EP1279518B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche Download PDF

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EP1279518B1
EP1279518B1 EP02014819A EP02014819A EP1279518B1 EP 1279518 B1 EP1279518 B1 EP 1279518B1 EP 02014819 A EP02014819 A EP 02014819A EP 02014819 A EP02014819 A EP 02014819A EP 1279518 B1 EP1279518 B1 EP 1279518B1
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EP
European Patent Office
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layer
structuring
printing
modification
gaseous
Prior art date
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EP02014819A
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English (en)
French (fr)
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EP1279518A3 (de
EP1279518A2 (de
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Jürgen Kreutzkämper
Gotthard Schmid
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Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication of EP1279518A3 publication Critical patent/EP1279518A3/de
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    • B41C1/1016—Forme preparation for lithographic printing; Master sheets for transferring a lithographic image to the forme by removal or destruction of lithographic material on the lithographic support, e.g. by laser or spark ablation; by the use of materials rendered soluble or insoluble by heat exposure, e.g. by heat produced from a light to heat transforming system; by on-the-press exposure or on-the-press development, e.g. by the fountain of photolithographic materials characterised by structural details, e.g. protective layers, backcoat layers or several imaging layers
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    • B41C2210/04—Negative working, i.e. the non-exposed (non-imaged) areas are removed
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    • B41C2210/24—Preparation or type or constituents of the imaging layers, in relation to lithographic printing forme preparation characterised by a macromolecular compound or binder obtained by reactions involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. acrylics, vinyl polymers

Definitions

  • the invention relates to a method for structuring a surface, which comprises at least a first layer comprising a polymer, into hydrophilic and hydrophobic regions by producing a latent structure of the first layer by means of an associated modification device for producing a printing form for offset printing.
  • the invention further relates to a device for structuring a surface which comprises at least a first layer comprising a polymer in hydrophilic and hydrophobic regions by producing a latent structure of the first layer for producing a printing forme for offset printing.
  • Printing forms have been used in the graphic arts industry for some time, the surface of which comprises an outer layer of polymer material, in particular polystyrene, styrene copolymers and the like, and an inner layer of metallic material, such as aluminum.
  • Such printing plates are typically structured starting from an unstructured or undifferentiated state for use in offset printing in hydrophilic and hydrophobic areas or partial areas according to the subject to be printed.
  • One common method of structuring involves locally selective modification of the outer layer of the surface by temporally and spatially selective exposure to electromagnetic energy, in particular laser radiation, and subsequent development of the latent structure into hydrophobic and hydrophilic regions by removal, for example using chemicals such as Printing form cleaning agents, the unmodified areas of the outer layer such that hydrophilic areas of the structure are formed substantially by the exposed inner layer of the surface, while the modified areas of the outer layer are the hydrophobic areas of the structure.
  • a printing form whose surface can be patterned into hydrophilic and hydrophobic regions by means of thermal laser energy exposure and subsequent chemical treatment is disclosed, for example, in EP 0 931 647 A1.
  • the surface has in addition to a carboxyl-containing polymer styrene.
  • an anionic dye is provided in or adjacent to the surface.
  • Document EP 0 931 647 A1 discloses a method for producing an offset printing plate. After imagewise exposure of the printing plate to infrared light, the imagewise areas are developed by supplying an aqueous liquid to the surface of the printing plate. This described method can be carried out in particular on the printing form cylinder of a printing unit or within a printing press.
  • DE 44 26 012 C2 further discloses a quenching and hydrophilizing device on a printing unit from the context of erasable, that is, regenerable printing plates. From nozzles, a cleaning liquid, a hydrophilizing agent, can be sprayed either directly onto the printing form or an associated cleaning cloth. At the periphery of the printing form receiving cylinder is provided a Becularungs insightful.
  • imaging processes of printing forms in particular within printing units or printing presses, have in common that the imaging process or the structuring process is essentially based on the interaction of light, be it by thermal or by reaction-triggering action, with the surface of the printing form.
  • an often complex and complex imaging device which comprises one or more light sources, in particular laser light sources, is required.
  • Such an imaging device with laser light sources is associated with not inconsiderable costs both at the time of purchase and in use.
  • the object of the present invention is therefore to specify a further method and a further apparatus for structuring a surface into hydrophilic and hydrophobic regions.
  • a printing form for offset printing is characterized in that selectively a gaseous, volatile solvent is supplied as a modifier over at least one exposure time interval on at least a locally limited area of the surface.
  • parameters for the gas flow such as the gas pressure, the flow velocity, the expansion of the flow field and the like, are fixed.
  • a latent structure is understood to mean structuring which comprises the area of the surface having at least two opposing properties.
  • An example of this is the property pair hydrophilic hydrophobicity, also known as oleophobic oleophilicity.
  • latent structure may be a structure which potentially, also referred to as development with the aid of one or more additional process steps, leads to a structure with at least two opposing properties.
  • the latent structure of the method according to the invention will furthermore be at least in a region of the surface developed such that in those areas which have not been selectively modified, the first layer is removed.
  • the second layer preferably comprises aluminum. It is particularly advantageous if the modification device can selectively reach areas of the surface along its two spanning dimensions by translation successively or at least partially in parallel.
  • the first layer of the surface of the printing plate in unstructured state is associated with a Modifkations worn, for example, this assignment is made by an arrangement such that the modification device is opposite to the surface.
  • the printing form on a cylinder in particular a printing form cylinder within a printing unit, be received rotatably about the axis of the cylinder.
