DE19957453C1 - Verfahren zum Auftragen von hochviskoser Farbe bei einer Offset-Druckmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Farbwalze für ein Farbauftragssystem einer Druckmaschine, wobei die Farbwalze drehbar gelagert ist und an ihrer Mantelfläche Farbspeicheranordnungen aufweist, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist die Farbwalze einen Hohlraum zur Aufnahme von Farbe auf, und die Mantelfläche der Farbwalze besitzt eine Vielzahl von Durchtritten zum Hohlraum hin. DOLLAR A Einsatz für Offset-Druckmaschinen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von hoch­ viskoser Farbe bei einer Offset-Druckmaschine von einer Farb­ walze mit einem durch hochviskose Druckfarbe vollständig ge­ füllten und unter Überdruck stehenden Hohlraum auf eine Auf­ trags- oder Druckfläche.

Bekannte Farbauftragssysteme für eine Druckmaschine, insbe­ sondere für eine Offset-Druckmaschine, weisen mehrere Walzen wie insbesondere Farb-, Auftrags-, Reib-, Duktorwalzen usw. auf. wobei die vorliegende Erfindung im Speziellen eine Farb­ walze eines solchen Farbauftragssystems betrifft. Derartige Farbwalzen dienen zum Auftragen der Farbe auf eine Auftrags- oder Druckfläche, die entweder durch eine Auftragswalze oder direkt durch eine Druckform gebildet sein kann.

Bekannte Farbwalzen für Rotationsdruckmaschinen können als sogenannte Rasterwalzen ausgebildet sein, wie sie aus der EP 0 287 002 A2 bekannt sind. Die Mantelfläche dieser bekannten Farbwalze ist mit einer Vielzahl von Vertiefungen, Näpfchen genannt, versehen, die als Farbspeicheranordnungen zur Auf­ nahme der Farbe dienen, die von außen her über ein Kammerra­ kelsystem zugeführt wird.

Eine weitere Rasterwalze, die als Farbwalze dient, ist aus der EP 0 764 524 A2 bekannt. Die Rasterwalze wird von außen über ein Einfärbesystem mit Farbe versorgt.

Eine weitere Farbwalze ist aus der EP 0 559 076 A1 bekannt. Dort ist ebenfalls ein poröses Mantelrohr auf einer Hohlkör­ peranordnung drehbar gelagert, die aus drei koaxial ineinan­ dersitzenden Hohlzylindern gebildet ist, die jeweils mit Ra­ dialdurchtritten nach außen versehen sind. Hier wird die von innen zugeführte Farbe nach Art einer Rakelfunktion durch die Relativdrehung zwischen dem porösen Mantelrohr und dem entge­ gengesetzt drehenden äußeren Hohlzylinder in das poröse Mate­ rial des Mantelrohres eingebracht.

Beim Zeitungsdruck wird beispielsweise eine dünnflüssige Far­ be eingesetzt, wobei eine "vollkommene Aniloxwalze" einge­ setzt wird. Bei allen oben genannten Farbwalzen gibt es eine Rakelfunktion. Es ist aber unmöglich, eine dicke Farbe abzu­ rakeln, wenn die relative Geschwindigkeit zwischen einem Ra­ kel und der abgerakelten Fläche groß ist. Deswegen kann dicke Farbe insbesondere nur bei einer "langsamen" Duktorwalze ab­ gerakelt werden.

Ein poröses Mantelrohr, wie z. B. im Falle der EP 0 559 076 A1, ist ein großes Hindernis für eine Farbdurchführung, ins­ besondere bei dicker Farbe.

