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Es werden eine Lithographiedruckvorrichtung und ein Verfahren beschrieben, das
Befeuchtungswasser-Zufuhrelemente verwendet, die physisch von einer Gruppe aus
zwei oder mehr oleophilen und hydrophoben Befeuchtungswalzen getrennt sind,
von denen eine eine die Druckplatte berührende Formwalze ist, wobei die Gruppe
der Befeuchtungswalzen während des Druckvorgangs mit Farbe versorgt wird.
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Es ist in der Technik und beim Gebrauch des kontinuierlichen
Litographiedruckens wesentlich, der Druckplatte oder den Druckplatten kontinuierlich
zusätzlich zur Druckerfarbe eine wäßrige Befeuchtungslösung zuzuführen. Die
Befeuchtungslösung bildet auf allen bildfreien Stellen der Druckplatte eine
Wasserschicht, wodurch eine Farbübertragung von einem separaten Farbzufuhr-
Walzensystem zu anderen als den gewünschten Bildstellen der Druckplatte
verhindert wird.
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Beim Lithographiedrucken wird der Druckplatte das Befeuchtungswasser im
allgemeinen in Form einer verdünnten, wäßrigen Lösung zugeführt, die verschiedene
geschützte Kombinationen von Puffersalzen, Gummi, Benetzungsmitteln,
Alkoholen, Fungiziden und ähnlichem enthält, wobei die Additive die praktische und
effiziente Verwendung der verschiedenen Kombinationen von Wasserzufuhr- und
Befeuchtungssystemen unterstützen, die beim Lithographiedrucken verwendet
werden. Trotz ihrer sehr geringen Konzentrationen, die üblicherweise weniger als
ungefähr einige Prozent betragen, haben sich die Salze und die
Benetzungsmittel in der Praxis als wesentlich herausgestellt, wenn das Druckerpressensystem
Druckabzüge mit sauberem, farbfreien Hintergrund und scharfen, klaren Bildern
herstellen soll, ohne daß den Steuerungen des Farb- und des
Befeuchtungssystems beim Betrieb der Druckerpresse übermäßige und in der Praxis nicht
realisierbare Beachtung geschenkt wird.
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In der Praxis des Lithographiedruckens haben sich verschiedene, weitgehend von
der Gestaltung des Befeuchtungssystems abhängige Mischungen der geschützten
Zusätze von Befeuchtungslösungen als sehr nützlich herausgestellt. Es besteht
ein Bedarf für ein Befeuchtungssystem, das die gegenwärtige Abhängigkeit der
Befeuchtungseffizienz von den speziellen Stoffen in der Befeuchtungslösung
wesentlich vermindert.
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Ein möglicher Weg, alle Befeuchtungssysteme zu beschreiben, obwohl diese
zweiteilige Beschreibung im Handel nicht oft verwendet wird, besteht darin, die
beiden notwendigen Abschnitte des Betriebs zu betrachten:
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a. Der Wasserzufuhrabschnitt enthält üblicherweise eine chrom- oder
tuchüberzogene Aufnahmewalze oder ein Spiralbürstensprühsystem oder Sprühdüsen und
ähnliches sowie die Rohre, Tanks und Steuereinheiten, die zusammen eine im
Ruhezustand als Flüssigkeitskörper vorliegende Befeuchtungslösung in einen mehr
oder weniger durchgehenden, gerichteten, relativ dünnen Lösungsfilm oder einen
feinen Lösungsnebel überführen, und
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b. der Befeuchtungsabschnitt enthält eine Gruppe aus einer Walze oder mehreren
Walzen, die den dünnen Wasserfilm oder den feinen Wassernebel aufnehmen und
vom Wasserzufuhrabschnitt zu einer Druckplatte fördern, die sich mit
Druckerpressengeschwindigkeiten dreht.
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Befeuchtungssysteme können auch danach eingeordnet werden, ob das dem
Druckplattenzylinder der Druckerpresse zugeführte Wasser vor oder nach der
Farbzufuhr zugeführt wird.
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Es ist wiederholt behauptet worden, daß ein Zuführen des Befeuchtungswassers
vor der Farbzufuhr (vorgeschaltetes Befeuchten) für die optimale Druckqualität
besser als ein Zuführen des Befeuchtungswassers nach der Farbzufuhr
(nachgeschaltetes Befeuchten) ist. Tatsächlich können die meisten Befeuchtungssysteme
nach dem Stand der Technik, wenn sie in der nachgeschalteten Position
verwendet werden, die Bilddifferentiation auf der Druckplatte, die wesentlich beim
Lithographiedrucken ist, nicht aufrechterhalten. Die praktische Begründung für
diese Beobachtungen liegt darin, daß der vom nachgeschalteten
Befeuchtungssystem auf die Platte übertragene Wasserfilm aufgebracht wird, nachdem die
Farbe auf den Bildstellen der Platte erneuert wurde. Dieser Wasserfilm kann
die nachfolgende Übertragung von Farbe von der Druckplatte zum Drucktuch und
dann zum zu bedruckenden Papier stören, wodurch Abzüge mit minderer Qualität
hergestellt werden und im Extremfall jede Farbübertragung zu den Druckstellen
der Druckerpresse verhindert wird. Ein weiterer Grund, um eine vorgeschaltete
Befeuchtung zu wählen, besteht darin, daß die nachgeschalteten
Befeuchtungssysteme dazu neigen, ein Stocken und ein Vollsaugen der immer auf der Gummi-
Befeuchtungsformwalze vorliegenden Farbe mit Wasser zu bewirken. Dies kann zu
einem Abschleudern oder sogar Abschmieren der Farbe auf der Druckplatte in
bildfreie Stellen führen, was zu unerwünschten Schmierstellen führt. Die
vorliegende Erfindung zielt auf diese bis jetzt akzeptierten Beschränkungen auf
eine vorgeschaltete Anordnung des Befeuchtungssystems ab und beseitigt diese.