  • the modification means may, by translation by suitable means such as actuators, linear drives, spindle drives and the like, selectively reach portions of the surface along its two spanning dimensions successively or at least partially in parallel.
  • the cylinder is associated with a drive for generating a rotational movement about its axis.
  • the structure information associated with this area is provided to the modification facility.
  • the structure information corresponds at least to the structure of the desired printed matter.
  • the gaseous, readily volatile solvent may be an alcohol (R-OH) and / or an aldehyde (R-HO) and / or a ketone (R 1 -CO-R 2 ) and / or an ester (R 1 -COO-R 2 ).
  • R, R 1 or R 2 denotes an aliphatic radical, in particular a hydrocarbon chain, but also an aliphatic radical substituted by further functional groups or an aromatic radical.
  • R, R 1 and R 2 may be identical or different.
  • the latent structure is developed at least in a region of the surface such that in those regions which have not been selectively modified, the first layer is removed. The result is a developed printing form with hydrophilic and hydrophobic areas.
  • the hydrophilic regions are essentially formed by the exposed second layer and the hydrophobic region essentially by the first layer of the printing form modified by the action of the gaseous, highly volatile solvent.
  • the method according to the invention represents a simple and inexpensive way of producing a printing form.
  • electromagnetic energy advantageously emitted by a light source in the form of laser radiation, has or should be at least applied to the locally limited area of the surface which is modified by the supply of the gaseous, volatile solvent, irradiated. It may be provided to provide the electromagnetic energy during the supply of the gaseous, volatile solvent in the localized area.
  • the effective time interval of supplying the gaseous volatile solvent may be substantially coincident or different with the electromagnetic energy exposure time interval. It is understood that the considered intervals may each have several subintervals.
  • the energy provided by the light source at the surface advantageously promotes the effect of the gaseous, volatile solvent on the first layer of the surface.
  • the device according to the invention for patterning a surface which comprises at least one first layer comprising a polymer in hydrophilic and hydrophobic regions by producing a latent structure of the first layer for producing a printing forme for offset printing, is characterized in that a modification device supplying a gaseous, volatile solvent over at least one exposure time interval to a localized area of the surface.
  • the surface comprises at least a first layer comprising polystyrene and a second layer which may be metallic or comprises polyester.
  • a printing form for offset printing is characterized in that a modification device feeds a gaseous, readily volatile solvent over at least one exposure time interval onto a locally limited area of the surface of the printing plate.
  • the device may comprise a control unit or be connected to a control unit. At the latest before the modification of each selective area, structure information associated with the control unit is provided at the modification facility.
  • means for generating a relative movement for example by actuators, spindle drives, servomotors, linear motors and the like, between the modification device and the surface of the printing forme are provided. It is particularly advantageous if the modification device reaches at least two locally limited areas of the surface in time and in space. This makes it possible to reduce the time for modification of areas on the entire surface by parallel processing.
  • a light source preferably a laser light source
  • electromagnetic energy to at least one locally limited one Area of the surface, in particular on the modifiable localized area of the surface, irradiates.
  • the gaseous, readily volatile solvent comprises ethanol (C 2 H 5 -OH) and / or 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and / or 3-butoxy-2-propanol and / or ethanal (C 2 H 5 -HO) and / or acetone (CH 3 -CO-CH 3 ) and / or ethyl acetate (CH 3 -COO-C 2 H 5 ).
  • the device according to the invention for structuring a surface can advantageously be used in a printing plate setter or in a printing unit, a so-called direct-imaging printing unit.
  • a printing machine according to the invention which typically comprises a feeder, one or more printing units, and a delivery for the processing of sheets for the processing of paper webs comprises a roll changer, at least one printing unit, a dryer and a folder, is characterized by at least one printing unit, which has at least one inventive device for structuring a surface.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the method according to the invention for structuring a surface on the basis of four partial images.
  • a printing form 10 with a first layer 12 and a second layer 14 is shown.
  • the first layer 12 can also be referred to as the outer layer
  • the second layer 14 also as an inner layer.
  • the printing form 10 may also comprise further layers in their depth on their surface or be accommodated on a support. For the method according to the invention, it is essentially irrelevant whether the printing form is flat or curved.
  • the first layer 12 has polystyrene.
  • polystyrene is to be understood as meaning both substantially pure polystyrene and styrene copolymers, for example polymers containing carboxyl groups.
  • the second layer 14 may be metallic, preferably comprises aluminum.
  • An alternative material that has proven advantageous is polyester.
  • FIG. 1b shows how the printing form 10 with the first layer 12 is arranged above the second layer 14 with respect to a modification device 16 is.
  • a gaseous, readily volatile solvent 18, comprising the substances described above, is localized, for example through outlet nozzles, to a region of the printing form 10.
  • the gaseous, readily volatile solvent 18 is supplied to the surface of the printing forme 10 by means of flexible conduits, such as hoses or the like. The action of the gaseous, selective solvent 18 results in a modified surface 110.
  • the double arrows indicate a first direction of translation 112 and a second direction of translation 114, into which the modification device 16 is movable relative to the printing plate 10 in such a way that regions of the surface are selectively along of the two, the printing form spanning dimensions can be achieved successively.
  • the modification device 16 is preferably linked to a control unit 118 by means of a connection for exchanging data and / or control signals 116, which may also be partially wireless.
  • the control unit 118 provides structure information at the modification device 16 to the area to be modified.
  • a latent structure produced by means of the modification device 16, formed from a number of modified surfaces 110, is shown on and / or in the first layer 12 of the printing form 10.
