WO2003041961A1 - Verfahren zur herstellung von tiefdruckformen, tiefdruckformen und deren verwendung - Google Patents

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WO2003041961A1
WO2003041961A1 PCT/EP2002/012897 EP0212897W WO03041961A1 WO 2003041961 A1 WO2003041961 A1 WO 2003041961A1 EP 0212897 W EP0212897 W EP 0212897W WO 03041961 A1 WO03041961 A1 WO 03041961A1
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gravure
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Erhard Lorch
Sheila Lorch
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Erhard Lorch
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces
    • B41N3/003—Preparing for use and conserving printing surfaces of intaglio formes, e.g. application of a wear-resistant coating, such as chrome, on the already-engraved plate or cylinder; Preparing for reuse, e.g. removing of the Ballard shell; Correction of the engraving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/003—Forme preparation the relief or intaglio pattern being obtained by imagewise deposition of a liquid, e.g. by an ink jet
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    • B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces

Definitions

  • the invention relates to a method for producing erasable and reimageable gravure printing forms, in which a substrate is provided which is provided with a grid of defined depressions and uniformly high webs, and in the depressions for forming a grid of cells which are matched to the tonal values of the printing original , Structures are produced from at least one removable imaging material, gravure printing forms from a substrate with a grid of depressions and structures made of removable imaging material which are brought into the depressions in accordance with tonal value, and the use of such gravure printing forms.
  • a method of this type is known from DE 38 37 941 C2.
  • Gravure printing plates are characterized by imaging wells, which are lower than the non-imaging printing plate surfaces and thus absorb printing ink and, after removing excess ink by means of a squeegee, from the non-imaging, uniformly high printing plate surfaces, upon contact with the printing material by splitting the ink on them transfer.
  • imaging wells which are lower than the non-imaging printing plate surfaces and thus absorb printing ink and, after removing excess ink by means of a squeegee, from the non-imaging, uniformly high printing plate surfaces, upon contact with the printing material by splitting the ink on them transfer.
  • the print template in accordance with tonal value
  • it is usually resolved into a grid of lines and grid elements and the cups of the gravure printing plate are formed in the substrate in accordance with these grid elements.
  • Gravure printing substrates are printing plates, printing cylinders or printing cylinder sleeves made of metal, ceramic or plastic.
  • the imaging cells are removed by material removal in the form of etching or engraving processes. drive like engraving, laser or electron beam engraving.
  • the technical, financial and time expenditure in the production and regeneration of such rotogravure forms is considerable, but since a large number of identical prints can be produced with high quality and productivity, they are mainly used for large runs.
  • the known method described in DE 38 37 941 C2 is concerned with the production of an intaglio printing plate which, when colored before the printing process, takes up different amounts of ink in cells of different sizes and / or depths, an intaglio printing plate with at least one of the maximum transferred color amount of well-designed cell base grid produced and a solid substance that can be liquefied by the action of energy in a pixel transmission unit in an amount inversely proportional to the amount of color to be transferred is introduced imagewise into each of the wells.
  • the image point transmission unit has a print head which is provided with at least one nozzle through which the liquefiable substance is sprayed out in an image by pressure in a melt spraying process.
  • the gravure blank It is guided in a guide bar and transfers the substance line by line with individual addressing of each well directly or indirectly, and apparently preferred, via a transfer belt to the gravure blank.
  • the substance is applied to a transfer film and is transferred using the thermal transfer process.
  • a thermoplastic or wax can be used as the liquefiable substance that hardens very quickly in contact with the cold surface of the printing form cylinder.
  • the gravure form is erased by the fact that its internal or external heating leads to liquefaction or sublimation of the substance and this is removed by an erasing device designed as a wiping and / or blowing or suction device.
  • the owner of this method has developed the known method described in DE 195 03 951 A1 for producing an erasable and reusable gravure form, in which the depressions of the basic pattern of the gravure form are uniform be filled by means of a liquefiable substance by an application device, then material is removed from the wells by means of an image transfer device the gravure form, which is rasterized in the image, is colored by means of a coloring system and then printed in gravure, the gravure form is regenerated after the printing process and the depressions are filled evenly again.
  • the liquefiable substance for which thermoplastics, photopolymers or lacquers are used, is introduced into the depressions in the liquid state by hydrodynamic forces, in particular by capillary action.
  • the imagewise ablation is preferably carried out by the action of thermal energy, for example laser beams.
  • the regeneration of the rotogravure form after the printing process provides that the liquefiable substance is completely removed from the depressions of the basic grid by ultrasonic cleaning or high-pressure water and this is again filled with liquefiable substance.
  • only the material of the liquifiable substance removed by the image-wise ablation can be replenished.
  • the gravure form which is screened in the image, is colored by means of a coloring system with UV printing ink and the printing process is carried out.
  • the gravure form undergoes an erasing process using UV printing ink, preferably by refilling the ablated image areas.
  • the filler can first be removed completely by laser ablation from the depressions in the rotogravure blank and then refilled.
  • EP 0 776 763 A1 describes a process for the production of lithographic printing plates using the ink-jet technique and liquid ink-jet drops, which contain resin-forming reactants and after the application polymerize the plate. According to digital image data, a resin image is thereby generated on the plate and the printing plate thus produced can be used in offset printing.
  • Such reactants comprise polymerizable resin-forming monomers - including low-molecular polymers, copolymers, polymer polymers and further polymerizable prepolymers such as oligomers - and initiators which bring about the polymerization and, inter alia, chemical Catalysts, air or oxygen or electromagnetic radiation can be.
  • Non-solidified imaging materials are referred to below as precursors, which are defined as liquid, low-viscosity and non-pigmented substances, which can be introduced into the wells using the ink-jet technique and which do not have to be changed in their physical state before introduction and which are solidified physically by solvent removal and / or chemically by polymerization to form imaging material.
  • the solidification of the precursor can advantageously be controlled in such a way that it does not take place until the precursor is introduced into the depressions.
  • common devices and also common method steps can be used to introduce the at least one precursor into the depressions accurately and reproducibly with relatively little effort, so that from the substrate with depressions depth-variable or area-variable or depth- and area-variable gravure forms with the tonal values of Print template corresponding cups arise.
  • this process step is also introduced as an image and that in the Wells solidified imaging material referred to as an imaging structure.
  • the substrate can be imaged outside or advantageously inside the printing press.
  • the gravure forms produced in this way can be colored using the techniques and machines commonly used for gravure printing and used for the printing process.
  • the ink-jet technique can be used particularly well for the introduction of the precursors, since the prerequisite for defined individual points is optimally met and the image resolution (dots per inch) and the ink drop volumes (picoliter) are variable.
  • both ink drops of the same volume and multiple ink drop volumes can be used, the tonal values being generated in binary form using dot density modulation of equally large pressure points (dots) and / or by modulating the individual drop volume and thus the individual pressure point.
  • These variables can advantageously be adapted to the requirements of the method according to the invention, for example by The resolution and drop volume of the ink jet device and the depth grid are matched to one another, so that each well is addressable and can be completely filled with one or more droplets.
  • ink jet printers with a relatively low resolution, e.g. 386 dpi, images with sufficient print quality can be generated.
  • the process consistency in the production of the rotogravure form - and thus of the finished printed product - and the creation of the print samples (proofs) is also advantageous, since both are done using the ink-jet technique. Both methods are particularly advantageously based on the same data set and pigment-identical ink jet inks and gravure inks can be selected.
  • the precursor can thus be introduced into the wells in a single-layer or multi-layer and image-wise manner in the form of defined, uniformly or variably large drops in accordance with a logged digital data inventory which was created by scanning a print file or processing digital image information. Due to the variably adjustable ink drop volume, the well filling height can be adjusted so that, according to the invention, a defined overfilling of a depression with a precursor can counteract any material shrinkage when it hardens.
  • the data set used to generate the deepening grid is used to calculate the exact data. Addressing of the droplets is included in the database. In order to optimize the addressing and to take into account any manufacturing-related deviations in the substrate or to enable precise addressing without taking into account the data set used in the generation of the depth grid, it is advantageous if the surface of the substrate is optically scanned and recorded by a scanning head upstream of the printhead and the data thus obtained are forwarded to the ink jet device for data comparison.
  • the intaglio printing forms according to the invention can also be produced inexpensively and with considerably less effort than conventional intaglio printing forms, in particular with the method according to the invention, which increases the data variability, although the techniques and machines used in conventional intaglio printing can be used in the printing process.
  • they expand the use of rotogravure to medium and small print runs and offer a market-friendly and inexpensive solution for this segment, but also for large runs, which meets the high quality requirements for the printing result that are common in rotogravure printing and also includes wide substrates.
  • each recess of a substrate provided with uniformly deep and large recesses in a matrix arrangement is filled completely or not at all with web structures, as a result of which all the wells reproduce pressure points with the same tonal value, but these by image resolution using a conventional binary ink jet grid, e.g.
  • Error diffusion are distributed so that the printed image is still reproduced in accordance with the tonal value.
  • Well depth and size of the well openings are therefore always the same and correspond to those of the wells that have remained unchanged, which is why the wells of this rotogravure form are neither variable in depth or area in the sense of conventional rotogravure forms but binary-area variable, since the printed image is also due to the ratio of printed to unprinted areas is played.
  • the depressions are filled with precursors to such an extent that in the depressions imaging structures of different heights and thus depth-variable gravure forms are formed.
  • the imaging structures can be constructed in one or more layers, the individual layers being hardened (for example in the case of UV-curing systems) or hardened and the drops being precise can be sprayed on top of each other.
  • relatively high imaging structures can advantageously be built up in layers, which on the one hand enables many different well depths and thus tonal values to be generated, and on the other hand can also use printing inks with volatile solvents in the printing process by means of adapted well depths.
  • Another advantage is the expanded range of usable precursors, because e.g.
  • Two-component systems can be used, which, by spraying the drops onto one another with pinpoint accuracy, mix on the substrate using the ink-jet device and solidify in the depressions.
  • Hardened imaging materials which may be deposited on the webs in smaller quantities, can also advantageously be easily scraped off with a doctor blade before curing, which can be repeated before each layer application.
  • variable-area and even binary-variable variable gravure printing forms can advantageously be produced by two different procedures.
  • the precursor is introduced directly into the depressions in an image-wise manner, and the intaglio printing plate is produced with imaging cells.
  • the wells of the intaglio printing form thus primarily arise from imagewise material build-up and not from material removal, which means that the additional process step of imagewise ablation is not necessary.
  • the depressions are initially covered with web structures in such a way that the areas of the depressions in the substrate that form imaging cells in the rotogravure form to be produced are covered with imaging material and any further explained below, protective layer is not attacked.
  • a second precursor is introduced into the then still unfilled areas of the depressions at a time determined by the hardening time of the material introduced first, which does not attack the imaging material introduced first and the possible protective layer, i.e. attack, remove or attack dissolves - and the imaging material introduced first is then removed, for example by suitable solvents, without the second imaging material and the attack any protective layer, then the gravure form to be produced with imaging wells is created.
  • the two-stage process has the advantage, among other things, that it is relatively uncritical if smaller amounts of the imaging materials are possibly deposited on the webs, because when the first imaging material applied and the second imaging material deposited thereon are also removed.
  • the web surfaces can advantageously also be covered with a thin layer by rolling on with high-viscosity auxiliary protective layers before the imaging process, which can be removed together with any imaging materials prior to the printing process by washing with suitable solvents.
  • auxiliary protective layers can be covered with a thin layer by rolling on with high-viscosity auxiliary protective layers before the imaging process, which can be removed together with any imaging materials prior to the printing process by washing with suitable solvents.
  • the gravure printing forms produced according to the invention When constructing the gravure printing forms produced according to the invention and when using them, it is advantageous that a large number of different — in particular organic — materials with very different properties are available, from which the imaging materials and, if appropriate, the protective layers and also the printing inks can be selected such that they are chemically and physically compatible with one another to the extent required, as described, for example, in the two-stage reversal process, and are easily removable again.
  • a material that can be solidified physically by solvent removal and / or chemically by polymerization to form one of the imaging materials is advantageously used as a precursor.
  • Materials with high mechanical resistance e.g. Abrasion resistance and adhesion to the substrate, such as, for example, radiation-curing liquid polymers, since, above all, the web structures together with the webs, as explained below, are subjected to high mechanical stresses in the printing process.
  • the imaging materials and the possible protective layer can be selected so that the gravure forms produced with them are suitable for various color systems that can be used in gravure printing and are therefore not limited to specific colors.
  • Substrates can consist of metal, plastic or ceramic, all of which can be in the form of printing cylinders, cylinder sleeves or plates and advantageously have uniformly high webs and an almost 100% doctor blade support.
  • ceramic substrates which have a very high mechanical resistance and thus a long service life. This is necessary because during the inking process in the printing process, excess ink is removed from the webs by means of a doctor blade and the webs and the web structures are thereby subjected to considerable mechanical stress.
  • the pigments incorporated in the printing inks create a strong mechanical load on the printing form in the squeegee gap.
  • the production of ceramic substrates for example through the use of chromium oxide with a particle size of approx. 2-30 ⁇ m, creates a finely porous and therefore absorbent substrate surface. This advantageously increases the adhesion of the imaging materials to the substrate structure, but the imaging materials or also the printing inks can become embedded in these pores, making them difficult to remove again.
  • the surface of the depressions or only the areas of the depressions on which imaging structures are to be produced are covered with a thin protective layer.
  • a thin protective layer low-viscosity, solvent-based materials with a defined solids content (e.g. VC copolymers), which attaches to or accumulate on these surfaces after solvent removal, can be sprayed on or rolled or knife-coated over a whole area in a defined layer thickness of approx. 1 - 3 ⁇ m be sprayed on with the ink-jet device, the capillary action of the ceramic supporting this introduction. Due to the high solvent removal (approx. 60%), neither the volume of the depressions nor the adhesion of the imaging materials to the substrate is changed significantly and the protective layer remains in the substrate structure during the print application.
