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Die
Erfindung betrifft eine Hochdruckform, die auf einem formstabilen
Träger
ein Druckklischee aus einem elastischen Werkstoff hat, das an seiner dem
Trägerkörper abgewandten
Oberfläche
ein Relief aufweist.
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Eine
derartige Hochdruckform ist aus der Praxis bekannt. Sie weist einen
zylindrischen Träger auf,
der an seiner Mantelfläche
mit Gummi beschichtet ist, in den ein Hochdruck-Relief eingraviert
ist. Der Träger
kann eine Walze oder eine Hülse
(Sleevesystem) sein. Bei der Herstellung der Hochdruckform werden
zunächst
der Träger
und eine Gummibahn bereitgestellt. Danach wird die Gummibahn auf
die Mantelfläche
des zylindrischen Trägers
aufgewickelt, um den Gummi anschließend unter Einwirkung von Wärme und
Druck zu einer nahtlosen und stoßstellenfreien Gummischicht
zu vulkanisieren. Dann wird die dem Träger abgewandte Außenmantelfläche der Gummischicht
geschliffen und anschließend
wird mit Hilfe eines Laserstrahls das Relief in die Oberfläche eingraviert.
Während
des Druckvorgangs wird Druckfarbe mit Hilfe einer Rasterwalze auf
die Mantelfläche der
Hochdruckform und von dieser auf einen zu bedruckenden Gegenstand,
wie z.B. eine Papierbahn oder eine Kunststofffolie übertragen.
Die Hochdruckform ermöglicht
zwar ein endloses stoßstellenfreies Bedrucken
des Gegenstands, hat jedoch den Nachteil, dass die Farbe nur relativ
schlecht von dem Gummi auf den zu bedruckenden Gegenstand übertragen
wird. Die Druckqualität
ist deshalb entsprechend gering.
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Aus
DE 196 07 604 A1 ist
auch bereits eine Hochdruckform der eingangs genannten Art bekannt, die
einen Träger
aus magnetisierbarem Metall aufweist, der auf seiner einen Seite
mit einem Fotopolymer beschichtet ist. Bei der Herstellung der Hochdruckform
wird das Fotopolymer an seiner dem Träger abgewandten Oberfläche zunächst mit
einer lichtundurchlässigen
Schicht beschichtet, die anschließend mit Hilfe eines Laserstrahls
an den Stellen, an denen später
die Druckfarbe übertragen
werden soll, durch bereichsweises Entfernen der Schicht maskiert
wird. Danach werden die so freigelegten Bereiche des Fotopolymers
durch Bestrahlung mit UV-Licht gehärtet. Anschließend werden
die übrigen Bereiche
ausgewaschen, um das Relief zu erzeugen. Vor dem Anbringen an einen
Druckzy linder wird die Hochdruckform mit Hilfe einer speziellen
Biegeeinrichtung derart geformt, dass ihr Durchmesser in etwa an
den Druckzylinder angepasst ist. Es ist auch bereits bekannt eine
Hochdruckform direkt als Platte auf den Druckzylinder aufzukleben.
Die Hochdruckform hat den Nachteil, dass sich an der Stelle, an
der die einander gegenüberliegenden
Ränder
der Hochdruckform am Umfang des Druckzylinders aneinandergrenzen,
eine Stoßlinie
ergibt. Die Hochdruckform ist daher praktisch nicht zum Endlosdrucken
geeignet. Ungünstig
ist außerdem,
dass die Montage der Hochdruckform relativ teuer ist. Sie ermöglicht zwar eine
deutlich bessere Druckqualität
als eine gummibeschichtete Druckwalze. Dennoch ist die Tonwertübertragung
von dem Fotopolymer auf den zu bedruckenden Gegenstand noch verbesserungswürdig.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, eine Hochdruckform der eingangs genannten
Art zu schaffen, die eine gute Druckqualität ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass das Druckklischee zumindest im Bereich des Reliefs mit einer
Beschichtung versehen ist, die an ihrer dem elastischen Werkstoff
abgewandten Oberfläche
eine Nanostruktur mit Erhöhungen
und Vertiefungen aufweist.
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In
vorteilhafter Weise wirkt eine solche Beschichtung für wasser-
und/oder alkoholbasierte Druckfarben abweisend, so dass die Druckfarbe beim
Hochdruckprozess gut von der Hochdruckform auf den zu bedruckenden
Gegenstand übertragen wird. Überraschender
Weise hat sich herausgestellt, dass die Druckfarbe während des
Druckprozesses beispielsweise mit Hilfe einer Farbgeberwalze dennoch
gut auf das Relief übertragen
lässt.
