Drucktechnik:

Im Flexodruck lassen sich alle flexiblen Bedruckstoffe bedrucken: Papiere verschiedener Dicke, vom Seidenpapier bis zum Halbkarton, Kunststoffolien aller Art und Metallfolien. Die Farben trocknen rasch auch auf nicht saugfähigen Bedruckstoffen.

Die Flexodruckmaschinen arbeiten nach dem Rotationsprinzip, der weitaus größte Teil Rolle auf Rolle. Dies erschwert die Kontrolle des Fortdrucks, da während der Produktion keine Bogen zur genauen Prüfung herbeigezogen werden können. Andererseits sind bei Geschwindigkeiten von bis zu 500 m/min Fortdruckkontrollen des Drucks nur mit Hilfsmitteln möglich, wobei eine Prüfung der Farbgebung kaum durchführbar ist.


Abwicklungsverhältnisse in der Druckmaschine
Bei jeder ab Rolle arbeitenden Druckmaschine ist es äußerst wichtig, daß die Bedruckstoffbahn nicht einfach durch die Druckmaschine gezogen, sondern von der Abwicklung bis zur Aufwicklung befördert wird. Die Geschwindigkeit der Bedruckstoffbahn muß also genau mit der Maschinengeschwindigkeit übereinstimmen.

Da sind einmal die Zugwalzenpaare, welchen die Aufgabe obliegt, die
Bedruckstoffbahn zu befördern. Sie bestehen meistens aus einer angetriebenen Stahlwalze und einzelnen Gummirollen. Die Stahlwalzen werden durch den Antrieb der Maschine mit Maschinengeschwindigkeit angetrieben, während die Gummirollen mitlaufen. Sofern die Zahnräder der Stahlwalzen nicht ausgelaufen oder gänzlich verschmutzt sind, ist hier die genaue Maschinengeschwindigkeit angezeigt. Wichtig ist aber der Zustand der Gummirollen. Diese müssen absolut rund laufen, alle genau den gleichen Durchmesser aufweisen und unbeschädigt sein. Nur so ist eine genaue Beförderung der Bedruckstoffbahn durch diese Zugelemente gewährleistet.

Dasselbe gilt auch für die Kühlwalzen. Es sind meistens zwei Kühlwalzen vorhanden, die beide angetrieben sind und beide eine Beförderung der Materialbahn vornehmen. Für diese ist es besonders wichtig, daß sie absolut rund laufen und sich mit der genauen Geschwindigkeit der Bedruckstoffbahn bewegen. Wegen des Risikos von Bedruckstoffschrumpfungen im Trockenkanal sind bei den meisten Druckmaschinen die Kühlwalzen mit einem stufenlosen Getriebe angetrieben. Es geht nun darum, das stufenlose Getriebe so einzustellen, daß die aus dem Trockenkanal austretende Bedruckstoffbahn mit synchroner Geschwindigkeit über die Kühlwalzen geführt wird. Dies ist nicht nur wichtig im Hinblick auf das Verziehen der Bedruckstoffbahn, sondern auch zur Erreichung einer gleichmäßigen Aufwicklung.

Es ist stets zu beachten, daß im Flexodruck nur die erhabenen Elemente drucken, d. h. daß der Bedruckstoff vom Druckzylinder und vom Gegendruckzylinder nicht befödert wird, wie dies z. B. im Tief- und Offsetdruck der Fall ist. Die Bedruckstoffbahn läuft frei mit Maschinengeschwindigkeit zwischen Druckzylinder und Gegendruckzylinder hindurch. Einen sauberen, optimalen Qualitätsdruck erreicht man nur dann, wenn die Geschwindigkeiten der Bedruckstoffbahn und der Druckzylinderabwicklung identisch sind. Ist dies nicht der Fall, so zeigt sich dies durch Zusetzen von feinen Druckelementen, speziell bei Negativschriften und Rastern; auch ein Rastersujet wird in den Tonwerten durch erhöhte Rasterpunktverbreiterung abweichen. Überdies treten bei den Druckelementen unscharfe Druckkonturen auf.



Einfärbung und Rakelung:
Eine optimale Einfärbung ist eine wichtige Voraussetzung für einen Qualitätsdruck. Dabei spielt die Farbdosierung, die bei den verschiedenen Farbwerksystemen verschiedenartig verläuft, eine große Rolle.

