DE10159084A1

DE10159084A1 - Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10159084A1
Application number: DE2001159084
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Doneit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-01
Filing date: 2001-12-01
Publication date: 2003-06-26

Abstract

Eine Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck umfaßt einen flächigen Träger, der eine strukturierte Oberfläche mit einer Vielzahl von Erhebungen aufweist, die entsprechend einer zu übertragenden Information angeordnet sind. Bei der Herstellung der Druckform werden die Erhebungen in mehreren übereinanderliegenden Schichten auf den Träger aufgebracht. Dabei kann ein Stereo-Lithographie-Verfahren oder ein 3-D-Druckverfahren Verwendung finden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck, mit einem flächigen Träger, der eine strukturierte Oberfläche mit einer Vielzahl von Erhebungen aufweist, die entsprechend einer zu übertragenden Information angeordnet sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck.
Um eine Information, d. h. einen geschriebenen Text und/oder ein Bild, auf einen zu bedruckenden Gegenstand, beispielsweise ein Stoffteil, aufzubringen, müssen auf den Gegenstand eine oder mehrere Farben in vorbestimmter Konfiguration übertragen werden. Zu diesem Zweck wird eine Druckform verwendet, die auf ihrer der Farbübertragung dienenden Oberfläche eine reliefartige Strukturierung besitzt, die aus einer Vielzahl von Erhebungen und entsprechend zwischen diesen gebildeten Ausnehmungen oder Vertiefungen gebildet ist. Die Farbübertragung auf den Gegenstand erfolgt beim Hochdruckverfahren in bekannter Weise direkt über die hervorstehenden erhabenen Oberseiten der Erhebungen, während beim Tiefdruckverfahren die Farbe auf den Gegenstand mittels der zwischen den Erhebungen liegenden tieferen Abschnitt der Oberfläche der Druckform übertragen wird.

Für die Herstellung der Druckform werden üblicherweise photopolymerisierbare Druckplatten verwendet, bei denen die reliefartig strukturierte Oberfläche dadurch erzeugt wird, daß eine photopolymerisierbare Schicht durch eine die Information tragende Maske hindurch belichtet wird, wobei die belichteten Bereiche der photopolymerisierbaren Schicht aushärten oder sich verfestigen. Anschließend werden die unbelichteten, nicht photopolymerisierten und somit unverfestigten Bereiche der Schicht entfernt. Beim Tiefdruck werden dann die erhabenen Abschnitte der reliefartigen Oberflächenstruktur mit Farbe benetzt, die dann an den zu bedruckenden Gegenstand weitergegeben wird. Beim Tiefdruckverfahren erfolgt die Farbübertragung auf den zu bedruckenden Gegenstand ebenfalls unmittelbar, jedoch durch die tieferliegenden Abschnitte der reliefartigen Oberflächenstruktur der Druckform.

Die photopolymerisierbaren Druckplatten setzen sich üblicherweise aus einem Schichtträger, gegebenenfalls einer Haftschicht oder einer anderen Unterschicht, einer oder mehreren photopolymerisierbaren Schichten, gegebenenfalls einer elastomeren Zwischenschicht und einer Deckschicht zusammen. Wenn als Träger eine ebene, im wesentlichen starre, eigenstabile Platte verwendet wird, kann der zu bedruckende Gegenstand flach auf die strukturierte Oberfläche aufgelegt und gegen diese gedrückt werden. In der Regel finden für den Druckvorgang jedoch Druckwalzen Verwendung. Die Druckplatten sind in diesem Fall von einer flexiblen Platte gebildet, die auf die Außenoberfläche einer Zylinderhülse, d. h. eines sogenannten Sleeves, aufgeklebt werden. Die Zylinderhülse wird dann mit den aufgeklebten Druckformen axial auf eine Druckwalze aufgeschoben.