  • the effect of the gaseous, volatile solvent is directed to the first layer 12 of the printing plate 10, but also an increase in the adhesion of the first layer 12 on the second layer 14 of the printing plate 10 can be achieved.
  • the latent structure corresponds to the hydrophobic portion of the image-wise structuring, that is to say comprises hydrophobic areas of the surface of the printing form that carry ink in offset printing.
  • the first layer 12 is removed in those areas which have not been selectively modified. Removal of the first, unmodified layer 12 is possible, for example, by the use of a cleaning liquid, a common printing form cleaning agent. Due to the modification of the first layer 12 in the According to the method of the invention, a number of modified surfaces 110 remain on the printing form while the second layer 14 is exposed.
  • the second layer 14 has the function of hydrophilic areas in offset printing. The process according to the invention in hydrophilic and hydrophobic regions is shown schematically in the partial image 1d of FIG.
  • FIG. 2 is a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention with the advantageous development of an additional light source.
  • a printing form 10 having a first layer 12 and a second layer 14 is shown.
  • the printing form 10 is arranged opposite a modification device 16.
  • the modification device 16 supplies locally limited, temporally and spatially selectively a gaseous, readily volatile solvent 18 to a region of the printing form 10.
  • the result is a modified surface 110 on the printing form 10.
  • the modification device 16 is a first translation direction 112 and a second translation direction 114 relative to the printing forme 10 movable.
  • the modification device 16 is assigned a light source 20, preferably a laser light source, in particular emitting in the infrared wavelength range.
  • a light beam 22 illuminates at least the area of the printing form 10, which is modified by the action of the gaseous, readily volatile solvent 18, so that a modified surface 110 is produced.
  • FIG. 3 schematically relates to two arrangements of embodiments within a printing form exposer or a printing unit of the device according to the invention.
  • an arrangement is shown, as may preferably be realized in a printing unit, in which the printing form 10 with the first layer 12 and the second layer 14 is accommodated on a cylinder 30.
  • the cylinder 30 is rotatable about its axis 32 in the direction of rotation 34.
  • the modification device 16 Associated with the first layer 12 of the printing plate 10 is the modification device 16, which is movable along the translation direction 36 substantially parallel relative to the axis 32 of the cylinder 30. In combination of the rotational movement and the translational movement, all points on the surface of the printing form 10 can be reached by the modification device 16 become.
  • the printing form 10 with the first layer 12 and the second layer 14 is concave, so that the associated, located on a shaft 38 modification device 16 by moving in the translation direction 36 substantially parallel to the direction defined by the shaft 38 and through Rotation in the direction of rotation 34 reaches around the axis defined by the shaft 38 all points of the surface of the printing plate 10.
  • FIG. 4 is a schematic representation of two embodiments of the device according to the invention for the simultaneous modification of more than one area of the first layer of the surface.
  • a number of modification devices 16 here by way of example and without restriction of the generality, seven modification devices 16 are shown which are associated with the first layer 12 of the printing form 10 received on the cylinder 30 with first layer 12 and second layer 14 opposite one another ,
  • the cylinder 30 is rotatable about its axis 32 in the direction of rotation 34.
  • the number of modifiers 16 is implemented as integrated modifier 40.
  • this embodiment of the device according to the invention comprises an integrated modification device 40, which has a plurality of modular modification devices 16 for supplying a gaseous, volatile solvent to a locally limited area of the surface of the printing plate 10.
  • a number of modification devices 16, here by way of example four, which are arranged opposite the printing form 10 received on the cylinder 30, can be provided.
  • Each partial areas of the total area of the printing form 10 are achieved by a modification device 16 and imagewise exposed to the gaseous, volatile solvent 18.
  • a parallel or simultaneous modification of at least two regions of the surface of the printing form 10 is possible at least in part.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche, welche wenigstens eine erste Schicht, die ein Polymer aufweist, umfasst, in hydrophile und hydrophobe Bereiche durch Erzeugen einer latenten Struktur der ersten Schicht mittels einer zugeordneten Modifikationseinrichtung zur Herstellung einer Druckform für den Offsetdruck.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche welche wenigstens eine erste Schicht, die ein Polymer aufweist, umfasst, in hydrophile und hydrophobe Bereiche durch Erzeugen einer latenten Struktur der ersten Schicht zur Herstellung einer Druckform für den Offsetdruck.
  • Bereits seit einiger Zeit finden in der graphischen Industrie Druckformen Verwendung, deren Oberfläche eine äußere Schicht aus Polymermaterial, insbesondere Polystyrol, Styrol-Copolimerisate und dergleichen, und eine innere Schicht aus metallischem Material, wie beispielsweise aus Aluminium, aufweisen. Derartige Druckformen werden typischerweise ausgehend von einem unstrukturierten oder undifferenzierten Zustand für den Einsatz im Offsetdruck in hydrophile und hydrophobe Bereiche oder Teilflächen gemäß dem zu druckenden Sujet strukturiert. Ein geläufiges Verfahren zur Strukturierung umfasst die lokal selektive Modifikation der äußeren Schicht der Oberfläche durch zeitlich und räumlich selektive Einwirkung von elektromagnetischer Energie, insbesondere Laserstrahlung, und anschließende Entwicklung der latenten Struktur in hydrophobe und hydrophile Bereiche durch Entfernung, beispielsweise unter Einsatz von Chemikalien, wie beispielsweise Druckformreinigungsmitteln, der nicht-modifizierten Bereiche der äußeren Schicht derart, dass hydrophile Bereiche der Struktur im wesentlichen durch die freigelegte innere Schicht der Oberfläche gebildet werden, während die modifizierten Bereiche der äußeren Schicht die hydrophoben Bereiche der Struktur sind.
