Druck (Reproduktionstechnik)
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Unter dem Begriff Druck werden alle Reproduktionsverfahren zur Vervielfältigung von Druckvorlagen zusammengefasst.
Grundlagen
Drucken ist nach DIN 8730 als Wiedergabe einer textlichen respektive bildlichen Darstellung in beliebiger Anzahl durch Übertragung von Druckfarben bzw. färbenden Substanzen auf den Bedruckstoff mittels einer Druckform definiert. Ein Druckträger ist alles, was bedruckt wird, zum Beispiel Papier, Folien, Textilien oder Pappe. Dieser wird auch Bedruckstoff genannt.
Es werden je nach Druckverfahren seitenrichtige oder seitenverkehrte Druckvorlagen benutzt. Diese werden zunächst mit einer farbigen Zubereitung überzogen und dann auf einen Bedruckstoff gepresst. Dabei überträgt sich die Farbe von der Druckvorlage auf den Bedruckstoff. Die Druckvorlage kann dabei in aller Regel mehrfach verwendet werden.
Prinzipiell gibt es vier Arbeitsschritte in einem Druckvorgang. Zunächst wird der Bedruckstoff angelegt bzw. die Bedruckstoffbahn zugeführt. Dann wird die Druckform eingefärbt und eventuell befeuchtet. Es folgt der eigentliche Druckvorgang. Schließlich wird der Bedruckstoff ausgelegt oder der Weiterverarbeitung überführt.
Druck bezeichnet zudem einen wesentlichen Arbeitsschritt der Verlagsherstellung.
Druckprinzipien
Es wird zwischen drei Druckprinzipien unterschieden:
•Fläche gegen Fläche (flach gegen flach)
•Zylinder gegen Fläche (rund gegen flach)
•Zylinder gegen Zylinder (rund gegen rund)
flach gegen flach
Schema Fläche gegen Fläche
Dies ist das älteste Verfahren und typisch für den Buchdruck. Bei diesem Prinzip wird der Bedruckstoff von einer flachen Gegendruckplatte (Tiegel) mit großer Kraft auf eine flache Druckformplatte gedrückt. Dadurch wird die Farbe übertragen. Nachteile des Prinzips sind die notwendigen Kräfte bei größeren Flächen, die dadurch notwendigen schweren Materialien und die eingeschränkte Geschwindigkeit. Tiegeldruckpressen arbeiten nach diesem Prinzip.
flach gegen rund
Schema Zylinder gegen Fläche, Falsch: Druckform und Druckkörper vertauscht
Im 19. Jahrhundert entwickelte Friedrich Koenig die Stoppzylinderpresse. Er übertrug damit das Prinzip flach gegen rund der Kupferdruckpresse aus dem Tiefdruck auf den Hochdruck.
Bei diesem Prinzip erfolgt der Anpressdruck auf den Bedruckstoff durch die Drehbewegung eines Druckzylinders auf die Druckform. Der Druckzylinder ist dabei in Bewegung, während das Formbett fest steht. Durch den Zylinder ist der Anpressdruck nur auf einem schmalen Streifen, die Kontaktfläche zwischen dem runden Zylinder und der ebenen Fläche, beschränkt.
Damit wurden höhere Geschwindigkeiten und größere Druckflächen im Druck möglich, was vor allem für den Zeitungsdruck notwendig wurde.
rund gegen rund
Schema Zylinder gegen Zylinder
Hier funktioniert der Druckvorgang über zwei Zylinder. Die runde Druckform wird auf dem Druckzylinder befestigt. Der Bedruckstoff wird über den Gegendruckzylinder entweder als Bogen oder Rolle an den Formzylinder gepresst und so bedruckt.
Dadurch treten noch geringere Druckkräfte als beim Prinzip "Zylinder gegen Fläche" auf und es sind höhere Geschwindigkeiten möglich. Moderne Druckmaschinen sowohl im Bogen- als auch im Rollenbereich arbeiten nach diesem Prinzip.