Es ist jedoch auch bekannt, eine Zylinderhülse direkt mit einem photopolymerisierbaren Material zu beschichten und in diesem eine reliefartige Oberflächenstruktur zu erzeugen, indem es in oben genannter Weise belichtet und/oder mit einem Laser graviert wird. Für die Lasergravur sind beispielsweise ausgehärtete Elastomerschichten geeignet, die beim Bestrahlen mit dem Laser kein Aufschmelzen zeigen.

Es ist auch bekannt, für die Herstellung der Druckform einen vernickelten Stahlzylinder zu verwenden, der mit einer oder mehreren Kupfer-Schichten, in die die Information bzw. die Bebilderung eingraviert wird, und einer Schutzverchromung versehen ist. Die Einbringung der Information bzw. die Bebilderung erfolgt mit mechanischen Gravurmethoden oder auch durch entsprechende Bearbeitung mit einem Laser.

Mit allen genannten Verfahren zur Herstellung einer Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck ist der Nachteil verbunden, daß sie einen hohen Aufwand erfordern, da sie mehrere aufeinanderfolgende, zum Teil sehr unterschiedliche Arbeitsschritte beinhalten. Zunächst müssen platten- oder hülsenförmige Rohlinge hergestellt und beschichtet werden. Desweiteren ist das Erstellen einer Belichtungsmaske oder eines Films notwendig, bevor die zu druckende Information mit einem oder mehreren Belichtungsprozessen auf die Oberfläche der Druckform übertragen werden kann. Anschließend muß die belichtete Oberfläche der Druckform ausgewaschen werden, um die unbelichteten Bestandteile zu entfernen. Darüber hinaus fallen als weitere Arbeitsschritte die Trocknung der Druckformen sowie die Entsorgung der nicht ausgehärteten, ausgewaschenen Substanzen an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck zu schaffen, mit denen die oben genannten Nachteile vermieden und eine einfache und schnelle Herstellung der Druckform möglich ist. Darüber hinaus soll eine entsprechende Druckform geschaffen werden, die sich in einfacher Weise herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß die Erhebungen in mehreren übereinander liegenden Schichten auf den Träger aufgebracht werden. Während bei den bekannten Verfahren vorgesehen ist, den Träger mit einer kontinuierlichen Schicht zu versehen und diese dann bereichsweise zu entfernen, wird erfindungsgemäß die reliefartige Struktur schichtweise direkt auf den Träger aufgebracht. Bei dem Träger kann es sich entweder um eine flexible, im wesentlichen ebene Platte, um eine im wesentlichen eigenstabile, starre, ebene Platte oder auch um einen Zylinder oder eine zylindrische Hülse handeln.

Für die Aufbringung der Schichten zur Bildung der reliefartigen Struktur kann ein Stereo-Lithographie-Verfahren Verwendung finden. Bei diesem wird die Oberfläche des Trägers mit einer unter Einwirkung von Licht und insbesondere einem Laserstrahl aushärtenden Flüssigkeit benetzt. Die zu bildende reliefartige Struktur ist in einem CAD-System eines Computers gespeichert und zu einem Schichtmodell aufbereitet. Der Computer steuert einen Laser, so daß der Laserstrahl die die Oberfläche benetzende Flüssigkeit selektiv belichtet. Durch Einwirkung des Lasers härtet die Flüssigkeit, bei der es sich um ein Photopolymer-Harz handeln kann, aus, während die Flüssigkeit in den nicht-belichteten Bereichen flüssig bleibt. Durch mehrfache Wiederholung der Schritte entsteht im Laufe der Zeit aufgrund einer Vielzahl von übereinander angeordneten Schichten die vollständige Geometrie der reliefartigen Oberflächenstruktur. Wenn der Träger mit der reliefartigen Oberflächenstruktur anschließend auf einen Druckzylinder oder eine Zylinderhülse aufgebracht wird, entstehen in der Oberflächenstruktur Dehnungen. Es ist deshalb sinnvoll, die aushärtende Flüssigkeit so zu wählen, daß sie nach der Belichtung und der Verfestigung eine gewisse Elastizität beibehält, die sicherstellt, daß sie beim Aufspannen auf den Zylinder oder die Zylinderhülse nicht beschädigt wird.

