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Dokumentenidentifikation DE69832208T2 13.07.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001162075
Titel TIEFDRUCKVERFAHREN
Anmelder Sagawa Printing Co., Ltd., Muko, Kyoto, JP;
Nishida, Nobukatsu, Otsu, Shiga, JP
Erfinder KINOSHITA, Muneaki, Kyoto-shi, Kyoto 606-8434, JP;
NISHIDA, Nobukatsu, Otsu-shi, Shiga 520-0865, JP;
TOKUNAGA, Bin, Otsu-shi, Shiga 520-0865, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69832208
Vertragsstaaten AT, DE, FI, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.08.1998
EP-Aktenzeichen 989378468
WO-Anmeldetag 17.08.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/JP98/03651
WO-Veröffentlichungsnummer 2000009343
WO-Veröffentlichungsdatum 24.02.2000
EP-Offenlegungsdatum 12.12.2001
EP date of grant 02.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2006
IPC-Hauptklasse B41F 9/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B41M 1/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zur Vermeidung von Schäden bei Druckvorgängen aufgrund von statischer Elektrizität, und sie betrifft insbesondere ein Druckverfahren zur Vermeidung von verschiedenen Schäden aufgrund von statischer Elektrizität in einem Stapel von vielen Papierblättern, die einem elektrostatischen Druckvorgang unterzogen werden.

Stand der Technik

Wie gut bekannt ist, werden beim Rotationstiefdruck Vertiefungsabschnitte (Zellen) von Zeichen oder Figuren repräsentierenden Punkten, die auf der peripheren Oberfläche eines Tiefdruckstockzylinders bereitgestellt sind, mit Tinte gefüllt. Dann wird Endlosdruckpapier dazu gebracht, die periphere Oberfläche des Tiefdruckstockzylinders zu passieren, während es gegen diesen mittels eines Gegendruckzylinders gepresst wird, so dass die Tinte in den Zellen auf eine Kontaktoberfläche des Druckpapiers übertragen wird, wodurch die Zeichen oder Figuren dazu gebracht werden, sich auf der Papieroberfläche zu entwickeln.

Zur Erleichterung der Übertragung der Tinte vom Inneren der Zellen auf das Druckpapier wird statische Elektrizität verwendet. Somit wird bei dem elektrostatischen Tiefdruckvorgang das Papier gegen die Oberfläche des Druckstockzylinders durch den Gegendruckzylinder gepresst, während von einer Papierrolle zugeführtes kontinuierliches Papier zwischen dem Tiefdruckstockzylinder und dem Gegendruckzylinder passiert, so dass die in den Zellen der Druckstockoberfläche des Tiefdruckstockzylinders eingefüllte Drucktinte auf die Oberfläche des Papiers übertragen wird, und folglich der Druckvorgang vollendet wird.

Die Tiefdrucktinte setzt sich zusammen aus elektrisch neutralen feinen Teilchen. Damit bei dem elektrostatischen Druckvorgang eine effektive Übertragung der Tinte von den Zellen des Druckstockzylinders auf die Oberfläche des Papiers bewirkt wird, wird ein elektrisches Feld in einem walzenspaltabschnitt zwischen dem Druckstockzylinder und dem Gegendruckzylinder erzeugt. Somit ist es für die durch dieses elektrische Feld passierenden Teilchen der Drucktinte in den Zellen des Druckstockzylinders leicht, von den Zellen auf die Oberfläche des Papiers übertragen zu werden, indem die in dem elektrostatischen Feld erzeugte Kraft verwendet wird. Da das Papier und die Tinte durch das elektrostatische Feld passieren, wird die Druckoberfläche des dem elektrostatischen Druckvorgang unterworfenen Papiers homogen positiv und negativ geladen.

Bei einem automatischen Herstellungsvorgang von Magazinen, Katalogen und dergleichen, wird Endlospapier auf beiden Seiten gedruckt und geschnitten, und in Signaturen gefaltet. Dann wird eine bestimmte Anzahl von Signaturen zum Ausbilden eines einzelnen Buchs in der Seitenreihenfolge gestapelt, an beiden Seiten gestoßen, zu einem Körper eng gebunden, und in einem Bindevorgang einem Buch zugeführt, und folglich werden die Stapel in Bücher ausgebildet.

