EP1034078B2 - Elektrostatische anordnung für ein tief- und flexodruckwerk - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an arrangement to transfer an electrostatic charge within a gravure and flexographic printing press for improvement the print quality by polarizing the ink droplets on the printing plate cylinder.
- the electrostatic charge is applied to the outer jacket of a printing press, from which she flows to the outer shell of the printing forme cylinder.
- the flexographic printing unit brings the electrostatic charge on the printing forme cylinder, from which they to both the substrate transfer roller and the Impression cylinder flows. Under the influence of a applied electric field are in the Cups of the plate cylinder (gravure printing) or the on the surface of the plate cylinder (flexo printing) polarized color molecules, and the color droplets experience a total volume increase.
- FIGS. 1A and 1 D in connection with Figure 1C show a two-roll system of a gravure printing unit with a multi-layer impression 1 - here according to the invention already three layers - the printing form cylinder 2 and between the two guided over the guide roller 3 substrate 4.
- a bar-shaped voltage electrode 5 extending over its entire length is arranged.
- the inking doctor 6 is indicated for wiping off excess-applied ink from the printing form cylinder 2.
- the inking roller and the return, which are not shown, are seated in a paint trough 7 .
- the voltage electrode 5 is connected to a high voltage source 8 .
- the jacket of the three-layer impression roller 1 has a semiconductor layer 10 on the outside and a high-conductor layer 11 underneath. Below the high-conductor layer 11, as electrical insulation to the impression core 13, there is an insulator layer 12 .
- FIG. 1B shows a three-roller system which, unlike the previously described two-roller system, has an additionally arranged support roller 9 above the multi-layer impression roller 1 , which is preferably electrically insulated.
- the voltage electrode 5 is positioned here laterally of the multi-layer impression roller 1 .
- FIG. 1E with the electrical circuit diagram of the two- or three-roller system according to FIGS. 1A to 1D illustrates the flow of current within the electrostatic arrangements.
- a DC voltage U is supplied and the voltage electrode 5 has the internal resistance R 1 .
- the upper semiconductor layer 10 and the high-conductor layer 11 form the resistors R 3 , R 4 .
- the grounded insulator layer 12 acts as an excessively large resistor R 5 .
- the current flows through the underlying semiconductor layer 10, which here forms the resistor R 6 , further through the printing material 4, which represents the resistor R 7 .
- Practically the resistance value R 8 0 has the grounded pressure cylinder 2.
- the main part of the electric current takes the path of the lower resistance via the high-conductor layer 11, while a small fraction flows directly over the semiconductor layer 10 to the printing substrate 4 .
- a voltage drop .DELTA.U which represents the so-called nip voltage, which is decisive for the polarization of the color droplets in the cups of the plate cylinder 2 .
- the current I flows, starting from the voltage electrode 5, to the ground terminal E.
- electrostatic arrangement is a voltage electrode in the form of a brush in direct electrical Contact with a semiconductor layer of a multilayer impression roller.
- DE-U-9419 540 is an electrostatic Arrangement described in which a voltage electrode at a distance to an outer semiconductor layer of a Three-layer impression rollers with one under the semiconductor layer lying Hochleiter für and an underlying Insulator layer attached to the impression core adjacent, is arranged.
- the as a sheet metal part, grid or the like formed voltage electrode and form the semiconductor layer and the high-conductor layer a capacitor used for transmission of AC voltage suitable is.
- the electrostatic arrangement according to the independent claim 1 is opposite to in DE-A-27 09 254 described electrostatic Arrangement delimited.
- the invention is based on the object, an arrangement to create where a soiled voltage electrode quickly remove from a person, clean and reinstalled. Or you should the polluted Voltage electrode quickly against a clean Electrode can exchange for cleaning make the contaminated electrode externally. service costs and machine downtime must be lowered significantly.
- the arrangement should be with electrodes as small a dimension as possible, in particular suitable for retrofitting of printing presses and the initial cost must be low being held. But for the print quality apply unabated high demands.
- the rod-shaped voltage electrode As alternatives to the rod-shaped voltage electrode one found such, which the outer coat of the impression or the printing forme cylinder in one Spacing gap surrounded arcuately.
- the homogeneous Charge distribution over the entire contact pressure range is achieved by using the relatively low-impedance high-conductor layer of the impression roller or the printing plate cylinder in the axial direction and the other hand, high impedance Semiconductor layer achieved in the radial direction.
