EP3727868B1 - Bildgebende druckform und verfahren zur herstellung einer druckform - Google Patents

Bildgebende druckform und verfahren zur herstellung einer druckform Download PDF

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EP3727868B1
EP3727868B1 EP18789083.5A EP18789083A EP3727868B1 EP 3727868 B1 EP3727868 B1 EP 3727868B1 EP 18789083 A EP18789083 A EP 18789083A EP 3727868 B1 EP3727868 B1 EP 3727868B1
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EP
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elastomer
rubber
elastomer coating
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hard rubber
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Armin SENNE
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ContiTech Elastomer Beschichtungen GmbH
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ContiTech Elastomer Beschichtungen GmbH
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    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/12—Printing plates or foils; Materials therefor non-metallic other than stone, e.g. printing plates or foils comprising inorganic materials in an organic matrix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F13/10—Forme cylinders
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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
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    • B41N1/16—Curved printing plates, especially cylinders
    • B41N1/22—Curved printing plates, especially cylinders made of other substances
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    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/02—Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04—Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/045—Mechanical engraving heads
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    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
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    • 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
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F9/00—Rotary intaglio printing presses

Definitions

  • the present invention relates to an imaging printing form which comprises a base body with an elastomer coating, wherein the elastomer coating bears an engraved pattern, wherein the elastomer coating consists essentially of hard rubber and has a hardness of greater than 70 ShoreD according to DIN ISO 7619-1, characterized in that the hard rubber is a hard rubber based on butadiene-acrylonitrile rubber (NBR), carboxyl group-containing nitrile rubber (XNBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR) or combinations thereof.
  • the present invention further comprises a method for producing an imaging printing form and a method for gravure printing.
  • the intaglio printing process is a printing technique in which the elements to be reproduced are present as depressions (cells) in the printing form.
  • the printing is done by first inking the entire printing form, removing the excess ink with a squeegee or wiper so that the printing ink is only in the depressions, and then transferring the printing ink to the paper.
  • the printing form can be a printing plate or a gravure cylinder.
  • doctor blade gravure or rotary gravure printing is particularly important, where the printing form is a gravure cylinder. This process is used, for example, for printing magazines or catalogs.
  • the production of the imaging (printing) surfaces of the printing form is carried out in the conventional way by first processing a soft copper layer with a Mohs hardness of, for example, 2 using electromechanical engraving or laser engraving and then engraving the printing cells.
  • the softness of the copper layer is necessary in order to create the engraving using the engraving tools used in the state of the art without immediately wearing them out. If these tools wear out too much, this process would no longer be economical.
  • a hard chrome layer with a Mohs hardness of, for example, 8 is then applied in a galvanic process to protect the engraving layer from wear caused by the squeegee during the printing process.
  • this conventional process has disadvantages. This process requires the application of two layers to the printing form and is therefore comparatively complex and energy-intensive.
  • this process includes a galvanic process step for applying the chrome layer, which is extremely unfavorable from a health and environmental point of view.
  • Hard chrome plating usually uses chromium (VI) trioxide, which is highly toxic in the application until it is deposited.
  • chromium (VI) trioxide which is highly toxic in the application until it is deposited.
  • the proper disposal of chromium compounds is problematic from both an environmental and cost perspective. Since the batch sizes of print jobs are becoming smaller and smaller, the disadvantages associated with this conventional process for producing printing forms are no longer proportionate to the benefits.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an imaging printing form, the production of which avoids the disadvantages of conventional methods described above.
  • the present invention is also based on the object of providing a correspondingly improved production method.
  • an imaging printing form which comprises a base body with an elastomer coating, wherein the elastomer coating bears an engraved pattern, wherein the elastomer coating consists essentially of hard rubber and has a hardness of greater than 70 ShoreD according to DIN ISO 7619-1, characterized in that the hard rubber is a hard rubber based on butadiene-acrylonitrile rubber (NBR), carboxyl group-containing nitrile rubber (XNBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR) or combinations thereof.
  • NBR butadiene-acrylonitrile rubber
  • XNBR carboxyl group-containing nitrile rubber
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber
  • the printing form according to the invention comprises an elastomer coating which consists essentially of hard rubber.
  • This elastomer coating is also referred to below as a hard rubber layer.
  • a printing form with a printing layer is provided which Both layers in conventional printing forms (namely the copper layer and the chrome layer) are replaced by a single hard rubber layer.
