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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsdruckmaschine mit elektrostatischen
Druckhilfen.
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In
einer Rotationsdruckmaschine rollen der Druckzylinder (auch „Druckformzylinder" genannt) und der
Gegendruckzylinder (auch „Presseur" genannt) gegensinnig
aufeinander ab. Unterschieden werden Rollen- und Bogendruckmaschinen,
je nachdem, ob ein bahn- oder bogenförmiger Bedruckstoff verarbeitet
wird. Bei Rollendruckmaschinen wird der bahnförmige Bedruckstoff von einer
Abwickelrolle abgezogen und nach dem Bedrucken entweder auf eine Aufwickelrolle
aufgewickelt oder von einer Stanze in Bahnabschnitte bzw. Zuschnitte
zerteilt und die Bahnabschnitte bzw. Zuschnitte werden aufeinandergestapelt.
Der aufgewickelte, bahnförmige
Bedruckstoff wird ggfs. später
in Abschnitte bzw. Zuschnitte zerschnitten. Beim Rotationstiefdruck
nimmt der Druckzylinder in Näpfchen
seiner Oberfläche
Farbe aus einer Farbwanne auf. Der Überschuß wird abgerakelt. Die Farbe
wird auf den zwischen Druckzylinder und Gegendruckzylinder durchlaufenden
Bedruckstoff übertragen.
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Elektrostatische
Druckhilfen verbessern die Farbübertragung
vom Druckzylinder auf den Bedruckstoff und erhöhen damit die Druckqualität. Hierzu
wird im Bereich des Druckspaltes zwischen Druckzylinder und Gegendruckzylinder
ein elektrisches Feld erzeugt, das auf die Farbe in den Näpfchen des Druckzylinders
eine Kraft ausübt,
die den Übergang der
Farbe auf den Bedruckstoff intensiviert und die Druckqualität steigert.
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Bei
bekannten elektrostatischen Druckhilfen liegt der Druckzylinder
aus einem elektrisch leitenden Material (z.B. aus einem Metall)
an Masse. Der Gegendruckzylinder bzw. Presseur hat am Umfang eine (halb-)
leitende Schicht, auf die eine Hochspannung übertragen wird, die in der
Regel eine negative Polarität
aufweist. Die Schicht am Umfang ist meistens halbleitend, um die
elektrischen Ströme
gering zu halten und die Erzeugung von Funken zu vermeiden, die
beim Arbeiten mit Lösemittelfarben
zur Explosion/Entflammung führen
könnte.
Insbesondere beim Arbeiten mit Wasserfarben kann auch mit einer
leitenden bzw. hochleitenden Schicht am Umfang des Presseurs gearbeitet
werden.
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Unter
einer halbleitenden Schicht wird eine Schicht mit einem hohen elektrischen
Widerstand verstanden, der den elektrischen Strom stark reduziert,
jedoch noch einen gewissen elektrischen Strom hindurchläßt. Der
elektrische Widerstand der Schicht wird beispielsweise mit einer
Meßanordnung
mit zwei parallelen Gabeln gemessen, die jeweils einen befeuchteten
Lederstreifen mit einer Länge
von etwa 8 cm und einer Breite von etwa 1 cm halten, sodaß die beiden
parallelen Lederstreifen etwa 10 cm Abstand voneinander haben. Die
beiden parallelen Lederstreifen werden auf eine Länge von
8 cm um die Außenseite
der Schicht geschlungen. Es wird eine Meßspannung von 1.000 Volt angelegt.
Mit dieser Meßanordnung
werden bei für
den vorliegenden Zweck besonders geeigneten halbleitenden Schichten
Widerstände
im Bereich von etwa 1 MΩ bis
20 MΩ gemessen.
Bei leitenden Schichten liegen die mit dieser Meßanordnung gemessenen Widerstände deutlich darunter
und bei hochleitenden Schichten sind sie sehr viel geringer.