- FIGS. 2A and 2B are identical to FIGS. 2A and 2B.
- the three-layer impression roller 1 has a jacket over the impression roller core 13 which consists externally of a semiconductor layer 10, an underlying high-conductor layer 11 and an underlying insulator layer 12 adjoining the impression core 13 . All three layers 10, 11, 12 extend as far as the end faces of the impression roller 1 , so that an electrical short circuit can occur, in particular when they are soiled, for example by paint residues. To prevent this, various insulating precautions are taken.
- the high-conductor layer 11 is preferably large-volume and is for example at least 1/3 of the thickness of the semiconductor layer 10.
- the Hochleiter- and the insulating layer 11,12 to the adjacent regions of the outer semiconductor layer 10 and the inner roll core 13 are each provided frontally with an insulating coating 14 for insulation purposes.
- the front-side insulation is here by a recessed on both sides shortening of high-conductor and semiconductor layer 11,10 and filling the space formed by the shortening with the quasi up to the outer surface of the semiconductor layer 10 pulled up, overlapping insulator layer 12 , which the cut edges of both shortened layers 11,10 surrounds, reaches.
- the outermost semiconductor layer 10 is shortened from the left end side so that an annular surface 110 of the high-conductor layer 11 underlying the semiconductor layer 10 is exposed.
- an insulator coating 14 on this end face, which covers the high-conductor layer 11 and the underlying insulator layer 12 and extends as far as the edge region of the adjoining impression core 13 .
- the exposed ring surface 110 makes it possible to apply thereto a voltage electrode 5a, 5b, 5c (see the other figures).
- FIGS. 3A and 3B are identical to FIGS. 3A and 3B.
- the rod-shaped voltage electrode 5 which is provided as an inductor for the contactless application to the impression roller 1 , is known in its construction per se.
- emission needles 51 are systematically arranged in series, for example at a distance of 1 cm. Behind each emission needle 51 , a protective resistor 52 is connected. Emission needles 51 and protective resistors 52 are advantageously positioned on a printed circuit board, which is inserted into the insulating body 50 and, for example, cast with synthetic resin.
- the terminal contact of the voltage electrode 5 is connected to the high voltage source 8 , so that the voltage U is applied.
- This likewise rod-shaped voltage electrode 5a differs from the embodiment according to FIG. 3A only in that, instead of a row of emission needles 51, three axially extending rows of emission needles 51 are provided. Thus, the length of the voltage electrode 5a can be further shortened and / or the required high voltage U lowered.
- the number of emission needles 51 can be further reduced for a voltage electrode 5a -here arranged in an approximately square field-and thus further reduce the dimension of the voltage electrode 5a .
- the emission needles 51 are arranged within a circular area, and the insulation body 50 has a cylindrical shape.
- a contactless inductor electrode in its length for example, to 1/6 of the length of the three-layer impression roller 1 shortened rod-shaped voltage electrode 5a is placed in a gravure printing on a impression roller 1 with a gap distance S.
- the voltage electrode 5a can advantageously be arranged in all positions in the semicircle around the impression roller 1 over the moving web of the printing material 4 .
- the arrangement of the voltage electrode 5a is directed below the printing substrate 4 and on the semiconductor layer 10 of the impression roller 1 , conceivable.
- the voltage electrode 5a is connected to the high voltage source 8 , so that a current flow from the voltage electrode 5a through the impression roller 1 and the polarization of the color molecules in the wells of the plate cylinder 2 is formed.
- the applied high voltage up to 30kV DC, and the air gap S is set with 5mm to 30mm, preferably here with 5mm to 15mm.
- substrates 4 all common types and grades of paper, plastic films, textiles and coated or coated with insulating paint metal foils into consideration. All color systems that can be used on rotogravure presses, such as Tuluol, alcohol or ethyl acetate-based inks, as well as watercolors, can be used for packaging and commercial printing.
- FIGS. 5A and 5B are identical to FIGS. 5A and 5B.
- the voltage electrode 5c has a half-shell shape and surrounds the three-layer impression roller 1 with a gap distance S.
- the voltage electrode 5c extends with its insulator body 50 in an arc over 180 °, wherein therein a series of emission needles 51st is provided.
- the voltage electrode 5c will be arranged at least near one end of the impression roller 1 .
- the length of the arcuate tension electrode 5c corresponds approximately to half the outer circumference of the impression roller 1 , if the necessary increase due to the gap distance S is disregarded.
