DE202022106780U1

DE202022106780U1 - Druckform

Info

Publication number: DE202022106780U1
Application number: DE202022106780.5U
Authority: DE
Original assignee: Daetwyler Ibo Tec GmbH
Current assignee: Daetwyler Ibo Tec GmbH
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2032-06-11

Abstract

Druckform hergestellt durch ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
a) Rändeln eines Rasters in eine äussere, aus Stahl bestehende Oberfläche eines Zylinders oder Hohlzylinders, wobei das Raster eine Vielzahl an Vertiefungen und zwischen den Vertiefungen angeordnete Stege aufweist;
b) Aufbringen einer ersten nicht-metallischen Füllschicht auf das Raster, wobei die Vertiefungen mit der ersten Füllschicht vollständig aufgefüllt werden; und
c) Erzeugen einer ersten Bebilderung aus einer Vielzahl an ersten Näpfchen durch partielles Abtragen der ersten Füllschicht über den Vertiefungen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Druckform hergestellt durch ein Verfahren und eine Druckform.
Stand der Technik
Das Tiefdruckverfahren wird vor allem im Etiketten-, Zeitschriften- und Verpackungsdruck eingesetzt, wobei eine Druckform unter Anpressdruck an einem Druckträger abrollt und so etwa Texte, Bilder oder Codes mittels Farbe auf diesen überträgt. Die Druckform befindet sich auf der Oberfläche eines Druckformzylinders. Der Druckträger wird mittels eines Gegendruckzylinders gegen die Druckform gepresst und durch Rotation der beiden Zylinder transportiert.
Die Druckform weist druckende Formelemente («Näpfchen») und nichtdruckende Elemente («Stege») auf, wobei die Näpfchen flüssige Farbe aufnehmen und eine Rakel überschüssige Farbe abstreift und dafür auf den Stegen entlanggleitet.
Üblicherweise wird die Druckform auf einer Kupferschicht, dem sogenannten Grundl<upfer, am Druckformzylinder erzeugt. Auf das Grundkupfer wird eine Schicht gravierfähiges Kupfer («Gravurkupfer») galvanisiert. Diese Gravurkupferschicht wird dann entweder zerspanend über einen Stichel, ätzend oder durch einen Laserstrahl mit einer Bebilderung versehen.
Die WO 2007/051573 A1 beschreibt zum Beispiel die Herstellung eines Tiefdruckzylinder-Sleeves unter Verwendung von geschweissten Stahlsleeves. Die Tiefdruckform wird mittels eines Stahlträgers in Form eines Sleeves aufgebaut, dessen Ausgangsform ein rechteckiges Plattenstück ist, das durch Biegen in die gewünschte Hohlzylinderform gebracht ist. Die aufeinander zuweisenden Kanten des Plattenstücl<s werden miteinander verschweisst. Auf der äusseren Mantelfläche des Sleeves wird eine Gravurl<upferschicht aufgebracht, wobei in der Gravurl<upferschicht ein Bildraster oder auch ein Grundraster eingearbeitet ist. Zur Ausbildung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform wird das Grundraster gleichmässig mittels einer Füllsubstanz befüllt und das Füllmaterial aus den Vertiefungen des Grundrasters abgetragen. Das Grundraster wird vorzugsweise mittels Laserätzgravur eingebracht. Das Füllmaterial wird durch eine Bildpunl<tübertragungseinrichtung aus den Vertiefungen abgetragen. Nebst der Gravurl<upferschicht können Zwischenschichten aufgebracht werden. Auch beschrieben ist ein galvanisches Aufbringen einer Verchromung auf das Grundraster oder das dem Druckbild entsprechende Bildraster. Als Substanz für die Befüllung erwähnt sind Kunststoffe, vernetzbare Polymerschmelzen und Lacke.
Derartige Druckformzylinder herzustellen ist jedoch sehr aufwendig und teuer. Ausserdem sind dort verwendete Schichten nicht umweltfreundlich und nicht nachhaltig.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Druckform zu schaffen, welche einfacher herstellbar und doch wiederverwendbar ist. Insbesondere ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine I<upferfreie Druckform bereitzustellen.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 und die Merkmale des Anspruchs 12 definiert.
Die Erfindung betrifft eine Druckform, die hergestellt ist durch ein Verfahren aufweisend die Schritte:

a) Rändeln eines Rasters in eine äussere, aus Stahl bestehende Oberfläche eines Zylinders oder Hohlzylinders, wobei das Raster eine Vielzahl an Vertiefungen und zwischen den Vertiefungen angeordnete Stege aufweist;
b) Aufbringen einer ersten nicht-metallischen Füllschicht auf das Raster, wobei die Vertiefungen mit der ersten Füllschicht vollständig aufgefüllt werden; und
c) Erzeugen einer ersten Bebilderung aus einer Vielzahl an ersten Näpfchen durch partielles Abtragen der ersten Füllschicht über den Vertiefungen.