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Zum Übertragen
der Hochspannung auf den Presseur dienen beispielsweise Aufladeelektroden, die
auf den Umfang des Presseurs gerichtet sind und die Ladung an die
(halb-) leitende Schicht am Umfang des Presseurs abgeben, die auf
einer isolierenden Schicht sitzt (sogenanntes „Top-Loading"). Dabei ist der
Widerstand der isolierenden Schicht bevorzugt so gewählt, daß sie eine
langsame Entladung des Presseurs nach dem Abschalten der Druckmaschine
ermöglicht.
Besonders geeignete isolierende Schichten haben einen Widerstand
im Bereich von etwa einem bis zwei Gigaohm, gemessen mit einer Vorrichtung
der oben erläuterten
Art.
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Andere
Aufladeelektroden sind auf zumindest eine Stirnseite des Presseurs
gerichtet und geben die Ladung an eine leitende bzw. hochleitende Schicht
unterhalb einer (halb-) leitenden Schicht ab, die an einer Stirnseite
des Presseurs freiliegt (sogenannte „Seitenaufladung"). Ferner sind an
der Stirnseite angeordnete Aufladeelektroden bekannt, die mit einer
leitenden Platine an der Stirnseite des Presseurs zusammenwirken,
die elektrisch mit einer (hoch-) leitenden Schicht verbunden ist.
Die (hoch-) leitende Schicht unterhalb der (halb-) leitenden Schicht
sorgt für
eine gleichmäßige Verteilung
der Ladung über
die Länge
des Presseurs.
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Des
weiteren bekannt sind Einrichtungen zum Übertragen der Hochspannung
auf eine Stirnseite des Presseurs, die nach dem Transformatorprinzip
arbeiten. An der Stirnseite ist eine feststehende Primärspule angeordnet
und diese ist einer an der Stirnseite des Presseurs fixierte, mitdrehende
Sekundärspule
zugeordnet.
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Eine „Direktaufladung" erfolgt beispielsweise über Schleiferkontakte
oder Bürsten
am Umfang oder einer Stirnseite des Presseurs oder über elektrisch
leitfähige
Wälzlager,
die eine Welle des Presseurs lagern oder über die der Presseur auf einer Achse
gelagert ist. Vorzugsweise besteht hier der Presseur aus einem metallischen,
elektrisch leitfähigen
Werkstoff (z.B. Stahl) mit einer halbleitenden Schicht am Umfang.
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Die
(halb-) leitende Schicht am Umfang des Presseurs ist z.B. aus Gummi
oder Polyurethan mit eingebetteten elektrisch leitfähigen Partikeln
(z.B. Graphit). Eine (hoch-) leitende Schicht kann ebenfalls aus
Gummi oder Polyurethan mit einem entsprechend höheren Anteil elektrisch leitfähiger Partikel hergestellt
werden. Hierbei kann es sich aber auch um eine metallische Schicht
handeln. Eine isolierende Schicht wird beispielsweise ebenfalls
aus Gummi oder Polyurethan, jedoch mit einer entsprechend geringen
Anzahl elektrisch leitfähiger
Partikel oder ohne elektrisch leitfähige Partikel hergestellt.
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Rotationsdruckmaschinen
weisen meist mehrere hintereinander angeordnete Druckwerke auf,
um verschiedene Farben auf den Bedruckstoff aufzubringen. Bei diesen
Rotationsdruckmaschinen ist nachteilig, daß der Bedruckstoff infolge
der elektrostatischen Aufladung durch elektrostatische Druckhilfen
sehr hohe Ladungen annehmen kann, die eine nachfolgende Verarbeitung
beeinträchtigen. So
kann es beispielsweise bei einem Transportieren oder Schneiden einer
den bedruckten Bedruckstoff umfassenden Rolle zu Spannungsüberschlägen kommen,
die die Druckereiarbeiter beeinträchtigen. Wenn der bahnförmige Bedruckstoff
zugeschnitten wird und beim Arbeiten mit Bögen kann es aufgrund der hohen
Ladungen Probleme beim Stapeln der Zuschnitte bzw. Bögen und
beim Abziehen einzelner Zuschnitte bzw. Bögen von den Stapeln sowie zu Spannungsüberschlägen kommen,
die die Druckereiarbeiter beeinträchtigen. Dies ist bei Einsatz
von Papier als Bedruckstoff und verstärkt bei Einsatz von Kunststofffolie
und von Verbundstoffen zu beobachten, die beispielsweise Kunststoff-,
Papier- und Aluminiumfolien umfassen.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rotationsdruckmaschine
mit elektrostatischen Druckhilfen zur Verfügung zu stellen, die unerwünschte Aufladungen
des Bedruckstoffes vermeidet.