  • the base body of the printing form according to the invention thus comprises the elastomer coating as a single layer.
  • the hard rubber layer enables engraving using the engraving techniques known in the gravure printing industry, completely dispensing with the electroplating surface treatment described in the prior art.
  • the hard rubber of the printing form according to the invention is a hard rubber based on butadiene-acrylonitrile rubber (NBR), carboxyl group-containing nitrile rubber (XNBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR) or combinations thereof.
  • NBR butadiene-acrylonitrile rubber
  • XNBR carboxyl group-containing nitrile rubber
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber
  • the elastomer coating of the printing form according to the invention has a hardness of greater than 70 ShoreD. This hardness is determined in accordance with DIN ISO 7619-1. In contrast to conventional elastomers, the hard rubber layer of the printing form according to the invention therefore has a higher hardness (corresponding to a higher modulus of elasticity) and thus a lower deformation and recovery (rubber elasticity).
  • the imaging printing form according to the invention can be any suitable printing form.
  • the imaging printing form is preferably a gravure cylinder or a printing plate.
  • a gravure cylinder is particularly preferred because it is used most frequently in commercial printing.
  • the base body is preferably a hollow cylinder, an axle cylinder or a sleeve as a cylindrical strength carrier.
  • the base body can be made of any suitable material.
  • the base body can consist of plastic or metal, for example.
  • the base body consists of aluminum and/or steel.
  • the base body is particularly preferably a hollow cylinder or an axle cylinder made of aluminum and/or steel.
  • the elastomer coating of the printing form according to the invention can have any suitable thickness.
  • the elastomer coating preferably has a thickness of at least 30 ⁇ m.
  • the elastomer coating has a thickness in the range from 30 ⁇ m to 30 mm.
  • the large range from 30 ⁇ m to 30 mm allows the printing form to be used multiple times without re-rubbering. To do this, an engraving is simply sanded off after use and a new engraving is applied.
  • the roughness of the elastomer coating can be suitably adjusted by grinding and polishing, for example to an average roughness depth of less than 2 ⁇ m Rz.
  • the surface of the elastomer coating has an average roughness depth of less than 1 ⁇ m Rz. The roughness ensures that an ink film allows the doctor blade to slide on the surface of the printing form during subsequent printing.
  • the present invention further relates to a method for producing an imaging printing form, comprising (a) providing a base body, (b) providing an elastomer coating on the base body and (c) providing an engraving pattern on the elastomer coating by engraving, characterized in that the elastomer coating consists essentially of a hard rubber and has a hardness of greater than 70 ShoreD according to DIN ISO 7619-1 and wherein the hard rubber is a hard rubber based on butadiene-acrylonitrile rubber (NBR), carboxyl group-containing nitrile rubber (XNBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR) or combinations thereof.
  • NBR butadiene-acrylonitrile rubber
  • XNBR carboxyl group-containing nitrile rubber
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber
  • the imaging printing form produced by this method can be any suitable printing form.
  • the imaging printing form is a gravure cylinder or a printing plate.
  • a gravure cylinder is particularly preferred because it is the most commonly used in commercial printing.
  • a base body is first provided (step (a)). If the printing form produced by the method according to the invention is a gravure cylinder, the base body is preferably a hollow cylinder, an axle cylinder or a sleeve as a cylindrical strength carrier.
  • the base body can be made of any suitable material.
  • the base body can consist of plastic or metal, for example.
  • the base body consists of aluminum and/or steel.
  • the base body is particularly preferably a hollow cylinder or an axle cylinder made of aluminum and/or steel.
  • step (b) of the method according to the invention an elastomer coating is provided on the base body.
  • step (b) comprises the sub-steps (b. 1) of coating the base body with an elastomer or an elastomer mixture, (b.2) of vulcanizing the elastomer or the elastomer mixture to form the hard rubber, (b.3) removing excess hard rubber by turning, and (b.4) grinding the surface of the elastomer coating.
  • the base body can be coated with an elastomer or an elastomer mixture according to step (b.1), for example, using a calender plate that is wound around the base body.
  • the elastomer or the elastomer mixture can be extruded onto the base body. This can be done, for example, using a ring extruder.
  • the elastomer or elastomer mixture to be applied is preferably butadiene-acrylonitrile rubber (NBR), carboxyl-containing nitrile rubber (XNBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR) or a combination thereof.