  • the detachment of the imaging structures from the substrate is initiated primarily by chemical processes and not by physical or mechanical measures such as heating, laser erasing, ultrasound or high pressure water and is only supported physically or mechanically.
  • This measure advantageously allows imaging materials and printing inks to be completely removed again from the substrate, even if residues remain in the substrate after they have been removed by means of suitable solvents and mechanical cleaning, since these are detached together with the protective layer when the protective layer is removed by means of suitable solvents.
  • the precursors are matched in their viscosity and their rheological properties to the requirements of the method according to the invention and to the use of the ink-jet technique and can also contain auxiliaries such as initiators, waxes and wetting agents.
  • Imaging materials that harden physically through solvent removal can usually be dissolved again in common defined solvents despite these additives.
  • solubility of imaging materials that can be hardened by polymerization such as UV-curing systems, can be influenced in such a way that they are no longer attacked by normal solvents and, especially in the case of substrates made of ceramic, can only be removed from the wells by aggressive solvents such as methylene chloride in conjunction with mechanical measures release completely.
  • the properties of the ceramic substrate and the above-mentioned coordination between protective layer, precursor or imaging materials, solvent groups and printing ink systems can be advantageously combined. If a protective layer that is soluble in N-methylpyrrolidone and then a precursor that can be solidified by polymerization are introduced into the substrate, e.g. be printed with alcohol-based printing inks. After completion of the print job, the printing form is deleted and e.g. impregnated with N-methylpyrrolidone.
  • print heads or spray heads can be used, which are arranged one after the other parallel to the substrate cylinder on a traverse in the y direction or and / or are attached in the x direction on several parallel cross members and can move in both directions of the cross members.
  • print heads or spray heads can be used, which are arranged one after the other parallel to the substrate cylinder on a traverse in the y direction or and / or are attached in the x direction on several parallel cross members and can move in both directions of the cross members.
  • the subsequent layers must be applied at suitable, media-dependent, different intervals. You can do that alternately in different running directions or, in the case of a sufficient spatial distance of the print or spray heads guiding the different media, in the same running direction.
  • This spatial distance can preferably be set in a targeted manner in accordance with the required time interval in the y and / or x direction by means of variably placeable print heads or spray heads and / or traverses. However, it is also possible to apply only one medium with each roller revolution.
  • FIG. 1 is a perspective view of an enlarged section of a ceramic substrate for rewritable gravure forms, which has depressions that are uniformly deep, have uniform openings, and form a grid in the form of a matrix arrangement,
  • FIG. 3 shows a detailed view of the cross section through the recess pattern of a ceramic substrate with specific roughness after polishing
  • FIG. 4 is a top view of an enlarged detail from the substrate shown in FIG. 2,
  • FIG. 5 is a top view of an enlarged detail from the substrate shown in FIG. 3,
  • FIG. 8 shows the substrate shown in FIG. 1 with binary surface-variable imaging structures 9 shows the example of a cleaning system
  • FIG. 12 is a schematic, greatly enlarged plan view of a section of a non-ceramic substrate for rewritable gravure forms, which has depressions that are uniformly deep, have uniform openings, and form a grid in the form of a matrix arrangement,
  • FIG. 13 shows a schematic representation of an embodiment of an area-variable gravure form, in which the depressions of the substrate shown in FIG. 14 are covered with web structures,
  • FIG. 14 shows a schematic representation of an embodiment of an area-variable gravure printing plate which has the same pattern as that in FIG. 15, but with cells instead of the web structures and web structures instead of the cells,
  • FIG. 1 shows an enlarged section of a ceramic substrate 1 with uniformly deep, approximately identical depressions 2 in a matrix arrangement and uniformly high webs 3, which is preferably used in the method according to the invention. Due to the manufacturing process, laser ablation creates a melt deposit which, as shown in FIG. 2, causes an unspecific surface roughness 4 on the ceramic surface. This is polished off for the use of the substrate in the method according to the invention, in order as in PAGE 13 SHOULD NOT BE CONSIDERED FOR THE INTERNATIONAL / PHASE
  • energy-meterable light guide and one or more UV diodes 13 can be made precisely.
  • At least one material from the group of polymer solution such as e.g. liquid adhesives that bind physically by solvent removal or polymerizable monomers, prepolymers and polymers such as e.g. UV-curing liquid polymers, chemically setting adhesives and one- or multi-component reaction adhesives and their chemical catalysts or initiators for the polymerization and, accordingly, as solidified imaging material, at least one material from the group consisting of plastics, from which the solvent has been removed, hardened, polymerized polymers such as radiation-hardened polymers, Kait hardened one-component systems and fully reacted two-component systems selected.
  • polymer solution such as e.g. liquid adhesives that bind physically by solvent removal or polymerizable monomers, prepolymers and polymers such as e.g. UV-curing liquid polymers, chemically setting adhesives and one- or multi-component reaction adhesives and their chemical catalysts or initiators for the polymerization and, accordingly, as solidified imaging material, at least one material from the group
  • a precursor of a UV curing liquid polymer then consists e.g. About 80% from prepolymerized acrylics, monomers, prepolymers and oligomers and about 20% from photoinitiators, waxes, wetting agents and auxiliaries. As already described, such additives can significantly influence the dissolving behavior of the imaging materials.
  • the precursors can be introduced into the wells in a single-layer or multi-layer and image-wise manner according to a logged digital data stock, the consolidation being able to be controlled in such a way that it does not take place until the precursor is introduced into the wells.
  • this is achieved by using suitable solvents with suitable evaporation numbers and in the case of polymerizable monomers and polymers, e.g. achieved by exposure to radiation after insertion or precise overlapping with chemical catalysts or initiators.
  • the drops are jetted out of the printhead and are mixed by precise overlapping.
  • the at least one precursor is introduced into the selectable, different recess grids of the substrate in such a way that either depth-variable or area-variable or depth-and area-variable and preferably binary area-variable and depth- and binary area-variable gravure forms are created.
  • FIG. 8 shows the substrate 1 shown in FIG. 1 with depressions 2 in a matrix arrangement and with binary surface-variable imaging structures 14, the resolution and drop volume of the ink jet device being adapted to the depression grid and thus addressing each depression. became cash.
  • a printer resolution of 386 dpi corresponds to a substrate line width of 152 lines / cm.
  • the image resolution was frequency-modulated, for example by means of error diffusion.
  • both the screen types used in gravure printing for example depth-modulated or amplitude-modulated screens
  • the digital screen types of the ink-jet device for example dither matrix or error diffusion, or variations and mixtures of both or other screens
  • all gravure forms that can be produced can choose different, also stochastically distributed, depth grids.
  • the number of lines per cm of the imaging grid can be greater than, equal to or less than the number of lines of the deepening grid and the volume of the variable or uniformly large precursor drops can be greater than, equal to or less than the volume of the individual wells.
  • printing inks When printing with gravure forms, it is advantageous to use printing inks, also for environmental reasons, which essentially contain water or water / alcohol mixtures as a solvent.
  • the use of such printing inks expands the range of organic materials which can be used according to the invention as imaging materials and for the protective layer, since materials can be used for these which are preferably used in solvents for organic substances such as hydrocarbons, in particular fluorocarbons, tetrahydrofuran, dimethylformamide and N-methylpyrrolidone are soluble.
  • hydrocarbons in particular fluorocarbons, tetrahydrofuran, dimethylformamide and N-methylpyrrolidone are soluble.
  • it is also possible to use other printing ink systems which are matched to these materials in accordance with the process and with various, more volatile solvents or without solvents.
  • the gravure form is cleaned of the printing inks and then deleted. Residues of ink remaining on the substrate are removed during this deletion process with the protective layer and the imaging material.
  • closed cleaning systems are preferably used, as shown in FIG. 9, in which gravure printing forms 15 are freed of imaging material and protective layer using solvent 16, such as N-methylpyrrolidone, with the aid of ultrasound 17.
  • solvent 16 such as N-methylpyrrolidone
  • the porous substrate surface of the ceramic can advantageously be used in conjunction with the protective layer and its solubility, since the solvent triggers and removes the protective layer by diffusion and thus ensures an almost residue-free detachment of the protective layer, imaging material and printing ink.
  • the remaining dirt particles are removed in a water bath 19 and evaporating solvents are fed to a recovery 20, after which the substrate 1 shown in FIG. 1 is again obtained, which is then loaded again. can be developed.
  • the protective layer mentioned according to the invention must be renewed before each imaging.
  • the production of a preferred, binary area variable, erasable and reimageable gravure printing plate with the method according to the invention and the use of the gravure printing plate produced thereby will be described with reference to FIGS. 10a to 10e.
  • the starting point is a substrate 1 shown in FIG. 1 with uniformly deep, approximately identical depressions 2 in a matrix arrangement and with webs 3 of uniform height.
  • the grid line width is preferably approximately 60-300 lines / cm.
  • FIG. 10 a shows a cross section through the substrate 1 shown in FIG. 1.
  • a protective layer (not shown) in the form of a polymer solution is first introduced into the depressions 2.
  • a precursor is then introduced into the depressions 2 by means of the ink-jet technique, preferably in accordance with a logged digital data inventory, in one or more layers and solidified to form the web structure 21.
  • An example of a rotogravure form which is variable in terms of binary surface is formed, the depressions either being completely filled with web structure 21 or not being filled at all, as a result of which the cups 14 correspond to the depressions with approximately identical dimensions and do not vary in depth and size of the cup opening.
  • the wells 14 therefore all have the same volume and the tonal values result solely from the distribution of these wells 14 in the substrate.
  • the imaging material must be removable after use, have a high mechanical resistance and must not be attacked by the printing ink systems used.
  • Fig. 10b The structure shown in Fig. 10b is filled with printing inks 22 which e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent, the protruding printing ink is stripped off with a doctor blade according to Fig. 10c, then the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web.
  • printing inks 22 e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent
  • the protruding printing ink is stripped off with a doctor blade according to Fig. 10c, then the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web.
  • the imaging material is then - optionally after cleaning with the solvent for the printing inks - by adding, removing , or dissolving with solvents or solvent mixtures which dissolve the imaging material, and / or with a chemical with which the imaging material reacts, or the imaging material is removed from the sub-layer by dissolving the protective layer. strat replaced.
  • These processes can be supported by mechanical means, for example by brushing or the use of an ultrasound device. What remains is the shape shown in FIG. 10e, which is identical to that shown in FIG. 10a. It can now be illustrated with a predecessor.
  • the method can also be used to generate particularly advantageous depth-variable and binary-area-variable gravure forms that can be deleted and imaged again.
  • the depth of binary-area-variable cells is additionally varied by appropriate screening, which creates depth- and binary-area-variable cells with different volumes and, depending on the number of selected depths, a larger range of tonal values can be achieved. It is described with reference to FIGS. 11a-11e.
  • the starting point is again a substrate 1 shown in FIG. 1 with uniformly deep, approximately identical depressions 2 in a matrix arrangement and with uniformly high webs 3.
  • the grid line width is preferably approximately 60-300 lines / cm.
  • FIG. 11 a shows a cross section through the substrate 1 shown in FIG. 1.
  • a protective layer (not shown) in the form of a polymer solution is first introduced into the depressions 2.
  • a precursor is then introduced into the depressions 2 by means of the ink-jet technique, preferably in accordance with a logged digital data inventory, in depth and binary-area-variable form in one or more layers and solidified to form imaging material.
  • the depth of the wells which are distributed in a binary-area-variable manner is varied by means of imaging structures 23 of different heights, which in turn creates wells 14 which correspond to the depressions with approximately identical dimensions and do not vary in depth and size of the well opening, and additionally wells 24 arise, the depth of which is different.
  • the imaging material has the same properties as that of FIGS. 10b-10d and is formed from the same precursors.
  • Fig. 11b The structure shown in Fig. 11b is filled with printing inks 22 which e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent, the protruding printing ink is wiped off with a doctor blade according to Fig. 11c, then the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web.
  • printing inks 22 e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent
  • the protruding printing ink is wiped off with a doctor blade according to Fig. 11c
  • the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web.
  • FIG. 11d which only has residual paint, which practically corresponds to that shown in FIG. 11b, is then deleted using the same method as described with reference to FIG. 10d.
  • the rest remains in Fig. 11e shown form, which is identical to that shown in FIG. 11a. It can now be illustrated with a predecessor.
  • the process can also be used to create variable-area gravure forms that can be deleted and re-imaged.
  • the size of the well openings is varied, while the depth of the well remains the same. They are described with reference to FIGS. 15a-15e and 13 and 14.
  • the production of an intaglio printing form as shown in FIG. 13, and its use will be explained with reference to FIGS. 15a to 15e.
  • the substrate 25 shown in FIG. 12 with uniformly deep, approximately identical depressions 2 in a matrix arrangement and with uniformly high webs 3, which represents a non-ceramic substrate, can serve as the basis for the variable-area gravure form.
  • the grid line width is preferably about 60-300 lines / cm.
  • FIG. 15a shows a cross section through the substrate 25 shown in FIG. 12.
  • a precursor is introduced into the depressions 2 by means of the ink-jet technique, preferably in accordance with a logged digital data inventory, in one or more layers and solidified to form the web structure 21.
  • An example of an area-variable gravure form is formed, the depressions being filled with web structure 21 in such a way that wells 26 with different sizes of the well opening are created at the same depth, as a result of which the volume of the wells 26 varies and different tonal values can be generated.