Die herkömmliche Farbdosierung: Betrachten wir zunächst das übliche Abquetsch-Flexofarbwerk. Ein Anilindruckwerk bestand um die Jahrhundertwende aus einem trogartigen Farbreservoir voll flüssiger Farbe, in die eine Gummiwalze eintauchte. Eine zweite Gummiwalze übernahm die Farbe und übertrug sie auf die Druckform. Diese zweite Gummiwalze wurde im Laufe der Zeit zunächst durch eine Stahlwalze und schließlich durch eine Rasterwalze, auch Aniloxwalze genannt, ersetzt. Parallel zu dieser Entwicklung wurden die Druckgeschwindigkeiten erhöht und die Druckformen verfeinert, bis dann in den letzten Jahren mit der Entwicklung der Fotopolymerplatte auch im Flexodruck die Originalform Einzug hielt.

Fotopolymerplatten werden bekanntlich ohne Zwischenschritte direkt vom Filmnegativ hergestellt. Es tritt also praktisch kein Informationsverlust während der Plattenherstellung auf, weshalb sehr feine Aufrasterungen der Druckformen bis zu 48er-Raster möglich wurden. Dies wiederum brachte dem Flexodruck die Möglichkeitt, daß auch mit feinen Rastern vierfarbig gedruckt werden konnte. Feine Raster bedingen selbstverständlich eine fein dosierte Farbführung. Deshalb erwartet man heute von einem modernen Flexofarbwerk das Übertragen einer feinen, gleichmäßigen, reproduzierbaren und vor allem möglichst geschwindigkeitsunabhängigen Menge an färbenden Bestandteilen auf
den Bedruckstoff.
Dies ist aber mit einem herkömmlichen Farbwerk, wo die Farbdosierung durch Abpressen ertolgt, nicht realisierbar, da bei diesen Farbwerken die übertragene Farbmenge praktisch linear mit der Druckgeschwindigkeit zunimmt. Bei einer Erhöhung der Druckgeschwindigkeit um den Faktor 10, z. B. von 20 m/min auf 200 m/min, wird der Flüssigkeitsfilm gut dreimal dicker. Die Gründe für diese Farbzunahme mit höherer Druckgeschwindigkeit sind bekannt und lassen sich wissenschaftlich belegen.
Bei der Untersuchung der hydrodynamischen Vorgänge zwischen Quetsch- und Rasterwalze hat es sich gezeigt, daß der Flüssigkeitsdruck der Farbe, der unter anderem beeinflußt wird von der Shore-Härte der Quetschwalze, der Dicke des Gummibelages, der Farbviskosität usw., offensichtlich größer wird mit steigender Umfangsgeschwindigkeit als der durch Zustellen mögliche Anpreßdruck zwischen den beiden Walzen. Infolgedessen wird bei höheren Druckgeschwindigkeiten mehr Flüssigkeit durchgequetscht. Mehr Flüssigkeit bedeutet zunächst bei gleichbleibender Farbzusam-mensetzung auch mehr färbende Bestandteile, die auf den Druckstoff übertragen werden und dort sichtbare Farbtonschwankungen hervorrufen.
Da der Flüssigkeitsdruck die beiden Walzen wegen der an den Lagerstellen ansetzenden Gegenkräfte nicht parallel, sondern einer Duchbiegelinie folgend bogenförmig auseinanderdrückt, entsteht demgemäß auch quer zur Bahn ein sich mit steigender Geschwindigkeit änderndes Flüssigkeitsprofil.

Durch das Bombieren der Tauchwalze läßt sich zwar diese Profiländerung zum Teil kompensieren, doch kann sie lediglich auf eine ganz bestimmte Geschwindigkeit sowie bestimmte Farbverhältnisse abgestimmt werden. Die Untersetzung der Drehzahlen von der Rasterwalze zur Abquetschwalze ergibt eine Verringerung des geftirderten Flüssigkeitsfilmes, weshalb viele Flexodruckmaschinen mit hydraulischen Getrieben an der Quetschwalze ausgerüstet sind.

Die Farbdosierung mit positiver Rakelung: Mit der positiv angestellten Rakel wird nun die bei höherer Geschwindigkeit durchgequetschte Farbe über den Stegen der Rasterwalze abgerakelt, zumindest bis zu gewissen Geschwindigkeiten. In theoretischen Betrachungen wird dargestellt, daß man sich die Rakel gleichsam als degenerierte Tauchwalze vorstellen kann, die sich von einer normalen Tauchwalze darin unterscheidet, daß sie einen extrem kleinen Durchmesser, eine
große Härte aufweist und gegenüber der Rasterwalze stillsteht.