  • Eine Druckform, deren Oberfläche mittels thermischer Laserenergieeinwirkung und anschließender chemischer Behandlung in hydrophile und hydrophobe Bereiche strukturierbar ist, ist beispielsweise in der EP 0 931 647 A1 offenbart. Die Oberfläche weist dabei neben einem Carboxyl-Gruppen enthaltenden Polymer Styrol auf. Des weiteren ist zur Unterstützung der Absorption von Laserenergie ein anionischer Farbstoff in der Oberfläche oder benachbart zu dieser vorgesehen. Im Dokument EP 0 931 647 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Offsetdruckform offenbart. Nach der bildmäßigen Belichtung der Druckform mit infrarotem Licht werden die bildmäßigen Bereiche durch Zuführung einer wässrigen Flüssigkeit auf die Oberfläche der Druckform entwickelt. Dieses beschriebene Verfahren kann insbesondere auf dem Druckformzylinder eines Druckwerkes oder innerhalb einer Druckmaschine durchgeführt werden.
  • Aus der DE 44 26 012 C2 ist des weiteren eine Lösch- und Hydrophilierungsvorrichtung an einem Druckwerk aus dem Zusammenhang mit löschbaren, also regenerierbaren Druckformen bekannt. Aus Düsen kann eine Reinigungsflüssigkeit, ein Hydrophilierungsmittel, entweder direkt auf die Druckform oder ein zugeordnetes Reinigungstuch gesprüht werden. Am Umfang des die Druckform aufnehmenden Zylinders ist eine Bebilderungseinrichtung vorgesehen.
  • Konventionelle Bebilderungsverfahren von Druckformen, insbesondere innerhalb von Druckwerken oder Druckmaschinen ist gemein, dass der Bebilderungsprozess oder der Strukturierungsprozess wesentlich auf der Wechselwirkung von Licht, sei es durch thermische oder durch reaktionsauslösende Wirkung, mit der Oberfläche der Druckform beruht. Für eine technische Realisierung ist daher eine oft aufwendige und komplexe Bebilderungseinrichtung, welche eine oder mehrere Lichtquellen, insbesondere Laserlichtquellen, umfasst, erforderlich. Eine derartige Bebilderungseinrichtung mit Laserlichtquellen ist mit nicht unerheblichen Kosten sowohl bei der Anschaffung als auch im Einsatz verbunden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche, welche wenigstens eine erste Schicht, die ein Polymer, beispielsweise Polystyrol, Polyimid, Polysilan oder dergleichen, aufweist, umfasst, in hydrophile und hydrophobe Bereiche durch Erzeugen einer latenten Struktur der ersten Schicht mittels einer zugeordneten Modifikationseinrichtung zur Herstellung einer Druckform für den Offsetdruck, zeichnet sich dadurch aus, dass selektiv ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittels als Modifikationsmittel über wenigstens ein Einwirkungszeitintervall auf wenigstens einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche zugeführt wird. Neben dem Einwirkungszeitintervall sind Parameter für den Gasfluss, wie der Gasdruck, die Strömungsgeschwindigkeit, die Ausdehnung des Strömungsfeldes und dergleichen, festgelegt. Im Zusammenhang der Erfindung wird unter einer latenten Struktur eine Strukturierung verstanden, welche Bereich der Oberfläche mit wenigstens zwei gegensätzlichen Eigenschaften, umfasst. Beispielhaft dafür sei das Eigenschaftspaar Hydrophilie - Hydrophobie, auch Oleophobie - Oleophilie, genannt. Es sei unter dem Begriff der latenten Struktur auch verstanden, dass es sich hierbei um eine Struktur handeln kann, welche potentiell, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer zusätzlicher Verfahrensschritte, auch als Entwicklung bezeichnet, zu einer Struktur mit wenigstens zwei gegensätzlichen Eigenschaften führt.
  • Wenn die Oberfläche, wie bevorzugt, wenigstens eine ersten Schicht, die Polystyrol aufweist und eine zweite Schicht, die metallisch sein kann oder Polyester aufweist, umfasst, wird im erfindungsgemäße Verfahren des weiteren die latente Struktur wenigstens in einem Bereich der Oberfläche derart entwickelt, dass in denjenigen Bereichen, welche nicht selektiv modifiziert worden sind, die erste Schicht entfernt wird. Die zweite Schicht weist bevorzugt Aluminium auf. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Modifikationseinrichtung selektiv Bereiche der Oberfläche entlang ihrer zwei, diese aufspannenden Dimensionen durch Translation sukzessiv oder wenigstens teilweise parallel erreichen kann.