Ein auf die vorstehend beschriebene Weise hergestelltes Buch verursacht manchmal das Problem, dass wenn ein Leser versucht, Seiten umzudrehen, er nicht jedes einander gegenüberliegende Seitenpaar leicht trennen kann, weil die gegenüberliegenden Seiten durch elektrostatische Anziehung aneinander anhaften. Falls in einem solchen Fall der Leser die angehafteten Seiten übersieht oder die Seiten überspringt, ohne zu versuchen, die angehafteten Seiten abzuschälen, verbleiben von dem Leser nicht gesehene Seiten, was besonders im Falle eines Verkaufskatalogs ein Problem verursacht. Zudem sind beim Umdrehen von Seiten auftretende Knistergeräusche unangenehm für den Leser. Es wird davon ausgegangen, dass das unangenehme Gefühl durch die durch die Trennung induzierte sogenannte elektrische Entladung verursacht wird.

Bei dem auf die vorstehend beschriebene Weise erzeugten Buch verbleiben positive und negative elektrische Ladungen aufgrund des elektrostatischen Druckvorgangs homogen auf einer Druckoberfläche jeder Seite. Dabei wird davon ausgegangen, dass zwischen gegenüberliegenden Seiten des Buchs eine elektrostatische Kraft von f = kq1q2/r2 gemäß dem Coulomb-Gesetz wirkt. Daher steigt die Wirkung der elektrostatischen Kraft, wenn die verbleibenden elektrischen Ladungen sich erhöhen. Ferner wird davon ausgegangen, dass die gegenüberliegenden Seiten des Buches lokal einen einzelnen Kondensator ausbilden, der aus entgegengesetzt geladenen Druckoberflächen mit einer dazwischen angeordneten Luftlücke besteht. Wenn die dielektrische Konstante von Luft als „&egr;" definiert ist, der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seiten als „d" und die gegenüberliegende Oberfläche als „S", wird bekanntermaßen die Kapazität C dieses Kondensators durch die folgende Formel wiedergegeben:

Und wenn die elektrische Ladung des Kondensators als Q definiert ist, wird die elektrische Potenzialdifferenz zwischen den gegenüberliegenden Seiten gemäß der bekannten Formel Q = CV (2) als V repräsentiert: V = Q/C(3)

Da gemäß vorstehender Beschreibung jede Seite des Buches im Verlaufe des Buchbindevorgangs gepresst und eng gebunden wird, verringert sich in der vorstehend wiedergegebenen Formel (1) „d", wobei „C" ansteigt, und daher verringert sich „V" bei einem Anstieg von „C", weil „Q" gemäß der beim Druckvorgang angelegten Spannung fixiert ist. Wenn jedoch der Leser die Seiten des Buches wendet, werden die gegenüberliegenden Seiten geöffnet, wobei „d" rasch ansteigt, und daher „C" in der Formel (1) rasch ansteigt. Als Folge davon steigt die Spannungsdifferenz V zwischen den den Kondensator ausbildenden gegenüberliegenden Seiten gemäß der Formel (3) rasch an, so dass die elektrischen Ladungen eine sogenannte elektrische Abschälentladung zwischen diesen Seiten verursachen. Dies wäre die Ursache für die Erzeugung der vorstehend beschriebenen unangenehmen Geräusche.

Im Stand der Technik für den Tiefdruck verwendetes Papier weist einen spezifischen Oberflächenwiderstand von im Allgemeinen gleich oder mehr als 1010 &OHgr;/☐ auf. Falls jedoch ein elektrostatischer Druckvorgang unter Verwendung dieses Papiers durchgeführt wird, treten die vorstehend beschriebenen elektrostatischen Probleme aufgrund der elektrischen Ladungen auf. Wenn der spezifische Oberflächenwiderstand des Papiers verringert wird, um die elektrische Ladung zu reduzieren und die statische Elektrizität rasch zu dämpfen, wird die Oberflächenleitfähigkeit des Papiers erhöht und die elektrische Feldstärke des vorstehend beschriebenen Walzenspaltabschnitts geschwächt. Folglich ist es wahrscheinlich, dass ein sogenannter „fehlender Punkt" auf der Druckoberfläche erzeugt und die Qualität der gedruckten Sache verschlechtert wird. Bei den jüngsten Werbekatalogen gibt es eine Tendenz zur steigenden Seitenzahl, und der Wunsch zur Verwendung von dünnem Papier nimmt im Hinblick auf die Transportkosten zu. Derartiges dünnes Papier wird jedoch stark durch die elektrischen Ladungen beim Wenden einer Seite von Drucksachen beeinflusst, weil die Festigkeit des Papiers schwach ist.