  • NBR butadiene-acrylonitrile rubber
  • XNBR carboxyl-containing nitrile rubber
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber
  • the vulcanization of the elastomer or the elastomer mixture to form the hard rubber according to step (b.2) can be carried out by any conventional method.
  • the hard rubber is obtained by cross-linking the elastomer or the elastomer mixture.
  • Vulcanization can be carried out in an autoclave, for example.
  • the base body covered with an elastomer or an elastomer mixture can be bandaged before vulcanization. This additional step is advantageous with regard to optimized vulcanization.
  • the hard rubber obtained after vulcanization has a hardness of greater than 70 ShoreD. This hardness is determined according to DIN ISO 7619-1.
  • step (b.3) The removal of excess hard rubber by turning according to step (b.3) can also be done by any conventional method.
  • the grinding of the surface of the elastomer coating according to step (b.4) is preferably carried out using a diamond milling machine ("Polishmaster") in order to produce the final dimension in this way.
  • the elastomer coating obtained by the method according to the invention can have any suitable thickness.
  • the elastomer coating has a thickness of at least 30 ⁇ m after grinding. In a particularly In a preferred embodiment, the elastomer coating has a thickness in the range of 30 ⁇ m to 30 mm.
  • the roughness of the elastomer coating can also be suitably adjusted by grinding, for example to an average roughness depth of less than 2 ⁇ m Rz.
  • the surface of the elastomer coating has an average roughness depth of less than 1 ⁇ m Rz after grinding.
  • step (c) of the method according to the invention an engraving pattern is provided on the elastomer coating by engraving.
  • the engraving is preferably carried out by electromechanical engraving or by laser engraving.
  • Electromechanical engraving a diamond stylus cuts cells into the printing form. If the printing form is a gravure cylinder, the diamond stylus cuts the cells into the rotating cylinder, with a sliding foot keeping the stylus at a constant distance from the cylinder. The arrangement and size of the cells determine the final printed image. Electromechanical engraving produces cells with a depth of, for example, around 45 to 55 ⁇ m.
  • Laser engraving produces cells with a depth of, for example, around 35 to 45 ⁇ m, so that the imaging speed can be increased by up to 75% compared to electromechanical engraving.
  • a quality control can be carried out after engraving.
  • Such a quality control is usually carried out before delivery and checks in particular the printing behavior and the surface quality.
  • the method according to the invention has a number of advantages over the conventional method for producing a printing form.
  • the invention dispenses with the galvanic processes, which are disadvantageous from a cost and environmental point of view.
  • significantly fewer process steps are necessary to produce the printing form according to the invention using the method according to the invention, since only one coating layer needs to be applied.
  • the method according to the invention also offers the possibility of using existing technology. This means that no additional investments are required by the user.
  • the present invention relates to methods for gravure printing, comprising (a) providing the above-described imaging printing form according to the invention, (b) applying an ink to the surface of the printing form and (c) transferring the ink from the surface of the printing form to a printable substrate.
  • the raw rubber mixture was provided in a homogeneous form as a drawn calender sheet with a thickness of about 1.2 mm and wound around a hollow aluminum cylinder.
  • the raw rubber was very non-sticky and was therefore easy to wind.
  • the material was then vulcanized at a temperature of 135°C for a period of 16 hours. It was then slowly cooled to avoid flaking.
  • the workpiece was then turned to a rough dimension of 143.39 mm using a turning tool.
  • the feed rate was limited to 50 mm/min and the surface temperature was monitored so that it was in a range of 40 to 50 degrees Celsius.
  • the hollow aluminum cylinder coated with the elastomer was then polished. This involved fine polishing in two steps to a final dimension of 143.24 mm. After fine polishing, the surface had an average roughness depth of less than 0.6 ⁇ m Rz.
  • the surface was then sanded to adjust the average surface roughness to 0.7 Rz for the ink sliding layer under squeegee.
  • the elastomer coating had a hardness of 82 ShoreD.
  • Figure 1 shows a microscope image of the engraved surface.
  • the quality of the cutting contours/cup edges corresponded to that of a conventional printing form with copper coating.
  • the gravure cylinder produced in this way was used in a gravure printing test.
  • Figure 2 shows a microscope image of the resulting print.
  • the resulting print showed a color density of 1.7. Tones and area coverage were OK.
