Die Erfindung betrifft gattungsgemäß ein Flachdruckverfahren, bei dem Bindemittel, Pigmente und organisehe
Lösungsmittel enthaltende Druckfarben von einem Farbwerk auf einen lithographischen Druckplattenzylinder
und von diesem über einen Gummituchzylinder auf einen Bedruckstoff übertragen werden.
Das wichtigste Flachdruckverfahren ist der Offsetdruck. In den letzten Jahren hat der Offsetdruck
(Lithographie) erhebliche wirtschaftliche Bedeutung ge«"onnea
Beim Offsetdruck nutzt man die Unverträglichkeit von Wasser und öl, um einen homogenen ölhaltigen
Druckfarbenfilm auf einer Druckplatte in die entsprechenden Informationsfelder aufzuteilen.
Die Offsetdruckplatten haben die Eigenschaften, an den nicht informationstragenden Stellen wasserfreundlich,
an den informationstragenden Stellen ölfreundlich zu sein. Im Läufe des Druckvorganges wird die Platte
mit Wasser behandelt, anschließend erfolgt die Einfärbung mit der ölhaltigen Druckfarbe. Die hydrophilen,
vom Wasser benetzten Stellen können nicht von der hydrophoben Ölfarbe benetzt werden. Auf diese Weise
entsteht auf der Druckplatte ein farbiges Druckbild, welches über einen Walzenmechanismus auf den
Bedruckstoff übertragen wird.
Wegen der zweidimensionalen Druckplatte können im Offsetdruck nur geringe Volumina Druckfarbe von
der Platte auf das Papier übertragen werden. Zur Erreichung einer ausreichenden Flächendeckung sind
die Druckfarben daher höher konzentriert als z. B. Tiefdruckfarben und wesentlich höher viskos. Die
Druckschärfe, d. h. punktgenaue Farbübertragung auf den Bedruckstoff, wird stark von der Zügigkeit (Tack)
der Druckfarbe beeinflußt, weshalb vor allem Farben für Bogenoffset hohe ZUgigkeit aufweisen.
Bei diesen hochviskosen, zügigen Druckfarben ist zur Erzielung eines absolut gleichmäßigen Farbfilmes über
die ganze Breite der Druckmaschine ein mehrmaliges Auswalzen notwendig. Farbwerke von Offsetdruckmaschinen
(lange Farbwerke) besitzen bis zu 30 Walzen, zwischen denen die pastenförmigen Druckfarben
ausgewalzt werden. Bei diesem langen und intensiven Walzen können nicht — wie im Tiefdruck üblich —
niedrigsiedende Lösungsmittel, sondern nur hochsiedende Lösungsmittel eingesetzt werden, da sonst bereits
ein Antrocknen der Druckfarbe auf den Farbwalzen erfolgen und damit der Farbfluß gestört würde.
Als Lösungsmittel werden in der Praxis hochsiedende Mineralöle (Siedebereich über 2000C, meist sogar über
230° C für Rollenoff set bzw. über 2600C bei Bogenoffset)
und pflanzliche öle, die hydrophob sind, eingesetzt.
Im Farbwerk einer Druckmaschine erfolgt eine Vermischung von Druckfarbe und Wischwasser. Durch
dieses Einmischen von Wasser ändert eine Offsetdruckfarbe ihre Theologischen Eigenschaften erheblich. Die
inneren Kräfte der Farbe werden durch das eingemischte Wasser herabgesetzt. Das einemulgierte Wischwasser
ändert die Konsistenz der Farben, sie verlieren erheblich an Klebrig- und Zügigkeit
Ist jedoch eine solche mit Wasser vermischte Druckfarbe auf das Papier gedruckt, diffundiert das
Wasser innerhalb sehr kurzer Zeit in die saugfähige Papieroberfläche ein, und die Druckfarbe gewinnt ihre
alte Klebrigkeit und Zügigkeit zurück. Dieses führt dazu, daß die nachfolgende mit Wasser vermischte und
weniger zügige Druckfarbe die vorgedruckte Farbe nicht mehr vom Papier abheben kann. Erst durch den
Einsatz des Wassers im Offsetdruckprozeß konnte der 4-Farben-Naß-in-Naß-Druck mit ölhaltigen Druckfarben
technisch so gestaltet werden, daß ein wirtschaftlicher Druck möglich war.