Unter «Druckform» ist insbesondere ein Tiefdruckzylinder bzw. Tiefdrucl<hohlzylinder zu verstehen. Während ein Tiefdruckzylinder bereits der Zylinder (zumeist aus Vollmaterial) selbst ist, an welchem der Druckträger zur Übertragung der Bebilderung abrollt, ist ein Tiefdrucl<hohlzylinder lediglich ein Träger der Bebilderung und kann als austauschbare Hülle (daher auch «Sleeve» genannt) auf einen universellen Zylinder aufgezogen werden. Letzteres hat z.B. den Vorteil, dass für einen Motivwechsel nicht der komplette Zylinder aus der Druckmaschine ausgebaut werden muss.
Wird ein Hohlzylinder als Grundlage für die Druckform benutzt, so handelt es sich insbesondere um einen Stahlsleeve. Solche Stahlsleeves werden zunächst aus einem Stahlband herausgeschnitten oder -gestanzt und dann in eine Hohlzylinderform gewickelt (daher auch «Wickelplatte» genannt), wobei die anstossenden Stirnseiten verschweisst werden.
Insbesondere wird das Raster direkt bzw. unmittelbar in das stählerne Material des (Hohl-)Zylinders eingerändelt, d.h. das Rändeln erfolgt gegenüber dem Stand der Technik sozusagen «kupferfrei».
Wenngleich randomisierte oder ein wiederkehrendes Muster aufweisende Raster denkbar sind, weist das Raster vorzugsweise eine gleichmässige Struktur auf. Die Vertiefungen sind daher insbesondere von gleicher Tiefe und gleicher Fläche und daher letztlich gleichen Dimensionen. Für den Schritt a) ist daher das Rändeln bzw. Rändeldrücl<en des Rasters vorteilhaft - es erlaubt eine günstige und schnelle Herstellung der benötigten Vertiefungen.
Rändeln ist ein Einprägeverfahren, wobei ein rundes Werkstück gegen ein rundes Werkzeug gepresst und abgewälzt wird. Werkstück und Werkzeug rotieren dabei gegenläufig und das Profil des Werkzeuges wird auf das Werkstück übertragen, d.h. Erhebungen auf dem Werkzeug werden in die Oberfläche des Werkstückes eingedrückt.
Im Vergleich zu anderen Einbringungsverfahren bietet das durch Rändeln erzeugte Raster vorliegend einige Vorteile. Zum einen hat die durch das Prägen bzw. Druckumformen erzielte plastische Verformung einen verfestigenden Effekt auf das Raster. Zum anderen wird eine glattere bzw. fehlerfreiere Oberfläche hinterlassen, wenn man es mit dem Gravieren per Stichel oder Schneide vergleicht, welches im Stand der Technik üblicherweise zum Erstellen der Bebilderung eingesetzt wird. Dadurch werden insbesondere auch die Stabilität und der Sitz der ersten nicht-metallischen Füllschicht im Raster verbessert.
In manchen Ausführungsformen weist das Verfahren zwischen den Schritten a) und b) noch den Schritt a') Aufbringen einer Verschleissschutzschicht auf das Raster auf.
Die durch Rändeln erzielte Oberflächenqualität verbessert insbesondere auch die Haftung und die gleichmässige Verteilung der Verschleissschutzschicht. Damit wird letztlich die Robustheit bzw. Haltbarkeit der Druckform gesteigert.
Vorteilhafterweise umfasst die Verschleissschutzschicht eine Oxidkeramik und/oder eine Nichtoxidkeramik. Insbesondere besteht der Hauptbestandteil der Verschleissschutzschicht aus einer Oxidkeramik und/oder einer Nichtoxidkeramik. Besonders bevorzugt ist dabei eine Oxidkeramik.
Die Verschleissschutzschicht weist insbesondere Metalloxid auf und ist im Speziellen eine Cr₂O₃-Schicht, also eine Schicht beinhaltend oder bestehend aus Chrom(III)-oxid.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Verschleissschutzschicht zu mindestens 50 Gew.-%, insbesondere bevorzugt wenigstens 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt wenigstens 80 Gew.-% oder wenigstens 90 Gew.-% aus der Oxidkeramik und/oder der Nichtoxidkeramik. Im Speziellen besteht die Verschleissschutzschicht bis auf unvermeidbare Verunreinigungen aus der Oxidkeramik und/oder der Nichtoxidkeramik. Besonders bevorzugt ist dabei eine Oxidkeramik.