Das Prinzip rund gegen rund kann sowohl direkt, als auch indirekt erfolgen. Direkte Druckverfahren zeichnen sich dadurch aus, dass das Druckbild direkt von der Druckform auf den Bedruckstoff gebracht wird. Deshalb muss das Druckbild seitenverkehrt auf der Druckform angebracht sein. Beispiele für ein direktes Druckverfahren unabhängig vom Druckprinzip sind der Rakeltiefdruck, der Buchdruck und der Flexodruck.
Im indirekten Druckverfahren wird das Druckbild zunächst auf einen Zwischenträger angebracht. Der Zwischenträger ist flexibel und gibt die Farbe an den Bedruckstoff weiter ab. Aus diesem Grund muss das Druckbild bei einem indirekten Druckverfahren seitenrichtig sein. Beispiele für ein indirektes Druckverfahren sind der Offsetdruck und der Tampondruck.
Druckverfahren
Schema der Hauptdruckverfahren nach DIN 16500
Druckverfahren werden nach unterschiedlichen Gesichtspunkten eingeteilt:
•nach dem Verhältnis, in dem Druckelemente zur Druckform stehen, wie zum Beispiel Flach-, Hoch-, Tief- und Durchdruck. Nach diesem Merkmal werden die Druckverfahren auch in der DIN 16500 in die Hauptdruckverfahren unterschieden:
o Hochdruck (Bildstellen der Druckform stehen höher als Nichtbildstellen, zum Beispiel Buchdruck, Flexodruck)
o Flachdruck (siehe auch Lithografie): hier liegen Bildstellen und Nichtbildstellen der Druckform annähernd auf einer Ebene, zum Beispiel beim Offsetdruck
o Tiefdruck: Bildstellen der Druckform liegen tiefer als Nichtbildstellen
o Durchdruck: Bildstellen der Druckform bestehen aus einer Schablone auf einem farbdurchlässigen Schablonenträger (Sieb aus Kunststoff- oder Metallfäden), Nichtbildstellen sind farbundurchlässig (Siebdruck und Risographie).
•nach dem Material der Druckform, zum Beispiel Steindruck, Kupferdruck
•nach der Bearbeitungsart der Druckform, zum Beispiel manuell beim Holzschnitt oder der Lithografie, chemisch wie bei der Ätzung oder photomechanisch wie beim Lichtdruck
•nach dem Automatisierungsgrad, zum Beispiel handwerkliche, manuelle, halbautomatische, automatische oder industrielle Druckprozesse
•nach dem Übertragungsweg: Hier werden direkte von indirekten Druckverfahren unterschieden. Direkte Druckverfahren zeichnen sich dadurch aus, dass das Druckbild direkt von der Druckform auf den Bedruckstoff gebracht wird. Deshalb muss das Druckbild seitenverkehrt auf der Druckform angebracht sein. Beispiele für ein direktes Druckverfahren sind der Rakeltiefdruck, der Buchdruck und der Flexodruck. Im indirekten Druckverfahren wird das Druckbild zunächst auf einen Zwischenträger angebracht. Der Zwischenträger ist flexibel und gibt die Farbe an den Bedruckstoff weiter ab. Aus diesem Grund muss das Druckbild bei einem indirekten Druckverfahren seitenrichtig sein. Beispiele für ein indirektes Druckverfahren sind der Offsetdruck und der Tampondruck.
Die verschiedenen Druckverfahren lassen sich jeweils zu einem der vier übergeordneten Druckverfahren zuordnen:
Hochdruck
Das Verfahren des Buchdrucks konnte sich seit der Verbesserung verschiedener Druckvorgänge und Werkzeuge durch Johannes Gutenberg im 15. Jahrhundert schnell verbreiten. Der Buchdruck wird heute als Hochdruck bezeichnet. Der Name Hochdruck stammt davon, dass die Druckelemente erhaben auf der Druckform stehen. Hochdruck-Druckformen können als Tiegel mit einer planen Druckform und als Zylinder ausgeführt sein. Es gibt sowohl Rollen-, als auch Bogenrotationsmaschinen für den Hochdruck.