- the flexographic printing unit has the three-layer printing form cylinder 20 , the substrate transfer roller 30 (also called inking roller or anilox roller) arranged underneath, and the counter-pressure cylinder 40 (also called the pressure roller) lying at the level of the three-layer printing plate cylinder 20 . Between the three-layer printing form cylinder 20 and the impression cylinder 40 , the web of the printing material 4 passes through.
- a shortened rod-shaped voltage electrode 5a is placed with a gap distance S , which acts as a contactless inductor and z. B. about 1/6 of the length of the three-layer printing forme cylinder 20 has.
- the voltage electrode 5a is seated at one end of the three-layer printing plate cylinder 20 so as to facilitate the lateral access for service work.
- the substrate transfer roller 30 is supplied with the ink from a scoop roller 60 , which dips into the ink tray 7 .
- the voltage electrode 5a can be variably arranged in all positions in the semicircle about the three-layer printing form cylinder 20 in the two free spaces between substrate transfer roller 30 and impression cylinder 40 .
- the three-layer printing form cylinder 20 has on the outside the cliché 24 made of semiconductor material, underneath a high-conductivity layer 21 and below the latter an insulator layer 22 .
- the insulator layer 22 is seated on the inner cylinder core 23 .
- the voltage electrode 5a is connected to the high voltage source 8 ;
- State-of-the-art flexographic printing units also do without a scoop roller 60 .
- the ink is sprayed onto the substrate transfer roller 30 with a comb blade 6a ; excess ink absorbs the comb scraper 6a .
- the invention is now an electrostatic Arrangement as printing aid for gravure and flexographic printing units available, the service work, in particular the cleaning, much easier.
- Special Advantages arise in the accessibility during service work through the reduced dimensions opposite the previously used voltage electrodes, especially when the voltage electrode in an end region of the impression roller or printing forme cylinder is arranged. Due to the smaller field extent Deposits on machine parts are reduced of undesired charged particles, namely Color fog and abrasion from the substrate.
- the inventive Arrangement brings through the facilitated Assembly and the lower material costs significantly Cost advantages. Losses in the homogeneity of the Polarization over the entire printing width does not occur on. Priority favorable is the arrangement for retrofitting of already in operation printing presses. The inventive arrangement thus satisfies in principle a long-felt need, wherein the professional world for decades on the dogma of necessity widely extended voltage electrodes of the local Type of electrostatic printing aids arrested.
Landscapes
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Description
- Figur 1A:
- ein Zwei-Rollensystem eines Tiefdruckwerks mit Druckformzylinder, Presseur und hieran angeordneter Spannungselektrode als Prinzipdarstellung;
- Figur 1B:
- ein Drei-Rollensystems eines Tiefdruckwerks mit Druckformzylinder, Stützwalze und Presseur mit daran angeordneter Spannungselektrode;
- Figur 1C:
- ein Zwei-Rollensystem eines Tiefdruckwerks mit stabförmiger Spannungselektrode gemäss dem Stand der Technik als Perspektivdarstellung;
- Figur 1D:
- das System gemäss Figur 1C im Vertikalschnitt betrachtet;
- Figur 1E:
- das elektrische Schaltbild des Systems gemäss den Figuren 1A bis 1D;
- Figur 2A:
- einen Dreischicht-Presseur in der Perspektivdarstellung mit durchgehenden Schichten nach dem Stand der Technik;
- Figur 2B:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A im axialen Vertikalschnitt;
- Figur 2C:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A mit stirnseitiger Isolationsbeschichtung nach, dem Stand der Technik;
- Figur 2D:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A mit stirnseitig hochgezogener Isolationsschicht nach dem Stand der Technik;
- Figur 2E:
- den Dreischicht-Presseur mit stirnseitig zurückgesetzter Hochleiterschicht nach dem Stand der Technik;
- Figur 2F:
- einen Dreischicht-Presseur mit seitlich offener Hochleiterschicht als Perspektivansicht;
- Figur 2G:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2F im axialen Vertikalschnitt;
- Figur 3A:
- eine längliche Spannungselektrode als Perspektivdarstellung nach dem Stand der Technik;
- Figur 3B:
- das elektrische Schaltbild der Spannungselektrode gemäss Figur 3A;
- Figur 3C:
- eine längliche Spannungselektrode mit mehreren Reihen von Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;
- Figur 3D:
- eine Spannungselektrode mit einem mehrreihigen, quadratischen Feld von Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;
- Figur 3E:
- eine zylindrische Spannungselektrode mit mehreren über eine Kreisfläche verteilten Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;
- Figur 4A:
- eine Ausführungsform der erfindungsgemässen elektrostatischen Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit oben auf dem Presseur angeordneter, länglicher Spannungselektrode als Perspektivdarstellung;
- Figur 4B:
- die Anordnung gemäss Figur 4A im Querschnitt betrachtet;
- Figur 4C:
- die Anordnung gemäss Figur 4A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode;
- Figur 5A:
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen elektrostatischen Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit einem Presseur und daran angesetzter, bogenförmiger Spannungselektrode als Perspektivdarstellung;
- Figur 5B:
- die halbbogenförmige Spannungselektrode gemäss Figur 5A als Perspektivdarstellung;
- Figur 6A:
- die erfindungsgemässe elektrostatische Anordnung für ein Flexodruckwerk mit oben auf dem Dreischicht-Druckformzylinder angeordneter, länglicher Spannungselektrode, dem Gegendruckzylinder und der Substrat-Übertragungswalze als Perspektivdarstellung;
- Figur 6B:
- die Anordnung gemäss Figur 6A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode und einer Schöpfwalze als Prinzipdarstellung;
- Figur 6C:
- die Anordnung gemäss Figur 6A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode und einer Substrat-Übertragungswalze als Prinzipdarstellung; und
- Figur 6D:
- die Anordnung gemäss Figur 6A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode und einer Substrat-Übertragungswalze mit Kammrakel als Prinzipdarstellung.
- Beim Dreischicht-Presseur 1 gemäss den Figuren 2F und 2G könnte alternativ auch die Halbleiterschicht 10 von der rechten Stirnseite her verkürzt sein, oder die Halbleiterschicht 10 ist auf beiden Stirnseiten verkürzt, so dass eine Ringfläche 110 der Hochleiterschicht 11 links und/oder rechts freiliegt. Dies bezieht sich nicht auf elektrostatische Anordnungen gemäß Patentanspruch 1.
- Die bogenförmige Spannungselektrode 5c lässt sich in einem Bogenmass von ca. 270° bis zu einer nahezu punktartigen Dimension gestalten. Je nach Breite und Länge des Isolationskörpers 50 kann man die Emissionsnadeln 51 in einer oder mehreren Reihen anordnen sowie quadratähnliche und kreisförmige Bestückungsmuster vorsehen. Im Prinzip wäre es sogar denkbar, eine Spannungselektrode 5a,5b,5c mit nur einer einzigen Emissionsnadel 51 auszustatten. Entsprechend platz- und materialsparend könnte der Isolationskörper 50 gestaltet werden.
- Auch im Flexodruckwerk sind die verschiedenen Spannungselektroden 5a,5b,5c einsetzbar; man kann offenliegende Ringflächen der Hochleiterschicht 21 vorsehen (vgl. Fig. 2G) und wird analoge Vorkehrungen zur Isolation der Stirnseiten am Dreischicht-Druckformzylinder 20 (vgl. Fig. 2C bis 2E) treffen.
Claims (10)
- Elektrostatische Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit:a) einem Mehrschicht-Presseur (1), einer daran mit einem Luftspalt (S) im Abstand angesetzten Spannungselektrode (5a,5c) und einem Druckformzylinder (2), wobeib) die Spannungselektrode (5a,5c) als Induktorelektrode zueinander beabstandete Emissionsnadeln (51) enthält, von deren Spitzen im Betriebszustand, in dem an die Spannungselektrode (5a,5c) eine Gleichspannung angelegt ist, Strom durch den ionisierten Luftspalt (S) in den Presseur (1) einfliesst,c) zwischen dem Presseur (1) und dem Druckformzylinder (2) die Durchführung der Bahn eines Bedruckstoffs (4) vorgesehen ist, undd) die Anordnung zur Polarisation der Farbmoleküle in den Näpfchen des Druckformzylinders (2) bestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet, dasse) der Mehrschicht-Presseur ein Dreischicht-Presseur (1) mit einer äusseren Halbleiterschicht (10), einer darunterliegenden Hochleiterschicht (11) und einer darunterliegenden Isolatorschicht (12), die an den Presseurkern (13) angrenzt, ist undf) die Spannungselektrode (5a,5c) mit dem Luftspalt (S) in radialem