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In der FR-A-2 213 851 ist eine Vorrichtung zum Befeuchten von
Lithographiedruckplatten offenbart, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.
Bei dieser bekannten Befeuchtungsvorrichtung enthält der Befeuchtungsabschnitt
eine Aufnahmewalze, die Befeuchtungswasser vom
Befeuchtungswasser-Zufuhrabschnitt aufnimmt, sowie eine Formwalte zwischen der Aufnahmewalze und dem
Plattenzylinder. Die Aufnahmewalze des Befeuchtungswasser-Zufuhrabschnittes
ist mit einem aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Überzug versehen, der
Farbe oder Kupfer annimmt. Farbe wird vom Plattenzylinder über die Formwalze
zur Aufnahmewalze übertragen, um einen Farbfilm auf der Aufnahmewalze
aufzubauen, auf der das Befeuchtungswasser aufgebracht wird.
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In der US-A-3 764 070 ist eine Vorrichtung zum Sprühen von Befeuchtungsfluid
auf die Walzen einer Offsetdruckerpresse offenbart. Bei dieser bekannten
Vorrichtung wird ein Befeuchtungsfluidnebel auf eine Vibratorwalze der
Druckerpresse geleitet, die schließlich das Fluid über eine zwischengeschaltete
Formwalze auf den Plattenzylinder überträgt. Eine zwischengeschaltete kleine
Übertragungswalze kann zwischen der Formwalze und einer weiteren Formwalze
vorgesehen sein, die über eine Vibratorwalze mit einer
Farbaufnahme-Verteilwalze in Berührung steht, um der Befeuchtungsfluidaufnahme-Vibratorwalze eine
geringe Menge von Farbe zu liefern, so daß der Sprühnebel von der Vorrichtung
auf den Farbfilm auf der Befeuchtungsfluid-Aufnahmewalze aufgebracht wird,
bevor das Fluid auf den Druckzylinder übertragen wird.
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In der DE-A-2 259 721 ist eine Vorrichtung zum Befeuchten von Druckplatten auf
einem Plattenzylinder offenbart. Bei dieser bekannten Befeuchtungsvorrichtung
wird das Befeuchtungswasser direkt auf einen Farbverteilzylinder des
Farbsystems der entsprechenden Druckerpresse gesprüht. Bei einem solchen
Farbwerkbefeuchtungssystem
ist der Wassergehalt in der zugeführten Farbe relativ hoch,
was zu Problemen beim Einstellen des Gleichgewichts zwischen Farbzufuhr und
Wasserzufuhr führt.
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In der DE-C-678 543 ist eine Vorrichtung zum Befeuchten von Druckplatten auf
einem Plattenzylinder einer Druckmaschine offenbart. Bei dieser bekannten
Befeuchtungsvorrichtung wird das Befeuchtungsfluid direkt auf Walzen des
Farbsystems der Druckmaschine aufgebracht. Bei einem solchen
Farbwerkbefeuchtungssystem treten die oben genannten Probleme auf. Alternativ kann ein
Befeuchtungsabschnitt vorgesehen sein, der eine Fluidaufnahmewalze und eine Formwalze
enthält. Bei diesem Befeuchtungsabschnitt bestehen beide Walzen aus einem
farbabstoßenden Material.
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In der DE-A-2 302 262 ist eine Offsetdruckmaschine offenbart, bei der ein
Abschnitt des Farbwerks in zwei Farbflußwege geteilt ist, von denen einer
zusätzlich als Befeuchtungsabschnitt verwendet wird. Die Befeuchtungsflüssigkeit
wird auf eine der farbfreundlichen Walzen des Farbwerks der Druckerpresse
aufgesprüht, was zu den gleichen Problemen wie bei der Druckerpresse gemäß der
DE-A-2 259 721 führt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befeuchten von
Lithographie-Druckplatten einer Druckerpresse, wie in Anspruch 1 beansprucht,
und auf ein Lithographie-Druckverfahren, wie in Anspruch 5 beansprucht.
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Eine Hauptaufgabe dieser Erfindung ist es, eine
Lithographie-Befeuchtungsvorrichtung zu schaffen, die zu einer hohen Qualität der gedruckten Abzüge
unabhängig von der Anordnung im Arbeitsablauf der Farbzufuhr und der Wasserzufuhr
an der Druckplatte führt.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein Befeuchtungssystem zu schaffen, das mit der
kleinstmöglichen Wasserzufuhrrate funktioniert, die gleich der ist, die zum
Erhalten einer Bilddifferentiation auf der Druckplatte nötig ist.
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Eine weitere Aufgabe ist es, die Anzahl und die Häufigkeit der mit dem
Gleichgewicht von Farbe und Wasser verbundenen Probleme beim Lithographiedrucken zu
minimieren.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein Befeuchtungssystem zu schaffen, das eine
Reihe von farbbeaufschlagten Verteilwalzen verwendet, die keine großen Mengen von
oberflächenaktiven Zusätzen benötigen, um einen effizienten Lithographie-
Druckvorgang mit hoher Qualität zu gewährleisten.
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Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich unter
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die Zeichnungen. Darin zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines bei einer Plattenwalze einer
Druckerpresse angewendeten Befeuchtungssystems;
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Fig. 2 ein modifiziertes Befeuchtungssystem des in Fig. 1 gezeigten Typs;
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Fig. 3 ein weiter modifiziertes Befeuchtungssystem, das zu denen aus den
Figuren 1 und 2 ähnlich ist;
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Fig. 4 eine Anordnung nach dem Stand der Technik, bei der die
Befeuchtungswalzen in das Farbsystem integriert sind;
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Fig. 5 eine Darstellung eines Farbwerk-Befeuchtungsdrucksystems, das beim
Vergleich mit dieser Erfindung nützlich ist; und
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Fig. 6 ein herkömmliches Befeuchtungssystem, das von den Mitteln und dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung ersetzt wird.
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In den Figuren 1, 2 und 3 enthalten die Elemente unserer Erfindung
Befeuchtungslösung-Zufuhrmittel 100 und eine Gruppe von Befeuchtungswalzen 101. Die
Walzen der Befeuchtungsreihe besitzen oleophile und hydrophobe Oberflächen,
und die Gruppe kann eine Aufnahmewalze 102 oder 102B, eine
Befeuchtungsformwalze 103, eine Übertragungswalze 104 und eine Beschwerwalze 105 oder mehrere
Beschwerwalzen 105 enthalten. Die oleophilen und hydrophoben Oberflächen
helfen zu gewährleisten, daß alle Walzen der Befeuchtungsreihe 101 in der Iage
sind, während des Druckvorgangs trotz der Anwesenheit von großen Wassermengen
einen Farbfilm zu tragen. Alle Walzenoberflächen der Befeuchtungsreihe drehen
sich im wesentlichen mit Druckerpressengeschwindigkeit. Die Formwalzen 103,
die Beschwerwalzen 105 und die Aufnahmewalze 102B können über Reibung durch
einen körperlichen Eingriff von der Oberfläche des Plattenzylinders 106
und/oder von der getrennt angetriebenen Aufnahmewalze 102 oder der
Übertragungswalze
104 angetrieben werden. Wie oben erwähnt ist es notwendig, daß alle
im Befeuchtungssystem verwendeten Walzen Oberflächen besitzen, die oleophil
und hydrophob sind. Sowohl oleophile als auch hydrophobe Eigenschaften
besitzende Walzen können entweder aus Metall bestehen, z.B. Kupfer, oder aus
einem Nichtmetall wie Gummi oder Kunststoff.
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Bei Walzen, die aus Metall oder aus weichem oder harten Polymergummi oder
Kunststoff bestehen, kann das oleophile/hydrophobe Verhalten mehr oder weniger
durch das Messen des Ausmaßes vorhergesagt werden, in dem Farböl- und
Befeuchtungswassertropfen spontan auf der Oberfläche des Metalls oder des
Polymergummis oder des Kunststoffes auseinanderlaufen. Die in Standardbüchern der
Oberflächenchemie beschriebene Technik des ruhenden Tropfes ist zum Messen dieser
Qualität geeignet. Im allgemeinen werden oleophile/hydrophobe
Walzenmaterialien mit Farböl (Flintöl etc.) einen Berührwinkel von annähernd 0º und mit
destilliertem Wasser einen Berührwinkel von ungefähr 90º oder höher besitzen.
Diese Werte dienen dazu, ein oleophiles/hydrophobes Material zu definieren.
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Wir haben z. B. festgestellt, daß die folgenden Regeln gemäß diesem Prinzip in
nicht einschränkender Weise bei der Auswahl von Materialien helfen:
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Am besten: Wasserberührwinkel 90º oder höher.
Farböl-Berührwinkel 10º oder niedriger und
Auseinanderlaufen des Öls.
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Möglicherweise annehmbar: Wasserberührwinkel 80º oder höher.
Farböl-Berührwinkel 10º oder geringer und
Auseinanderlaufen des Öls.
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Wahrscheinlich nicht annehmbar: Wasserberührwinkel weniger als ungefähr
80º.
Farböl-Berührwinkel größer als 10º und/oder
kein Auseinanderlaufen des Öls.
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Ein weiterer Test in diesem Zusammenhang besteht darin, auf dem zu testenden
Material einen dünnen Farbfilm aufzubringen und dann einen Tropfen der
Befeuchtungslösung auf dem Farbfilm aufzubringen. Je länger die
Befeuchtungslösung
braucht, um die Farbe zu verdrängen oder abzulösen und in je geringerem
Maße sie dazu in der Lage ist, desto größer ist die oleophile/hydrophobe
Eigenschaft des Materials.
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Materialien mit dieser oleophilen/hydrophoben Eigenschaft werden in der Praxis
in einer Lithographie-Druckerpresse auf ihren Oberflächen Lithographiefarbe
bevorzugt vor Wasser und Befeuchtungslösung aufnehmen, festhalten und
zurückhalten, wenn der Oberfläche sowohl Farbe als auch Wasser angeboten oder sowohl
Farbe als auch Wasser auf die Oberfläche aufgebracht werden. Diese
oleophile/hydrophobe Eigenschaft erlaubt den bei Lithographie-Druckerpressen verwendeten
Befeuchtungswalzenwerken dieser Erfindung, Wasser effizient von einem
Wasservorratsbehälter oder Wasserzufuhrsystem zur Druckplatte zu fördern unabhängig
davon, ob beim Druckvorgang eine vorgeschaltete oder eine nachgeschaltete
Befeuchtungsanordnung verwendet wird.
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In den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnungen kann die oleophile
Aufnahmewalzenoberfläche 102 eine relativ harte, unelastische Substanz sein,
z.B. Kupfer oder ein mit Kohlenstoff gefülltes Nylonpolymer wie Rilsan oder
jedes andere oleophile und hydrophobe, normalerweise nicht-nachgiebige
Material. Die Oberfläche der Übertragungswalze 102B in der Ausführung von Fig. 3
ist unter den elastischen, gummiartigen Materialien gewählt, die oleophil und
hydrophob sind. Die Walzen 102 und 104 werden im wesentlichen mit der
Druckerpressengeschwindigkeit angetrieben, entweder indem die Walzen über ein
Getriebe mit dem Druckerpressenantrieb verbunden werden oder indem die
Geschwindigkeit eines separaten, mit ihnen verbundenen Motors elektrisch mit dem
Druckerpressenantrieb verbunden wird. Alternativ kann die Walze 102B über
einen Oberflächeneingriff mit der Walze 104 reibgetrieben sein.
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Die Formwalzen in den Ausführungen der Figuren 1, 2 und 3 können
Befeuchtungsformwalzen aus elastischem, kohlenstoffgefülltem Gummi sein, was in der
Technik und in der Praxis der Lithographie-Befeuchtungssysteme üblich ist, wobei
die Walzen von Natur aus oleophil und hydrophob sind. Die Walzen 103 werden
vorteilhafterweise über einen Berühreingriff mit sowohl der Druckplatte 106
als auch den relativ harten Walzen 102 oder 104 reibgetrieben. Alternativ
können diese Walzen von der Druckerpresse oder separat angetrieben werden.
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Auch die Beschwerwalzen 105 können reibgetrieben sein, und sie sollten
Oberflächen aus einem elastischen, gummiähnlichen Material besitzen, das oleophil
und hydrophob ist.
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Fig. 4 zeigt eine alternative Walzenanordnung, bei der die
Befeuchtungsformwalze 103 ein Teil des Farbsystems von oleophilen und hydrophoben Walzen 102,
102A und 107 bis 110 ist. Es ergeben sich unter Anwendung der hier offenbarten
Prinzipien leicht andere Anordnungen, ohne daß wesentlich von den angegebenen
Elementen abgewichen wird.
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In Übereinstimmung mit früheren Erfahrungen und der Technik des
Lithographiedruckens haben wir herausgefunden, daß das Befeuchtungssystem von Fig. 1, wenn
es in der vorgeschalteten Anordnung verwendet wird, zufriedenstellend als
Lithographie-Befeuchtungssystem arbeitet, selbst wenn eine hydrophile
Walzenoberfläche, z.B. aus Chrom oder Nickel oder ähnlichem, die von uns angegebenen
Walzen 102 mit hydrophober und oleophiler Oberfläche ersetzen würde. Wenn
allerdings das Befeuchtungssystem von Fig. 1 mit einer hydrophilen anstatt einer
oleophilen und hydrophoben Walze 102 versehen und in der nachgeschalteten
Anordnung verwendet wird, ergibt sich, daß in Stellen entlang der
Druckerpressenbreite mit einem geringen Bildgehalt völlig inakzeptable Ergebnisse
erhalten werden können, da die sich immer fortschreitend auf der
Gummibefeuchtungsformwalze aufbauende Farbe mehr oder weniger zwischen den wasserbedeckten,
hydrophilen, vorherrschenden bildfreien Stellen der Druckplatte und der
wasserbedeckten Oberfläche der in herkömmlicher Weise hydrophilen
Befeuchtungswalze isoliert ist. Es gibt keinen Weg, überschüssige Farbe von diesen Stellen
der Befeuchtungsformwalze abzuführen. Die isolierte und stehende Farbe nimmt
immer mehr Wasser auf, bis sie so denaturiert ist, daß sie entweder von der
Walze auf umliegende Flächen abschleudert oder daß sie auf die Platte und dann
auf das Papier übertragen wird, was ein Druckerzeugnis mit minderer Qualität
ergibt.
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In schwerwiegenderen Fällen stört ein Teil des Wassers, das mehr oder weniger
gleichmäßig allen Stellen der Druckplatte zugeführt wird, die Übertragung von
Farbe von den Bildstellen der Druckplatte auf das Drucktuch, um sie auf das zu
bedruckende Material zu übertragen. Wir gehen davon aus, daß die Menge des
Befeuchtungswassers, das kontinuierlich dazu benötigt wird, die bildfreien
Stellen der Druckplatte sauber zu halten, bei der Verwendung des nachgeschalteten
Befeuchtungssystems von Fig. 1 größer ist als die Fähigkeit der Farbe, den
unvermeidbar auf die Flächen der Bildstellen der Druckplatte übertragenen Teil
der Wasserzufuhr kontinuierlich und schnell genug zu entfernen. Dies bedeutet,
daß der dünne, von den Formwalzen auf die Bildstellen der Platte gedrückte
Farbfilm nicht schnell assimilieren und damit die störenden Tropfen oder den
störenden Film oder die störenden Schichten von Befeuchtungswasser von den
Oberflächen der eingefärbten Bildstellen der Platte entfernen kann. Dies führt
zu einer starken Verminderung der Menge der von der Druckplatte zum Drucktuch
und auf das zu bedruckende Papier übertragenen Farbe. Die störende
Wasserschicht verbleibt auf den Bildstellen und verhindert eine vollständige
Übertragung der Farbe zu diesen Bildstellen während der bei der Drehung folgenden
Berührung mit den Farbformwalzen. Die Folge ist ein Aufbau von nicht
verwendeter Farbe auf den Formwalzen und ein Druckabzug, der bezüglich der
vorgesehenen optischen Dichte unzureichend ist oder bei dem sogar Teile des
vorgesehenen Bildformats fehlen.
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Wenn die Anordnung von Fig. 1 in der nachgeschalteten Position, jedoch mit
oleophilen und hydrophoben Walzen wie in dieser Offenbarung spezifiziert,
verwendet wird, wird eine akzeptable Bilddifferentiation erreicht, obwohl die
Höhe der Bedieneraufmerksamkeit, die zum Herstellen des Gleichgewichts von
Farbzufuhr und Wasserzufuhr notwendig ist, wesentlich bleibt. Die Folge ist eine
Druckqualität, die fast die des das gleiche Befeuchtungssystem vorgeschaltet
verwendenden Lithographiedruckens erreicht. Selbstverständlich wird eine gute
Qualität auch dann erreicht, wenn die Ausführung dieser Erfindung von Fig. 1
in einer konventionellen Ausführung mit vorgeschaltetem Befeuchtungssystem
verwendet wird.
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Die Unterscheidung zwischen einem funktionsfähigen und einem nicht
funktionsfähigen Befeuchtungssystem ist dramatischer, wenn die vorgeschaltete
Befeuchtungsposition mit der nachgeschalteten Befeuchtungsposition bei der
Befeuchtungsvorrichtung von Fig. 2 miteinander verglichen werden. Wenn die
Oberfläche der Walze 102 hydrophil ist, arbeitet das Drucksystem nicht besser als
dann, wenn das Befeuchtungssystem von Fig. 1 mit einer hydrophilen Walze
verwendet wird. Wenn die Walze 102 oleophil und hydrophob ist, wie in dieser
Offenbarung, werden bei Verwendung beider Befeuchtungspositionen mit einer
relativ geringen notwendigen Bedieneraufmerksamkeit und bei Vorliegen eines
normalen Toleranzbereiches der Wasserzufuhr ausgezeichnete Druckergebnisse
erhalten.
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Wenn das Befeuchtungssystem von Fig. 3 mit hydrophoben und oleophilen
Dosierwalzen verwendet wird, geht die Unterscheidung im Stand der Technik bezüglich
Druckqualität und Druckerpressenstabilität zwischen vorgeschalteter
Befeuchtungsposition und nachgeschalteter Befeuchtungsposition verloren. Die
Verwendung von eingefärbten Befeuchtungswalzen erlaubt ein hervorragendes Drucken
ungeachtet der nachgeschalteten Zufuhr der Befeuchtungslösung. Dieser Faktor
kann bei der Gestaltung von kompakten, effizienten und zweckmäßigen
Druckerpressen mit Mehrfach-Druckstationen nützlich sein. Bis jetzt konnten
Befeuchtungssysteme bezüglich der Drehrichtung nur vor der Gruppe der
Farbzufuhrwalzen sicher angeordnet werden, wenn eine akzeptable Druckqualität
erreicht werden muß.
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Wir gehen davon aus, daß die mehrfachen Berührstellen in den Walzenspalten bei
den Anordnungen der Figuren 1, 2 und 3, wenn sie gemäß dieser Offenbarung
ausgeführt sind, mehrfache Stellen zum Mischen oder Vermischen des zugeführten
Befeuchtungswassers mit den Farbfilmen auf den Befeuchtungswalzen darstellen
und daß das Wasser tatsächlich zum größten Teil innerhalb dieser Farbfilme zur
Druckplatte gefördert wird. Diese Tatsache steht in einem bedeutenden
Gegensatz zu bei der Gestaltung von Befeuchtungssystemen nach dem Stand der Technik
weit verbreiteten Ansichten, insbesondere zu der, daß die Funktion der
Befeuchtungssystem-Bauteile darin besteht, einen ausreichend dünnen Wasserfilm
auf einer hydrophilen Aufnahme- oder Übertragungswalze zu bilden, und daß der
Wasserfilm in der Lage sein wird, innerhalb der Millisekunden dauernden
Verweilzeit in einem einzigen Spalt übertragen zu werden, der von der
Farbformwalze und der den Wasserfilm tragenden hydrophoben Walze gebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung schafft mehrfache Farbwalzen sowie Farbfilme auf
allen wassertragenden Walzen des Befeuchtungssystems, so daß z. B. die
Befeuchtungsvorrichtung von Fig. 1 mit zwei eingefärbten Walzen zwei Gelegenheiten
hat, das Wasser in die Farbfilme einzumischen, wobei diese Anzahl größer als
bei jedem der Befeuchtungssysteme nach dem Stand der Technik ist, die
üblicherweise eine oder keine Gelegenheit aufweisen. Dementsprechend ist das
Befeuchtungssystem von Fig. 2 mit drei eingefärbten Walzen besser als der Stand
der Technik, und das Befeuchtungssystem von Fig. 3 mit vier eingefärbten
Walzen ist so deutlich besser als die Systeme nach dem Stand der Technik, daß die
im Handel vorherrschenden Mythen bezüglich vorgeschalteter gegenüber
nachgeschalteter Anordnung des Befeuchtungssystems zerstreut werden.