Beschichtungen, die an ihrer Oberfläche eine Nanostruktur aufweisen,
sind als solche bekannt und im Handel verfügbar, beispielsweise bei der
Firma Nanogate Technologies GmbH mit Sitz in Saarbrücken. Die Oberflächenstruktur
dieser Beschichtungen ist einem in der Natur auftretenden Phänomen nachempfunden,
nämlich
der Oberflächenstruktur
der Blätter
der Lotuspflanze.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Beschichtung Nanopartikel. Bei der Herstellung der Hochdruckform
lässt sich
die Beschichtung dann auf einfache Weise auf den elastischen Werkstoff
auftragen, indem eine Flüssigkeit,
in welcher die Nanopartikel suspendiert sind, auf den elastischen
Werkstoff aufgesprüht
oder auf andere Weise mit dem elastischen Werkstoff in Kontakt gebracht
wird. Die Flüssigkeit
wird anschließend
beispielsweise durch Verdunsten von dem elastischen Werkstoff entfernt,
so dass die Nanopartikel an der Oberfläche des elastischen Werkstoffs
zurückbleiben.
Unter einem Nanopartikel wird ein Partikel verstanden, deren Größe kleiner
als etwa 200 Nanometer und bevorzugt kleiner als 100 Nanometer ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Träger
eine Walze und/oder Hülse
auf, wobei der elastische Werkstoff nahtlos auf die Mantelfläche des
Trägers
aufgebracht ist und vorzugsweise aus Gummi besteht. Eine derartige
Druckwalze lässt
sich kostengünstig
herstellen und ermöglicht
ein endloses stoßlinienfreies
Bedrucken insbesondere von Papierbahnen, Kunstoff- oder Metallfolien.
Aufgrund der Nanostruktur ermöglicht
die Druckwalze eine wesentliche bessere Farbübertragung auf einen zu bedruckenden
Gegenstand als eine herkömmliche
Druckwalze mit unbeschichtetem Gummi-Relieff. Mit der erfindungsgemäßen Druckwalze können deshalb
Druckqualitäten
erzielt werden, die bisher nur mit in der Herstellung und Montage
wesentlich teueren Fotopolymer-Druckformen möglich waren. Die Hülse kann
aus Glasfaser- und/oder Karbonfaserverstärktem Kunststoff und/oder aus
Metall, vorzugsweise aus Nickel bestehen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist der Träger
eine Platte und der elastische Werkstoff vorzugsweise ein Fotopolymerwerkstoff. Mit
einer derartigen Hochdruckform kann die Druckfarbe noch besser auf
den zu bedruckenden Gegenstand übertragen
werden.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung hat die Beschichtung mindestens drei Lagen, wobei
eine erste, mit der Oberfläche
des Druckklischees in Kontakt befindliche Lage als Haftkomponenten
ausgebildete Nanopartikel aufweist, wobei auf der ersten Lage eine
zweite Lage angeordnet ist, deren Nanopartikel verschleißbeständiger sind
als die der ersten Lage, und wobei auf der zweiten Lage eine dritte
Lage angeordnet ist, deren Nanopartikel für die Druckfarbe abweisend
ausgebildet sind. Durch den mehrlagigen Aufbau der Beschichtung
ergibt sich eine robuste und verschleißbeständige Hockdruckwalze. Die Beschichtung
ist bevorzugt eine selbstorganisierende Nanokompositbeschichtung.
Die Haftkomponenten weisen vorzugsweise mindestens eine chemisch
Gruppe auf, die gut an die Oberfläche des elastischen Werkstoffs
anbindet. Die Nanopartikel der zweiten Lage sind bevorzugt Oxidkeramik-Partikel.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind die Nanopartikel in eine Matrix eingebettet.
Die Matrix kann beispielsweise ein Lack sein, der beim Auftragen
auf den elastischen Werkstoff in einem Lösungsmittel gelöst ist und
danach durch Verdunsten des Lösungsmittels
verfestigt wird. In der Matrix können
im Wesentlichen kugel- oder kornförmige Nanopartikel, faserförmige Nanopartikel und/oder
blättchenförmige Nanopartikel
angeordnet sein.
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Die
Beschichtung weist vorzugsweise eine möglichst geringe Dicke auf,
die kleiner als 200 nm, insbesondere kleiner als 150 nm, gegebenenfalls kleiner
als 120 nm und bevorzugt kleiner als 100 nm sein kann. Dabei ist
es sogar möglich,
dass die Beschichtung quer zu der Ebene, in der sie sich erstreckt,
nur wenige Atomlagen aufweist.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen zum Teil stärker schematisiert:
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1 eine
Seitenansicht auf die Walzen einer Rotations-Hochdruckmaschine,
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
eines Reliefs einer Druckwalze, und
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
von 2, welcher auf einem Elastomerwerkstoff eine mehrlagige,
Nanopartikel enthaltende Beschichtung erkennen lässt.