Nach der vollständigen Ausbildung der reliefartigen Oberflächenstruktur wird die Druckplatte gegebenenfalls einem Endbearbeitungs- bzw. Finishprozeß zugeführt.

In alternativer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die Schichten mittels eines 3-D-Druckverfahrens aufgebracht werden. Zu diesem Zweck kann auf die Oberfläche des Trägers eine dünne Schicht aus einem Pulver, beispielsweise einem Metall- oder Polymerpulver, aufgebracht werden. Auch in diesem Fall ist die auszubildende dreidimensionale reliefartige Oberflächenstruktur in einen Computer gespeichert, der einen Sprühkopf steuert, mittels dessen anschließend auf die Pulverschicht ein flüssiges Bindemittel in gewünschtem Muster aufgesprüht bzw. "aufgedruckt" wird. Das Bindemittel wird mittels einer Wärmequelle getrocknet, wonach die Pulverpartikel miteinander verbunden sind. Anschließend wird der Träger um ein geringes Maß abgesenkt und es wird eine neue dünne Lage des Pulvers aufgebracht, auf die wiederum das flüssige Bindemittel im gewünschten Muster aufgesprüht und anschließend getrocknet wird. Dieser schichtartige Aufbau wird solange wiederholt, bis die reliefartige Oberflächenstruktur vollständig ausgebildet ist. Dieses wird in der Regel in einem abschließenden Prozeß durch Aufbringung von Wärme vollständig verfestigt, was bei der Verwendung von Metallpulver mit einem Sinterprozeß erfolgt.