  • the imaging material has the same properties as that of FIGS. 10b-10d and is formed from the same precursors
  • Fig. 15b The structure shown in Fig. 15b is filled up with printing inks 22 which e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent, the protruding printing ink is wiped off with a doctor blade as shown in Fig. 15c, then the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web
  • printing inks 22 e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent
  • the protruding printing ink is wiped off with a doctor blade as shown in Fig. 15c
  • the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web
  • FIG. 15d which only has residual paint, which practically corresponds to that shown in FIG. 15b
  • the structure is then deleted using the same method as described with reference to FIG. 10d, with no protective layer having to be removed.
  • FIG. 15e which is identical to that shown in FIG. 15a.
  • FIG. 13 shows FIGS. 15b and 15d in supervision.
  • the depressions of the area-variable gravure form are filled with a web structure 21 in such a way that wells 26 with different sizes of the well opening are created at the same depth, whereby the volume of the wells 26 varies and different tonal values can be generated.
  • the gravure form shown in FIG. 14 shows the same pattern as FIG. 13, but there are wells 26 at the locations in FIG. 14 at which web structures 21 are located in FIG. 13 and vice versa, i. H. the web structures in FIGS. 13 and 14 are complementary to one another in that, taken together, they completely fill the recess grid of FIG. 12.
  • the intaglio printing form shown in FIG. 14 can be produced by introducing the precursor directly into the depressions in an imagewise manner and thus producing the intaglio printing form with imaging cups.
  • the gravure form shown in FIG. 13 can be converted into the one shown in FIG. 14 using the two-stage reversal method.
  • the depressions 2 are initially covered with web structures 21 in such a way that the areas of the depressions in the substrate which form cups in the gravure printing mold to be produced are covered with web structures 21 and a possible protective layer is not attacked in the process.
  • a second precursor is introduced into the then still unfilled areas of the depressions in time - determined by the hardening time of the material introduced first - which does not attack the imaging material introduced first and the possible protective layer - i.e. attack, remove or attack dissolves - and the imaging material that was brought in first becomes, for example removed by means of suitable solvents without attacking the second imaging material and the possible protective layer, then the intaglio printing form shown in FIG. 14 with web structures 21 imaging wells 26 is produced. Also rotogravure forms which are variable in area can be produced with this reversal process.
  • the second imaging material can be selected, for example, from the materials that are also used as the imaging material introduced first, provided that it is ensured that the imaging material introduced first is not attacked when the second one is applied and that it is not attacked when the first one is detached or detached.
  • the method can also be used to create depth-variable gravure forms that can be deleted and re-imaged and in which tonal values are generated only by different cell depths and not additionally by the distribution of the cells become. It is described with reference to FIGS. 16a-16e.
  • the starting point is again a substrate 1 shown in FIG. 1 with uniformly deep, approximately identical depressions 2 in a matrix arrangement and with uniformly high webs 3.
  • the grid line width is preferably approximately 60-300 lines / cm.
  • FIG. 16a shows a cross section through the substrate 1 shown in FIG. 1.
  • a protective layer (not shown) in the form of a polymer solution is first introduced into the depressions 2.
  • a forerunner is then introduced into the depressions 2 by means of the ink-jet technique, preferably in accordance with a logged digital data inventory, in variable-depth images in one or more layers and solidified to form imaging material.
  • An example of a variable-area gravure form is formed, the depressions being filled with imaging structures 27 in such a way that wells 28 of different depths are created with the same size of the well opening, as a result of which the volume of the wells 28 varies and different tonal values can be generated.
  • the imaging material has the same properties as that of FIGS. 10b-10d and is formed from the same precursors.
  • Fig. 16b The structure shown in Fig. 16b is filled with printing inks 22 which e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent, the protruding printing ink is wiped off with a doctor blade according to Fig. 16c, then the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web.
  • printing inks 22 e.g. contain water or water / alcohol mixtures as solvent
  • the protruding printing ink is wiped off with a doctor blade according to Fig. 16c
  • the gravure form is brought into contact with the printing medium, e.g. a paper web.
  • FIG. 16d which only has residual paint, which practically corresponds to that shown in FIG. 16b, is subsequently deleted using the same method as described with reference to FIG. 10d. What remains is the shape shown in FIG. 16e, which is identical to that shown in FIG. 16a. It can now be illustrated with a predecessor.
  • a solution of polyvinyl chloride in tetrahydrofuran is applied to the entire surface of a substrate (see FIG. 10a). After the tetrahydrofuran has evaporated, a protective layer of polyvinyl chloride remains.
  • a precursor which consists of a two-component adhesive with an adhesive component based on alpha-cyanoacrylic acid and a binder component, is inserted into the depressions of the substrate coated with it by means of an ink jet Device, as described with reference to FIG. 7, introduced pictorially, in which case first the filler component of the adhesive and then the binder component are sprayed onto one another with pinpoint accuracy and web structures are produced in layers. After the reactive curing of the adhesive, which takes about three minutes, the imaging material is present (see FIG.
  • the polyvinyl chloride solution can also be selective, i.e. only be applied to the substrate areas, which are then covered with the precursor.
  • the polyvinyl chloride solution is applied with the ink-jet device from a spray head, which is connected upstream of the spray head for the binder component, precisely and in time before the components of the adhesive.
  • a solution of polyvinyl chloride in tetrahydrofuran, from which a protective layer of polyvinyl chloride is formed, is applied to the entire surface of the substrate shown in FIG. 1.
  • a solution of nitrocellulose in ethanol is then introduced into the depressions as the first precursor by means of an ink-jet device, as described with reference to FIG. 7, by spraying several droplets onto one another, which are hardened or cured in between, the depressions having web structures.
  • the areas of the depressions in the substrate that form imaging wells in the rotogravure form to be produced are covered with web structures.
  • the areas of the depressions not covered with the first imaging material are then filled with a second imaging material or its precursor at an interval in time determined by the solidification time of the material introduced first, using an ink-jet device, as described with reference to FIG. 7.
  • the two-component adhesive used in Example 1, as described there, or a UV-curing liquid polymer can be used as the precursor of the second imaging material.
  • the gravure printing form to be produced lies with imaging. Well according to the tonal values of the print template. The gravure form is used and deleted as described in Example 1.
  • the second imaging material can be coated, then hardened, for example when using UV-curing liquid polymers by means of UV rays, and then the substrate can be scraped off, as a result of which the excess coating and coating on the webs deposited material completely removed and the web surfaces of the imaging material lie in one plane with the surfaces of the webs.
  • a solution of vinyl chloride copolymer in N-methylpyrrolidone is applied to the entire surface of the substrate shown in FIG. 1, from which a protective layer of vinyl chloride copolymer is formed after the N-methylpyrrolidone has evaporated.
  • a solution of an alkyd resin in acetone, which hardens very quickly, is then introduced into the depressions as the first precursor by means of an ink-jet device as described in Example 2 to form the web structures described in Example 2, additional precursors being aimed specifically at the surfaces of the Webs is injected.
  • the areas not covered with the first imaging material are then filled as described in Example 2 with a second imaging material or its precursor, which can consist of the same materials that are also listed in Example 2.
  • the layer formed on the webs and with it any second imaging material which may have been deposited thereon is also removed.
  • the gravure form to be produced with imaging cells is then available in accordance with the tonal values of the print template.
  • the gravure form is used and deleted as described in Example 1.
  • a solution of vinyl chloride copolymer in N-methylpyrrolidone is applied to the entire surface of the substrate shown in FIG. 1, from which a protective layer of vinyl chloride copolymer is formed.
  • the surfaces of the webs are then covered with a highly viscous auxiliary protective layer of a plasticizer-based Alumini ⁇ umpaste thin layer by an elastic inking roller covers by rolling be ⁇ .
  • a solution of an alkyd resin in acetone is then introduced into the depressions as the first precursor by means of an ink-jet device as described in Example 2 in order to form the web structures described in Example 2.
  • Example 2 The areas not covered with the first imaging material are then filled as described in Example 2 with a second imaging material or its precursor, which can consist of the same materials that are also listed in Example 2.
  • a second imaging material or its precursor which can consist of the same materials that are also listed in Example 2.
  • alcohol-soluble auxiliary protective layer made of aluminum paste and with it the possibly deposited first and / or second imaging material.
  • the gravure form to be produced with imaging cells is then available in accordance with the tonal values of the print template. The gravure form is used and deleted as described in Example 1.
  • the closed cleaning system preferred during the deletion process can be located outside the printing press or can be integrated particularly advantageously into the printing press, for example by the ink application system is expanded to a closed system with which, for example, the respective solvents are applied to the rotogravure form instead of the ink and the various materials are replaced by an integrated ultrasound device.

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Abstract

Um ein einfaches und reproduzierbares Verfahren zur Herstellung lösch- und wiederbeschreibbarer Tiefdruckformen, neue lösch- und wiederbeschreibbare Tiefdruckformen, und eine Verwendung solcher Tiefdruckformen anzugeben, wird ein Verfahren zum Herstellen von Tiefdruckformen, bei dem ein mit einem Raster von Vertiefungen versehenes Substrat bereitgestellt wird und in den Vertiefungen zur Ausbildung von den Tonwerten der Druckvorlage entsprechenden Näpfchen Strukturen aus mindestens einem wieder entfernbaren Bebilderungsmaterial erzeugt werden, wobei midnestens ein flüssiger, niedrig viskoser Vorläufer des Bebilderungsmaterials mittels einer Ink-jet Einrichtung in die Vertiefungen eingbracht und dann zu Bebilderungsmaterial verfestigt wird, Tiefdruckformen aus einem Substrat mit einem Raster von Vertiefungen und in den Vertiefungen zur Ausbildung von den Tonwerten der Druckvorlage entsprechenden Näpfchen erzeugten Strukturen aus einem entfernbaren Bebilderungsmaterial, und ein Verwendung solcher Tiefdruckform vorgeschlagen, wobei sie mit einer Druckfarbe versehen werden, welche das Bebilderungsmaterial nicht angreift, wobei gedruckt wird, und wobei nach dem Drucken das Bebilderungsmaterial physikalisch oder chemisch entfernt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Tiefdruckformen. Tiefdruckformen und deren Verwendung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von lösch- und wiederbebilderbaren Tiefdruckformen, bei dem ein mit einem Raster von definierten Vertiefungen und gleichmäßig hohen Stegen versehenes Substrat bereitgestellt wird und in den Vertiefungen zur Ausbildung eines Rasters von Näpfchen, die auf die Tonwerte der Druckvorlage abgestimmt sind, Strukturen aus mindestens einem wieder entfernbaren Bebilderungsmaterial erzeugt werden, Tiefdruckformen aus einem Substrat mit einem Raster von Vertiefungen und in den Vertiefungen tonwertentsprechend eingebrachten Strukturen aus entfernbarem Bebilderungsmaterial und die Verwendung solcher Tiefdruckformen. Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 38 37 941 C2 bekannt.
Tiefdruckformen zeichnen sich durch bildgebende Näpfchen aus, die gegenüber den nicht bildgebenden Druckformoberflächen tiefer gelegt sind und somit Druckfarbe aufnehmen und diese, nach dem Entfernen überschüssiger Farbe mittels einer Rakel von den nicht bildgebenden, gleichmäßig hohen Druckformoberflächen, beim Kontakt mit dem Bedruckstoff durch Farbspaltung auf diesen übertragen. Um die Druckvorlage tonwertentsprechend wiederzugeben, wird diese zumeist in ein Raster aus Linien und Rasterelementen aufgelöst und werden die Näpfchen der Tiefdruckform entsprechend dieser Rastereiemente in dem Substrat ausgebildet. Unterschiedliche Tonwerte werden im herkömmlichen Tiefdruck tiefenvariabel, durch unterschiedliche Näpfchentiefen bei einheitlich großen Näpfchenöffnungen (tiefenmoduliert), oder flächenvariabel, durch einheitliche Näpfchentiefen bei unterschiedlich großen Näpfchenöffnungen (amplitudenmoduliert), oder tiefen- und flächenvariabel, durch unterschiedliche Näpfchentiefen bei unterschiedlich großen Näpfchenöffnungen (tiefen- und amplitudenmoduliert) erzeugt. Je größer die Näpfchenöffnung und je tiefer das Näpfchen, desto größer sind Näpfchenvolumen und Menge der übertragenen Farbe. Dabei werden gewöhnlich Raster mit geometrisch regelmäßig geformten Rasterelementen verwendet, deren Mittel- bzw. Flächenschweφunkte immer gleiche Abstände haben und im folgenden Raster mit Matrixanordnung genannt werden. Auch Raster mit zumeist konstant großen Rasterpunkten und beliebigen Punktabständen, die stochastisch verteilt sein können, sind für die Anwendung im flächenvariablen Tiefdruck beschrieben.
Substrate im Tiefdruck sind Druckplatten, Druckzylinder oder Druckzylinderhülsen, welche aus Metali, Keramik oder Kunststoff bestehen. In den herkömmlichen Herstellungsverfahren werden die bildgebenden Näpfchen durch Materialabtrag in Form von Ätz- oder Gravierver- fahren wie Stichel-, Laser- oder Elektronenstrahlgravur ausgebildet. Der technische, finanzielle sowie zeitliche Aufwand bei der Herstellung und Regeneration solcher Tiefdruckformen ist erheblich, da jedoch eine große Anzahl identischer Ausdrucke mit hoher Qualität und Produktivität erzeugt werden kann, werden sie hauptsächlich für Großauflagen eingesetzt.