Es handelt sich hier um drei Kriterien, die zur Verwirklichung in einem Tauchwalzenfarbwerk zur Reduzierung der durchgequetschten und auf den Stegen geführten Farbmenge führen. Daraus läßt sich folgern, daß die Rakel dem hydrostatischen Druck der Farbe um Größenordnungen besser entgegenwirken kann als jede Tauchwalze.




Nun bestehen aber bei der vorher erwähnten positiven Abrakelung tatsächlich zwei Nachteile, nämlich erstens ein höherer Rasterwalzenverschleiß als im reinen Abquetschfarbwerk und zweitens eine bei den inzwischen auf 300, 400 und 500 m/min angestiegenen Druckgeschwindigkeiten erneut auftretende Farbführung auf den Stegen.

Ähnlich wie zwischen Quetschwalze und Rasterwalze treten im Keil zwischen Rakel und Rasterwalze hydraulische Kräfte auf, welche die Rakel leicht abheben und damit eine Farbführung über den Stegen verursachen können. Auch hier steigen die Kräfte mit zunehmender Geschwindigkeit und damit die Schichtdicke der auf den Stegen geführten Farbe. Dieser Effekt wird noch verstärkt durch die bei feinerer Farbführung notwendige höhere Farbviskosität, ohne die wiederum die für die optische Tiefe des Druckes notwendige Konzentration an färbenden Bestandteilen nicht möglich ist. Zum Drucken feinerer Raster benötigt man eine höhere Pigmentierung, woraus eine höhere Viskosität resultiert, durch die bei hohen Geschwindigkeiten über den verstärkten hydraulischen Druck die Rakel abgehoben wird. Man führt also Farbe auf den Stegen und versucht diesem Vorgang durch erhühten Rakeldruck entgegenzuwirken. Das Resultat ist ein erhöhter Rasterwalzenverschleiß.

Die Farbdosierurtg mit negativer Rakelung: In den USA hat sich die negativ angestellte Rakel schon gut bewährt. ln Europa setzt sie sich nur sehr zögernd durch, obwohl durch ihren Einsatz fast alle vorher erwähnten Probleme gelöst werden können, nämlich die negative Rakel kann und muß nur sehr leicht gegen die Oberfläche der Rasterwalze gepreßt werden, zudem oszilliert sie nicht, d. h. der Walzenverschleiß kann enorm reduziert werden.


Das Flexodruckwerk wird in zwei Ausführungsarten gebaut:

- mit dem konventionellen 2-Walzen-Farbwerk, bestehend aus Tauchwalze und Auftragwalze;
- mit dem modernen Rakelfarbwerk, bestehend aus einer Rasterwalze mit Rakel.

Die Farbdosierung erfolgt:

a) beim konventionellen Druckwerk durch Abpressen des Farbfilms zwischen Tauch- und Rasterwalze,
b) beim modernen Rakeldruckwerk durch Abstreichen der überschüssigen Farbe mittels einer Rakel.

Die Rakeldruckwerke bringen folgende Vorteile für das Flexodruckverfahen:

- gleichmäßige Farbführung über die ganze Druckbreite;
- keine Farbschwankungen bei Geschwindigkeitsveränderungen (besonders bei Negativrakelung);
- kürzerer Weg der Farbe von der Farbwanne bis zur Übertragung auf den Bedruckstoff;
- Möglichkeit des indirekten Tiefdrucks;
- kein Tauchwalzenverschleiß.


Man berichtet bereits von negativ abgerakelten Rasterwalzen, bei denen man nach fast Millionen gedruckten Laufmetern noch keine Verminderung der übertragenen Farbmenge durch den Verschleiß feststellen konnte. Die nachteilige Wirkung der hydraulischen Kräfte im Rakelspalt einer positiv angestellten Rakel bei höheren Geschwindigkeiten und höheren Viskositäten ist bei der negativen Rakel hinfällig. Die auch hier proportional zu steigender Geschwindigkeit und Viskosität ansteigenden hydraulischen Kräfte vor der Rakel begünstigen eher das Abschälen des Farbfilms von der Walzenoberfläche, da sie ja die Rakel noch mehr gegen die Oberfläche drücken.

Die negative Rakelung eliminiert im Flexodruck die negativen Einwirkungen von Geschwindigkeitsänderungen und höheren Viskositäten. Man kann je nach Substrat und Maschinenkapazität die Maschine hochfahren, ohne dabei Gefahr zu laufen, daß sich die Farbführung ändert. Man kann die Intensität der Farben für feinrasterige Qualitätsdrucke erhöhen, ohne mit der Farbviskosität im Kampf zu stehen.


Farbübertragung auf den Bedruckstoff:
Die Farbfilmdicke: Die Farbübenragung auf den Bedruckstoff - also der eigentliche Druckvorgang - muß im Zusammenhang mit der Farbübertragung auf den Druckzylinder betrachtet werden. Die Farbmenge, die mit Hilfe der Rasterwalze auf den Druckzylinder übertragen wird, bestimmt weitgehend die Qualität der Drucksujetübertragung auf den Bedruckstoff. Die Farbfilmdicke ist durch die Art des Farbwerks und die Wahl der Rasterwalze gegeben. Die \"richtige\" Farbstärke wird von der Zusammensetzung der Farbe bestimmt, wobei zwei voneinander unabhängige Kriterien maßgebend sind, nämlich:
- die Viskosität, die sich nach der Druckgeschwindigkeit zu richten hat, wobei die Einstellung der Viskosität durch Lösungsmittelzugabe erfolgt;
- der Pigment- oder Farbstoffgehalt, welcher bei einer gegebenen Farbfilm dicke die erreichbare Farbdichte im Druck bestimmt.


Bei der Anpassung der Druckfarbe für den Flexodruck sollte zuerst durch Lösungsmittelzugabe die Viskosität eingestellt werden, was durch Messen mit dem Auslaufbehälter geschieht. Erst dann wird durch Zugabe von Verschnitt, der mit Lösungsmittel auf die gleiche Viskosität wie die Farbe verdünnt wurde, die Farbkonzentration eingestellt. Die Farbfilmdicke sollte eher niedrig als hoch sein, da jede Erhöhung der Farbfilmdicke eine Zunahme der Rasterpunktverbreiterung nach sich zieht. Allerdings darf eine minimale Farbfilmdicke nicht unterschritten werden, da der Pigmentanteil einer Farbe nicht beliebig erhöht werden
kann. Die Farbfilmdicke dürfte bei löslichen Farben ca. 2 bis 5 g/m2 und bei pigmentienen Farben ca. 3 bis 6 g/m2 betragen. Ein dickerer Farbfilm ist nur beim Drucken von Flächen und fetter Schrift zulässig.

Die Farbfilmdicke, die auf dem Bedruckstoff vorhanden sein wird, wird bestimmt durch die Farbmenge, die von der Rasterwalze an die Druckform übertragen wird, und die Farbübertragung vom Druckzylinder auf den Bedruckstoff.

Es wird nie die ganze Farbschicht von der Druckform auf den Bedruckstoff übenragen, sondern bei Papieren (saugfähig) ca. 70% und bei Kunststoffen usw. (nicht saugfähig) ca. 5O%.

Will man nun auf dem Bedruckstoff z. B. 5 g/m2 Farbfilmdicke erreichen, so muß auf der Druckform beim Drucken von Papier eine Farbfilmdicke von 7 g/m2 und bei Kunststoffen eine solche von 10 g/m2 vorhanden sein. Die Rasterwalze muß also 7 g/m2 bzw.10 g/m2 Farbe auf die Druckform bringen.

Als beste Rasterform hat sich die Kalottenform erwiesen, da sie eine bestmögliche Entleerung der Farbe erlaubt. Diese Form wird mit Lasergravur in Keramikschichten geformt. Es lassen sich Rasterweiten bis 200 Linien/cm gravieren.

Gute Entleerung gewährleistet auch die Form der Stumpfpyramide, die in Kupfer mit Diamanten graviert wird und dann zu verchromen ist. Bei dieser Näpfchenform muß die Pyramide einen stumpfen Winkel von 80 bis 120° aufweisen. Die Spitzpyramidenform wurde früher verwendet, dürfte aber heute nur noch selten angewendet werden, da die Näpfchenentleerung ungünstig ist.


Im Flexodruck hat sich der Kreuzdiagonalraster durchgesetzt, da er der Rakel eine gute Auflage gewährleistet. - Je feiner die Rasterweite, desto weniger Farbmenge wird aufgetragen.