Die Oxidkeramik, falls vorhanden, ist insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, ZrO₂, SiO₂, CeO₂ und/oder MgO. Speziell bevorzugt ist die Oxidkeramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al₂O₃ und Cr₂O₃, wobei Cr₂O₃ besonders bevorzugt ist.
Die Nichtoxidkeramik umfasst mit Vorteil ein Carbid, Nitrid, Borid und/oder ein Silicid. Bevorzugt besteht die Nichtoxidkeramik aus einem oder mehreren dieser genannten Vertreter.
Vorteilhafterweise ist die Nichtoxidkeramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus WSi₂, SiC, TiC, WC, VC, ZrC, TaC, Cr₃C₂, B4C, BN, ZrB₂, TiN, Si₃N₄, ZrB₂ und/oder TiB₂. Insbesondere geeignet sind SiC und/oder BN.
Die Härte der Verschleissschutzschicht beträgt insbesondere 1'200 - 2'200 HV 0.1, was die Verschleissfestigl<eit steigert, wobei die Härte insbesondere 1'400 - 2'000 HV 0.1 beträgt, bevorzugt 1'600 - 1'900 HV 0.1, im Speziellen 1'700 - 1'800 HV 0.1. Gemessen wird insbesondere nach Norm DIN EN ISO 6507-1:2005 bis - 4:2005.
Eine Dicke der Verschleissschutzschicht misst im Allgemeinen vorteilhafterweise 5 - 300 µm, insbesondere 10 - 200 µm, bevorzugt 15 - 150 µm, im Speziellen 20 - 100 µm. In manchen Ausführungsformen beträgt die Schichtdicke bevorzugt zwischen 5 und 100 µm, insbesondere zwischen 10 und 50 µm, im Speziellen 20 µm.
Insbesondere beträgt eine Porosität der Verschleissschutzschicht, insbesondere einer I<eramil<basierten Beschichtung, weniger als 5%, insbesondere weniger als 2.5%, bevorzugt weniger als 1% oder weniger als 0.5%. Die Porosität wird insbesondere gemäss der technischen Regel DVS 2318:2011-07 („Ausgewählte technologische Eigenschaften und Merkmale von thermisch gespritzten Schichten“) des Deutschen Verbands für Schweissen und verwandte Verfahren e.V. gemessen. Es hat sich herausgestellt, dass bei derartigen Porositäten die Verschleissfestigkeit und Thermoschockbeständigkeit der Druckformen stark verbessert werden können.
Weiterhin kann die Verschleissschutzschicht im thermischen Spritzverfahren, insbesondere im Atmosphärischen Plasma-Spritz- oder im Hochgeschwindigl<eitsflammspritz-Suspensionsverfahren aufgebracht werden.
Der Begriff „thermisches Spritzverfahren“ ist dem Fachmann an sich hinlänglich bekannt. Hierbei handelt es sich um Oberflächenbeschichtungsverfahren, insbesondere nach Norm ISO 14917:1999-08, bei welchen Zusatzwerkstoffe, die so genannten Spritzzusätze, innerhalb oder ausserhalb eines Spritzgeräts ab-, an- oder aufgeschmolzen und auf eine zu beschichtende Oberfläche aufgeschleudert werden (siehe auch DIN EN 657). Die zu beschichtenden Oberflächen werden dabei üblicherweise nicht aufgeschmolzen. Die Spritzzusätze liegen typischerweise in fester Form vor, z.B. als Pulver oder Drähte. Bekannte thermische Spritzverfahren sind beispielsweise das Plasmaspritzen oder das Flammspritzen, insbesondere das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF).
Unter dem Ausdruck „thermisches Suspensionsspritzen“ bzw. „thermisches Suspensionsspritzenverfahren“ wird ein thermisches Spritzverfahren verstanden, bei welchem als Spritzzusatz eine Suspension verwendet wird. Eine Suspension ist ein heterogenes Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern. Beim thermischen Suspensionsspritzen werden die Zusatzwerkstoffe oder das Beschichtungsmaterial den Spritzgeräten in Form von Suspensionen zugeführt.