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Die
Aufgabe wird durch eine Rotationsdruckmaschine mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Rotationsdruckmaschine sind in
den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Rotationsdruckmaschine
umfaßt
mehrere, in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes hintereinander
angeordnete Druckwerke, die jeweils einen Druckzylinder und eine
diesem zugeordnete elektrostatische Druckhilfe aufweisen, wobei
die elektrostatischen Druckhilfen mindestens zweier Druckwerke verschiedene
Polaritäten
aufweisen.
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Die
erfindungsgemäße Rotationsdruckmaschine
umfaßt
erstmalig elektrostatische Druckhilfen verschiedener Polarität, sodaß mindestens
eine elektrostatische Druckhilfe mit negativer und mindestens eine
elektrostatische Druckhilfe mit positiver Polarität vorhanden
ist. Hierdurch wird einer übermäßigen Aufladung
des Bedruckstoffes entgegengewirkt. Ungewollte Entladungen des bedruckten
Bedruckstoffes und Beeinträchtigungen
der Druckereiarbeiter werden infolgedessen vermieden. Die Handhabung bzw.
Weiterverarbeitung des bedruckten Bedruckstoffes wird begünstigt.
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Die
Rotationsdruckmaschine ist z.B. eine Hochdruck-, Flachdruck- oder
Siebdruckmaschine. Bevorzugt ist sie eine Tiefdruckmaschine. Ferner kann
sie eine Rollendruckmaschine oder eine Bogendruckmaschine sein.
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Je
nach Ausführung
der elektrostatischen Druckhilfe kann die Ladung auf verschiedene
Weise an den Druckspalt herangeführt
werden. Beispielsweise ist es möglich,
in der Nähe
des Druckspaltes eine Aufladeelektrode zu plazieren, die mit einer Hochspannungsquelle
verbunden ist. Gemäß einer Ausgestaltung
umfaßt
die elektrostatische Druckhilfe einen zumindest mit einer elektrisch
(halb-) leitenden Außenschicht
versehenen Presseur, eine Einrichtung zum Übertragen elektrischer, Ladung
auf die Außenschicht
des Presseurs und eine mit einer Einrichtung zum Übertragen
elektrischer Ladung verbundene Hochspannungsquelle mit einer bestimmten
Polarität.
Bei dieser Ausgestaltung legt die elektrostatische Druckhilfe die
Ladung über
einen Presseur an den Druckspalt an. Der Presseur kann insgesamt
aus elektrisch leitendem und/oder halbleitendem Material bestehen,
zu dem auch die Außenschicht
gehört. Ferner
kann der Presseur ausschließlich
eine elektrisch (halb-) leitende Außenschicht haben, die auf einem
isolierenden Kern angeordnet ist. Insbesondere die eingangs beschriebenen
Presseure können
zum Einsatz kommen. Die Einrichtung zum Übertragen elektrischer Ladung überträgt die elektrische
Ladung von der Hochspannungsquelle an die Außenschicht. Hierbei können insbesondere
die eingangs beschriebenen Einrichtungen zum Übertragen elektrischer Ladung
zum Einsatz kommen (Top-Logding, Seitenaufladungs- oder Direktaufladungssysteme).
