EP0813957B1 - Verfahren und Vorrichtung für den Tiefdruck mittels einer löschbaren Tiefdruckform - Google Patents

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EP0813957B1
EP0813957B1 EP97109373A EP97109373A EP0813957B1 EP 0813957 B1 EP0813957 B1 EP 0813957B1 EP 97109373 A EP97109373 A EP 97109373A EP 97109373 A EP97109373 A EP 97109373A EP 0813957 B1 EP0813957 B1 EP 0813957B1
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EP
European Patent Office
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printing
gravure
forme
ink
printing ink
Prior art date
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EP97109373A
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EP0813957B2 (de
EP0813957A2 (de
EP0813957A3 (de
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Godber Petersen
Hans Fleischmann
Rainer Stamme
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Application filed by MAN Roland Druckmaschinen AG filed Critical MAN Roland Druckmaschinen AG
Publication of EP0813957A2 publication Critical patent/EP0813957A2/de
Publication of EP0813957A3 publication Critical patent/EP0813957A3/de
Publication of EP0813957B1 publication Critical patent/EP0813957B1/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 an erasable and reusable gravure form, starting from one Gravure blank with a minimum of the maximum to be transferred Basic grid of colors.
  • Gravure refers to a printing process using printing elements that face each other the mold surface are lowered. After the complete coloring of the Printing form, the surface is freed from the printing ink. This only remains in the recessed positions.
  • B. copper-plated steel cylinders Clamping cores pushed on hollow cylinders or in some cases on cylinders stretched copper sheets.
  • the type of coloring and the blank coating of the mold surface do not allow pure surface pressure.
  • the whole drawing must be in lines, dots or Raster elements can be resolved. Because of the different depth and size of the individual printing elements, these more or less ink, the As a result, the imprint has different characters at the different image points Color strength.
  • the etching principle consists in the slow diffusion of concentrated iron chloride solutions through a Pigment gelatin layer.
  • the pigment copy on the copper plate consists of a hardened gelatin relief that corresponds to the tone gradations of the slides.
  • the engraving processes are characterized by scanning the image and line by line Text with photocells and simultaneous engraving of the printing form with engraving heads. Particularly noteworthy is the introduction of recesses in the Copper layer of the printing form by means of a high-energy electron beam is directed in a vacuum onto the raw form and removes material there.
  • the so engraved printing form can be provided with depth and area-variable grids.
  • Indentations can also be made using a high-energy laser beam , taking care that suitable measures are taken to ensure the coupling of the laser energy into the substrate, because copper for the most part uses a laser beam without special pretreatment reflected.
  • DE-OS 27 48 062 describes a method for producing a engraved printing form is known, in which only a gravure raw form is provided, by making the smooth surface even 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. On it photographically exposed the raw form with the desired image so that the polymerize exposed areas, wash out the unexposed portions can and this results in an image differentiation.
  • Printing form are lower than non-image areas. Forms especially in squeegee printing the grid network of uniformly high webs, the image areas and limit one Form the contact surface for the squeegee. There is a special set of for each print job Printing form cylinders (one printing form cylinder with a corresponding one for each printing ink) Number of printed pages) required. These cylinders are in depending on the print format the required cylinder circumference. When setting up the gravure or Rotary printing presses are the corresponding printing form cylinders to replace. Such a cylinder z. B. today weighs in a width of 200 cm about 800 kg.
  • each of these manufacturing processes involves steps such as Electroplating or coating, exposure and development, which exclude that the same printing form without extensive, in particular chemical treatment can be reused.
  • steps such as Electroplating or coating, exposure and development, which exclude that the same printing form without extensive, in particular chemical treatment can be reused.
  • steps usually takes place after the pictorial Etching or engraving, i.e. removal of material, chrome plating to increase the Service life.
  • the printing form is to be stored for repeat orders, this is usually the To provide space for the entire cylinder.
  • 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 a Intaglio printing form, through which the images take place directly in the printing press can, in addition, the images of the rotogravure form deleted in the printing press and can be prepared for a new illustration. It will too a gravure blank with at least one to be transferred to the maximum Color amount of basic grid produced. Now in the printing press a nozzle of the pixel transfer unit or by image-correlated ironing a quantity of a thermoplastic which is inversely proportional to the image information Substance introduced into the well to increase the volume of the wells reduce. This means that in contrast to the imaging of a gravure blank, the other process applied image material. Can in the press then after the print job the thermoplastic substance by means of a Liquefied heat source and by means of a wiping and / or blowing or Suction device can be removed from the printing form cylinder.