Der Einsatz von hochsiedenden Mineralölen als Lösungsmittel bei Offsetdruckfarben hat erhebliche
Nachteile. Die Trocknung dauert entweder zu lang, da die Mineralöle zum Eindringen in die Papieroberfläche
(Wegschlagen) längere Zeit benötigen und vom Wasser im Papier behindert werden, oder aber es tritt bei
Erhöhung der Trocknungstemperatur auf eine wirtschaftliche sinnvolle Höhe (150° —160° Papiertemperatur)
ein Austrocknen und Wellen des Papiers ein, so daß die nachfolgenden Weiterverarbeitungsschritte wie
Schneiden, Zusammentragen una Binden erheblich erschwert sind. Auch wird für das Trocknen, z. B. im
Rollenoffset eine erhebliche Energiemenge verbraucht
Beim Anfahren einer Offsetmaschine benötigt man eine gewisse Zeit, um ausreichende Wassermengen in
die Druckfarbe einzuemulgieren (Färb-Wassergleichgewicht).
Es ist durchaus möglich, daß beim Anfahren einer Druckmaschine und bei zwischenzeitlichem Abstellen
und Wiederanfahren insgesamt 5% bis 10% einer zu druckenden Auflage als Makulatur anfallen.
Die wesentlichen Vorteile des Offsetdrucks sind der
einfach, billig und sehr schnell herstellbare Druckträger, die Möglichkeit, direkt aus der elektronischen Datenverarbeitung
Platten zu erstellen und die zuvor beschriebene Möglichkeit des 4-Farben-Naß-in-Naß-Druckes.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das bekannte Flachdruckverfahren dahingehend zu verbessern, daß
die obengenannten Nachteile vermieden werden, ohne die beschriebenen Vorteile einzubüßen. Insbesondere
sollen hochsiedende Lösungsmittel in den Druckfarben vermieden werden und dennoch ein gleichmäßiger
Farbauftrag ohne ein Eintrocknen der Druckfarben im Farbwerk erzielt werden.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch ein Flachdruckverfahren,
bei dem ein speziell konstruiertes kurzes Farbwerk und Druckfarben mit niedrig siedenden
Lösungsmitteln verwendet werden.
Zwar ist ein kurzes Farbwerk für den Offsetdruck aus einer Firmenscl.rift bekanntgeworden, beim Einsatz
konventioneller, langsam trocknender Druckfarben hat es sich in seiner ursprünglichen kurzen Konzeption
jedoch nicht bewährt und wurde durch weitere Walzen ergänzt. Die bekannte Konstruktion beruht auf einer
Gummiwalze mit großem Durchmesser, welche in die Druckfarbe eintaucht und auf welcher dann mit Hilfe
einer Übertragungswalze der Druckfarbenfilm in seiner Schichtdicke reguliert wird. Diese in die Farbe
eintauchende Gummiwalze ist gegen mechanische Beschädigungen durch Verunreinigungen in der Druckfarbe
oder aus dem Papier sehr empfindlich. Sie muß sehr präzise hergestellt werden und kann nach
Beschädigungen nicht mehr weiterverwendet werden. Ein gleichmäßig dünner Farbfilm läßt sich mit diesem
Farbwerk nur durch großen technischen Aufwand erzielen, da sich die langen Walzen unter dem Einfluß
der relativ viskosen Druckfarben etwas durchbiegen.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Flachdruckverfahren der eingangs genannten Art, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß Druckfarben, deren organische Lösungsmittel mindestens zu 60 Gewichtsprozent, bezogen
auf die Gesamtmenge an organischen Lösungsmitteln, einen Siedebereich von 100—200°C aufweisen,
innerhalb des Farbwerkes über eine Rasterwalze, der eine Rakel anliegt, und über eine der Rasterwalze
nachgeordnete Farbübertragwalze auf den Druckplattenzylinder übertragen werden.