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Eine
im Ganzen mit 1 bezeichnete, als Druckwalze ausgebildete
Hochdruckform weist als Träger 2 eine
zylindrische Walze auf, auf deren Außenmantelfläche ein in Umfangsrichtung
stoßstellenfrei
umlaufendes Druckklischee aus einem elastischen Werkstoff 3 angeordnet
ist, der vorzugsweise aus Gummi besteht, der auf die Metallwalze
aufvulkanisiert oder aufgeklebt sein kann. In 1 ist
erkennbar, dass der elastische Werkstoff 3 an seiner dem
Träger 2 abgewandten
Oberfläche
ein Relief aufweist, das in radiale Richtung weisende Vorsprünge hat,
die in Umfangsrichtung durch Unterbrechungen voneinander beabstandet
sind.
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Die
Hochdruckform 1 ist an einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Halterung um ihre Achse drehbar gelagert und wirkt in an sich bekannter
Weise mit einer ebenfalls an der Halterung drehbar gelagerten Rasterwalze 4 zusammen,
die mit ihrer Achse parallel zur Achse der Hochdruckform 1 angeordnet
ist. Die Hochdruckform 1 und die Rasterwalze 4 sind
mittels eines Antriebs drehangetrieben. Die Drehrichtungen der Walzen
sind in 1 durch Pfeile markiert.
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Die
Rasterwalze 4 taucht mit einem unteren Teilbereich ihrer
Mantelfläche
in Druckfarbe 5 ein, die in einer Farbwanne 6 angeordnet
ist. Die Rasterwalze 4 weist an ihrem Umfang eine Vielzahl
von Vertiefungen auf, die beim Eintauchen in die Druckfarbe 5 mit
dieser gefüllt
werden. Mit Hilfe eines Rakels 7, das seitlich am Umfang
der Rasterwalze angreift, wird überflüssige Druckfarbe,
die außerhalb
der Vertiefungen am Umfang der Rasterwalze 4 anhaftet, abgestreift
und in die Farbwanne 6 zurückgeleitet. Als Rakel 7 kann
auch ein Kammerrakel vorgesehen sein. In Rotationsrichtung hinter
dem Rakel 7 gerät die
Rasterwalze 4 derart mit der Mantelfläche der Hochdruckform 1 in
Kontakt, dass zumindest ein Teil der in den Vertiefungen befindlichen
Druckfarbe im Bereich der Vorsprünge
des Druckklischees flächig auf
dieses übertragen
wird.
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Die
Hochdruckform 1 wirkt außerdem mit einer Gegenwalze 8 zusammen,
die mit ihrer Rotationsachse parallel zur Rotationsachse der Hochdruckform 1 angeordnet
ist und sich in die entgegengesetzte Richtung dreht wie die Hochdruckform 1. Zwischen
der Hochdruckform 1 und der Gegenwalze 8 ist ein
Spalt gebildet, durch den ein zu bedruckender flächiger Gegenstand 10,
beispielsweise eine Tapetenbahn oder eine Folie hindurchgeführt wird.
Dabei gerät
der zu bedruckende Gegenstand 10 derart mit dem Druckklischee
der Hochdruckform 1 in Kontakt, dass die Druckfarbe an
den Stellen, an denen das Druckklischee Vorsprünge aufweist, von dem Druckklischee
auf den zu bedruckenden Gegenstand 10 übertragen wird.
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In 2 und 3 ist
erkennbar, dass das Druckklischee an seiner dem Träger 2 abgewandten Seite
mit einer Beschichtung versehen ist, die an ihrer Oberfläche eine
für die
Druckfarbe abweisende Nanostruktur mit einer Vielzahl von Erhöhungen und Vertiefungen
aufweist. Dadurch kann die Druckfarbe besser von dem Druckklischee
auf den Gegenstand 10 übertragen
werden.
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In 3 ist
erkennbar, dass die Beschichtung mehre Lagen 11a, 11b, 11c mit
Nanopartikeln 12 aufweist. Eine erste, mit der Oberfläche des Druckklischees
in Kontakt befindliche Lage 11a weist Nanopartikel 12 auf,
die als Haftkomponenten ausgebildet sind. Auf der ersten Lage 11a ist
eine zweite Lage 11b mit verschleißbeständigen Nanopartikeln 12 angeordnet.
Als Decklage ist auf der zweiten Lage 11c eine dritte Lage 11c mit
Nanopartikel 12 angeordnet, die für die Druckfarbe abweisend
ausgebildet sind.
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Die
erfindungsgemäße Hochdruckform 1 kann
auch für
den Farbdruck verwendet werden.
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- 1
- Hochdruckform
- 2
- Träger
- 3
- elastischer
Werkstoff
- 4
- Rasterwalze
- 5
- Druckfarbe
- 6
- Farbwanne
- 7
- Rakel
- 8
- Gegenwalze
- 9
- Beschichtung
- 10
- Gegenstand
- 11a
- erste
Lage
- 11b
- zweite
Lage
- 11c
- dritte
Lage
- 12
- Nanopartikel