  • the gravure cylinder coated with a hard rubber showed just as good printing results as a conventional copper-coated and hard chrome-plated gravure cylinder.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine bildgebende Druckform, welche einen Grundkörper mit einer Elastomerbeschichtung umfasst, wobei die Elastomerbeschichtung ein Gravurmuster trägt, wobei die Elastomerbeschichtung im Wesentlichen aus Hartgummi besteht und eine Härte von größer als 70 ShoreD gemäß DIN ISO 7619-1 aufweist, gekennzeichnet dadurch, dass das Hartgummi ein Hartgummi auf Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltigem Nitril-Kautschuk (XNBR), hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder Kombinationen davon ist.. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer bildgebenden Druckform sowie ein Verfahren für den Tiefdruck.
  • Das Tiefdruckverfahren ist eine Drucktechnik, bei der die abzubildenden Elemente als Vertiefungen (Näpfchen) in der Druckform vorliegen. Der Druck erfolgt, indem die gesamte Druckform zunächst eingefärbt wird, die überschüssige Farbe mit einer Rakel oder einem Wischer entfernt wird, so dass sich die Druckfarbe nur noch in den Vertiefungen befindet, und die Druckfarbe dann auf das Papier übertragen wird.
  • Die Druckform kann eine Druckplatte oder ein Tiefdruckzylinder sein. Im industriellen Bereich ist aber insbesondere der Rakeltiefdruck bzw. Rotationstiefdruck von Bedeutung, bei dem die Druckform ein Tiefdruckzylinder ist. Dieses Verfahren wird beispielsweise zum Druck von Zeitschriften oder Katalogen verwendet.
  • Die Herstellung der bildgebenden (druckenden) Oberflächen der Druckform erfolgt auf herkömmliche Weise, indem zunächst eine weiche Kupferschicht mit einer Mohsschen Ritzhärte von beispielsweise 2 mittels elektromechanischer Gravur oder Lasergravur bearbeitet wird und die druckgebenden Näpfchen eingraviert werden. Die Weichheit der Kupferschicht ist notwendig, um die Gravur mittels der im Stand der Technik verwendeten Gravurwerkzeuge einzubringen, ohne diese unmittelbar zu verschleißen. Bei einem zu hohen Verschleiß dieser Werkzeuge wäre die Durchführung dieses Verfahrens nicht mehr wirtschaftlich. Anschließend wird in einem galvanischen Prozess eine harte Chromschicht mit einer Mohsschen Härte von beispielsweise 8 aufgebracht, um die Gravurschicht vor Verschleiß - verursacht durch die Rakel während des Druckprozesses - zu schützen. Dieses herkömmliche Verfahren ist aber mit Nachteilen verbunden. So erfordert dieses Verfahren das Aufbringen von zwei Schichten auf die Druckform und ist damit vergleichsweise aufwändig und energieintensiv. Weiterhin umfasst dieses Verfahren einen aus Gesundheits- und Umweltgesichtspunkten äußerst ungünstigen galvanischen Verfahrensschritt zum Aufbringen der Chromschicht. Bei der Hartverchromung wird nämlich üblicherweise Chrom(VI)trioxid verwendet, welches in der Applikation, bis es abgeschieden ist, hochgiftig ist. Weiterhin ist die sachgerechte Entsorgung von Chromverbindungen sowohl aus Umweltgesichtspunkten als auch aus Kostensicht problematisch. Da die Losgrößen von Druckaufträgen immer kleiner werden, stehen die mit diesem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Druckformen verbundenen Nachteile in keinem Verhältnis mehr zum Nutzen.
  • AT 3237 61 B , DE 198 17 104 A1 , WO 03/037630 A1 , JP 2005 254696 A , JP 2009023181 A und EP 2 301 759 A1 offenbaren bildgebende Druckformen, welche einen Grundkörper mit einer Elastomerbeschichtung umfassen und wobei die Elastomerbeschichtung ein Gravurmuster trägt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine bildgebende Druckform bereitzustellen, deren Herstellung die vorstehend beschriebenen Nachteile herkömmlicher Verfahren vermeidet. Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein entsprechend verbessertes Herstellungsverfahren bereitzustellen.
  • Diese Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.