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Es wurden eine Reihe von anschaulichen Drucktests durchgeführt, die das
Farbwerk-Befeuchtungssystem von Fig. 5 verwendeten, bei dem eine Spiralbürste
einem zonenschraubenlosen Lithographie-Druckwerk Farbe zuführt. Diese Anordnung
gleicht dem Befeuchtungssystem von Fig. 4 darin, daß einige der Farbwalzen
auch als Befeuchtungswalzen verwendet werden, um Wasser zur Druckplatte zu
fördern. Bei einer zonenschraubenlosen Druckerpresse ist die Farbzufuhr über
die Druckerpressenbreite gleichförmig, und sie wird von einer mit Zellen
versehenen Dosierwalze sowie einer mit ihr zusammenwirkenden Abstreifklinge
gesteuert, wie im wesentlichen in dem US-Patent Nr. 4 690 055 offenbart. Das
Fehlen von Zonenschrauben gehört zu diesem Beispiel, und im Sinne der
Vollständigkeit dieser Offenbarung ist hier eine kurze Beschreibung
eingeschlossen. Es werden eine schwarze Farbmischung für zonenschraubenloses Drucken,
hergestellt von J. M. Huber Ink Co., N. J., und die Befeuchtungslösung 800 von
C and W Unlimited, Carlstadt, N. J., mit 1-1/2 Unzen je Gallone entionisiertes
Wasser verwendet. Die Befeuchtungslösungszufuhr wurde so gering wie möglich
eingestellt, wobei dennoch eine vollständige Differentiation von Bildstellen
und bildfreien Stellen auf der Druckplatte erhalten wurde, um eine gute
Qualität der Druckabzüge zu erhalten. Der Verbrauch der Befeuchtungslösung wurde
bei Tests mit 60000 Druckabzügen gemessen, und bei diesen Bedingungen wurden
0,25 ml bis 0,29 ml Befeuchtungslösung pro Druckabzug benötigt.
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Es wurden in getrennten Tests die gleichen Materialien,
Druckerpressen-Bauteile und Bedingungen wie beim vorhergehenden Beispiel verwendet mit der
Ausnahme, daß der Wasserzufuhrabschnitt mit Spiralbürste zusammen mit einem
Befeuchtungswalzenabschnitt nach dem Stand der Technik in einer vorgeschalteten
Anordnung direkt an der Platte angeordnet wurde, wie im wesentlichen in Fig. 6
dargestellt. Die nötige Zufuhr von Befeuchtungswasser war wesentlich größer,
nämlich 0,33 ml bis 0,37 ml pro Abzug.
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Es war offensichtlich, daß die Gruppe der eingefärbten Walzen des ersten
Beispiels der Druckplatte das Wasser effizienter geliefert haben; d. h. in einer
Form oder in einer Weise, daß es von der Druckplatte direkter verwendbar war,
als es die herkömmlicheren, direkt an der Platte angeordneten hydrophilen
Walzenbefeuchtungssysteme taten.
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Dementsprechend verwendet das direkte Befeuchtungssystem unserer Erfindung
insbesondere und vorteilhafterweise eine Gruppe von Befeuchtungswalzen, die
vollständig in der Lage sind, bei der Anwesenheit von sowohl Farbe als auch
Wasser Farbe anzunehmen; d. h., daß sie oleophile und hydrophobe Oberflächen
besitzen. Ebenfalls dementsprechend werden in unserer Erfindung eingefärbte
Befeuchtungswalzen dazu verwendet, Wasser zur Druckplatte zu fördern, und es
werden mit Absicht alle hydrophilen Walzen im Befeuchtungswalzenabschnitt
vermieden. Offensichtlich kann vorteilhafterweise eine hydrophile Walzen oder
können vorteilhafterweise mehrere hydrophile Walzen im Wasserzufuhrabschnitt
unserer Erfindung verwendet werden, als in Wasserzufuhrabschnitten von
Lithographie-Befeuchtungssystemen nach dem Stand der Technik, solange keine von
ihnen im Befeuchtungswerk enthalten ist.
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Das hier offenbarte Befeuchtungssystem vermindert die Anzahl und die
Häufigkeit von Problemen beim Lithographiedrucken wesentlich, die im Handel vielfach
als Probleme des Gleichgewichts zwischen Farbe und Wasser bezeichnet werden.
Wir gehen davon aus, daß der Hauptgrund für Probleme des Gleichgewichts
zwischen Farbe und Wasser in der weit verbreiteten Erwartung liegt, daß die
Druckplatte irgendwie Wasser bzw. Farbe nur in den bildfreien Stellen bzw. den
Bildstellen der Platte annimmt, wenn der Platte dünne Filme von beiden
bereitgestellt werden.