Bei dem bekannten, in der DE 38 37 941 C2 beschriebenen Verfahren, geht es um die Herstellung einer Tiefdruckform, die beim Einfärben vor dem Druckvorgang in Näpfchen unterschiedlicher Größe und/oder Tiefe unterschiedliche Farbmengen aufnimmt, wobei eine Tiefdruckrohform mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Näpfchengrundraster hergestellt und eine feste, durch Energieeinwirkung in einer Bildpunkt-Übertragungseinheit verflüssigbare Substanz in einer zur zu übertragenden Farbmenge umgekehrt proportionalen Menge bildmäßig in jedes der Näpfchen eingebracht wird. Die Bildpunkt-Übertragungseinheit weist einen Druckkopf auf, der mit wenigstens einer Düse versehen ist, durch die die verflüssigbare Substanz in einem Schmelzspritzverfahren unter Druck bildmäßig herausgespritzt wird. Sie wird in einer Führungsleiste geführt und überträgt die Substanz zeilenweise unter Einzeladressierung jedes Näpfchens unmittelbar oder mittelbar, und offenbar bevorzugt, über ein Transferband an die Tiefdruckrohform. Dabei ist die Substanz auf eine Transferfolie aufgebracht und wird nach dem Thermotransferverfahren übertragen. Als verflüssigbare Substanz, die in Kontakt mit der kalten Oberfläche des Druckformzylinders sehr schnell aushärtet, kann ein thermoplastischer Kunststoff oder ein Wachs verwendet werden. Die Tiefdruckform wird gelöscht, indem ihre interne oder externe Beheizung zu einer Verflüssigung oder Sublimation der Substanz führt und diese durch eine, als Wisch- und/oder Ausblas- bzw. Absaugeinrichtung ausgebildete, Löscheinrichtung entfernt wird.
Der bildmäßige Materialauftrag sorgt unter Umständen jedoch für Probleme hinsichtlich der Positionsgenauigkeit der Bebilderung. Es ist mit dem verwendeten Verfahren nicht ohne weiteres möglich, auf den Stegen abgelegtes Material vollständig in die Näpfchen einzubringen. Die vollständige Einbringung ist jedoch notwendig, damit das gesamte übertragene Material auch in gewünschter Weise zur Verringerung des Schöpfvolumens beiträgt.
Um diese Probleme zu vermeiden und die Positionsgenauigkeit der Bebilderung zu verbessern, hat die Inhaberin dieses Verfahrens das bekannte, in der DE 195 03 951 A1 beschriebene, Verfahren zur Herstellung einer lösch- und wiederverwendbaren Tiefdruckform entwickelt, bei dem die Vertiefungen des Grundrasters der Tiefdruckrohform gleichmäßig mittels einer verflüssigbaren Substanz durch eine Antragseinrichtung befüllt werden, dann bildmäßig Material durch eine Bildpunkt-Übertragungseinrichtung aus den Vertiefungen abgetragen wird, die bildmäßig gerasterte Tiefdruckform mittels eines Einfärbesystems eingefärbt und dann im Tiefdruck gedruckt und die Tiefdruckrohform nach dem Druckvorgang regeneriert wird und die Vertiefungen wieder gleichmäßig befüllt werden. Die verflüssigbare Substanz, für die Thermoplaste, Fotopolymere oder Lacke verwendet werden, wird im flüssigen Zustand durch hydrodynamische Kräfte, insbesondere durch Kapillarwirkung, in die Vertiefungen eingebracht. Die bildmäßige Ablation erfolgt bevorzugt durch thermische Energieeinwirkung, z.B. Laserstrahlen. Die Regeneration der Tiefdruckform nach dem Druckprozess sieht vor, dass die verflüssigbare Substanz durch Ultraschallreinigung oder Hochdruckwasser vollständig aus den Vertiefungen des Grundrasters entfernt und dieses erneut mit verflüssigbarer Substanz gefüllt wird. Alternativ dazu kann lediglich das durch die bildmäßige Ablation entfernte Material der verflüssigbaren Substanz wieder aufgefüllt werden.
Da jedoch an diesem Verfahren drei unterschiedliche Prozessmedien, nämlich Wasser, Druckfarbe und verflüssigbare Substanz beteiligt sind, besteht eine gewisse Gefahr der Pro- zessmedienvermischung während der Produktion.
Aus einerweiteren Vorveröffentlichung DE 19624441 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Verfahrenskonzept vereinfacht ist und lösemittelhaltige Farben vermieden werden. Dabei wird, wiederum ausgehend von einer Tiefdruckrohform mit Grundraster, zur Druckformherstellung ein Füllvorgang vorgenommen, bei dem die Vertiefungen des Grundrasters der Tiefdruckrohform gleichmäßig mittels einer UV-Druckfarbe durch eine Antragseinrichtung befüllt werden und die UV-Druckfarbe (Füllstoff) dann mittels eines über der Tiefdruckrohform positionierten Trockners gehärtet wird, wobei ein hochvernetzter und dadurch schwerlöslicher und unschmelzbarer Stoff entsteht. Im daran anschließenden Bebilderungsvorgang wird durch thermische Ablation mittels einer Bildpunkt-Übertragungseinrichtung unter Verwendung eines Lasers gehärtete UV-Druckfarbe aus den Vertiefungen abgetragen. Dann wird die bildmäßig gerasterte Tiefdruckform mittels eines Einfärbesystems mit UV-Druckfarbe eingefärbt und der Druckprozess vorgenommen. Zur Umrüstung durchläuft die Tiefdruckform einen Löschvorgang unter Verwendung von UV-Druckfarbe, bevorzugt durch Wiederbefüllen der abladierten Bildstellen. Alternativ kann der Füllstoff zuerst vollständig mittels Laserablation aus den Vertiefungen der Tiefdruckrohform entfernt und diese dann neu befüllt werden.
Eine weitere Entwicklung Ink-Jet gängiger Medien zur Herstellung von Druckformen richtet sich auf andere flüssige und polymerisierbare Materialien, die neben der UV-Härtung durch verschiedene Prozesse verfestigbar sind. So beschreibt die EP 0 776 763 A1 ein Verfahren zur Herstellung lithografischer Druckplatten unter Verwendung der Ink-Jet Technik und flüssiger Ink-Jet Tropfen, die harzbildende Reaktanten enthalten und nach dem Aufbringen auf der Platte polymerisieren. Gemäß digitaler Bilddaten wird dadurch ein Harz-Bild auf der Platte erzeugt und kann die so hergestellte Druckplatte im Offsetdruck verwendet werden. Derartige Reaktanten umfassen, wie ebenfalls in der die EP 0 776 763 A1 beschrieben, polymeri- sierbare harzbildende Monomere - einschließlich niedrig-molekularer Polymere, Copolymere, teφolymerformende Chemikalien und weiter polymerisierbare Präpolymere wie Oligomere - und Initiatoren, die die Polymerisation bewirken und unter anderem chemische Katalysatoren, Luft bzw. Sauerstoff oder elektromagnetische Strahlung sein können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und reproduzierbares Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung lösch- und wiederbebilderbarer Tiefdruckformen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird nach den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 23 und hinsichtlich der Verwendung nach den Merkmalen des Anspruchs 32 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem mit Hilfe der Ink-Jet Technik Bebilderungsmaterial in die Vertiefungen eines Substrats bildmäßig eingebracht und dann verfestigt wird, ist es nicht erforderlich, das Bebilderungsmaterial vor dem Einbringen zu verflüssigen, da als Bebilderungsmaterial flüssige Substanzen verwendet werden, die nach dem Einbringen in die Vertiefungen verfestigt werden. Nicht verfestigte Bebilderungsmaterialien werden im Folgenden als Vorläufer bezeichnet, die definiert sind als flüssige, niedrig viskose und nicht pigmentierte Substanzen, die unter Verwendung der Ink-Jet Technik in die Vertiefungen eingebracht werden können und die vor dem Einbringen nicht in ihrem Aggregatzustand verändert werden müssen und die physikalisch durch Lösungsmittelentzug und/oder chemisch durch Polymerisation zu Bebilderungsmaterial verfestigt werden. Dadurch benötigt man weder eine aufwändige, der Einbringvorrichtung vorgeschaltete Vorrichtung zur dosierten Energiezufuhr noch andere Verfahrensschritte zur Verflüssigung des Bebilderungsmaterials vor dem Einbringen in die Vertiefungen. Die Verfestigung des Vorläufers kann vorteilhaft so gesteuert werden, dass diese maßgeblich erst stattfindet, wenn der Vorläufer in die Vertiefungen eingebracht ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich gängige Vorrichtungen und auch gängige Verfahrensschritte anwenden, um den mindestens einen Vorläufer mit relativ geringem Aufwand positionsgenau und reproduzierbar in die Vertiefungen einzubringen, wodurch aus dem Substrat mit Vertiefungen tiefenvariable oder flächenvariable oder tiefen- und flächenvariable Tiefdruckformen mit den Tonwerten der Druckvorlage entsprechenden Näpfchen entstehen. Im Folgenden wird dieser Verfahrensschritt auch als bildmäßiges Einbringen und das in den Vertiefungen verfestigte Bebilderungsmaterial als Bebilderungsstruktur bezeichnet. Die Bebilderung des Substrats kann außerhalb oder vorteilhaft innerhalb der Druckmaschine erfolgen. Die so hergestellten Tiefdruckformen können mit den für den Tiefdruck gängigen Techniken und Maschinen eingefärbt und für den Druckprozess verwendet werden.
Die Ink-Jet Technik lässt sich für das Einbringen der Vorläufer besonders gut einsetzen, da dabei die Voraussetzung für definierte Einzelpunkte optimal erfüllt ist und außerdem Bildauflösung (Dots per Inch) und die Tintentropfenvolumina (Picoliter) variabel sind. Zudem können sowohl Tintentropfen gleichen Volumens als auch multiple Tintentropfenvolumina eingesetzt werden, wobei die Tonwerte binär mittels Punktdichtemodulation gleich großer Druckpunkte (Dots) und/oder mittels Modulation des einzelnen Tropfenvolumens und damit des einzelnen Druckpunktes erzeugt werden. Vorteilhaft können diese Variablen an die Erfordernisse des erfindungsgemäßen Verfahrens angeglichen werden, indem z.B. Auflösung und Tropfenvolumen der Ink-Jet Einrichtung und Vertiefungsraster einander angepasst werden, so dass jede Vertiefung adressierbar ist und mit einem oder mehreren Tröpfchen vollständig befüllt werden kann. Durch spezielle Rastertechniken können auch mit Ink-Jet Druckern mit relativ niedriger Auflösung, z.B. 386 dpi, Bilder mit ausreichenden Druckqualitäten erzeugt werden. Vorteilhaft ist dabei auch die Verfahrensdurchgängigkeit in der Herstellung der Tiefdruckform - und damit des fertigen Druckerzeugnisses - und der Erstellung der Druckmuster (Proofs), da beide mittels der Ink-Jet Technik erfolgen. Besonders vorteilhaft wird dabei beiden Verfahren der gleiche Datensatz zu Grunde gelegt und können pigmentidentische Ink-Jet Tinten und Tiefdruckfarben gewählt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann der Vorläufer damit in Form definiert einheitlich oder variabel großer Tropfen gemäß einem protokollierten digitalen Datenbestand, der durch Abtasten einer Druckvoriage oder Verarbeitung digitaler Bildinformationen erstellt wurde, punktgenau einschichtig oder mehrschichtig und bildmäßig in die Vertiefungen eingebracht werden. Durch das variabel einstellbare Tintentropfenvolumen kann die Näpfchenfüllhöhe so eingestellt werden, dass erfindungsgemäß eine definierte Überfüllung einer Vertiefung mit Vorläufer einem eventuellen Materialschrumpf bei dessen Aushärtung entgegenwirken kann.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der bei der Erzeugung des Vertiefungsrasters zu Grunde gelegte Datensatz zur Berechnung der exakten. Adressierung der Tröpfchen in den Datenbestand einbezogen wird. Um die Adressierung zu optimieren und eventuelle herstellungstechnisch bedingte Abweichungen im Substrat zu berücksichtigen oder um eine genaue Adressierung ohne Berücksichtigung des bei der Erzeugung des Vertiefungsrasters zu Grunde gelegten Datensatzes zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Oberfläche des Substrats durch einen dem Druckkopf vorgeschalteten Abtastkopf optisch abgetastet und erfasst wird und die dadurch gewonnenen Daten zum Datenabgleich an die Ink-Jet Einrichtung weitergeleitet werden.
Die erfindungsgemäßen Tiefdruckformen lassen sich insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch kostengünstig und mit wesentlich geringerem Aufwand als herkömmliche Tiefdruckformen herstellen, wodurch sich die Datenvariabilität erhöht, obwohl die beim konventionellen Tiefdruck angewandten Techniken und Maschinen im Druckprozess eingesetzt werden können. Sie erweitern die Einsatzmöglichkeit des Tiefdrucks dadurch auf mittlere und kleine Druckauflagen und bieten für dieses Segment, aber auch für große Auflagen, eine marktgerechte und preiswerte Lösung, die den im Tiefdruck üblichen hohen Qualitätsanforderungen an das Druckergebnis entspricht und auch breite Bedruckstoffe einschließt.
Bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens ein Teil der Vertiefungen mit dem Vorläufer bildmäßig in einer oder mehreren Schichten so hoch befüllt, so dass die bedruckstoffseitigen Oberflächen der dadurch gebildeten Bebilderungsstrukturen, im folgenden Stegflächen bzw. Stegstrukturen genannt, mit den gleichmäßig hohen Stegen des Substrats in einer Ebene liegen und einen Teil der nicht biidgebenden, gleichmäßig hohen Druckformoberfläche bilden und flächenvariable oder, wenn die verbleibenden Vertiefungen mit Bebilderungsstrukturen unterschiedlicher Höhe befüllt werden, tiefen- und flächenvariable Tiefdruckformen entstehen. Besonders bevorzugt wird dabei jede Vertiefung eines mit einheitlich tiefen und großen Vertiefungen in Matrixanordnung versehenen Substrats mit Stegstrukturen vollständig oder gar nicht befüllt, wodurch zwar alle Näpfchen Druckpunkte mit gleichem Tonwert wiedergeben, diese jedoch durch Bildauflösung mittels eines üblichen binären Ink-Jet Rasters, z.B. Error-Diffusion, so verteilt sind, dass das Druckbild trotzdem tonwertentsprechend wiedergegeben wird. Näpfchentiefe und Größe der Näpfchenöffnungen sind also immer gleich und entsprechen denen der unverändert gebliebenen Vertiefungen, weshalb die Näpfchen dieser Tiefdruckform weder tiefen- noch flächenvariabel im Sinne herkömmlicher Tiefdruckformen sondern binär-flächenvariabel sind, da das Druckbild ebenfalls durch das Verhältnis von bedruckten zu nicht bedruckten Flächen wiedergegeben wird.
