PLASMABEHANDLUNG BEIM DRUCKEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bogendruckmaschinen dienen dem Bedrucken bogenförmiger Bedruckstoffe, so genannter Druckbogen, wobei zu bedruckende Druckbogen im Bereich eines Anlegers in einen Druckprozess eingeschleust und im Bereich eines Auslegers aus dem Druckprozess ausgeschleust werden. Zwischen dem Anleger und dem Ausleger der Druckmaschine sind mehrere Druckwerke positioniert, wobei in jedem Druckwerk ein Teildruckbild in einer speziellen Druckfarbe oder eine andersartige Beschichtung auf den Bedruckstoff aufgetragen werden.

[0003] Die zu bedruckenden Druckbogen können aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien hergestellt sein. Sollen als Kunststofffolien ausgebildete oder mit einer Kunststoffbeschichtung versehene Druckbogen bedruckt werden, so ist festzustellen, dass insbesondere UV-härtende Druckfarben oder wasserbasierte Druckfarben nur sehr schlecht auf den Druckbogen haften. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Druckbogen aus schwer bedruckbaren Bedruckstoffen bzw. entsprechenden Beschichtungen wie Polypropylen (PP, HDPP, LDPP) oder Polyethylen (PE, HDPE, LDPE) bedruckt werden sollen. So handelt es sich bei diesen Kunststoffen um Materialen, welche herstellungsbedingt eine geringe Oberflächenspannung und/oder eine geringe Polarität aufweisen. Daraus resultiert beim Drucken mit UV-härtenden Druckfarben oder Lacken oder mit wasserbasierten Druckfarben oder Lacken eine schlechte Benetzung derartiger Druckbogen und/oder eine schlechte Anhaftung der Druckfarbe respektive Lacke auf dem Druckbogen.

[0004] Zur Erhöhung der Oberflächenspannung von Bedruckstoffen und damit zur Verbesserung der Benetzungsfähigkeit bzw. Bedruckbarkeit derselben ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, die Bedruckstoffe einer so genannten Koronabehandlung zu unterziehen.

[0005] So offenbart die DE 102 32 255 A1 eine Einrichtung zum Behandeln der Oberflächen von Bedruckstoffen in Druckmaschinen, wobei der Bedruckstoff im Bereich einer Korona-Elektrode mit aus Entladungsvorgängen stammenden Ladungselementen, wie z.B. Elektronen, beschossen wird. Hierbei dient ein metallischer bzw. leitfähiger Druckzylinder, auf welchem der Bedruckstoff beim Vorbeibewegen an der Korona-Elektrode geführt ist, als Gegenelektrode, so dass eine elektrische Entladung, die zwischen der Korona-Elektrode und dem als Gegenelektrode dienenden Druckzylinder durchgeführt wird, durch den Bedruckstoff hindurch erfolgt. Hierbei muss ein geringer Abstand der Korona-Elektrode vom Bedruckstoff in der Größenordnung von 0,5 mm eingehalten werden, so dass hierdurch die Zugänglichkeit stark eingeschränkt wird. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass die Druckbogen bei Berührung der Korona-Elektroden durch Markierungsstreifen zumindest an ihrer Oberfläche beschädigt werden. Weiterhin ist für eine gute Verteilung von Ladungspotentialen auf dem Bedruckstoff eine hohe Dichte an Korona-Elektroden notwendig, da die Ladungen in diesem System nur schwach gestreut werden.

[0006] Die DE 20 2004 008 285 U1 offenbart ein Atmosphärendruck-Plasma-Behandlungswerkzeug für breite Werkstücke, bei dem-elektrische Entladungen zwischen Elektroden und als Düsen ausgebildeten Gegenelektroden erfolgt. Bei einer derartigen Vorrichtung sind die Elektroden und die als Düse ausgebildeten Gegenelektroden auf einer Seite eines zu behandelnden Substrates positioniert, so dass die elektrische Entladung nicht durch das Substrat hindurch erfolgt. Vielmehr wird bei einer solchen Vorrichtung ein bei der elektrischen Korona-Entladung erzeugtes Plasma mit Hilfe eines Gases, nämlich mit Hilfe von Druckluft, auf die zu behandelnde Oberfläche des Substrates geleitet. Anstelle von Druckluft können auch andere Gase, zum Beispiel Stickstoff, zum Transport des Plasmas in Richtung auf das Substrat verwendet werden.

[0007] WO2007/073833 A zeigt eine Bogendruckmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0008] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde eine neuartige Bogendruckmaschine zu schaffen.

[0009] Dieses Problem wird durch eine Bogendruckmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.

[0010] Erfindungsgemäß ist die oder jede Einrichtung zur Oberflächenmodifikation von Bedruckstoffen im Bereich eines Moduls nach dem Anleger in die Bogendruckmaschine integriert.

[0011] Die oder jede erfindungsgemäß angeordnete Einrichtung zur Oberflächenmodifikation erzeugt ein Plasma auf der jeweils einen ihr zugeordneten Seite eines Bedruckstoffs. Der Bedruckstoff ist demnach nicht zwischen den Elektroden, zwischen welchen zur Plasmabildung eine elektrische Ladung erfolgt, positioniert. Das über elektrische Entladungen aus Luft oder anderen Gasen, wie zum Beispiel Stickstoff, erzeugte Plasma wird mit Hilfe von Überdruck auf die jeweilige Oberfläche des Bedruckstoffs geleitet. Die Integration der Einrichtung zur Oberflächenmodifikation im Bereich des Anlegers ist hinsichtlich des Platzbedarfes besonders vorteilhaft möglich.

