[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine, die mit einer Druckform ausgestattet
ist, auf der ein zu druckendes Bild durch entsprechende phydrophobe und hydrophile
Bereiche darstellbar ist und wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen die hydrophoben
bzw. hydrophilen Bereiche umgestaltet werden können.
[0002] Beim Flachdruck werden Druckformen verwendet, die sich dadurch auszeichnen, daß die
Oberflächeneigenschaften des Druckformmaterials zwischen druckenden und nichtdruckenden
Bereichen verschieden sind. Insbesondere beim Offset-Druck mit Feuchtwerk werden wasserannehmende
(hydrophile) und wasserabstoßende (hydrophobe) Bereiche erzeugt, die nach Anfeuchtung
und Einfärbung mit oleophiler Druckfarbe über ein Gummituch auf das Druckgut übertragen
werden.
[0003] Bei den bisher üblichen Druckverfahren im Flachdruck werden die Druckformen als dünne
Platten ausgebildet, die außerhalb der Druckmaschine in mehreren fotolithografischen
Verfahrensschritten hergestellt werden. Sie müssen vor dem Druck in die Druckmaschine
eingebracht, justiert und eingefahren werden. Dadurch entstehen Stillstandzeiten
und Makulatur während des Einfahrprozesses. Änderungen des zu druckenden Musters auf
dem Druckgut können nur durch Wechseln der Druckform erreicht werden.
[0004] Es gibt daher Bemühungen, Verfahren zur direkten Beschreibung der Druckform in der
Druckmaschine zu entwickeln. In dieser Hinsicht ist eine Druckform bekannt geworden
(EP 101266), die aus einer hydrophilen und einer in der Druckmaschine auftragbaren
hydrophoben Schicht besteht. Ein mit Hilfe von codierten Druckinformationen gesteuerter
Laserstrahl entfernt die dem zu druckenden Bild entsprechenden Bereiche der hydrophoben
Schicht. Die hydrophobe Schicht wird bei jedem Bildwechsel innerhalb der Druckmaschine
neu gebildet.
[0005] Es sind ferner Lösungen bekannt, bei denen die Hydrophilierung der Druckformoberfläche
durch elektrische Ladungen (DE 33 11 237), durch eine Aktivierung von Foto- oder
Thermochromen (US 3,422,759) oder durch eine Strukturänderung halbleitender Gläser
(DE 21 11 561) erfolgt.
[0006] Diese bekannten Verfahren benötigen entweder die Einschaltung eng definierter Verfahrensparameter
oder hohe Ansteuerungsenergie zur Änderung der Druckform. Es bestehen darüberhinaus
Zweifel, ob bei diesen Verfahren eine mehrfach reversible Änderung der Druckform
möglich ist und ob die Beständigkeit für höhere Druckauflagen gegeben ist.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Druckform
zu finden, bei der in einfacher, schneller und möglichst oft wiederholbarer Weise
die Benetzungseigenschaften der Druckform selektiv umgeschaltet werden können, wobei
diese Eigenschaften während eines wiederholten Druckvorganges sich nicht ändern sollen.
[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
[0009] Ferroelektrische Materialien besitzen die Eigenschaft, daß sie infolge ihres strukturellen
Molekülaufbaues ein permanentes, elektrisches Dipolmoment besitzen, das sich in einem
außen angelegten Feld in Feldrichtung ausrichtet. Makroskopisch zeigt sich diese Eigenschaft
als elektrische Polarisation, die nur durch Anlegen eines entsprechend großen Gegenfeldes
in ihrer Richtung geändert werden kann. In Analogie zu Ferromagnetika existiert bei
den Ferroelektrika als Punkt maximaler Temperatur ein sogenannter Curie-Punkt, bei
dem infolge thermischer Bewegung die ferroelektrischen Eigenschaften verschwinden
und ein nach außen unpolares Element entsteht.
[0010] Die Hydrophilierung bzw. Umhydrophilierung einer Druckform mit ferroelektrischen
Eigenschaften erfolgt daher durch einen Polarisier- bzw. Depolarisier-Mechanismus,
der innerhalb der Druckmaschine reversibel und unbegrenzte Male durchführbar ist.
[0011] Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht dahin, daß der Benetzungseffekt nicht
auf monomolekularen Oberflächeneigenschaften beruht, sondern auf weitreichenden elektrostatischen
Anziehungskräften. Dünne, dielektrische Verschmutzungs- bzw. Farbschichten bereiten
daher keine Schwierigkeiten beim Umsteuerungsvorgang, da die elektrische Feldstärke
dadurch nur unwesentlich beeinflußt wird.