Bei allen bekannten Farbauftragssystemen erfordert die Zufüh­ rung der Farbe einen hohen konstruktiven Aufwand. Infolge en­ ger Vorgaben bezüglich Farbmenge und Änderung dieser Farbmen­ ge, Kontinuität des Farbauftrags auf die Druckform und weite­ rer Forderungen sind die bekannten Farbauftragssysteme rela­ tiv kompliziert aufgebaut. Dies gilt insbesondere auch für Offset-Druckmaschinen. Da insbesondere Farbauftragssysteme von Offset-Druckmaschinen eine Vielzahl von Walzen aufweisen, die aufeinander abrollen und demzufolge eine hohe Reibungs­ wärme entwickeln, müssen Farbwerktemperieranlagen eingesetzt werden, um eine konstante Temperatur der Farbe und der Farb- Wasser-Balance aufrechterhalten zu können, die die konstanten Eigenschaften der Farbe (Druckfarbe) gewährleistet. Um eine Unabhängigkeit zwischen Drucksujet und Farbschichtdicke zu erreichen, wird zudem eine elektronische Farbsteuerung, vor­ zugsweise eine Computersteuerung, benötigt, die insbesondere nach einem Druckformwechsel ein schnelles Weiterdrucken er­ laubt. Bei bekannten Farbwerken (Farbauftragssystemen) müssen zudem Kompromisse eingegangen werden. So soll das Farbwerk beispielsweise eine große Farbspeicherkapazität aufweisen, um einen gleichmäßigen und streifenfreien Farbfilm auf die Druckfläche, insbesondere die Druckform oder Druckplatte, zu übertragen. Andererseits soll so schnell wie möglich eine Re­ aktion auf Einstellungsänderungen erfolgen, um einen Makula­ turabfall zu vermeiden. Generell läßt sich sagen, je höher die Viskosität der Farbe, desto aufwendiger sind die Farbwer­ ke gestaltet. So können bei niederviskosen Farben noch "kur­ ze" Farbwerke eingesetzt werden, bei hochviskosen Farben hin­ gegen sind "lange" Farbwerke notwendig.

Aus der DE-AS 11 66 219 ist eine Offsetdruck-Farbwalze be­ kannt, deren Mantelfläche durch einen Kunststoffschlauch ge­ bildet ist, der mit Poren und ringförmigen Kraterwülsten ver­ sehen ist. Die ringförmigen Kraterwülste stützen sich mit ih­ ren Rändern jeweils beidseitig der Durchtrittsöffnungen auf dem Außenmantel des Walzenkörpers ab und dienen als Rück­ schlagventile, indem sie zwar das Strömen von Farbe vom Hohl­ raum durch die Durchtrittsöffnungen nach außen zulassen, je­ doch ein Zurückdrücken der Farbe nach innen verhindern. Le­ diglich Luft kann von außen nach innen gelangen, um den Volu­ menverlust im Inneren der Walze aufgrund des Austrittes der Farbe auszugleichen.

Die DE-AS 11 70 967 betrifft eine Farbzuführwalze, die Farbe auf zwei Übertragungswalzen aufbringt. Auf die eine Übertra­ gungswalze ist eine dickere Farbschicht aufgebracht als auf die andere Übertragungswalze. Innerhalb der Farbzuführwalze ist eine Maske vorgesehen, um eine bestimmte Anzahl von Durchtrittsbohrungen zu verschließen, wodurch die abzugebende Farbmenge bestimmbar ist. Die Durchtrittsbohrungen sind aus­ schließlich dazu da, durch Zentrifugalkräfte Farbe von innen nach außen zu führen.

Aus der DE 38 06 466 C2 ist eine Walze zur zonalen Druckdo­ sierung bekannt, wobei durch entsprechende Durchtrittsöffnun­ gen der Walze hindurch Druckluft geführt wird, um den außen liegenden, flexiblen Mantel der Walze an verschiedenen Stel­ len aufzuweiten und so zonalen Druck auf die benachbarte Wal­ ze zu übertragen.

Die DE-PS 816 104 betrifft eine Verteilungswalze für dünn­ flüssige, niederviskose Farbe. Die Verteilungwalze weist ei­ nen schwammförmigen Mantel auf, bei dem die Führung der dünn­ flüssigen Farbe durch Kapillarwirkung erfolgt.

Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der US-PS 3 923 936 be­ kannt, bei der einer Walze ebenfalls eine poröse Mantelstruk­ tur zugeordnet ist, durch die niederviskose Flüssigkeiten aufgrund von Kapillarkräften im Mantelbereich transportierbar sind.