Unter organischen Lösungsmitteln sollen hier und im folgenden diejenigen Bestandteile verstanden werden.
die beim Trocknen der Druckfarbe verdunsten oder wegschlagen. Es sollen aber nicht durch Oxydation
trocknende Öle darunter verstanden werden, die zunächst auch als Lösungsmittel wirken, beim Trocknen
aber als Bindemittel in der Druckfarbe verbleiben.
Vorteilhaft werden Druckfarben verwendet deren organische Lösungsmittel mindestens zu 60Gew.-%
einen Siedebereich von 150—2000C aufweisen. Bei
Verwendung eines hohen Anteils an Lösungsmitteln,
ι ο deren Siedebereich bereits bei etwa 100° C beginnt, wird
das Farbwerk vorteilhaft gekapselt
Anstelle einer einzigen Farbübertragwalze können auch zwei oder mehr parallel arbeitende Farbübertragwalzen
verwendet werden. Wesentlich ist es jedoch, daß die Farbübertragwalzen jeweils direkt mit der Rasterwalze
und mit dem Druckplattenzylinder zusammenarbeiten und nicht mehrere Walzen hintereinander
geschaltet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet die Rasterwalze als
Tauchwalze, d. h. sie ragt in den Druckfarbenvorrat hinein. Die Druckfarben können selbstverständlich auch
in anderer bekannter Weise zum Beispiel durch Bürsten auf die Rakelwalze aufgebracht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Nachteile der mechanischen Empfindlichkeit einer
farbfilmbildenden Gummiwalze dadurch vermieden, daß eine aufgerasterte Metallwalze Verwendung findet.
Sie ist auch gegen Durchbiegen beständiger und läßt sich präzise abrakeln, indem durch Ätzung oder
Gravierung erzeugte Rasterstege als Stützelemente Verwendung finden.
Durch die gleichmäßigen farbaufnehmenden Vertiefungen
über die gesamte Breite der Rasterwalze ist eine gleichmäßige Farbgebung gewährleistet, unabhängig
vom unterschiedlichen Farbverbrauch an verschiedenen Stellen des Druckmotives. Dies kommt auch der
Standardisierung im Offsetdruck entgegen. Mit den bisherigen Farbwerken läßt sich die Farbgebung
während des Druckvorganges nicht konstant halten. Bei der neuen Konstruktion ist nur noch die Wasserführung
vom Drucker zu überwachen.
Besondere Anforderungen an höhere oder geringere Farbschichtdicken, z. B. für rauhere Papiere, können
durch Austausch gegen tiefer oder flacher geätzte Rasterwalzen erfüllt werden.
Durch Temperierung der Rasterwalze kann vorteilhaft eine noch bessere Farbführung erreicht werden, da
sich die Farbviskosität nicht mehr durch Temperatureinflüsse verändert. Bei konventionellen langen Farbwerken
erwärmt sich das Farbwerk durch innere Reibung und durch viele Spaltvorgänge der Farben, wodurch die
Farben während des Auflagendrucks eine niedrigere Viskosität annehmen. Dadurch ändert sich die Farbübertragung
und die Farbschichtdicke im Druckbild. Nur durch sorgfältige fortlaufende Regelung der
Farbgebung durch den Drucker kann Makulatur vermieden werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Flachdruckmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einem Farbwerk, einem Feuchtwerk, einem lithographischen Druckplattenzylinder und einem Gummituchzylinder,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Farbwerk eine Rasterwalze, der eine Rakel anliegt, und
eine zwischen der Rasterwalze und dem Druckplattenzylinder angeordnete Farbübertragwalze aufweist.
Vorteilhaft ragt die Rasterwalze als Tauchwalze in die Druckfarbenwanne hinein.
Die Flachdruckmaschine weist vorteilhaft cine zwischen der Farbiibertragwalze und der dem Druckplattenzylinder
anliegenden Walze des Feuchtwerkes angeordnete Zwischenwalze auf. Hierdurch kann
angetrocknete Farbe im Feuchtwerk wieder angclöst -, werden.