  • Erfindungsgemäß umfasst bevorzugt das Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche, welche wenigstens zwei Schichten umfasst, wobei die erste Schicht Polystyrol aufweist und die zweite Schicht metallisch sein kann oder Polyester aufweist, durch Modifikation der ersten Schicht und anschließende Entwicklung in hydrophile und hydrophobe Bereiche zur Erzeugung einer Druckform für den Offsetdruck eine Anzahl von Schritten. Die erste Schicht der Oberfläche der Druckform in unstrukturiertem Zustand ist einer Modifkationseinrichtung zugeordnet, beispielsweise erfolgt diese Zuordnung durch eine Anordnung derart, dass die Modifikationseinrichtung der Oberfläche gegenüberliegt. Beispielsweise kann die Druckform auf einem Zylinder, insbesondere einem Druckformzylinder innerhalb eines Druckwerks, drehbar um die Achse des Zylinders aufgenommen sein. Die Modifikationseinrichtung kann durch Translation mit geeigneten Mitteln, wie Aktuatoren, Linearantrieben, Spindelantrieben und dergleichen, selektiv Bereiche der Oberfläche entlang ihrer zwei, diese aufspannenden Dimensionen sukzessiv oder wenigstens teilweise parallel erreichen. Gegebenfalls ist dem Zylinder ein Antrieb zur Erzeugung einer Rotationsbewegung um seine Achse zugeordnet. Spätestens vor der Modifikation von jedem selektiven Bereich wird die diesem Bereich zugeordnete Strukturinformation an der Modifikationseinrichtung bereitgestellt. Dabei entspricht die Strukturinformation wenigstens der Struktur des gewünschten Drucksujets. Durch selektives Zuführen eines Modifikationsmittels auf Bereiche der Oberfläche wird eine latente Struktur erzeugt. Als Modifikationsmittel findet dabei erfindungsgemäß ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittel über wenigstens ein Einwirkungszeitintervall auf einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche Verwendung. Das gasförmige, leichtflüchtige Lösungsmittel kann dabei einen Alkohol (R-OH) und/oder ein Aldehyd (R-HO) und/oder ein Keton (R1-CO-R2) und/oder einen Ester (R1-COO-R2) umfassen. Im Zusammenhang der Erfindung bezeichnet R, R1 beziehungsweise R2 einen aliphatischen Rest, insbesondere eine Kohlenwasserstoffkette, aber auch einen mit weiteren funktionellen Gruppen substituierten aliphatischen Rest oder einen aromatischen Rest. R, R1 und R2 können identisch oder verschieden sein. Die latente Struktur wird wenigstens in einem Bereich der Oberfläche derart entwickelt, dass in denjenigen Bereichen, welche nicht selektiv modifiziert worden sind, die erste Schicht entfernt wird. In der Folge entsteht eine entwickelte Druckform mit hydrophilen und hydrophoben Bereichen. Die hydrophilen Bereiche werden im wesentlichen von der freigelegten zweiten Schicht und die hydrophoben Bereich im wesentlichen von der durch die Einwirkung des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels modifizierten ersten Schicht der Druckform gebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Erzeugung einer Druckform dar.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Strukturierung einer Oberfläche wird elektromagnetische Energie, vorteilhafterweise durch eine Lichtquelle in Form von Laserstrahlung emittiert, wenigstens auf den lokal begrenzten Bereich der Oberfläche, welcher durch die Zuführung des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels modifiziert wird, wurde oder werden soll, eingestrahlt. Es kann vorgesehen sein, die elektromagnetische Energie während des Zuführens des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels auf dem lokal begrenzten Bereich zur Verfügung zu stellen. Vorteilhaft kann aber auch eine Art Vorbehandlung oder Art Nachbehandlung des zu modifizierenden Bereichs durch elektromagnetische Energie sein. Mit anderen Worten, das Wirkungszeitintervall der Zuführung des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels kann mit dem Belichtungszeitintervall mit elektromagnetischer Energie im wesentlichen zusammenfallen oder auch unterschiedlich sein. Es versteht sich, dass die betrachteten Intervalle auch jeweils mehrere Teilintervalle aufweisen können. Die durch die Lichtquelle zur Verfügung gestellte Energie an der Oberfläche unterstützt die Wirkung des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels auf die erste Schicht der Oberfläche in vorteilhafter Weise.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche, welche wenigstens eine erste Schicht, die ein Polymer aufweist, umfasst, in hydrophile und hydrophobe Bereiche durch Erzeugen einer latenten Struktur der ersten Schicht zur Herstellung einer Druckform für den Offsetdruck, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Modifikationseinrichtung ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittel über wenigstens ein Einwirkungszeitintervall auf einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche zuführt. Bevorzugt umfasst die Oberfläche wenigstens eine erste Schicht, die Polystyrol aufweist, und eine zweite Schicht, die metallisch sein kann oder Polyester aufweist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche, welche wenigstens zwei Schichten umfasst, wobei die erste Schicht Polystyrol aufweist und die zweite Schicht metallisch sein kann oder Polyester aufweist, durch selektive Modifikation der ersten Schicht und anschließende Entwicklung in hydrophile und hydrophobe Bereiche zur Erzeugung einer Druckform für den Offsetdruck zeichnet sich dadurch aus, dass eine Modifikationseinrichtung ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittel über wenigstens ein Einwirkungszeitintervall auf einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche der Druckform zuführt. Typischerweise kann die Vorrichtung eine Steuerungseinheit umfassen oder mit einer Steuerungseinheit verbunden sein. Spätestens vor der Modifikation von jedem selektiven Bereich wird von der Steuerungseinheit zugeordneter Strukturinformation an der Modifikationseinrichtung bereitstellt. Des weiteren sind Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung, beispielsweise durch Aktuatoren, Spindelantrieben, Servomotoren, Linearmotoren und dergleichen, zwischen Modifikationseinrichtung und Oberfläche der Druckform vorgesehen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Modifikationseinrichtung zeitlich und räumlich parallel wenigstens zwei lokal begrenzte Bereiche der Oberfläche erreicht. Dadurch ist es möglich, die Zeit zur Modifikation von Bereichen auf der gesamten Oberfläche durch Parallelverarbeitung zu reduzieren.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Strukturierung ist darüber hinaus vorgesehen, dass eine Lichtquelle, bevorzugt eine Laserlichtquelle, elektromagnetische Energie auf wenigstens einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche, insbesondere auf den zu modifizierenden lokal begrenzten Bereich der Oberfläche, einstrahlt. Es versteht sich, dass gegebenenfalls Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Lichtquelle und Oberfläche analog derer oder identisch zu denen zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Modifikationseinrichtung und Oberfläche vorgesehen sind, so dass jeweils der lokal begrenzte, zu modifizierende Bereich der Oberfläche sowohl durch die elektromagnetische Energie als auch durch das Modifikationsmittel erreichbar ist.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das gasförmige, leichtflüchtige Lösungsmittel Ethanol (C2H5-OH) und/oder 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon und/oder 3-Butoxy-2-propanol und/oder Ethanal (C2H5-HO) und/oder Aceton (CH3-CO-CH3) und/oder Essigester (CH3-COO- C2H5).