  • Insbesondere wird eine bildgebende Druckform bereitgestellt, die einen Grundkörper mit einer Elastomerbeschichtung umfasst, wobei die Elastomerbeschichtung ein Gravurmuster trägt,wobei die Elastomerbeschichtung im Wesentlichen aus Hartgummi besteht und eine Härte von größer als 70 ShoreD gemäß DIN ISO 7619-1 aufweist, gekennzeichnet dadurch, dass das Hartgummi ein Hartgummi auf Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltigem Nitril-Kautschuk (XNBR), hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder Kombinationen davon ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Druckform eine Elastomerbeschichtung, welche im Wesentlichen aus Hartgummi besteht. Diese Elastomerbeschichtung wird nachfolgend auch als Hartgummischicht bezeichnet. Damit wird erfindungsgemäß eine Druckform mit einer Druckschicht bereitgestellt, welche die beiden Schichten bei herkömmlichen Druckformen (nämlich die Kupferschicht sowie die Chromschicht) durch eine einzige Hartgummischicht ersetzt. Der Grundkörper der erfindungsgemäßen Druckform umfasst somit die Elastomerbeschichtung als einzige Schicht. Die Hartgummischicht ermöglicht die Gravur mittels der in der Tiefdruckindustrie bekannten Gravurtechniken unter vollständigem Verzicht auf die im Stand der Technik beschriebene galvanotechnische Oberflächenbehandlung.
  • Das Hartgummi der erfindungsgemäßen Druckform ist ein Hartgummi auf Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltigem Nitril-Kautschuk (XNBR), hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder Kombinationen davon.
  • Die Elastomerbeschichtung der erfindungsgemäßen Druckform weist eine Härte von größer als 70 ShoreD auf. Diese Härte wird gemäß DIN ISO 7619-1 bestimmt. Die Hartgummischicht der erfindungsgemäßen Druckform weißt somit im Gegensatz zu üblichen Elastomeren eine höhere Härte (entsprechend einem höheren Elastizitätsmodul) und damit eine geringere Deformation und Rückstellung (Gummi-Elastizität) auf.
  • Die erfindungsgemäße bildgebende Druckform kann jedwede geeignete Druckform sein. Vorzugsweise ist die bildgebende Druckform ein Tiefdruckzylinder oder eine Druckplatte. Ein Tiefdruckzylinder ist dabei besonders bevorzugt, da dieser im kommerziellen Druck am Häufigsten Anwendung findet. Handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Druckform um einen Tiefdruckzylinder, ist der Grundkörper vorzugsweise ein Hohlzylinder, ein Achszylinder oder ein Sleeve als zylindrischer Festigkeitsträger. Der Grundkörper kann aus jedwedem geeigneten Material gebildet sein. Der Grundkörper kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Grundkörper aus Aluminium und/oder Stahl. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper ein Hohlzylinder oder ein Achszylinder aus Aluminium und/oder Stahl.
  • Die Elastomerbeschichtung der erfindungsgemäßen Druckform kann jedwede geeignete Dicke aufweisen. Vorzugsweise weist die Elastomerbeschichtung eine Dicke von mindestens 30 µm auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Elastomerbeschichtung eine Dicke im Bereich von 30 µm bis 30 mm auf. Der große Bereich von 30 µm bis 30 mm erlaubt es, die Druckform vielfach zu nutzen, ohne neu zu gummieren. Dazu wird einfach eine Gravur nach Benutzung abgeschliffen und eine neue Gravur aufgebracht.
  • Die Rauigkeit der Elastomerbeschichtung kann durch Schleifen und Polieren in geeigneter Weise eingestellt werden, beispielsweise auf eine gemittelte Rautiefe von weniger als 2 µm Rz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Oberfläche der Elastomerbeschichtung eine gemittelte Rautiefe von weniger als 1 µm Rz. Die Rauigkeit sorgt im späteren Druck dafür, dass ein Farbfilm die Rakel auf der Oberfläche der Druckform gleiten lässt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer bildgebenden Druckform, umfassend (a) das Bereitstellen eines Grundkörpers, (b) das Bereitstellen einer Elastomerbeschichtung auf dem Grundkörper und (c) das Bereitstellen eines Gravurmusters auf der Elastomerbeschichtung durch Gravieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerbeschichtung im Wesentlichen aus einem Hartgummi besteht und eine Härte von größer als 70 ShoreD gemäß DIN ISO 7619-1 aufweist und wobei das Hartgummi ein Hartgummi auf Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltigem Nitril-Kautschuk (XNBR), hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder Kombinationen davon ist..