[0012] Die Druckform kann aus einer dünnen Folie oder einer Schicht auf einem Druckformträger
bestehen, die aufgedampft oder mit anderen bekannten Verfahren auf die Druckform
aufgebracht ist. Als Material eignet sich ein ferroelektrisches Material, das als
Folie oder Schicht ausgebildet ist. Für Anwendungen, wie z. B. im Flexodruck, bei
denen weiche Druckformen erforderlich sind, kann ein mit ferroelektrischen Mikrokristallen
versetztes Verbundmaterial verwendet werden. In diesem Fall ist auch eine Druckform
geeignet, die eine ferroelektrische Schicht enthält, auf die eine dünne Schicht von
hydrophobem Material aufgebracht ist.
[0013] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist für die Umgestaltung der Polarisationsbereiche
der Druckform ein Elektrodenpaar und eine Wärmequelle vorgesehen, die mittels einer
Informationsübertragungseinheit ansteuerbar sind. Die Informationsübertragungseinheit
schließt bekannte Systeme ein, wie elektrische Ganzseitenumbruch-, Ganzseitenmontage-Systeme,
Faksimile-Übertragungssysteme, Computersteuerung, Mikroprozessoren, die Signale zur
Ansteuerung der Wärmequelle und der Elektrodenpaare entsprechend der Bildinformationen
ausgeben.
[0014] Das Elektrodenpaar kann vielseitig ausgestaltet werden. Einfache Ausführungen bestehen
darin, daß eine Linienelektrode oder eine oder mehrere Punktelektroden mit dem als
Gegenelektrode ausgebildeten Druckformträger zusammenwirken. Mit derartigen Elektrodenpaaren
wird die Druckform zeilenweise bzw. punktweise polarisiert. Je nach der Art des Polarisationsvorganges
wird die zugehörige Wärmequelle ausgestaltet, die zur Depolarisation dient. Als Wärmequellen
können IR-Laser, Laser, konzentrierte Lichtquellen, geheizte Stifte und dergleichen
verwendet werden. Eine punktuelle Wärmequelle wird in Verbindung mit einer linienförmigen
Elektrode verwendet, d. h. mit der Elektrode werden vorhergehende Druckmuster gelöscht.
Mit der punktuellen Wärmequelle wird ein neues Druckmuster eingebracht. Es ist aber
auch der umgekehrte Weg möglich, d. h., daß die Löschung mit einer linienförmigen
Wärmequelle erfolgt, während die Umschreibung mit einer punktuellen Elektrode durchgeführt
wird.
[0015] Wenn die für die Depolarisation erforderliche Aufheizung innerhalb einer Druckmaschine
unerwünscht ist, dann kann die Depolarisation durch Einwirkung eines größeren elektrischen
Wechselfeldes erfolgen.
[0016] Eine weitere Möglichkeit, den Umschreibungsvorgang ohne Wärmequelle durchführen zu
können, besteht in der Verwendung einer Elektrode zur Erzeugung eines elektrischen
Feldes, das den ferroelektrischen Film der Druckform polarisiert und einer zweiten
Elektrode, mit der ein entsprechendes Feld zur Umpolarisierung der ferroelektrischen
Schicht erzeugbar ist. Diese Elektrode ist punktuell und dient zum Abzeichnen des
Druckmusters. Bei diesem Verfahren wird die Eigenschaft genützt, daß an Bereichen
unterschiedlicher Polarisation die nach außen wirksame freie Grenzflächenenergie derart
verändert wird, daß die Benetzungseigenschaften des Ferroelektrikums für polare
(z. B. Wasser) bzw. unpolare Fluide (z. B. Druckfarbe) drastisch geändert werden.
Inbesondere an sogenannten Domänengrenzen, an denen sich die Polarisationsrichtung
umkehrt, entstehen so starke elektrische Felder, daß polare Fluide direkt angezogen
werden. Mit der Umpolarisierung werden demzufolge den Domänenwänden entsprechende
hydrophile Bereiche erzeugt. Mit diesem Verfahren läßt sich ein Druck mit außerordentlich
hoher Auflösung erreichen.
[0017] Eine weitere Lösung besteht darin, zwei Stiftelektroden zu verwenden, wobei eine
zum selektiven "Löschen" und die andere zum selektiven "Beschreiben" verwendet werden.