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche kann in einem Druckformbelichter oder in einem Druckwerk, einem sogenannten Direct-Imaging Druckwerk, vorteilhaft zum Einsatz kommen Eine erfindungsgemäße Druckmaschine, welche zur Verarbeitung von Bogen typischerweise einen Anleger, ein oder mehrere Druckwerke und einen Ausleger umfasst oder welche zur Verarbeitung von Papierbahnen einen Rollenwechsler, wenigstens ein Druckwerk, einen Trockner und einen Falzapparat umfasst, zeichnet sich durch wenigstens ein Druckwerk aus, welches wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche aufweist.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungen dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Strukturierung einer Oberfläche anhand von vier Teilabbildungen,
    Figur 2
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der vorteilhaften Weiterbildung einer zusätzlichen Lichtquelle,
    Figur 3
    schematische Darstellungen zweier Anordnungen von Ausführungsformen innerhalb eines Druckformbelichters oder eines Druckwerkes, und
    Figur 4
    schematische Darstellungen zweier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gleichzeitigen Modifikation mehr als eines Bereiches der ersten Schicht der Oberfläche.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Strukturierung einer Oberfläche anhand von vier Teilabbildungen. In der Teilabbildung 1a ist einer Druckform 10 mit einer ersten Schicht 12 und einer zweiten Schicht 14 gezeigt. Im Zusammenhang der in Figur 1 und den nachfolgenden Figuren beschriebenen Ausführungsformen kann die erste Schicht 12 auch als äußere die zweite Schicht 14 auch als innere Schicht bezeichnet werden. Die Druckform 10 kann neben diesen Schichten an ihrer Oberfläche noch weitere Schichten in ihrer Tiefe umfassen oder auf einem Träger aufgenommen sein, für das erfindungsgemäße Verfahren ist es im wesentlichen unerheblich, ob die Druckform flach oder gekrümmt ist. Die erste Schicht 12 weist dabei Polystyrol auf. Unter Polystyrol sind im Zusammenhang der Erfindung sowohl im wesentlichen reines Polystyrol als auch Styrol-Copolymerisate, beispielsweise mit Carboxy-Gruppen enthaltenen Polymeren, zu verstehen. Die zweite Schicht 14 kann metallisch sein, umfasst bevorzugt Aluminium. Ein alternatives Material, welches sich als vorteilhaft erwiesen hat, umfasst Polyester. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit hinsichtlich des Ausgangszustandes der Struktur der Oberfläche 10 geht das erfindungsgemäße Verfahren, wie eine Ausführungsform in der Teilabbildung 1a der Figur 1 gezeigt ist, von einer unstrukturierten ersten Schicht 12 aus.
  • In der Teilabbildung 1b der Figur 1 ist gezeigt, wie die Druckform 10 mit der ersten Schicht 12 über der zweiten Schicht 14 gegenüber einer Modifikationseinrichtung 16 angeordnet ist. Aus der Modifikationseinrichtung 16 wird lokal begrenzt, beispielsweise durch Austrittsdüsen, ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittel 18, die oben beschriebenen Substanzen umfassend, einem Bereich der Druckform 10 zugeführt. Es ist ebenfalls denkbar, dass das gasförmige, leichtflüchtige Lösungsmittel 18 mittels flexibler Leitungen, wie Schläuchen oder dergleichen, der Oberfläche der Druckform 10 zugeführt wird. Es entsteht durch die Einwirkung des gasförmigen, selektiven Lösungsmittels 18 eine modifizierte Oberfläche 110. Durch die Doppelpfeile sind eine erste Translationsrichtung 112 und eine zweite Translationsrichtung 114 angedeutet, in welche die Modifikationseinrichtung 16 relativ zur Druckform 10 derart bewegbar ist, dass selektiv Bereiche der Oberfläche entlang der zwei, die Druckform aufspannenden Dimensionen sukzessiv erreichen werden können. Die Modifikationseinrichtung 16 ist bevorzugt mittels einer Verbindung zum Austausch von Daten und/oder Steuersignalen 116, welche auch teilweise drahtlos sein kann, mit einer Steuerungseinheit 118 verknüpft. Spätestens vor der Modifikation von jedem selektiven Bereich wird von der Steuerungseinheit 118 dem zu modifizierenden Bereich zugeordnete Strukturinformation an der Modifikationseinrichtung 16 bereitgestellt.