Erfindungszusammenfassung

Die Erfindung unterdrückt das Auftreten von fehlenden Punkten auf der Druckoberfläche und vermeidet die vorstehend beschriebenen elektrostatischen Probleme aufgrund von verbleibenden elektrischen Ladungen bei einem elektrostatischen Druckvorgang unter Verwendung von Papier mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand mit einem vorbestimmten Bereich bei einem elektrostatischen Tiefdruckverfahren.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren wird Papier mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand im Bereich von 1,0 × 109 bis 9,0 × 109 &OHgr;/☐, vorzugsweise 1,0 × 109 bis 7,0 × 109 &OHgr;/☐, und noch bevorzugter 1,0 × 109 bis 5,0 × 109 &OHgr;/☐ verwendet. Diese Werte für den spezifischen Oberflächenwiderstand werden unter der Bedingung gemessen, dass der Wassergehalt des Papiers im Bereich von 4% bis 6% liegt. Der Wassergehalt wird unter den Umgebungsbedingungen von 23°C ± 1°C Temperatur und 50% ± 2% RH (relativer Luftfeuchtigkeit) gemessen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

1 zeigt eine Ansicht des Zusammenhangs zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand von Druckpapier und dem elektrischen Gesamtpotenzial einer aus dem Papier erhaltenen Drucksache.

2 zeigt eine Ansicht des Zusammenhangs zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand von Druckpapier und der Knisterintensität einer aus dem Papier erhaltenen Drucksache.

Beste Art, die Erfindung auszuführen

Im Allgemeinen weist Papier eine Struktur auf, bei der eine Beschichtungsschicht auf beiden Seiten von Papier aufgebracht wird, auf dem eine Oberflächenleimungsbehandlung nach der Papierausbildung ausgeführt wurde. Der vorstehend beschriebene erfindungsgemäß bevorzugte spezifische Oberflächenwiderstand kann durch Hinzufügen eines anorganischen Salzes zu einem Leimungsmittel verwirklicht werden. Als Leimungsmittel können die im Stand der Technik bekannten verwendet werden. Als das anorganische Salz können verschiedene Arten und Mengen zweckmäßig ausgewählt werden, die den spezifischen Oberflächenwiderstand innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche verwirklichen können. Durch Ausbildung von Papier mit einer Dicke von 50 &mgr;m bis 55 &mgr;m, auf dem eine Oberflächenleimungsbehandlung Leimungsmittel ausgeführt wurde, das Natriumchlorid in einem Verhältnis von 0,15 g bis 0,2 g pro 60 g Papier enthält, ist es beispielsweise möglich, Papier mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 109 bis 9,0 × 109 &OHgr;/☐ zu erhalten.

Zur Auswahl der vorstehend beschriebenen Bereiche für den spezifischen Oberflächenwiderstand wurden Messungen des elektrischen Gesamtpotenzials und der Knisterintensität (den zum Zeitpunkt des Seitenwendens bei einem Buch aus Drucksachen erzeugten Knistergeräuschen) auf Drucksachen ausgeführt, die durch elektrostatischen Tiefdruck auf verschiedenen Arten von Papier mit verschiedenen spezifischen Oberflächenwiderständen erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in den 1 und 2 gezeigt. Die Messungen erfolgten unter den Umgebungsbedingungen 23°C ± 1°C Temperatur und 50% ± 2% RH (relativer Luftfeuchtigkeit).