[0012] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Anleger als Schuppenanleger ausgebildet und weist einen Anlagetisch auf, auf welchem die Druckbogen als Schuppenstrom zu einer Bogenanlage für eine Ausrichtung und Vereinzelung der Druckbogen transportierbar sind, wobei die Einrichtung zur Oberflächenmodifikation in den Bereich eines auf die Bogenanlage folgenden Bogentransportzylinders integriert ist, in welchem die Oberfläche der zu modifizierenden Bogen frei zugänglich ist.

[0013] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

[0014] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1:

einen Ausschnitt einer Bogendruckmaschine aus dem Bereich von deren Bogenanlage,

Fig. 2:

eine erste integrierte Einrichtung zur Oberflächenmodifikation in Breitenansicht,

Fig. 3:

ein Detail der Ansicht gemäß Fig. 2 mit einer Plasmaerzeugung- seinrichtung,

Fig. 4:

eine Darstellung einer Plasmaerzeugungsanlage für die erfin- dungsgemäße Einrichtung nach einer zweiten Bauform,

Fig. 5:

eine Anordnung innerhalb einer Bogen verarbeitenden Druckmaschine und

Fig. 6:

eine erfindungsgemäße Anordnung.

[0015] Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 in größerem Detail beschrieben.

[0016] Fig. 1 zeigt einen schematisierten Ausschnitt aus einer Bogendruckmaschine im Bereich einer Bogenanlage 10. Im Bereich der Bogenanlage 10 werden zu bedruckende Druckbogen bereitgestellt, die in einem Bogenanleger in Form eines Stapels bereitgehalten, vereinzelt und über einen Anlagetisch 11 einem ersten Druckwerk der Bogendruckmaschine zugeführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bogenanlage 10 mit einem Schuppenanleger verbunden, was bedeutet, dass im Bereich des Anlagetisches 11 Druckbogen 12 mit gegenseitiger Überlappung als Schuppenstrom transportiert werden. Fig. 1 zeigt schematisiert zwei einander teilweise überlappende Druckbogen 12 eines Schuppenstroms. An dem in Transportrichtung (Pfeil 13) der Druckbogen 12 gesehen vorne liegenden Ende des Anlagetisches 11 erfolgt eine Ausrichtung der vereinzelten Druckbogen 12 an nicht gezeigten Ausrichtmarken sowie eine Bogenzuführung der Druckbogen 12 mit Hilfe eines Vorgreifers 14. Der Vorgreifer 14 erfasst einen zuvor ausgerichteten Druckbogen 12 an seinem in Transportrichtung vorne liegenden Abschnitt, zieht diesen vom Anlagetisch 11 ab und übergibt ihn an einen ersten Zylinder 15 der Druckmaschine. Für gewöhnlich ist dieser erste Zylinder 15 in der Art einer so genannten Anlagetrommel ausgeführt.

[0017] Die in Figur 1 dargestellte Konfiguration kann auch innerhalb eines so genannten Anleger-Anlage-Moduls ausgeführt werden. Hierbei soll dann ein der Bogendruckmaschine vorgeschalteter Anleger (Schuppenanleger) mit den Vorrichtungen zur Bogenzufuhr zur Bogendruckmaschine, die als Bogenanlage 10 ausgeführt wurden, in einer Baueinheit zusammengefasst werden. Innerhalb dieser Baueinheit ist die erfindungsgemäße Anordnung ebenfalls einsetzbar.

[0018] In den Bereich der Bogenanlage 10 der Bogendruckmaschine ist eine Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation der zu bedruckenden Druckbogen 12 integriert. Nach Fig. 1 ist die Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation in der Bogenanlage 10 im Bereich vor dem so genannten Vorgreifer 14 angeordnet, wo eine Ausrichtung der von einem Stapel vereinzelten Druckbogen 12 vor der Zufuhr zur Bogendruckmaschine erfolgt. Dort liegt der zu verarbeitende Druckbogen so frei, dass seine Oberfläche vollständig zugänglich ist. So können die Druckbogen 12 über ihre gesamte Oberfläche einer Oberflächenmodifikation unterzogen werden.

[0019] Die Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation der Bedruckstoffe 12 mittels eines Plasmas ist vorzugsweise wie in Fig. 4 dargestellt, ausgeführt. So verfügt die Einrichtung 16 der Fig. 4 über mehrere Elektroden, die in zwei hintereinanderliegenden Reihen 17 bzw. 18 gruppiert sind. Innerhalb jeder dieser beiden Reihen 17 und 18 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils vier Elektroden in einem gemeinsamen Gehäuse 19 angeordnet, wobei Düsen 20 des Gehäuses 19 Gegenelektroden für die elektrische Entladung innerhalb der Einrichtung 16 bilden. Die Anzahl der Reihen sowie die zugehörige Anzahl der Elektroden je Reihe sind hier rein exemplarisch aufgeführt. Die Einrichtung 16 ist gemäß Fig. 1 an einer Traverse 26 gelagert.

[0020] Wie Fig. 4 entnommen werden kann, sind die Düsen 20 bzw. die nicht dargestellten Elektroden der beiden Reihen 17 und 18 derart zueinander ausgerichtet, dass in der Mitte zwischen zwei benachbarten Elektroden bzw. Düsen 20 einer Reihe eine Elektrode bzw. Düse 20 einer benachbarten Reihe positioniert ist. Hierdurch wird ein Array von Elektroden bzw. Düsen 20 gebildet, mit Hilfe dessen die Bedruckstoffe 12 im Bereich ihrer Oberfläche gleichmäßig einer Oberflächenmodifikation unterzogen werden können.