Von der Außenschicht
gelangt die elektrische Ladung an den Druckspalt.
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Es
sind verschiedene Zuordnungen der elektrostatischen Druckhilfen
verschiedener Polaritäten zu
den aufeinanderfolgenden Druckwerken möglich. Gemäß einer Ausgestaltung weisen
die elektrostatischen Druckhilfen in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes
aufeinanderfolgender Druckwerke verschiedene Polaritäten auf.
Somit ändern
sich von Druckwerk zu Druckwerk die Polaritäten der elektrostatischen Druckhilfen
von negativ nach positiv oder umgekehrt. Dementsprechend werden
dem Druckspalt positive oder negative Ladungen zugeführt.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung weisen die elektrostatischen Druckhilfen in
Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes aufeinanderfolgender Gruppen
von Druckwerken unterschiedliche Polaritäten auf. Somit folgt in Durchlaufrichtung
auf eine Gruppe von Druckwerken mit elektrostatischen Druckhilfen einer
bestimmten Polarität
eine Gruppe von Druckwerken mit elektrostatischen Druckhilfen entgegengesetzter
Polarität.
In die Erfindung einbezogen sind ferner Tiefdruckmaschinen, bei
denen ein Teil der in Durchlaufrichtung aufeinanderfolgenden Druckwerke elektrostatische
Druckhilfen verschiedene Polaritäten
haben und bei denen ein anderer Teil in Durchlaufrichtung aufeinanderfolgender
Gruppen von Druckwerken verschiedene Polaritäten aufweisen.
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Einbezogen
sind elektrostatische Druckhilfen, bei denen die Hochspannungsquellen
konstante Hochspannungen liefern. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
weisen die elektrostatischen Druckhilfen zumindest teilweise Hochspannungsquellen
mit einstellbaren Hochspannungen und/oder einstellbaren Polaritäten auf.
Dies ermöglicht
es, die Hochspannung bzw. die Polarität für jedes Druckwerk zu optimieren.
Außerdem
ist eine Einstellung in Abhängigkeit
von dem gewählten
Bedruckstoff und/oder den Umgebungsbedingungen (z.B. Luftfeuchtigkeit) möglich.
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Gemäß einer
Ausgestaltung weisen die elektrostatischen Druckhilfen Hochspannungen
von zumindest einigen 100 Volt auf. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
beträgt
die Hochspannung mindestens 1.000 Volt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
betragen die Hochspannungen mindestens 5.000 Volt. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung betragen sie mindestens 10.000 Volt.
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Mehrere
hintereinander angeordnete Druckwerke ermöglichen insbesondere einen
Tiefdruck mit verschiedenen Farben. Gemäß einer Ausgestaltung umfaßt die Rotationsdruckmaschine
mindestens vier hintereinander angeordnete Druckwerke. Dies ermöglicht beispielsweise
ein Bedrucken des Bedruckstoffes mit den Grundfarben blau, rot,
gelb und schwarz. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung umfaßt
die Rotationsdruckmaschine mindestens sechs hintereinander angeordnete
Druckwerke. Dies ermöglicht
beispielsweise ein zusätzliches
Bedrucken des Bedruckstoffes mit den beiden Metallfarben silber
und gold.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung weist die Rotationsdruckmaschine mindestens
zwölf hintereinander
angeordnete Druckwerke auf. Dies ermöglicht insbesondere das zusätzliche
Bedrucken des Bedruckstoffes mit Sonderfarben und/oder Glanzfarben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnung eines
Ausführungsbeispieles näher erläutert, die
eine Rotationsdruckmaschine mit elektrostatischen Druckhilfen in
einer grob schematischen Ansicht zeigt.
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Die
Tiefdruckmaschine umfaßt
zwölf hintereinander
angeordnete Druckwerke 1.1 bis 1.12. Jedes Druckwerk 1.1 bis 1.12 hat
einen metallischen, elektrisch leitfähigen Druckzylinder 2.1 bis 2.12,
der über
elektrisch leitfähige
Lager elektrisch an Masse anliegt. Ferner hat jedes Druckwerk 1.1 bis 1.12 eine elektrostatische
Druckhilfe 3.1 bis 3.12.
