DE10125257A1 - Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine und Verfahren zur Verbesserung der Farbspaltung in einem solchen Kurzfarbwerk - Google Patents

Abstract

Um ein Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine, das mindestens eine Farbauftragwalze, die sich in einem mit Druckfarbe gefüllten Farbkasten dreht und aus diesem Druckfarbe aufnimmt, und einen Formzylinder, der als Druckformträger dient und auf den Druckfarbe von der Farbauftragwalze direkt oder indirekt übertragbar ist, als Farbwerkswalzen umfasst, zu schaffen, das also mit einer geringen Anzahl an Farbwerkswalzen ausgestattet ist und gleichzeitig dennoch einen gleichmäßigen, homogenen Farbauftrag auf den Formzylinder gewährleistet, also die Farbspaltung an farbführenden Walzen eines Kurzfarbwerks für eine Rotationsdruckmaschine verbessert ist, wird mindestens eine der Farbwerkswalzen zumindest auf ihrer Oberfläche mit einer Beschichtung mit starken Mikrodipolen, insbesondere aus ferroelektrischem Material, versehen und einer derartigen Mantelfläche elektrische Mittel zugeordnet, um mittels einer Gleich-/Wechselspannung ein elektrisches Feld zu erzeugen, um die Mikrodipole der Mantelfläche in Form eines homogenen oder periodischen Ladungsbildes zu polarisieren, bzw. zu depolarisieren, so dass eine aufliegende Farbschicht eine gewünschte elektrische Rauhigkeit erhält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Verbesserung der Farbspaltung in einem solchen Kurzfarbwerk.

Zum Einfärben von Formzylinder in Rollen- oder Bogen-Offsetdruckmaschinen dienen Farbwerke, in der Regel Heberfarbwerke im Bogenoffsetdruck und heberlose Filmfarbwerke im Rollenoffsetdruck. Bekanntlich umfassen solche Farb- und Feuchtwalzenanordnungen eine Vielzahl von Walzen zur Zufuhr und Dosierung der Farbe, Walzen zur Verreibung/Verteilung der Farbe, bzw. Transport der Farbe durch Farbspaltung und Farbauftrag auf die Druckform. Diese sogenannten "langen" Farbwerke ermöglichen ein häufiges Spalten und Verteilen der geförderten Farbschicht, so dass nach den Farbauftragwalzen hin ein geglätteter dünner Farbfilm entsteht.

Entscheidende Parameter für die Farbübertragung durch Farbspaltung sind molekulare, grenzflächenphysikalische Wirkungen wie Kohäsions- und Adhäsionskräfte, Oberflächenspannung, Benetzung, die in engen Wechselwirkungen stehen,

Bei jeder Walzenberührung wird die Farbfilmstärke geteilt. Die komplexe Theorie der Farbspaltung besagt vereinfacht: Rollen zwei Walzen aneinander ab, von denen nur eine eingefärbt ist, so verteilt sich die Druckfarbe im bestimmten Verhältnis auf beide Walzenoberflächen. Das Ziel der Farbübertragung ist eine gleichmäßige Verteilung der durch den Farbheber oder die Filmwalze aufgenommenen Druckfarbe und eine optimale Einfärbung der Druckform.

Durch die Vielzahl der Walzen soll also eine gute Verteilung der Druckfarbe auf dem Formzylinder gewährleistet und eine Farbschicht definierter Dicke auf dem Formzylinder erzeugt werden, die auch im Fortdruck eine hohe Gleichmäßigkeit besitzt; systemimmanente Fehler, wie das Schablonierverhalten, sollen hierdurch abgeschwächt werden. Anzahl und Umfang der Farbauftragwalzen haben einen wichtigen Einfluss auf die gleichmäßige Einfärbung der Druckform. Es ist einfacher, nacheinander von mehreren Farbauftragwalzen einen dünnen Farbfilm auf die Druckform zu bringen und diesen zu glätten, als mit weniger Walzen die gleiche Farbmenge aufzutragen. Allerdings wird das Farbwerk durch die Vielzahl der Walzen komplizierter.