[0021] Bei der in Fig. 4 schematisiert dargestellten Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation erfolgt die zur Plasmabildung erforderliche elektrische Entladung innerhalb der Gehäuse 19, wobei das hierbei gebildete Plasma mit Hilfe eines unter Überdruck ausströmenden Trägergases, z.B. Druckluft 21, über die Düsen 20 in Richtung auf die zu behandelnden Druckbogen 12 geleitet wird. Hierzu greifen am Gehäuse 19 der beiden Reihen 17 und 18 Druckluftanschlüsse 21 an, um die Druckluft 21 ins Gehäuse 19 einzuleiten und so das bei der Entladung gebildete Plasma zusammen mit Überdruck über die Düsen 20 aus dem Gehäuse 19 herauszuführen und in Richtung auf die Druckbogen 12 zu fördern.
Die Düsen 20 sind vorzugsweise als Schlitzdüsen ausgeführt und verfügen im Querschnitt gesehen parallel zur Förderebene und quer zur Bewegungsrichtung der Druckbogen 12 über eine größere Abmessung als in Bewegungsrichtung der zu behandelnden Druckbogen 12. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Behandlung der Druckbogen 12 realisiert werden.

[0022] Bei der Einrichtung 16 gemäß Fig. 1 erfolgt, wie bereits erwähnt, die elektrische Entladung vollständig innerhalb des Gehäuses 19 der beiden Reihen 17 und 18, so dass keine Kurzschlussgefahr mit den übrigen Baugruppen der Bogendruckmaschine besteht. In diesem Fall müssen dann an den anderen Baugruppen, z. B. am Übergabegreifer 14, keine Veränderungen vorgenommen werden, was aus Kostengründen bevorzugt ist.

[0023] Alternativ ist es auch möglich, die Einrichtung zur Oberflächenmodifikation wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, auszuführen. So zeigen Fig. 2 und 3 eine Einrichtung 22 zur Oberflächenmodifikation von Bedruckstoffen, wobei elektrische Entladungen zwischen jeweils zwei außenliegenden Elektroden 23 (siehe Fig. 3) erfolgen. Zwischen den Elektroden 23 bildet sich ein Plasma 24 aus, das unter Zufuhr von Luft unter einem Überdruck als Druckluft 25 auf eine Oberfläche der zu behandelnden Druckbogen 12 gerichtet werden kann. Die Druckluft 25 nimmt dabei die zur Oberflächenmodifikation erwünschten Ladungsträger mit und verteilt sie flächig über die Oberfläche des zu behandelnden Druckbogens 12.

[0024] Da bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführung der Einrichtung 22 zur Oberflächenmodifikation die Elektroden 23 offen liegen, müssen Baugruppen der Druckmaschine, die sich im Bereich der Einrichtung 22 befinden, beschichtet werden, um die Gefahr von Kurzschlüssen durch von den Elektroden überspringende Entladungsfunken zu vermeiden.

[0025] Für eine verbesserte Handhabung ist vorgesehen, dass die Einrichtungen 16 bzw. 22 zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen mittels einer Halterung (hier etwa eine Traverse 26) im Anlagebereich der Bogendruckmaschine angeordnet sind. An dieser Stelle können sie in eine Arbeitsposition über dem Bogenweg einschwenkbar angeordnet sein. Für Wartungsarbeiten an der Druckmaschine können die Einrichtungen 16 bzw. 22 auch an der Traverse 26 oder mit der Traverse 26 aus dem Anlagebereich abschwenkbar ausgeführt sein.

[0026] Die dergestalt in den Anlagebereich der Bogendruckmaschine integrierten Einheiten 16, 22 zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen können schließlich noch durch eine entsprechende Verschutzung 27 verkleidet sein. Mittels der Verschutzung 27 kann über eine Absaugeinheit 31 der Abtransport der entstehenden warmen Prozessgase mittels eines Unterdruckes ermöglicht werden. Damit werden Umweltbelastungen vor Ort vermieden und eine unzulässige Erwärmung der Einheiten 16 bzw. 22 durch den Arbeitsprozess kann unterbunden werden.

[0027] In Fig. 1 ist im Bereich der Bogenanlage 10 eine Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation positioniert, mittels derer die Druckbogen 12 im Bereich einer bezüglich der Transportebene oberen Seite bzw. Oberfläche behandelt werden können.

[0028] Sollen die Druckbogen beidseitig bedruckt werden, so ist es auch möglich, jeweils eine Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation zu beiden Seiten des Bedruckstoffs zu positionieren. So kann z. B. eine zweite Einrichtung zur Oberflächenmodifikation in Fig. 1 unterhalb des Ausrichtbereiches der Bogenanlage 10 oder unterhalb des Zylinders 15 positioniert sein und so die Oberflächenmodifikation des Bedruckstoffs im Bereich von dessen zweiter Seite übernehmen.
Ebenso kann die zweite Einrichtung zur Oberflächenmodifikation im Bereich einer Bogenwendeeinrichtung in die Druckmaschine integriert sein. Hierbei wird die zweite Einrichtung zur Oberflächenmodifikation vorzugsweise im Bereich nach der Bogenwendung angeordnet, wo der Druckbogen 12 umgestülpt ist und somit seine zweite Seite nach oben liegt. Dann kann die Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation oberhalb der Transportebene der Bogenbahn zugeordnet werden.

[0029] Zusätzlich kann eine dritte Einrichtung zur Oberflächenmodifikation vor einem Lackwerk in die Bogendruckmaschine integriert sein.

[0030] Auch ist es möglich, die Einrichtung zur Oberflächenmodifikation ausschließlich im Bereich einer Bogenwendung in die Bogendruckmaschine zu integrieren. Dies ist dann von Vorteil, wenn einseitig beschichtete Druckbogen verwendet werden, die zunächst von der unbeschichteten Seite und nach der Bogenwendung von der beschichteten Seite bedruckt werken sollen.