Demzufolge ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine außergewöhnlich gute Druckqualität gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des einzigen Patentan­ spruches gelöst.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Farbwalze weist einen äußerst einfachen Aufbau auf, ist einfach herzu­ stellen und somit sehr kostengünstig. Die für das erfindungs­ gemäße Verfahren eingesetzte Farbwalze gewährleistet eine äu­ ßerst hohe und gleichbleibende Druckqualität, wobei sie sich sowohl für niederviskose als auch insbesondere für hochvisko­ se Farben eignet. Für letztere Farben kann die Farbwalze be­ sonders vorteilhaft in einer Offset-Druckmaschine eingesetzt werden. Denn durch den Einsatz der Farbwalze ist ein "kur­ zes", äußerst einfaches Farbwerk ausreichend, um dennoch de­ finierte, kontinuierliche Farbmengen auf die Auftragswalze oder direkt auf entsprechende Druckplatten eines Druckzylin­ ders zu übertragen. Auch bei ungünstiger Sujet-Aufteilung werden Farbflußstörungen auf der Auftragswalze oder bei den Druckplatten vermieden. Erfindungsgemäß werden zudem ledig­ lich äußerst kurze oder gar keine Maschinenrüstzeiten verur­ sacht. Die erfindungsgemäße Lösung revolutioniert die Offset- Drucktechnik. Als für die Erfindung geeignete Druckmaschinen sind insbesondere Rotationsdruckmaschinen, Bogen-Offset­ druckmaschinen oder Flexodruckmaschinen vorgesehen.

Vorzugsweise ist der Überdruck innerhalb der Farbwalze zwi­ schen 0 und 10 bar einstellbar. Durch das vollständige Aus­ füllen des Hohlraumes durch die Farbe wird ein ungewünschtes Hartwerden der Farbe verhindert.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht - in teilweise geschnittener Darstellung - eines Teiles eines Farb­ auftragssystems in Form eines Farbwerkes für eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Offset-Druckmaschine, mit einer auf das er­ findungsgemäße Verfahren abgestimmten Farbwalze Fig. 2 schematisch eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die Farbwalze nach Fig. 1, und

Fig. 3 in vergrößerter Schnittdarstellung den Ausschnitt im Berührungsbereich zwischen Farbwalze und Auftragswal­ ze nach Fig. 1.

Ein Farbauftragssystem in Form eines Farbwerkes für eine Off­ set-Druckmaschine nach Fig. 1 weist - in der Zeichnung von links nach rechts gesehen - eine Farbwalze 1 auf, die mit ei­ ner Auftragswalze 2 in Berührung steht, die wiederum relativ zu einem Druckformzylinder 3 abrollt. An der Auftragswalze 2 sind mehrere, in Fig. 1 zwei, im Durchmesser erheblich klei­ nere Changierreibwalzen 4 vorgesehen. Die Farbwalze 1 ist als Hohlzylinder ausgeführt und an ihren gegenüberliegenden Stirnbereichen mittels entsprechender Lagerungen um eine Drehachse 12 drehbar gelagert. Im Inneren der Farbwalze 1 ist somit ein rotationssymmetrischer Hohlraum 9 vorgesehen.

In einer Mantelfläche 5 der Farbwalze 1 ist gleichmäßig über den Umfang und die gesamte Breite der Farbwalze 1 verteilt eine Vielzahl von Durchtritten in Form von sehr kleinen Durchgangsbohrungen 6 vorgesehen, die die Außenseite der Man­ telfläche 5 radial mit dem Hohlraum im Inneren der Farbwalze 1 verbinden.

