DE2258075B2 - Flexographische Druckform und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine flexographische Druckform gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Flexographic ist ein mit einer Druckerpresse arbeitendes Verfahren, das mit flexiblen Gummiplatten und rasch trocknenden flüssigen Druckfarben arbeitet. Die flexographische Druckform ist eine Relief-Druckplatte, die im allgemeinen aus natürlichem oder synthetischem Gummi in Matten geformt wird, die von einem Originalrelief, Drucklettern und Photogravüren abgenommen sind. Die Gummiplatten unterscheiden sich von anderen Druckformen durch ihre Elastizität. Die flexographische Druckform nützt sowohl die Elastizität als auch das Relief der Bildflächen zur Herstellung der gewünschten Erzeugnisse aus. Wie derzeit üblich, werden die flexographischen Druckformen primär in einem Form- oder Gravierprozeß angefertigt, durch den das gewünschte Relief erzeugt wird. Diese beschränkten Herstellungsmöglichkeiten und das Erfordernis eines in der Regel mehrere hundert Mikrometer tiefen Reliefs engen eine Anwendung der Flexographic in unerwünschter Weise ein. Außerdem ist die Herstellung der Druckform mit Kosten und Zeitaufwand verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine flexographische Druckform der genannten Art, die mit einem flacheren Relief auskommt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal dsi Hauptanspruchs gelöst Dadurch werden die erwähnten Mängel beseitigt und unerwünschte Beschränkungen des Verfahrens aufgehoben. In dem neuen Drucksystem werden die Prinzipien des Tiefdrucks und der Flexographic in einem einzigen Prozeß vereinigt Ferner weist die erfindungsgemäße Druck

form ein nahezu pianographisches elastisches Bild auf.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der flexographischen Druckform kann neben zahlreichen anderen Verfahren auch das elektrostatisehe Prinzip ausgenutzt werden.

Die Druckform gemäß der Erfindung weist ein elastisches Bild auf, das auf der harten, glatten Oberfläche einer Unterlage fixiert ist.
Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung ein

ίο Druckelement vor, das ein elastisches Bild fixiert Auf die Druckfläche wird Druckfarbe von einer Rasterwalze aufgebracht die noch genauer beschrieben wird, und zwar in der Weise, daß die elastischen Bildflächen mit der Druckfarbe der Rasterwalze Kontakt haben, während die Hintergrundflächen von der Druckfarbe frei bleiben. Von der selektiv eingefärbten Druckform kann dann ein Bildabdruck auf eine Anzahl von bildempfangenden Unterlagen übertragen werden. Das hierin beschriebene Drucksystem benötigt weder eine Steuerung der chemischen Verhältnisse an der Oberfläche noch ein hohes Relief der Drucklettern, um das gewünschte Resultat zu liefern. Die Verwendung einer Rasterwalze liefert eine rationelle Methode, um Druckfarbe in einer konstanten, zuverlässigen Dicke der Druckfarbschicht auf der Druckform anzubringen und macht somit komplizierte Farbwerke überflüssig. Die Näpfe der Rasterwalze schaffen ein eingebautes Dosiersystem, das für jeden Druck die gleiche Druckfarbenmenge liefert. Außerdem wird durch die Verwendung der erfindungsgemäßen flexographischen Druckform zusammen mit einer Rasterwalze eine Entwicklung des Bildes bei niedrigem Andruck und mit geringen Anforderungen an das Relief möglich.

Wie man festgestellt hat, kann als flexographische Druckplatte eine flexographische Druckform mit einem ein flaches Relief bildenden, elastischen Bild auf einer unnachgiebigen, harten Unterlage verwendet werden, wenr das Bild unter Verwendung einer herkömmlichen Rasterwalze mit erhabenen und eingesenkten Flächen entwickelt wird. In der Anwendung nält sich die als Entwickler dienende flüssige Druckfarbe als Folge der Bearbeitung mit einem flexiblen Abstreichmesser in dem Spender unter der Oberfläche der erhabenen Flächen auf. Dieses Verhalten wird ausgenutzt, um die Druckfarbe von den Hintergrundbereichen der Druckfläche fernzuhalten, zugleich aber das elastische Bild in die eingesenkten Flächen eintauchen zu lasten, damit es die Druckfarbe aufnimmt. Die Kombinationswirkung besteht in der Möglichkeit, eine flexographische Druckform mit einem Bild aus einem extrem flachen Relief verwenden zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Rasterwalze, wie sie in Verbindung mit der Erfindung verwendet wird,