Es ist dabei besonders vorteilhaft, die Tiefe dieser binär flächenvariablen Näpfchen durch entsprechende Rasterung und bildmäßiges Einbringen unterschiedlich großer Tropfen oder mehrerer Schichten zusätzlich zu variieren, wodurch tiefen- und binär flächenvariable Näpfchen entstehen und in Abhängigkeit zur Anzahl der gewählten Tiefen ein größerer Tonwertumfang erzielt werden kann. In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Vertiefungen mit Vorläufer bildmäßig so hoch befüllt, dass in den Vertiefun- gen unterschiedlich hohe Bebilderungsstrukturen und somit tiefenvariable Tiefdruckformen gebildet werden.
Es ist für die Anpassung der erfindungsgemäßen Tiefdruckformen an die Bedingungen bei ihrer Herstellung und an die Druckbedingungen günstig, dass die Bebilderungsstrukturen ein- oder mehrschichtig aufgebaut werden können, wobei die einzelnen Schichten angehärtet (z.B. bei UV-härtenden Systemen) oder ausgehärtet und die Tropfen punktgenau übereinander gespritzt werden können. Vorteilhaft können dadurch relativ hohe Bebilderungsstrukturen schichtweise aufgebaut werden, wodurch sich zum einen viele unterschiedliche Näpfchentiefen und damit Tonwerte erzeugen lassen und zum anderen durch angepasste Näpfchentiefen auch Druckfarben mit leicht flüchtigen Lösemitteln im Druckprozess verwendet werden können. Ein weiterer Vorteil ist die dadurch erweiterte Palette der verwendbaren Vorläufer, da z.B. Zwei-Komponenten-Systeme eingesetzt werden können, die sich durch das punktgenaue Aufspritzen der Tropfen übereinander mittels der Ink-Jet Einrichtung auf dem Substrat vermischen und in den Vertiefungen verfestigen. Angehärtete Bebilderungsmaterialien, die möglicherweise in kleineren Mengen auf den Stegen abgelagert werden, können zudem vorteilhaft mit einer Rakel vor dem Aushärten leicht abgerakelt werden, was vor jedem Schichtauftrag wiederholt werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere flächenvariable und zwar auch binär flächenvariable Tiefdruckformen vorteilhaft durch zwei unterschiedliche Vorgehensweisen hergestellt werden. Bei der einen Vorgehensweise wird der Vorläufer direkt bildmäßig in die Vertiefungen eingebracht und so die Tiefdruckform mit bildgebenden Näpfchen hergestellt. Die Näpfchen der Tiefdruckform entstehen primär also durch bildmäßigen Materialaufbau und nicht durch Materialabtrag, wodurch der zusätzliche Verfahrensschritt bildmäßige Ablation entfällt.
Bei der anderen Vorgehensweise, bei der es sich um ein zweistufiges Umkehrverfahren handelt, werden die Vertiefungen mit Stegstrukturen zunächst so belegt, dass die Bereiche der Vertiefungen im Substrat, die in der herzustellenden Tiefdruckform bildgebende Näpfchen bilden, mit Bebilderungsmaterial belegt sind und die eventuelle, weiter unten erklärte, Schutzschicht dabei nicht angegriffen wird. Wird in die dann noch unbefüllten Bereiche der Vertiefungen im zeitlichen - durch die Verfestigungszeit des zuerst eingebrachten Materials bestimmten - Abstand ein zweiter Vorläufer eingebracht, welcher beim Einbringen und Verfestigen das zuerst eingebrachte Bebilderungsmaterial und die eventuelle Schutzschicht nicht angreift - also an-, ab- oder auflöst - und wird das zuerst eingebrachte Bebilderungsmaterial dann z.B. durch geeignete Lösemittel entfernt, ohne das zweite Bebilderungsmaterial und die eventuelle Schutzschicht anzugreifen, dann entsteht die herzustellende Tiefdruckform mit bildgebenden Näpfchen. Das zweistufige Verfahren hat u.a. den Vorteil, dass es bei ihm relativ unkritisch ist, wenn möglicherweise kleinere Mengen der Bebilderungsmaterialien auf den Stegen abgelagert werden, weil beim Ablösen des zuerst aufgebrachten Bebiiderungsmateri- als auch das darauf abgelagerte zweite Bebilderungsmaterial mit abgelöst wird.
Zum Entfernen von möglicherweise auf den Stegen abgelagerten Bebilderungsmaterialien können die Stegoberflächen vor dem Bebilderungsvorgang vorteilhaft auch mit hoch viskosen Hilfsschutzschichten dünnschichtig durch Aufwalzen bedeckt werden, die zusammen mit e- ventuellen Bebilderungsmaterialien vor dem Druckprozess durch Abwaschen mittels geeigneter Lösemittel entfernt werden können. Zum Entfernen von Bebilderungsmaterialien von den Stegen und/oder zum Entfernen von Materialüberfüllungen in den Vertiefungen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Vorläufer nur angehärtet werden, überschüssiges Material dann mittels einer Rakel entfernt und denn weiter ausgehärtet wird, was z.B. bei UV- härtenden Systemen durch exakte Strahlendosierung möglich ist.
Beim Aufbau der erfindungsgemäß hergestellten Tiefdruckformen und bei ihrer Verwendung ist es günstig, dass sehr viele unterschiedliche - insbesondere organische - Materialien mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften zur Verfügung stehen, aus denen die Bebilderungsmaterialien und gegebenenfalls die Schutzschichten und auch die Druckfarben, so ausgewählt werden können, dass sie untereinander im erforderlichen Maß chemisch und physikalisch verträglich, wie z.B beim zweistufigen Umkehrverfahren beschrieben, und leicht wieder entfernbar sind.
In vorteilhafter Weise wird als Vorläufer ein physikalisch durch Lösungsmittelentzug und/oder ein chemisch durch Polymerisation zu einem der Bebilderungsmaterialien verfestigbares Material verwendet. Besonders bevorzugt sind dabei Materialien mit hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit, z.B. Abriebfestigkeit, und Haftung zum Substrat, wie beispielsweise strahlenhärtende Flüssigpolymere, da vor allem die Stegstrukturen zusammen mit den Stegen, wie unten erläutert, im Druckprozess stark mechanisch beansprucht werden. Zudem können die Bebilderungsmaterialien und die eventuelle Schutzschicht so gewählt werden, dass die damit hergestellten Tiefdruckformen für verschiedene im Tiefdruck verwendbare Farbsysteme geeignet und somit nicht auf bestimmte Farben limitiert sind.
Substrate können aus Metall, Kunststoff oder Keramik bestehen, wobei alle in Form von Druckzylindern, -zylinderhülsen oder -platten vorliegen können und vorteilhaft gleichmäßig hohe Stege und eine nahezu 100%ige Rakelmesserauflage aufweisen. Bevorzugt werden keramische Substrate, die über eine sehr hohe mechanische Widerstandsfähigkeit und somit eine hohe Standzeit verfügen, verwendet. Dies ist erforderlich, da beim Einfärbevorgang im Druckprozess überschüssige Farbe mittels einer Rakel von den Stegen entfernt wird und diese und die Stegstrukturen dadurch erheblich mechanisch beansprucht sind. Zusätzlich entsteht durch die in den Druckfarben eingebrachten Pigmente eine starke mechanische Belastung der Druckform im Rakelspalt. Im Gegensatz zu Metall- oder Kunststoffoberflächen entsteht bei der Herstellung keramischer Substrate, z.B. durch die Verwendung von Chromoxyd mit einer Partikelgröße von ca. 2-30 μm, eine fein poröse und dadurch saugfähige Substratoberfläche. Dadurch wird die Haftung der Bebilderungsmaterialien auf der Substratstruktur zwar vorteilhaft verstärkt, jedoch können sich die Bebilderungsmaterialien oder auch die Druckfarben in diese Poren einlagern, wodurch sie schwer wieder entfernbar sind.
Bei den beschriebenen Verfahren kann es deshalb vorteilhaft sein, z.B. um die Ablösung der Bebilderungsmaterialien und/oder Druckfarben von Substraten aus Keramik aber auch Metall oder Kunststoff zu erleichtern, die Oberfläche der Vertiefungen oder auch nur der Bereiche der Vertiefungen, auf denen Bebilderungsstrukturen erzeugt werden sollen, mit einer dünnen Schutzschicht zu bedecken. Dazu können niedrig viskose, lösemittelbasierende Materialien mit einem definierten Feststoffgehalt (z.B. VC-Copolymere), der sich nach Lösemittelentzug an diese Oberflächen an- bzw. einlagert, in einer definierten Schichtstärke von ca. 1 - 3 μm ganzflächig aufgesprüht oder eingewalzt bzw. eingerakelt oder mit der Ink-Jet-Einrichtung aufgespritzt werden, wobei die Kapillarwirkung der Keramik diese Einbringung unterstützt. Durch den hohen Lösemittelentzug (ca. 60%) wird weder das Volumen der Vertiefungen noch die Haftung der Bebilderungsmaterialien auf dem Substrat dabei wesentlich verändert und die Schutzschicht verbleibt während des Druckauftrags in der Substratstruktur.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ablösung der Bebilderungsstrukturen vom Substrat primär durch chemische Vorgänge und nicht durch physikalische oder mechanische Maßnahmen wie Erhitzung, Laserlöschen, Ultraschall oder Hochdruckwasser initiiert und wird physikalisch bzw. mechanisch lediglich unterstützt. Durch diese Maßnahme können vorteilhaft Bebilderungsmaterialien und Druckfarben wieder vollständig aus dem Substrat entfernt werden, auch wenn nach deren Entfernung mittels dafür geeigneter Lösemittel und mechanischer Reinigung noch Reste im Substrat verbleiben, da diese beim Ablösen der Schutzschicht mittels geeigneter Lösemittel zusammen mit dieser abgelöst werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden Abhängigkeit und Wechselwirkung zwischen Schutzschicht, Vorläufer bzw. Bebilderungsmaterialien und den mit ihnen verwendeten Lö- semittelgruppen (z.B. Ketone, Alkohole, Benzine u.a.) und den Druckfarbensystemen (z.B. Alkohol/Wasser, UV-Farben u.a.) genutzt und vorteilhaft abgestimmt.
Die Vorläufer sind in ihrer Viskosität und ihren rheologischen Eigenschaften auf die Erfordernisse des erfindungsgemäßen Verfahrens und auf die Anwendung der Ink-Jet Technik abgestimmt und können auch Hilfsstoffe wie Initiatoren, Wachse und Netzmittel enthalten. Physikalisch durch Lösungsmittelentzug aushärtende Bebilderungsmaterialien lassen sich zumeist trotz dieser Zusätze in gängigen definierten Lösemitteln wieder lösen. Durch Polymerisation verfestigbaren Bebilderungsmaterialien wie UV-härtende Systeme hingegen können in ihrer Löslichkeit dahingehend beeinflusst werden, dass sie von normal gängigen Lösemitteln nicht mehr angegriffen werden und sich vor allem bei Substraten aus Keramik nur durch aggressive Lösemittel wie Methylenchlorid in Verbindung mit mechanischen Maßnahmen aus den Vertiefungen vollständig auslösen lassen.
Um im erfindungsgemäßen Verfahren trotzdem mit keramischen Substraten und gängigen, umweltfreundlichen Lösemitteln wie N-Methylpyrrolidon arbeiten zu können, lassen sich die Eigenschaften des keramischen Substrats und die oben erwähnte Abstimmung zwischen Schutzschicht, Vorläufer bzw. Bebilderungsmaterialien, Lösemittelgruppen und Druckfarbensystemen vorteilhaft kombinieren. Wird nämlich eine in N-Methylpyrrolidon lösliche Schutzschicht und anschließend ein durch Polymerisation verfestigbarer Vorläufer in das Substrat eingebracht, kann im Druckprozess z.B. mit alkoholbasierendeπ Druckfarben gedruckt werden. Nach Beendigung des Druckauftrags wird die Druckform gelöscht und z.B. mit N- Methylpyrrolidon getränkt. Dieses diffundiert durch die Poren unter das Bebilderungsmaterial, wo es die Schutzschicht löst und wodurch sich das damit per se nicht angreifbare Bebilderungsmaterial von dem Substrat löst und z.B. ultraschallunterstützt nahezu rückstandslose vom Substrat entfernt werden kann. Nach Ablösen aller beschriebenen Materialien wird der gereinigte Substratzylinder neu bebildert.