  • EP-A-0 730 953 has proposed the recesses of the basic grid of the Gravure blank evenly by means of a liquefiable substance through a Fill the application device, then imagewise material through a pixel transfer device ablate from the wells that so figuratively to color screened gravure form by means of a coloring system and then in Gravure printing, the gravure blank after printing can be regenerated and the wells are filled evenly again can.
  • thermoplastic i.e. thermoplastics (plastomers), such as polyolefins, vinyl polymers, polyamides, polyesters, polyacetates, Polycarbonates, partly also polyurethanes and ionomers, or hotmelt (wax), Lacquer or a cross-linkable polymer melt or solution used.
  • plastomers such as polyolefins, vinyl polymers, polyamides, polyesters, polyacetates, Polycarbonates, partly also polyurethanes and ionomers, or hotmelt (wax), Lacquer or a cross-linkable polymer melt or solution used.
  • the filled rotogravure plate burned free of image.
  • inking is carried out with aqueous printing ink and preferably printed in indirect gravure on a substrate.
  • the rotogravure plate is printed using a Regeneration device, preferably in the form of an ultrasonic cleaning system, cleaned of paint residues and the liquefiable substance from the wells of the Basic grid removed so that the cycle filling, image-like ablation, coloring, Printing and regeneration can begin again.
  • a Regeneration device preferably in the form of an ultrasonic cleaning system, cleaned of paint residues and the liquefiable substance from the wells of the Basic grid removed so that the cycle filling, image-like ablation, coloring, Printing and regeneration can begin again.
  • the image deletion (regeneration) can also be done by a complete cleaning of the Basic shape with the help of a pressurized water jet Pressure washer are made possible.
  • An arrangement is used for this, such as it has already been disclosed, for example, by EP 0 570 879 A3.
  • Such Arrangement consists of a double-walled chamber that faces the gravure form open and by means of seals over the mold to the environment is sealed off.
  • the inner cell contains nozzles through which the water flows with high Pressure is sprayed onto the surface of the gravure form. From the encased outer chamber area is suctioned off, so that in particular from the already cleaned area the liquid is drawn off and the gravure form after the Treatment is clean and dry.
  • the pressure washer can work on at least two different levels, a level with low fluid pressure and / or temperature in Mainly used to remove the remaining colors and the other levels with a correspondingly higher liquid pressure and / or temperature, sometimes up to complete removal of the filler.
  • solvent-based printing ink also include water-based printing inks certain amounts of solvent
  • solvent-based printing ink also include water-based printing inks certain amounts of solvent
  • the solvent in a drying section of the printing press the substrate and from the part lying on it or partially penetrating layer of paint must be driven out.
  • the release of solvents also pollutes the environment.
  • Both water-based printing inks also escape when the ink film dries nor the amines used for the saponification or the ammonia in the Ambient air. These released compounds are not only unpleasant to smell but also harmful to health.
  • DE-A-2 100 031 describes a process for the production of gravure forms a latent engraving plate that has a regular pattern of fixed bars and contains a liquid mixture between the webs that can be removed to to leave a regular pattern of open cells between the bars, this mixture being curable by actinic radiation and a solid product results.
  • the UV printing inks also contain coloring substances and additives Photoinitiators that also polymerize when exposed to UV radiation trigger contained binder component.
  • Such UV systems can, such as is also described in DE 43 07 766 C1, according to a radical or polymerize using a cationic mechanism.
  • Solvents or water are in UV inks not included.
  • Technical, health or environmentally relevant Disadvantages and problems caused by solvents or water in printing inks do not occur with UV printing inks.
  • the object of the present invention is a method and to provide a device for gravure printing, whereby on the one hand evaporating solvents or harmful compounds Avoid using an erasable and reusable gravure form and on the other hand the generic process concept is simplified.
  • the property of the color that it does not dry has a beneficial effect especially for indirect gravure and for automatic processes over a longer period Period.
  • the high color strength is favorable for laser power requirements and not lastly, the dryers can advantageously be built comparatively very small be, whereby a compact design of the device is possible.
  • the inventive method can by four Describe process steps:
  • the depressions of the basic grid of the gravure blank 1 become even by means of a UV printing ink by an application device 2 in the form of a Chamber doctor blade filled and a UV dryer 3, which is directly above the raw form 1 positioned, activated.
  • the printing ink supplied by the doctor blade 2 becomes thereby hardened in the recesses.
  • the low shrinkage that occurs in the The color is solidified by turning it several times during the filling process compensated, that is, through successive filling can be any exact filling be generated.
  • 1 to 20 preferably 3 to 8 turns the rotogravure blank 1 optimal filling per filling process.
  • the ink supply of the filling process (A) is interrupted, the doctor blade 2 is switched off and the imaging process started.
  • the imaging takes place by means of 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. In principle, direct gravure printing is of course also possible with this method.