Damit können auch Teiländerungen des Druckmusters an der Druckform durchgeführt werden.
Dieses ist auch mit einer punktuellen Elektrode in Zusammenwirkung mit einer punktuellen
Wärmequelle erreichbar.
[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 und
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
[0019] In Fig. 1 sind Farbübertragungszylinder einer Druckmaschine im Querschnitt dargestellt,
die nach dem Flachdruck bzw. Offset-Druckverfahren arbeitet. Das zu bedruckende Papier
(10) wird zwischen einem Druckzylinder (11) und einem Gummizylinder (12) geführt und
nimmt dabei die auf den Gummizylinder (12) aufgebrachte Druckfarbe auf. Die entsprechend
einem Schriftbild oder einer graphischen Darstellung verteilte Farbe wird von einer
Druckform (13) auf den Gummizylinder (12) übertragen. Die Druckform (13) befindet
sich auf einem ebenfalls drehbaren Formzylinder (14). Die Druckform (13) besteht
aus einem ferroelektrischen Material, wie z. B. Bariumtitanat, das als eine Beschichtung
auf den Formzylinder (14) aufgebracht ist. Es ist aber auch möglich, die ferroelektrische
Schicht auf eine Folie aufzubringen und diese beschichtete Folie als Druckform an
den Formzylinder (14) anzubringen. Die Druckform kann auch als Folie aus ferroelektrischem
Material hergestellt werden. Eine andere Möglichkeit, eine Druckform mit ferroelektrischen
Eigenschaften herzustellen, ist die Verwendung eines Grundmaterials, z. B. ein Verbundmaterial
mit hydrophoben Eigenschaften, wie z. B. weichplastische Matten, in die ferroelektrische
Mikrokristallite eingeschlossen werden. Derartige Matten eignen sich besonders als
Druckform für den Flexodruck.
[0020] Die Benetzungseigenschafen eines Ferroelekrikums für polare und unpolare Fluide wird
durch die Polarisation des Ferroelektrikums bestimmt. Durch Anbringung eines entsprechend
starken elektrischen Feldes läßt sich die Polarisation des Ferroelektrikums durch
geeignete Wahl der Feldeigenschaften ausrichten bzw. das Ferroelektrikum depolarisieren.
Eine Depolarisation läßt sich auch durch Erwärmung des ferroelektrischen Materials
über den Curie-Punkt erreichen. Bei Bariumtitanat legt die Curie-Temperatur bei 120°C.
[0021] Gemäß Fig. 1 ist eine flache Elektrode (15) mit einer Linienspitze (16) vorgesehen,
die zusammen mit dem als Gegenelektrode ausgebildeten Formzylinder (14) zusammenwirkt.
[0022] Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, liegt an dem Elektrodenpaar (14, 15) eine
steuerbare Spannung (20) an, die von einer Informationsübertragungseinheit (21) gesteuert
wird. Die Informationsübertragungseinheit (21) besteht in bekannter Weise aus in der
Redaktion befindlichen Infomormationsträgern (22) und einem in der Druckmaschine
befindlichen Steuergerät (23).
[0023] Zur Einleitung eines Umschreibvorganges wird, ohne die Druckmaschine abzustellen,
die Spannung (20) an die Elektroden (14, 15) angelegt. Aufgrund des zwischen der Linienspitze
(16) und der Gegenelektrode (14) sich aufbauenden elektrischen Feldes wird die dieses
Feld durchstreifende Druckform polarisiert, d. h. es entsteht ein durchgehender hydrophiler
Bereich (24). Mittels einer in Drehrichtung des Formzylinders (14) nach der Elektrode
(15) angeordneten und als Strahlenquelle ausgebildeten Wärmequelle (25) wird auf die
Druckform (13) ein Punktstrahl (26) gerichtet, der den bestrahlten Punkt über die
Curie-Temperatur des entsprechenden ferroelektrischen Materials aufheizt und damit
depolarisiert bzw. in einen hydrophoben Zustand überführt. Auf diese Weise werden
die hydrophoben Bildbereiche (27), die die Druckfarbe aufnehmen sollen, erzeugt. Die
Strahlenquelle (25) wird ebenfalls von der Informationsübertragungseinheit (21) angesteuert,
und zwar derart, daß die Strahlenquelle (25) in Längsrichtung des Formzylinders (14)
hin- und herbewegt wird und dabei entsprechend den Druckinformationen aus dem System
(22) nur dort einen Strahl ausgibt, an dem ein Bildpunkt vorgesehen ist. Der Umschreibvorgang
läßt sich umkehren, indem der Formzylinder (14) in umgekehrter Richtung gedreht, die
Wärmequelle als Linienstrahl und die Elektrode punktförmig ausgebildet werden. In
so einem Fall wird ein vorhergehendes Druckmuster mit der Wärmequelle gelöscht, indem
ein durchgehender depolarisierter bzw. hydrophober Bereich an der Druckform erzeugt
wird und die hydrophilen Bereiche durch entsprechende Steuerung des Elektrodenstiftes
erzeugt werden.