[0031] Ebenso kann die Einrichtung zur Oberflächenmodifikation ausschließlich vor einem Lackwerk in die Bogendruckmaschine integriert sein. Dies ist dann von Vorteil, wenn die bereits bedruckte Oberfläche der Druckbogen für eine abschließende Veredelungsbehandlung, z.B. durch Aufbringen einer glänzenden oder schützenden Beschichtung, modifiziert werden sollen.

[0032] In den Einrichtungen 16, 22 zur Oberflächenmodifikation werden Einheiten benutzt, bei denen die elektrische Entladung nicht durch den Bedruckstoff hindurch erfolgt. Hier sind Elektroden und Gegenelektroden, zwischen denen jeweils elektrische Entladungen erfolgen, auf der jeweils gleichen Seite des zu behandelnden Druckbogens positioniert. Die Einrichtungen 16, 22 weisen dabei von der jeweiligen Oberfläche der Druckbogen einen Abstand zwischen 5 mm und 10 mm auf.

[0033] Erfindungsgemäß weist die Anordnung weiter Merkmale auf.

[0034] Die Einrichtung 16 bzw. 22 zur Modifikation der Oberfläche von Druckbogen ist entweder neben der Leistungsversorgung mit einer eigenen Steuerung versehen oder kann mit der Maschinensteuerung in der Weise gekoppelt sein, dass sie in ihrem Verhalten an den Druckprozeß anpassbar ist. So kann wenigsten Zeitpunkt oder Zeitdauer oder auch Zeitpunkt und -dauer der Plasmaerzeugung an der Einrichtung 16 bzw. 22 einstellbar sein. Die Einstellungen können auch in Bezug auf den Arbeitstakt der Bogendruckmaschine abstimmbar sein.
Die Einrichtung 16 bzw. 22 zur Erzeugung des bei der Modifikation der Druckbogenoberfläche verwendeten Plasmas kann also in effizienter Weise auch auf die Zeit während der Zufuhr eines Druckbogens in die Bogendruckmaschine begrenzt werden. Damit wird verhindert, dass Ladungen unkontrolliert in die Druckmaschine bzw. in die Bogenanlage 10 hineingestreut werden.

[0035] Weiterhin kann die Oberflächenmodifikation mittels der Einrichtung 16, 22 so erfolgen, dass Bereiche der Substratoberfläche sowohl quer als auch längs zur Einzugsrichtung ausgespart werden. Dies ergibt sich durch die beschriebene Bauform der Einrichtung 16 aus einer Reihe von Entladungseinheiten.

[0036] Weiterhin kann die Stärke der Plasmaerzeugung einstellbar sein, um in Bezug auf die gewünschten Druckbedingungen die notwendige Menge an freien Radikalen in einem anpassbaren Plasma für z.B. unterschiedliche Einstellungen von Oberflächenspannungen bei der Modifikation der Oberfläche der Druckbogen zu erreichen. Hierzu wird die Leistung der Entladungseinheiten variabel angesteuert, so dass die Menge an reaktivem Plasmagas gezielt beeinflusst werden kann.

[0037] Wesentlich ist, dass die Stärke der Oberflächenmodifikation von Druckbogen durch das Plasma auf das jeweilige Substrat einstellbar ist. Hierbei ergeben sich Unterschiede zwischen verschiedenen Bedruckstoffen, da diese unterschiedlich mit den freien Radikalen aus dem Plasma reagieren. Diese Reaktion kann für an sich gleiche Materialien auf Grund variabler Herstellungsprozesse, Transport- und Lagerungsbedingungen ebenso variierbar sein. Daher wird die Stärke der Oberflächenmodifikation gezielt beeinflusst, wobei die Haupteinflussgröße die Stärke des Plasmas ist. Weiterhin wirken sich aber auch die Dauer der Plasmaeinwirkung, die verwendete Gasart und der Druck des Blasluftstroms an den Düsen aus.

[0038] Schüeßlich lässt sich mittels der Steuerung auch die Stärke der Oberflächenmodifikation der Druckbogen an die Transportgeschwindigkeit der Druckbogen anpassen. Damit kann während des Druckprozesses bei steigender Maschinengeschwindigkeit und damit kürzer werdender Einwirkdauer des Plasmas die Stärke des Plasmas angehoben werden, so dass auch in kürzerer Zeit immer die gleiche Menge an reaktivem Plasmagas zur Verfügung steht. Ebenso kann der Überdruck zur Aufprägung des Plasmagases auf den Bedruckstoff angehoben werden.

[0039] Gemäß Fig. 5 ist eine Einrichtung 16 zur Erzeugung eines Plasmas einem Druckzylinder 30 eines Bogen führenden Moduls zugeordnet und schafft so eine als Behandlungsmodul 29 ausgebildete Vorrichtung in Kombination mit einer Bogendruckmaschine. Das Behandlungsmodul 29 ist zwischen der Bogenanlage 10 und einem ersten Druckwerk 40 angeordnet. Anstatt des ersten Druckwerkes 40 kann auch ein Lackwerk vorgesehen sein. Die Druckbogen 12 werden zur Ausführung der weiteren Bearbeitung über den Gegendruckzylinder 30 des Behandlungsmoduls 29 und Bogentransporttrommeln 28 durch auf das Behandlungsmodul 29 folgende Druckwerke 40 ,50 geführt.

[0040] Ein derartiges Behandlungsmodul 29 kann darüber hinaus auch in Kombination mit einem Lackmodul oder einer anders konfigurierten Einheit zur Behandlung (wie etwas Prägen, Rillen, Schneiden) von Bedruckstoffen im Inlineverfahren angeordnet sein.
Alternativ kann auch ein Behandlungsmodul 29 einer vollständig als Lackiermaschine konfigurierten Bogendruckmaschine vorgeschaltet sein, wobei in diesem Fall in Verbindung mit dem Behandlungsmodul 29 entsprechend nachgeordnete Flexodruckwerke vorgesehen sind.