Eine Chrom(lll)-oxid-Verschleissschutzschicht stellt im Gegensatz zum üblicherweise eingesetztem Chrom(VI)-oxid (CrO₃) eine umweltfreundlichere, ungiftige und länger haltbare Lösung dar.
Die Näpfchen, welche die Bebilderung definieren, sind insbesondere tiefen- und flächenvariabel. Durch diese Technik können die verschiedenen Farbtöne- und Intensitäten erzielt werden. Die Vertiefungen des Rasters im Gegensatz dazu wie erwähnt regelmässig und dienen der Beherbergung der Füllschicht.
In manchen Ausführungsformen des Verfahrens ist zwischen Schritt b) und c) folgender Schritt vorgesehen: b') Abtragen der ersten Füllschicht so weit, dass die Vertiefungen gerade eben mit der ersten Füllschicht gefüllt bleiben und die Verschleissschutzschicht auf den Stegen freigelegt wird, wobei besagter Schritt b') insbesondere durch Polieren oder Laserpolieren erfolgt.
Die Bebilderung im Schritt c) lässt sich insbesondere durch Ätzen und/oder durch Gravieren mit einem Laserstrahl erzielen.
In manchen Ausführungsformen weist die erste Füllschicht Sol-Gel und/oder ein Polymer auf. Das allenfalls angewendete Ätzen und/oder Gravieren für den Schritt c) ist mit diesen Füllschicht-Materialien besonders präzise und effizient.
Das Polymer umfasst oder besteht vorliegend insbesondere aus einem organischen Polymer. Das Polymer kann ein Homopolymer oder ein Copolymer sein. Homopolymere bestehen im Wesentlichen aus einer einzigen Monomerenart, während Copolymere aus zwei, drei oder noch mehr chemisch unterschiedlichen Monomerarten bestehen. Auch möglich ist es, dass das Polymer in Form eines sogenannten Polymerblends oder als Mischung aus mehreren unterschiedlichen Homopolymeren und/oder Copolymeren besteht. Im Besonderen ist das Polymer ein Duroplast, Thermoplast und/oder ein Elastomer. Bevorzugt sind z.B. Duroplaste. Duroplaste verfügen nach dem Aushärten über eine dreidimensionale Vernetzung und lassen sich nach ihrer Aushärtung üblicherweise nicht mehr verformen. Duroplaste haben sich vorliegend als besonders robust und zugleich überraschend vorteilhaft in Bezug auf die Gleit- und Abstreifeigenschaften erwiesen.
Als Polymere können zum Beispiel Epoxidharze, Phenolharze, wie Phenol- Formaldehydharze (Novolacke und Resole), Melaminformaldehydharze sowie gesättigte und ungesättigte Polyesterharze oder Mischungen davon vorgesehen sein. Die Polymere können weiterhin Gummi, Polyurethane, Polyharnstoffe, Thermoplaste oder Mischungen derselben umfassen. Die Thermoplaste können zum Beispiel Acrylnitrilbutadienstyrol, Polyamid, Polycarbonat, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Mischungen davon umfassen. Dem Fachmann sind auch weitere mögliche Polymere bekannt, welche in Reinform oder als Mischungen für die Herstellung der Beschichtung vorgesehen sein können. Die Polymermischungen können insbesondere zwei oder mehr unterschiedliche Polymere umfassen.
Wird für den Schritt c) das Gravieren mit einem Laserstrahl gewählt, so kann dieses in manchen Ausführungsformen basierend auf einer I<ameraobservation der ersten Füllschicht erfolgen. Insbesondere das durch die Füllschicht hindurchscheinende Raster bzw. die freigelegten Stege können hierbei zur Orientierung als visuelle Referenz dienen.
In einer Ausführungsform kann die Druckform wiederverwendet werden indem die folgenden weiteren Schritte vorgesehen sind:

d) Vollständiges Abtragen der ersten Füllschicht;
e) Aufbringen einer zweiten nicht-metallischen Füllschicht auf die Verschleissschutzschicht, wobei die Vertiefungen mit der zweiten Füllschicht vollständig aufgefüllt werden; und
f) Erzeugen einer zweiten Bebilderung aus einer Vielzahl an zweiten Näpfchen durch partielles Abtragen, insbesondere durch Ätzen oder Lasergravieren, der zweiten Füllschicht über den Vertiefungen.

Die zweite nicht-metallische Füllschicht ist insbesondere ebenso ausgestaltet wie die oben beschriebene erste nicht-metallische Füllschicht.
Zwischen Schritt e) und f) kann diese Neuaufbereitung weiterhin den folgenden Schritt aufweisen: e') Abtragen der zweiten Füllschicht so weit, dass die Vertiefungen gerade eben mit der zweiten Füllschicht gefüllt bleiben und die Verschleissschutzschicht zwischen den Vertiefungen freigelegt wird. Dieser Schritt e') kann etwa durch Polieren oder Laserpolieren erfolgen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Druckform. Diese Druckform weist Folgendes auf:

einen Zylinder oder Hohlzylinder,
ein in eine äussere Oberfläche des Zylinders oder Hohlzylinders gerändeltes Raster, wobei das Raster eine Vielzahl an Vertiefungen und zwischen den Vertiefungen angeordnete Stege aufweist,
eine nicht-metallische Füllschicht, welche auf das Raster aufgebracht ist und die Vertiefungen zunächst vollständig auffüllt, und
eine erste Bebilderung aus einer Vielzahl an ersten Näpfchen, welche als Abtragungen der ersten Füllschicht über den Vertiefungen angeordnet sind.

In manchen Ausführungsformen weist die Druckform im Bereich des Rasters zwischen der Oberfläche des Zylinders bzw. Hohlzylinders und der nicht-metallischen Füllschicht eine Verschleissschutzschicht auf.
In manchen Ausführungsformen weist die Verschleissschutzschicht, wie oben im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläutert, ein Metalloxid auf, wobei das Metalloxid insbesondere Chrom(III)-oxid ist.
In manchen Ausführungsformen ist die Füllschicht so weit abgetragen, dass die Vertiefungen gerade eben mit der ersten Füllschicht gefüllt sind und die Verschleissschutzschicht auf den Stegen freigelegt ist.
In manchen Ausführungsformen weist die Füllschicht ein Sol-Gel oder ein Polymer auf.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Schutzansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Das beim Rändeln erzeugte Rastermuster kann etwa Längsrändel, Fischgraträndel und/oder I<reuzrändel umfassen. Längsrändel können genau axial oder schräg zur Längsachse verlaufen.
Im Falle vom Längsrändel sind die Vertiefungen somit insbesondere durch Stege voneinander abgetrennte Rinnen oder Kanäle.
Beim Fischgraträndel und I<reuzrändel sind die Vertiefungen insbesondere alle miteinander «verbunden», wobei es eine Vielzahl an z.B. pyramidalen Tälern gibt und eine Vielzahl an Gipfeln am Aussendurchmesser des (Hohl-)Zylinders
Figurenliste
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.

1 veranschaulicht das generelle Prinzip des Tiefdruckverfahrens.
2 zeigt eine Bebilderung einer Druckform gemäss Stand der Technik.
3-7 führen durch Ausführungsbeispiele der grundsätzlichen Schritte für die Herstellung einer erfindungsgemässen Druckform.
8 zeigt verschiedene Ausführungsformen vom Grundraster mit seinen jeweiligen Vertiefungen 13 und Stegen 14.