Wie anhand der Fig. 2 erkennbar ist, ist eine lediglich teil­ weise dargestellte Zuführeinrichtung 10 vorgesehen, um die Farbe in den Hohlraum 9 einzubringen. Da es sich bei der dar­ gestellten Rotationsdruckmaschine um eine Offset-Druckma­ schine handelt, wird durch die Zuführeinrichtung 10 eine hochviskose Farbe zugeführt. Der Zuführeinrichtung 10 ist in nicht näher dargestellter Weise eine Drucksteuerung zugeord­ net, durch die die Farbe in den Hohlraum 9 unter Druck zu­ führbar ist, wobei der Überdruck im Hohlraum 9 zwischen 0 und 10 bar einstellbar oder veränderbar ist. Die Zuführeinrich­ tung weist ein koaxial zur Drehachse 12 in den Hohlraum 9 hineinragendes Zuführrohr auf, das in einem stirnseitigen Schließteil der Farbwalze 1 positioniert ist. Gegenüberlie­ gend ist der Hohlraum 9 durch ein weiteres, nicht näher be­ zeichnetes stirnseitiges Schließteil verschlossen. Die beiden Schließteile dienen gleichzeitig zur Lagerung der Farbwalze. Die nicht näher dargestellte Drucksteuerung kann auch durch eine Regelelektronik ergänzt sein, um neben einer Steuerung auch eine Regelung zu erzielen. Derartige Drucksteuerungen sind grundsätzlich bekannt. Durch eine entsprechende Vorab­ druckverstellung kann die Farbmenge, die an die Auftragswal­ zen und damit automatisch auch an den Druckformzylinder abge­ geben werden soll, individuell und exakt eingestellt werden.

Auf der Mantelfläche 5 der Farbwalze 1 ist ein mehrlagiger Netzbezug 7, 8 aufgebracht. Wie anhand der Fig. 3 erkennbar ist, ist der Netzbezug beim dargestellten Ausführungsbeispiel fünflagig, wobei in den Fig. 1 und 2 aus Übersichtlichkeits­ gründen jeweils lediglich zwei Lagen dargestellt sind. Die Maschenweiten der radial übereinanderliegenden Lagen des Netzbezuges 7, 8 verringern sich radial gesehen von innen nach außen, so daß der Netzbezug mit den engsten Maschen die Außenfläche der Farbwalze und damit des Netzbezuges 7, 8 de­ finiert. Die äußerste Lage 8 des Netzbezuges 7, 8 sollte so kleine Maschen aufweisen, daß keine Spuren der Netzfäden am Druck erkennbar sind. Vorzugsweise sind die Maschenweiten Ma 50 µm oder kleiner. Die Durchmesser der Durchgangsbohrungen 6 liegen vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 und 2 mm. Die An­ zahl der Durchgangsbohrungen 6 sollte sehr hoch sein, wobei möglichst kleine Abstände zwischen den Druchgangsbohrungen 6 vorgesehen sein sollten. Grenzen werden hier zum einen durch die Herstellbarkeit und zum anderen durch die Anforderung an die Stabilität der Farbwalze 1 gesetzt. Bei guter Abstimmung zwischen den Maschenweiten und den Durchmessern der Durch­ gangsbohrungen ist es möglich, die zum Ausgleich dienenden Changierreibwalzen 4 entfallen zu lassen. Abhängig von dem jeweiligen speziellen Druckvorgang kann es aber notwendig sein, die Ausgleichswalzen, d. h. die Changierreibwalzen 4, in jedem Fall einzusetzen.

Falls die Abstände der Durchtritte, d. h. der Durchgangsboh­ rungen, zueinander und die Durchmesser der Durchtritte bei etwa 50 µm oder darunter liegen, kann auf einen zusätzlichen Netzbezug verzichtet werden. In diesem Fall dient direkt die Mantelfläche der Farbwalze zur Farbübertragung auf die Auf­ tragswalze oder die Druckform.

Der radial innerste Netzbezug 7 weist gegenüber der äußeren Maschenweite Ma eine relativ große Maschenweite Mi auf, die auch größer sein kann als der Durchmesser der Durchgangsboh­ rungen 6, wie anhand der Fig. 3 erkennbar ist. Der Netzbezug 7, 8 überzieht die Mantelfläche 5 der Farbwalze 1 einschließ­ lich aller Durchgangsbohrungen 6 vollständig.