[0041] Nach einer Plasma-Vorbehandlung können inline weitere Verarbeitungsverfahren bekannter Art nachgeschaltet sein. Hierfür kommen in Frage:

• Drucken mit konventionellen oder Anilox-Druckwerken,
• Lackieren bzw. Beschichten,
• Folienapplikation,
• Prägen, Stanzen, Schneiden,
• Ink-jet-Beschriftung, usw.

[0042] Ebenso kann eine Prägestation auch dem Behandlungsmodul 29 vorgelagert sein.

[0043] Nach einzelner Zufuhr von der Bogenanlage 10 zum Behandlungsmodul 29 liegend die Druckbogen 12 dort auf dem Druckzylinder 30 als Einzelbogen vor. So kann also eine vollflächige Behandlung der Bogenoberfläche vorgenommen werden kann, während die Druckbogen 12 auf dem Druckzylinder 30 gehalten und glatt geführt werden. Der Druckzylinder 30 selbst ist hier nicht mit einer die Entladung erzeugenden Gegenelektrode versehen.

[0044] Im Vergleich zu bekannten Korona-Anlagen, die eine Gegenelektrode, wie etwas einen Gegendruckzylinder, aufweisen, können mit der hier beschriebenen Plasmaanlage auch metallisierte oder metallbedampfte Bedruckstoffe, sowie Folien aus Kunststoff vorbehandelt werden. Die so gestalteten Einrichtungen 16, 22 zur Oberflächenmodifikation sind daher für Substrate aller derzeit bekannten Bedruckstoffarten einsetzbar.
Insbesondere ist so auch die Oberflächenmodifikation mittels einer Entladung an Substraten aus Bedruckstoffen mit metallischen Oberflächen möglich. Hierbei kommen Folien-, Papier- oder Kartonbedruckstoffe mit metallischer Kaschierung in Frage, wie zum Beispiel mit Aluminium kaschierte Bedruckstoffe.

[0045] Durch die Konfiguration des Behandlungsmoduls 29 liegt ausreichend Bauraum zur Energiezuführung und Ozonabsaugung mittels einer Absaugeinrichtung 31 vor. Damit ist die thermische Belastung der Bauraumumgebung gegenüber der Anordnung in der Bogenanlage 10 nach Fig. 1 besser beherrschbar. Die Einrichtung 16 zur Oberflächenmodifikation kann bei Nicht-Benutzung nach oben gefahren oder abgeschwenkt werden. Dies kann durch Bewegen der gesamten Einheit oder ledialich der Elektroden erfolgen.

[0046] Weiterhin kann das Behandlungsmodul 29 mit einer Bogenführung 35 über dem Behandlungszylinder (Gegendruckzylinder 30) versehen sein.

[0047] Die beschriebene Einrichtung dient für Inline-Verfahren mit Drucken und/oder Lackieren in Offset-Druckwerken und/oder Flexo-Lackwerken oder-modulen. Vorzugsweise wird das Plasmaverfahren zur Oberflächenmodifikation in einer ersten Arbeitsstation mit integrierter Bogenanlage und vorgeschaltetem Bogenanleger ausgeführt.

[0048] In Figur 6 ist eine Plasmabehandlung in einem Multifunktionsmodul 32 gezeigt, das zur Nutzung zusätzlicher Bearbeitungsfunktionen dient.

[0049] Die Bogenführung für die Druckbogen kann berührend und/oder berührungslos, wie etwas luftunterstützt, erfolgen. Als Leitelemente können Rollen, Zylinder, bewegbare Niederhalterstange (etwa im Bogeneinlauf in die Bogendruckmaschine) benutzt werden. Die Leitelemente können auch innerhalb des Behandlungsmoduls 29 oder des Multifunktionsmodul 32; vor bzw. nach der Einrichtung 16, 22 angeordnet sein. Alternativ kann die Einrichtung 16, 22 beweglich taktend gegenüber der Oberfläche der am Gegendruckzylinder 30 geführten Druckbogen 12 angeordnet sein.

[0050] Die Energiezu- und -abfuhr, sowie einer Absaugeinrichtung 31 für im Prozess entstehende Gase können sowohl im Behandlungsmodul 29 als auch im Multifunktionsmodul 32 integriert sein. Hierzu sind die Module 29, 32 mit Verschutzungen 27 gekapselt und mit in die Absaugvorrichtungen 31 integrierten Filtern, Dämmeinrichtungen usw. versehen.

[0051] Der Gegenzylinder 30 ist bevorzugt als Massivzylinder mit veredelter Oberfläche oder austauschbare Oberflächen wie mit keramikbeschichteten Jackets (beschichtete Bleche) oder veredelten Blechen auf einem Träger etwa in der Art einer Skelettrommel mit Bogenführungsblechen versehen. Bei Verschleiß durch thermischen Abtrag, kann so der Blechmantel einfach ausgetauscht werden. Zu diesem Zweck sind am Gegendruckzylinder 30 integrierte Aufnahme- und Spannsysteme vorgesehen.

[0052] In Figur 6 ist die Einheit zur Plasmabehandlung erfindungsmäss als Multifunktionsmodul 32 ausgeführt. Das Multifunktionsmodul 32 ist dazu mit Wechselsystemen zur Nutzung von anderen zusätzlichen Bearbeitungsfunktionen versehen. Im Multifunktionsmodul 32 sind hierzu Einrichtungen zum Verfahren oder Schwenken oder Entnahme der Einrichtung 16, 22 zur Oberflächenmodifikation durch Plasmaerzeugung angeordnet. Alternativ kann ein Prägezylinder 33 in dem Multifunktionsmodul 32 eingesetzt oder mit Prägewerkzeugen bestückt werden. Weiterhin kann auch ein Ink-Jet-Drucksystem 34 in das Multifunktionsmodul eingesetzt werden. Die zusätzlichen Einrichtungen können gemeinsam in dem Multifunktionsmodul 32 aufgenommen und zum gemeinsamen oder alternativen Einsatz gegenüber der Wirkfläche am Gegendruckzylinder 30 verschiebbar angeordnet sein.