Fig.2 eine vergrößerte, gebrochene Schnittansicht der Rasterwalze beim Aufbringen von Entwickler auf eine elastische Bildträgerfläche,

Fig.3 und 4 schematische Ansichten des Übertragungsschrittes,

Fig.5 eine Schnittansicht einer kontinuierlichen Druckvorrichtung, die das oben beschriebene flexographische Drucksystem enthält

In F i g. 1 ist eine Rasterwalze 10 gezeigt die eine Unterlage 11 aufweist, auf deren Oberfläche ein erhabenes Muster 12 angebracht ist das beispielsweise aus mehreren feinen erhabenen Linien, Punkten oder

anderen erhabenen Stellen besteht. Diese Rasterwalze zeichnet sich dadurch aus, daß sie nach dem Abstreifen Entwickler in den Einsenkungen oder vertieften Stellen festhält, die zwischen den erhabenen Stellen 12 gebildet sind, während das Abstreichmesser den Entwickler von den Oberflächen 12a der Erhebungen 12 abstreift. Als Unterlage 11 kann irgendein passendes Material verwendet werden, beispielsweise Aluminium, Zink. Kupfer, Glas u. dgl. Das Muster der Erhebungen 12 auf der Unterlage 11 ist im allgemeinen fein gegliedert und hat zweckmäßigerweise eine regelmäßige oder wenigstens praktisch gleichmäßige Konfiguration, die genügt, um den Entwickler von der Oberfläche des Bildempfänger-Blattes oder sonstigen Übertragungselementes in den Hintergrundbereichen fernzuhalten.

Das fein gegliederte erhabene Muster 12 kann auf irgendeine passende Weise auf der Unterlage 11 angebracht oder geformt werden. Beispielsweise kann ein Photowiderstands- oder Halbleiterüberzug verwendet werden, um auf der Oberfläche der Unterlage mittels üblicher photographischer Techniken ein Muster vorzusehen, das aus einer Vielzahl von Halbtonpunkten oder aus feinen Strichen besteht Im allgemeinen ist ein Muster aus Punkten vorzuziehen, so daß die vertieften Flächen oder Täler ein ununterbrochenes Netz darstellen. Das Muster wird vorzugsweise durch elektrophotographische Mittel erzeugt Beispielsweise kann eine übliche xerographische Platte aufgeladen und mit Licht belichtet werden, das durch ein Halbtonraster projiziert wird, und das entstehende elektrostatische Bild kann in herkömmlicher Weise mit einem Kunststofftoner zu einem Halbtonpunktmuster entwickelt werden. Dieses Muster wird dann auf die Oberfläche einer Unterlage übertragen, etwa auf einen Zinkträger, und dort durch Schmelzen zu einem bleibenden Muster erhabener Punkte fixiert Das Punktmuster muß ziemlich fein sein, es sollte wenigstens ein Raster von 24 Linien pro cm und vorzugsweise ein Raster von 39 bis 118 Linien pro cm haben. Die Höhe des erhabenen Reliefs kann zwischen etwa 5 und 100 μπι betragen, wobei die günstigste Höhe bei etwa 50 μπι liegt, wenn man den gewünschten optimalen Effekt bei einem möglichst flachen Relief erreichen wilL