Zum Ausführen der vorstehend beschriebenen Messungen wurden 200 Rollen aus kontinuierlichem Papier mit einer festgelegten Menge von 64 g/cm2, einer Dicke von 55 &mgr;m, einer Breite von 2450 mm und einer Länge von 25000 m vorbereitet. 100 Rollen von diesen 200 Rollen sind aus Papier ausgebildet, das einer Oberflächenleimungsbehandlung mit einem Leimungsmittel unterzogen wurde, dem 0,2 g Natriumchlorid pro 60 g Papier zugefügt und eingemischt wurde (nachstehend als Natriumchlorid angereichertes Papier abgekürzt). Die anderen 100 Rollen sind aus bekanntem Tiefdruckpapier ausgebildet, das einer Oberflächenleimungsbehandlung mit einem Leimungsmittel unterzogen wurde, dem kein Natriumchlorid hinzugefügt und beigemischt wurde (nachstehend als additivfreies Papier abgekürzt).

Der spezifische Oberflächenwiderstand wurde für jedes von 6 Blättern Papier der Größe A4 gemessen, die aus einem Abschnitt in der Nähe des äußersten Umfangs jedes der 200 Rollen unmittelbar vor dem Druckvorgang geschnitten wurden, indem ein von der Mitsubishi Chemical Corporation erhältliches Messgerät für den spezifischen Widerstand verwendet wurde, und der Durchschnittswert von sechs Messwerten wurde als spezifischer Oberflächenwiderstand von jeder Papierrolle gewertet.

Der Wassergehalt des Papiers wurde bestimmt, indem sechs Stücke Papier von etwa 1 g von dem Abschnitt jeder Rolle geschnitten wurden, wo die sechs Blätter der Papierstücke herausgeschnitten wurden; indem das Gewicht jedes Probenstücks gemessen wurde, während es in einem Ofen bei 100°C getrocknet wurde; indem der Zustand, bei dem sich das Gewicht nicht mehr länger ändert, als der absolute Trockenzustand betrachtet wurde; und indem der Wassergehalt gemäß der Formel [Probengewicht (g) – Probengewicht im absoluten Trockenzustand (g)]/Probengewicht (g) berechnet wurde. Es wurde bestätigt, dass alle Rollen einen Wassergehalt innerhalb des Bereichs von 4% bis 6% aufweisen.

Das elektrische Gesamtpotenzial und die Knisterintensität wurden durch Drucken desselben Musters, Zeichen und dergleichen auf allen 200 Rollen Papier unter derselben Bedingung durch elektrostatischen Tiefdruck; Vorbereiten von 20000 Kopien eines Werbekatalogs in der Größe AB von 72 Seiten für jede Rolle; und zufälligem Auswählen von 3 Kopien darunter und das Ausführen von Messungen bestimmt.

Im Hinblick auf das elektrische Gesamtpotenzial drehte eine Versuchsperson sequenziell die Seiten mit seiner Hand von der ersten Seite für jede der zu messenden 3 Kopien, die aus den Drucksachen der vorstehend beschriebenen Rollen ausgewählt wurden. Die Versuchsperson maß den Maximalwert des zum Zeitpunkt jeder Wendung erzeugten elektrischen Potenzials an einer 10 cm von den zu messenden Kopien entfernten Stelle, und berechnete eine Summe aus Absolutwerten der gemessenen Werte von 35-maligen Messungen für jede Kopie. Dann wurde der Durchschnittswert jeder Summe aus Absolutwerten für die 3 Kopien als elektrisches Gesamtpotenzial der Drucksachen von jeder Rolle bestimmt. Zur Messung wurde ein Messgerät für das elektrische Potenzial verwendet, das von SHISHIDO Electrostatics Co. Ltd. erhältlich ist.

Bezüglich der Knisterintensität hörte die Versuchsperson bei der vorstehend beschriebenen Messung des elektrischen Gesamtpotenzials das erzeugte Geräusch, wann immer sie die Seiten jeder der 3 Kopien wendete, und teilte das Geräuschvolumen in vier Klassen ein (stark, mittel, schwach und kein Geräusch). Dann wies die Versuchsperson Wertungspunkte von 3, 2, 1 und 0 für die jeweiligen Klassen zu, und bewertete die Gesamtwertungspunkte für jede Kopie. Der Durchschnittswert für alle Gesamtwertungspunkte der 3 Kopien wurde als die Knisterintensität der Drucksachen von jeder Rolle bestimmt.