Weitere Hochdruckverfahren sind:
•Indirekter Buchdruck (Letterset). Beim indirekten Hochdruck wird die Druckvorlage von einem seitenrichtigen, rundgebogenen, auf dem Druckzylinder befestigtem Klischee auf ein Gummituch, den sogenannten „Gummizylinder“, übertragen. Das Gummituch bedruckt das Papier ähnlich wie im Offsetdruck, jedoch ohne die Verwendung von Wasser. Fälschlicherweise wird der indirekte Buchdruck deshalb als „Trockenoffset“ bezeichnet, er gehört jedoch zu den Hochdruckverfahren. Anwendung findet der indirekte Buchdruck in der Verpackungsindustrie und beim Endlosdruck.
•Der Flexodruck gehört ebenfalls zu den Hochdruckverfahren. Die Druckform besteht aus einer Fotopolymerplatte. Anwendungsgebiete des Flexodrucks sind vor allem Verpackungsfolien. Der Flexodruck steht in engem Wettbewerb mit dem Kupfertiefdruck, der bessere Ergebnisse erzielt, jedoch aufgrund seiner hohen Druckvorkosten bei kleinen und mittleren Auflagen erheblich teurer ist. Eine Weiterentwicklung zur Erhöhung der Effizienz im Flexodruck besteht in der Verwendung von vorgefertigten Endlosdruckformen. Es handelt sich dabei um speziell entwickelte und auf den Einsatzzweck (Lösemittelfarben, Wasserfarben oder UV-Farben) angepasste Kautschukmischungen. Nach der Vulkanisation auf dem Trägersleeve wird das Druckmotiv mittels CO2-Lasers in die Oberfläche graviert (Flexo-Direktgravur).
Tiefdruck
Dies ist ein Druckverfahren, bei dem die Druckelemente als Vertiefung in der Druckform ausgeführt sind. Diese Vertiefungen werden Näpfchen genannt. Beim Druckvorgang werden sie mit Farbe gefüllt, welche durch einen Anpressdruck an das Druckmaterial wieder abgegeben wird. Die Näpfchen können zum Beispiel durch Ätzung, mechanische Gravur mittels kleiner Diamantstichel oder Lasergravur erzeugt werden. Der Rotationstiefdruck, das heißt der Tiefdruck mit zylindrisch ausgeführten Druckformen, ist heutzutage besonders bei Massendrucksachen, Zeitschriften, Dekorfolien in der Möbelindustrie und Tapeten in sehr hohen Auflagen wirtschaftlich, da den hohen Kosten der Druckform geringe Kosten im Auflagendruck gegenüber stehen. Besonders für den Dekordruck ist die Möglichkeit des nahtlosen Endlosdruckes von Bedeutung.
Flachdruck
Zum Flachdruck gehören der Steindruck, der Offsetdruck und der Lichtdruck. Der Offsetdruck ist die Weiterentwicklung des direkten Steindruckes zum indirekten Flachdruck. Eine Sonderform des indirekten Flachdrucks ist der Umdruck mit Umdruckpapier oder -folien. Der Flachdruck arbeitet nach dem Prinzip, dass Fett und Wasser sich abstoßen. Der Druckstock ist hierbei chemisch bearbeitet bzw. mikrorau. Die druckenden, fetthaltigen Formbestandteile, zum Beispiel Zeichnungen, werden mit Tusche, Fettkreide, Fettstiften oder auf fotografischem Wege aufgetragen und nehmen die Farbe besser an als das Feuchtwasser. Diese werden als lipophile und hydrophobe Bereiche bezeichnet. Die Restfläche wird hydrophil aufbereitet und stößt die Farbe im folgenden Druckprozess ab.
siehe auch: Polyfoliendruck
Durchdruck (Siebdruck)
Ein universelles Schablonendruck- bzw. Durchdruckverfahren ist der Siebdruck. Die Schablone, auch Drucksieb genannt, wird heute meist fotochemisch aus feinem beschichtetem Siebgewebe aus Kunstfaser oder Stahldraht gefertigt. Der Siebdruck kann sehr vielseitig eingesetzt werden, um Objekte aller Formate zu bedrucken, zum Beispiel Frontplatten oder Tassen.