[0024] In Fig. 3 ist eine Ausführung gezeigt, bei der anstelle einer Wärmequelle eine zweite
Elektrode (30) vorgesehen ist, mit der in Zusammenwirkung mit der ersten Elektrode
(15) und dem als Gegenelektrode ausgebildeten Formzylinder (14) die Umschreibungen
vorgenommen werden. Dabei ist die Spitze der einen Elektrode punktförmig für den "Schreibvorgang"
und die andere linienförmig für den "Löschvorgang" ausgebildet. Die beiden Elektroden
(15 und 30) können dabei so angesteuert werden, daß mit der Löschelektrode die ferroelektrische
Schicht durchgehend polarisiert wird, während mit der zweiten, stiftartigen Elektrode
mit einer entsprechend hohen Spannung eine Umpolarisierung durchgeführt wird, die
zu hydrophilen Bereichen führen. Eine andere Möglichkeit, das hydrophile Muster zu
erzeugen, ist die Verwendung einer hochfrequenten Wechselspannung. Durch das damit
erzeugte Wechselfeld wird an den betreffenden Stellen die polarisierte ferroelektrische
Schicht depolarisiert.
[0025] Es ist auch denkbar, die Elektrode (15) aus Fig. 2 punktförmig auszubilden, wobei
entweder eine Reihe von Punktelektroden oder eine einzige Stiftelektrode verwendet
werden. Damit ist gleichzeitig eine selektive Löschung möglich. Im Fall des Beispieles
nach Fig. 3 würden beide Elektroden (15 und (30) punktförmig ausgebildet sein.
1. Druckmaschine, die mit einer Druckform ausgestattet ist, auf der ein zu druckendes
Bild durch entsprechende hydrophobe und hydrophile Bereiche darstellbar ist und wobei
Mittel vorgesehen sind, mit denen die hydrophoben bzw. hydrophilen Bereiche umgestaltet
werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform (13) Material mit ferroelektrischen
Eigenschaften enthält, das mit den Mitteln (14 bis 16), (20 bis 23, 25) örtlich polarisierbar
bzw. depolarsierbar ist.
2. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform eine Folie
(13) aus ferroelektrischem Material ist.
3. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform (13) eine
Beschichtung aus ferroelektrischem Material hat.
4. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform (13) aus
einem mit ferromagnetischen Kristallen versetzten Verbundmaterial besteht.
5. Druckform nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform
eine auf einen Druckformträger (14) aufgebrachte Schicht (13) ist.
6. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß als Mittel für die Umsteuerung der Polarisationsbereiche (24, 27) ein Elektrodenpaar
(14, 15) und eine Wärmequelle (25) vorgesehen sind, die mittels einer Informationsübertragungseinheit
(21) ansteuerbar sind.
7. Druckmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache Elektrode
(15) mit einer linienförmigen Elektrodenspitze (16) vorgesehen ist, deren Länge der
Breite der Druckform (13) entspricht und die mit einem als Gegenelektrode ausgebildeten
Druckformträger (14) zusammenwirkt.
8. Druckmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine spitzauslaufende
Elektrode vorgesehen ist, die mit einem als Gegenelektrode ausgebildeten Druckformträger
zusammenwirkt.
9. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmequelle einen linienförmigen Strahl ausstraht.
10. Druckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der linienförmige Strahl
punktuell ansteuerbar ist.
11. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Wärmequelle (25) mit einem punktuellen Strahl (26) vorgesehen ist.
12. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als
Mittel für die Umsteuerung der Polarisationsbereiche (24, 27) über Informationsübertragungssysteme
(21) steuerbare Elektroden (14, 15, 30) vorgesehen sind.
13. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das bzw. ein Elektrodenpaar mit Wechselstrom beaufschlagt wird.
14. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform eine
ferrelektrische Schicht enthält, über die eine dünne Schicht von hydrophobem Material
aufgebracht ist.