Die Erfindung betrifft ferner Druckfarben zur Durchführung des erfindungsgemäßen Flachdruckverfahrens
auf der Basis von Bindemitteln, Pigmenten, organischen Lösungsmitteln und bekannten Zusatzstoffen,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß die organischen Lösungsmittel mindestens zu 60Gew.-%, bezogen
auf die Gesamtmenge an organischen Lösungsmitteln, einen Siedebereich von 100—2000C. vorteilhaft
von 150—2000C aufweisen. r,
Über den Druckplattenzylinder sowie über eventuell
vorhandene Zwischenwalzen wird Wasser aus dem Feuchtwerk in das Farbwerk übertragen und dort durch
die laufenden Walzen in die Farbe einemulgiert. Wie bereits beschrieben wurde, werden hierdurch die
Theologischen Eigenschaften der Druckfarbe günstig beeinflußt. Die Druckfarben für das erfindungsgemäße
Flachdruckverfahren, bei dem im Farbwerk nur wenige Spaltstellen als Kontaktstellen zwischen Druckfarbe
und Wasser zur Emulgierung zur Verfügung stehen, r>
weisen vorteilhaft von vornherein einen Wassergehalt von 5 bis 30 Gewichtsprozent auf. Dieser Wassergehalt
der Farben, der beispielsweise durch Einsatz von Pigmentwasserteigen und hydrophilen Zusatzstoffen
erreicht werden kann, beschleunigt die Einstellung des Farb'/Wassergleichgewichtes.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: Ein kurzes Farbwerk mit nur wenigen
Spaltstellen für die Farbe reduziert die Verdunstungsgeschwindigkeit
der flüchtigen Bestandteile erheblich im Vergleich zu konventionellen Farbwerken mit ihren
vielen Walzen. Deshalb können hier Farben Verwendung finden, welche dünnere, wesentlich schneller
verdunstende und damit auch schneller in das Papier wegschlagende Lösungsmittel mit Siedebereichen von
ca. 100°-2000C enthalten. Alle physikalischen Trocknungsprozesse,
d. h. Wegschlagen in das Papier, Verdunstung der Lösungsmittel im Rollenoffset-Heatset
usw. gehen damit wesentlich schneller vor sich. Auch die anschließenden chemischen Vorgänge, d. h. die
oxidative Trocknung, werden beschleunigt, da die trocknungsverzögernden Lösungsmittel rascher entweichen.
Das Nachkleben im Stapel entfällt weitgehend, so daß das teuere maschinenschädigende Pudern
entfallen kann. Die Drucke sind dadurch glänzender und besitzen höhere Abriebfestigkeit.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Reduzierung des Schablonieren durch das kurze
Farbwerk und die laufende Erneuerung des Farbfilms durch die Rasterwalze.
Die Temperatur in den Rollenoffset-Heatset-Trockenöfen kann erheblich reduziert werden, abhängig von
Maschinengeschwindigkeit, Bedrucksioff und Farbschichtdicke. Dadurch ist eine erhebliche Energieersparnis
möglich. Die Papiere trocknen weniger aus und bleiben damit dimensionsstabil, d. h. sie nehmen nach
der Trocknung kein Wasser aus der Umgebung auf und »wachsen« nicht mehr nach der Verarbeitung bzw. bei
Lagerung. Unter günstigen Bedingungen können diese Farben sogar im Rollenoffset mit IR-Strahlern getrocknet
oder auch ohne Trocknungseinrichtung verarbeitei werden. Diese Grenzfälle hängen von Lösungsmittel,
Papier, Druckgeschwindigkeit und Farbschichtdicke ab.