  • the gravure form 6 is deleted in primarily by refilling the ablated image areas. Still can different variants serve to carry out.
  • the deletion process (D) is identical to that Filling process (A), that is, after the printing process (C) after setting the usually performed again at a significantly lower speed Filling process (A) activated the UV dryer 3.
  • This variant is the number of cylinder revolutions for the filling process (A) is preferably identical with that for the deletion process (D).
  • a printing plate cleaning is not necessary to ensure a good combination of old and to achieve a new filling (same type of binder results in a good bond), but not to increase the sensitivity of the filler at the contact points change.
  • the absorber density (Pigment black) reduced. The result is a sensitivity reduction that increases Color density errors in the proof of the subsequent order can result.
  • the cleaning process can be designed very simply: after the doctor blade 7 with colored printing ink and a large part of that in the wells remaining printing ink through the printing process over the substrate (paper) 8 was removed, the chamber doctor blade 2 for the filler (identical to the Chamber squeegee 7 for coloring the image areas). After a few Revolutions of the gravure form 6 under the activated filler chamber doctor blade 2, however, when the UV dryer 3 is turned off, the residual ink is from Wells of rotogravure plate 6 rinsed. Contamination of the filler in the Chamber squeegee 2 with colored printing ink is in the alcohol range and is therefore irrelevant.
  • the stability of the re-filling is the same as the previous filling comparable. Nevertheless, the accumulation of foreign substances in the filler is due of impurities (from the room air and in the printing process e.g. from paper dust) not be ruled out. This fact can be countered by following a definable number of changeovers complete removal of the Filler from the depressions of the gravure blank 1 using "laser erasing" (the means that the laser ablates the filler completely from the wells of the Gravure blank 1 and writes full-tone image).
  • FIG. 2 shows a printing unit 10 for indirect gravure printing with a Ink transfer cylinder 12 and an impression cylinder 13, being between the latter the printing material 14 is carried out.
  • a gravure cylinder 11 is in Direction of rotation one for the complete filling of a basic grid of a raw form suitable application device 2 emitting UV printing ink in the form of a Chamber squeegee employed.
  • a UV printing ink emitting inking system 7 On the application facility 2 for the filler opposite side of the gravure cylinder 11 is a UV printing ink emitting inking system 7 also in the form of a chambered doctor blade arranged.
  • the doctor blade 2 for the filler and the doctor blade 7 for the Coloring is preferably of identical construction and can be set and switched off on the circumference of the gravure cylinder 11 positioned. Furthermore, at least one is anyway Printing dryer width spanning, swinging on and off UV dryer 3 am Gravure cylinder 11 is provided. By clever positioning, in the present Fall in the direction of rotation of the gravure cylinder 11 after the inking system 7, one Swiveling UV dryer is suitable for the filling process and for the printing process Sufficient UV dryer.
  • the application device 2 and the coloring system 7 can also be used instead two identical chamber doctor blades just as a common unit in the form of one Chamber doctor blade be performed so that the filling and inking process with a single chamber doctor blade is feasible.
  • a ceramic anilox roller with a high gravure blank is preferred Line number used. Ceramic material shows better wetting behavior as chrome. The high number of lines improves the color transfer qualitatively and quantitatively.
  • the lamps available on the market with mercury vapor tubes come as UV dryers in question. Ozone-reduced or ozone-free lamp types are preferred used.
  • UV printing inks are characterized by a high reaction speed at the Solidification from. Solidification in the ms range is state of the art. In the Solidification creates a highly cross-linked and therefore poorly soluble and infusible substance. In principle, any UV-curable, solvent-free liquid paint can be used. The are particularly suitable for this cathionically crosslinking color types.

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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 Formoberfläche 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 Wiederholaufträge 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 birgt jedoch 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 dem am 11.09.1996 nachveröffentlichten Dokument EP-A-0 730 953 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 werden 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 lonomere, 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 0 570 879 A3 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 Maßnähmen 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.
Die DE-A-2 100 031 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Tiefdruckformen, mit einer latenten Gravurplatte, die ein regelmäßiges Muster von festen Stegen und zwischen den Stegen eine flüssige Mischung enthält, die entfernt werden kann, um ein reguläres Muster von offenen Näpfchen zwischen den Stegen zu hinterlassen, wobei diese Mischung durch aktinische Strahlung härtbar ist und ein festes Produkt ergibt.
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 z.B. durch Papierstaub) 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. Keramisches 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 (4), ausgehend von einer Tiefdruckrohform (1) mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster, bei dem zur Druckformherstellung in einem 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 in einem sich daran anschließenden 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 ein 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 (1) 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 (4) 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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