EP1857275A1

EP1857275A1 - Verfahren zur Herstellung von hochaufgelösten Flexodruck-Produkten

Info

Publication number: EP1857275A1
Application number: EP06010212A
Authority: EP
Inventors: Jörg Dr. Hemker; Peter Reich
Original assignee: Hueck Folien GmbH and Co KG; Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG
Current assignee: Constantia Pirk and Co KG GmbH
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2007-11-21

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Flexodruckerzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Trägersubstrat eine Bedruckung mit Hilfe eines Flexodruckwerkzeugs, dessen Rasterpunkte mit einem Druckwert zwischen 1 und 10% tiefer gelegt sind, aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochaufgelösten Flexodruck-Produkten, ein Verfahren zur Herstellung eines Flexodruckwerkzeugs und mit dem Verfahren hergestellte Flexodruck-Produkte.
Für hochpräzise und brillante Druckergebnisse werden heute vorwiegend Tiefdruckverfahren eingesetzt, da diese diesbezüglich die besten Ergebnisse bringen. Flexodruckerzeugnisse reichen bisher an die Qualität von Tiefdruckerzeugnissen nicht heran.
Durch den Markt vorgegeben, verringern sich ständig die Losgrößen der Druckaufträge. Die Rüstzeit für eine Druckmaschine für einen Druckauftrag und die Herstellung der Druckwerkzeuge sind unabhängig der Losgröße ein fester Zeitfaktor im kompletten Herstellungsprozess.
Die Rüstzeiten für Flexodruckmaschinen sind wesentlich geringer als für Tiefdruckmaschinen.
Durch verschiedene Optimierungen an den Tiefdruckmaschinen und Automatisierungen in der Druckzylinderherstellung konnten zwar schon wesentliche Verbesserungen erreicht werden, jedoch konnten bis heute die Rüstzeiten an den Tiefdruckmaschinen nicht auf die kurzen Rüstzeiten einer Flexodruckmaschine verbessert werden.
Auch der komplexe Herstellungsprozess von Tiefdruckzylindern konnte nicht auf einen entsprechend weniger aufwändigen Prozess wie bei der Herstellung von Flexozylindern vereinfacht werden.
Aufgabe ist es, einen Flexodruckprozess zu entwickeln, der die Vorteile des Flexodrucks (kurze Rüstzeiten und niedrigere Zylinderkosten) behält und mit dem ein Flexodruckergebnis erzielt wird, das kaum von einem Tiefdruckerzeugnis unterschieden werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Flexodruckerzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Trägersubstrat eine Bedruckung mit Hilfe eines Flexodruckwerkzeugs, dessen Rasterpunkte mit einem Druckprozentwert zwischen 1 und 10% tiefer gelegt sind, aufgebracht wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Flexodruckwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass Rasterpunkte mit einem Druckprozentwert zwischen 1 und 10% tiefer gelegt sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flexodruckwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass Rasterpunkte mit einem Druckprozentwert zwischen 1 und 10 % durch Unscharfstellen des Laserwerkzeugs oder durch Modulation des Laserstrahls tiefer gelegt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Flexodruckprodukte.
Mit Entwicklung von hochaufgelösten Laserdirektgravurmaschinen (Laserstrahl = 10µm) in Elastomere und Polymere wie z.B. Hell Premium Setter ist es möglich, hochaufgelöste direkte Flexodruckwerkzeuge für den lösemittelhaltigen und UV Flexodruck herzustellen.
Mit diesen hochaufgelösten Flexodrucken kann der Tiefdruck in der 70 er Rasterfamilie ersetzt werden. Die Auflösung wird dem heutigen Stand der Technik, dem Flexostandard gemäß zwischen 44 und 60er Raster/cm gewählt. Mit der direkten Lasergravur kann durch die feine Auflösung des Laserstrahls Rastergeometrien bis 90 l/cm erzeugt werden. Dadurch ist es möglich die Standard Tiefdruck Rasterfamilien von 70 l/cm im Flexodruck abzubilden.
Der Druck kann dabei auf alle Trägersubstrate erfolgen.
Als Trägersubstrate kommen beispielsweise Trägerfolien, vorzugsweise flexible transparente Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC, Fluopolymeren, PTFE, Teflon in Frage.
Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 µm, bevorzugt 5 - 200 µm, besonders bevorzugt 5 - 50 µm auf.