Wege zur Ausführung der Erfindung
1 veranschaulicht das generelle Prinzip des Tiefdruckverfahrens. Der Druckformzylinder 1 weist die Druckform 2 auf. Die Druckform 2 kann sich entweder direkt auf dem Druckformzylinder 1 befinden, oder auf einem sogenannten «Sleeve», d.h. einem Hohlzylinder, der auf den Druckformzylinder aufgeschoben wird. Solche «Sleeves» werden üblicherweise aus rechteckigen Blechen hergestellt, die gebogen und verschweisst werden (daher auch oft «Wickelplatte» genannt). Anschliessend wird die Bebilderung eingearbeitet, z.B. graviert oder geätzt, und dies ergibt dann die Druckform.
Der Druckformzylinder 1 wird rotatorisch angetrieben, wobei die Druckform 2 durch einen Farbbehälter 3 gezogen wird, welcher mit Farbe 4 gefüllt ist. Dabei füllen sich die Näpfchen 5 mit Farbe. Überschüssige Farbe wird mit einer Rakel 6 von der Druckform 2 abgestreift. Damit wird sichergestellt, dass die Näpfchen 5 nur bis zum äussersten Durchmesser des Druckformzylinders 1 mit Farbe 4 gefüllt sind und die äusserste Oberfläche nicht mit Farbe 4 benetzt ist.
Die «befüllte» Druckform gerät dann mit dem Druckträger 7 (z.B. Papier oder Folie) in Kontakt. Ein rotierender Gegendruckzylinder 8 (auch Presseur genannt) sorgt einerseits für die Zuführung des Druckträgers 7 und andererseits für ein Abrollen des Druckträgers 7 am Druckformzylinder 1 unter einer Anpresskraft, wodurch der Druckträger 7 die Farbe 4 sozusagen aus den Näpfchen 5 heraussaugt. Die Farbe 4 bleibt dann als Druckmuster 9 auf dem Druckträger 7 haften und der bedruckte Druckträger 7 wird abtransportiert.
Üblicherweise, d.h. gemäss Stand der Technik, ist die Bebilderung direkt in das Material der Druckform eingearbeitet, wie dies 2 zeigt. Nicht zu druckende Drucl<formpartien 10 liegen dabei auf der äussersten Oberfläche bzw. dem äussersten Durchmesser des Druckformzylinders 1. Dies sind die Partien 10, die von der Rakel 6 abgezogen wurden, damit sie keine unerwünschten Farbspuren auf dem Druckträger 7 hinterlassen. Die Näpfchen 5 sind dagegen bis zum Rand mit Farbe 4 gefüllt. Wie hier zu sehen ist, sind die Näpfchen tiefen- und flächenvariabel, wodurch verschiedenste Farbtöne und Farbintensitäten auf dem Druckträger 7 erzielt werden können.
Im Gegensatz dazu schlägt die Erfindung eine Druckform vor, die einen, insbesondere metallischen, Zylinder oder Hohlzylinder aufweist bzw. insbesondere auf einem dieser beiden erzeugt ist. Die 3 bis 7 führen durch Ausführungsbeispiele der grundsätzlichen Herstellungsschritte für die Druckform. In diesem Fall ist ein Hohlzylinder 11 vorgesehen, in dessen äusserer Oberfläche ein Raster 12 aus einer Vielzahl an Vertiefungen 13 durch Rändeln erzeugt ist, wobei der dabei bestehenbleibende Teil der Oberfläche hier vereinfachend Stege 14 genannt wird. Ein Raster ist ein auf einer Fläche verteiltes regelmässiges Muster, d.h. die Vertiefungen folgen einem wiederkehrenden Schema.
Dies bedeutet nicht unbedingt, dass jede Vertiefung der anderen gleicht und einen gleichen Abstand zu den benachbarten Vertiefungen hat wie alle anderen. So könnte beispielsweise einem Raster gleicher Vertiefungen gleichen Abstands eine «Modulation», d.h. eine wiederkehrende Veränderung, überlagert werden. Etwa könnte die Grösse der Vertiefungen je Reihe (entweder umläufig oder axial betrachtet) dem Schema ABCBABCBA... usw. folgen. Solche wiederkehrend bemusterte Raste lassen sich mit entsprechenden Werkzeugen erzielen, insbesondere mit Rändelwerl<zeugen, welche rotierend gegen die (Hohl-)Zylinderoberfläche gedrückt werden, wodurch sich das gleichmässige (u.U. modulierte) Raster in die (Hohl-)Zylinderoberfläche einprägt. Natürlich sind weitere Fertigungsmethoden zielführend (Fräsen, etc.), allerdings ist das Rändeln besonders schnell, effizient und auch materialtechnisch (verfestigend) vorteilhaft.
Bevorzugt wird ein gänzlich gleichmässiges Raster (ohne «Modulation») auf einer äusseren Oberfläche des Zylinders oder Hohlzylinders erzeugt. Unter Verwendung des Rändelverfahrens lassen sich eine Vielzahl verschiedener Rastermuster erzeugen, welche z.B. Längsrändel (genau axial oder schräg zur Längsachse), Fischgraträndel und I<reuzrändel umfasst. Die Vertiefungen beim Längsrändel wären somit durch Stege voneinander abgetrennte Rinnen oder Kanäle. Beim Fischgraträndel und I<reuzrändel sind die Vertiefungen alle miteinander «verbunden», wobei es eine Vielzahl an z.B. pyramidalen Tälern gibt und eine Vielzahl an Gipfeln am Aussendurchmesser des (Hohl-)Zylinders. Diese Gipfel können die Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfs haben und werden gleichsam vereinfachend hierin auch als «Stege» bezeichnet. Es können aber auch schachbrettmusterartige, d.h. rechteckige, Raster erzeugt werden. Die Vertiefungen können in diesem Falle auch wieder durch Stege voneinander abgetrennt vorliegen, wobei sich die Täler wieder z.B. pyramidal zuspitzen. Denkbar sind allerdings auch sphärische oder trapezoide Vertiefungen bzw. Kavitäten.
