes Ausfällen
von Material mehr oder weniger zu verstopfen. Auf diese Weise ist die einfache Ausbildung
eines rasterlosen Druckbildes möglich, da hierbei keinerlei Raster od. dgl. erforderlich
sind.
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Der Druckvorgang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft folgendermaßen
ab: Im Inneren der Hohlzylinderwalze 5 ist die Druckfarbe eingebracht, die je nach
Porengröße, Dicke der Porösschicht und Größe der Förderkräfte derart flüssig ist,
daß sie in Richtung der Pfeile 21 nach F i g. 3 bis 5 die Porösschicht durchdringt
und in die Schablonenöffnungen gelangen kann. Aus diesen darf die Farbe jedoch nicht
ausfließen, sondern muß bis zum eigentlichen, tiefdruckähnlichen Druckvorgang möglichst
ortsfest gespeichert werden. Die farbtransportierenden Kräfte müssen deshalb der
Reibung der Farbe in der porösen Schicht plus der Kapillarwirkung der Schablonenöffnungen
entsprechen und dürfen letztere nicht übersteigen.
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Natürliche Förderkräfte sind die Kapillarwirkung der Porösschicht,
die die Farbe in die Porösschicht aufsaugt; eine weitere ist die beim Drehen des
Druckzylinders auftretende Zentrifugalkraft, die außerdem eine Verteilung der Druckfarbe
auf der Druckzylinderinnenseite bewirkt. Eine hinzutretende künstliche Förderkraft
kann durch einen Druckunterschied zwischen innen und außen des Zylinders erzeugt
werden. In F i g. 2 ist zu diesem Zweck eine Druckleitung 15 angedeutet, die mit
einer nicht gezeigten regelbaren Druckluftquelle verbunden ist. Mit diesem regelbaren
Überdruck läßt sich ebenso wie durch ein Verdünnen oder Verdicken der Farbe der
Farbauftrag regeln. Die Übergabe der Druckfarbe auf das Papier erfolgt dann durch
den Anpreßdruck, mit dem das Papier mittels der Gegendruckwalze an die Schablonenöffnungen
angepreßt bzw. in diese eingepreßt wird.
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Als Druckfarbe mit den geforderten Eigenschaften eignen sich bekannte
flüssige Farbzusammensetzungen, die eine derart abgestimmte Viskosität und Oberflächenspannung
besitzen, daß sie zwar die poröse Schicht durchdringen können, jedoch auf der Schichtoberfläche
möglichst ortsfest verweilen.
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Am vorteilhaftesten haben sich feste Farben erwiesen, die bei einer
bestimmten Temperatur, z. B. bei etwa 100° C oder mehr, schmelzen und deren Flüssigkeitsgrad
durch die Höhe der Temperatur geregelt werden kann. Auch ist das Ausfließen an der
Schablonenoberfläche vermeidbar, wenn die Außenhaut des Zylinders etwas kälter ist,
wodurch die Farbe in den oberen Bereichen der Schicht zähflüssiger wird. Die Anwendung
fester und durch Erwärmung dünnflüssig werdender Druckfarben gewährleistet auch,
daß die Farbe nach dem Aufdruck sofort erkaltet und so trocken und wischfest wird.
Damit wird ein Verschmieren des Druckes vermieden, und Wascharbeiten od. dgl. an
der Druckvorrichtung werden überflüssig.
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Die erfindungsgemäße Druckvorrichtung eignet sich besonders zum Ausbilden
von Mehrfarbendruckmaschinen. Eine entsprechend einfache Vorrichtung ist in F i
g. 6 schematisch gezeigt. Am Umfang eines Gegendruckzylinders 30 sind fünf erfindungsgemäße
Druckzylinder W, G, R, B und S angebracht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
durchläuft die Papierbahn 1 am Umfang des Gegendruckzylinders 30 zunächst den durch
die weiße Farbe aufdruckende Walze W gebildeten Druckspalt, anschließend den Druckspalt
des gelbdruckenden Zylinders G, dann den des rotdruckenden Zylinders R, und schließlich
den des blaudruckenden Zylinders B und den des schwarzdruckenden Zylinders S. Es
ist an sich nicht üblich, die Farbe Weiß zu verwenden. Da das erfindungsgemäße Druckverfahren
jedoch auch zum Bedrucken von schlechtem Papier wie Zeitungspapier
geeignet
ist, kann die Leuchtkraft der Bilder dadurch erheblich gesteigert werden. Damit
wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, auch Zeitungspapiere mit farbigen Bildern
in hervorragender Qualität zu drucken.
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Bei dieser Mehrfarbendruckanordnung, bei der die Papierbahn zwischen
den einzelnen Farbdruckzylindern am gemeinsamen Gegendruckzylinder 30 anliegt, ist
durch diese zwangsweise Papierführung ein Verschieben des Passers nicht zu befürchten.