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Keines der Befeuchtungssysteme nach dem Stand der Technik berücksichtigt, daß
die Farbe das überschüssige Wasser sehr schnell annehmen muß, das immer auf
den Bildstellen der Platte während jeder Drehung der Druckerpresse aufgebracht
wird. Damit dies möglich ist, muß sich das Wasser in einer Form befinden, die
die Diffusion in einen Farbfilm sehr viel mehr fördert, als dies bei einem
kontinuierlichen Wasserfilm auf einer hydrophilen Befeuchtungswalze der Fall
sein würde. Wir gehen davon aus, daß unsere Befeuchtungssysteme dieses
Diffusionskriterium erfüllen und daß unsere Systeme der Druckplatte Wasser
tatsächlich als sehr kleine Tropfen zuführen, die zeitweise vom Farbfilm eingefangen
oder im Farbfilm emulgiert sind und deren Abmessungen mit denen vergleichbar
sind, die für eine optimale Druckqualität nötig sind. Um zu verhindern, daß
das Wasser die Farbübertragung stört, ist es im allgemeinen hinnehmbar, daß
die größte Abmessung der Wassertropfen geringer als die dünnste beim Drucken
vorliegende Farbfilmdicke ist, insbesondere geringer als ungefähr ein bis fünf
Mikrometer. Ein Weg, um die Bildung von kleinen Tropfen eines Materials zu
gewährleisten, das in einem anderen unlöslich ist, besteht darin, die beiden
Materialien wiederholt miteinander zu vermischen. Das wiederholte Vermischen von
Wasser in Farbe an zwei oder mehr Spalten von eingefärbten Befeuchtungswalzen,
wie hier ausgeführt, erfüllt dieses Merkmal. Als Folge erwarten wir, daß
unsere
Erfindung einen breiteren Betriebsbereich bezüglich der Wasserzufuhr bei
einer gegebenen Kombination von Farb- und Befeuchtungslösungsmaterialien sowie
Druckerpressenzuständen erlaubt. Wir erwarten auch, daß der Betrieb in einem
breiteren Bereich von Farbmischungen und Befeuchtungsmischungen möglich ist,
als es bei der Verwendung von Befeuchtungssystemen nach dem Stand der Technik
möglich ist. Diese beiden vorteilhaften Merkmale führen zu einer Verminderung
der Anzahl und der Schwere von Druckproblemen, die mit dem Gleichgewicht von
Farb- und Wasserzufuhr für eine optimale Druckqualität zusammenhängen.
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Auf hydrophilen Walzen basierende Befeuchtungssysteme nach dem Stand der
Technik, die eine der Farbformwalzen zum Fördern von Wasser zur Druckplatte
verwenden, benötigen zwischen ungefähr 10 % und 25 % von oberflächenaktiven
Rohadditiven, wie Isopropanol, um eine angemessen schnelle Übertragung des
Befeuchtungswassers von der hydrophilen Dosierwalze zur eingefärbten Formwalze
zu ermöglichen. Der Alkohol unterstützt den Übertragungsprozeß von Wasser zur
Farbe, der, wie oben dargestellt, nur innerhalb der einen kurzen
Spalt-Verweildauer bei diesen Systemen nach dem Stand der Technik stattfinden kann.
Interessanterweise wird berichtet, daß Befeuchtungssysteme mit hydrophilen
Walzen leichter zu steuern sind, daß sie mehr Spielraum beim Gleichgewicht
zwischen Farbe und Wasser besitzen und daß sie weniger Probleme des
Gleichgewichts zwischen Farbe und Wasser besitzen, wenn 10 % bis 25 % Isopropanol in
der Befeuchtungslösung verwendet wird, d. h., wenn das Wasser beim Übergang in
die Farbe mit chemischen Zusätzen unterstützt wird.
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Der Grund für dieses Alkohol-unterstützte Ergebnis ist offensichtlich direkt
mit dem Fehlen eines ausreichenden Vermischens des Wassers mit der Farbe bei
den Befeuchtungssystemen nach dem Stand der Technik verbunden. Dementsprechend
benötigen die Befeuchtungssysteme dieser Offenbarung kein oberflächenaktives
Alkoholadditiv. Das mechanische Vermischen übertrifft die Wirkung dieser
Additive und ersetzt sie. Dies ist hinsichtlich der mit der Verwendung von
Isopropanol verbundenen Kosten, der Gesundheitsgefährdung und der
Sicherheitsgefährdung eine wesentliche Verbesserung.
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Die vorteilhaften Merkmale von Farbwerk-Befeuchtungssystemen mit eingefärbten
Walzen wurden oben als Bezug und als Hintergrund für die vorliegende
Offenbarung angegeben. Man beachte, daß die Farbwerk-Befeuchtungssysteme spezielle,
teilweise ungünstige Eigenschaften besitzen, die durch Verwendung des direkten
Befeuchtungssystems dieser Offenbarung mit eingefärbten Walzen vermieden
werden.