  • Die mittels dieses Verfahrens hergestellte bildgebende Druckform kann jedwede geeignete Druckform sein. Vorzugsweise ist die bildgebende Druckform ein Tiefdruckzylinder oder eine Druckplatte. Ein Tiefdruckzylinder ist dabei besonders bevorzugt, da dieser im kommerziellen Druck am Häufigsten Anwendung findet.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Grundkörper bereitgestellt (Schritt (a)). Handelt es sich bei der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Druckform um einen Tiefdruckzylinder, ist der Grundkörper vorzugsweise ein Hohlzylinder, ein Achszylinder oder ein Sleeve als zylindrischer Festigkeitsträger. Der Grundkörper kann aus jedwedem geeigneten Material gebildet sein. Der Grundkörper kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Grundkörper aus Aluminium und/oder Stahl. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper ein Hohlzylinder oder ein Achszylinder aus Aluminium und/oder Stahl.
  • In Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Elastomerbeschichtung auf dem Grundkörper bereitgestellt. Dies kann durch übliche Verfahren erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst Schritt (b) die Teilschritte (b. 1) des Belegens des Grundkörpers mit einem Elastomer oder einer Elastomer-Mischung, (b.2) des Vulkanisierens des Elastomers oder der Elastomer-Mischung unter Ausbildung des Hartgummis, (b.3) des Entfernens von überschüssigem Hartgummi durch Abdrehen, und (b.4) des Abschleifens der Oberfläche der Elastomerbeschichtung.
  • Das Belegen des Grundkörpers mit einem Elastomer oder einer Elastomer-Mischung gemäß Schritt (b.1) kann beispielsweise über eine Kalanderplatte erfolgen, welche um den Grundkörper gewickelt wird. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass das Elastomer oder die Elastomer-Mischung auf den Grundkörper extrudiert wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Ringextruders erfolgen. Es ist weiterhin möglich, den Grundkörper durch Streifen-Belegung oder Aufrakeln/Tauchen aus einer Lösung des Elastomers oder der Elastomer-Mischung zu belegen. Die Belegung erfolgt mit einer solchen Schichtdicke, dass nach Vulkanisation und Abschleifen die benötigte bzw. gewünschte Endschichtdicke erreicht werden kann.
  • Das aufzubringende Elastomer bzw. die aufzubringende Elastomer-Mischung ist vorzugsweise Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltiger Nitril-Kautschuk (XNBR), hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR)oder eine Kombination davon.
  • Das Vulkanisieren des Elastomers oder der Elastomer-Mischung unter Ausbildung des Hartgummis gemäß Schritt (b.2) kann durch jedwedes übliche Verfahren erfolgen. Das Hartgummi wird dabei durch Vernetzung des Elastomers oder der Elastomer-Mischung erhalten. Das Vulkanisieren kann beispielsweise in einem Autoklaven erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der mit einem Elastomer oder mit einer Elastomer-Mischung belegte Grundkörper vor dem Vulkanisieren noch bandagiert werden. Dieser zusätzliche Schritt ist im Hinblick auf eine optimierte Vulkanisation vorteilhaft.
  • Das nach dem Vulkanisieren erhaltene Hartgummi weist eine Härte von größer als 70 ShoreD auf. Diese Härte wird gemäß DIN ISO 7619-1 bestimmt.
  • Das Entfernen von überschüssigem Hartgummi durch Abdrehen gemäß Schritt (b.3) kann ebenfalls durch jedwedes übliche Verfahren erfolgen.
  • Das Abschleifen der Oberfläche der Elastomerbeschichtung gemäß Schritt (b.4) erfolgt vorzugsweise über eine Diamantfräse ("Polishmaster"), um auf diese Weise das Endmaß herzustellen. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Elastomerbeschichtung kann jedwede geeignete Dicke aufweisen. Vorzugsweise weist die Elastomerbeschichtung nach dem Abschleifen eine Dicke von mindestens 30 µm auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Elastomerbeschichtung eine Dicke im Bereich von 30 µm bis 30 mm auf.
  • Die Rauigkeit der Elastomerbeschichtung kann durch Schleifen ebenfalls in geeigneter Weise eingestellt werden, beispielsweise auf eine gemittelte Rautiefe von weniger als 2 µm Rz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Oberfläche der Elastomerbeschichtung nach dem Abschleifen eine gemittelte Rautiefe von weniger als 1 µm Rz.