Zusammensetzung und Herstellung der erfindungsgemäßen Druckfarben entsprechen den bisherigen Techniken
mit Ausnahme der Lösungsmittel. Anstelle hochsiedender Mineralöle, mit Siedebereichen meist
weit über 2000C bei den bisher üblichen Druckfarben
werden hier erheblich niedriger siedende Lösungsmittel, mit Siedebereichen ab 150°C eingesetzt. In gekapselten
Farbwerken können noch rascher verdunstende Lösungsmittel und -gemische mit Siedebereichen ab 100cC
eingesetzt werden. Als Lösungsmittel kommen in Frage: Aliphatische, naphtenische. isocyclische. heterocyclische
und aromatische Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische, die Ester-, Keto-, Carbonyl-, Carboxyl-, Aminogruppen
oder Hetero- oder Isocyclen enthalten können. Sie sollen vorzugsweise nicht oder nur begrenzt
wassermischbar sein. Die Siedebereiche dieser Lösungsmittel sind nach unten begrenzt durch den Farbverbrauch
pro Plattenumdrehung, weiterhin durch die klimatischen Bedingungen und durch die Verdunstungsmöglichkeiten im Farbwerk. Durch Kapselung des
kleinen Farbwerks kann dies begünstigt werden, so daß extrem rasch trocknende Farben Verwendung finden
können.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flachdruckmaschine anhand der
Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Flachdruckmaschine.
Die Flachdruckmaschine weist ein Farbwerk 13. ein Feuchtwerk 6 einen Druckpiattenzyiinder 3, einen
Gummituchzylinder 11 und einen Gegendruckzylinder 9 auf. Zwischen dem Gummituchzylinder 11 und dem
Gegendruckzylinder 9 läuft der Bedruckstoff 10 durch. Das Farbwerk 13 besteht aus einer Rasterwalze 1, der
eine Rakel 2 anliegt, und einer Farbübertragwalze 4, die zwischen der Rasterwalze 1 und dem Druckplattenzylinder
3 angeordnet ist. Die Rasterwalze 1 arbeitet als Tauchwalze und ragt in die Druckfarbenwanne 8 hinein.
Das Feuchtwerk 6 besteht aus den Walzen 5, 14 und 15 und dem Wasserkasten 12. Die Dosierung des
Wassers erfolgt über die Einstellung des Anpreßdruckes zwischen der. Walzen !4 und 15.
Zwischen der Walze 5 des Feuchtwerkes 6 und der Farbübertragwalze 4 ist eine Zwischenwalze 7 angeordnet
Die erfindungsgemäßen Druckfarben haben beispielsweise folgende Zusammensetzung:
7 8
Beispiel
Zusammensetzung je einer Druckfarbe für Bogenoffset- und Rollenoffsetdruck
|
1 |
Il |
|
Druckfarbe für |
Druckfarbe für |
|
Bogenoflsetdruck |
Rollenoffsetdruck |
|
(Gew.-%) |
(Gew.-%) |
Pigment Rot 57 (nach Colour Index) |
17 |
17 |
Alkydharz (ca. 60% Fettsäure, ca. 30% Phthalsäure) |
4 |
3
|
Phenolharz, Kolophonium modifiziert |
36 |
29 |
Mineralöl Sdb. 150-20O0C |
32,5 |
22 |
Vaseline |
5 |
4 |
Polyethylenwachsdispersion |
5 |
4 |
Trocknungsverzögerer (Kresol-Derivat) |
0,5 |
0,5 |
Abietinsäure |
- |
0,5 |
Isopropanol |
- |
2 |
Wasser |
- |
18 |
100
Die Bestandteile Alkydharz, kolophoniummodifiziertes Phenolharz, Mineralöl, Vaseline, Polyethylenwachsdispersion
und Trockenverzögerer werden bei erhöhter Temperatur zu einer Lösung verarbeitet. Der abgekühl- in
ten Lösung wird das Pigment Rot 57 beigemischt. Es wird auf dem Dreiwalzwerk dispergiert. Vor dem
letzten Reibga.ig werden im Falle der Druckfarbe für Rollenoffset Abietinsäure, Isopropanol und Wasser
zugemischt. Die so erhaltene Druckfarbe wird jeweils r> auf einer erfindungsgemäßen Flachdruckmaschine im
Bogenoffset- bzw. im Rollen-Offset-Verfahren auf maschinengestrichenes Papier gedruckt.
Beim Bogenoffset-Verfahren werden die Bögen ohne Bestäubung im Stapel bei Raumtemperatur getrocknet.
Beim Rollenoffset-Verfahren ist der Druckmaschine ein Trockenofen nachgeschaltet. Es wird bei einer Temperatur
des Papierbandes von 95° C getrocknet.
In beiden Fällen werden hervorragende Druckergebnisse
erzielt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen