Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drucks auf einem Bedruckstoff,
wobei die Vorrichtung mindestens eine Druckform, mindestens eine Vorrichtung zur Abgabe
eines Druckmediums, mindestens eine Vorrichtung zur Datenübertragung und mindestens
eine Vorrichtung zur Steuerung umfasst. Die Druckform weist einen Druckkörper, ein
Magnetraster und eine Deckschicht auf, wobei das Magnetraster auf der Oberfläche des
Druckkörpers aufgebracht ist und sich über dem Magnetraster die Deckschicht befindet.
In der Deckschicht sind magnetische Partikel enthalten. Erfindungsgemäß ist jeder
Rasterpunkt des Magnetrasters unabhängig von den weiteren Rasterpunkten des Magnetrasters
ansteuerbar und die Deckschicht ist dazu eingerichtet, eine Vielzahl von Kavitäten
zur Aufnahme eines Druckmediums auszubilden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein
Verfahren zur Erzeugung einer Vielzahl von Kavitäten auf einer Druckform, wobei die
Druckform einen Druckkörper, ein Magnetraster und eine Deckschicht umfasst, wobei
sich das Magnetraster auf der Oberfläche des Druckkörpers befindet und über dem Magnetraster
eine Deckschicht aufgebracht ist, die magnetische Partikel aufweist. Jeder Rasterpunkt
des Magnetrasters ist dabei unabhängig von den weiteren Rasterpunkten des Magnetfeldrasters
über eine Steuerung elektrisch ansprechbar. Erfindungsgemäß wird an jedem Rasterpunkt
des Magnetrasters, an dessen Position eine Kavität auf der Oberfläche der Druckform
entstehen soll, eine Spannung angelegt. Durch die angelegte Spannung wird ein Magnetfeld
ausgebildet, welches die magnetischen Partikel in der Deckschicht anzieht, wodurch
an dieser Position eine Kavität an der Oberfläche der Druckform ausgebildet wird.
Beschreibung
[0002] Für die Wiedergabe von Druckmustern bzw. das Vervielfältigen von Druckmustern gibt
es vielfältige technische Lösungen. Unter dem Begriff Drucktechnik werden alle Verfahren
zur Vervielfältigung von Druckmustern zusammengefasst, wie Buchdruck, Offsetdruck,
Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck und Digitaldruck. Bei diesen Drucktechniken werden
unterschiedliche Verfahren angewandt, um ein Druckmedium, wie beispielsweise eine
Tinte, auf einen Bedruckstoff zu übertragen. Jede Drucktechnik bietet unterschiedliche
Vorteile und wird entsprechend in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt.
[0003] Die Anwendungsbereiche der Drucktechnik sind sehr vielfältig. Bekannt ist beispielsweise
der Druck von Printmedien, Tapeten oder ähnlichem. Aber bei in der Herstellung von
Fußbodenlaminat oder Wand- und Deckenverkleidungselementen wird der sogenannte Dekordruck
verwendet. Hierbei werden häufig Holzwerkstoffplatten bedruckt. Zur Dekorierung von
Holzwerkstoffplatten gibt es mehrere Ansätze. So wurde in der Vergangenheit häufig
die Beschichtung von Holzwerkstoffplatten mit einem Dekorpapier genutzt, wobei der
Vielfältigkeit an verschiedengemusterten Dekorpapieren keine Grenzen gesetzt sind.
Als Alternative zur Verwendung von Dekorpapieren auf Holzwerkstoffplatten hat sich
die Möglichkeit des direkten Bedruckens von Holzwerkstoffplatten entwickelt, wobei
ein Bedrucken von Papier und dessen nachträgliches Kaschieren oder Direktbeschichten
auf die Holzwerkstoffplatten entfällt. Die hierbei hauptsächlich zum Einsatz kommenden
Drucktechniken sind die Tiefdruck- und Digitaldruckverfahren. Für die Verwendung dieser
Druckverfahren liegt das Druckdekor als digitale Vorlage vor, die die Farben und Farbeverteilung
des Druckdekors abbildet.
[0004] Das Tiefdruckverfahren ist eine Drucktechnik, bei der die abzubildenden Elemente
als Kavitäten, also Vertiefungen, in einem statischen Druckkörper z.B. einer Druckwalze
oder einer Druckplatte vorliegen, die vor dem Druck mit einem Druckmedium, wie beispielsweise
einer Farbe versehen wird. Das Druckmedium befindet sich vornehmlich in den Vertiefungen
und wird aufgrund des Anpressdrucks der Druckform und von Adhäsionskräften auf den
zu bedruckenden Gegenstand, den Bedruckstoff, übertragen. Im Tiefdruck ist es möglich
Mischfarben und auch Farbverläufe zu drucken. Die für den Tiefdruck verwendeten Druckmedien,
insbesondere die pigmententhaltenden Flüssigkeiten wie Farben, stehen in vielfältiger
Auswahl zu Verfügung und sind verhältnismäßig preisgünstig.
[0005] Es gibt im Wesentlichen zwei verschiedene Arten, die Druckform für den Tiefdruck
aufzubauen, diese werden im Folgenden am Beispiel einer Druckwalze erläutert. Bei
der Druckwalze wird ein Stahlzylinder von einer rund 2mm starke Kupferschicht ummantelt,
die Grundkupfer genannt wird. Auf diese innere Kupferschicht wird entweder eine gravierfähige
Kupferschicht von etwa 100µm galvanisiert oder eine abziehbare Ballardhaut aufgebracht.
Zwischen der Ballardhaut und dem Grundkupfer liegt eine Trennschicht, wodurch sich
die Ballardhaut nach dem Druck entfernen und durch eine neue ersetzten lässt.
[0006] Im Tiefdruck wird das Druckmuster in winzige druckende Formelemente, die Näpfchen
genannt werden zerlegt, um die Näpfchen herum befinden sich nicht druckende Elemente,
die als Stege bezeichnet werden. Das Druckmuster wird demnach im Tiefdruck in eine
Rasterung zerlegt. Die Näpfchen werden vor dem Druck mit dem Druckmedium gefüllt und
überschüssiges Druckmedium wird meist durch eine Rakel abgestreift. Die Rakel besteht
aus einem der Länge des Druckzylinders entsprechenden Stahllineal. Das Druckmuster
wird in Form der Rasterung auf die gravierfähige Kupferschicht oder auf die Ballardhaut
aufgebracht, dies kann durch chemische Ätzung, elektromechanisch oder mittels Laser
geschehen. In jedem Fall entsteht eine statische Druckform mit einer unveränderlichen
Anordnung von Näpfchen. Soll ein mehrfarbiges Druckmuster gedruckt werden, so wird
zu Beginn des Druckprozesses eine Separationsdatei erstellt, in der das Druckmuster
in die zu druckenden Grundfarben zerlegt wird. Für jede zu druckende Farbe ist die
Anordnung der Näpfchen auf der Druckform eine andere, es muss daher im herkömmlichen
Tiefdruck für jede Farbe eine zugehörige Ballardhaut angefertigt werden. Im Druckprozess
werden dann nacheinander die einzelnen Grundfarben auf den Bedruckstoff gedruckt.
[0007] Die Ballardhaut einer Druckwalze kann ausgetauscht werden. Hierfür muss die Ballardhaut
zunächst vom Walzenkörper entfernt werden, anschließend wird der Walzenkörper gereinigt
und mit einer neuen Trennschicht versehen. Auf die neue Trennschicht kann dann eine
neue Ballardhaut aufgebracht werden.
[0008] Nachteilig am Tiefdruck ist daher, dass für jedes Druckmuster mindestens eine Ballardhaut
angefertigt werden muss, deren Anordnung der Näpfchen nicht mehr verändert werden
kann. Dies macht den Tiefdruck in vielerlei Hinsicht kostenintensiv. Die Ballardhäute
müssen nicht nur gesondert für jedes Druckmuster angefertigt werden, sondern nach
der Ausführung des Drucks auch gelagert werden. Das Wechseln der Ballardhäute auf
den Druckkörpern ist darüber hinaus aufwendig und zeitraubend.
[0009] Weiterhin ist die Breite/Länge des Druckmusters auf die Größe der Druckform beschränkt.
Entweder durch den Umfang und Breite der Druckwalze oder durch die Maße der Druckplatte.
Der Umfang der Druckwalze beschränkt dabei die Druckdatenlänge des Druckmusters und
die Breite der Druckwalze die Druckdatenbreite des Druckmusters. Unter Druckdatenlänge
versteht der Fachmann die Länge des fertig gedruckten Druckmusters und unter der Druckdatenbreite
die Breite des fertig gedruckten Druckmusters. Soll ein größeres Druckmuster gedruckt
werden, als die Druckform hergibt, muss dies in Teilen durchgeführt werden. Dieses
Vorgehen ist sehr aufwendig und fehleranfällig, da die Übergänge zwischen den einzeln
gedruckten Teilen des Druckmusters exakt eingehalten werden müssen, um ein harmonisches
Druckergebnis zu erhalten.
[0010] Darüber hinaus wird bei einigen Druckaufgaben im Rapport gedruckt. Rapport bezeichnet
dabei ein ständig wiederkehrendes gleiches Druckmuster. Im Tiefdruck werden für einen
Druck mit Rapport Druckwalzen benutzt, dabei wird der Rapport durch den Umfang der
Druckwalze bestimmt. Maximal kann die Druckdatenlänge des im Rapport wiederkehrenden
Druckmusters so lang sein, wie der Umfang der Walze. In diesem Fall wird mit einer
Walzenumdrehung ein Rapport, das heißt einmal das Druckmuster gedruckt. Ist das Druckmuster
kürzer, das heißt passen mehrere Rapports auf einen Walzenumfang, muss die Druckdatenlänge
des Druckmusters so gewählt werden, dass der Umfang der Druckwalze optimal ausgenutzt
wird. Nur so kann eine wirtschaftliche Arbeitsweise gewährleistet werden. Der Tiefdruck
hat daher neben vielen Vorteilen, insbesondere mit der Möglichkeit Farbverläufe darzustellen,
Mischfarben zu verwenden und mit hoher Geschwindigkeit ohne Qualitätsverlust bei der
Druckauflösung zu drucken, auch die genannten Nachteile.
[0011] Einige dieser Nachteile sollten durch die Verwendung des Digitaldrucks behoben werden.
Beim Digitaldruck wird das Druckmuster direkt von einem Computer in einen Digitaldrucker
wie z.B. ein Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker übertragen. Im Digitaldruck entfallen
daher die Verwendung von statischen Druckformen und damit auch die Limitierungen in
der Druckdatenlänge und Druckdatenbreite der Druckmuster. Der Digitaldruck bietet
damit eine hohe Flexibilität und Variabilität hinsichtlich der Druckmotive und bringt
keinerlei Einschränkungen im Rapport mit sich.
[0012] Aus dem Stand der Technik ist der Digitaldruck beispielsweise auch für das Bedrucken
von Holzwerkstoffplatten bekannt. Die
EP 2 181 852 B1 beispielsweise betrifft ein Digitaldruckverfahren zum Bedrucken von flachen Platten
auf Holzbasis. Hierbei werden die flachen Platten direkt mit einem Digitaldrucker
bedruckt.
[0013] Die
EP 2 636 531 A1 betrifft ebenfalls ein Digitaldruckverfahren zum Bedrucken einer Oberfläche eines
Werkstückes. In diesem Fall wird durch einen Digitaldrucker ein Druckwalze mit einem
Druckmuster versehen und dieses Druckmuster anschließend von der Druckwalze auf das
Werkstück aufgebracht.
[0014] Im Digitaldruck werden üblicherweise die Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz
(CMYK) verwendet. Das CMYK-Farbmodel ist ein subtraktives Farbmodel, wobei die Abkürzung
CMYK für die drei Farbbestandteile Cyan, Magenta, Yellow und den Schwarzanteil Key
als Farbtiefe steht. Mit diesem Farbsystem lässt sich ein Farbraum (Gamut) abbilden,
der vielen Anforderungen aus verschiedensten Bereichen genügt. Die Darstellung von
Farbverläufen oder Mischfarben ist mit dem Digitaldruck jedoch nicht möglich.
[0015] Beim Digitaldruck wird das Druckmedium tröpfchenweise auf den Bedruckstoff aufgebracht.
Beim Verlassen der Druckkopfdüse bildet der Tropfen typischerweise ein Ligament aus,
das im optimalen Fall in den Tropfen hineingesogen wird. Es kommt jedoch auch vor,
dass das Ligament zerstäubt und einen feinen Nebel bildet. Dieser Sprühnebel verschmutzt
die Düsen des Druckkopfes und weiterer Elemente der Druckvorrichtung. Mit der Zeit
verschlechtert dies die Druckqualität und eine Reinigung des Druckers ist notwendig.
Dies ist zeitintensiv und verursacht daher Kosten. Darüber hinaus reichert sich der
Sprühnebel mit der Zeit in der umgebenden Luft an und stellt ein Gesundheitsrisiko
für die Arbeiter dar, die an den Maschinen tätig sind.
[0016] Ein Teil des Ligaments kann sich auch im vorderen Teil des Tropfens lösen und bildet
dann auf dem Bedruckstoff einen sogenannten Satelliten. Dieser verschlechtert das
Druckbild und damit die Qualität des Drucks.
[0017] Ein weiteres Problem stellt die Kondensation von Wasserdampf am Druckkopf dar, die
zu einer Beeinträchtigung der Druckqualität oder sogar zur Beschädigung des Druckkopfes
führen kann.
[0018] Weiterhin können Luftverwirbelungen, die beim Druckprozess auftreten, zu einem unscharfen
Druckbild führen. Die Digitaldrucker sind darüber hinaus aufgrund ihres technischen
Aufbaus oft anfällig für Störungen an den Druckköpfen. Fällt ein Druckkopf aus, ist
dies unmittelbar als Streifenbildung im Druckbild auf dem Bedruckstoff zu erkennen.
[0019] Der Digitaldruck kann daher zwar einige Nachteile des Tiefdruckverfahrens beheben,
bringt aber selber Nachteile hinsichtlich der Druckqualität mit sich.
[0020] Wünschenswert wäre es daher, ein Druckverfahren zu haben, welches eine hohe Flexibilität
und Variabilität bezüglich des Druckmusters, insbesondere bezüglich dessen Druckdatenlänge
ermöglicht und sich gleichzeitig durch eine robuste Drucktechnik auszeichnet, die
wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Keines der eingangs genannten Verfahren aus
dem Stand der Technik, kann diesen Anforderungen gerecht werden.
[0021] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der
Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines Drucks
auf einem Bedruckstoff zur Verfügung zu stellen, welches die robuste und wirtschaftlich
Drucktechnik des Tiefdrucks mit der großen Flexibilität bezüglich der druckbaren Druckmuster
des Digitaldrucks vereint.
[0022] Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst, indem eine Vorrichtung
zur Erzeugung eines Drucks auf einem Bedruckstoff zur Verfügung gestellt wird, wobei
die Vorrichtung
- mindestens eine Druckform;
- mindestens eine Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums;
- mindestens eine Vorrichtung zur Datenübertragung;
- mindestens eine Vorrichtung zur Steuerung;
umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckform einen Druckkörper, ein Magnetraster und eine Deckschicht umfasst;
das Magnetraster auf der Oberfläche des Druckkörpers aufgebracht ist und die Deckschicht
sich oberhalb des Magnetrasters befindet, wobei die Deckschicht magnetische Partikel
aufweist;
jeder Rasterpunkt des Magnetrasters unabhängig von den weiteren Rasterpunkten des
Magnetrasters ansteuerbar ist;
wobei die Deckschicht dazu eingerichtet ist, eine Vielzahl von Kavitäten zur Aufnahme
eines Druckmediums auszubilden; und
jeder Rasterpunkt des Magnetrasters mindestens eine Kavität ausbilden kann.
[0023] Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Vielzahl von Kavitäten auf
einer Druckform vorgeschlagen mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 8, wobei über eine Steuerung jeder Rasterpunkt des Magnetrasters unabhängig von
den weiteren Rasterpunkten des Magnetrasters elektrisch ansprechbar ist, und dabei
auf eine Vielzahl von magnetischen Partikeln einwirkt,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Spannung an jedem Rasterpunkt des Magnetrasters angelegt wird, an dessen Position
eine Kavität an der Oberfläche der Druckform entstehen soll;
durch die angelegte Spannung die magnetischen Partikel in der Deckschicht zum Magnetraster
gezogen werden und dadurch an dieser Position eine Kavität an der Oberfläche der Druckform
gebildet wird.
[0024] Weiterhin wird ein Verfahren zum Bedrucken eines Bedruckstoffes mit einer Vorrichtung
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem digitalen Druckmuster vorgeschlagen, dadurch
gekennzeichnet, dass
auf der Vorrichtung Kavitäten ausgebildet werden, die dazu geeignet sind, das digitale
Druckmuster auf einem Bedruckstoff abzubilden;
von der Vorrichtung ein Druckmedium durch eine Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
aufgenommen wird; und
das digitale Druckmuster mit der Vorrichtung direkt oder indirekt auf den Bedruckstoff
gedruckt wird.
[0025] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Drucks auf einem Bedruckstoff
umfasst mindestens eine Druckform, mindestens eine Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums,
mindestens eine Vorrichtung zur Datenübertragung und mindestens eine Vorrichtung zur
Steuerung.
[0026] Die Druckform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Druckkörper, ein Magnetraster
und eine Deckschicht. Erfindungsgemäß ist der Druckkörper ein Druckkörper, wie er
aus dem Tiefdruck bekannt ist. Bevorzugt ist der Druckkörper eine Druckwalze oder
eine Druckplatte. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Druckkörper
eine Druckwalze. Typisch sind hier beispielsweise Stahlzylinder. Die Druckkörper können
alle im Bereich des Drucks üblichen Maße aufweisen.
[0027] Auf der Oberfläche des Druckkörpers ist erfindungsgemäß ein Magnetraster aufgebracht.
Das Magnetraster ist bevorzugt genau so groß wie die Oberfläche des Druckkörpers und
deckt diese damit passgenau ab. Das Magnetraster ist erfindungsgemäß derart ausgebildet,
dass ein Raster aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet wird und jeder
Rasterpunkt, einzeln elektrisch ansprechbar ist. Unter Rasterpunkten werden die Knotenpunkte
des Rasters verstanden, während die Rasterzellen zwischen den Rasterpunkten aufgespannt
werden. An jedem Rasterpunkt kann eine regelbare Spannung angelegt werden, wodurch
ein Magnetfeld entsteht. Da jeder Rasterpunkt einzeln ansteuerbar ist, wird durch
das Anlegen einer Spannung an genau definierten Rasterpunkten entsprechend an genau
definierten Positionen in der Deckschicht ein Magnetfeld hervorgerufen.
[0028] Erfindungsgemäß kann das Magnetraster fest auf dem Druckkörper aufgebracht sein oder
aber auch in einem Material eingebettet sein, welches als Schicht auf den Druckkörper
aufgebracht wird. Das Material, in das das Magnetraster eingebettet ist, ist bevorzugt
ein flexibler Werkstoff, der sich der Form des Druckkörpers anpassen kann, beispielsweise
in Form einer Folie. Das Material in das das Magnetraster eingebettet ist, ist bevorzugt
nicht magnetisch und auch nicht magnetisierbar.
[0029] Über dem Magnetraster befindet sich eine Deckschicht, wobei die Deckschicht magnetische
Partikel aufweist. Die Deckschicht ist dabei bevorzugt genau so groß wie das Magnetraster
uns deckt dieses damit komplett ab. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind das Magnetraster und die darüber liegende Deckschicht genau so groß, dass die
gesamte Oberfläche des Druckkörpers von diesen bedeckt ist. Dies hat den Vorteil,
dass die gesamte Oberfläche des Druckkörpers zum Bedrucken eines Bedruckstoffes genutzt
werden kann.
[0030] Erfindungsgemäß weist die Deckschicht eine Höhe auf, so dass in ihr Kavitäten ausgebildet
werden können. Erfindungsgemäß weist die Deckschicht daher eine Höhe zwischen 30 und
150 µm, bevorzugt zwischen 40 und 120 µm, besonders bevorzugt zwischen 50 und 100
µm auf.
[0031] Die Deckschicht weist erfindungsgemäß ein Material aus der Gruppe umfassend Elastomere
und Smart Materials auf. In dieses Material sind die magnetischen Partikel fest eingebettet.
Das Material der Deckschicht weist erfindungsgemäß eine solche Elastizität auf, dass
es durch äußere Kräfte verformbar ist. Insbesondere ist das Material erfindungsgemäß
zumindest teilweise durch ein angelegtes Magnetfeld verformbar, indem die im Material
fest eingebetteten magnetischen Partikel durch ein Magnetfeld angezogen werden und
dabei das umgebende Material verformen. Erfindungsgemäß können so Vertiefungen in
Form von Kavitäten auf der Oberfläche der Deckschicht ausgebildet werden. Die Kavitäten
stellen Vertiefungen in der Deckschicht dar, die derart ausgebildet sind, dass sie
ein Druckmedium aufnehmen können.
[0032] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Kavitäten
als Näpfchen ausgebildet, wie sie aus dem konventionellen Tiefdruck bekannt sind.
Die Näpfchen dienen ebenfalls für die Aufnahme eines Druckmediums in einem Druckprozess.
[0033] In einer Ausführungsform weist die Deckschicht eine dauerelastische Folie aus einem
Elastomer auf. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Deckschicht als dauerelastische
Folie aus einem Elastomer ausgebildet sein, in welches magnetische Partikel eingebettet
sind.
[0034] Smart Materials sind Materialien, die ihre mechanischen Eigenschaften ändern können.
Durch das Einwirken einer elektrischen Spannung wechseln diese Materialien vom nichtverformbaren
Zustand in einen Zustand, in dem sie verformbar sind. Bekannte Materialien sind hier
Hybridmaterialien aus Metall und Flüssigkeit. Ein Beispiel für ein solches Hybridmaterial
ist eine Kombination aus Gold, in welchem zahlreiche Poren und Kanäle durch Ätzung
ausgebildet werden, mit einer leitfähigen Flüssigkeit, wie beispielsweise Kochsalzlösung
oder eine verdünnte Säure, die in die Poren und Kanäle eingefüllt wird.
[0035] Die Deckschicht enthält magnetische Partikel, welche in der Deckschicht verteilt
vorliegen. In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die magnetischen Partikel
einen Durchmesser zwischen 5nm und 5µm, bevorzugt zwischen 200nm und 1µm, besonders
bevorzugt zwischen 300nm und 1µm auf. Jede Art magnetisches Material, wie beispielsweise
Eisen oder Eisenoxide, das in einer entsprechenden Größe vorliegt, ist als magnetischer
Partikel geeignet. Die magnetischen Partikel liegen bevorzugt gleichverteilt in der
Deckschicht vor. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die magnetischen
Partikel jedoch auch ungleich verteilt in der Deckschicht vorliegen. Die Dichte der
magnetischen Partikel, die sich in der Deckschicht befinden, ist so groß, dass die
aufsummierte Kraft zumindest einer Teilmenge der magnetischen Partikel, wenn sie durch
ein Magnetfeld angezogen werden, so groß ist, dass das Material in das sie eingebettet
sind, verformt werden kann. Jeder Rasterpunkt ist daher erfindungsgemäß in der Lage
mindestens eine Kavität auszubilden.
[0036] Erfindungsgemäß ist die angelegte Spannung an den Rasterpunkten regelbar. Prinzipiell
können damit zunächst zwei Zustände erzeugt werden. Im ersten Zustand ist die angelegte
Spannung an einem oder mehreren Rasterpunkten Null, somit wird an diesen Stellen kein
Magnetfeld erzeugt und die Deckschicht der Druckform wird an diesen Positionen nicht
verformt, das heißt es werden keine Kavitäten ausgebildet. Im zweiten Zustand wird
eine Spannung an einem oder mehreren Rasterpunkten angelegt, somit wird an diesen
Stellen ein Magnetfeld erzeugt und die Deckschicht wird entsprechend verformt. Erfindungsgemäß
findet die Verformung derart statt, dass an den entsprechenden Stellen auf der Deckschicht
der Druckform Kavitäten ausgebildet werden. Durch die Stärke der angelegten Spannung
wird auch die Stärke des Magnetfeldes reguliert, so dass bei stärkerem Magnetfeld
tiefere Kavitäten ausgebildet werden als bei schwächerem Magnetfeld. Die Tiefe der
Kavitäten ist damit erfindungsgemäß über die Regelung der Stärke der angelegten Spannung
regelbar.
[0037] Damit können vorteilhafterweise die Helligkeitswerte in einem Druckmuster berücksichtigt
werden, da je nach Tiefe der Kavität, das Volumen der Kavität variiert werden kann
und damit unterschiedliche Mengen Druckmedium in der Kavität aufgenommen werden können.
Im konventionellen Tiefdruck wird dies in analoger Weise über die Gravur von Näpfchen
mit verschiedener Tiefe realisiert. Vorteilhafterweise kann in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung die Tiefe jeder Kavität zwischen zwei Druckvorgängen verändert werden,
ohne einen Umbau der Druckform vorzunehmen. Im konventionellen Tiefdruck ist dies
aufgrund der Gravur der Druckform nicht möglich. Hier muss umständlich eine neue Ballardhaut
mit einer veränderten Gravur auf den Druckkörper aufgebracht werden.
[0038] In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Druckform daher dafür eingerichtet,
dass die Tiefe und damit das Volumen der Kavitäten über die an den Rasterknotenpunkten
angelegte Spannung einstellbar ist.
[0039] In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Kavitäten auf der Oberfläche der
Deckschicht eine Tiefe im Bereich von 2 µm bis 100 µm, bevorzugt im Bereich von 2
µm bis 80 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 2 µm bis 80 µm auf.
[0040] In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Deckschicht weiterhin Bereiche aus
einem zweiten Material aus der Gruppe umfassend Thermoplaste und Duroplaste auf. Das
zweite Material ist bevorzugt nicht magnetisierbar und weist auch keine magnetischen
Partikel auf. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Bereiche aus dem zweiten Material
in den Bereichen der Rasterpunkte angeordnet. Die Bereiche aus dem zweiten Material
sind dabei in einer Ausführungsform derart ausgebildet, dass bei der Verformung der
Deckschicht durch das Anlegen einer Spannung die Form der sich ausbildenden Kavitäten
durch die Form der Bereiche aus dem zweiten Material beeinflusst wird. So kann durch
die Formgebung der Bereiche aus dem zweiten Material Einfluss auf die Form der Kavitäten
genommen werden.
[0041] Erfindungsgemäß ist es möglich die Kavitäten derart auszubilden, dass sie alle Formen
der aus dem konventionellen Tiefdruck bekannten Näpfchen einnehmen können. Da sich
auch die Form der Kavitäten auf deren Volumen auswirkt, können analog zum konventionellen
Tiefdruck unterschiedliche Schöpfvolumina erzeugt werden, indem die Tiefe und/oder
Form der Kavitäten variiert wird. Das Schöpfvolumen ist dabei mit dem Volumen der
Kavität gleichzusetzten.
[0042] Beispielsweise wird beim Druck eines Bildes das Schöpfvolumen durch die Graustufen
in den Farbseparationsdaten bestimmt. Je größer das Schöpfvolumen, desto mehr Druckmedium
wird auf den Bedruckstoff aufgebracht. In dieser Ausführungsform wird das für den
Druckvorgang benötigte Volumen der einzelnen Kavitäten daher als Funktion der Graustufen
eines Druckmuster bzw. der aus dem Druckmuster erstellten Separationsdaten bestimmt.
Die Tiefe und damit das Volumen der Kavitäten wir dann wie beschrieben über die angelegte
Spannung an den Rasterpunkten eingestellt.
[0043] Mit Form der Kavität wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl die Form der
Kavität beschrieben, wenn die Deckschicht von oben betrachtet wird, als auch die Form
der Kavität, wenn die Deckschicht im Querschnitt betrachtet wird.
[0044] In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Druckform daher dafür eingerichtet,
dass die Form der Kavitäten durch die Anordnung und Formgebung der Bereiche der Deckschicht,
die aus dem zweiten Material bestehen, beeinflussbar ist.
[0045] Die Kavitäten weisen bevorzugt eine kreisförmige oder elliptische Fläche auf, wenn
die Deckschicht von oben betrachtet wird. Besonders bevorzugt weisen die Kavitäten
eine elliptische Fläche auf. Die elliptische und die kreisförmige Fläche werden bevorzugt
eingesetzt, wobei die elliptische Form den ruhigsten Verlauf zwischen hellen und dunklen
Tonwerten bei einem Druckvorgang erzeugt.
[0046] Es ist jedoch auch möglich, die Kavitäten in einer anderen Form auszubilden, je nach
Anordnung der Bereiche aus dem zweiten Material in der Deckschicht. So ist es auch
möglich, Kavitäten auszubilden, die eine eckige Fläche aufweisen, wenn die Deckschicht
von oben betrachtet wird. Beispielsweise eine dreieckige, viereckige oder mehreckige
Fläche. Sind die Kavitäten eckig ausgebildet, so weisen diese in einer bevorzugten
Ausführungsform eine quadratische Fläche auf, wenn die Deckschicht von oben betrachtet
wird.
[0047] Wird die Deckschicht im Querschnitt betrachtet, können Kavitäten ausgebildet werden,
die alle aus dem konventionellen Tiefdruck bekannten Querschnitte aufweisen. Beispielsweise
können dies Kavitäten in Form einer Spitzpyramide, Stumpfpyramide oder in Form einer
Stumpfpyramide mit steilen Flanken sein oder Kavitäten mit einer spitzen Kalotte,
mit einer normalen Kalotte oder mit einer U-Form mit steilen Flanken und flachem Boden.
[0048] In einer Ausführungsform der Erfindung führt die Anordnung der Bereiche aus dem zweiten
Material in der Deckschicht dazu, dass in der Deckschicht Bereiche ausgebildet werden,
die als Stege zwischen benachbarten Kavitäten dienen. Die Stege stellen die nichtdruckenden
Bereiche der Druckform dar. Stege sind aus dem herkömmlichen Tiefdruck bekannt und
dienen dort ebenfalls der Abgrenzung zwischen benachbarten Kavitäten. Die Stege können
die Deckschicht der Druckform stabilisieren und erleichtern damit das Entfernen der
überschüssigen Farbe mit einer Rakel.
[0049] In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Bereiche der Deckschicht, die aus
dem zweiten Material bestehen, daher derart in der Deckschicht angeordnet und geformt,
dass sie als Stege zwischen benachbarte Kavitäten dienen.
[0050] In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Deckschicht als dauerelastische Folie
aus einem Elastomer ausgebildet sein, in welches magnetische Partikel eingebettet
sind und welches Bereiche aus einem zweiten Material aufweist.
[0051] Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Vorrichtung ist die Deckschicht dazu eingerichtet,
eine Vielzahl von Kavitäten zur Aufnahme eines Druckmediums auszubilden. Auf der Oberfläche
der Deckschicht werden die Kavitäten an den Positionen ausgebildet, an denen sie für
den Druck eines vorgegebenen Druckmusters notwendig sind. Jede Kavität spiegelt dabei,
analog zum konventionellen Tiefdruck, einen Druckpunkt im Druckmuster wieder.
[0052] Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die gleiche Auflösung an Kavitäten
auf einem Druckkörper zu erzeugen, wie dies im konventionellen Tiefdruck durch die
Gravur der Näpfchen möglich ist. Eine typische Walze, die im konventionellen Tiefdruck
verwendet wird, weist ein Raster mit einer Rasterweite von 60 Ipi, das heißt 60 Linien
pro cm auf. Beispielhaft ergeben sich damit 8.400 Kavitäten in der Breite und 7.800
Kavitäten im Umfang, für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Walze mit einer
Breite von 140 cm und einer Umfang von 130 cm als Druckkörper. Das heißt, auf der
gesamten Deckschicht der Walze können 8.400*7.800=65.520.000 Kavitäten ausgebildet
werden. Demzufolge ist das Magnetraster entsprechend ausgebildet, dass 65.520.000
Rasterpunkte zur Verfügung stehen, die einzeln angesteuert werden können. Wird eine
Walze mit einer Breite von 60cm und einem Umfang von 40cm bei 60 Ipi verwendet, ergeben
sich 3.600 Kavitäten in der Breite und 2.400 Kavitäten im Umfang. In diesem Falle
können auf der gesamten Deckschicht der Walze 3.600*2.400=8.640.000 Kavitäten ausgebildet
werden. Das Magnetraster ist entsprechend so ausgebildet, dass 8.640.000 Rasterpunkte
zur Verfügung stehen, die einzeln angesteuert werden können.
[0053] In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, Kavitäten
mit einer Rasterweite im Bereich 10 Ipi bis 80 Ipi, bevorzugt im Bereich 30 Ipi bis
70 Ipi, besonders bevorzugt mit 60 Ipi auszubilden.
[0054] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Druckform zusätzlich
einen Sensor auf. Der Sensor ist dafür geeignet, exakt eine Position des Umfangs der
Walze zu bestimmen. Mit Hilfe des Sensors ist es vorteilhafterweise möglich, genau
zu bestimmen, an welchem Punkt des Umfangs der Walze diese gerade druckt.
[0055] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin eine Vorrichtung zur Abgabe eines
Druckmediums auf. Die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums weist bevorzugt einen
Behälter mit einer Rakel oder Leitungen zum Transport des Druckmediums auf.
[0056] In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
einen Behälter mit einer Rakel auf. Der Behälter enthält in diesem Fall das Druckmedium
und die Druckform taucht in das Druckmedium im Behälter ein, so dass die Kavitäten
auf der Deckschicht des Druckmediums vollständig mit dem Druckmedium überflutet werden.
Die Rakel entfernt anschließend das überschüssige Druckmedium, so dass sich nur in
den Kavitäten Druckmedium befindet, die Deckschicht zwischen den Kavitäten jedoch
frei vom Druckmedium ist. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Behälters
mit einer Rakel wenn der Druckkörper ein Zylinder ist. Ausführungsformen von Rakeln
sind aus dem Stand der Technik bekannt, so kann die Rakel beispielsweise in Form eines
Stahllineals ausgebildet sein. Bekannt sind aber auch Rakel aus elastischen oder weichen
Werkstoffen, die dafür geeignet sind Pulver abzustreifen. Geeignete elastische Materialien
sind beispielsweise Filz, Gummi oder andere Kunststoffe.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
einen Behälter mit einem Luftvorhang auf. Der Behälter enthält in diesem Fall das
Druckmedium und die Druckform taucht in das Druckmedium im Behälter ein, so dass die
Kavitäten auf der Deckschicht des Druckmediums vollständig mit dem Druckmedium überflutet
werden. Durch den Luftvorhang wird anschließend das überschüssige Druckmedium entfernt.
[0057] Die Ausführungsformen, in denen die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums einen
Behälter mit einer Rakel oder einen Behälter mit einem Luftvorhang aufweist, sind
besonders vorteilhaft, wenn die Druckform als Druckkörper eine Druckwalze aufweist.
[0058] Ist einer weiteren Ausführungsform weist der die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
mindestens eine Auftragswalze und eine Rakel auf. Mit der mindestens einen Auftragswalze
wird das Druckmedium auf die Druckform aufgebracht und mit Hilfe der mindestens einen
Rakel wird anschließend das überschüssige Druckmedium entfernt. Diese Ausführungsform
ist besonders vorteilhaft wenn die Druckform eine Druckplatte als Druckkörper aufweist.
[0059] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Abgabe
eines Druckmediums Leitungen zum Transport des Druckmediums auf. Die Leitungen verlaufen
vorteilhafterweise durch den Druckkörper und das Magnetraster und enden in der Deckschicht
der Druckform. Die Leitungen sind so positioniert, dass jede Kavität, welche auf der
Deckschicht ausgebildet ist, mit Druckmedium befüllt werden kann. In dieser Ausführungsform
ist vorteilhafterweise eine Befüllung der Kavitäten vom inneren des Druckkörper möglich.
Die Leitungen sind mit entsprechenden Behältern verbunden, die Druckmedien enthalten.
Über geeignete Pump- und Steuervorrichtungen können die Kavitäten gezielt befüllt
werden. Diese Vorrichtungen und deren Verwendung sind dem Fachmann bekannt.
[0060] Erfindungsgemäß weist das Druckmedium mindestens eine pigmententhaltende Flüssigkeit
oder mindestens ein Funktionsmaterial auf.
[0061] Vorteilhafterweise ermöglicht es die vorliegende Erfindung, alle im herkömmlichen
Tiefdruck genutzten Druckmedien zu nutzen. Druckmedien können daher in einer Ausführungsform
pigmententhaltende Farben sein, die für den Tiefdruck geeignet sind. Darin sind auch
Sonderfarben und Mischfarben umfasst. Pigmententhaltende Flüssigkeiten können erfindungsgemäß
auch pigmententhaltende Lacke sein, beispielsweise Acryllacke oder PU-Lacke.
[0062] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Druckmedium Funktionsmaterialien
aufweisen.
[0063] In einer Ausführungsform der Erfindung können Pulver oder Fasern als Funktionsmaterial
dienen. Diese können verwendet werden, um beispielsweise 3D-Dtrukturen auf einem Bedruckstoff
zu erzeugen. Dabei können alle aus dem herkömmlichen 3D-Druck verwendeten Materialien
eingesetzt werden. Diese sind dem Fachmann bekannt.
[0064] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Funktionsmaterialien in
eine Flüssigkeit, beispielsweise in eine Tinte, eingearbeitet sein. In einer Ausführungsform
dient die Flüssigkeit dabei lediglich zur homogeneren Verteilung der Funktionsmaterialien
und verdunstet nach dem Auftrag oder ist nach dem Auftrag abtragbar.
[0065] In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Druckmedium Funktionsmaterialien
auf, die leitfähig sind. Diese Funktionsmaterialien können ausgewählt sein aus der
Gruppe enthaltend Ruß, Kohlefasern, Metallpulver, Salze, Legierungen, Nanopartikel,
insbesondere Kohlenstoffnanoröhren und leitfähigen Polymeren, wie beispielsweise Polypyrrole.
Es können auch Kombinationen dieser Substanzen zum Einsatz kommen.
[0066] In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Druckmedium Funktionsmaterialien
in Form von organischen und/oder anorganischen farbgebenden Pigmenten auf, wobei die
Pigmente mindestens einen Stoff oder mindestens eine Stoffzusammensetzung enthalten,
dessen/deren Farbe durch eine Veränderung einer auf die Pigmente einwirkenden physikalischen
Größe veränderbar ist. Derartige Stoffe oder Stoffzusammensetzungen können hydrochrome,
piezochrome, photochrome, thermochrome oder phosphoreszierende Farbstoffe sein. Auf
diese Weise ist eine Farbveränderung des Drucks auf dem Bedruckstoff und der daraus
hergestellten Elemente beispielsweise für Bodenbeläge, Wand- und/oder Deckenverkleidungen
durch eine Veränderung des Feuchtigkeitsgehaltes, der Temperatur oder des Drucks möglich.
[0067] Das Druckmedium kann als Funktionsmaterial auch ein Bindemittel aufweisen, wobei
das Bindemittel sowohl ein anorganisches als auch ein organisches Mittel oder eine
Mischung daraus sein kann. Häufig finden Kunstharz enthaltende Bindemittel Anwendung.
[0068] In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Druckmedium Funktionsmaterialien
auf, die dazu geeignet sind elektronische Bauteile zu drucken. Für die gedruckte Elektronik
werden sowohl organische als auch anorganische Materialien verwendet. Diese Materialien
liegen vorzugsweise in flüssiger Form, d. h. als Lösung, Dispersion oder Suspension,
vor. Dies trifft insbesondere auf viele organische Funktionsmaterialien, die als Leiter,
Halbleiter oder Isolatoren verwendet werden, zu. In der Regel handelt es sich bei
den anorganischen Materialien um Dispersionen von metallischen Mikro- oder Nanopartikeln.
Geeignete Nanopartikel können beispielsweise eine leitfähige Beschichtung auf einem
nicht leitfähigen Kern aufweisen. Zu den am häufigsten in der gedruckten Elektronik
verwendeten Materialien zählen die leitfähigen Polymere Poly-3,4-ethylendioxythiophen,
das mit Polystyrensulfonat dotiert wird, Polypyrrol und Polyanilin. Beide Polymere
sind kommerziell in verschiedenen Formulierungen erhältlich. Alternativ werden Silber-,
Gold- und oder Kupfer-Nanopartikel verwendet. Neben den polymeren und metallischen
Materialien rückt zudem auch der Kohlenstoff als robustes Material für gedruckte elektronische
Anwendungen in den Fokus dieser Technologie. Zahlreiche polymere Halbleiter werden
im Inkjetdruck prozessiert. Beispiele für polymere Halbleiter sind Poylthiophene wie
Poly(3-Hexylthiophen) und Poly-9,9-dioctylfluorencobithiophen. Druckbare organische
und anorganische Isolatoren bzw. Dielektrika existieren in großer Zahl.
[0069] Weiterhin kann das Druckmedium Funktionsmaterialien in Form von Phasenwechselmaterialien
aufweisen. Phasenwechselmaterialien sind Materialien, deren latente Schmelzwärme,
Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund
ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität, d.h. ohne den Phasenumwandlungseffekt
speichern können. Diese Materialien sind unter anderem dafür geeignet, um Latentwärmespeicher
zu erzeugen.
[0070] In einer weiteren Ausführungsform kann das Druckmedium als Funktionsmaterial Leuchtpigmente
in Form von Elektroluminophore oder luminiszierenden Stoffen aufweisen. Bei Elektroluminophoren
handelt es sich um Pigmente, die durch ein elektrisches Wechselfeld zur Lumineszenz
angeregt werden können. Ein geeignetes Elektroluminophor ist beispielsweise Zinksulfid,
das mit verschiedenen Metallen wie Mangan (ZnS:Mn), Gold, Silber, Kupfer oder Gallium
dotiert ist. Als luminiszierende Stoffe werden weiterhin bevorzugt fluoreszierende
und/oder phosphoreszierende Stoffe auf anorganischer oder organischer Basis, insbesondere
Zinksulfid und Erdalkalialuminate eingesetzt.
[0071] Das Druckmedium kann als Funktionsmaterial einkristalline Materialien aufweisen,
die als piezoelektrische Sensoren dienen können. Bevorzugt sind einkristalline Materialien,
wie Quarz, Turmalin und Galliumphosphat.
[0072] Weiterhin kann das Druckmedium als Funktionsmaterial abriebfeste Partikel, natürliche
Fasern, synthetische Fasern und/oder Flammschutzmittel aufweisen. In einer Ausführungsform
können Harze wie Melamin-Formaldehyd-Harz, oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz, Acrylat-
und Polyurethanharze als geeignete Bindemittel zum Einsatz kommen. Diese Art von Funktionsmaterialien
sind geeignet, um eine Schutzschicht auf einem Bedruckstoff aufzubringen.
[0073] Die abriebfesten Partikel sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Aluminiumoxide,
Korund, Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide und Glaspartikel. Als natürliche
und/oder synthetische Fasern kommen insbesondere Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe
enthaltend Holzfasern, Zellulosefasern, Wollfasern, Hanffasern und organische oder
anorganische Polymerfasern zum Einsatz. Als Korund kommt beispielsweise eine Mischung
aus üblichen silanisierten Korunden unterschiedlicher Körnung zum Einsatz.
[0074] Als Flammschutzmittel werden bevorzugt Phosphate, Borate, insbesondere Ammoniumpolyphosphat,
Tris(tri-bromneopentyl)phosphat, Zinkborat oder Borsäurekomplexe von mehrwertigen
Alkoholen verwendet.
[0075] Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung mindestens eine Vorrichtung zur Steuerung auf.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Vorrichtung zur Steuerung
ein PC, ein Tablet oder ein anderes datenverarbeitendes Gerät. Die Vorrichtung zur
Steuerung ist derart eingerichtet, dass sie die Spannung an den Rasterpunkten regelt.
Auf dem PC, Tablet oder datenverarbeitenden Gerät wird das auf den Bedruckstoff zu
druckende Druckmuster hinterlegt und in Abhängigkeit von den Farbwerten des Druckmusters
wird die Spannung an den Rasterpunkten derart geregelt, dass Kavitäten auf der Deckschicht
der Druckform ausgebildet werden, so dass das Druckmuster auf den Bedruckstoff abgebildet
werden kann. Wird ein mehrfarbiges Druckmuster gedruckt, ist die Vorrichtung zur Steuerung
bevorzugt dazu in der Lage, eine digitale Separationsdatei für die verschiedenen Farben
des Druckmusters zu erstellen. Hierfür werden die Daten von der Vorrichtung zur Steuerung
an das Magnetraster geleitet.
[0076] Weist die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums Leitungen zum Transport des Druckmediums
auf, werden außerdem die Daten für die Abgabe des Druckmediums von der Vorrichtung
zur Steuerung der Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums übertragen. Somit ist
es möglich, die Menge und Art des Druckmediums zu steuern, das an die jeweiligen Kavitäten
abgegeben wird.
[0077] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin mindestens eine Vorrichtung zur
Datenübertragung auf. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung
zur Datenübertragung mindestens zwei Sender-/Empfängervorrichtungen auf, die dazu
eingerichtet sind, kontaktlos Daten zu übertragen. Geeignete Sender-/Empfängervorrichtungen
sind sowohl dazu eingerichtet, Daten kontaktlos zu senden als auch zu empfangen. Erfindungsgemäß
ist eine Sender-/Empfängervorrichtung mit der Vorrichtung zur Steuerung verbunden,
eine weitere Sender-/Empfängervorrichtung befindet sich an der Druckform. Somit ist
es möglich, Informationen von der Vorrichtung zur Steuerung an das Magnetraster zu
übertragen und umgekehrt. Die kontaktlose Datenübertragung ist beispielsweise mittels
WLAN, Bluetooth oder ähnlicher Verfahren möglich. Kontaktlose Datenübertragung umfasst
erfindungsgemäß auch die kontaktlose optische Datenübertragung. Diese ist beispielsweise
über Lichtwellenleiter möglich. Die kontaktlose Datenübertragung hat den Vorteil,
dass die Datenübertragung problemlos auch bei hohen Drehzahlen gewährleistet werden
kann und das diese Art der Datenübertragung sich weitestgehend durch Verschleißfreiheit
auszeichnet.
[0078] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Datenübertragung
mindestens einen Kontakt auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieser Kontakt
ein Schleifringübertrager. Schleifringübertrager sind aus dem Stand der Technik bereits
bekannt und werden zur Übertragung von Informationen an rotierenden Elementen genutzt.
Ein Schleifringübertrager wird bevorzugt eingesetzt, wenn der Druckkörper ein Zylinder
ist. Der Schleifringübertrager ist dann derart positioniert, dass er Informationen
von der Vorrichtung zur Steuerung an die Druckform übertragen kann und umgekehrt.
[0079] Unabhängig von der Ausführungsform der Datenübertagung sind alle Rasterpunkte auf
dem Magnetraster zum Zweck der Datenübertragung vernetzt. Jeweils ein Teil der Rasterpunkte
ist über eine Zwischenvernetzung mit einer zentralen Vernetzung verbunden. Die Vernetzung
findet erfindungsgemäß über elektronische Verbindungen wie Leitungen, Leiterplatten
und/oder Leiterfolien statt. Die zentrale Vernetzung mündet in mindestens einem Kontakt
oder in mindestens einer Sender-/Empfängervorrichtung.
[0080] Weist die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums Leitungen zum Transport des Druckmediums
auf, befindet sich in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzlich an der Vorrichtung
zur Abgabe eines Druckmediums eine Sender-/Empfängervorrichtung. Somit ist es möglich,
Informationen von der Vorrichtung zur Steuerung an die Vorrichtung zur Abgabe eines
Druckmediums zu übermitteln und umgekehrt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
ist die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums mit der Vorrichtung zur Steuerung
über ein Datenkabel verbunden.
[0081] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mehrere Kontakte oder mehrere Sender-/Empfängervorrichtungen auf. In diesem Fall weist
die Druckform zum Beispiel zwei, drei oder vier Kontakte oder Sender-/Empfängervorrichtungen
auf. So kann gewährleistet werden, dass die Datenübertagung auch bei erhöhtem Datenvolumen
durchgeführt werden kann.
[0082] In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Datenübertragung
mindestens zwei Sender-/Empfängervorrichtungen auf, die dazu eingerichtet sind kontaktlos
Daten zu übertragen und/oder die Vorrichtung zur Datenübertragung weist mindestens
einen Kontakt auf. Eine Kombination der Vorrichtungen zur Datenübertragung ist erfindungsgemäß
möglich.
[0083] Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine Druckform zur Verfügung gestellt,
bei der sowohl die Anordnung der Kavitäten als auch deren Form veränderbar ist, ohne
dass die Druckform dazu umgebaut werden muss. Die Kavitäten können erfindungsgemäß
anhand einer regelbaren Spannung ausgebildet werden. Es entfällt daher vorteilhafterweise
die Herstellung mindestens einer gravierten statischen Druckform für jedes Druckmuster
sowie deren Wechsel und Lagerung im Druckprozess, wie es im konventionellen Tiefdruck
Stand der Technik ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Verwendung
einer Druckform für beliebig viele Druckmuster.
[0084] Darüber hinaus ist es möglich, die Anordnung der Kavitäten in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unmittelbar nach einem durchgeführten Druckvorgang zu ändern. Hierfür
weist die Druckform erfindungsgemäß einen Sensor auf, der dafür geeignet ist, exakt
eine Position des Umfangs der Walze zu bestimmen. Mit Hilfe des Sensors ist es möglich,
genau zu bestimmen, an welchem Punkt des Umfangs der Walze diese gerade druckt. Somit
können die Kavitäten nach einem erfolgten Druckvorgang auf der Walze neu angeordnet
und geformt werden. Mit vorschreitendem Druckprozess können die Kavitäten daher fortlaufend
andere Druckpunkte im Druckmuster abbilden.
[0085] Durch die vorliegende Erfindung ist es daher möglich, digitale Druckmuster auf Bedruckstoffe
zu drucken, die eine größere Druckdatenlänge aufweisen als der Walzenumfang beträgt.
Dies bietet gegenüber dem konventionellen Tiefdruck den Vorteil, dass der Umfang einer
Druckwalze unabhängig von der Druckdatenlänge oder der Länge eines Rapports eines
Druckmusters gewählt werden kann. Damit ist es nicht länger notwendig, Walzen mit
verschiedenen Umfängen in der Produktion zur Verfügung zu stellen, um Druckmuster
mit unterschiedlichen Druckdatenlängen zu drucken. Die Druckdatenlänge, die gedruckt
werden kann, ist damit umgekehrt auch nicht mehr von den vorhandenen Walzen abhängig.
Jede beliebige Druckdatenlänge kann mit der vorliegenden Erfindung mit einer Walze
gedruckt werden. Dies bietet einen enormen wirtschaftlichen Vorteil und eine enorm
gesteigerte Flexibilität gegenüber konventionellen Tiefdruckvorrichtungen.
[0086] Die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelten auch für die im Folgenden beschriebenen
erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt.
[0087] Weiterhin ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Vielzahl von Kavitäten auf einer
Druckform Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Druckform umfasst einen Druckkörper,
ein Magnetraster und eine Deckschicht, wobei sich das Magnetraster auf der Oberfläche
des Druckkörpers befindet und über dem Magnetraster die Deckschicht aufgebracht ist.
Die Deckschicht weist erfindungsgemäß magnetische Partikel auf. Über eine Steuerung
ist jeder Rasterpunkt des Magnetrasters unabhängig von den weiteren Rasterpunkten
des Magnetrasters elektrisch ansprechbar, wobei das Magnetraster auf eine Vielzahl
von magnetischen Partikeln einwirkt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Spannung an jedem Rasterpunkt des Magnetrasters angelegt wird, an dessen Position
eine Kavität auf der Oberfläche der Druckform entstehen soll; und
- durch die angelegte Spannung die magnetischen Partikel in der Deckschicht zum Magnetraster
gezogen werden und dadurch an dieser Position eine Kavität an der Oberfläche der Druckform
gebildet wird.
[0088] In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Tiefe und damit das Volumen einer
Kavität durch die Stärke der am zugehörigen Rasterpunkt des Magnetrasters angelegten
Spannung bestimmt. Je größer die Spannung ist, die an den zugehörigen Rasterpunkten
angelegt wird, desto stärker ist das hervorgerufene Magnetfeld und desto stärker werden
die magnetischen Partikel in der Deckschicht vom Magnetfeld angezogen. Entsprechend
ist auch die Tiefe und damit das Volumen der ausgebildeten Kavität größer.
[0089] Wie bereits beschrieben, kann die Formgebung der Kavitäten durch die Deckschicht
beeinflusst werden. In einer Ausführungsform der Erfindung werden in der Deckschicht
Bereiche aus einem zweiten Material angeordnet. Das zweite Material ist, wie bereits
beschrieben, nicht magnetisierbar und weist auch keine magnetischen Partikel auf.
Bevorzugt sind die Bereiche aus dem zweiten Material derart ausgebildet, dass bei
der Verformung der Deckschicht durch das Anlegen einer Spannung die Form der sich
ausbildenden Kavitäten durch die Form der Bereiche aus dem zweiten Material beeinflusst
wird. So kann durch die Formgebung der Bereiche aus dem zweiten Material Einfluss
auf die Form der Kavitäten genommen werden. Werden die Kavitäten als Näpfchen für
den Tiefdruck genutzt, ist es erfindungsgemäß möglich alle Näpfchenformen, die aus
dem herkömmlichen Tiefdruck bekannt sind, auszubilden.
[0090] In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Form der Kavitäten
daher durch die Anordnung und Formgebung von Bereichen aus einem zweiten Material
in der Deckschicht beeinflussbar.
[0091] Durch das erfindungsgemäße Verfahren können wie beschrieben, Kavitäten verschiedener
Tiefe und verschiedener Form auf der Deckschicht ausgebildet werden. Werden die Kavitäten
als Näpfchen für den Tiefdruck ausgebildet, ist es prinzipiell möglich alle Näpfchenformen
und Näpfchentiefen, die aus dem konventionellen Tiefdruck bekannt sind, auszubilden.
[0092] In einer Ausführungsform der Erfindung werden Kavitäten in Form von Näpfchen, die
vorzugsweise kreisförmig sind, mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,15 mm, besonders
bevorzugt mit einem Durchmesser von 0,1mm ausgebildet. Kreisförmig bezieht sich in
diesem Zusammenhang auf die Form der Näpfchen wenn die Deckschicht von oben betrachtet
wird. Die Form der Näpfchen im Querschnitt der Deckschicht betrachtet kann dabei beliebig
ausgebildet sein.
[0093] Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung der Vorrichtung zur Erzeugung eines
Drucks eines digitalen Druckmusters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem Verfahren
zur Druckerzeugung auf einem Bedruckstoff, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst
- Ausbildung von Kavitäten auf der Druckform, die dazu geeignet sind, das digitale Druckmuster
auf einem Bedruckstoff abzubilden;
- Aufnehmen eines Druckmedium von der Druckform mittels einer Vorrichtung zur Abgabe
eines Druckmediums; und
- Direktes oder indirektes Bedrucken des Bedruckstoffs mit dem digitalen Druckmuster
mittels der Vorrichtung zur Erzeugung eines Drucks.
[0094] Die Erfindung umfasst daher ein Verfahren zum Bedrucken eines Bedruckstoffes mit
einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem digitalen Druckmuster,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Druckform Kavitäten ausgebildet werden, die dazu geeignet sind, das digitale
Druckmuster auf einem Bedruckstoff abzubilden;
von der Druckform ein Druckmedium durch eine Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
aufgenommen wird; und
das digitale Druckmuster mit der Vorrichtung direkt oder indirekt auf den Bedruckstoff
gedruckt wird.
[0095] Gemäß dem Verfahren zum Bedrucken eines Bedruckstoffes mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung werden zunächst auf der Druckform Kavitäten ausgebildet, deren Position
auf der Deckschicht, Tiefe und Formgebung dazu geeignet ist, ein vorgegebenes Druckmuster
zu drucken. Hierfür werden über die Vorrichtung zur Steuerung die notwendigen Daten
über die Vorrichtung zur Datenübertragung an die Druckform übertragen und so die Spannung
an den einzelnen Rasterpunkten gesteuert.
[0096] Das digitale Druckmuster kann dabei maximal eine Druckdatenbreite aufweisen, die
so breit ist, wie die verwendete Druckform. Es kann aber auch ein digitales Druckmuster
geringerer Druckdatenbreite gedruckt werden. In diesem Fall werden nur an den Stellen
der Druckform Kavitäten ausgebildet, die für das Drucken des digitalen Druckmusters
notwendig sind.
[0097] Anschließend wird von der Druckform ein Druckmedium durch eine Vorrichtung zur Abgabe
eines Druckmediums aufgenommen, das heißt die auf der Deckfläche der Druckform ausgebildeten
Kavitäten werden mit einem Druckmedium befüllt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
also auch in dieser Hinsicht flexibler einsetzbar als konventionelle Druckvorrichtungen.
[0098] Das digitale Druckmuster wird dann direkt oder indirekt auf einen Bedruckstoff gedruckt.
Beim direkten Drucken wird das Druckmedium direkt von der Druckform auf einen Bedruckstoff
übertragen. Das Verfahren zum direkten Bedrucken wird analog zum direkten Bedrucken
im konventionellen Tiefdruckverfahren durchgeführt. Im Allgemeinen wird im Druckverfahren
durch einen sogenannten Presseur ein Anpressdruck auf den Bedruckstoff ausgeübt, so
dass der Übertrag des Druckmediums im Druckprozess stattfinden kann. Diese Verfahren
sind dem Fachmann bekannt.
[0099] Alternativ kann das digitale Druckmuster auch indirekt auf einen Bedruckstoff übertragen
werden. Verfahren zum indirekten Bedrucken sind ebenfalls aus dem konventionellen
Tiefdruck bekannt und können in der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Insbesondere
kann ein indirekter Druck über eine Gummiwalze als Überträger durchgeführt werden.
In diesem Fall wird das Druckmuster durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf eine
Gummiwalze übertragen und von der Gummiwalze auf einen Bedruckstoff aufgebracht.
[0100] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Druckmuster indirekt auf
eine strukturierte Oberfläche gedruckt. Das Druckmuster wird durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung auf ein flexibles Übertragungselement aufgebracht. Das flexible Übertragungselement
wird über eine Umlenkwalze geführt und anschließend wird das Druckmuster auf den Bedruckstoff
übertragen. Hierfür wird mit einer beweglichen Gegendruckwalze das flexible Übertragungselement
an den Bedruckstoff gepresst. Die bewegliche Gegendruckwalze kann sich der Strukturierung
des Bedruckstoffes derart anpassen, dass während des Übertrags des Druckmediums auf
den Bedruckstoff jederzeit ein ausreichend großer Anpressdruck herrscht. Ausreichend
groß ist der Anpressdruck, wenn eine fehlerfreie Übertragung des Druckmediums gewährleistet
ist. Die bewegliche Gegendruckwalze weist zusätzlich eine elastische Beschichtung
derart auf, dass das flexible Übertragungselement zumindest teilweise in Strukturen
auf der Oberfläche des Bedruckstoffes hineingepresst wird, so dass eine fehlerfreie
Übertragung des Druckmediums gewährleistet ist. Geeignete flexible Übertagungselemente
weisen eine derartige Elastizität auf, dass sie sich an Strukturen auf der Oberfläche
des Bedruckstoffes anpassen können. Beispielhaft kann das flexible Übertragungselement
ein Material aufweisen, enthalten in einer Gruppe umfassend Schaumstoff, Gummi, Elastomere
und Textilien.
[0101] Die aus dem Stand der Technik bekannte Rasterwinkelung nach DIN 16 547 kann mit der
vorliegenden Erfindung ebenfalls umgesetzt werden. Bei der Rasterwinkelung werden
die Grundfarben des CMYK Farbraums in verschiedenen Rasterwinkeln übereinander gedruckt.
Die Winkel der Grundfarben sind dabei in der DIN 16 547 festgelegt. Die Rasterwinkelung
vermeidet auffallend störende Muster wie Moire-Effekte bzw. vermindert deren Prägnanz.
[0102] In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Anordnung der Kavitäten auf der Druckform
nach der Übertragung des Druckmusters auf den Bedruckstoff verändert.
[0103] In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Anordnung der Kavitäten auf der Druckform
unmittelbar nach dem Übertragen des Druckmediums auf den Bedruckstoff verändert. In
diesem Fall kann die Anordnung der Kavitäten bereits verändert werden, bevor das vollständige
Druckmuster gedruckt wurde. Dies ist vor allem vorteilhaft bei der Nutzung einer Walze
als Druckkörper. Vorteilhafterweise weist in dieser Ausführungsform die Druckform
zusätzlich einen Sensor auf, mit dem exakt bestimmt werden kann, an welcher Position
des Umfangs der Walze die Druckform gerade druckt. Somit können gezielt die Kavitäten
auf der Deckschicht verändert werden, die bereits gedruckt haben und die unverändert
gelassen werden, die noch nicht gedruckt haben.
[0104] Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung einer Walze als
Druckform, da erfindungsgemäß die Rapportlänge eines Druckmusters nicht länger auf
den Walzenumfang beschränkt ist oder auf diesen abgestimmt werden muss. Die vorliegende
Erfindung ermöglicht es daher, eine wesentlich größere Auswahl an Druckmustern zu
drucken, als dies mit dem konventionellen Tiefdruck möglich ist, bei dem die Maße
eines Druckmusters durch den Walzenumfang beschränkt werden.
[0105] Als digitale Druckmuster können daher erfindungsgemäß sämtliche Druckmuster dienen,
die auch mit dem herkömmlichen Tiefdruckverfahren verarbeitet werden können. Jedoch
können mit der vorliegenden Erfindung auch Druckmuster gedruckt werden, deren Druckdatenlänge
größer ist als der Walzenumfang der Druckform, wenn eine Walze als Druckkörper genutzt
wird.
[0106] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das digitale Druckmuster beispielsweise
eine Dekorvorlage, die in der dekorativen Gestaltung von Laminaten, die für Boden-,
Wand- und/oder Deckenbeläge Verwendung findet. Insbesondere bei Fußbodenlaminaten
werden beliebige Holz-, Fliesen-, Stein-, Phantasiedekore oder Parkettimitate auf
Bedruckstoffe aufgebracht. Zur Herstellung dieser Dekore dienen häufig Vorlagen aus
der Natur, die nach einer Digitalisierung oder nach einer zusätzlichen digitalen Bearbeitung
mit einer Software auf einen Bedruckstoff aufgebracht werden.
[0107] In einer weiteren Ausführungsform kann das digitale Druckmuster auch eine oder mehrere
Funktionsschichten darstellen. Funktionsschichten sind Schichten, die auf einen Bedruckstoff
aufgebracht werden und die vorrangig einen funktionellen Nutzen bringen. Funktionsschichten
gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen beispielsweise
- Latentwärmespeicher mit Phasenwechselmaterialien,
- eine Fussbodenheizung auf Basis einer Widerstandsheizung,
- eine Beleuchtung auf Basis von Elektrolumineszenz, wie z.B. zinksulfidische Luminophore,
- Einbruchssensor auf Basis piezoelektrischer Elemente,
- Farbanpassung auf Basis thermochromer Pigmente,
- Unfall-/Einbruchsmelder auf Basis piezochromer Pigmente,
- Feuermelder auf Basis Widerstandsänderung,
- Bindemittel zur Fixierung einer bereits aufgetragenen gedruckten Schicht, das Bindemittel
kann dabei vollflächig oder auch nur an bestimmten Stellen des Bedruckstoffes aufgetragen
werden,
- Funktionsschichten, die der Datenübertragung bzw. Datenweiterleitung dienen, diese
Funktionsschichten können beispielsweise an ein vorhandenes Computernetzwerk angebunden
werden.
[0108] Hierbei werden unter anderem die bekannten Verfahren zur Herstellung gedruckter Elektronik
verwendet. Gedruckte Elektronik bezeichnet elektronische Bauelemente, Baugruppen und
Anwendungen, die vollständig oder teilweise mittels Druckverfahren hergestellt werden.
Anstelle der Druckfarben werden elektronische Funktionsmaterialien, die in flüssiger
oder pastöser Form vorliegen, verdruckt. Geeignet Funktionsmaterialien sind bereits
eingangs beschrieben worden.
[0109] Die für die Herstellung der Funktionsschicht notwendigen Materialien können dabei
in eine Flüssigkeit eingearbeitet sein. Es ist aber auch möglich, dass die zum Druck
verwendete Tinte selbst die Funktionsschicht darstellt. Eine weitere Möglichkeit ist,
dass die Flüssigkeit lediglich zur homogeneren Verteilung der Funktionsschicht dient
und nach dem Auftrag verdunstet oder abtragbar ist.
[0110] Die Ausführung derartiger Funktionsschichten ist dem Fachmann bekannt und in der
Literatur bereits beschrieben.
[0111] Prinzipiell ist jedes für das Aufbringen eines Druckmediums geeignetes Material als
Bedruckstoff geeignet. Der Bedruckstoff kann dabei eine glatte oder auch eine raue
Oberfläche aufweisen, auf die das Druckmedium aufgebracht wird. In einer Ausführungsform
der Erfindung ist der Bedruckstoff gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählt aus
einer Gruppe enthaltend Papier, Glas, Metall, Folien, Holzwerkstoffe, insbesondere
MDF- oder HDF-Platten, WPC-Platten, Furniere, Lackschichten, Kunststoffplatten, faserverstärktem
Kunststoff, Hartpapier und anorganische Trägerplatten.
[0112] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bedruckstoff zumindest eine flächige
Form auf, welche mit den erfindungsgemäßen Druckformen bedruckt werden kann. Geeignete
Bedruckstoffe können daher beispielsweise Laminate, Möbelplatte, Fronten von Möbeln,
Arbeitsplatte, Türfronten, Tapeten, Papiere und Glasflächen sein. Der Bedruckstoff
kann dabei eine glatte Oberfläche aufweisen oder aber auch eine strukturierte Oberfläche.
Weist der Bedruckstoff eine strukturieret Oberfläche auf, wird der Bedruckstoff bevorzugt
indirekt bedruckt. Dieses Verfahren wurde bereits eingangs beschrieben.
[0113] In einer Ausführungsform der Erfindung wird Papier als Bedruckstoff verwendet. Als
Druckbasispapier geeignetes Papier ist bevorzugt weiß und hat ein Gewicht von 60 bis
90 g/m
2, bevorzugt 65 bis 80 g/m
2, besonders bevorzugt 70 g/m
2. Das Papier wird vor dem Bedrucken mit einem Primer versehen, um dieses zu grundieren.
Geeignete Mittel, die als Primer verwendet werden können, sind dem Fachmann bekannt.
[0114] Druckdekore finden beispielsweise Einsatz in der Herstellung von Fußbodenlaminat
oder in Form von Wand- und Deckenverkleidungselementen. In diesem Fall ist der Bedruckstoff
vorzugsweise eine Holzwerkstoffplatte. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist der Bedruckstoff eine Holzwerkstoffplatte.
[0115] Insbesondere bei der Verwendung von Holzwerkstoffplatten wird in einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens auf die zu bedruckende Seite der Holzwerkstoffplatte vor
dem Bedrucken mit dem digitalen Druckmuster mindestens eine Grundierungsschicht umfassend
mindestens ein Harz und/oder mindestens einen Lack aufgetragen, die anschließend angetrocknet
und/oder angehärtet wird.
[0116] Vorzugsweise wird die zu bedruckende Seite der Holzwerkstoffplatte vor dem Auftragen
der Grundierung angeschliffen.
[0117] Zur Grundierung kann eine wässrige Harzlösung und/oder eine strahlenhärtbare Spachtelmasse
auf die zu bedruckende Seite des Trägermaterials aufgetragen werden. Als Grundierungsmittel
sind z.B. wässrige Harzlösungen wie Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz
oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz einsetzbar. Es ist ebenfalls möglich, das
Trägermaterial mit 1K/2K-Acrylat-, UV- und/oder ESH-Spachtel vorzubeschichten bzw.
zu grundieren und anschließend diese Grundierungsschicht entsprechend auszuhärten.
[0118] Vorzugsweise wird für die Vorbeschichtung bzw. Grundierung der Holzwerkstoffplatte
eine wässrige Harzlösung verwendet, die eine wässrige Harzlösung, insbesondere eine
wässrige Lösung eines Melamin-Formaldehyd-Harzes, Harnstoff-Formaldehyd-Harzes oder
Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz.
[0119] Die Auftragsmenge an flüssiger Harzlösung zur Grundierung kann zwischen 10 und 80
g/m
2, bevorzugt 20 und 50 g/m
2 betragen. Der Feststoffgehalt der wässrigen Harzlösung liegt zwischen 30 und 80%,
bevorzugt 40 und 60%, insbesondere bevorzugt bei 55%. Das Flüssigharz kann zusätzlich
geeignete Netzmittel, Härter, Trennmittel und Entschäumer aufweisen.
[0120] Nach Auftragen der wässrigen Harzlösung auf die Holzwerkstoffplatte zur Vorbeschichtung
bzw. Grundierung derselbigen wird das Flüssigharz auf eine Feuchte von 10%, bevorzugt
6% z.B. in einem Konvektionsofen oder Nahinfrarot-Ofen getrocknet.
[0121] In einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens kann die Holzwerkstoffplatte
mit 1K/2K-Acrylat-, und/oder ESH-Spachtel vorbeschichtet bzw. grundiert werden. Eine
UV-Spachtelmasse besteht vorteilhafterweise im Wesentlichen aus UV-härtbaren Lackkomponenten,
Pigmenten, Reaktivverdünner und Radikalbildnern als Kettenstarter.
[0122] Die Auftragsmenge der Spachtelmasse kann in diesem Fall 50 bis 150 g/m
2, bevorzugt 50 bis 100 g/m
2 betragen. Die Mengenangaben beziehen sich dabei auf eine 100%ige Spachtelmasse.
[0123] Ebenfalls ist es möglich, dass die zur Grundierung verwendete Spachtelmasse pigmentiert
vorliegt, wodurch das Druckergebnis variiert oder verbessert werden kann.
[0124] Besonders bevorzugt gemäß der Erfindung ist die Vorbeschichtung der Holzwerkstoffplatte
mit einer transparenten Grundierung.
[0125] In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird vor dem Bedrucken
der mindestens einen Seite der Holzwerkstoffplatte mindestens eine Schicht einer pigmentierten
Grundierung, die vorzugsweise wasserbasiert ist, auf die zu bedruckende Seite der
Holzwerkstoffplatte aufgetragen. Die pigmentierte Grundierung kann entweder direkt
auf die unbehandelte Oberfläche der Werkstoffplatte oder auch auf die vorherige, vorzugsweise
transparente Grundierung aufgetragen werden.
[0126] Die wasserbasierte pigmentierte Grundierung kann auch in mehr als einer Schicht aufgetragen
werden (z.B. 3 bis 10 Schichten, bevorzugt 5 bis 8 Schichten, besonders bevorzugt
7 Schichten), wobei nach jedem Schichtauftrag die pigmentierte Grundierung z.B. in
einem Konvektionstrockner oder einem Nahinfrarot-Trockner getrocknet wird. Die wasserbasierte
pigmentierte Grundierung enthält vorzugsweise mindestens ein Pigment einer hellen
Farbe, besonders bevorzugt mindestens ein Weißpigment.
[0127] Weißpigmente sind unbunte anorganische Pigmente mit einem hohen Brechungsindex (größer
als 1,8), die vor allem zur Erzeugung von optischer Weiße in Anstrichmitteln oder
als Füllstoff in z. B. Kunststoffen verwendet werden. Weißpigmente gemäß der Erfindung
können ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend Titandioxid, Lithopone, Bariumsulfat,
Zinkoxid, Zinksulfid und Calciumsulfat. Lithopone ist ein Weißpigment, das Bariumsulfat
und Zinksulfid beinhaltet. Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise Titandioxid als Weißpigment
in der wasserbasierten pigmentierten Grundierung eingesetzt, da Titandioxid den höchsten
Brechungsindex und somit die höchste Deckkraft unter den bekannten Weißpigmenten aufweist.
[0128] Der Bedruckstoff kann daher vor dem Bedrucken Grundiert werden und nach dem Bedrucken
können optional eine oder mehrere Schutzschichten aufgebracht werden. Hierfür kann
eine Produktionslinie dienen, die die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.
[0129] Eine Produktionslinie für das Bedrucken eines Bedruckstoffes mit der vorliegenden
Erfindung umfasst Mittel zum Erzeugen einer Grundierung, die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum bedrucken des Bedruckstoffes und in einer weitergehenden Variante mindestens ein
Mittel zum Aufbringen einer Schutzschicht auf den mit dem jeweiligen Druck versehenen
Bedruckstoff. Dieses Mittel bzw. diese Vorrichtung zum Aufbringen einer Schutzschicht
ist vorzugsweise im Anschluss an die Druckstraße angeordnet.
[0130] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Produktionslinie mindestens eine Kurztaktpresse
zum Verpressen des mit dem Druckmuster versehenen Bedruckstoffes und der darauf angeordneten
Schutzschicht auf.
[0131] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Bedruckstoff eine Struktur
auf. Mit Hilfe des bereits beschriebenen indirekten Druckverfahrens kann ein solcher
Bedruckstoff mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren bedruckt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Bedruckstoff,
der eine Struktur aufweist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren derart bedruckt, dass das Druckmuster synchron mit der Struktur auf dem
Bedruckstoff ist. In dieser Ausführungsform kann beispielsweise ein Bedruckstoff,
der eine holzähnliche Struktur aufweist mit einem Holzdekor derart bedruckt werden,
dass das Holzdekor und die darunterliegende Struktur synchron zueinander sind. Das
heißt, wo ein Astloch im Holzdekor abgebildet ist, verläuft auch eine entsprechende
Strukturierung. Für einen Nutzer entsteht so ein optimales Zusammenspiel aus Struktur
und Dekor. Diese Ausführungsform ist daher bei Kunden sehr beliebt und zeichnet sich
daher durch ein hohes wirtschaftliches Potenzial aus.
[0132] In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung genutzt werden, um ein
3D-Struktur zu drucken. Hierfür werden bevorzugt Pulver oder Fasern als Druckmedium
verwendet. Auf der Druckform werden erfindungsgemäß Kavitäten ausgebildet, in die
das Druckmedium aufgenommen wird. Durch das Deaktivieren des Magnetfeldes bilden sich
die Kavitäten zurück und das Druckmedium wird an den Bedruckstoff abgegeben. Anschließend
wird das Druckmedium getrocknet und/oder gehärtet.
[0133] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum dosierten Auftragen von Produktionsmaterialien genutzt werden. Produktionsmaterialien
sind beispielsweise Korund und/oder Glas. Da die Kavitäten auf der Oberfläche der
Deckschicht erfindungsgemäß mit beliebigen Formen und/oder Tiefen ausgebildet werden
können, weisen diese auch entsprechend wohldefinierte Schöpfvolumina auf. Das heißt,
mit der vorliegenden Erfindung können Kavitäten erzeugt werden, die ein gewünschtes
Volumen eines Druckmediums aufnehmen können. Damit ist es möglich, auch ein Produktionsmaterial
in einer gewünschten Menge auf einen Bedruckstoff aufzubringen.
[0134] Die vorliegende Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile,
unter anderem:
- Es gibt keine Beschränkungen der Druckmuster hinsichtlich deren Rapportlänge oder
deren Druckdatenlänge.
- Es können digitale Druckmuster gedruckt werden, die eine geringere Druckdatenbreite
als die Druckform aufweisen. In diesem Fall werden nur an den Stellen der Druckform
Kavitäten ausgebildet, die für das Drucken des digitalen Druckmusters notwendig sind.
- Farbverläufe und Mischfarben können in der Qualität des Tiefdrucks abgebildet werden.
- Es können alle für das Aufbringen eines Druckmediums geeigneten Bedruckstoffe verwendet
werden. Die Bedruckstoffe können glatte als auch raue Oberflächen aufweisen, auf die
das Druckmedium aufgebracht wird.
- Während der Produktion können Veränderungen im Druckmuster vorgenommen werden, die
sich unmittelbar in der Druckform umsetzten lassen.
- Die Anfertigung von unveränderlichen statischen Druckformen wie im herkömmlichen Tiefdruck
genutzt entfällt, ebenso deren Wechsel oder Einlagerung.
- Es können alle Druckmedien verwendet werden, die aus dem Tiefdruck bekannt sind und
preisgünstiger sind als Druckmedien für den Digitaldruck.
- Es kann mit den gleichen Geschwindigkeiten wie im konventionellen Tiefdruck gedruckt
werden, ohne dass Qualitätsverluste in der Druckauflösung auftreten.
- Qualitätsprobleme des Digitaldruck (Sprühnebel, Kondensatbildung, Satellitenausbildung,
Einfluss von Luftverwirbelungen, Streifenbildung durch Druckkopfausfälle) treten nicht
auf.
- Die vorliegende Erfindung ist einfach in bestehende analoge Druckanlagen implementierbar.
[0135] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von 13 Figuren und 12 Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
- Figur 1
- (A) und (B) stellen Verfahren im Digitaldruck aus dem Stand der Technik dar;
- Figur 2
- stellt ein Magnetraster (A) und zwei Druckformen mit einem Magnetraster (B) und (C)
dar;
- Figur 3
- (A) stellt eine erste Ausführungsform der Deckschicht mit Magnetraster einer Druckform
dar, (B) stellt eine zweite Ausführungsform der Deckschicht dar, die Bereiche aus
einem zweiten Material aufweist, (C) zeigt eine Ausführungsform der Deckschicht mit
Magnetraster auf einer Druckplatte;
- Figur 4
- zeigt eine Deckschicht einer Druckform;
- Figur 5
- (A) und (C) zeigen verschiedene Formen von Kavitäten im Querschnitt durch die Deckschicht
betrachtet und (B) in der Aufsicht auf die Deckschicht;
- Figur 6
- (A) bis (C) stellen drei verschiedene Druckformen dar;
- Figur 7
- zeigt eine Ausführungsform eines Druckvorganges;
- Figur 8
- zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Datenübertragung
mit einem Kontakt;
- Figur 9
- zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Datenübertragung
mit zwei Sender-/Empfängervorrichtungen;
- Figur 10
- (A) und (B) stellen zwei Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungen zur Abgabe
eines Druckmediums dar;
- Figur 11
- (A) stellt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer Ausführungsform für
die Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums über Tintenleitungen dar; (B) stellt
eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
über Tintenleitungen dar;
- Figur 12
- (A) zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zum indirekten Bedrucken, (B) zeigt eine
Ausführungsform der Erfindung zum direkten Bedrucken und (C) zeigt eine Ausführungsform
der Erfindung zum indirekten Bedrucken von strukturierten Bedruckstoffen;
- Figur 13
- zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zum direkten Bedrucken.
[0136] Figur 1 (A) zeigt ein Verfahren zum indirekten Digitaldruck, welches aus dem Stand der Technik
bekannt ist. Dabei wird über einen Digitaldrucker 10 ein Druckmedium 100 auf eine
Walze 20 aufgebracht. Die Walze überträgt anschließend das Druckmedium 100 auf den
Bedruckstoff 30.
Figur 1 (B) stellt eine Verfahren zum direkten Bedrucken eines Bedruckstoffes 30 mit einem Druckmedium
100 durch einen digitalen Drucker 10 dar. Beide Verfahren weisen die eingangs beschriebenen
Nachteile des Standes der Technik auf, die dem Fachmann für den Digitaldruck bekannt
sind.
[0137] In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Magnetraster 40 verwendet, wie es in
der
Figur 2 (A) dargestellt ist. Symbolisch ist das Magnetraster mit einer Steuereinheit 50 in Form
eines Computers verbunden, um zu zeigen, dass das Magnetraster über eine Steuereinheit
geregelt wird. Das Magnetraster 40 wird erfindungsgemäß auf dem Druckkörper aufgebracht.
In
Figur 2 (B) ist der Druckkörper eine Druckwalze 20 und in
Figur 2 (C) ist der Druckkörper eine Druckplatte.
[0138] Figur
3 (A) zeigt einen Ausschnitt eines Aufbaus einer Druckform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Als Druckkörper dient eine Walze 20, auf die ein Magnetraster 40 aufgebracht ist.
Von dem Magnetraster 40 sind zwei Rasterzellen 41, 45 dargestellt. Diese sind symbolisch
mit einer Steuereinheit 50 in Form eines Computers verbunden. Über den Rasterzellen
41, 45 befindet sich die Deckschicht 42. Die Deckschicht 42 weist magnetische Partikel
43 auf, die in der Deckschicht 42 verteilt vorliegen. Durch das Anlegen einer Spannung
an der Rasterzelle 45 entsteht ein magnetisches Feld, welches die magnetischen Partikel
in der Deckschicht anzieht. Hierdurch wird die Deckschicht derart verformt, dass eine
Kavität 60 entsteht.
[0139] Figur 3 (B) zeigt ebenfalls einen Ausschnitt eines Aufbaus einer Druckform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Auf einer Walze 20 ist wiederum ein Magnetraster 40 aufgebracht, von dem
zwei Rasterzellen 41, 45 dargestellt sind. Die Deckschicht 42 weist in dieser Ausführungsform
neben den magnetischen Partikeln 43 Bereiche aus einem zweiten Material 44 auf. Die
Bereiche aus dem zweiten Material 44 wiesen keine magnetischen Partikel auf und sind
erfindungsgemäß auch nicht magnetisierbar. Durch das Anlegen einer Spannung an der
Rasterzelle 45 entsteht ein magnetisches Feld, welches die magnetischen Partikel in
der Deckschicht anzieht. Hierdurch wird die Deckschicht derart verformt, dass eine
Kavität 60 entsteht. Die Bereiche aus dem zweiten Material 44 in der Deckschicht werden
erfindungsgemäß nicht verformt und tragen zur Formgebung der Kavität bei. Darüber
hinaus dienen die Bereiche aus dem zweiten Material 44 der Stabilisierung der Deckschicht
indem Stege ausgebildet werden, die das Abrakeln nach der Aufnahme eines Druckmediums
100 unterstützen.
[0140] Figur 3 (C) zeigt einen Ausschnitt eines Aufbaus einer Druckform gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei die Druckform eine Druckplatte 26 als Druckkörper aufweist. Der weitere Aufbau
ist analog zur Figur 3 (A).
[0141] Figur 4 zeigt die Deckschicht 42 in einer Draufsicht. Dargestellt ist eine Vielzahl von Kavitäten
60, die in dieser Ansicht einen kreisförmigen Grundriss aufweisen.
[0142] Figur 5 (A) zeigt drei verschiedene Formen von Kavitäten 60 die in einer Deckschicht 42 ausgebildet
sind. Die Deckschicht 42 ist dabei im Querschnitt abgebildet. Wie dargestellt, können
mit der vorliegenden Erfindung Kavitäten 60 mit verschiedenen Formen ausgebildet werden.
Es ist daher möglich, die Form der Kavitäten an die gewünschte Anwendung anzupassen.
Die vorliegende Erfindung bietet damit eine große Flexibilität bei der Bedruckung
von Bedruckstoffen 30.
Figur 5 (B) stellt die Form der Kavitäten 60 dar, wenn die Deckschicht 42 von oben betrachtet
wird. Alle Kavitäten 60 weisen in dieser Ansicht eine kreisförmige Form auf.
Figur 5(C) zeigt weitere Formen von Kavitäten, die in der folgenden Tabelle aufgelistet sind.
Die Deckschicht 42 ist im Querschnitt abgebildet.
Figur |
Form der Kavität |
a |
Spitzpyramide |
b |
Stumpfpyramide |
c |
Stumpfpyramide mit steilen Flanken |
d |
spitze Kalotte |
e |
normale Kalotte |
f |
U-Form mit steilen Flanken und breitem Boden |
[0143] Figur 6 (A) bis (C) stellen drei verschiedene Druckformen dar, wobei jeweils eine Walze 20 als Druckkörper
dient. Die Walzen 20 weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Im konventionellen Tiefdruck
bestimmt der Walzenumfang die maximale Druckdatenlänge bzw. den Rapport, mit dem gedruckt
werden kann, da die Näpfchen auf dem Druckkörper unveränderlich aufgebracht sind.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, die Form und Anordnung der Kavitäten
60 während eines Druckvorgangs zu verändern. Hierfür weist die Druckform erfindungsgemäß
einen Sensor auf, der dafür geeignet ist, exakt eine Position des Umfangs der Walze
zu bestimmen. Mit Hilfe des Sensors ist es dann möglich, genau zu bestimmen, an welchem
Punkt des Umfangs der Walze, diese gerade druckt. Das heißt, die Kavitäten 60 können,
nachdem sie gedruckt haben, auf der Walze neu angeordnet und geformt werden.
[0144] Durch die vorliegende Erfindung ist es daher möglich, digitale Druckmuster auf Bedruckstoffe
zu drucken, die eine größere Druckdatenlänge aufweisen als der Walzenumfang beträgt.
Dies bietet gegenüber dem konventionellen Tiefdruck den Vorteil, dass der Umfang einer
Druckwalze unabhängig von der Druckdatenlänge oder der Länge eines Rapports eines
Druckmusters gewählt werden kann. Damit ist es nicht länger notwendig, Walzen mit
verschiedenen Umfängen in der Produktion zur Verfügung zu stellen, um Druckmuster
mit unterschiedlichen Druckdatenlängen zu drucken. Die Druckdatenlänge, die gedruckt
werden kann, ist damit umgekehrt auch nicht mehr von den vorhandenen Walzen abhängig.
Jede beliebige Druckdatenlänge kann mit der vorliegenden Erfindung mit einer Walze
gedruckt werden. Dies bietet einen enormen wirtschaftlichen Vorteil und eine enorm
gesteigerte Flexibilität gegenüber dem konventionellen Tiefdruckvorrichtungen und
Verfahren.
[0145] Die Druckform in Figur 6 (C) kann in sieben Umläufen die gleiche Druckdatenlänge
abbilden, wie die Druckform in Figur 6 (B) in zwei Umläufen. Beide Druckformen bilden
dabei die gleiche Druckdatenlänge ab wie die Druckform in Figur 6 (A). Nach Beendigung
des Druckvorganges liegen in allen drei Fällen Bedruckstoffe vor, die die gleichen
Druckmuster mit gleicher Druckdatenlänge aufweisen.
[0146] Figur 7 stellt ein Beispiel für die Ausführung eines Druckvorganges mit der vorliegenden
Erfindung dar. Die vier Druckformen weisen als Druckkörper die Walzen 20, 21, 22,
23 auf. Jeder Walze ist ein anderes Druckmedium zugeordnet. Von einem digitalen Druckmuster
werden digitale Separationsdaten durch eine Steuervorrichtung 50 in Form eines Computers
erstellt. Die digitalen Separationsdaten werden anschließend an die Walzen 20, 21,
22, 23 übermittelt und die Kavitäten auf den Deckschichten der Walzen 20, 21, 22,
23 werden entsprechend ausgebildet. Die Berechnung von Separationsdaten basiert auf
dem Fachmann bekannten Verfahren.
[0147] Figur 8 stellt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Datenübertragung
dar. Zur Datenübertragung sind alle Rasterpunkte auf dem Magnetraster 40 vernetzt
70. Jeweils ein Teil der Rasterpunkte ist über eine Zwischenvernetzung 71 mit einer
zentralen Vernetzung mit einem Kontakt 72 verbunden. Der Kontakt kann beispielsweise
ein Schleifringübertrager sein. Über den Kontakt kann eine Verbindung zu einem Steuergerät,
beispielsweise in Form eines Computers 50, hergestellt werden. Über diese Anordnung
ist es möglich, Daten zwischen der Steuervorrichtung und dem Magnetraster 40 auszutauschen
und damit die Anordnung der Kavitäten 60 zu steuern. Die Vernetzung findet über elektronische
Verbindungen wie Leitungen, Leiterplatten und/oder Leiterfolien statt. Als Druckkörper
ist eine Walze 20 in zwei Ansichten dargestellt.
[0148] Figur 9 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Datenübertragung
dar. Genau wie in Figur 8 sind die Rasterpunkte vernetzt 70, wobei eine Zwischenvernetzung
71 zu einer zentralen Vernetzung mit einer Sender-/Empfängervorrichtung 73 führt,
die dafür geeignet ist, kontaktlos Daten zu übertragen. Eine Steuereinrichtung, beispielsweise
in Form eines Computers 50, weist ebenfalls eine Sender-/Empfängervorrichtung 74 auf,
die dafür geeignet ist, kontaktlos Daten zu übertragen. Über diese Anordnung ist es
möglich, Daten zwischen der Steuereinrichtung und dem Magnetraster 40 auszutauschen
und damit die Anordnung der Kavitäten 60 zu steuern. Als Druckkörper ist eine Walze
20 in zwei Ansichten dargestellt.
[0149] Figur 10 (A) zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Abgabe eines Druckmediums
100. Das Druckmedium 100 wird aus einem Behälter 91 aufgenommen, indem die Walze 20
der Druckform in den Behälter 91 eintaucht und die Kavitäten 60 auf der Deckschicht
42 vollständig mit Druckmedium überflutet werden. Die Rakel 25 entfernt anschließend
das überschüssige Druckmedium 100, so dass sich nur in den Kavitäten 60 Druckmedium
100 befindet, die Deckschicht zwischen den Kavitäten 60 jedoch frei vom Druckmedium
ist. Das Druckmedium 100 wird auf die Gummiwalze 80 übertragen und von dieser auf
den Bedruckstoff 30. Die Steuerung des Druckvorgangs wird durch eine Steuervorrichtung
in Form eines Computers 50 symbolisiert.
[0150] Figur 10 (B) zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Abgabe
eines Druckmediums 100. Hier wird das Druckmedium 100 von oben auf die Druckform gegeben,
wobei die Druckform eine Walze 20 umfasst. Das überschüssige Druckmedium 100 wird
durch die Rakel 25 entfernt. Anschließend wird das Druckmedium 100 auf die Gummiwalze
80 übertragen und von dieser auf den Bedruckstoff 30. Die Steuerung des Druckvorgangs
wird durch eine Steuervorrichtung in Form eines Computers 50 symbolisiert.
[0151] Figur 11 (A) zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Abgabe
eines Druckmediums 100, die Tintenleitungen 90 innerhalb des Druckkörpers umfasst.
Die Tintenleitungen 90 verlaufen vorteilhafterweise durch den Druckkörper und das
Magnetraster 40 und enden in der Deckschicht 42 der Druckform. Die Tintenleitungen
90 sind so positioniert, dass jede Kavität 60, die auf der Deckschicht 42 vorhanden
ist, mit Druckmedium 100 befüllt werden kann. In dieser Ausführungsform werden die
Kavitäten 60 vom inneren des Druckkörpers befüllt. Die Tintenleitungen 90 sind mit
entsprechenden Behältern verbunden, die Druckmedien 100 enthalten. Über geeignete
Pump- und Steuervorrichtungen können die Kavitäten 60 gezielt befüllt werden. Die
Behälter mit den Druckmedien 100, sowie die Pumpvorrichtungen sind der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt. Als Steuervorrichtung ist symbolisch ein Computer 50 abgebildet.
Das Druckmedium wird von der Druckform auf eine Gummiwalze 80 übertragen und von dieser
auf den Bedruckstoff 30.
[0152] Figur 11 (B) zeigt den gleichen Aufbau einer Druckform mit Tintenleitungen 90. In dieser Ausführungsform
wird jedoch der Bedruckstoff 30 direkt von der Druckform mit dem Druckmedium 100 bedruckt.
[0153] Figur 12 (A) bis (C) stellt unterschiedliche Übertragungswege des Druckmediums 100 auf einen Bedruckstoff
30 im Druckverfahren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dar. Figur 12 (A) zeigt eine
indirekte Übertragung des Druckmediums 100 von der Druckform über eine Gummiwalze
80 auf den Bedruckstoff 30.
[0154] Figur 12 (B) stellt ein direktes Druckverfahren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
dar. Das Druckmedium 100 wird direkt durch die Druckform auf den Bedruckstoff 30 übertragen.
[0155] Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls dazu geeignet, strukturierte Bedruckstoffe
zu bedrucken. Figur 12 (C) zeigt ein Druckverfahren mit einer Druckform, die eine
Walze 20 als Druckkörper aufweist. Auf die Druckform wird eine Druckmedium 100 aufgebracht,
das Druckmedium 100 wird auf ein flexibles Übertragungselement 83 aufgebracht. Das
flexible Übertragungselement 83 wird über eine Umlenkwalze 81 geführt und anschließend
wird das Druckmuster auf den Bedruckstoff 30 übertragen. Hierfür wird mit einer beweglichen
Gegendruckwalze 82 das flexible Übertragungselement 83 an den Bedruckstoff 100 gepresst.
Die bewegliche Gegendruckwalze 82 kann sich dabei der Strukturierung des Bedruckstoffes
30 derart anpassen, dass während des Übertrags des Druckmediums 100 auf den Bedruckstoff
30 jederzeit ein ausreichend großer Anpressdruck herrscht. Ausreichend groß ist der
Anpressdruck, wenn eine fehlerfreie Übertragung des Druckmediums 100 gewährleistet
ist. Die bewegliche Gegendruckwalze 82 weist zusätzlich eine elastische Beschichtung
derart auf, dass das flexible Übertragungselement 83 zumindest teilweise in Strukturen
auf der Oberfläche des Bedruckstoffes 30 hineingepresst wird, so dass eine fehlerfreie
Übertragung des Druckmediums 100 gewährleistet ist.
[0156] Figur 13 zeigt das Bedrucken eines Bedruckstoffes 30 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung umfasst eine Druckplatte 26 als Druckkörper. Ein Presseur 95 presst
den Bedruckstoff 30 auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, so dass ein Übertrag des
Druckmediums 100 auf den Bedruckstoff 30 stattfinden kann.
Ausführungsbeispiel 1 - Holzwerkstoffplatte
[0157] Von einem digitalen Druckmuster, welches ein Druckdekor darstellt, wurden die digitalen
Separationsdaten an vier Druckformen übertragen, wobei jede Druckform eine separate
Druckfarbe aufnahm. Jede Druckform wies als Druckkörper eine Walze auf. Die Kavitäten
60 wurden auf der Deckschicht 42 der Walzen 20, 21, 22, 23 entsprechend der digitalen
Separationsdaten ausgebildet. Die Kavitäten 60 der Walzen 20, 21, 22, 23 wurden jeweils
über einen Behälter mit Farbe gefüllt und die Deckschicht 42 anschließend mit einer
Rakel 25 gereinigt. Die Farben wurden nacheinander direkt auf eine vorgrundierte Holzwerkstoffplatte
gedruckt.
Ausführungsbeispiel 2 - Holzwerkstoffplatte
[0158] Von einem digitalen Druckmuster, welches ein Druckdekor darstellt, wurden die digitalen
Separationsdaten an vier Druckformen übertragen, wobei jede Druckform eine separate
Druckfarbe aufnahm. Jede Druckform wies als Druckkörper eine Walze 20, 21, 22, 23
auf. Die Kavitäten 60 wurden auf der Deckschicht 42 der Walzen 20, 21, 22, 23 entsprechend
der digitalen Separationsdaten ausgebildet. Die Kavitäten 60 der Walzen 20, 21, 22,
23 wurden jeweils über einen Behälter mit Farbe gefüllt und die Deckschicht 42 anschließend
mit einer Rakel 25 gereinigt. Von der Druckform wurde die Farbe auf eine Gummiwalze
80 übertragen und von dieser auf eine vorgrundierte Holzwerkstoffplatte gedruckt.
In dieser Weise wurden nacheinander sämtliche Farben aufgetragen.
Ausführungsbeispiel 3 - Holzwerkstoffplatte
[0159] Von einem digitalen Druckmuster, welches ein Druckdekor darstellt, wurden die digitalen
Separationsdaten an vier Druckformen übertragen, wobei jede Druckform eine separate
Druckfarbe aufnimmt. Jede Druckform wies als Druckkörper eine Platte 26 auf. Die Kavitäten
60 wurden mittels einer Auftragswalze mit Farbe befüllt und die Oberfläche der Deckschicht
42 anschließend mit einer Rakel 25 gereinigt. Das Druckmuster wurde direkt auf eine
vorgrundierte Holzwerkstoffplatte gedruckt.
Ausführungsbeispiel 4 - Papier
[0160] Auf ein Druckbasispapier mit einem Geweicht von 70 g/m
2 wurde ein Primer aufgebracht und anschließend wurde das Druckbasispapier mit einem
digitalen Druckmuster in Form eines Dekors gemäß der Ausführungsbeispiele 1 und 2
bedruckt und anschließend wie folgt weiterverarbeitet:
[0161] Die dekorierten Papierlagen wurden mit wässrigem Melaminharz imprägniert. Nach dem
Trocknen wurden die Papierlagen geschnitten und zum Verpressen als Laminat aufgestapelt.
Für die Herstellung eines Laminates wurden, wie im Folgenden beschrieben, verschiedene
Lagen aufgestapelt. Auf die Unterseite einer Trägerplatte, die in diesem Ausführungsbeispiel
eine Spanplatte war, wurde zunächst eine harzimprägnierte Papierlage als Gegenzug
aufgebracht. Auf die Oberseite der Trägerplatte wurde die imprägnierte dekorierte
Papierlage aufgebracht und darauf ein sogenanntes Overlay. Als Overlay wurde eine
harzimprägnierte und mit Hartstoffpartikeln ausgestattete transparente Papierlage
genutzt. Der Stapel wurde in eine Kurztaktpresse gefahren und unter der Wirkung von
Wärme und Druck zu Laminat verpresst. Oberseitig wurde dazu in der Kurztaktpresse
ein strukturiertes Pressblech verwendet, so dass auf der Oberfläche des Laminats eine
Struktur erzeugt wurde. Die erzeugte Struktur ist zumindest teilweise synchron zu
dem Dekor der Papierlage.
Ausführungsbeispiel 5 - strukturierte Oberfläche
[0162] Von einem digitalen Druckmuster, welches ein Druckdekor darstellt, wurden die digitalen
Separationsdaten an vier Druckformen übertragen, wobei jede Druckform eine separate
Druckfarbe aufnimmt. Jede Druckform wies als Druckkörper eine Walze 20, 21, 22, 23
auf. Die Kavitäten 60 wurden auf der Deckschicht 42 der Walzen 20, 21, 22, 23 entsprechend
der digitalen Separationsdaten ausgebildet. Die Kavitäten 60 der Walzen 20, 21, 22,
23 wurden jeweils über einen Behälter mit Farbe gefüllt und die Deckschicht 42 anschließend
mit einer Rakel 25 gereinigt. Von der Druckform wurde die Farbe auf ein flexibles
Übertragungselement 83 übertragen. Das flexible Übertragungselement 83 wurde über
eine Umlenkwalze 81 umgelenkt und anschließend das flexible Übertragungselement 83
durch eine bewegliche Gegendruckwalze 82 gegen eine strukturierte, vorgrundierte Holzwerkstoffplatte
gepresst. Dieser Druckvorgang wurde nacheinander für alle Farben durchgeführt. Die
vorgrundierte Holzwerkstoffplatte wurde dadurch mit dem Druckdekor derart versehen,
dass das Druckdekor im wesentlich synchron zu der Struktur der Holzwerkstoffplatte
ist.
Ausführungsbeispiel 6 - Finishing
[0163] Holzwerksstoffplatten (HDF) wurden nach dem Aufbringen einer Grundierung gemäß der
Ausführungsbeispiele 1 bis 3 bedruckt und wie folgt weiterverarbeitet:
Die bedruckten HDF-Platten wurden vor der Produktionslinie vereinzelt und mit einer
Geschwindigkeit von 40 m/min durch die nachfolgende Produktionsanlage transportiert.
[0164] In einem ersten Walzenauftragsaggregat werden ca. 70 g Melaminharz fl. (Feststoffgehalt:
55 Gew%) die üblichen Hilfsstoffe enthaltend (Härter, Netzmittel usw.) auf die Plattenoberfläche
aufgetragen. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit dem ersten Walzenauftragsaggregat
ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 60 g Harz fl. /m
2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%).
[0165] Danach werden auf die Oberfläche mit einer Streuapparatur 14 g Korund /m
2 (F 200) aufgestreut. Danach wird eine Melamin-Harzschicht (Feststoffgehalt: 55 Gew%)
in einer Menge von 25 g/m
2 aufgetragen. Auch diese enthält die üblichen Hilfsstoffe. Auf die Plattenunterseite
wird ebenfalls mit einem Walzenauftragsaggregat ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge:
50 g Harz fl. /m
2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%). Die Platte wird in einem Umlufttrockner getrocknet.
[0166] Danach wird auf die Plattenoberfläche ein Melaminharz aufgetragen, das zusätzlich
noch Glaskugeln enthält. Diese haben einen Durchmesser von 60 - 80 µm. Die Auftragsmenge
des Harzes liegt bei ca. 20 g Melaminharz fl. / m
2 (Feststoffgehalt: 61,5 Gew%). In der Rezeptur ist neben dem Härter und dem Netzmittel
auch ein Trennmittel enthalten. Die Auftragsmenge an Glaskugeln liegt bei ca. 3 g/m
2. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit einem Walzenauftragsaggregat ein Melaminharz
aufgetragen (Auftragsmenge: 40 g Harz fl. /m
2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%). Die Platte wird wiederum in einem Umlufttrockner
getrocknet und danach nochmals mit einem Melaminharz beschichtet, das Glaskugeln enthält.
Als weitere Komponente ist Zellulose (Vivapur 302) enthalten. Es werden wiederum ca.
20 g Melaminharz fl. / m
2 (Feststoffgehalt: 61,6 Gew%) aufgetragen. Dabei werden wieder ca. 3 g Glaskugeln
und 0,25 g Zellulose / m
2 aufgetragen. In den Rezepturen ist neben dem Härter und dem Netzmittel auch ein Trennmittel
enthalten. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit einem Walzenauftragsaggregat
ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 30 g Harz fl. /m
2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%). Das Harz wird wiederum in einem Umlufttrockner getrocknet
und danach wird die Platte in einer Kurztaktpresse bei 200°C und einem Druck von 400
N/cm
2 verpresst. Die Presszeit betrug 10 Sekunden. Als Strukturgeber wurde ein Pressblech
mit einer Holzstruktur verwendet.
[0167] Die Menge an Harz variiert je Walzenauftrag im Bereich von 5 g/m
2 bis etwa 100 g/m
2; dabei kann auch der Feststoffgehalt des Harzes im Bereich von 50 Gew% bis etwa 80
Gew% variieren. Die Korundmenge variiert zwischen 2 g/m
2 bis 30 g/m
2. Die Zuschlagstoffe Glas und Korund variieren gleichfalls in ihren jeweiligen Mengen.
Ausführungsbeispiel 7 - Funktionsmaterial
[0168] In der Produktion wird eine Charge HDF-Platten verarbeitet, die mit einer als Fußbodenheizung
ausgebildeten Funktionsschicht versehen werden soll. Der Verfahrensablauf ist dabei
folgendermaßen:
- Vereinzelung der HDF-Platten von einem Lagerstapel,
- Anschliff der HDF-Platten auf der Oberseite,
- Auftragen einer transparenten Grundierung bestehend aus Melaminharz,
- Trocknung der Grundierung,
- Auftrag einer mit Titandioxid pigmentierten Grundierung mit Zwischentrocknung (bis
zu 7x),
- direktes Aufbringen einer dünnen Schicht einer Tinte mit Kohlenstoffnanopartikeln
mittels einer der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausbildung einer Fußbodenheizung
als Funktionsschicht (Auftragsmenge: 3 - 50 g Pigment/m2), flächig oder streifenförmig,
- Trocknung der Funktionsschicht,
- Digitaldruck eines Fliesendekors,
- Trocknung,
- Auftrag eines Transportschutzes bestehend aus Melaminharz,
- Trocknung
Ausführungsbeispiel 8 - Druckdatenlänge
[0169] Von einem digitalen Druckmuster, welches ein Druckdekor darstellt, wurden die digitalen
Separationsdaten an vier Druckformen übertragen, wobei jede Druckform eine separate
Druckfarbe aufnahm. Jede Druckform wies als Druckkörper eine Walze 20, 21, 22, 23
auf. Die Kavitäten 60 wurden auf der Deckschicht 42 der Walzen 20, 21, 22, 23 entsprechend
der digitalen Separationsdaten ausgebildet. Die Kavitäten 60 der Walzen 20, 21, 22,
23 wurden jeweils über einen Behälter 81 mit Farbe gefüllt und die Deckschicht 42
anschließend mit einer Rakel 25 gereinigt. Die Farben wurden nacheinander direkt auf
eine vorgrundierte Holzwerkstoffplatte gedruckt.
[0170] Der Umfang der Walzen 20, 21, 22, 23 der Druckformen betrug 70cm, die Druckdatenlänge
des Druckmusters jedoch 140cm. Während des Druckvorgangs wurde daher die Position
der Kavitäten 60 jeder Walze 20, 21, 22, 23, die bereits gedruckt hatten, unmittelbar
nach dem Druckprozess neu angeordnet. Die Anordnung wurde derart vorgenommen, dass
das gesamte Druckmuster mit zwei Umdrehungen der Walzen 20, 21, 22, 23 gedruckt werden
konnte.
Ausführungsbeispiel 9 - Computerchips/Leiterplatten
[0171] Als Bedruckstoff dienen Grundkörper aus elektrisch isolierendem Material, wie faserverstärktem
Kunststoff oder Hartpapier. Als Druckmedium werden eine Tinte oder ein Pulver mit
stromleitenden Partikeln verwendet. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
eine Funktionsschicht als elektrisch leitende Form auf den Bedruckstoff aufgebracht,
hierfür werden die Grundkörper in Reihen ausgelegt. Die Auftragsmenge des Druckmediums
liegt dabei im Bereich von 3-50g Pigment pro m
2. Anschließend wird die Funktionsschicht getrocknet und/oder gehärtet.
Ausführungsbeispiel 10 - 3D-Druck
[0172] Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Pulver oder werden Fasern als
Druckmedium aufgenommen. Durch das Deaktivieren des Magnetfeldes bilden sich die Kavitäten
zurück und geben das Pulver oder die Fasern an den Bedruckstoff ab. Anschließend wird
die gedruckte Schicht getrocknet und/oder ausgehärtet.
Ausführungsbeispiel 11 - gedruckte Struktur
[0173] Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein UV-Lack aufgenommen und auf einen
Bedruckstoff aufgebracht. Die Auftragung des UV-Lacks wird dabei auf dem Bedruckstoff
an Positionen vorgenommen, an denen eine Strukturausbildung gewünscht ist, beispielsweise
in Bereichen auf denen auf dem Bedruckstoff ein Dekor abgebildet ist, welches unter
anderem Holzporen darstellt. Die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gedruckte
Struktur ist dabei im wesentliche deckungsgleich zu der Porenstruktur.
Ausführungsbeispiel 12 - Auftrag Produktionsmaterial
[0174] Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird als Druckmedium ein Produktionsmaterial
wie beispielsweise Korund oder Glas aufgenommen. Dabei wird eine genau definierte
Menge des Druckmediums aufgenommen, die durch die Form der ausgebildeten Kavitäten
bestimmt ist. Erfindungsgemäß können die Kavitäten mit variablen Formen und auch variablen
Tiefen, und somit einem definierten Volumen, ausgebildet werden. Damit ist es möglich,
die Auftragsmenge eines Druckmediums zu dosieren und eine vollautomatische Anpassung
an Rezepte zur Auftragsmenge von Produktionsmaterialien vorzunehmen.
Bezugszeichenliste
[0175]
- 10
- Digitaldrucker
- 20, 21, 22, 23
- Walze
- 25
- Rakel
- 26
- Druckplatte
- 30
- Bedruckstoff
- 40
- Magnetraster
- 41, 45
- Rasterzelle
- 42
- Deckschicht
- 43
- magnetische Partikel
- 44
- Bereiche aus einem zweiten Material
- 50
- Computer
- 60
- Kavität
- 70
- Vernetzung der Kavitäten
- 71
- Zwischenvernetzung
- 72
- Zentralvernetzung mit Kontakt
- 73
- Zentralvernetzung mit Sender-/Empfängervorrichtung
- 74
- Sender-/Empfängervorrichtung
- 80
- Gummiwalze
- 81
- Umlenkwalze
- 82
- Gegendruckwalze
- 83
- flexibles Übertragungselement
- 90
- Tintenleitung
- 91
- Behälter
- 95
- Presseur
- 100
- Druckmedium