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Jede
elektrostatische Druckhilfe 3.1 bis 3.12 weist
einen Presseur 4.1 bis 4.12 auf, der ein Gegendruckzylinder
ist, der auf dem Druckzylinder 2.1 bis 2.12 abrollt.
Ferner hat jede elektrostatische Druckhilfe 3.1 bis 3.12 eine
Hochspannungsquelle 5.1 bis 5.12. Die Hochspannung
jeder Hochspannungsquelle 5.1 bis 5.12 ist einstellbar.
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Jede
Hochspannungsquelle 5.1 bis 5.12 ist geerdet.
Ferner ist jede Hochspannungsquelle 5.1 bis 5.12 mit
einer Einrichtung zum Übertragen
elektrischer Ladung 6.1 bis 6.12 auf einen Presseur 4.1 bis 4.12 versehen.
Die Einrichtung zum Übertragen
elektrischer Ladung 6.1 bis 6.12 ist beispielsweise
eine Aufladeelektrode.
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Von
einer Abwickelrolle 7 wird ein Bedruckstoff 8 zwischen
den Druckzylindern 2.1 bis 2.12 und Presseuren 4.1 bis 4.12 aufeinanderfolgender
Druckwerke 1.1 bis 1.12 hindurchgeführt. Dabei
sind zwischen den Druckwerken 1.1 bis 1.12 jeweils
Umlenk- und Ausgleichsrollen 9.1 bis 9.11 vorhanden, über die
der Bedruckstoff 8 hinweggeführt wird. Hinter den Druckwerken 1.1 bis 1.12 wird
der Bedruckstoff 8 auf eine Aufwickelrolle 10 geführt.
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Der
Bedruckstoff 8 wird von der Abwickelrolle 7 abgewickelt,
durch die Druckwerke 1.1 bis 1.12 hindurchgeführt und
auf die Aufwickelrolle 10 aufgewickelt. In den Druckwerken 1.1 bis 1.12 wird
er mit verschiedenen Farben bedruckt. In den Druckwerken 1.1 bis 1.4 wird
er z.B. mit den vier Grundfarben blau, rot, gelb und schwarz bedruckt.
In den Druckwerken 1.5 und 1.6 wird er z.B. mit
den beiden Metallfarben silber und gold bedruckt. In den Druckwerken 1.7 bis 1.12 wird
er z.B. mit Sonderfarben und Glanzfarben bedruckt.
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Die
Polarität
der Hochspannungsquellen 5.1 bis 5.12 ändert sich
in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes 8 von Druckwerk 1.1 bis 1.12 zu
Druckwerk von negativ nach positiv und umgekehrt. Dementsprechend
werden über
die Einrichtungen zum Übertragen
elektrischer Ladung 6.1 bis 6.12 und die Presseure 4.1 bis 4.12 in
Durchlaufrichtung abwechselnd Ladungen unterschiedlicher Polarität (minus bzw.
plus) den Druckspalten zwischen den Presseuren 4.1 bis 4.12 und
den Druckzylindern 2.1 bis 2.12 zugeführt.
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Durch
die Zufuhr der elektrischen Ladungen wird die Qualität des Tiefdrucks
verbessert, da die Farbe nahezu vollständig aus den Näpfchen der Druckzylinder 2.1 bis 2.12 herausgeholt
wird. Infolge der abwechselnden Polarität kommt es jedoch nicht zu
einer nennenswerten Aufladung des Bedruckstoffes 8, wenn
dieser am Ende der Tiefdruckmaschine auf die Aufwickelrolle 10 aufgewickelt
ist. Hierdurch wird die Handhabung, der Transport und die Weiterverarbeitung
des aufgewickelten, bedruckten Bedruckstoffes 8 erleichtert.