Zum Aufbringen verschiedener Medien wie Schutzschicht und Vorläufer ist es günstig, diese zur Vermeidung einer Prozessmedienvermischung in separaten Systemen aufzubringen, wobei jeweils ein oder mehrere Druck- bzw. Spritzköpfen verwendet werden können, die hintereinander parallel zum Substratzylinder auf einer Traverse in y-Richtung oder und/oder in x- Richtung auf mehreren parallelen Traversen angebracht sind und sich in beide Laufrichtungen der Traversen bewegen können. Werden verschiedene oder gleiche Medien hintereinander punktgenau neben- oder übereinander gespritzt und ist dabei ein An- oder Aushärten der einzelnen Schichten erforderlich, muss das Aufbringen der Folgeschichten in dafür geeigneten, medienbedingt unterschiedlichen zeitlichen Abständen erfolgen. Sie können dazu wechselweise in verschiedener Laufrichtung oder, bei ausreichendem räumlichen Abstand der die unterschiedlichen Medien führenden Druck- bzw. Spritzköpfe, in gleicher Laufrichtung aufgebracht werden. Bevorzugt ist dieser räumliche Abstand entsprechend dem erforderlichen zeitlichen Abstand in y- und/oder x- Richtung durch variabel platzierbare Druck- bzw. Spritzköpfe und/oder Traversen gezielt einstellbar. Es ist aber auch möglich, bei jeder Walzenumdrehung nur ein Medium aufzutragen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäßen Tiefdruckformen und der erfindungsgemäßen Verwendung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen stark schematisiert
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt aus einem keramischen Substrat für wiederbeschreibbare Tiefdruckformen, das Vertiefungen aufweist, die einheitlich tief sind, einheitliche Öffnungen aufweisen, und einen Raster in Form einer Matrixanordnung bilden,
Fig. 2 in Detailansicht den Querschnitt durch das Vertiefungsrasters eines keramischen Substrats mit unspezifischer Rauhigkeit der Stegoberflächen vor dem Polieren
Fig. 3 in Detailansicht den Querschnitt durch das Vertiefungsrasters eines keramischen Substrats mit spezifischer Rauhigkeit nach dem Polieren,
Fig. 4 in Aufsicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in der Fig. 2 gezeigten Substrat,
Fig. 5 in Aufsicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in der Fig. 3 gezeigten Substrat,
Fig. 6a bis 6b in Aufsicht einen vergrößerten und einen stark vergrößerten Ausschnitt aus einem keramischen Substrat ohne Vertiefungsraster und mit poröser Oberflächenstruktur,
Fig. 7 Ink-Jet Einrichtung mit zwei Schreibköpfen, zwei UV-Lichtdioden und einem vorgeschalteten Abtastkopf,
Fig. 8 das in der Fig. 1 gezeigte Substrat mit binär flächenvariablen Bebilderungsstrukturen Fig. 9 das Beispiel einer Reinigungsanlage,
Fig. 10a bis 10e in schematischer Querschnittsdarstellung verschiedene Stadien der erfindungsgemäßen Herstellung und Verwendung einer lösch- und wiederbebilderbaren binär flächenvariablen Tiefdruckform, wobei von einem Substrat ausgegangen wird, wie es in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist,
Fig. 11a bis 11e in schematischer Querschnittsdarstellung verschiedene Stadien der erfindungsgemäßen Herstellung und Verwendung einer lösch- und wiederbebilderbaren tiefen- und binär flächenvariablen Tiefdruckform, wobei von einem Substrat ausgegangen wird, wie es in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist,
Fig. 12 in schematisierter, stark vergrößerter Aufsicht einen Ausschnitt aus einem nichtkeramischen Substrat für wiederbeschreibbare Tiefdruckformen, das Vertiefungen aufweist, die einheitlich tief sind, einheitliche Öffnungen aufweisen, und einen Raster in Form einer Matrixanordnung bilden,
Fig. 13 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer flächenvariablen Tiefdruckform, bei der die Vertiefungen des in der Fig. 14 gezeigten Substrats mit Stegstrukturen belegt sind,
Fig. 14 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer flächenvariablen Tiefdruckform, welche dasselbe Muster wie die in der Fig. 15 aufweist, wobei sich jedoch anstelle der Stegstrukturen Näpfchen und anstelle der Näpfchen Stegstrukturen befinden,
Fig. 15a bis 15e in schematischer Querschnittsdarstellung verschiedene Stadien der Herstellung und Verwendung einer flächenvariablen Tiefdruckform,
Fig. 16a bis 16e in schematischer Querschnittsdarstellung verschiedene Stadien der Herstellung und Verwendung einer erfindungsgemäßen tiefenvariablen Tiefdruckform.
Die Figur 1 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus einem keramischen Substrat 1 mit einheitlich tiefen, annähernd identischen Vertiefungen 2 in Matrixanordnung und gleichmäßig hohen Stegen 3, das im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt verwendet wird. Herstellungsbedingt wird durch die Laserablation ein Schmelzaufwurf erzeugt, der in Figur 2 dargestellt eine unspezifische Oberflächenrauhigkeit 4 auf der Keramikoberfläche bewirkt. Diese wird für die Verwendung des Substrats im erfindungsgemäßen Verfahren abpoliert, um wie in SEITE 13 SOLLTE NICHT FÜR DIE INTERNATIONALE/PHASE BERÜCKSICHTIGT WERDEN
energiedosierbaren Lichtleiters und einer oder mehrerer UV-Dioden 13 punktgenau vorgenommen werden.
Bevorzugt wird als Vorläufer mindestens ein Material aus der Gruppe Polymeriösung wie z.B. flüssige durch Lösungsmittelentzug physikalisch abbindende Klebstoffe oder polymerisierba- re Monomere, Präpolymere und Polymere wie z.B. UV-härtende Flüssigpolymere, chemisch abbindende Klebstoffe und ein- oder mehrkomponentige Reaktionsklebstoffe sowie deren chemischen Katalysatoren oder Initiatoren für die Polymerisation und entsprechend als verfestigtes Bebilderungsmaterial mindestens ein Material aus den Gruppen Kunststoffe, denen das Lösungsmittel entzogen wurde, gehärtete, polymerisierte Polymere wie strahlengehärtete Polymere, kaitgehärtete Ein-Komponenten-Systeme und ausreagierte Zwei-Komponenten- Systeme ausgewählt. Neben den chemischen Katalysatoren oder Initiatoren und den UV- Strahlen können als solche auch andere elektromagnetische Strahlen, Sauerstoff bzw. Luft oder Sauerstoffentzug u.a. wirken. Um allgemeine Vorläufer Ink-Jet-gängig zu machen, ist zumeist die Beimischung von definierten Zusatzstoffen notwendig. Ein Vorläufer aus einem UV-härtenden Flüssigpolymer besteht dann z.B. zu ca. 80% aus vorpolymerisierten Acryla- ten, Monomeren, Prepolymeren und Oligomeren und zu ca. 20% aus Fotoinitiatoren, Wachsen, Netzmittel und Hilfsstoffe. Wie bereits beschrieben, können solche Zusatzstoffe das Löseverhalten der Bebilderungsmaterialien erheblich beeinflussen.
Die Vorläufer können gemäß einem protokollierten digitalen Datenbestand punktgenau einschichtig oder mehrschichtig und bildmäßig in die Vertiefungen eingebracht werden, wobei die Verfestigung so gesteuert werden kann, dass sie maßgeblich erst stattfindet, wenn der Vorläufer in die Vertiefungen eingebracht ist. Dies wird bei Polymerlösungen durch ange- passte Lösemitteln mit geeigneten Verdunstungszahlen und bei polymerisierbaren Monomeren und Polymeren z.B. durch Strahlenexposition nach dem Einbringen oder punktgenaues Übereinanderspritzen mit chemischen Katalysatoren bzw. Initiatoren erreicht. Die Tropfen werden aus dem Druckkopf gejettet und vermischen sich durch punktgenaues Übereinanderspritzen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der mindestens eine Vorläufer dergestalt bildmäßig in die wählbaren, verschiedenen Vertiefungsraster des Substrats eingebracht, dass entweder tiefenvariable oder flächenvariable oder tiefen- und flächenvariable und bevorzugt binär flächenvariable und tiefen- und binär flächenvariable Tiefdruckformen entstehen. Fig. 8 zeigt das in der Fig. 1 gezeigte Substrat 1 mit Vertiefungen 2 in Matrixanordnung und mit binär flächenvariablen Bebilderungsstrukturen 14, wobei Auflösung und Tropfenvolumen der Ink-Jet Einrichtung an das Vertiefungsraster angepasst und somit jede Vertiefung adressier- bar wurde. Als Beispiel entspricht eine Druckerauflösung von 386 dpi einer Substratlinienweite von 152 Linien/cm. Die Bildauflösung erfolgte frequenzmoduliert, z.B. mittels Error- Diffusion. Es können im eriϊndungsgemäßen Verfahren aber sowohl die im Tiefdruck verwendeten Rastertypen, z.B. tiefen- oder amplitudenmodulierte Raster, als auch die digitalen Rastertypen der Ink-Jet Einrichtung, z.B. Dither-Matrix oder Error-Diffusion oder Variationen und Mischungen beider oder andere Raster als Bebilderungsraster angewandt werden. Zusätzlich ist es für alle herstellbaren Tiefdruckformen möglich, verschiedene, auch sto- chastisch verteilte, Vertiefungsraster zu wählen. Dabei kann z.B. die Liπienzahl pro cm des Bebilderungsrasters größer, gleich oder kleiner der Linienzahl des Vertiefungsrasters und das Volumen der variabel oder einheitlich großen Vorläufertropfen größer, gleich oder kleiner dem Volumen der einzelnen Vertiefungen sein.
Es ist vorteilhaft, beim Drucken mit den Tiefdruckformen, auch aus Umweltschutzgründen Druckfarben einzusetzen, die als Lösemittel im Wesentlichen Wasser oder Wasser/Alkoholgemische enthalten. Bei der Verwendung solcher Druckfarben erweitert sich die Palette der organischen Materialien beträchtlich, die erfindungsgemäß als Bebilderungsmaterialien und für die Schutzschicht eingesetzt werden können, da für diese Materialien verwendet werden können, die bevorzugt in Lösemitteln für organische Substanzen wie Kohlenwasserstoffen, insbesondere Fluorkohlenwasserstoffen, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon löslich sind. Es können aber auch andere, verfahrensgemäß auf diese Materialien abgestimmte Druckfarbensysteme mit verschiedenen, leichter flüchtigen Lösemitteln oder ohne Lösemittel eingesetzt werden.
Nach dem Druckprozess wird die Tiefdruckform von den Druckfarben gereinigt und anschließend gelöscht. Auf dem Substrat verbliebene Druckfarbenreste werden bei diesem Löschvorgang mit der Schutzschicht und dem Bebilderungsmaterial entfernt. Bevorzugt werden zum Löschen der erfindungsgemäß hergestellten Tiefdruckformen wie in Fig. 9 gezeigt geschlossene Reinigungsanlagen verwendet, in denen Tiefdruckformen 15 unter Verwendung von Lösemittel 16, wie z.B. N-Methylpyrrolidon, ultraschallunterstützt 17 von Bebilderungs- materiai und Schutzschicht befreit werden. Vqrteilhaft lässt sich dabei die poröse Substratoberfläche der Keramik in Verbindung mit der Schutzschicht und deren Löslichkeit ausnutzen, da das Lösemittel durch Diffusion die Schutzschicht aus- und ablöst und so für eine nahezu rückstandslose Ablösung von Schutzschicht, Bebilderungsmaterial und Druckfarbe sorgt. In der zweiten Reinigungszelle 18 werden in einem Wasserbad 19 die restlichen Schmutzpartikel entfernt und verdampfende Lösungsmittel einer Rückgewinnung 20 zugeführt, wonach man wieder das in der Figur 1 gezeigt Substrat 1 erhält, das dann wieder be- biidert werden kann. Die erfindungsgemäß genannte Schutzschicht muss vor jeder Bebilderung erneuert werden.
Die Herstellung einer bevorzugten, binär flächenvariablen lösch- und wiederbebilderbaren Tiefdruckform mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und die Verwendung der dabei hergestellten Tiefdruckform soll anhand der Fig. 10a bis 10e beschrieben werden. Ausgegangen wird von einem in der Fig. 1 gezeigten Substrat 1 mit einheitlich tiefen, annähernd identischen Vertiefungen 2 in Matrixanordnung und mit gleichmäßig hohen Stegen 3. Die Rasterlinienweite ist bevorzugt etwa 60 - 300 Linien/cm.
Die Fig. 10a zeigt einen Querschnitt durch das in der Fig. 1 gezeigte Substrat 1. In die Vertiefungen 2 wird zuerst eine nicht abgebildete Schutzschicht in Form einer Polymerlösung eingebracht. In die Vertiefungen 2 wird dann ein Vorläufer mittels der Ink-Jet Technik bevorzugt entsprechend einem protokollierten digitalen Datenbestand in einer oder mehreren Schichten bildmäßig eingebracht und zu Stegstruktur 21 verfestigt. Es wird ein Beispiel einer binär- flächenvariablen Tiefdruckform gebildet, wobei die Vertiefungen entweder ganz mit Stegstruktur 21 befüllt oder gar nicht befüllt werden, wodurch die Näpfchen 14 den Vertiefungen mit annähernd identischen Abmessungen entsprechen und in Tiefe und Größe der Näpfchenöffnung nicht variieren. Die Näpfchen 14 haben also alle das gleiche Volumen und die Tonwerte entstehen allein durch die Verteilung dieser Näpfchen 14 im Substrat. Das Bebilderungsmaterial muss sich nach Gebrauch entfernen lassen, eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit aufweisen und darf von den verwendeten Druckfarbensystemen nicht angegriffen werden. Als Vorläufer kommen polymerisierbare Monomere, Präpolymere und sowie deren chemischen Katalysatoren oder Initiatoren in Frage, die nach der Verfestigung in Wasser bzw. Wasser/Alkoholgemischen nicht löslich sind.
Die in der Fig. 10b gezeigte Struktur wird mit Druckfarben 22 aufgefüllt, die z.B. als Lösemittel Wasser bzw. Wasser/Alkoholgemische enthalten, die überstehende Druckfarbe wird mit einer Rakel abgestreift gemäß Fig. 10c, dann wird die Tiefdruckform mit dem Druckträger, z.B einer Papierbahn in Kontakt gebracht.