In F i g. 2 ist eine vergrößerte Ansicht gezeigt, die den Effekt bei Verwendung einer wie oben beschriebenen Rasterwalze erkennen läßt Eine Druckform 20, die eine unnachgiebige Unterlage 21 und ein elastisches Bild 22 aufweist, wird mit der Abgabefläche der Rasterwalze 10 in Kontakt gebracht Die Rasterwalze wird für den Gebrauch vorbereitet, indem flexographische Druckfarbe in solcher Menge aufgebracht wird, daß diese die Einsenkungen zwischen den erhabenen Teilen des Punkt- oder Strichmusters ausfüllt Nach dem Auftragen der flexographischen Druckfarbe auf die Gravurfläche der Rasterwalze wird die Farbe von der Oberfläche der erhabenen Bereiche mit Hiife eines flexiblen Wischblattes, beispielsweise aus Teflon, oder eines Gummiquetschers entfernt Dabei bleibt Druckfarbe in solcher Menge zurück, daß sie gerade die Einsenkungen bis knapp unter die Oberfläche der Erhebungen 12 ausfüllt Somit ist sichergestellt, daß die Druckfarbe oder der Entwickler nicht den Hintergrund der Druckform 20 verschmutzt, der mit den Erhebungen der Rasterwalze 10 in Kontakt gebracht wird Wenn also die glatte, harte Oberfläche der Druckform auf die Rasterwalze aufgepreßt wird, kommt ihre Hintergrundfläche nur mit den farbfreien Erhebungen des Musters und nicht mit der Entwicklerflüssigkeit in Kontakt

Zum Drucken mit der erfindungsgemäßen Druckform kann man jede passende flexographische Druckfarbe verwenden, die man beispielsweise aus »The Priming Industry« von Viktor Strauss, Seite 611 entnehmen kann. Flexographische Druckfarben sind weniger deckend und farbkräftig als nichtverdampfende Druckfarben. Sie können auf Papier, Metallfolien und Kunststoffmaterialien verwendet werden. Flexographische Druckfarben lassen sich einteilen in: 1. Druckfarben auf Alkohol- und Wasserbasis, sowohl transparent als auch opak; 2. transparente und opake Druckfarben auf der Grundlage von speziellen Lösungsmitteln, zu denen verschiedene Alkohole und auch Benzine gehören; 3. verschiedene Mischungen von zur gleichen Lösungsmittelklasse gehörenden transparenten und opaken Druckfarben, die halbpigmentierte Druckfarben auf Alkoholbasis oder Wasserbasis und auf der Basis spezieller Lösungsmittel ergeben. Die Alkohol-Druckfarben können beispielsweise als Filmbildner Schellak, in Alkohol lösliche KopaJe und Damare, sowie Maleinsäure- und andere Kunststoffe enthalten. Auch nichttrocknende Druckfarben auf ölbasis haben sich als brauchbar erwiesen und bieten den Vorteil, daß die gefärbten Flächen bei kurzen Abschaltpausen nicht gereinigt werden müssen. Sie sind außerdem weniger anfällig für Viskositätsänderungen über längere Arbeitsabläufe. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, taucht bei dem intimen Kontakt der flexographischen Druckform 20 mit der Rasterwalze 10 das elastische Bild 22 in die Einsenkungen der Rasterwalze hinein und wird von der darin enthaltenen Druckfarbe benetzt Obwohl die bildfreien Bereiche in engen Kontakt mit den Oberflächen 12a der Erhebungen gebracht werden, kommt keine Druckfarbe mit den Hintergrundbereichen in Berührung; auf solche Weise entfällt die Verunreinigung und Schattierung des Hintergrunds, die man bisher dadurch zu vermeiden suchte, daß man Bilder mit sehr hohem Relief verwendete, um jeden Kontakt des Grundes der Druckplatte mit der Rasterwalze auszuschließen. Der Entwickler erreicht also die Druckform nur in den Bildbereichen. Zur Bildentwicklung wird die Oberfläche der Rasterwalze entweder gleichzeitig oder allmählich fortschreitend mit der das elastische Bild tragenden Druckform in Kontakt gebracht, wobei der Entwickler auf die Bildbereiche konform mit dem elastischen Bild übergeht. Wenn es sich um kammartige Erhebungen handelt und die Kämme der Rasterwalze sich in der gleichen Richtung erstrecken, hat es sich als günstig erwiesen, die Rasterwalze, d. i. das Teil mit den kammartigen Erhebungen, relativ zu der zu entwickelnden Oberfläche beim Entwicklungsvorgang in mindestens zwei Richtungen zu bewegen. Dies mag zwei Durchgänge für eine vollständige Entwicklungsphase in dem Prozeß notwendig machen. Für die meisten Zwecke liefert jedoch ein einziger Entwicklungsschritt, bereits eine ausreichende Bildqualität.