Ein weiteres Problem besteht in der Füllcharakteristik des Farbwerks; je mehr Farbauftrag- und Farbübertragwalzen das Farbwerk aufweist, desto längere Zeit dauert es, bis die Farbauftragwalzen die gewünschte Farbmenge an den Formzylinder abgeben, so daß viel Makulatur produziert wird, bis das Farbwerk seinen stationären Zustand erreicht hat.

Bei Rollen-Offsetdruckmaschinen für den Zeitungsdruck finden auch Kurzfarbwerke Verwendung. Kurzfarbwerke sind schon lange patentrechtlich bekannt, siehe beispielsweise die DE 197 31 003 A1. Diese Farbwerke weisen eine geringe Anzahl von Walzen auf. Aufgrund der geringen Anzahl von Spaltstellen für die Farbspaltung zwischen den Walzen ergibt sich der Nachteil, daß sich die Druckfarbe nur schlecht mit dem Feuchtmittel emulgieren läßt. Darüber hinaus wird die Konsistenz der Farbe durch übermäßige Rückspaltung von Farbe in den Farbkasten zerstört. Dies führt oftmals zu einem wolkigen Bild und einem gestörten Farb- und Wassergleichgewicht. Heutige Kurzfarbwerke haben auch sehr geringe Möglichkeiten in der Schichtdickenvariation.

Andererseits ist es bei insbesondere digitalen Druckmaschinen wünschenswert, Eingriffe zur Druckqualitätsoptimierung hauptsächlich im digitalen Datensatz vorzunehmen, ohne die mechanischen Komponenten innerhalb der Druckmaschine zu beeinflussen, wie es beispielsweise durch das Stellen von Stellschrauben oder mittels Hochlaufkurven geschieht. Bei einer derartigen an den Bilddaten orientierten Druckmaschine werden also die Eingriffe bei den Daten der Vorstufe oder im Rasterbild-Prozessor (RIP) durchgeführt. Ein für eine derartige Druckmaschine zu entwickelndes Farbwerk muß daher kennlinienstabil sein, damit eine Kompensation druckwerksspezifischer Fehler bei der Bebilderung durch eine Beeinflussung der digitalen Daten vorgenommen werden kann und die Druckqualität sich auch im Fortdruck nicht verändert.

Wenn aber Farbwerke über wenige Spaltstellen verfügen, tritt aufgrund des geringen Schichtdickenausgleichs ein unregelmäßiger Verlauf der optischen Dichte in Druckrichtung auf, der bei hohen Qualitätsanforderungen visuell wahrnehmbar ist.

Außerdem werden bei einer Farbzufuhr auf die Farbauftragwalze bei Veränderungen des Feuchtmittelanteils in den Spaltstellen, die im Farbstrom liegen, Farbspaltungsverhältnisse verändert. Verändert sich der Feuchtmittelanteil in den Spaltstellen des Farbstroms infolge veränderter Feuchtmittelzufuhr durch ein Feuchtwerk, insbesondere bei Feuchtung direkt ins Farbwerk, so muss, um einen gleichen Farbauftrag auf die Druckform zu erhalten, die Farbzufuhr nachgeregelt werden. Dies soll vermieden werden.

Verändert sich der Feuchtmittelanteil in den Spaltstellen des Farbstroms infolge unterschiedlicher Feuchtmittelmenge auf der Druckform, bedingt durch die Verteilung von druckenden Und nichtdruckenden Flächenanteilen, entstehen Pulsationen im Farbstrom, durch die Schablonieren hervorgerufen wird.

Weiterhin ist beispielsweise aus der EP 0 639 451 B1 ein digitales Druckverfahren unter Verwendung eines Kurzfarbwerks bekannt, bei diesem zum Vervielfältigen einer Bildvorlage die Druckform an der Oberfläche eine Schicht aus einem ferroelektrischen Material aufweist, das sich in sehr engen Bereichen unterschiedlich polarisieren lässt.