  • Es ist weiterhin möglich, zusätzlich über beispielsweise zwei Steinschleifscheiben einen Schliff auf der Oberfläche der Elastomerbeschichtung zu erzeugen. Dies ist vorteilhaft, da ein solcher Schliff später der Druckfarbe ermöglicht, als Schmierfilm zwischen Rakel und Druckform zu fungieren. Dieser Schritt ist aber im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren nicht unbedingt notwendig. Da selbst in Hartgummis mit Härten größer als 70 ShoreD noch elastische Komponenten enthalten sind, dichtet die Rakel ab und ein sauberer Druck kann auch ohne zusätzlichen Oberflächenschliff erfolgen.
  • In Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gravurmuster auf der Elastomerbeschichtung durch Gravieren bereitgestellt. Das Gravieren erfolgt vorzugsweise durch eine elektromechanische Gravur oder durch eine Lasergravur.
  • Bei der elektromechanischen Gravur schneidet ein Diamantstichel Näpfchen in die Druckform. Ist die Druckform ein Tiefdruckzylinder, schneidet der Diamantstichel die Näpfchen in den rotierenden Zylinder, wobei ein Gleitfuß den Stichel in konstanter Entfernung zum Zylinder halten kann. Die Anordnung und Größe der Näpfchen ergeben das spätere Druckbild. Durch die elektromechanische Gravur werden Näpfchen mit einer Tiefe von beispielsweise etwa 45 bis 55 µm erzeugt.
  • Besonders bevorzugt ist die Verwendung der Lasergravur. Durch die Lasergravur werden Näpfchen mit einer Tiefe von beispielsweise etwa 35 bis 45 µm erzeugt, so dass die Bebilderungsgeschwindigkeit gegenüber der elektromechanischen Gravur um bis zu 75% erhöht werden kann.
  • Nach erfolgter Gravur kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform noch eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Eine solche Qualitätskontrolle erfolgt üblicherweise vor der Auslieferung und prüft insbesondere das Ausdruckverhalten sowie die Oberflächengüte.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe an Vorteilen gegenüber dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer Druckform auf. Insbesondere wird erfindungsgemäß auf die aus Kosten- und Umweltgesichtspunkten ungünstigen galvanischen Verfahren verzichtet. Weiterhin sind deutlich weniger Verfahrensschritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen Druckform mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig, da auch nur eine Beschichtungsschicht aufgebracht werden muss. Weiterhin bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch die Möglichkeit, vorhandene Technik einzusetzen. Es werden somit keine zusätzlichen Investitionen beim Anwender notwendig.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren für den Tiefdruck, umfassend (a) das Bereitstellen der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen bildgebenden Druckform, (b) das Aufbringen einer Farbe auf die Oberfläche der Druckform und (c) das Übertragen der Farbe von der Oberfläche der Druckform auf ein bedruckbares Substrat.
  • Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    • Beispiel:
  • Es wurde eine schwarz eingefärbte HNBR-Mischung mit den folgenden Eigenschaften hergestellt:
    • Farbe: CA.9005 RAL
    • Härte: 77D Shore A
    • Dichte: 1,245 g/cm3
  • Die Rohgummi-Mischung wurde homogen als gezogene Kalanderplatte mit einer Dicke von etwa 1,2 mm bereitgestellt und um einen Aluminium-Hohlzylinder gewickelt. Das Rohgummi klebte sehr wenig und ließ sich daher gut wickeln.
  • Anschließend wurde bei einer Temperatur von 135°C für eine Dauer von 16 Stunden vulkanisiert. Danach wurde langsam abgekühlt, um Abplatzungen zu vermeiden.
  • Anschließend erfolgte das Abdrehen auf ein Rohmaß von 143,39 mm über einen Drehmeißel. Dabei wurde der Vorschub auf 50 mm/min begrenzt und die Oberflächentemperatur derart überwacht, dass diese in einem Bereich von 40 bis 50 Grad Celsius lag.
  • Danach wurde der mit dem Elastomer beschichtete Aluminium-Hohlzylinder poliert. Dazu erfolgte eine Feinpolitur in 2 Schritten auf ein Endmaß von 143,24 mm. Nach der Feinpolitur wies die Oberfläche eine gemittelte Rautiefe von unter 0,6 µm Rz auf.