Wichtig ist neben der Anzahl Linien/cm das Größenverhältnis zwischen Näpfchengröße und Stegbreite, da dieses Verhältnis ebenfalls mitbestimmend ist, welche Farbmenge die Rasterwalze auf den Druckzylinder überträgt. Bewährt hat sich ein Steg/Näpfchen-Verhältnis von 1:5.
Der Rasterdruck ist auch im Flexodruck eine der anspruchvollsten Arbeiten für Drucker und Maschine. Das Resultat eines Druckes - eigentlich eines Abdruckes - soll dem Original möglichst ebenbürtig sein. In der Praxis heißt das, daß der Drucker sich nach dem Film richten muß. Nun aber haben wir im Flexodruck mit einer Tonwertzunahme von ca. 25% zu rechnen. Es muß deshalb zunächst in einem Testdruck festgelegt werden, wie sich diese Tonwertzunahme zum Tonwertverlauf im Film verhält. Man nennt dies die \"Druckkennlinie\". Diese kann bei verschiedenen Bedruckstoffen und bei diversen Farben anders verlaufen. Die Druckkennlinie, die aus Testformen zu ermitteln ist, gibt also Auskunft über die Veränderungen der Rasterpunktgrößen auf dem entsprechenden Bedruckstoff im Vergleich mit dem Negativfilm.

Wichtig ist dabei, daß die Normaleinfärbung festgelegt wird. Sie ist die Art der Einfärbung, bei der bei einem Rasterdruck die Rastertonwerte optimal erkennbar sind. Die Normaleinfärbung läßt sich ermitteln, indem man Testdrucke mit viel und mit wenig Farbdichte erstellt. Weitere Faktoren, welche die Normaleinfärbung beeinflussen, sind Umfangsgeschwindigkeit der Druckzylinder (Druckein-wirkungsdauer), die Einstellung der Auftragswalze zum Druckzylinder und die Einstellung des Druckzylinders zum Gegendruckzylinder (Farbspaltung und Einfärbevorgang). - Bei solchen Tests, aber auch nur Überwachung eines Auflagedruckes, sollte ein Rasterstufenkeil mitgedruckt werden, an dem mit einem Farbdichtemeßgerät die Farbdichte kontrolliert werden kann.

Damit sich Tonwertzunahmen ausgleichen lassen, muß die Kennlinie für den Film entgegengesetzt zur ermittelten Druckkennlinie verlaufen.

Im Flexodruck sollte ein Rasterpunkt von mehreren Näpfchen der Rasterwalze eingefärbt werden, denn nur so werden alle Rasterpunkte gleichmäßig eingefärbt. Die Rasterwalze sollte deshalb eine Rasterweite aufweisen, die drei bis viermal feiner ist als jene der Druckplatte.

Damit sich eine Moirébildung bei Mehrfarbenrasterdrucken vermeiden läßt, muß die Rasterwinkelung richtig gewählt werden, und zwar sowohl innerhalb des Mehrfarbenplattensatzes als auch zwischen Rasterwalze und Druckplattenraster-Winkelung. Moirébildungen sind Überlagerungen der Raster in bestimmten Perioden. Der Drucker muß erreichen, daß im Druck die Moiréperiode so weit vergrößert wird, daß sie für das Auge nicht mehr störend wirkt (was durch sehr genaue Winkelung um 30° zwischen den dunklen Farben geschieht).

Übliche Winkelungen, auf die Senkrechte im Uhrzeigersinn bezogen, sind:

Blau = 7,5 ° Rot = 65,5 °
Schwarz = 37,5 ° Gelb = 82,5 °



Die Bahnführung in der Druckmaschine:
Bahnführung von der Abwicklung über die Bahnspannungseinrichtung, den Zuggruppen, den Leitwalzen, den Druckwerken, der Trockenstrecke und den Kühlwalzen bis zur Aufwicklung wird bisweilen zu wenig Beachtung geschenkt. Aber es ist wichtig, daß der Bedruckstoff mit möglichst gleichmäßiger und möglichst minimaler Bahnspannung vom Rollenanfang bis zum Rollenende durch die Maschine geführt wird. Ohne jegliche Bahnspannung ist andererseits eine saubere Bahnführung durch die Maschine nicht möglich; die Materialbahn würde dort, wo sie nicht geführt wird, durchhängen, sie würde seitlich verlaufen