Die Druckform wird dadurch polarisiert, dass eine elektrische Gleichspannung an einer Elektrode anliegt und als Gegenelektrode eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise die metallische Walze selbst, unterhalb des ferroelektrischen Materials dient. Umgekehrt lässt sich die Druckform durch eine Wechselspannung, deren Frequenz weit oberhalb der Resonanzfrequenz des Ferroelektrikums liegt, oder durch Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur wieder depolarisieren oder durch anschließendes Anlegen einer Gleichspannung wieder einheitlich polarisieren.

Die Funktion, sowie das Verhalten von ferroelektrischem Material bei Einwirkung elektrischer Felder, sowie bei Energiezufuhr durch Wärme sind in der EP 0 639 451 B1 ausführlich beschrieben. Weiterhin ist die digitale Herstellung einer löschbaren Druckform, auf der hydrophobe und hydrophile Bereiche darstellbar sind und die ein Material mit ferroelektrischen Eigenschaften enthält aus der EP 0 594 097 bekannt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine mit einer geringen Anzahl von Farbwerkswalzen zu schaffen und gleichzeitig einen gleichmäßigen, homogenen Farbauftrag auf den Formzylinder zu gewährleisten, also die Farbspaltung an farbführenden Walzen eines Kurzfarbwerks für eine Rotationsdruckmaschine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird also bei einem Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine mit mindestens einer Auftragswalze, die sich in einem mit Druckfarbe gefüllten Farbkasten dreht und aus diesem Druckfarbe aufnimmt und einem Formzylinder als weitere Farbwerkswalze, die als Druckformträger dient und auf die Druckfarbe von der Auftragswalze übertragbar ist, mindestens eine dieser Farbwerkswalzen zumindest auf ihrer Mantelfläche mit einer Beschichtung mit starken Mikrodipolen, insbesondere aus ferroelektrischem Material, versehen und einer derartigen Mantelfläche Mittel zugeordnet, um mittels einer Gleich-/Wechselspannung ein elektrisches Feld zu erzeugen, um die Mikrodipole der Mantelfläche in gewünschter Weise zu polarisieren, bzw. zu depolarisieren.

Erfindungsgemäß wird die Farbspaltung in einem solchen Kurzfarbwerk dadurch verbessert, dass durch die einer Mantelfläche mit einer Beschichtung mit starken Mikrodipolen zugeordneten Mittel eine sporadische Spannungserregung zur Erzeugung eines Ladungsbildes herbeigeführt wird, also auf diese Weise eine gewisse elektrische Rauhigkeit der auf der Mantelfläche aufliegenden Farbschicht erzeugt wird, bis diese zu einer Aktivierung des Spaltprozesses führt. Durch die sporadische Spannungserregung kann auf der Oberfläche der aufliegenden Farbschicht eine sogenannte Orangenhaut beobachtet werden, d. h. die Gitterkonstante der Molekülanordnung an der Oberfläche der Farbschicht, also die entscheidenden Parameter für die Farbübertragung durch Farbspaltung, wie molekulare, grenzflächenphysikalische Wirkungen, werden beinflusst, so dass mit anderen Worten die Eigenschaften der in der Übertragungskette der Druckfarbe beteiligten Spaltstellen des Kurzfarbwerks positiv im Sinne einer Beschleunigung der Konditionierung der Druckfarbe für eine gute Verteilung der Druckfarbe auf der Druckform beeinflussbar sind.

Die zyklische, bzw. zeitliche Abfolge der sporadischen Spannungserregung muss empirisch, bzw. kennlinienmäßig erfasst werden.

Ein erfindungsgemäß ausgeführte Kurzfarbwerk ermöglicht also die Verbesserung der Farbspaltung mit nur wenigen Spaltstellen auf elektrischem Wege ohne auf mechanische Mittel zurückgreifen zu müssen an farbführenden Walzen in Farbwerken, aber auch bei Verwendung eines Feuchtmittels aus einem Feuchtwerk eben an Walzen des Feuchtwerks.