[0053] Das Multifunktionsmodul 32 kann auch alternativ durch Einrichtungen zur wechselnden Bestückung oder zur doppelten Bestückung mit den genannten oder weiteren Arbeitsvorrichtungen für andere Aufgaben genutzt werden.

[0054] Für die dadurch entstehenden Funktionalitäten werden die vorhandenen Bogenführungseinrichtungen weitestgehend unverändert genutzt.

[0055] Bei Inline-Verfahren mit Folienapplikation, kann sowohl der Bedruckstoff, wie auch die zu applizierende Folie mit einem Plasmaverfahren über eine zugehörige Einrichtung entsprechend der Einrichtung 16, 22 zur Oberflächenmodifikation behandelt werden, es können beide Einrichtungen zusammenwirken oder auch einzelne Einrichtungen genutzt werden, die zugehörigen Versorgungseinheiten können zusammengefasst sein.

Bezugszeichenliste

[0056] 

10

Bogenanlage

11

Anlagetisch

12

Druckbogen

13

Pfeil / Transportrichtung

14

Vorgreifer

15

Zylinder

16

Einrichtung

17

Reihe

18

Reihe

19

Gehäuse

20

Blasdüse

21

Druckluftanschluss

22

Einrichtung

23

Elektrode

24

Plasmastrom

25

Blasluftzufuhr / Blasluftstrom

26

Traverse

27

Verschutzung

28

Transfertrommel

29

Plasma-Vorbehandlungsmodul

30

Druckzylinder

31

Absaugung

32

Multifunktionsmodul

33

Form-/ Prägezylinder

34

Ink-Jet-Druckeinrichtung

35

Bogenführung

40

Druckwerk

50

Druckwerk

Ansprüche

1. Bogendruckmaschine, mit einem Anleger für zu bedruckende Druckbogen, mit mindestens einem Druckwerk zum Bedrucken der Druckbogen, mit einem Ausleger zum Ausschleusen bedruckter Druckbogen, und mit mindestens einer Einrichtung zur Oberflächenmodifikation mittels elektrischer Ladungen jeweils einer Oberfläche der Druckbogen, um eine Oberflächenspannung der Druckbogen und damit der Benetzbarkeit derselben mit Druckfarbe und/oder die Anhaftung von Druckfarbe auf den Druckbogen zu verstärken,
dass die Einrichtung/-en (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen einer frei zugänglichen Oberfläche eines Zylinders (30) in dessen Bogen führendem Bereich zugeordnet in die Bogendruckmaschine integriert sind, wobei eine der Bogenanlage (10) und der Bogenzuführung (11, 14, 15) nachgeordnete Verarbeitungseinheit (29) mit einer oder mehreren Einrichtungen (16) zur Oberflächenbehandlung und/oder Oberflächenmodifikation von Druckbogen versehen ist, wobei die oder jede Einrichtung (16) den Bereich des Druckzylinders (30) integriert ist, in welchem die Oberfläche eines Druckbogens (12) frei zugänglich ist,
dass die Verarbeitungseinheit als Plasma-Behendlungsmodul (29, 32) ausgebildet ist, dass als Einrichtung (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen mindestens eine Einrichtung zur Plasmabehandlung von Bogenoberflächen im Bereich des wenigstens der Bogenzuführung (11, 14, 15) der Bogendruckmaschine nachgeordneten Plasma-Behandlungsmoduls (29, 32) in die Bogendruckmaschine integriert ist, wobei das in der Einrichtung (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen eingesetzte Plasma durch eine elektrische Entladung zwischen Elektroden erzeugt wird, welche sich auf derselben Seite des zu modifizierenden Oberfläche der zu behandelnden Druckbogen befinden, dadurch gekennzeichnet,
dass der oder jeder Einrichtung (16, 22) im Bereich eines Druckzylinders (30) bzw. des Plasma-Behandlungsmoduls (29, 32) wenigstens eine Absaugeinrichtung (31) in der Bogendruckmaschine angeordnet ist, wobei die Einrichtung/-en (16, 22) durch eine Verschutzung verkleidet ist, die über reine Absaugeinheit zur Absaugung der entstehenden warmen Prozessgase verfügt, und
dass das Plasma-Behandlungsmodul (29, 32) als Multifunktionsmodul (32) ausgeführt ist, und das Multifunktionsmodul (32) dazu mit Wechselsystemen zur Nutzung von anderen zusätzlichen Bearbeitungsfunktionen versehen ist

2. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das zur Modifikation der Druckbogenoberfläche verwendete Plasma nur während der Führung eines Druckbogens (12) an dem Zylinder (30) in der Bogendruckmaschine erzeugt wird und/oder dass der Zeitpunkt und/oder die Zeitdauer der Erzeugung des zur Modifikation der Druckbogenoberfläche verwendeten Plasmas einstellbar sind.

3. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stärke der Erzeugung des zur Modifikation der Druckbogenoberfläche verwendeten Plasmas einstellbar ist und/oder dass die Stärke der Oberflächenmodifikation von Druckbogen durch das Plasma auf die Art des jeweils verwendeten Substrates einstellbar ist und/oder dass die Stärke der Oberflächenmodifikation von Druckbogen an die Transportgeschwindigkeit der Druckbogen anpassbar ist.