F i g. 3 und 4 zeigen die Übertragung eines Bilddrukkes von der eingefärbten flexographischen Druckform 40 auf ein Papierblatt 45. Ein Andruckelement in der Form einer Rolle 46 wird über die Oberfläche des Bildempfängerblattes geführt und drückt das Blatt sowohl in den Hintergrund- wie auch in den Bildbereichen der flexographischen Druckform 40 fest an. Es kommen also alle Flächen mit dem Papier in Berührung; aber nur die elastische Oberfläche trägt eine Druckfarbe. Wo also das Blatt 45 mit den Hintergrundbereichen der Unterlage 41 in Kontakt kommt, findet keine Verunreinigung des Blattes statt, und nur die auf

der Oberfläche des elastischen Bildes 42 vorhandene Druckfarbe kommt mit der Oberfläche des Bildempfängerblattes 45 in Berührung. Da die Höhe des flexiblen Bildes praktisch zu vernachlässigen ist und das Bildmaterial von geringer Härte sein kann, ist nur ein äußerst geringer Druck notwendig, um einen Abdruck von der flexographischen Druckform auf das Bildempfängerblatt zu übertragen, und der aufgewendete Druck ist ungeachtet der Größe der Bildflächen sehr gleichmäßig.

Fig.4 stellt die Trennung des Bildempfängerblattes 45 von der Druckform 40 dar zur Veranschaulichung der Druckfähigkeit und der Endergebnisse der Erfindung. Auf der Oberfläche des Bildempfängerblattes 45 ist ein Abdruck 42a zu sehen.

In F i g. 5 ist eine kontinuierlich arbeitende Druckvorrichtung gezeigt, die die Lehre der Erfindung anwendet. Eine flexographische Druckform 21 ist auf der Oberfläche des Druckzylinders 22 befestigt. Der Druckzylinder dreht sich in Pfeilrichtung. Eine Entwicklungsstation, die insgesamt mit 25 bezeichnet ist, weist einen Farbkasten 26 auf, in dem die flexographische Druckfarbe 27 enthalten ist. Eine Farbauftragwalze 28 überträgt die Druckfarbe vom Farbkasten 26 auf die Oberfläche einer Rasterwalze, wie sie in F i g. 1 beschrieben und in Fig.5 bei 29 dargestellt ist. Eine Rakel 30 oder ein sonstiger Abstreifer ist so angebracht, daß er die in den Näpfen der Rasterwalze abgesetzte Druckerfarbe einebnet, damit der gewünschte Effekt erzielt wird. Die in der Rasterwalze 29 verbleibende Druckfarbe wird dann selektiv auf das elastische Bild 23 auf der Druckform 21 übertragen. In Drehrichtung nach der Entwicklungsstation ist als nächstes eine Übertragungsstation vorgesehen. Das eingefärbte Bild wird mit einer Übertragungsbahn 31 in Berührung gebracht, die von einer Andruckwalze 32 gegen die Oberfläche der flexographischen Druckform gepreßt wird. Die Biegsamkeit der gefärbten Bildbereiche liefert eine ausgezeichnete Anpassung an die Papierfläche, so daß trotz natürlicher Unregelmäßigkeiten der Papieroberfläche ein dichter, ununterbrochener Farbfilm auf das Papier übertragen wird. Die bildempfangende Bahn 31 wird von einer Rolle 33 angeliefert und auf eine Rolle 34 aufgewickelt.

Die flexographische Druckform gemäß der Erfindung kann in irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden, das ein elastisches Flachreliefbild auf einer praktisch unnachgiebigen harten Unterlage liefert. Zur Anfertigung des elastischen Bildelementes sind verschiedene Techniken brauchbar, wie etwa die Photodissoziation, die Photopolymerisation, die Ausnützung von Photowiderständen, elektrostatische Verfahren, die Anwendung der Silberhaloidchemie, Diazoprozesse, die Verwendung von photochromatischen Materialien und der zugehörigen Techniken. Bei der Anwendung elektrophotographischer Prinzipien wird auf der Oberfläche eines photoleitfähigen Elementes ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt, das mit einer geeigneten Entwicklungstechnik entwickelt wird, wozu man weiche, elastische Kunststofftoner verwendet. Nach der Übertragung des entwickelten Bildes in bildgemäßer Konfiguration auf eine geeignete Unterlage gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht so eine flexographic sehe Druckform, die eine Bildoberfläche von minimaler Reliefhöhe hat. Das photoleitfähige Element kann als die unnachgiebige Unterlage dienen, und in diesem Fall kann der Übertragungsvorgang weggelassen werden Der Kunststofftoner kann ein elastisches geformtes