Ferner können als Trägersubstrat auch Metallfolien, beispielsweise Al-, Cu-, Sn-, Ni-, Fe- oder Edelstahlfolien mit einer Dicke von 5 - 200 µm, vorzugsweise 10 bis 80 µm, besonders bevorzugt 20 - 50 µm dienen. Die Folien können auch oberflächenbehandelt, beschichtet oder kaschiert beispielsweise mit Kunststoffen oder lackiert sein. Aluminiumfolien und Aluminiumverbunde werden hauptsächlich für Abdeckungen im Milchwirtschaftsbereich eingesetzt, aber auch andere Einsatzgebiete sind möglich
Ferner können als Trägersubstrate auch Papier oder Verbunde mit Papier, beispielsweise Verbunde mit Kunststoffen mit einem Flächengewicht von 20 - 500 g/m², vorzugsweise 40 - 200 g/m² verwendet werden.
Ferner können als Trägersubstrate Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt und/oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefasern eingesetzt werden. Die eingesetzten Vliese oder Gewebe weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m² bis 500 g/m² auf. Gegebenenfalls müssen die Vliese oder Gewebe oberflächenbehandelt werden.
Das Problem des hochauflösenden Flexodruck ist die abnehmende Rasterpunktgröße. Dies macht sich vor allem in dem Druckprozentbereich von 1-10% bemerkbar. Sind im Raster 48 die Rasterpunkte bei 5 % noch 31 µm im Durchmesser (10% = 52µm) so werden im 54er Raster bei 5 % nur mehr 18 µm (10%=35µm) erreicht. Bei Raster 60 bei 5 % ist mit 9 µ (10%=20µ) die Grenze erreicht die dem heutigen Stand der Technik entsprechend auf einer Flexodruckmaschine umgesetzt werden können.
Ab einem Raster von 70 l/cm und mehr ist die Punktegröße des Bereiches 1 % bis 10 % so gering, dass die mechanische Beanspruchung des Rasterpunktes beim Druck den Elastomerzylinder zerstört. Es werden die Rasterpunkte durch den Anstelldruck an das Substrat direkt aus der Oberfläche abgerieben.
Dieser Effekt tritt auch schon bei Rastergrößen ab 48 l/cm auf, jedoch kann mit einer Versockelung des Rasterpunktes die mechanische Stabilität erhöht werden. Unter Versockelung versteht man das Ansetzen einer Schulter auf der Zylinderoberfläche mit einer abschließenden kleineren Höhe des Rasterpunktes.
Der gesamte Rasterpunkt hat eine Höhe von 2,5/10 mm, wobei der obere Rasterteil 0,8-1/10 mm entspricht, siehe Fig. 1.
In Fig. 1 bedeuten 1 die Schulterhöhe, 2 die Zurichtung, 3 die Reliefhöhe, 4 die Relieftiefe; A im Vollton druckende Flächen B im Raster druckende Flächen, C Hochlichter bzw. Feinstrich.
Bei einem Raster > 60 l/cm können daher Punkte < 5 - 10 %, trotz Versockelung nicht mehr wiedergeben, da trotz Versockelung die Rasterpunkte mechanisch beim Druckvorgang zerstört werden. Dies wiederum ergibt einen schlechten Kontrastumfang und Verringerung der Detailschärfe.
Gelöst werden kann die Aufgabe durch tiefer legen der Punkte im Druckprozentwert zwischen 1 bis 10%.
Der Anstelldruck vom Zylinder zum Substrat wird von den Rastertonwerten zwischen 10 und 100 % gehalten. Die Raster-Punkte, die Tonwerte 1 bis 10 % übertragen, berühren durch die Tieferlegung im nm-Bereich nur leicht das Substrat, sie werden aber mechanisch nicht beansprucht.
Üblicherweise werden bei einem Raster 70 die Rasterpunkte zwischen 100 nm und 100 µm, bevorzugt 500 nm - 50 µm, besonders bevorzugt 10 - 20 µm tiefer gelegt.
Ist ein Druckzylinder nur mit Tonwertflächen zwischen 1 und 10 % belegt, können vorteilhafterweise links und rechts am Zylinder so genannte Stützstreifen angebracht werden. Die Stützstreifen können zur Steigerung der Prozessfähigkeit und Reproduzierbarkeit der Druckerzeugnisse im Flexodruck auf allen Druckzylindern angewandt werden.
Die Stützstreifen bilden dann den so genannten Druckträger für den Anstelldruck. Die feinen Rasterpunkte bekommen keine Beanspruchung.
Die Stützstreifen sind vorteilhafterweise 2-3 mm bereit und können mit einem Tonwert von 20 - 100 %, besonders bevorzugt 50 %, ausgestattet.
Sie können jedoch auch als 100% druckende Flächen unterbrochen ausgeführt sein. Die Unterbrechung kann im 90 Grad Winkel oder in jedem anderen Winkel zur Druckrichtung ausgeführt sein.
Die Stützstreifen haben auch den Vorteil, dass beispielsweise bei nur partiell auf dem der Zylinder angeordneten Motiven der Zylinder ruhiger in der Druckmaschine läuft.
Dabei folgt dann auf eine druckende Fläche eine nicht druckende Fläche. In diesem Bereich nimmt dann schlagartig der Druck auf das Substrat ab und kommt schlagartig bei der zu druckenden Fläche wieder. Diese Anordnung verursacht Vibrationen im Druckwerk, die im Druckerzeugnis erkennbar sind.
Die Tieferlegung der Punkte kann erfindungsgemäß durch 2 verschiedene Methoden erreicht werden:

In der ersten Ausführungsform wird durch unscharf stellen im Bereich 0,5/10 mm - 2/10 mm des Laserstrahls zur Zylinderoberfläche eine leichte Unschärfe erzeugt. Der Focuspunkt wird dabei leicht unter die Zylinderoberfläche gelegt. Natürlich werden dabei auch die anderen Tonwertstufen 10-100% mit beeinflusst. Jedoch kann dies mit einer Gradation (Tonwertkorrekturkurve innerhalb der Lasersoftware) ausgeglichen werden. Der nun unscharfe Laserstrahl zur Zylinderoberfläche trägt durch die thermische Belastung die kleinen Rasterpunkte auch an der duckenden Oberfläche im nm - Bereich ab.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Raster Image Prozessor verwendet, der in der Lage ist, jeden Punkt in der gewünschten Fläche und Modulationstiefe zu erzeugen. Im Allgemeinen verwendet man dafür 3D Rips z.B. Artwort Systems 3D RIP mit Namen Odystar. Mit dieser Software ist es möglich jeden einzelnen Rasterpunkt zum zugehörigen Rasterwert in der Geometrie zu gestalten. Es können Flanken, Schulter, Zwischentiefen und Relieftiefen definiert werden.
Damit können die Tonwerte bestimmt werden, an denen auch der Laser an der Druckoberfläche im nm-Bereich das Elastomer oder Polymer entfernt, um hier die Tieferlegung der Druckpunkte zu erreichen.
Des Weiteren hat sich durch die Tieferlegung ein verbessertes Ausdrucksverhalten, geringerer Punktzuwachs und 3-4mal längere Standzeit des Druckzylinders ergeben.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Druckpunkte zwischen 1 und 10 % im 70er Raster beispielsweise zwischen 100 und 200nm tiefer zu legen.
Andere Tieferlegungen sind je nach Art der Druckmaschine möglich.

Mit dem erfindungsgemäßen Flexodruckwerkzeug können Flexodruckerzeugnisse hergestellt werden, die auch bei einem Raster > 60 l/cm in Hinblick auf Präzision und Qualität kaum von einem entsprechenden Tiefdruckerzeugnis unterscheidbar sind.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Flexodruckwerkzeug hergestellten Produkte können als Behälterabdeckungen, Verpackungsmaterialien, Sicherheitselemente und dergleichen, sowie sämtliche Druckerzeugnisse für Publikations- oder Verlagsdruck und technische bzw. funktionelle Folien wie z.B. RFID, Leiterbahnen etc. verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Flexodruckerzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Trägersubstrat eine Bedruckung mit Hilfe eines Flexodruckwerkzeugs, dessen Rasterpunkte mit einem Druckwert zwischen 1 und 10% tiefer gelegt sind, aufgebracht wird.
Flexodruckwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass Rasterpunkte mit einem Druckprozentwert zwischen 1 und 10% tiefer gelegt sind.
Flexodruckwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flexodruckwerkzeug Stützstege aufweist.
Flexodruckwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstege als mindestens 20 % druckende Flächen ausgeführt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Flexodruckwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass Rasterpunkte mit einem Druckprozentwert zwischen 1 und 10 % durch Unscharfstellen des Laserwerkzeugs oder durch Modulation des Laserstrahls über eine Software tiefer gelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterpunkte mit einem Druckwert von 1 bis 10 % je nach Raster 100 nm bis 100 µm tiefer gelegt werden.
Flexodruckerzeugnisse hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1.
Flexodruckerzeugnisse hergestellt mit Hilfe eines Flexodruckwerkzeugs nach einem der Ansprüche 2 bis 4.