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Beim Drucken von Formaten, die entlang der Breite der Druckerpresse Stellen
mit einem in Umfangsrichtung geringen Bildanteil besitzen, wird sehr wenig
Farbe auf das Papier abgedruckt. Ebenso wird sehr wenig Wasser auf das Papier
abgedruckt, da der Hauptweg für Wasser zum Papier über die ausgedruckte Farbe
besteht. Da die Befeuchtungswasserzufuhr über die Druckerpressenbreite im
wesentlichen gleichförmig ist, ist der Wassergehalt der Farbe, die auf den
Farbwalzen in Bereichen vorliegt, die einem geringen Bildanteil entsprechen, höher
werden als die Assimilationsfähigkeit der Farbe. Durch Auftreten von freien
Wasserschichten kann dies zu einem sporadischen Ablösen der Farbe von den
Farbwalzen führen, was ein lokales Ansammeln von Farbe und ein Abschleudern
der Farbe auf die verschiedenen Druckerpressen-Bauteile hervorruft. Durch
Verwendung einer direkten, eingefärbten Befeuchtungsvorrichtung, wie hier
offenbart, wird ein zusätzlicher Weg zum Verdampfen des Wassers geschaffen,
nämlich die eingefärbten Befeuchtungswalzen. Die vergrößerte Oberfläche erlaubt
das Verdampfen einer größeren Menge dieses überschüssigen Wassers in Bereichen
entlang der Druckerpressenbreite entspechend den unterschiedlichen
Wassergehalten. Dies minimiert die nachteilige Wirkung von Wasseransammlungen aufgrund
von Unterschieden im Bildformat.
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Wichtiger ist, daß das Befeuchtungswasser dieser Erfindung in das Farbsystem
nur indirekt eingebraucht wird im Vergleich zum direkten Einbringen des
Wassers in das Farbwerk. Nur das bereits der Platte bereitgestellte und dann zum
Teil von den Farbformwalzen entfernte Wasser kann in das Farbsystem eintreten.
Daher wird erwartet, daß der Wassergehalt innerhalb der zugeführten Farbe in
der Gruppe der Befeuchtungswalzen wesentlich geringer als der beim Farbwerk-
Befeuchtungssystem vorliegende ist. Dementsprechend werden weniger Probleme
beim Einstellen des Gleichgewichts von Farb- und Wasserzufuhr auftreten.
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Wenn in speziellen Bereich entlang der Druckerpressenbreite keine Farbe
ausgedruckt wird, ist es üblich, physische Barrieren oder Wasserstoppvorrichtungen
oder Wischer zu verwenden, die nur sehr geringen Befeuchtungswassermengen
erlauben, die Platte in diesen Stellen zu erreichen, d. h. es wird gerade so
viel Wasser zugelassen, daß diese bildfreien Stellen der Platte farbfrei
bleiben. Zur Anpassung an mit wenig Farbe bedeckte Stellen, bei denen die
Verwendung
von Wasserstoppvorrichtungen ein zu starkes Mittel ist, ist es üblich,
eine oder mehrere der Befeuchtungswalzen in Schwingungen zu versetzen und
damit Teile des überschüssigen Wassers seitlich zu verteilen. Dementsprechend
können vorteilhafterweise einige oder alle der Walzen der Befeuchtungsreihe
aus den Figuren 1, 2 und 3 axial aus diesen Gründen in Schwingungen versetzt
werden.
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Bei zonenschraubenlosen Lithographie-Druckerpressen muß ein wesentlicher Teil
der an der Druckplatte vorliegenden Farbe abgeschabt und dem
Farbzufuhrabschnitt des Farbsystems wieder zugeführt werden. Da dies dazu dient,
überschüssiges Wasser von der Druckplatte abzuführen und es über der
Druckerpressenbreite neu zu verteilen, sind Wasserstoppvorrichtungen im allgemeinen nicht
notwendig, und ein Versetzen von Walzen in Schwingungen als Verteilmittel für
das Wasser entlang der Druckerpressenbreite ist überflüssig.
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Wir gehen davon aus, daß die Elemente unserer Erfindung zusammengenommen ab
dem Anlaufen einer mit dem hier beschriebenen Befeuchtungssystem versehenen
Druckerpresse arbeiten, indem ein Teil der Farbe von den Bildstellen der
Druckplatte schnell entfernt wird, um zügig einen dünnen Farbfilm auf allen
Befeuchtungswalzen auszubilden. Als Nebel oder Sprühnebel auf die
Aufnahmewalze aufgebrachtes Wasser wird in diese Farbfilme auf den Befeuchtungswalzen
eingemischt oder mit ihnen vermischt, und es emulgiert aufgrund der
Scherzustände in jedem der Walzenspalte der Befeuchtungsreihe. Dadurch werden die
ursprünglich sehr großen zugeführten Wassertropfen oder Wassernebel
kontinuierlich zerkleinert, wenn sie die Befeuchtungswalzen in Richtung der Platte
durchqueren, so daß sie in der Farbe suspendierte Tropfen mit einer Größe von
einem Mikrometer oder geringer sind, wenn sie die Formwalzen und die Platte
erreichen. In diesem Zustand sind ihre Abmessungen geringer als die
Farbfilmdicke auf der Druckplatte, wobei die kleinen Tropfen sofort und schnell
zwischen eingefärbten und farbfreien Stellen auf der Platte hin- und
herübertragen werden können, wodurch den bildfreien Stellen, an denen es benötigt ist,
Wasser zugeführt wird. Die Befeuchtungsvorrichtung dieser Erfindung verhindert
auch die Bildung von freien Wasserfilmen in den Bildstellen der Platte, die
die nachfolgende Übertragung von Farbe entweder von den Farbformwalzen zur
Platte oder von der Platte zum Drucktuch und von dort zum zu bedruckenden
Material stören könnten.