Solche trapezartigen Vertiefungen 13 sind in den Figuren gezeigt. Auf das Raster 12 wird eine Verschleissschutzschicht 15 aufgebracht. Insbesondere bildet sich die Verschleissschutzschicht 15 gleichmässig über den Vertiefungen 13 und den Stegen 14, d.h. auf der gesamten Oberfläche des mit dem Raster versehenen (Hohl-)Zylinders. Die Schichtdicke bzw. die durchschnittliche Schichtdicke kann bevorzugt zwischen 5 und 100 µm, insbesondere zwischen 10 und 50 µm, im Speziellen 20 µm betragen. Die Verschleissschutzschicht kann bevorzugt aus Chrom(III)-oxid (Cr₂O₃) bestehen und insbesondere suspensionsgespritzt aufgetragen werden. Das Suspensionsspritzverfahren ist insbesondere ein HVOF-Verfahren, d.h. Hochgeschwindigkeitsflammspritzen. Insbesondere ist die Verschleissschutzschicht so hergestellt, dass eine relativ grosse, nanostrukturierte Oberfläche entsteht. Diese Oberfläche hat superhydrophobe Eigenschaften («Lotus-Effel<t»).
Eine solche Schicht ist zudem im Vergleich zu konventionellen Chromoxidschichten länger haltbar, weil durch ihre Nanostruktur eine Rissausbreitung unterdrückt und die Härte gesteigert wird. So bewirkt die Suspensionsspritzung, dass Risse sich nicht parallel zu den Schichtlagen ausbreiten, sondern nur im geringen Masse in alle Richtungen. Neben der höheren Verschleissbeständigl<eit (und infolge dessen Erhöhung der Zylinderstandzeit) ist zudem Chrom(III)-oxid deutlich umweltfreundlicher, d.h. weniger giftig, als etwa das sechswertige Chromtrioxid (Chrom(VI)-oxid).
Eine nicht-metallische Füllschicht 16, beispielsweise auf Polymerbasis oder auf Basis von Sol-Gel (Hybridpolymer), wird dann auf die Verschleissschutzschicht 15 aufgebracht, sodass die Vertiefungen 13 mit der ersten Füllschicht vollständig aufgefüllt sind. Insbesondere wird wie in 5 dargestellt mehr Füllschicht 16 aufgetragen als nur bis zur Kante der Vertiefungen 13. Dieser allfällige Überschuss kann in einem nächsten Schritt (6), insbesondere durch Polieren, abgetragen werden, sodass die Vertiefungen 13 exakt bis zur Kante gefüllt sind und die Stege 14 mit der Verschleissschutzschicht 15 offengelegt sind. Die Füllschicht 16 befindet sich dann nur in den Vertiefungen 13.
Wie 7 zeigt, kann dann die Bebilderung bestehend aus einer Vielzahl an Näpfchen 17, 18 in diese Füllschicht 16 durch Abgetragen, insbesondere mit einem Laserstrahl, eingearbeitet werden. Die Näpfchen sind flächen- und/oder tiefenvariabel strukturiert, um eine möglichst farbtreue Drucl<bildwiedergabe zu ermöglichen.
Die Auflösung der Bebilderung kann genau auf die Auflösung der Vertiefungen 13 angepasst sein, sodass durch einmaliges Kalibrieren schon ausgeschlossen wird, dass die Bebilderungsvorrichtung (z.B. Laser) versucht ein Näpfchen in einen Steg 14 (Verschleissschutzschicht) einzubrennen. In manchen Ausführungsformen kann die Bebilderungsvorrichtung auch über ein I<ameraobservationssystem verfügen, welches fortlaufend die Vertiefungen 13 und/oder die Stege 14 detektiert und das Gravurwerl<zeug (insbesondere Laserstrahl) anhand dessen steuert. In nichtdruckenden Abschnitte bleiben die mit Füllschicht 16 gefüllten Vertiefungen 13 einfach ungraviert.
Die Stege 14 sind in den 3 bis 7 relativ breit gezeigt. 8 zeigt verschiedene Ausführungsformen vom Grundraster mit seinen jeweiligen Vertiefungen 13 und Stegen 14, bei denen die Stege relativ dünn sind, sodass ohnehin die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, dass ein Näpfchen in einen Steg graviert wird. In anderen Worten gesagt sind die Stege dergestalt und so verteilt, dass sie die Druckqualität bzw. Druckauflösung nicht beeinträchtigen. Analog kann man anstelle von Stegen etwa auch von Gipfeln oder Bergen sprechen, und anstelle von Vertiefungen etwa auch von Tälern oder Kavitäten.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Druckform ist ihre Wiederverwendbarkeit. Wenn einmal das Druckmotiv (d.h. die Bebilderung) durch ein anderes ersetzt werden muss, so muss nicht gleich der ganze Druckformzylinder ausgetauscht werden, geschweige denn neu angefertigt werden. Die Füllschicht 16 lässt sich entfernen, z.B. ebenfalls durch Laserstrahlung, ohne dass die Verschleissschutzschicht zerstört wird. Was zurückbleibt ist wieder das verschleissschutzbeschichtete Grundraster, welches wiederum befüllt werden kann durch eine neue Füllschicht, in welche wiederum das neue Druckmotiv eingraviert werden kann, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007051573 A1 [0005]