Aus der dann vorliegenden, in der Fig. 10d gezeigten, nur noch Farbreste aufweisenden Struktur, die praktisch der in der Fig. 10b gezeigten entspricht, wird anschließend - gegebenenfalls nach Reinigung mit dem Lösemittel für die Druckfarben - das Bebilderungsmaterial durch An-, Ab-, oder Auflösen mit das Bebilderungsmaterial lösende Lösemittel oder Lösemittelgemischen, und/oder mit einer Chemikalie entfernt, mit der das Bebilderungsmaterial reagiert, oder das Bebilderungsmaterial wird durch Auflösen der Schutzschicht von dem Sub- strat abgelöst. Diese Vorgänge können durch mechanische Mittel, beispielsweise durch Bürsten oder den Einsatz eines Ultraschallgerätes unterstützt werden. Übrig bleibt die in der Fig. 10e gezeigte Form, welche mit der in der Fig. 10a gezeigten identisch ist. Sie kann also neu mit Vorläufer bebildert werden.
Das Verfahren lässt sich auch dazu verwenden, besonders vorteilhafte tiefenvariable- und binär flächenvariable Tiefdruckformen zu erzeugen, die gelöscht und wieder bebildert werden können. Dabei wird die Tiefe binär flächenvariabler Näpfchen durch entsprechende Rasterung zusätzlich variiert, wodurch tiefen- und binär flächenvariable Näpfchen mit unterschiedlichen Volumina entstehen und in Abhängigkeit zur Anzahl der gewählten Tiefen ein größerer Tonwertumfang erzielt werden kann. Sie wird anhand der Figur 11a - 11e beschrieben. Ausgegangen wird wieder von einem in der Fig. 1 gezeigten Substrat 1 mit einheitlich tiefen, annähernd identischen Vertiefungen 2 in Matrixanordnung und mit gleichmäßig hohen Stegen 3. Die Rasterlinienweite ist bevorzugt etwa 60 - 300 Linien/cm.
Die Fig. 11a zeigt einen Querschnitt durch das in der Fig. 1 gezeigte Substrat 1. In die Vertiefungen 2 wird zuerst eine nicht abgebildete Schutzschicht in Form einer Polymerlösung eingebracht. In die Vertiefungen 2 wird dann ein Vorläufer mittels der Ink-Jet Technik bevorzugt entsprechend einem protokollierten digitalen Datenbestand tiefen- und binär-flächenvaήabel bildmäßig in einer oder mehreren Schichten eingebracht und zu Bebilderungsmaterial verfestigt. Zusätzlich zu den Stegstrukturen 21 wird die Tiefe der binär-flächenvariabel verteilten Näpfchen mittels Bebilderungsstrukturen 23 unterschiedlicher Höhe variiert, wodurch zum einen wieder Näpfchen 14 entstehen, die den Vertiefungen mit annähernd identischen Abmessungen entsprechen und in Tiefe und Größe der Näpfchenöffnung nicht variieren, und zusätzlich Näpfchen 24 entstehen, deren Tiefe unterschiedlich ist. Das Bebilderungsmaterial besitzt dieselben Eigenschaften wie das der Fig. 10b - 10d und wird aus denselben Vorläufern gebildet.
Die in der Fig. 11b gezeigte Struktur wird mit Druckfarben 22 aufgefüllt, die z.B. als Lösemittel Wasser bzw. Wasser/Aikoholgemische enthalten, die überstehende Druckfarbe wird mit einer Rakel abgestreift gemäß Fig. 11c, dann wird die Tiefdruckform mit dem Druckträger, z.B einer Papierbahn in Kontakt gebracht.
Aus der dann vorliegenden, in der Fig. 11d gezeigten, nur noch Farbreste aufweisenden Struktur, die praktisch der in der Fig. 11b gezeigten entspricht, wird anschließend mit demselben Verfahren wie anhand der Fig. 10d geschildert gelöscht. Übrig bleibt die in der Fig. 11e gezeigte Form, welche mit der in der Fig. 11a gezeigten identisch ist. Sie kann also neu mit Vorläufer bebildert werden.
Das Verfahren lässt sich auch dazu verwenden, flächenvariable Tiefdruckformen zu erzeugen, die gelöscht und wieder bebildert werden können. Dabei wird die Größe der Näpfchenöffnungen variiert, während die Tiefe der Näpfchen gleich bleibt. Sie werden anhand der Figuren 15a - 15e sowie 13 und 14 beschrieben.
Die Herstellung einer Tiefdruckform, wie sie in der Fig. 13 gezeigt ist, und ihre Verwendung soll anhand der Fig. 15a bis 15e erläutert werden. Als Basis für die flächenvariable Tiefdruckform kann das in der Fig. 12 gezeigte Substrat 25 mit einheitlich tiefen, annähernd identischen Vertiefungen 2 in Matrixanordnung und mit gleichmäßig hohen Stegen 3 dienen, das ein nicht-keramisches Substrat darstellt. Die Rasterlinienweite ist bevorzugt etwa 60 - 300 Linien/cm.
Die Fig. 15a zeigt einen Querschnitt durch das in der Fig. 12 gezeigte Substrat 25. In die Vertiefungen 2 wird ein Vorläufer mittels der Ink-Jet Technik bevorzugt entsprechend einem protokollierten digitalen Datenbestand bildmäßig in einer oder mehreren Schichten eingebracht und zu Stegstruktur 21 verfestigt. Es wird ein Beispiel einer flächenvariablen Tiefdruckform gebildet, wobei die Vertiefungen so mit Stegstruktur 21 befüllt werden, dass Näpfchen 26 mit unterschiedlicher Größe der Näpfchenöffnung bei gleicher Tiefe entstehen, wodurch das Volumen der Näpfchen 26 variiert und unterschiedliche Tonwerte erzeugt werden können. Das Bebilderungsmaterial besitzt dieselben Eigenschaften wie das der Fig. 10b - 10d und wird aus denselben Vorläufern gebildet
Die in der Fig. 15b gezeigte Struktur wird mit Druckfarben 22 aufgefüllt, die z.B. als Lösemittel Wasser bzw. Wasser/Alkoholgemische enthalten, die überstehende Druckfarbe wird mit einer Rakel abgestreift gemäß Fig. 15c, dann wird die Tiefdruckform mit dem Druckträger, z.B einer Papierbahn in Kontakt gebracht
Aus der dann vorliegenden, in der Fig. 15d gezeigten, nur noch Farbreste aufweisenden Struktur, die praktisch der in der Fig. 15b gezeigten entspricht, wird anschließend mit demselben Verfahren wie anhand der Fig. 10d geschildert gelöscht, wobei keine Schutzschicht entfernt werden muss. Übrig bleibt die in der Fig. 15e gezeigte Form, welche mit der in der Fig. 15a gezeigten identisch ist. Sie kann also neu mit Vorläufer bebildert werden. Die Figur 13 gibt die Fig. 15b bzw.15d in Aufsicht wieder. Die Vertiefungen der flächenvariablen Tiefdruckform sind so mit Stegstruktur 21 bildmäßig befüllt, dass Näpfchen 26 mit unterschiedlicher Größe der Näpfchenöffnung bei gleicher Tiefe entstehen, wodurch das Volumen der Näpfchen 26 variiert und unterschiedliche Tonwerte erzeugt werden können.
Die in der Fig. 14 gezeigte Tiefdruckform zeigt dasselbe Muster wie die Fig. 13, jedoch befinden sich an den Stellen in der Fig. 14 Näpfchen 26, an denen sich in der Fig. 13 Stegstrukturen 21 befinden und umgekehrt, d. h. die Stegstrukturen in den Fig. 13 und 14 sind insofern komplementär zueinander, als sie zusammengenommen das Vertiefungsraster der Fig. 12 vollständig füllen. Die in der Fig. 14 gezeigte Tiefdruckform kann erzeugt werden, indem der Vorläufer direkt bildmäßig in die Vertiefungen eingebracht und so die Tiefdruckform mit bildgebenden Näpfchen hergestellt wird. Alternativ dazu lässt sich die in der Figur 13 gezeigte Tiefdruckform mit dem zweistufigen Umkehrverfahren in die in der Figur 14 gezeigten umwandeln.
Dazu werden die Vertiefungen 2 mit Stegstrukturen 21 zunächst so belegt, dass die Bereiche der Vertiefungen im Substrat, die in der herzustellenden Tiefdruckform bildgebende Näpfchen bilden, mit Stegstrukturen 21 belegt sind und eine eventuelle Schutzschicht dabei nicht angegriffen wird. Wird in die dann noch unbefüllten Bereiche der Vertiefungen im Zeitlichen - durch die Verfestigungszeit des zuerst eingebrachten Materials bestimmten - Abstand ein zweiter Vorläufer eingebracht, welcher beim Einbringen und Verfestigen das zuerst eingebrachte Bebilderungsmaterial und die eventuelle Schutzschicht nicht angreift - also an-, ab- oder auflöst - und wird das zuerst eingebrachte Bebilderungsmaterial dann z.B. durch geeignete Lösemittel entfernt, ohne das zweite Bebilderungsmaterial und die eventuelle Schutzschicht anzugreifen, dann entsteht die in der Fig. 14 gezeigte Tiefdruckform mit Stegstrukturen 21 bildgebenden Näpfchen 26. Auch binär-flächenvariable Tiefdruckformen können mit diesem Umkehrverfahren hergestellt werden.
Das zweite Bebilderungsmaterial kann beispielsweise unter den Materialien ausgewählt werden, die auch als zuerst eingebrachtes Bebilderungsmaterial Verwendung finden, sofern gewährleistet ist, dass das zuerst eingebrachte Bebilderungsmaterial beim Aufbringen des zweiten nicht angegriffen wird und dieses beim An- oder Ablösen des zuerst eingebrachten nicht angegriffen wird.
Das Verfahren lässt sich auch dazu verwenden, tiefenvariable Tiefdruckformen zu erzeugen, die gelöscht und wieder bebildert werden können und bei denen nur durch unterschiedliche Näpfchentiefen und nicht zusätzlich durch die Verteilung der Näpfchen Tonwerte erzeugt werden. Sie wird anhand der Figur 16a - 16e beschrieben. Ausgegangen wird wieder von einem in der Fig. 1 gezeigten Substrat 1 mit einheitlich tiefen, annähernd identischen Vertiefungen 2 in Matrixanordnung und mit gleichmäßig hohen Stegen 3. Die Rasterlinienweite ist bevorzugt etwa 60 - 300 Linien/cm.
Die Fig. 16a zeigt einen Querschnitt durch das in der Fig. 1 gezeigte Substrat 1. In die Vertiefungen 2 wird zuerst eine nicht abgebildete Schutzschicht in Form einer Polymeriösung eingebracht. In die Vertiefungen 2 wird dann ein Vorläufer mittels der Ink-Jet Technik bevorzugt entsprechend einem protokollierten digitalen Datenbestand tiefenvariabel bildmäßig in einer oder mehreren Schichten eingebracht und zu Bebilderungsmaterial verfestigt. Es wird ein Beispiel einer flächenvariablen Tiefdruckform gebildet, wobei die Vertiefungen so mit Bebilderungsstrukturen 27 befüllt werden, dass Näpfchen 28 mit unterschiedlicher Tiefe bei gleicher Größe der Näpfchenöffnung entstehen, wodurch das Volumen der Näpfchen 28 variiert und unterschiedliche Tonwerte erzeugt werden können. Das Bebilderungsmaterial besitzt dieselben Eigenschaften wie das der Fig. 10b - 10d und wird aus denselben Vorläufern gebildet.
Die in der Fig. 16b gezeigte Struktur wird mit Druckfarben 22 aufgefüllt, die z.B. als Lösemittel Wasser bzw. Wasser/Alkoholgemische enthalten, die überstehende Druckfarbe wird mit einer Rakel abgestreift gemäß Fig. 16c, dann wird die Tiefdruckform mit dem Druckträger, z.B einer Papierbahn in Kontakt gebracht.
Aus der dann vorliegenden, in der Fig. 16d gezeigten, nur noch Farbreste aufweisenden Struktur, die praktisch der in der Fig. 16b gezeigten entspricht, wird anschließend mit demselben Verfahren wie anhand der Fig. 10d geschildert gelöscht. Übrig bleibt die in der Fig. 16e gezeigte Form, welche mit der in der Fig. 16a gezeigten identisch ist. Sie kann also neu mit Vorläufer bebildert werden.
Im folgenden wird das Verfahren und die Verwendung anhand von vier speziellen Beispielen noch detaillierter erläutert.
Beispiel 1:
Auf ein Substrat (s. Fig. 10a) wird ganzflächig eine Lösung von Polyvinylchlorid in Tetra- hydrofuran aufgebracht. Nach dem Verdunsten des Tetrahydrofurans bleibt eine Schutzschicht aus Polyvinylchlorid übrig. In die Vertiefungen des damit beschichteten Substrats wird ein Vorläufer, welcher aus einem Zwei-Komponenten-Kleber mit einer Kleberkomponente auf Alpha-Cyanacrylsäureesterbasis und einer Binderkomponente besteht, mittels einer Ink-Jet Einrichtung, wie anhand der Fig. 7 beschrieben, bildmäßig eingebracht, wobei nacheinander zuerst die Füllstoffkomponente des Klebers und dann die Binderkomponente punktgenau übereinander gesetzt gespritzt und schichtweise Stegstrukturen erzeugt werden. Nach dem reaktiven Aushärten des Klebers, was etwa drei Minuten dauert, liegt das Bebilderungsmaterial vor (s. Fig. 10b), das eine Shore-Härte von etwa D87 aufweist und die Näpfchen der Tiefdruckform einrahmt. Das aufgebrachte Bebilderungsmaterial wird von einer Druckfarbe, die als Lösemittel ein Wasser/Alkohol-Gemisch oder keine Lösemittel (UV-härtende Druckfarben) enthält, nicht beachtlich angegriffen. Nach dem Druckprozess (s. Fig. 10d) wird das Bebilderungsmaterial und die Schutzschicht mit N-Methylpyrrolidon abgelöst (s. Fig. 10e).