Die Funktion des Farbauftrages von der Farbwalze 1 zur Auf­ tragswalze 2 ist nun wie folgt:

Durch den Druck und die Zentrifugalkräfte aufgrund der Rota­ tion der Farbwalze im Hohlraum 9 wird die Farbe über den ge­ samten Umfang der Farbwalze 1 gleichmäßig durch die Durch­ gangsbohrungen 6 hindurch und in den Netzbezug 7, 8 gedrückt. Somit befindet sich im Netzbezug eine etwa gleichmäßig hohe Farbschicht. In Folge der Adhäsionskräfte wird im Endsektor C des Berührungsbereiches A, B, C entsprechende Farbmenge von der Auftragswalze 2 mitgenommen. Von der Auftragswalze 2 nicht mitgenommene Farbe bleibt über einen Umlauf der Farb­ walze 1 bis in Sektor A des Berührungsbereiches außen auf dem Netzbezug. Beim Zusammenlaufen von Auftragswalze 2 und Farb­ walze 1 im Sektor A wird in einfacher Weise gemäß den Pfeil­ darstellungen der Farbe nach Fig. 3 die überschüssige Farbe nach innen zurückgedrückt, wobei sie bis in die Durchgangs­ bohrungen 6 und in den Hohlraum 9 der Farbwalze zurückge­ drückt wird. Dabei ergibt sich eine perfekt funktionierende Farbsteuerung, da lediglich der überschüssige Farbanteil zu­ rückgedrückt wird, so daß die äußeren Lagen des Netzbezuges immer gleichmäßig mit Farbe versehen bleiben. Somit kann nach dem mittleren Sektor B erneut die Farbmenge nach außen nach­ gedrückt werden (Sektor C), die in entsprechendem Anteil von der Auftragswalze mitgenommen worden ist. Besonders gute Er­ gebnisse lassen sich insbesondere auch bei ungleichmäßiger Sujet-Aufteilung auf der Druckform des Druckformzylinders 3 erreichen, da dann Restfarbe auf der Auftragswalze 2 zurück­ bleibt, die in Sektor A und gegebenenfalls noch im Sektor B des Berührungsbereiches wieder an die Farbwalze, nämlich an den Netzbezug 7, 8 abgegeben werden kann. Es wird somit zu­ sätzlich auch eine Art Selbstreinigungseffekt für die Auf­ tragswalze erzielt. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird bei Offset-Druckmaschinen, die mit hochviskosen Farben arbei­ ten, eine äußerst gleichmäßige und von Druckbeginn bis Dru­ ckende gleichbleibende Farbschicht erzielt, so daß von Druck­ beginn bis Druckende eine hohe und gleichbleibende Druckqua­ lität erreichbar ist.

Bei anderen Druckmaschinen sind anstelle einer Auftragswalze andere Arten von Auftrags- oder Druckflächen, insbesondere eine Druckform, vorgesehen, die in entsprechender Weise die Farbe von der Farbwalze abziehen.

Claims (1)

1. Verfahren zum Auftragen von hochviskoser Farbe bei ei­ ner Offset-Druckmaschine von einer Farbwalze (1) mit einem durch hochviskose Druckfarbe vollständig gefüllten und unter Überdruck stehenden Hohlraum (9) auf eine Auftrags- oder Druckfläche, wobei auf der Mantelfläche der Farbwalze (1) Farbe gespeichert und in einem auseinanderlaufenden Berüh­ rungsbereich von Farbwalze (1) und Auftrags- oder Druckfläche durch die Auftrags- oder Druckfläche hochviskose Farbe von der Mantelfläche mitgenommen wird, und wobei der Mantelfläche die hochviskose Farbe vom Inneren der Farbwalze (1) über eine Vielzahl von Durchtritten (6) hindurch zugeführt wird, sowie im zusammenlaufenden Berührungsbereich zwischen Auftrags- o­ der Druckfläche und Farbwalze (1) im Bereich der Mantelfläche befindliche Farbe über die Durchtritte (6) hindurch nach in­ nen zurück zu dem Hohlraum (9) gedrückt wird.