  • In Teilbild 1c der Figur 1 ist eine mittels der Modifikationseinrichtung 16 erzeugte latente Struktur, gebildet aus einer Anzahl von modifizierten Oberflächen 110, auf und/oder in der ersten Schicht 12 der Druckform 10 gezeigt. Die Wirkung des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels ist auf die erste Schicht 12 der Druckform 10 gerichtet, darüber hinaus kann aber auch eine Verstärkung der Haftung der ersten Schicht 12 auf der zweiten Schicht 14 der Druckform 10 erreicht werden. Die latente Struktur entspricht dem hydrophoben Anteil der bildmäßigen Strukturierung, umfasst also die im Offsetdruck farbführenden hydrophoben Bereiche der Oberfläche der Druckform.
  • Zur Entwicklung der latenten Struktur der Druckform 10 wird wenigstens in einem Bereich der Oberfläche die erste Schicht 12 in denjenigen Bereichen, welche nicht selektiv modifiziert worden sind, entfernt. Eine Entfernung der ersten, nicht-modifizierten Schicht 12 ist beispielsweise durch den Einsatz einer Reinigungsflüssigkeit, eines geläufigen Druckformreinigungsmittels, möglich. Aufgrund der Modifikation der ersten Schicht 12 im erfindungsgemäßen Verfahren verbleibt eine Anzahl von modifizierten Oberflächen 110 auf der Druckform, während die zweite Schicht 14 freigelegt wird. Der zweite Schicht 14 kommt die Funktion der hydrophilen Bereiche im Offsetdruck zu. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren in hydrophile und hydrophobe Bereiche ist schematisch im Teilbild 1d der Figur 1 dargestellt.
  • Die Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der vorteilhaften Weiterbildung einer zusätzlichen Lichtquelle. Es ist eine Druckform 10 mit einer ersten Schicht 12 und einer zweiten Schicht 14 gezeigt. Die Druckform 10 ist einer Modifikationseinrichtung 16 gegenüberliegend angeordnet. Die Modifikationseinrichtung 16 führt lokal begrenzt, zeitlich und räumlich selektiv ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittel 18 einem Bereich der Druckform 10 zu. Es entsteht eine modifizierte Oberfläche 110 auf der Druckform 10. Die Modifikationseinrichtung 16 ist einer ersten Translationsrichtung 112 und einer zweiten Translationsrichtung 114 relativ zur Druckform 10 bewegbar. Der Modifikationseinrichtung 16 ist eine Lichtquelle 20, bevorzugt eine Laserlichtquelle, insbesondere im infraroten Wellenlängenbereich emittierend, zugeordnet. Ein Lichtstrahl 22 beleuchtet wenigstens den Bereich der Druckform 10, welcher durch die Einwirkung des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels 18 modifiziert wird, so dass eine modifizierte Oberfläche 110 erzeugt wird.
  • Die Figur 3 bezieht sich schematisch auf zwei Anordnungen von Ausführungsformen innerhalb eines Druckformbelichters oder eines Druckwerkes der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Teilbild 3a der Figur 3 ist eine Anordnung gezeigt, wie sie bevorzugt in einem Druckwerk, in dem die Druckform 10 mit der ersten Schicht 12 und der zweiten Schicht 14 auf einem Zylinder 30 aufgenommen ist, realisiert sein kann. Der Zylinder 30 ist drehbar um seine Achse 32 in Rotationsrichtung 34. Der ersten Schicht 12 der Druckform 10 zugeordnet ist die Modifikationseinrichtung 16, welche entlang der Translationsrichtung 36 im wesentlichen parallel relativ zur Achse 32 des Zylinders 30 bewegbar ist. In Kombination der Rotations- und der Translationsbewegung können alle Punkte der Oberfläche der Druckform 10 von der Modifikationseinrichtung 16 erreicht werden. Im Teilbild 3b der Figur 3 ist eine Ausführungsform einer sogenannten In-Drum Anordnung gezeigt. In anderen Worten, ist die Druckform 10 mit der ersten Schicht 12 und der zweiten Schicht 14 konkav aufgenommen, so dass die zugeordnete, auf einer Welle 38 befindliche Modifikationseinrichtung 16 durch Bewegung in Translationsrichtung 36 im wesentlichen parallel zur durch die Welle 38 definierten Richtung und durch Rotation in Rotationsrichtung 34 um die durch die Welle 38 definierten Achse alle Punkte der Oberfläche der Druckform 10 erreicht.