Alternativ kann die Polyvinylchloridlösung auch selektiv, d.h. nur auf den Substratbereichen aufgebracht werden, die anschließend mit dem Vorläufer belegt werden. In diesem Fall wird die Polyvinylchloridlösung mit der Ink-Jet Einrichtung aus einem Spritzkopf, welcher dem Spritzkopf für die Binderkomponente vorgeschaltet ist, punktgenau und zeitlich vor den Komponenten des Klebers aufgebracht.
Beispiel 2:
Auf das in der Fig. 1 gezeigte Substrat wird ganzflächig eine Lösung von Polyvinylchlorid in Tetrahydrofuran aufgebracht, aus der eine Schutzschicht aus Polyvinylchlorid gebildet wird. In die Vertiefungen wird dann als erster Voriäufer eine Lösung von Nitrocellulose in Ethanol mittels einer Ink-Jet Einrichtung, wie anhand der Fig. 7 beschrieben, durch punktgenaues Übereinanderspritzen mehrerer Tröpfchen, die dazwischen an- oder ausgehärtet werden, eingebracht, wobei die Vertiefungen mit Stegstrukturen zunächst so belegt werden, dass die Bereiche der Vertiefungen im Substrat, die in der herzustellenden Tiefdruckform bildgebende Näpfchen bilden, mit Stegstrukturen belegt sind. Die nicht mit dem ersten Bebilderungsmaterial belegten Bereiche der Vertiefungen werden anschließend im zeitlichen - durch die Verfestigungszeit des zuerst eingebrachten Materials bestimmten - Abstand mit einem zweiten Bebilderungsmaterial bzw. seinem Vorläufer mittels einer Ink-Jet Einrichtung, wie anhand der Fig. 7 beschrieben, befüllt. Als Vorläufer des zweiten Bebilderungsmaterials kann der im Beispiel 1 eingesetzte Zwei-Komponenten-Kleber wie dort beschrieben oder ein UV-härtendes Flüssigpolymer eingesetzt werden. Nach dem Abiösen der Nitrocellulose mit Ethanol liegt die herzustellende Tiefdruckform mit bildgebenden . Näpfchen entsprechend den Tonwerten der Druckvorlage vor. Die Tiefdruckform wird wie im Beispiel 1 beschrieben weiterverwendet und gelöscht. Alternativ, und für jedes Umkehrverfahren gültig, kann dabei das zweite Bebilderungsmaterial eingestrichen, dann angehärtet, z.B. bei Verwendung von UV-härtenden Flüssigpolymeren mittels UV-Strahlen, und dann das Substrat abgerakelt werden, wodurch das durch das Einstreichen im Übermaß aufgetragene und auf den Stegen abgelagerte Material vollständig entfernt und die Stegflächen des Bebilderungsmaterials mit den Oberflächen der Stege in einer Ebene liegen.
Beispiel 3:
Auf das in der Fig. 1 gezeigte Substrat wird ganzflächig eine Lösung von Vinylchlorid- Copolymer in N-Methylpyrrolidon aufgebracht, aus der nach dem Verdunsten des N- Methylpyrrolidon eine Schutzschicht aus Vinylchlorid-Copolymer gebildet wird. In die Vertiefungen wird dann als erster Vorläufer eine Lösung von einem Alkydharz in Aceton, der sehr schnell aushärtet, mittels einer Ink-Jet Einrichtung wie in Beispiel 2 beschreiben zur Ausbildung der in Beispiel 2 beschriebenen Stegstrukturen eingebracht, wobei zusätzlich Voriäufer gezielt auf die Oberflächen der Stege gespritzt wird. Die nicht mit dem ersten Bebilderungsmaterial belegten Bereiche werden dann wie in Beispiel 2 beschrieben mit einem zweiten Bebilderungsmaterial bzw. seinem Vorläufer befüllt, der aus den gleichen Materialien bestehen kann, die auch in Beispiel 2 aufgeführt sind. Beim Ablösen des Aikydharzes mit Aceton oder Alkohol wird auch die auf den Stegen gebildete Schicht und mit ihr das darauf eventuell abgelagerte zweite Bebilderungsmaterial abgelöst. Danach liegt die herzustellende Tiefdruckform mit bildgebenden Näpfchen entsprechend den Tonwerten der Druckvoriage vor. Die Tiefdruckform wird wie im Beispiel 1 beschrieben weiterverwendet und gelöscht.
Beispiel 4:
Auf das in der Fig. 1 gezeigte Substrat wird ganzflächig eine Lösung von Vinylchlorid- Copolymer in N-Methylpyrrolidon aufgebracht, aus der eine Schutzschicht aus Vinylchlorid- Copolymer gebildet wird. Vor dem Bebilderungsvorgang werden die Oberflächen der Stege dann mit einer hoch viskosen Hilfsschutzschicht aus einer weichmacherbasierenden Alumini¬ umpaste dünnschichtig mittels einer elastischen Farbauftragswalze durch Aufwalzen be¬ deckt. In die Vertiefungen wird dann als erster Vorläufer eine Lösung von einem Alkydharz in Aceton mittels einer Ink-Jet Einrichtung wie in Beispiel 2 beschreiben zur Ausbildung der in Beispiel 2 beschriebenen Stegstrukturen eingebracht. Die nicht mit dem ersten Bebilderungsmaterial belegten Bereiche werden dann wie in Beispiel 2 beschrieben mit einem zweiten Bebilderungsmaterial bzw. seinem Voriäufer befüllt, der aus den gleichen Materialien bestehen kann, die auch in Beispiel 2 aufgeführt sind. Beim Ablösen des Aikydharzes mit Ace- ton oder Alkohol wird auch die auf den Stegen gebildete, ebenfalls alkohollösliche Hilfsschutzschicht aus Aluminiumpaste und mit ihr das darauf eventuell abgelagerte erste und/oder zweite Bebilderungsmaterial abgelöst. Danach liegt die herzustellende Tiefdruckform mit bildgebenden Näpfchen entsprechend den Tonwerten der Druckvorlage vor. Die Tiefdruckform wird wie im Beispiel 1 beschrieben weiterverwendet und gelöscht.
Alle mit dem beschriebenen Verfahren hergestellten Tiefdruckformen können sowohl für den direkten als auch den indirekten Tiefdruck verwendet werden. Nach dem heutigen Stand der Technik ist der Austausch der Druckformen zwischen den Druckaufträgen weitgehend automatisiert, weshalb das Bebildern und Löschen der hergestellten Tiefdruckformen vorteilhaft in der Druckmaschine oder außerhalb dieser in einer separaten Vorrichtung erfolgen kann. Sowohl beim Bebildern als auch beim Löschen der Tiefdruckformen können die zu bearbeitenden Bereiche der Substratoberfläche zur Erleichterung des Materialauftrags und der Materi- alentfemung selektiv erhitzt und dabei entstehende Dämpfe abgesaugt werden. Beim Löschvorgang kann zudem zusätzlich das jeweilige Lösemittel erwärmt werden, um das Lösen der verschiedenen Materialien vom Substrat zu unterstützen. Die beim Löschvorgang bevorzugte geschlossene Reinigungsanlage kann sich außerhalb der Druckmaschine befinden oder besonders vorteilhaft in die Druckmaschine integriert werden, indem z.B. das Farbauftragssystem auf ein geschlossenes System erweitert wird, mit dem dann z.B statt der Farbe die jeweiligen Lösemittel an die Tiefdruckform angetragen und die verschiedenen Materialien unterstützt durch eine integrierte Ultraschallvorrichtung abgelöst werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Tiefdruckformen, bei dem ein mit einem Raster von ausreichend tiefen Vertiefungen versehenes Substrat (5) bereitgestellt wird und in den Vertiefungen zur Ausbildung eines Rasters von Näpfchen (15) ein auf die Tonwerte der Druckvorlage abgestimmter Raster von Strukturen aus mindestens einem wieder entfembaren Bebilderungsmaterial erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein niedrig viskoser Vorläufer des Bebilderungsmaterials in die Vertiefungen (6) mittels einer Ink-Jet-Einrichtung eingebracht und dann zu Bebilderungsmaterial verfestigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einbringung des Vorläufers eine Schutzschicht aufgebracht wird, welche die Porosität des Substrats verschließt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Vorläufer in Form von Tröpfchen eingebracht wird wobei die Tröpfchen einheitlich groß sind und einen Durchmesser zwischen etwa 20 und etwa 40 μm haben.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tröpfchen gemäß einem protokollierten digitalen Datenbestand, der durch Abtasten einer Druckvorlage oder durch Verarbeitung digitaler Bildinformationen erstellt wurde, abgestimmt auf die Tonwerte der Druckvoriage eingebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Erzeugung des Vertiefungsrasters zugrunde gelegte Datensatz zur Berechnung der exakten Adressen der Tröpfchen in den Datenbestand einbezogen wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorläufer ein physikalisch durch Lösungsmittelentzug und/oder ein durch Polymerisation zu Bebilderungsmaterial verfestigbares Material verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorläufer mindestens ein Material aus der Gruppe Polymere wie UV-härtende Flüssigpolymere, chemisch abbindende Klebstoffe und ein- oder mehrkomponentige Reaktionsklebstoffe, sowie deren chemischen Katalysatoren oder Initiatoren, ausgewählt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Vertiefungen (6) mit dem Voriäufer des Bebilderungsmaterials (7) so hoch befüllt wird, dass tiefenvariable Tiefdruckformen mit Näpfchen entsprechend den Tonwerten der Druckvorlage gebildet werden.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bebilderungsstrukturen (12) ein- oder mehrschichtig sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schichten aus nebeneinander- und gegebenenfalls übereinander gesetzten Spritzpunkten zusammengesetzt werden.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (6) mit Plateau- oder Bebilderungsstrukturen (12) aus Bebilderungsmaterial so teilweise belegt werden, dass zunächst die Bereiche der Vertiefungen im Substrat (5), die in der herzustellenden Tiefdruckform ein Raster aus Näpfchen (15) gemäß den Tonwerten der Druckvorlage bilden, mit Bebilderungsmaterial belegt sind, dass die noch unbefüllten Bereiche der Vertiefungen mit einem zweiten Bebilderungsmaterial gefüllt werden, welches bzw. sein(e) Vorläufer das zuerst aufgebrachte Bebilderungsmaterial nicht angreift (angreifen), und dass das zuerst aufgebrachte Bebilderungsmaterial dann entfernt wird, ohne das zweite Bebilderungsmaterial wesentlich anzugreifen, wodurch die herzustellende Tiefdruckform mit einem Raster von Näpfchen entsprechend den Tonwerten der Druckvorlage gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das zuerst aufgebrachte Bebilderungsmaterial physikalisch durch Auflösen oder chemisch entfernt wird.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Vertiefungen (6) mit dem mindestens einen Vorläufer bis zu festgelegten Höhen aber nicht vollständig gefüllt werden und dann die Vertiefungen bis zu ihrem oberen Rand mit Stegstrukturen belegt werden, wobei das Füllen und Belegen in der Weise erfolgt, dass die entstehenden Näpfchen den Tonwerten der Druckvorlage entsprechen.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Vorläufers ganzflächig oder auf den mit Vorläufer zu belegenden Bereichen auf das Substrat eine Schutzschicht aus einem Material aufgebracht wird, das von den bei der Bebilderung der Tiefdruckform beteiligten Materialien und den verwendeten Druckfarben nicht wesentlich angegriffen wird.
15. Tiefdruckform aus einem Substrat mit einem Raster von ausreichend tiefen Vertiefungen (6) und einem in den Vertiefungen aufgebrachten auf die Tonwerte der Druckvorlage abgestimmten Raster von Strukturen aus einem entfembaren Bebilderungsmaterial, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen teilweise mit Bebilderungsstrukturen (12) aus dem Bebilderungsmaterial belegt sind, deren Stegflächen mit dem oberen Rand der Vertiefungen etwa in einer Ebene liegen.
16. Tiefdruckform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, die Vertiefungen (6) bis zu festgelegten Höhen mit Bebilderungsmaterial (7) gefüllt sind und die verbleibende Höhe der Vertiefungen zwischen dem oberen Rand der Füllung und dem oberen Rand der Vertiefungen mindestens teilweise mit Stegstrukturen belegt sind, deren Höhe gleich der Differenz ist.
17. Tiefdruckform nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bebilderungsstrukturen (12) bezüglich ihrer Verteilung über das Substrat und der Größe und der Form ihrer Flächen derart erzeugt sind, dass die in den Vertiefungen (6) ausgesparten Näpfchen (15) den Tonwerten der Druckvorlage entsprechen.
18. Tiefdruckform nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Bebilderungsmaterial mindestens ein Material aus der Gruppe der Polymere wie UV- härtende Flüssigpolymere, chemisch abbindende Klebstoffe und ein- oder mehrkomponenti- ge Reaktionsklebstoffe, sowie deren chemischen Katalysatoren oder Initiatoren ausgewähltes ist.
19. Tiefdruckform nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Substratoberfläche in den Vertiefungen (6) eine Schutzschicht aufgebracht ist, welche von den bei der Bebilderung der Tiefdruckform beteiligten Materialien und den verwendeten Druckfarben (8) nicht wesentlich angegriffen wird.
20. Verwendung einer Tiefdruckform nach einem der Ansprüche 15 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Druckfarbe (8) versehen wird, welche das Bebilderungsmaterial in der fertigen Tiefdruckform und gegebenenfalls die Schutzschicht nicht angreift, dass gedruckt wird, dass nach Abschluß des Druckprozesses das Bebilderungsmaterial, gegebenenfalls das Material der Schutzschicht, und eventuell auf diesen Materialien verbliebene Druckfarbenreste physikalisch oder chemisch entfernt werden.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Substratoberfläche, von denen Materialien entfernt werden, während des Entfemens selektiv erhitzt werden und dass entstehende Dämpfe abgesaugt werden.
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