4. Bogendruckmaschine nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass durch entsprechende Ansteuerung der Einheit/-en (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen ein oder mehrere Bereiche der Substratoberfläche quer und/oder längs zur Einzugsrichtung ausgespart werden.

5. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Einrichtung (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von der jeweiligen Oberfläche der Druckbogen einen Abstand zwischen 5 mm und 10 mm aufweist.

6. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die oder jede Einrichtung (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen mehrere Elektroden aufweist, wobei die Elektroden ein Array aus mehreren Reihen (17, 18) bilden, derart, dass die Elektroden benachbarter Reihen (17, 18) derart zueinander versetzt sind, dass wenigstens etwa in der Mitte zwischen zwei benachbarten Elektroden einer Reihe (17, 18) eine Elektrode einer benachbarten Reihe (18, 17) positioniert ist.

7. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflächenmodfikation vorzugsweise auf Oberflächen von Kunststoffdruckbogen und/oder auf mit Kunststoff beschichteten oder kaschierten und/oder auf metallisch beschichteten oder kaschierten Substraten erfolgt.

8. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mit der oder jeder Einrichtung (16, 22) zur Oberflächenmodifikation durch elektrische Entladungen erzeugte Plasma durch einen Druckluft- oder Gasstrom auf die Oberfläche der zu behandelnden Druckbogen leitbar ist.

9. Bogendruckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass Düsen (20) als Schlitzdüsen ausgeführt sind, die in der Transportebene quer zur Bewegungseinrichtung der Druckbogen (12) über eine größere Ausdehnung verfügen als in Bewegungsrichtung der Druckbogen (12).

10. Bogendruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (16, 22) zur Oberflächenmodifikation von Druckbogen mittels einer Halterung aus dem Bereich der Einwirkung auf eine Oberfläche von Druckbogen abschwenkbar ausgeführt ist.

Claims

1. A sheet-fed printing press with a feeder for print sheets to be printed, with at least one printing couple for printing the print sheets, with a feeder for separating out printed print sheets, and with at least one device for the surface modification by means of electrical charges in each case of a surface of the print sheets in order to increase a surface tension of the print sheets and thus the wetablility of the latter with printing ink and/or the adhesion of printing ink on the print sheets, that the device/s (16, 22) assigned for the surface modification of print sheets to a freely accessible surface of a cylinder (30) in its sheet-guiding region are integrated in the sheet-fed printing press, wherein a processing unit (29) arranged downstream of the feeder (10) and the sheet supply (11, 14, 15) is provided with one or a plurality of devices (16) for the surface treatment and/or surface modification of print sheets, wherein the or each device (16) is integrated in the region of the printing cylinder (30) in which the surface of a print sheet (12) is freely accessible, that the processing unit is designed as plasma treatment module (29, 32), that as device (16, 22) for the surface modification of print sheets at least one device for the plasma treatment of sheet surfaces of the plasma treatment module (29, 32) arranged downstream of at least the sheet supply (11, 14, 15) of the sheet printing press is integrated in the sheet printing press, wherein the plasma used in the device (16, 22) for the surface modification of print sheets is created through an electrical discharge between electrodes, which are located on the same side of the surface to be modified of the print sheets to be treated, characterized in that the or each device (16, 22) in the region of a printing cylinder (30) or of the plasma treatment module (29, 32) at least one extraction device (31) is arranged in the sheet-fed printing press, wherein the device/s (16, 22) is covered through a guard which comprises an extraction unit for extracting the developing warm process gases, and in that the plasma treatment module (29, 32) is embodied as multi-function module (32) and the multi-function module (32) for this purpose is provided with changing systems for utilising other additional processing functions.

2. The sheet-fed printing press according to Claim 1, characterized in that the plasma used for the modification of the print sheet surface is only generated during the guiding of a print sheet (12) on the cylinder (30) in the sheet-fed printing press and/or in that the timing and/or the duration of the generation of the plasma used for the modification of the print sheet surface is adjustable.

3. The sheet-fed printing press according to Claim 1 to 2, characterized in that the strength of the generation of the plasma used for the modification of the print sheet surface is adjustable and/or that the strength of the surface modification of print sheets through the plasma is adjustable to the type of the respective substrate used and/or in that the strength of the surface modification of print sheets is adjustable to the transport speed of the print sheets.

4. The sheet-fed printing press according to Claims 1 to 3, characterized in that through appropriate activation of the unit/s (16, 22) for the surface modification of print sheets 1 or a plurality of regions of the substrate surface transversely and/or longitudinally to the drawing-in direction can be left free.

5. The sheet-fed printing press according to any one or a plurality of the preceding Claims, characterized in that the or each device (16, 22) for the surface modification has a spacing between 5 mm and 10 mm from the respective surface of the print sheets.

6. The sheet-fed printing press according to any one or a plurality of the preceding Claims, characterized in that the or each device (16, 22) for the surface modification of print sheets comprises a plurality of electrodes, wherein the electrodes form an array of a plurality of rows (17, 18) in such a manner that the electrodes of adjacent rows (17, 18) are offset relative to each other in such a manner that at least approximately in the middle between two adjacent electrodes of a row (17, 18) an electrode of an adjacent row (18, 17) is positioned.

7. The sheet-fed printing press according to any one or a plurality of the preceding Claims, characterized in that the surface modification is preferentially carried out on surfaces of plastic print sheets and/or plastic coated or lined and/or metallically coated or lined substrates.

8. The sheet-fed printing press according to any one or a plurality of the preceding Claims, characterized in that with the or each device (16, 22) for the surface modification the plasma generatable through electrical discharges is directable onto the surface of the print sheets to be treated through a compressed air or gas flow.