Hinsichtlich der Druckform wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Erhebungen von mehreren übereinanderliegenden Schichten auf dem Träger aufgebracht sind. Zusätzliche Merkmale der Druckform ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung des Verfahrens.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1 einen vergrößerten Querschnitt einer Druckform,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform,
Fig. 3 die Oberfläche einer mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 hergestellten Druckform,
Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer alternativen Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform,
Fig. 5 die Oberfläche einer mit der Vorrichtung gemäß Fig. 4 hergestellten Druckform,
Fig. 6 eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 4 und
Fig. 7 die Oberfläche einer mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 hergestellten Druckform.
Gemäß Fig. 1 besitzt eine Druckform 10 einen plattenartigen Träger 11, der auf seiner einen Oberfläche 11a eine reliefartige Struktur 15 aufweist, die aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Erhebungen 12 gebildet ist, die auf Abstand stehen und zwischen sich Aussparungen oder Vertiefungen 16 aufweisen. Die Erhebungen 12 sind jeweils aus einer Vielzahl von parallel zur Oberfläche 11a verlaufenden, übereinander liegenden Schichten 13 gebildet, wobei die Oberseite 14 aller Erhebungen 12 in einer parallel zur Oberfläche 11a verlaufenden gemeinsamen Ebene liegen. Wie Fig. 1 zeigt, besitzen die Oberseiten 14 der einzelnen Erhebungen 12 unterschiedliche Flächenabmessungen je nach Art der zu übertragenden Information.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer entsprechenden Druckform in perspektivischer Darstellung. Hierbei ist in einem Behälter 17 ein flüssiges Polymer 18 enthalten und der plattenartige Träger 11 ist mit horizontaler Ausrichtung so innerhalb des Polymers 18 angeordnet, daß seine mit den Erhebungen 12 zu versehende Oberfläche nahe dem Flüssigkeitsspiegel des flüssigen Polymers 18 angeordnet ist.
Eine nur schematisch als Lichtquelle dargestellte Laservorrichtung 19 gibt einen Laserstrahl 20 auf die Oberfläche des Trägers 11 in vorbestimmter Konfiguration unter Bildung eines gewünschten Musters ab. Das Auftreffen des Laserstrahls 20 auf das an der Oberfläche des Trägers 11 befindliche Polymer führt zum Erhärten des Polymers und somit der Bildung einer Schicht 13 der Erhebungen 12, wie sie auch in Fig. 3 dargestellt sind. Nachdem alle in einer gemeinsamen Ebene liegenden Schichten 13 durch Aufbringung des Laserstrahls 20 ausgebildet sind, wird der Träger 11 vertikal um ein geringes Maß nach unten verfahren, wie es durch den Pfeil V angedeutet ist, so daß nunmehr die Oberflächen der bereits ausgebildeten Schichten 13 mit dem Polymer 18 benetzt bzw. überzogen sind. Durch Aktivierung des Lasers 19 wird nunmehr eine weitere Schicht 13 aufgebracht.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2. Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß nunmehr als Träger eine vertikal ausgerichtete, kreiszylindrische Walze vorgesehen ist, die mit radial hervorstehenden Erhebungen 12 versehen wird, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Die Erhebungen 12 werden wiederum aus mehreren übereinander angeordneten Schichten 13 aufgebaut, wobei nunmehr die Schichten 13 sich jedoch nicht parallel zu der die Erhebungen 12 tragenden Oberfläche des Trägers 11, sondern senkrecht dazu erstrecken. Dies ist dadurch bedingt, daß der Träger 11 in Richtung seiner Längsachse innerhalb des flüssigen Polymers 18 bewegt wird (siehe Pfeil V in Fig. 4), so daß die von der Oberfläche des flüssigen Polymers 18 gebildete Ebene, in der die einzelnen Schichten 13 der Erhebungen 12 ausgebildet werden, sich senkrecht zur Längsachse des walzenförmigen Trägers 11 erstreckt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 4, wobei der hier mit den Erhebungen 12 zu versehende Träger 11 von einer vertikal ausgerichteten Platte gebildet ist, deren vertikale, seitliche Oberfläche mit den Erhebungen 12 versehen wird. Da sich die zu bearbeitende Oberfläche senkrecht zu der Oberfläche des flüssigen Polymers 18 erstreckt, sind die Erhebungen 12 aus mehreren übereinanderliegenden Schichten 13 aufgebaut, die sich ebenfalls senkrecht zu der Oberfläche des Trägers 11 erstrecken, auf der sie angeordnet ist, wie sich aus Fig. 7 ergibt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck, mit einem flächigen Träger (11), der eine strukturierte Oberfläche (11a) mit einer Vielzahl von Erhebungen (12) aufweist, die entsprechend einer zu übertragenden Information angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (12) in mehreren übereinander liegenden Schichten (13) auf den Träger (11) aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) eine flexible, im wesentlichen ebene Platte ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) eine im wesentlichen starre, ebene Platte ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) ein Zylinder oder eine zylindrische Hülse ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (13) mittels eines Stereo-Lithographie-Verfahrens aufgebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (11a) des Trägers (11) mit einer unter Einwirkung eines Laserstrahls aushärtenden Flüssigkeit benetzt wird und daß die Oberfläche (11a) anschließend mittels des Laserstrahls selektiv belichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Photo-Polymer-Harz ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (13) mittels eines 3-D-Druckverfahren aufgebracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche (11a) des Trägers (11) eine dünne Schicht aus einem Pulver aufgebracht wird und daß anschließend mittels eines Sprühkopfes auf die Pulverschicht ein flüssiges Bindemittel in gewünschtem Muster aufgesprüht und das Bindemittel anschließend getrocknet wird.

10. Druckform für den Hoch- oder Tiefdruck mit einem flächigen Träger (11), der eine strukturierte Oberfläche (11a) mit einer Vielzahl von Erhebungen (12) aufweist, die entsprechend einer zu übertragenden Information angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (12) in mehreren übereinander liegenden Schichten (13) auf den Träger (11) aufgebracht sind.

11. Druckform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß der Träger(11) eine flexible, im wesentlichen ebene Platte ist.

12. Druckform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Träger (11) eine im wesentlichen starre, ebene Platte ist.

13. Druckform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) ein Zylinder oder eine zylindrische Hülse ist.