Allgemein gesprochen, werden durch das mittels der zeitlich sporadischen Spannungserregung der Mikrodipole einer Mantelfläche einer Walze erzeugte Ladungsbild mehrere Walzen zur Farbspaltung ersetzt, bzw simuliert, da die elektrische Rauhigkeit des aufliegenden Farbfilms die Eigenschaften der Farbe, bzw. der Farbe/Feuchtmittelemulsion derart beeinflusst, dass die Affinität der feuchtmittelangereicherten Farbe zur nächsten Walze erhöht ist, bzw. den Spaltprozess derart aktiviert, dass Schablonieren nicht mehr auftritt oder zumindest stark gemildert ist. Mittels der sporadischen Spannungserregung kann die Farbschichtdicke der geförderten Druckfarbe im Kurzfarbwerk geregelt werden.

Durch die gleichmäßig polarisierte, bzw. mit einem periodischen Polarisationsmuster (beispielsweise analog zur bildmäßigen Polarisation einer mit ferroelektrischem Material beschichteten Druckform) versehene Farbwerkswalzenoberfläche wird dort kein Stromfluss erzeugt (Stichwort:: sperrende Kontakte), so dass elektrochemische Veränderungen (wie z. B. galvanische Prozesse) nicht stattfinden.

Die Farbübertragung und -spaltung lässt sich außerdem insbesondere bei umfangsgroßen Farbwerkswalzen weiter dadurch optimieren, dass die "elektrostatische Aufrauhung" der auf der Mantelfläche aufliegenden Farbschicht sogar druckbildbezogen (druckbildkorreliert), d. h. mit einer Differenzierung in Bild- und Nichtbildbereichen auf der Mantelfläche der Farbwerkswalze erfolgen kann (z. B. bei Anwendung unterschiedlicher Polarisationsstärken, -ortsfrequenzen und ähnliches). Die Wirkung dieser Maßnahme entspricht den bekannten sogenannten dynamischen Zonenreglern einer Einrichtung zur Farbmengendosierung im Farbwerk, die eben auch in Umfangsrichtung der Farbwerkswalze nicht nur streifenweise, sondern variabel dosieren können. Diese mechanische Einrichtung kann nun erfindungsgemäß durch elektronische Mittel simuliert, bzw. ersetzt werden.

Auf diese Weise wird ein Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine ermöglicht, das die gleiche Qualität bezüglich der Farbspaltung wie ein "langes" Farbwerk mit einer Vielzahl von Walzen zur Zufuhr und Dosierung der Farbe, Walzen zur Verreibung/Verteilung der Farbe, bzw. Transport der Farbe und Farbauftrag auf eine Druckform, schafft.

Ferroelektrika, bzw. geeignete Materialien mit ferroelektrischen Eigenschaften sind beispielsweise anorganische Keramikmaterialien, wie z. B. Bariumtitanat, Bleizirkonat und Mischstrukturen davon oder organische Substanzen, wie z. B. Polyvinylidenfluorid mit C-F-Ketten als elementaren Dipolen. Wird ein elektrisches Feld angelegt, so klappen oberhalb einer gewissen materialabhängigen Feldstärke, der sogenannten Koerzitivfeldstärke, die nicht in Feldrichting stehenden Dipole in Feldrichtung um und verbleiben in diesem Zustand auch nach Abschaltung des elektrischen Feldes. Dieser Vorgang wird als Polung des Ferroelektrikums bezeichnet. Dies kann natürlich mit den heutigen Bebilderungsvorrichtungen bis in die kleinsten Bildbereiche geführt werden.

Das durch die Erfindung geschaffene Kurzfarbwerk weist keine Farbzonen auf, wodurch es einfach zu bedienen ist; außerdem wird das Schablonieren mit einfachen Mitteln vermieden. Bei Verwendung eines Feuchtmittels läßt sich ein stabiles Farb-Wasser-Gleichgewicht erreichen, obwohl weniger Walzen eingesetzt werden. Damit wird eine über die Zeit, die Breite der Druckform und über deren gesamte Fläche stabile und gleichmäßige Einfärbequalität erreicht. Das Farbwerk ist einfach aufgebaut, die Anzahl der Bedienelemente auf ein Minimum reduziert.