Bei den in den 1 und 2 gezeigten grafischen Darstellungen repräsentieren offene Kreise Messwerte für die vorstehend beschriebenen 100 Rollen aus Natriumchlorid angereichertem Papier, und volle Kreise repräsentieren die Messwerte für die vorstehend beschriebenen 100 Rollen aus additivfreiem Papier. Da einige der Messwerte annähernd miteinander überlappen, beträgt die Anzahl der jeweiligen Kreise weniger als 100. Die horizontale Achse ist logarithmisch skaliert.

Bei allen zu messenden Drucksachen wurde kein Unterschied beim Auftreten von fehlenden Punkten durch visuelle Inspektion im Vergleich mit anderen Drucksachen beobachtet, selbst bei den Drucksachen aus Papier mit einem besonders geringen spezifischen Oberflächenwiderstand.

Wie aus Vorstehendem ersichtlich ist, gibt es einen Zusammenhang zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand von Papier vor dem Druckvorgang und dem elektrischen Gesamtpotenzial und der Knisterintensität der Drucksache unter Verwendung des entsprechenden Papiers, und im Falle von Papier mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 109 bis 9,0 × 109 &OHgr;/☐ sind die Werte des elektrischen Gesamtpotenzials und die Knisterintensität der Drucksache kleiner als die des Papiers mit einem den vorstehend angegebenen Bereich überschreitenden spezifischen Oberflächenwiderstand, insbesondere jene der meisten additivfreien Papiere, was keine praktischen Probleme verursachte. Im Falle des Papiers mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 109 bis 7,0 × 109 &OHgr;/☐ sind die Werte des elektrischen Gesamtpotenzials und die Knisterintensität der Drucksache kleiner als jene von nahezu allen additivfreien Papieren, und im Falle des Papiers mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 109 bis 5,0 × 109 &OHgr;/☐ sind die Werte für das elektrische Gesamtpotenzial und die Knisterintensität der Drucksache praktisch vernachlässigbar. Beispielsweise die Probe einer Drucksache (eines Katalogs mit 72 Seiten) aus einem Papier mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 4,8 × 109 &OHgr;/☐, die mit einem elektrischen Gesamtpotenzial von 8,6 kV, einem maximal gemessenen elektrischen Potenzial von 0,5 V und einer Knisterintensität von 3,3 bestimmt wurde, erzeugte bei der Seitenwendemessung 3- oder 4-mal pro einzelner Kopie Knistergeräusche des Bewertungspunktes 1, was eine geringe Unannehmlichkeit und keine Seitenanhaftung verursachte.

Industrielle Anwendbarkeit

Gemäß vorstehender Beschreibung kann das erfindungsgemäße Druckverfahren das Auftreten von fehlenden Punkten bei Drucksachen unterdrücken, sowie elektrostatische Probleme eliminieren, so dass es eine ausgezeichnete Anwendbarkeit beim Tiefdruck insbesondere unter Verwendung von dünnem Papier aufweist.


Anspruch[de]
  1. Tiefdruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrostatischer Druckvorgang unter Verwendung von Papier mit einem Wassergehalt von 4% bis 6% und einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 109 bis 9,0 × 109 &OHgr;/☐ unter Umgebungsbedingungen von 23°C ± 1°C Temperatur und 50% ± 2% RH (relativer Luftfeuchtigkeit) durchgeführt wird.
  2. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Oberflächenwiderstand des Papiers innerhalb eines Bereichs von 1,0 × 109 bis 7,0 × 109 &OHgr;/☐ liegt.
  3. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Oberflächenwiderstand des Papiers innerhalb eines Bereichs von 1,0 × 109 bis 5,0 × 109 &OHgr;/☐ liegt.
  4. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier einer Oberflächenleimungsbehandlung mit einem Leimungsmittel mit 0,15 g bis 0,2 g eines anorganischen Salzes pro 60 g Papier unterzogen wurde.
  5. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Salz Natriumchlorid ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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