Abstand zur Halbleiterschicht (10) angesetzt ist; wobeig) eine sich axial längs des Presseurs (1) erstreckende Spannungselektrode (5a) eine Länge im Bereich von ca. ≤ 50%, vorzugsweise ca. ≤ 10%, der Länge des Presseurs (1) aufweist; oderh) eine sich radial um den Presseur (1) erstreckende Spannungselektrode (5c) eine Bogenlänge im Bereich von ca. ≤ 270°, vorzugsweise ca. ≤ 30°, aufweist. - Elektrostatische Anordnung für ein Flexodruckwerk mit:a) einem Mehrschicht-Druckformzylinder (20), einer daran mit einem Luftspalt (S) im Abstand angesetzten Spannungselektrode (5a,5b,5c), einer Substrat-Übertragungswalze (30) und einem Gegendruckzylinder (40), wobeib) die Spannungselektrode (5a,5b,5c) als Induktorelektrode zueinander beabstandete Emissionsnadeln (51) enthält, von deren Spitzen im Betriebszustand, in dem an die Spannungselektrode (5a,5b,5c) eine Gleichspannung angelegt ist, Strom durch den ionisierten Luftspalt (S) in den Mehrschicht-Druckformzylinder (20) einfliesst,c) zwischen dem Mehrschicht-Druckformzylinder (20) und dem Gegendruckzylinder (40) die Durchführung der Bahn eines Bedruckstoffs (4) vorgesehen ist, undd) die Anordnung zur Polarisation der Farbmoleküle auf der Substrat-Übertragungswalze (30) und dem Mehrschicht-Druckformzylinder (20) bestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet, dasse) der Mehrschicht-Druckformzylinder ein Dreischicht-Druckformzylinder (20) mit einer äusseren Halbleiterschicht als Klischee (24), einer darunterliegenden Hochleiterschicht (21) und einer darunterliegenden Isolatorschicht (22), die an den Zylinderkern (23) angrenzt, ist und die Spannungselektrode (5a,5b,5c)f) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zum halbleitenden Klischee (24) angesetzt ist; oderg) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zu einer Stirnfläche der Hochleiterschicht (21) angesetzt ist; oderh) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zu einer offenliegenden Ringfläche der Hochleiterschicht (21) angesetzt ist; wobeii) eine sich axial längs erstreckende Spannungselektrode (5a,5b) eine Länge im Bereich von ca. ≤ 50%, vorzugsweise ca. ≤ 10%, der Länge des Dreischicht-Druckformzylinders (20) aufweist; oderj) eine sich radial um den Dreischicht-Druckformzylinder (20) erstreckende Spannungselektrode (5c) eine Bogenlänge im Bereich von ca. ≤ 270°, vorzugsweise ca. ≤ 30°, aufweist. - Elektrostatische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsnadeln (51) der Spannungselektrode (5a,5b,5c) systematisch zueinander beabstandet sind.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) jeweils stirnseitig eine die Schnittflächen der Hochleiterschicht (11,21) und der Isolatorschicht (12,22) überdeckende und bis in die angrenzenden Bereiche der zuoberst gelegenen halbleitenden Schicht (10,24) sowie des zuunterst gelegenen Kerns (13,23) sich erstreckende Isolatorbeschichtung (14) vorgesehen ist.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) jeweils stirnseitig die Hochleiterschicht (11,21) verkürzt zurückgesetzt ist und der durch die Verkürzung entstehende Freiraum von der bis auf die Isolatorschicht (12,22) herunter gezogenen halbleitenden Schicht (10,24) ausgefüllt wird, welche die Schnittkanten der verkürzten Schicht (11,21) umgibt.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) jeweils stirnseitig die halbleitende Schicht (10,24) und die Hochleiterschicht (11,21) verkürzt zurückgesetzt sind und der durch die Verkürzung entstehende Freiraum von der bis auf die äussere Oberseite der halbleitenden Schicht (10,24) hochgezogenen Isolatorschicht (12,22) ausgefüllt wird, welche die Schnittkanten der verkürzten Schichten (10,11; 24,21) umgibt.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Spannungselektrode (5a,5b,5c) angelegte Hochspannung (U) bis 30kV beträgt.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungselektrode (5a,5b,5c) in einem wirksamen Spaltabstand (S) zwischen 5mm und 30mm am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) angeordnet ist.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungselektrode (5a,5b,5c) an einem Endbereich des Presseurs (1) bzw. des Dreischicht-Druckformzylinders (20) angeordnet ist.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Hochleiterschicht (11,21) mindestens 1/3 der Dicke der halbleitenden Schicht (10,24) beträgt.
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