  • Die Figur 4 ist eine schematische Darstellung zweier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gleichzeitigen Modifikation mehr als eines Bereiches der ersten Schicht der Oberfläche. Im Teilbild 4a der Figur 4 ist eine Anzahl von Modifikationseinrichtung 16, hier beispielhaft und ohne Einschränkung der Allgemeinheit sieben Modifikationseinrichtungen 16, gezeigt, welche der ersten Schicht 12 der auf dem Zylinder 30 aufgenommenen Druckform 10 mit erster Schicht 12 und zweiter Schicht 14 gegenüberliegend zugeordnet ist. Der Zylinder 30 ist um seine Achse 32 in Rotationsrichtung 34 drehbar. Die Anzahl von Modifikationseinrichtungen 16 ist als integrierte Modifikationseinrichtung 40 ausgeführt. Mit anderen Worten, diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst eine integrierte Modifikationseinrichtung 40, welche modular mehrere Modifikationseinrichtungen 16 zum Zuführen eines gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels auf einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche der Druckform 10 aufweist. Im Teilbild 4b der Figur 4 ist gezeigt, dass in einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine Anzahl von Modifikationseinrichtungen 16, hier beispielhaft vier, welche der auf dem Zylinder 30 aufgenommenen Druckform 10 gegenüberliegend angeordnet sind, vorgesehen sein können. Jeweils Teilbereiche der Gesamtfläche der Druckform 10 werden von einer Modifikationseinrichtung 16 erreicht und bildmäßig dem gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittel 18 ausgesetzt. Mit den in der Figur 4 gezeigten Ausführungsformen ist wenigstens teilweise eine parallele oder gleichzeitige Modifikation von wenigstens zwei Bereichen der Oberfläche der Druckform 10 möglich.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Druckform
    12
    erste Schicht
    14
    zweite Schicht
    16
    Modifikationseinrichtung
    18
    gasförmiges Lösungsmittel
    110
    modifizierte Oberfläche
    112
    erste Translationsrichtung
    114
    zweite Translationsrichtung
    116
    Verbindung zum Austausch von Daten und/oder Steuersignalen
    118
    Steuerungseinheit
    20
    Lichtquelle
    22
    Lichtstrahl
    30
    Zylinder
    32
    Achse
    34
    Rotationsrichtung
    36
    Translationsrichtung
    38
    Welle
    40
    Integrierte Modifikationseinrichtung

Claims (15)

  1. Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche (10), welche wenigstens eine erste Schicht (12), die ein Polymer aufweist, umfasst, in hydrophile und hydrophobe Bereiche durch Erzeugen einer latenten Struktur der ersten Schicht (12) mittels einer zugeordneten Modifikationseinrichtung (16) zur Herstellung einer Druckform (10) für den Offsetdruck,
    gekennzeichnet durch:
    - Selektives Zuführen eines gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels (18) als Modifikationsmittel über wenigstens ein Einwirkungszeitintervall auf wenigstens einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche (10).
  2. Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche mit wenigstens einer ersten Schicht (12) und einer zweiten Schicht (14) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht (12) Polystyrol aufweist und die zweite Schicht (14) metallisch ist oder Polyester aufweist, gekennzeichnet durch:
    - Entwickeln der latenten Struktur wenigstens in einem Bereich der Oberfläche derart, dass in denjenigen Bereichen, welche nicht selektiv modifiziert worden sind, die erste Schicht (12) entfernt wird.
  3. Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch:
    - Translation der Modifikationseinrichtung (16) derart, dass die Modifikationseinrichtung (16) selektiv Bereiche der Oberfläche entlang ihrer zwei, diese aufspannenden Dimensionen sukzessiv oder wenigstens teilweise parallel erreichen kann.
  4. Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß einem der oberen Ansprüche, gekennzeichnet durch:
    - Einstrahlen von elektromagnetischer Energie (22) wenigstens auf den lokal begrenzten Bereich der Oberfläche.
  5. Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß einem der oberen Ansprüche, gekennzeichnet durch:
    - Einstrahlen von elektromagnetischer Energie während des Zuführens des gasförmigen, leichtflüchtigen Lösungsmittels.
  6. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche (10), welche wenigstens eine erste Schicht (12), die ein Polymer aufweist, umfasst, in hydrophile und hydrophobe Bereiche durch Erzeugen einer latenten Struktur der ersten Schicht (12) zur Herstellung einer Druckform (10) für den Offsetdruck,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Modifikationseinrichtung (16) ein gasförmiges, leichtflüchtiges Lösungsmittel (18) über wenigstens ein Einwirkungszeitintervall auf einen lokal begrenzten Bereich der Oberfläche zuführt.
  7. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche (10) gemäß Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Oberfläche (10) wenigstens eine erste Schicht (12), die Polystyrol aufweist, und eine zweite Schicht (14), die metallisch ist oder Polyester aufweist, umfasst.
  8. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Modifikationseinrichtung (16) zeitlich und räumlich parallel wenigstens zwei lokal begrenzte Bereiche der Oberfläche erreicht.
  9. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß einem der Ansprüche 6, 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Lichtquelle elektromagnetische Energie (22) auf wenigstens den lokal begrenzten Bereich der Oberfläche einstrahlt.
  10. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuerungseinheit (118) spätestens vor der Modifikation von jedem selektiven Bereich zugeordneter Strukturinformation an der Modifikationseinrichtung bereitstellt.
  11. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das gasformige, leichtflüchtige Lösungsmittel (18) einen Alkohol (R-OH) und/oder ein Aldehyd (R-HO) und/oder ein Keton (R1-CO-R2) und/oder einen Ester (R1-COO-R2) umfasst, worin R, R1 R2 einen aliphatischen Rest, insbesondere eine Kohlenwasserstoffkette, aber auch einen mit weiteren funktionellen Gruppen substituierten aliphatischen Rest oder einen aromatischen Rest bezeichnen und worin R, R1 R2 identisch oder verschieden sind.
  12. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche gemäß Anspruch 6 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das gasförmige, leichtflüchtige Lösungsmittel (18) Ethanol (C2H5-OH) und/oder 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon und/oder 3-Butoxy-2-propanol und/oder Ethanal (C2H5-HO) und/oder Aceton (CH3-CO-CH3) und/oder Essigester (CH3-COO-C2H5) umfasst.
  13. Druckformbelichter,
    gekennzeichnet durch
    wenigstens eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12.
  14. Druckwerk,
    gekennzeichnet durch
    wenigstens eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12.
  15. Druckmaschine,
    gekennzeichnet durch
    wenigstens ein Druckwerk gemäß Anspruch 14.
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