  • Anschließend wurde die Oberfläche abgeschliffen, um die gemittelte Rautiefe der Oberfäche auf 0,7 Rz für die Farbgleitschicht unter Rakel einzustellen.
  • Die Elastomerbeschichtung wies eine Härte von 82 ShoreD auf.
  • Anschließend erfolgte eine elektromechanische Gravur mit einem 120° Diamantstichel. Dabei wurde der Stichelverschleiß kontinuierlich überwacht.
  • Figur 1 zeigt eine Mikroskopaufnahme der gravierten Oberfläche. Die Qualität der Schneidkonturen/Näpfchenkanten entsprach denen einer herkömmlichen Druckform mit Kupferbeschichtung.
  • Der auf diese Weise hergestellte Tiefdruckzylinder wurde bei einem Tiefdrucktest eingesetzt.
  • Figur 2 zeigt eine Mikroskopaufnahme des erhaltenen Druckes.
  • Der erhaltene Druck zeigte eine Farbdichte von 1,7. Tonen und die Flächendeckung waren in Ordnung.
  • Abschließend wurde ein Verschleißtest durchgeführt, indem mit einer Moser Andruckmaschine mit MDC Softblade gedruckt wurde. Die Qualität des Druckes war bis 150,000 lfm in Ordnung. Erforderlich sind lediglich 50,000 lfm. Der Tiefdruckzylinder zeigte somit einen geringen Verschleiß.
  • Zusammenfassend zeigte der mit einem Hartgummi beschichtete Tiefdruckzylinder genauso gute Druckergebnisse wie ein herkömmlicher Kupfer-beschichteter und hartverchromter Tiefdruckzylinder.

Claims (9)

  1. Bildgebende Druckform, umfassend einen Grundkörper mit einer Elastomerbeschichtung, wobei die Elastomerbeschichtung ein Gravurmuster trägt, wobei die Elastomerbeschichtung im Wesentlichen aus Hartgummi besteht und eine Härte von größer als 70 ShoreD gemäß DIN ISO 7619-1 aufweist, gekennzeichnet dadurch, dass das Hartgummi ein Hartgummi auf Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltigem Nitril-Kautschuk (XNBR), hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder Kombinationen davon ist.
  2. Bildgebende Druckform nach Anspruch 1 in der Form eines Tiefdruckzylinders oder einer Druckplatte.
  3. Bildgebende Druckform nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Grundkörper ein Hohlzylinder, ein Achszylinder oder ein Sleeve als zylindrischer Festigkeitsträger ist.
  4. Bildgebende Druckform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Elastomerbeschichtung eine Dicke von mindestens 30 µm aufweist.
  5. Bildgebende Druckform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberfläche der Elastomerbeschichtung eine gemittelte Rautiefe von weniger als 1 µm Rz aufweist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer bildgebenden Druckform, umfassend
    a. das Bereitstellen eines Grundkörpers,
    b. das Bereitstellen einer Elastomerbeschichtung auf dem Grundkörper, und
    c. das Bereitstellen eines Gravurmusters auf der Elastomerbeschichtung durch Gravieren,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerbeschichtung im Wesentlichen aus einem Hartgummi besteht und eine Härte von größer als 70 ShoreD gemäß DIN ISO 7619-1 aufweist und wobei das Hartgummi ein Hartgummi auf Basis von Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Carboxylgruppen-haltigem Nitril-Kautschuk (XNBR), hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder Kombinationen davon ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt b. des Bereitstellens einer Elastomerbeschichtung auf dem Grundkörper die folgenden Schritte umfasst:
    b. 1 das Belegen des Grundkörpers mit einem Elastomer oder einer Elastomer-Mischung,
    b.2 das Vulkanisieren des Elastomers oder der Elastomer-Mischung unter Ausbildung des Hartgummis,
    b.3 das Entfernen von überschüssigem Hartgummi durch Abdrehen, und
    b.4 das Abschleifen der Oberfläche der Elastomerbeschichtung.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Gravieren durch eine elektromechanische Gravur oder durch eine Lasergravur erfolgt.
  9. Verfahren für den Tiefdruck, umfassend
    a. das Bereitstellen einer bildgebenden Druckform nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    b. das Aufbringen einer Farbe auf die Oberfläche der Druckform und
    c. das Übertragen der Farbe von der Oberfläche der Druckform auf ein bedruckbares Substrat.
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