Das Kurzfarbwerk eignet sich sowohl für den indirekten als auch den direkten Druck. Es läßt sich einsetzen bei Druckverfahren, bei denen ein Feuchtmittel zum Einsatz kommt, und bei Druckverfahren, die wasserlos arbeiten.

Ein Kurzfarbwerk für eine Offset-Druckmaschine weist eine Auftragwalze auf, die sich in einem mit Druckfarbe gefüllten Farbkasten dreht und aus diesem Druckfarbe aufnimmt. Die Farbauftragwalze überträgt die Druckfarbe auf einen Formzylinder, der mit mindestens einer Druckform versehen ist. Im Falle des indirekten Drucks wirkt der Formzylinder mit einem Übertragungszylinder (Gummizylinder) zusammen. Beim direkten Druck, auf den die nachstehend beschriebenen Kurzfarbwerke ebenfalls anwendbar sind, entfällt der Übertragungszylinder.

Um Makulatur zu reduzieren, um die Druckqualität zu verbessern und um die Bedienung zu vereinfachen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Druckfarbe in dem Farbkasten vorkonditioniert vorliegt. Dies bedeutet, daß bereits in den Farbkasten eine Emulsion aus der Druckfarbe und einem Feuchtmittel oder ein Trennmittel zugeführt wird, welche außerhalb des Farbkastens entweder durch einen Rührer oder mittels Ultraschall mit der Druckfarbe vermengt worden war. Dadurch wird eine Wärmeentwicklung innerhalb des Farbkastens durch die Emulgierung vermieden.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, verschieden dicke Farbschichtdicken für gehobene Qualitätsansprüche zu schaffen. Alle, bei langen Farbwerken bekannten farbwerksspezifischen Fehler und Nachteile entfallen oder werden durch das Kurzfarbwerk behoben.

Claims (6)

1. Kurzfarbwerk für eine Rotationsdruckmaschine, das mindestens eine Farbauftragwalze, die sich in einem mit Druckfarbe gefüllten Farbkasten dreht und aus diesem Druckfarbe aufnimmt, und einen Formzylinder, der als Druckformträger dient und auf den Druckfarbe von der Farbauftragwalze direkt oder indirekt übertragbar ist, als Farbwerkswalzen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Farbwerkswalzen zumindest auf ihrer Oberfläche mit einer Beschichtung mit starken Mikrodipolen, insbesondere aus ferroelektrischem Material, versehen ist und einer derartigen Mantelfläche elektrische Mittel zugeordnet sind, um mittels einer Gleich-/Wechselspannung ein elektrisches Feld zu erzeugen, um die Mikrodipole der Mantelfläche in Form eines Ladungsbildes zu polarisieren, bzw. zu depolarisieren.

2. Kurzfarbwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Feuchtmittels aus einem Feuchtwerk eine Beschichtung der Mantelfläche mit starken Mikrodipolen, insbesondere aus ferroelektrischem Material, sowohl einer oder mehrerer Farbwerkswalzen und/oder einer oder mehrerer Walzen des Feuchtwerks vorgesehen ist.

3. Kurzfarbwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formzylinder mit einem Übertragungszylinder im Sinne eines indirekten Drucks zusammenwirkt.

4. Verfahren zur Verbesserung der Farbspaltung in einem Kurzfarbwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die einer Mantelfläche mit einer Beschichtung mit starken Mikrodipolen zugeordneten elektrischen Mittel eine sporadische Spannungserregung zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf der Mantelfläche durchgeführt wird, so dass eine in einer erwünschten Ausprägung vorliegende elektrische Rauhigkeit der auf der Mantelfläche aufliegenden Farbschicht erzeugt wird, bis diese zu einer Aktivierung des Spaltprozesses führt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der sporadischen Spannungserregung die Farbschichtdicke der geförderten Druckform im Kurzfarbwerk geregelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sporadische Spannungserregung druckbildkorreliert durchgeführt wird, so dass die elektrische Rauhigkeit der auf der Mantelfläche aufliegenden Farbschicht druckbildkorreliert eingeschrieben wird und so druckbildkorreliert eingefärbt werden kann.