to Material sein. In der Photodissoziationstechnik kann ein gummiartiges lichtempfindliches Material selektiv belichtet werden, wodurch eine Dissoziation des elastischen Materials in den belichteten Bereichen erfolgt Materialien wie Polyacetaldehyd und sensibilisierte Polybutadiengummi werden in derartigen Systemer verwendet. Dabei lassen sich elastische Materialier durch Photopolymerisation oder Wärmeeinwirkung erfolgreich selektiv härten, etwa indem man sensibili sierten Polybutadien-Gummi einer chemisch wirksamer Strahlung oder Wärme aussetzt. Die belichteten Steller werden vernetzt, und die unbelichteten Stellen werden weggelöst, so daß ein elastisches Bild entsteht. Auch Photowiderstände haben sich für die Erzeugung eines weichen elastischen Bildes auf einer unnachgiebigen Unterlage als brauchbar erwiesen, wozu man etwa Polyvinylalkohol, gemischt mit Ammoniumdichromal verwenden kann.

Das erfindungsgemäße elastische Bild hat ein Reliel von 4 bis 50 μπι, wobei die günstigsten Arbeitsbedingungen in einem Bereich der Bildhöhe zwischen 4 und 15 μηι liegen. Ein optimaler Arbeitsbereich liegt zwischen 7 und 15 μΐη. Die erfindungsgemäße Druckform funktioniert auch, wenn das Bildrelief größer ist als die obere Grenze des optimalen Bereichs von Ii Mikron. Wenn man jedoch so verfährt, dann gibt man einen Vorzug der Erfindung auf, nämlich die Möglichkeit, eine flexographische Druckform mit einem elastischen Bild von vernachlässigbarem Relief verwenden zu können und dabei alle günstigen Eigenschaften des flexographischen Druckes ausnützen zu können Daher wird die Tiefe des Reliefs vorzugsweise aul weniger als 15 μΐη beschränkt.

Die strukturelle Anordnung des Gerätes, wie es anhand der F i g. 5 beschrieben wurde, soll sich nicht aul die dargestellte Konstruktion beschränken, sondern auch alle ähnlichen Konfigurationen umfassen, soweit sie die Anforderungen der Erfindung erfüllen. So kann beispielsweise mehr als eine Form einer Farbwalze in Kombination mit der Druckvorrichtung verwende) werden. Auch können Modifikationen an dem beschriebenen System zur Verbesserung der Endergebnisse vorgenommen werden. Beispielsweise kann das Bild aus einem Material mit geringer Oberflächenenergie hergestellt werden, etwa aus Siloxan, Teflon, usw., und man kann eine zähe Druckerfarbe mit höherei Viskosität verwenden, so daß das elastische Material auch ohne Verwendung einer Rakel od. dgl. frei von Druckerfarbe bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Flexographische Druckform, welche mit einer nach dem Tiefdruckprinzip arbeitenden Rasterwalze eingefärbt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einer harten, unnachgiebigen Unterlage ein elastisches Relief von 4 bis 50 μηι Tiefe aufweist.

2. Flexographische Druckform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relief aus einem elastischen Harzmaterial besteht.

3. Flexographische Druckform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Relief aus einem geschäumten Harzmaterial besteht.

4. Flexographische Druckform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die harte, unnachgiebige Unterlage aus einer photoleiiiähigen Platte besteht.

5. Verfahren zur Herstellung einer flexographischen Druckform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche einer photoleitfähigen Platte ein latentes elektrostatisches Bild geformt wird, daß das latente Bild mit einem elastischen Toner entwickelt und das Tonerbild selektiv auf die Oberfläche einer harten, unnachgiebigen Unterlage übertragen und dort fixiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Platte selbst als unnachgiebige Unterlage verwendet wird.