EP0813957A2 - Verfahren und Vorrichtung für den Tiefdruck mittels einer löschbaren Tiefdruckform - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für den Tiefdruck mittels einer löschbaren Tiefdruckform Download PDF

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EP0813957A2
EP0813957A2 EP97109373A EP97109373A EP0813957A2 EP 0813957 A2 EP0813957 A2 EP 0813957A2 EP 97109373 A EP97109373 A EP 97109373A EP 97109373 A EP97109373 A EP 97109373A EP 0813957 A2 EP0813957 A2 EP 0813957A2
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EP
European Patent Office
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printing
gravure
ink
filling
printing ink
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EP97109373A
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EP0813957B2 (de
EP0813957B1 (de
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Godber Petersen
Hans Fleischmann
Rainer Stamme
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Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Publication of EP0813957A3 publication Critical patent/EP0813957A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces
    • B41N3/003—Preparing for use and conserving printing surfaces of intaglio formes, e.g. application of a wear-resistant coating, such as chrome, on the already-engraved plate or cylinder; Preparing for reuse, e.g. removing of the Ballard shell; Correction of the engraving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/02—Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04—Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/05—Heat-generating engraving heads, e.g. laser beam, electron beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/055—Thermographic processes for producing printing formes, e.g. with a thermal print head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F9/00—Rotary intaglio printing presses
    • B41F9/01—Rotary intaglio printing presses for indirect printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/10—Intaglio printing ; Gravure printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2227/00—Mounting or handling printing plates; Forming printing surfaces in situ
    • B41P2227/70—Forming the printing surface directly on the form cylinder

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for gravure printing by means of an erasable and reusable gravure printing form, starting from a gravure printing form with a basic grid designed at least for the maximum amount of ink to be transferred.
  • Gravure is a printing process with printing elements that are set lower than the surface of the mold. After the printing form has been completely inked, the surface is freed from the printing ink. This only remains in the deepened positions.
  • the type of coloring and the squeegee of the mold surface do not allow a pure surface pressure.
  • the entire drawing must be broken down into lines, dots or grid elements. Because of the different depth and size of the individual printing elements, they contain more or less printing ink, which means that the imprint has different color strength at the different image points.
  • the etching principle of the variable-depth processes is the slow diffusion of concentrated iron chloride solutions through a pigment gelatin layer.
  • the pigment copy on the copper printing form consists of a hardened gelatin relief that corresponds to the tone gradations of the slides.
  • the engraving processes are characterized by scanning image and text line by line with photocells and simultaneously engraving the printing form with engraving heads. Particularly noteworthy is the introduction of depressions into the copper layer of the printing form by means of a high-energy electron beam, which is directed onto the raw form in a vacuum and removes material there in an image.
  • the printing form engraved in this way can be provided with depth and area-variable grids.
  • Recesses can also be made using a high-energy laser beam, whereby it must be noted that suitable measures must be taken to ensure the coupling of the laser energy into the substrate, since copper in particular largely reflects a laser beam without special pretreatment.
  • a method for producing an engraved printing form in which a gravure printing form is first provided by uniformly providing the smooth surface with depressions of the same depth and size, then the engraved surface with a light-sensitive mass is covered so that all the wells are filled. Thereupon the raw form with the desired image is photographically exposed so that the exposed areas polymerize, the unexposed portions can be washed out and this results in an image differentiation.
  • image areas of the printing form are lower than non-image areas.
  • the raster network forms uniformly high webs which delimit image areas and form a contact surface for the squeegee.
  • a special set of printing form cylinders per printing ink (a printing form cylinder with a corresponding number of print pages) is required. Depending on the print format, these cylinders are manufactured in the required cylinder size.
  • the corresponding printing form cylinders must be replaced.
  • Such a cylinder z. B. in a width of 200 cm today weighs about 800 kg.
  • each of these production processes includes steps such as electroplating or coating, exposing and developing, which rule out that the same printing form can be reused without extensive, in particular chemical treatment.
  • chrome plating is usually carried out after the pictorial etching or engraving, i.e. removal of material, to increase the service life.
  • the space for the entire cylinder must generally be provided.
  • the printing form production is also especially if galvanic steps are necessary, very complex and therefore expensive.
  • the resulting toxic sludge is also ecologically unsafe.
  • DE 38 37 941 C 2 discloses a method for producing an intaglio printing plate, by means of which the imaging can take place directly in the printing press, in addition the imaging of the intaglio printing plate can be deleted in the printing press and prepared again for new imaging.
  • a gravure blank form is also produced with a basic grid designed at least for the maximum amount of ink to be transferred.
  • a quantity of a thermoplastic substance which is inversely proportional to the image information, is then introduced into the depression from a nozzle of the pixel transmission unit or by image-correlated ironing in order to reduce the scooping volume of the depressions. That is to say, in contrast to the other methods, material is applied imagewise for imaging a gravure blank.
  • the thermoplastic substance can then be liquefied in the printing press by means of a heat source and removed again from the printing form cylinder by means of a wiping and / or blowing or suction device.
  • the liquefiable substance for filling the basic grid is, for example, a thermoplastic, that is, thermoplastics (plastomers), such as, for example, polyolefins, vinyl polymers, polyamides, polyesters, polyacetates, Polycarbonates, partly also polyurethanes and ionomers, or hot melt (wax), lacquer or a cross-linkable polymer melt or solution are used.
  • thermoplastics such as, for example, polyolefins, vinyl polymers, polyamides, polyesters, polyacetates, Polycarbonates, partly also polyurethanes and ionomers, or hot melt (wax), lacquer or a cross-linkable polymer melt or solution are used.
  • the filled gravure printing plate is burned free of image.
  • inking is carried out with aqueous printing ink and preferably printed on a printing material in indirect gravure printing.
  • the gravure form is cleaned of ink residues by means of a regeneration device, preferably in the form of an ultrasound cleaning system, and the liquefiable substance is removed from the depressions in the basic grid, so that the filling, imaging ablation, coloring, printing and regeneration cycle start again can.
  • a regeneration device preferably in the form of an ultrasound cleaning system
  • the image deletion (regeneration) can also be made possible by completely cleaning the basic shape with the help of a pressurized water jet from a high-pressure cleaner.
  • an arrangement is used, as has already been disclosed, for example, by EP 9 310 798.
  • Such an arrangement consists of a double-walled chamber which is open towards the gravure form and is sealed off from the surroundings by means of seals guided over the form.
  • the inner cell contains nozzles through which the water is sprayed onto the surface of the gravure form at high pressure. It is suctioned off from the coated outer chamber area, so that the liquid is drawn off in particular from the already cleaned area and the gravure form is clean and dry after the treatment.
  • the high-pressure cleaner can operate at at least two different levels, one level with low liquid pressure and / or temperature essentially used to remove the remaining colors and the other levels with correspondingly higher liquid pressure and / or temperature used to partially or completely remove the filler material .
  • a solvent-containing printing ink (even water-based printing inks contain certain amounts of solvent) is transferred to the printing material and then the solvent in a drying section of the printing machine from the printing material and from the printing material lying thereon or partially on it penetrating layer of paint must be driven out.
  • the high space requirement for the dryer and the high energy consumption for drying are disadvantageous.
  • the release of solvents also pollutes the environment.
  • the amines used for saponification or the ammonia also escape into the ambient air when the ink film dries. These released compounds are not only unpleasant to smell but also harmful to health.
  • a further development of the printing inks is directed to those with UV-curable binder systems which make use of the generally known principle of UV curing.
  • DE 43 07 766 C1 describes a method for producing a UV-curing flexographic printing ink and its use in flexographic printing machines.
  • the UV printing inks contain coloring substances and additives in addition to photoinitiators, which trigger UV polymerization of the binder component also contained.
  • Such UV systems can, as is also described in DE 43 07 766 C1, polymerize according to a radical or a cationic mechanism.
  • Solvents or water are not included in UV inks.
  • Technical, health or environmentally relevant Disadvantages and problems caused by solvents or water in printing inks do not occur with UV printing inks.
  • the extinguishing, filling and chamber doctor blade systems required in the generic method can be realized by one unit.
  • liquid UV printing inks in the process concept according to the invention results in further particular advantages.
  • the property of the ink that it does not dry has a favorable effect especially for indirect gravure printing and for automatic process sequences over a longer period of time.
  • the high color strength is favorable for laser power requirements and, last but not least, the dryers can advantageously be made comparatively very small, as a result of which a compact construction of the device is possible.
  • a gravure blank 1 with filler (A) The depressions of the basic grid of the gravure blank 1 are evenly filled by means of a UV printing ink through an application device 2 in the form of a chambered doctor blade and a UV dryer 3, which is positioned directly above the blank 1, is activated.
  • the printing ink fed through the chamber doctor blade 2 is thereby hardened in the depressions.
  • the slight shrinkage that occurs when the ink solidifies is compensated for by turning it over several times during the filling process, which means that successive filling can produce an arbitrarily precise filling.
  • 1 to 20 preferably 3 to 8 revolutions of the rotogravure blank 1 per filling process resulted in an optimal filling.
  • Imaging of the filled gravure blank 4 by thermal ablation of the filler (B).
  • the ink supply of the filling process (A) is interrupted, the doctor blade 2 is switched off and the imaging process started.
  • the imaging is done using a pixel transmission device 5 using a laser by thermal ablation.
  • a YAG laser is preferably used, which due to its emitted wavelength of 1.064 ⁇ m is very well absorbed by the pigment black of the black UV printing ink.
  • IR diode lasers with a comparable effect can be used.
  • the printing ink "black” is therefore preferably used as the filler.
  • colored printing inks can also be used for filling.
  • the emitted light of the CO 2 laser with a wavelength of approximately 10.6 ⁇ m is preferably absorbed by many organic binders.
  • Indirect gravure which permits an expanded range of substrates, is preferably used as the printing method.
  • An intermediate carrier has a positive effect with regard to color management and color gradient when using UV printing ink.
  • direct gravure printing is of course also possible with this method.
  • the deletion process (D) is identical to the filling process (A), that is, after the printing process (C ) the UV dryer 3 is activated after the filling process (A), which is usually carried out again at a significantly lower speed, is set.
  • This variant is the number of cylinder revolutions for the filling process (A) is preferably identical to that for the extinguishing process (D).
  • the cleaning process of the gravure printing plate 6 must preferably precede the deletion by neither filling.
  • a printing plate cleaning is not necessary in order to achieve a good bond between old and new filling (same type of binder results in good bond), but in order not to change the sensitivity of the filler at the contact points.
  • the absorber density pigment black
  • the result is a reduction in sensitivity, which can lead to color density errors in the proof of the subsequent order.
  • the cleaning process can be made very simple: after the chamber doctor blade 7 has been switched off with colored printing ink and a large part of the printing ink remaining in the depressions has been removed by the printing process over the printing material (paper) 8, the chamber doctor blade 2 is used for the filler (identical to the chamber doctor blade 7 for coloring the image areas). After a few revolutions of the gravure printing plate 6 under the activated filler chamber doctor blade 2, but with the UV dryer 3 turned off, the residual ink is flushed out of the depressions in the gravure printing plate 6. The contamination of the filler in the chambered doctor blade 2 with colored printing ink is in the range per mil and is therefore irrelevant.
  • the stability of the refill is comparable to the previous fill. Nevertheless, the accumulation of foreign substances in the filler due to contamination (from the room air and in the printing process due to paper dust, etc.) cannot be ruled out. This fact can be countered by a complete removal of the filler from the depressions of the gravure blank 1 by means of "laser erasing" (that is, the laser ablates the filler completely from the depressions of the gravure blank 1 and writes a solid image) after a definable number of conversion processes.
  • laser erasing that is, the laser ablates the filler completely from the depressions of the gravure blank 1 and writes a solid image
  • Fig. 2 shows a printing unit 10 for indirect gravure printing with an ink transfer cylinder 12 and an impression cylinder 13, the printing material 14 being carried out between the latter.
  • a gravure cylinder 11 is in Direction of rotation an application device 2 which emits UV printing ink and is suitable for completely filling a basic pattern of a raw form in the form of a chambered doctor blade.
  • a pixel transmission device 5 for imagewise ablation in the form of a laser in particular in the form of a high-power laser, which can be part of an exposure unit traversing via the gravure blank, but also a semiconductor laser arrangement composed of several semiconductor lasers, is positioned on the surface of the gravure cylinder 11.
  • an inking system 7 which emits UV printing ink is also arranged in the form of a chambered doctor blade.
  • the chambered doctor blade 2 for the filler and the chambered doctor blade 7 for inking are preferably constructed identically and are positioned on and off the circumference of the gravure cylinder 11.
  • at least one UV dryer 3 that can be swung in and out across the printing form width is provided on the gravure cylinder 11.
  • the application device 2 and the inking system 7 can also be designed as a common unit in the form of a chamber doctor blade instead of two identical chamber doctor blades, so that the filling and inking process can be carried out with a single chamber doctor blade.
  • a ceramic anilox roller with a high number of lines is preferably used as the gravure blank. Ceramic material shows better wetting behavior than chrome. The high number of lines improves the color transfer qualitatively and quantitatively.
  • UV lamps with mercury vapor tubes available on the market are suitable as UV dryers. Ozone-reduced or ozone-free lamp types are preferably used.
  • UV printing inks are characterized by a high reaction rate when solidifying. Solidification in the ms range is state of the art. A highly cross-linked and therefore hardly soluble and infusible substance is formed during the solidification. In principle, any UV-curable, solvent-free liquid ink can be used as UV printing ink. The cathionically crosslinking color types are particularly suitable for this.

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Abstract

Ausgehend von einer Tiefdruckrohform, bei der zur Druckformherstellung ein Füllvorgang und ein sich daran anschließender Bebilderungsvorgang vorgenommen wird, werden im Füllvorgang die Vertiefungen gleichmäßig mittels einer UV-Druckfarbe durch eine Antragseinrichtung 2 befüllt, die UV-Druckfarbe mittels eines UV-Trockners 3 gehärtet, dann im Bebilderungsvorgang durch thermische Ablation 5 gehärtete UV-Druckfarbe aus den Vertiefungen bildmäßig abgetragen, die bildmäßig gerasterte Tiefdruckform mittels eines Einfärbesystems 7 mit UV-Druckfarbe eingefärbt. Zur Umrüstung durchläuft die Tiefdruckform einen Löschvorgang unter Verwendung von UV-Druckfarbe. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Tiefdruck mittels einer lösch- und wiederverwendbaren Tiefdruckform, ausgehend von einer Tiefdruckrohform mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster.
  • Der Tiefdruck bezeichnet ein Druckverfahren mit Druckelementen, die gegenüber der Formobertläche tiefergelegt sind. Nach dem vollständigen Einfärben der Druckform wird die Oberfläche von der Druckfarbe befreit. Diese bleibt nur in den vertieften Stellen zurück. Als Druckform dienen z. B. verkupferte Stahlzylinder, auf Spannkerne aufgeschobene Hohlzylinder oder in manchen Fällen auf Zylinder aufgespannte Kupferbleche.
  • Die Art der Einfärbung und das Blankrakeln der Formoberfläche gestatten keinen reinen Flächendruck. Die ganze Zeichnung muß in Linien, Punkte oder Rasterelemente aufgelöst werden. Wegen der unterschiedlichen Tiefe und Größe der einzelnen Druckelemente fassen diese mehr oder weniger Druckfarbe, der Abdruck weist infolge dessen an den verschiedenen Bildstellen unterschiedliche Farbkraft auf.
  • Verschiedene Arbeitsmethoden zur Herstellung einer Tiefdruckform werden heute angewendet. So besteht bei den tiefenvariablen Verfahren das Ätzprinzip in der langsamen Diffusion konzentrierter Eisenchloridlösungen durch eine Pigmentgelatineschicht. Die Pigmentkopie auf der Kupferdruckform besteht aus einem gehärteten Gelatinerelief, das den Tonabstufungen der Diapositive entspricht. Die Gravierverfahren zeichnen sich aus durch zeilenweises Abtasten von Bild und Text mit Photozellen und gleichzeitiges Gravieren der Druckform mit Gravierköpfen. Besonders hervorzuheben ist dabei das Einbringen von Vertiefungen in die Kupferschicht der Druckform mittels eines hochenergetischen Elektronenstrahls, der in Vakuum auf die Rohform gelenkt wird und dort bildmäßig Material abträgt. Die so gravierte Druckform ist dabei mit tiefen- und flächenvariablen Rastern versehbar.
  • Auch mittels eines hochenergetischen Laserstrahls können Vertiefungen eingebracht werden, wobei zu beachten ist, daß geeignete Maßnahmen getroffen werden müssen, um die Einkopplung der Laserenergie in das Substrat sicherzustellen, da gerade Kupfer einen Laserstrahl ohne spezielle Vorbehandlung zum größten Teil reflektiert.
  • Desweiteren ist aus der DE-OS 27 48 062 ein Verfahren zur Herstellung einer gravierten Druckform bekannt, bei dem erst eine Tiefdruckrohform bereitgestellt wird, indem die glatte Oberfläche gleichmäßig mit Vertiefungen der gleichen Tiefe und Größe versehen wird, dann die gravierte Oberfläche mit einer lichtempfindlichen Masse so überdeckt wird, daß sämtliche Vertiefungen ausgefüllt sind. Darauf wird die Rohform mit dem gewünschten Bild photographisch belichtet, so daß die belichteten Bereiche polymerisieren, man die unbelichteten Anteile auswaschen kann und sich dadurch eine Bilddifferenzierung ergibt.
  • Allgemein läßt sich feststellen, daß für alle Tiefdruckverfahren gilt: Bildstellen der Druckform liegen tiefer als Nichtbildstellen. Insbesondere beim Rakeltiefdruck bildet das Rasternetz gleichmäßig hohe Stege, die Bildstellen begrenzen und eine Auflagefläche für die Rakel bilden. Für jeden Druckauftrag ist ein spezieller Satz von Druckformzylindern je Druckfarbe ein Druckformzylinder mit einer entsprechenden Anzahl von Druckseiten) erforderlich. Diese Zylinder werden je nach Druckformat in dem erforderlichen Zylinderumfang hergestellt. Beim Einrichten der Tiefdruck- oder Rotationsdruckmaschine sind die entsprechenden Druckformzylinder auszuwechseln. Ein solcher Zylinder z. B. in einer Breite von 200 cm wiegt heute etwa 800 kg. Da eben die bisher beschriebenen Verfahren nur außerhalb der Druckmaschine durchführbar sind, ist dazu ein hoher mechanischer Aufwand erforderlich. Zusätzlich beinhaltet jedes dieser Herstellungsverfahren Schritte wie Galvanisieren oder Beschichten, Belichten und Entwickeln, die ausschließen, daß die gleiche Druckform ohne weitreichende, insbesondere chemische Behandlung wiederverwendet werden kann. Außerdem erfolgt meist nach der bildmäßigen Ätzung oder Gravur, also einem Materialabtrag, ein Verchromen zur Erhöhung der Standzeit.
  • Soll die Druckform für die Wederholaufträge gelagert werden, ist in der Regel der Platz für den ganzen Zylinder bereitzustellen. Die Druckformherstellung ist zudem, insbesondere wenn galvanische Schritte nötig sind, sehr aufwendig und damit teuer. Die entstehenden giftigen Schlämme sind überdies ökologisch bedenklich.
  • Dem gegenüber offenbart die DE 38 37 941 C 2 ein Verfahren zur Herstellung einer Tiefdruckform, durch das die Bebilderung unmittelbar in der Druckmaschine erfolgen kann, außerdem die Bebilderung der Tiefdruckform in der Druckmaschine gelöscht und für eine neue Bebilderung wieder vorbereitet werden kann. Es wird ebenfalls eine Tiefdruckrohform mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster hergestellt. In der Druckmaschine wird nun aus einer Düse der Bildpunkt-Übertragungseinheit oder durch bildkorreliertes Einbügeln eine der Bildinformation umgekehrt proportionale Menge einer thermoplastischen Substanz in die Vertiefung eingebracht, um das Schöpfvolumen der Vertiefungen zu verringern. Das heißt, zur Bebilderung einer Tiefdruckrohform wird im Gegensatz zu den anderen Verfahren bildmäßig Material aufgebracht. In der Druckmaschine kann dann nach dem Druckauftrag die thermoplastische Substanz mittels einer Wärmequelle verflüssigt und mittels einer Wisch- und/oder Ausblas- bzw. Absaugeinrichtung vom Druckformzylinder wieder entfernt werden.
  • Der bildmäßige Materialauftrag birgtjedoch Probleme für die Positionsgenauigkeit der Bebilderung. Es ist nicht ohne weiteres möglich, Material, das auf den Stegen abgelegt wird, vollständig in die Vertiefungen zu bringen. Die vollständige Einbringung ist jedoch notwendig, damit das gesamte übertragene Material auch in gewünschter Weise zur Verringerung des Schöpfvolumens der Vertiefungen beiträgt.
  • Deshalb ist bereits in der älteren Patentanmeldung P 195 03 951 vorgeschlagen worden, die Vertiefungen des Grundrasters der Tiefdruckrohform gleichmäßig mittels einer verflüssigbaren Substanz durch eine Auftragseinrichtung zu befüllen, dann bildmäßig Material durch eine Bildpunkt-Übertragungseinrichtung aus den Vertiefungen abzutragen, die so bildmäßig gerasterte Tiefdruckform mittels eines Einfärbesystems einzufärben und dann im Tiefdruck zu drucken, wobei die Tiefdruckrohform nach dem Druckvorgang regeneriert werde kann und die Vertiefungen wieder gleichmäßig befüllt werden können
  • Als verflüssigbare Substanz für die Befüllung des Grundrasters wird dabei beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff, also Thermoplaste (Plastomere), wie beispielsweise Polyolefine, Vinylpolymere, Polyamide, Polyester, Polyacetate, Polycarbonate, zum Teil auch Polyurethane und Ionomere, oder Hotmelt (Wachs), Lack oder eine vernetzbare Polymerschmelze, bzw. -lösung verwendet.
  • Mittels eines Lasers, vorzugsweise eines NdYAG- oder NDYLF-Lasers wird die befüllte Tiefdruckform bildmäßig freigebrannt.
  • Unter Verwendung einer Kammerrakel wird mit wäßriger Druckfarbe eingefärbt und vorzugsweise im indirekten Tiefdruck auf einen Bedruckstoff gedruckt.
  • Nach dem Druckvorgang der benötigten Auflage wird die Tiefdruckform mittels einer Regenerationseinrichtung, vorzugsweise in Form einer Ultraschallreinigungsanlage, von Farbresten gereinigt und die verflüssigbare Substanz aus den Vertiefungen des Grundrasters entfernt, so daß der Zyklus Befüllen, bildmäßige Ablation, Einfärbung, Drucken und Regeneration von neuem beginnen kann.
  • Die Bildlöschung (Regeneration) kann auch durch eine vollständige Reinigung der Grundform mit Hilfe eines unter Druck stehenden Wasserstrahls eines Hochdruckreinigers ermöglicht werden. Hierzu wird eine Anordnung verwendet, wie sie beispielsweise bereits durch die EP 9 310 798 offengelegt wurde. Eine solche Anordnung besteht aus einer doppelwandigen Kammer, die zur Tiefdruckform hin offen und mittels über die Form geführten Dichtungen gegenüber der Umgebung abgeschottet ist. Die innere Zelle beinhaltet Düsen, über die das Wasser mit hohen Druck auf die Oberfläche der Tiefdruckform gesprüht wird. Aus dem ummantelten äußeren Kammerbereich wird abgesaugt, so daß insbesondere aus dem schon gereinigten Bereich die Flüssigkeit abgezogen wird und die Tiefdruckform nach der Behandlung sauber und trocken ist.
  • Der Hochdruckreiniger kann auf mindestens zwei verschiedenen Levels arbeiten, wobei ein Level mit niedrigem Flüssigkeitsdruck und/oder -temperatur im Wesentlichen zur Entfernung der verbliebenen Farben dient und die weiteren Levels mit entsprechend höherem Flüssigkeitsdruck und/oder -temperatur zur teilweisen bis vollständigen Entfernung des Füllmaterials dienen.
  • Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich alle auf eine Durchführung der beschriebenen Maßnahmen innerhalb einer Tiefdruckmaschine, es versteht sich jedoch, daß die beschriebenen Maßnahmen selbstverständlich auch außerhalb einer Druckmaschine durchführbar sind.
  • Dabei ist festzustellen, daß in der Regel bei solchen Rotationsdruckverfahren eine lösemittelhaltige Druckfarbe (auch wasserbasierende Druckfarben beinhalten gewisse Mengen an Lösemittel) auf den Bedruckstoff übertragen wird und anschließend das Lösemittel in einer Trocknungssektion der Druckmaschine aus dem Bedruckstoff und aus der auf diesem aufliegenden oder diesen teilweise penetrierenden Farbschicht ausgetrieben werden muß. Dabei ist der hohe Platzbedarf für den Trockner und der hohe Energieaufwand für die Trocknung von Nachteil. Die Abgabe von Lösemitteln belastet darüber hinaus die Umwelt. Bei den wasserbasierenden Druckfarben entweichen beim Trocknen des Farbfilms auch noch die zur Verseifung eingesetzten Amine oder das Ammoniak in die Umgebungsluft. Diese freigesetzten Verbindungen sind nicht nur geruchsbelästigend sondern auch gesundheitsschädlich.
  • Desweiteren sind vor allem bei der Verwendung eines Hochdruckreinigers bisher zur Regeneration der Grundform mindestens drei unterschiedliche Prozeßmedien, nämlich das Löschfluid (Wasser), die Druckfarbe (in der Regel lösemittelhaltige Druckfarbe) und der Füllstoff (verflüssigbare Substanz), am Verfahren beteiligt, so daß eine gewisse Gefahr einer Prozeßmedienvermischung während der Produktion besteht.
  • Eine weitere Entwicklung der Druckfarben richtet sich auf solche mit UV-härtbaren Bindemittelsystemen, die von dem allgemein bekannten Prinzip der UV-Härtung Gebrauch machen.
  • So beschreibt die DE 43 07 766 C1 ein Verfahren zur Herstellung einer UV-härtenden Flexodruckfarbe und deren Verwendung in Flexodruckmaschinen.
  • Die UV-Druckfarben enthalten farbgebende Substanzen und Additive neben Photoinitiatoren, die bei UV-Bestrahlung eine Polymerisation der ebenfalls enthaltenen Bindemittelkomponente auslösen. Derartige UV-Systeme können, wie ebenfalls in der DE 43 07 766 C1 beschrieben ist, nach einem radikalischen oder einem kationischen Mechanismus polymerisieren. Lösemittel oder Wasser sind in UV-Farben nicht enthalten. Technische, gesundheitliche oder umweltrelevante Nachteile und Probleme, die durch Lösemittel oder Wasser in Druckfarben bedingt sind, treten bei UV-Druckfarben nicht auf.
  • Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Tiefdruck bereitzustellen, wodurch einerseits verdampfende Lösemittel oder gesundheitsschädliche Verbindungen bei Verwendung einer lösch- und wiederverwendbaren Tiefdruckform vermeidbar werden und andererseits das gattungsbildende Verfahrenskonzept vereinfacht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 gelöst.
  • Dadurch daß im Füllvorgang bereits die Vertiefungen des Grundraster der Tiefdruckrohform mittels einer UV-Druckfarbe befüllt werden, diese in den Vertiefungen gehärtet wird, dann im Bebilderungsvorgang durch thermische Ablation aus den Vertiefungen gehärtete UV-Druckfarbe abgetragen wird, darauf das Bildraster wieder mit flüssiger UV-Druckfarbe eingefärbt wird und nach dem Druckprozeß für eine Umrüstung die Tiefdruckform einen Löschvorgang unter Verwendung von UV-Druckfarbe durchläuft, ist nur noch ein Prozeßmedium am Verfahren beteiligt, das alle Funktionen, nämlich des Löschfluids, der Druckfarbe und des Füllstoffs ausfüllt, ist, abgesehen davon, daß verdampfende Lösemittel oder gesundheitsschädliche Verbindungen nicht mehr auftreten, eine Prozeßmedienvermischung ausgeschlossen und gleichzeitig damit eine erhöhte Prozeßsicherheit erzielt.
  • Aus diesem Vorteil resultiert direkt, daß sich das Gesamtverfahren vereinfacht und somit für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weniger Teilsysteme erforderlich sind. So können bei der vorliegenden Erfindung die bei dem gattungsbildenden Verfahren erforderlichen Lösch-, Füll- und Kammerrakelsysteme durch ein Aggregat realisiert werden.
  • Durch die Verwendung von flüssigen UV-Druckfarben im erfindungsgemäßen Verfahrenskonzept ergeben sich weitere besondere Vorteile.
  • Die Eigenschaft der Farbe, daß sie nicht trocknet, wirkt sich günstig insbesondere für den indirekten Tiefdruck und für automatische Prozeßabläufe über einen längeren Zeitraum aus.
  • Die hohe Farbstärke wiederum ist günstig für Laserleistungsanforderungen und nicht zuletzt können vorteilhafterweise die Trockner vergleichsweise sehr klein gebaut werden, wodurch eine kompakte Bauweise der Vorrichtung möglich wird.
  • Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bzw. Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung erklärt. Es zeigt stark schematisiert:
    • Fig. 1
    den prinzipiellen Ablauf der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte,
    Fig. 2
    den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Tiefdruckwerk,
    Fig. 3
    eine Druckvariante mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Wie Fig. 1 zeigt, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durch vier Prozeßschritte beschreiben:
  • Füllen einer Tiefdruckrohform 1 mit Füllstoff (A).
    Die Vertiefungen des Grundrasters der Tiefdruckrohform 1 werden gleichmäßig mittels einer UV-Druckfarbe durch eine Antragseinrichtung 2 in Form eines Kammerrakel gefüllt und ein UV-Trockner 3, der direkt über der Rohform 1 positioniert ist, aktiviert. Die durch die Kammerrakel 2 zugeführte Druckfarbe wird dadurch in den Vertiefungen gehärtet. Die auftretende geringe Schrumpfung bei der Verfestigung der Farbe wird durch das mehrmalige Umdrehen beim Füllvorgang kompensiert, das heißt, durch sukzessives Füllen kann eine beliebig genaue Füllung erzeugt werden. In der Praxis ergaben 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 8 Umdrehungen der Tiefdruckrohform 1 pro Füllvorgang eben eine optimale Füllung.
  • Bebildern der gefüllten Tiefdruckrohform 4 durch thermische Ablation des Füllstoffes (B).
    Es wird die Druckfarbenzufuhr des Füllvorgangs (A) unterbrochen, das Kammerrakel 2 abgestellt und der Bebilderungsvorgang gestartet. Die Bebilderung erfolgt mittels einer Bildpunkt-Übertragungseinrichtung 5 unter Verwendung eines Lasers durch thermische Ablation. Bevorzugt wird ein YAG-Laser verwendet, der aufgrund seiner emittierten Wellenlänge von 1,064 µm sehr gut vom Pigmentruß der schwarzen UV-Druckfarbe absorbiert wird. Alternativ kommen IR-Diodenlaser mit vergleichbarer Wirkung zum Einsatz. Beim Einsatz dieser Art von Lasern wird folglich bevorzugt die Druckfarbe "Schwarz" als Füllstoff eingesetzt. Beim Einsatz von Lasern, deren Absorptionsverhalten weniger vom Pigmenttypus der Druckfarbe, sondern vielmehr vom Bindemittel der Druckfarbe bestimmt wird, können auch Buntdruckfarben zum Füllen verwendet werden. Zum Beispiel wird das emittierte Licht des CO2-Lasers mit einer Wellenlänge von ca. 10,6 µm bevorzugt von vielen organischen Bindemitteln absorbiert.
  • Drucken (C)
    Die bildmäßig gerasterte Tiefdruckform 6 wird mittels eines Einfärbesystems 7 in Form eines Kammerrakels mit UV-Druckfarbe eingefärbt, so daß auf den Bedruckstoff 8 gedruckt werden kann.
    Als Druckverfahren wird bevorzugt der indirekte Tiefdruck verwendet, der ein erweitertes Bedruckstoffspektrum zuläßt. Ein Zwischenträger wirkt sich positiv hinsichtlich Farbführung und Farbverlauf bei der Verwendung von UV-Druckfarbe aus. Prinzipiell ist selbstverständlich auch der direkte Tiefdruck mit diesem Verfahren möglich.
  • Löschvorgang der Tiefdruckform 6 (D)
    Das Löschen der Tiefdruckform 6 erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren in erster Linie durch Wiederbefüllen der ablatierten Bildstellen. Dennoch können verschiedene Varianten zur Durchführung dienen.
  • Der einfachste Fall läßt sich bei der Druckfarbe "Schwarz" (bzw. bei Verwendung eines laserempfindlichen Bindemittelmaterials auch bei "Buntdruckfarbe") folgendermaßen beschreiben: Der Löschvorgang (D) ist identisch mit dem Füllvorgang (A), das heißt, nach dem Druckprozeß (C) wird nach dem Einstellen des üblicherweise mit deutlich geringerer Geschwindigkeit erneut durchgeführten Füllvorganges (A) der UV-Trockner 3 aktiviert. Die flüssige Farbe, die an den Bildstellen aufgenommen wurde, verhärtet, so daß die Tiefdruckrohform 1 wieder gleichmäßig mittels einer gehärteten UV-Druckfarbe befüllt ist. Bei dieser Variante ist die Anzahl der Zylinderumdrehungen für den Füllvorgang (A) vorzugsweise identisch mit der für den Löschvorgang (D).
  • Bei der Verwendung von "Schwarz" als Füllstoff und "Buntdruckfarbe" als Druckfarbe muß vorzugsweise dem Löschen durch Wederbefüllen ein Reinigungsprozeß der Tiefdruckform 6 vorausgehen.
  • Eine Druckformreinigung ist nicht erforderlich um einen guten Verbund von alter und neuer Füllung zu erreichen (gleiche Art von Bindemittel ergibt guten Verbund), sondern um die Empfindlichkeit des Füllstoffes an den Kontaktstellen nicht zu verändern. Bei Anwesenheit von Buntpigmenten wird die Absorberdichte (Pigmentruß) vermindert. Die Folge ist eine Empfindlichkeitsreduktion, die zu Farbdichtefehlern im Andruck des nachfolgenden Auftrages führen kann.
  • Der Reinigungsprozeß läßt sich sehr einfach gestalten: Nachdem die Kammerrakel 7 mit Buntdruckfarbe abgestellt wurde und ein Großteil der in den Vertiefungen verbliebenen Druckfarbe durch den Druckprozeß über den Bedruckstoff (Papier) 8 weggeführt wurde, wird die Kammerrakel 2 für den Füllstoff (baugleich mit der Kammerrakel 7 zur Einfärbung der Bildstellen) angestellt. Nach einigen Umdrehungen der Tiefdruckform 6 unter der aktivierten Füllstoff-Kammerrakel 2, jedoch bei abgestellten UV-Trockner 3, ist die Restbuntdruckfarbe aus den Vertiefungen der Tiefdruckform 6 gespült. Die Verunreinigung des Füllstoffes in der Kammerrakel 2 mit Buntdruckfarbe liegt im Promillebereich und ist somit unerheblich.
  • Die Standfestigkeit der erneuten Füllung ist mit der vorhergehenden Füllung vergleichbar. Trotzdem ist die Anreicherung von Fremdstoffen im Füllstoff aufgrund von Verunreinigungen (aus der Raumluft und im Druckprozeß durch Papierstaub, etc.) nicht auszuschließen. Diesem Umstand kann begegnet werden, indem nach einer festlegbaren Anzahl von Umrüstvorgängen eine vollständige Entfernung des Füllstoffes aus den Vertiefungen der Tiefdruckrohform 1 mittels "Laserlöschen" (das heißt, der Laser ablatiert den Füllstoff vollständig aus den Vertiefungen der Tiefdruckrohform 1 und schreibt Volltonbild) erfolgt.
  • Fig. 2 zeigt ein Druckwerk 10 für den indirekten Tiefdruck mit einem Farbübertragungszylinder 12 und einem Gegendruckzylinder 13, wobei zwischen letzteren der Bedruckstoff 14 durchgeführt ist. An einen Tiefdruckzylinder 11 ist in Umlaufrichtung eine zur vollständigen Befüllung eines Grundrasters einer Rohform geeignete, UV-Druckfarbe abgebende Antragseinrichtung 2 in Form einer Kammerrakel angestellt. Eine Bildpunkt-Übertragungseinrichtung 5 zur bildmäßigen Ablation in Form eines Lasers, insbesondere in Form eines Hochleistungslasers, der Teil einer über die Tiefdruckrohform traversierenden Belichtungseinheit, aber auch eine Halbleiterlaseranordnung aus mehreren Halbleiterlasern sein kann, ist auf der Oberfläche des Tiefdruckzylinders 11 positioniert. Auf der der Antragseinrichtung 2 für den Füllstoff gegenüberliegenden Seite des Tiefdruckzylinders 11 ist ein UV-Druckfarbe abgebendes Einfärbesystem 7 ebenfalls in Form eines Kammerrakels angeordnet. Das Kammerrakel 2 für den Füllstoff und das Kammerrakel 7 für das Einfärben sind bevorzugt baugleich ausgeführt und an- und abstellbar am Umfang des Tiefdruckzylinders 11 positioniert. Desweiteren ist mindestens ein jedenfalls die Druckformbreite übergreifender, an- und abschwenkbarer UV-Trockner 3 am Tiefdruckzylinder 11 vorgesehen. Durch geschickte Positionierung, im vorliegenden Fall in Umlaufrichtung des Tiefdruckzylinders 11 nach dem Einfärbesystem 7, eines schwenkbaren UV-Trockners ist für den Füllvorgang und für den Druckprozeß ein UV-Trockner ausreichend.
  • Im Spezialfall kann auch die Antragseinrichtung 2 und das Einfärbesystem 7 anstatt zwei baugleicher Kammerrakeln eben als ein gemeinsames Aggregat in Form einer Kammerrakel ausgeführt sein, so daß der Füll- und Einfärbevorgang mit einer einzigen Kammerrakel durchführbar ist.
  • Durch die permanente Präsenz von zwei UV-Druckfarben im Druckwerk ("Schwarz" und "Buntdruckfarbe") ist das schnelle automatische Umrüsten von Farbdruck auf s/w - Druck oder umgekehrt möglich. So ist zum Beispiel gemäß der Fig. 3 durch geschickte Bedruckstoffführung eine Umrüstung einer Vierfarbdruckmaschine zu vier Einfarbdruckmaschinen möglich.
  • Als Tiefdruckrohform wird bevorzugt eine keramische Rasterwalze mit hoher Linienzahl verwendet. Keramische Material zeigt ein besseres Benetzungsverhalten als Chrom. Die hohe Linienzahl verbessert die Farbübertragung qualitativ und quantitativ.
  • Als UV-Trockner kommen die auf dem Markt erhältlichen Strahler mit Hg-Dampf-Röhren in Frage. Bevorzugt werden ozonverminderte oder ozonfreie Strahlertypen eingesetzt.
  • UV-Druckfarben zeichnen sich durch eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit bei der Verfestigung aus. Eine Verfestigung im ms-Bereich ist Stand der Technik. Bei der Verfestigung entsteht ein hochvernetzter und dadurch schwerlöslicher und unschmelzbarer Stoff. Als UV-Druckfarbe kann prinzipiell jede UV-härtbare, lösemittelfreie Flüssigfarbe eingesetzt werden. Besonders geeignet sind hierzu die kathionisch vernetzenden Farbtypen.

Claims (13)

  1. Verfahren für den Tiefdruck mittels einer lösch- und wiederverwendbaren Tiefdruckform, ausgehend von einer Tiefdruckrohform mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster, bei dem zur Druckformherstellung ein Füllvorgang und ein sich daran anschließender Bebilderungsvorgang vorgenommen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    im Füllvorgang (A) die Vertiefungen des Grundrasters der Tiefdruckrohform (1) gleichmäßig mittels einer UV - Druckfarbe durch eine Antragseinrichtung (2) befüllt werden, die gleichmäßig angetragene UV - Druckfarbe mittels eines über der Tiefdruckrohform positionierbaren Trockners (3) gehärtet wird, dann im Bebilderungsvorgang (B) durch thermische Ablation mittels einer Bildpunkt-Übertragungseinrichtung (5) aus den Vertiefungen gehärtete UV - Druckfarbe abgetragen wird, die bildmäßig gerasterte Tiefdruckform (4) mittels eines Einfärbesystems (7) mit UV - Druckfarbe eingefärbt und dann der Druckprozeß (C) vorgenommen wird und die Tiefdruckform zur Umrüstung einen Löschvorgang (D) durchläuft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Löschvorgang (D) unter Verwendung von UV-Druckfarbe vorgenommen wird
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Druckprozeß (C) im indirekten Tiefdruck durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet daß
    der Löschvorgang (D) die Schritte der gleichmäßigen Befüllung der Tiefdruckform (4) mit UV - Farbe und die Verfestigung der angetragenen flüssigen UV - Druckfarbe mittels eines UV - Trockners (3) umfaßt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Löschvorgang (D) einen Reinigungsprozeß der Tiefdruckform (4) in Form des Ausspülens der flüssigen Restfarbe aus dem Druckformraster durch flüssige UV - Druckfarbe mittels der zur Befüllung vorgesehenen Antragseinrichtung (2) umfaßt und dann die gleichmäßige Befüllung der Tiefdruckform (4) mit UV - Farbe und die Verfestigung der angetragenen flüssigen UV - Druckfarbe mittels eines UV - Trockners (3) vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    nach einer festlegbaren Anzahl von Umrüstvorgängen eine vollständige Wiederherstellung des Grundrasters der Tiefdruckrohform (1) durch vollständige Entfernung der Füllung in den Vertiefungen vorgenommen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zumindest für den Füllvorgang (A) und Löschvorgang (D) kationisch oder radikalisch härtende UV - Druckfarben verwendet werden.
  8. Vorrichtung für den Tiefdruck zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    an einer rotierenden Tiefdruckrohform (11) mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster in Umlaufrichtung eine zur vollständigen Befüllung des Grundrasters geeignete, UV - Druckfarbe abgebende Antragseinrichtung (2), mindestens ein die Druckformbreite übergreifender, an- und abschwenkbarer UV - Trockner (3), eine Bildpunkt-Übertragungseinrichtung (5) zur bildmäßigen Ablation auf der Oberfläche der Tiefdruckform und ein UV - Druckfarbe abgebendes Einfärbesystem (7) positionierbar sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    für die Tiefdruckrohform eine keramische Rasterwalze mit hoher Linienzahl vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    für die Antragseinrichtung (2) und das Einfärbesystem (7) jeweils eine baugleiche Kammerrakel vorgesehen ist
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Antragseinrichtung (2) und das Einfärbesystem (7) als gemeinsames Aggregat in Form einer einzigen Kammerrakel aufgebaut ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    für die Bildpunkt-Übertragungseinheit (5) eine traversierende Belichtungseinheit in Form eines Lasers, insbesondere in Form eines Hochleistungslasers eingesetzt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    für den Laser (5) eine Halbleiterlaseranordnung aus mehreren Halbleiterlasern vorgesehen ist.
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