9. The sheet-fed printing press according to Claim 9, characterized in that nozzles (20) are designed as slit nozzles which in the transport plane transversely to the movement direction of the print sheets (12) have a larger extension than in the movement direction of the print sheets (12).

10. The sheet-fed printing press according to any one of the preceding Claims, characterized in that the device (16, 22) for the surface modification of print sheets is embodied so that it can be pivoted down out of the region of the action onto a surface of print sheets by means of a holder.

Revendications

1. Machine d'impression de feuilles, comportant un margeur pour les feuilles à imprimer, au moins une unité d'impression pour imprimer les feuilles d'impression, un extracteur pour éjecter les feuilles d'impression imprimées et au moins un dispositif de modification de surface au moyen de charges électriques de respectivement une surface des feuilles d'impression afin de renforcer une tension surfacique des feuilles d'impression et ainsi l'aptitude à la réticulation de celles-ci avec de l'encre d'impression et/ou l'adhérence de l'encre d'impression sur les feuilles d'impression, dans laquelle
le ou les dispositifs (16, 22) de modification de surface des feuilles d'impression d'une surface librement accessible d'un cylindre (30) sont intégrés en association dans sa zone de guidage des feuilles dans la machine d'impression de feuilles,
une unité de transformation (29) installée en aval de l'installation à feuilles (10) et du système d'acheminement de feuilles (11, 14, 15) étant pourvue d'un ou plusieurs dispositifs (16) de traitement surfacique et/ou de modification de surface des feuilles d'impression, le ou chaque dispositif (16) étant intégré dans la zone du cylindre d'impression (30) dans laquelle la surface d'une feuille d'impression (12) est librement accessible,
que l'unité de transformation est réalisée sous la forme d'un module de traitement au plasma (29, 32), qu'est intégré dans la machine d'impression de feuilles en tant que dispositif (16, 22)de modification de la surface de feuilles d'impression au moins un dispositif de traitement au plasma de la surface des feuilles au niveau du module de traitement au plasma (29, 32) installé dans la machine d'impression de feuilles en aval d'au moins le système d'acheminement de feuilles (11, 14, 15) de la machine d'impression de feuilles, le plasma utilisé dans le dispositif (16, 22) de modification de la surface des feuilles d'impression étant généré par une décharge électrique entre les électrodes qui se trouvent du même côté de la surface à modifier des feuilles d'impression à traiter,
caractérisée en ce que
dans le ou chaque dispositif (16, 22), au niveau d'un cylindre d'impression (30) ou du module de traitement au plasma (29, 32), au moins un dispositif d'aspiration (31) est disposé, le ou les dispositifs (16, 22) étant habillés d'une protection qui dispose d'une simple unité d'aspiration pour aspirer les gaz de traitement chauds dégagés et
que le module de traitement au plasma (29, 32) est réalisé sous forme d'un module multifonctionnel (32) et que le module multifonctionnel (32) est pourvu à cet effet de systèmes d'interversion pour utiliser d'autres fonctions de traitements supplémentaires.

2. Machine d'impression de feuilles selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plasma utilisé pour la modification de la surface des feuilles d'impression n'est généré que pendant le guidage d'une feuille d'impression (12) sur le cylindre (30) dans la machine d'impression de feuilles et/ou que le moment et/ou la durée de génération du plasma utilisé pour la modification de la surface des feuilles d'impression sont réglables.

3. Machine d'impression de feuilles selon les revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la puissance de génération du plasma utilisé pour la modification de la surface des feuilles d'impression est réglable et/ou que l'importance de la modification de la surface des feuilles d'impression par le plasma est réglable suivant le type de substrat respectivement utilisé et/ou que l'importance de la modification de la surface des feuilles d'impression est adaptable à la vitesse de transport des feuilles d'impression.

4. Machine d'impression de feuilles selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, par une commande appropriée de la ou des unités (16, 22) de modification de la surface des feuilles d'impression, on échancre une ou plusieurs zones de la surface du substrat transversalement et/ou longitudinalement par rapport au sens d'introduction.

5. Machine d'impression de feuilles selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou chaque dispositif (16, 22) de modification de la surface est à une distance de 5 mm à 10 mm de la surface respective des feuilles d'impression.

6. Machine d'impression de feuilles selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que
le ou chaque dispositif (16, 22) de modification de la surface des feuilles d'impression présente plusieurs électrodes, les électrodes formant un réseau de plusieurs rangées (17, 18) tel que les électrodes des rangées voisines (17, 18) soient décalées les unes par rapport aux autres de manière à ce qu'une électrode d'une rangée voisine (18, 17) soit positionnée au moins approximativement au milieu entre deux électrodes voisines d'une rangée (17, 18).

7. Machine d'impression de feuilles selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que
la modification de la surface a lieu de préférence sur des surfaces de feuilles d'impression en plastique et/ou des substrats revêtus ou plaqués de plastique et/ou revêtus ou plaqués de métal.

8. Machine d'impression de feuilles selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que
du plasma généré à l'aide du ou de chaque dispositif (16, 22) de modification de la surface par décharges électriques peut être conduit par un courant d'air comprimé ou de gaz sur la surface des feuilles d'impression à traiter.

9. Machine d'impression de feuilles selon la revendication 8, caractérisée en ce que les buses (20) sont réalisées sous forme de buses à fente qui, dans le plan de transport, transversalement par rapport au dispositif de déplacement des feuilles d'impression (12), ont une extension plus grande que dans le sens de déplacement des feuilles d'impression (12).

10. Machine d'impression de feuilles selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que
le dispositif (16, 22) de modification de la surface des feuilles d'impression est réalisé de manière à pouvoir pivoter au moyen d'un support depuis la zone d'action vers une surface de feuilles d'impression.

Zeichnung