Claims

Druckform hergestellt durch ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist: a) Rändeln eines Rasters in eine äussere, aus Stahl bestehende Oberfläche eines Zylinders oder Hohlzylinders, wobei das Raster eine Vielzahl an Vertiefungen und zwischen den Vertiefungen angeordnete Stege aufweist; b) Aufbringen einer ersten nicht-metallischen Füllschicht auf das Raster, wobei die Vertiefungen mit der ersten Füllschicht vollständig aufgefüllt werden; und c) Erzeugen einer ersten Bebilderung aus einer Vielzahl an ersten Näpfchen durch partielles Abtragen der ersten Füllschicht über den Vertiefungen.
Druckform nach Anspruch 1, wobei zwischen Schritt a) und b) folgender Schritt erfolgt: a') Aufbringen einer Verschleissschutzschicht auf das Raster.
Druckform nach Anspruch 2, wobei die Verschleissschutzschicht ein Metalloxid aufweist.
Druckform nach Anspruch 3, wobei das Metalloxid Chrom(III)-oxid ist.
Druckform nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei zwischen Schritt b) und c) der folgende Schritt erfolgt: b') Abtragen der ersten Füllschicht so weit, dass die Vertiefungen gerade eben mit der ersten Füllschicht gefüllt bleiben und die Verschleissschutzschicht auf den Stegen freigelegt wird.
Druckform nach Anspruch 5, wobei Schritt b') durch Polieren oder Laserpolieren erfolgt.
Druckform nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Schritt c) durch Ätzen erfolgt.
Druckform nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Schritt c) durch Gravieren mit einem Laserstrahl erfolgt.
Druckform nach Anspruch 8, wobei während des Gravierens der Laserstrahl basierend auf einer I<ameraobservation der ersten Füllschicht geführt wird.
Druckform nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verschleissschutzschicht im thermischen Spritzverfahren, insbesondere im atmosphärischen Plasma-Spritz- oder im Hochgeschwindigl<eitsflammspritz-Suspensionsverfahren, aufgebracht wird.
Druckform nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Füllschicht ein Sol-Gel oder ein Polymer aufweist.
Druckform nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach Schritt c) die folgenden Schritte erfolgen: d) Vollständiges Abtragen der ersten Füllschicht; e) Aufbringen einer zweiten nicht-metallischen Füllschicht auf die Verschleissschutzschicht, wobei die Vertiefungen mit der zweiten Füllschicht vollständig aufgefüllt werden; und f) Erzeugen einer zweiten Bebilderung aus einer Vielzahl an zweiten Näpfchen durch partielles Abtragen der zweiten Füllschicht über den Vertiefungen.
Druckform aufweisend einen Zylinder oder Hohlzylinder, ein in eine äussere Oberfläche des Zylinders oder Hohlzylinders gerändeltes Raster, wobei das Raster eine Vielzahl an Vertiefungen und zwischen den Vertiefungen angeordnete Stege aufweist, eine nicht-metallische Füllschicht, welche auf das Raster aufgebracht ist und die Vertiefungen zunächst vollständig auffüllt, und eine erste Bebilderung aus einer Vielzahl an ersten Näpfchen, welche als Abtragungen der ersten Füllschicht über den Vertiefungen angeordnet sind.
Druckform nach Anspruch 13, aufweisend eine Verschleissschutzschicht im Bereich des Rasters zwischen der Oberfläche des Zylinders bzw. Hohlzylinders und der nicht-metallischen Füllschicht.
Druckform nach Anspruch 14, wobei die Verschleissschutzschicht ein Metalloxid aufweist, insbesondere Chrom(III)-oxid.
Druckform nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Vertiefungen gerade eben mit der ersten Füllschicht gefüllt sind und die Verschleissschutzschicht auf den Stegen freigelegt ist.
Druckform nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die erste Füllschicht ein Sol-Gel oder ein Polymer aufweist.