Beim Siebdruck wird das Sieb in einen Rahmen eingespannt. Der Bedruckstoff wird unter das Sieb gelegt und die Farbe wird an eine Stelle im Sieb gegossen. Nun wird das Sieb auf den Bedruckstoff gelegt. Zwischen Sieb und Bedruckstoff sind ca. 1-2 mm Luft. Dies nennt sich Absprung. Anschließend wird die Farbe mit der Rakel über das Sieb gezogen. Das Sieb wird gelöst und der Druck ist fertig.
Weitere Druckverfahren
Darüber hinaus gibt es noch zahlreiche andere Druckverfahren:
•Tampondruck (indirekter Tiefdruck) - ein Kombination aus Tiefdruck und Flachdruck. Die Vorlage wird mit Hilfe eines Tampons (aus porösem Silikonkautschuk) von einer Fläche (meist Tiefdruckform) auf eine andere, zum Beispiel Tassen, Kugelschreiber übertragen und kann damit auch in die Vertiefung eines verformten Bedruckstoffes appliziert werden. Deswegen findet der Tampondruck besonders bei Werbegeschenkproduktion und in der Verpackungsherstellung Verwendung, ebenso bei der feinen Bedruckung von Modelleisenbahnen oder der Beschriftung elektronischer Bauelemente.
•Stempeldruck Eines der ältesten Druckverfahren, bei dem die einzelnen Druckformen auf den Druckstoff aufgedrückt werden. Stempeldruck ist ein Flexodruckverfahren und als solches dem Hochdruck zuzuordnen.
•Frottage stellt das älteste Druckverfahren dar. Die Schriften des Konfuzius (551 - 479 v.Chr.), wurden mit dieser Technik vervielfältigt. Als Druckstock diente eine mit Text gravierte Marmor- Granit- oder Kalksteinplatte. Über diese Steindruckplatte legte man ein feuchtes Papier, das anschließend mit Lappen in die Vertiefungen der gravierten Texte gepresst wurde, wonach das Papier mit Tusche eingestrichen wurde, wobei die Vertiefungen weiß und lesbar blieben, und eine Art Negativabzug entstand. Auf diese Art und Weise wurden die Schriften des Konfuzius schon 500 Jahre vor Christus drucktechnisch verbreitet. Das Hauptwerk von Konfuzius, das er selbst in besprochener Technik herausgab, waren die Fünf Klassiker.
•Pigmentografie, ist als selbständiges grafisches Verfahren im Gegensatz zum Pigmentdruck, am Ende der Durchdruck und Schablonendruckverfahren einzugliedern. Bei der von Al Bernstein in USA den 70er Jahren als Trace-Print ins Leben gerufenen Drucktechnik, werden die einzelnen Druckformen im Positiv-Negativ-Verfahren geschnitten und gestochen, wobei im Gegensatz zum Pochoir, sehr feine Linien und Punkte gedruckt werden Können. Beim Druckvorgang werden Druckfarbe, Farbpigmente, per Hand durch die Druckschablone durchgebürstet, und anschließend fixiert.
•Pochoir Grafiken und Texte werden mittels Schablonen aufgedruckt. Kommt in der Straßenkunst vor, und ist als eine Unterart des Graffiti zu betrachten. Dieses Druckverfahren kann im weitesten Sinne zum Siebdruck (Durchdruckverfahren) zugeordnet werden.
Non Impact Printing
NIP-Verfahren (Non-Impact-Printing, elektronische Druckverfahren ohne explizite Druckform) - eine ständig wachsende Anzahl von neuen Digitaldruck-Verfahrensdrucker, in Form elektrostatische Bürokopie oder hochwertiger Farbthermodruck, Plotter und Tintenstrahldruckern. Laserdrucker oder Zeilendrucker werden nicht zu den NIP-Verfahren gerechnet, da die Farbübertragung dort ohne Druckeinwirkung auf das Papier nicht erfolgen kann. Typendrucker z. B. sind sogenannte Transferdurchdrucker und stellen eine Prinzipmischung aus Buchdruck und Siebdruck dar. Sie haben Formbestandteile (Typen), weisen aber nicht die typische Gesamtformkonstellation einer Druckmaschine auf. Der alte Dot-Matrix-Drucker (auch Nadeldrucker) fällt ebenfalls in diese Kategorie, allerdings ist er, im Gegensatz zur Schreibmaschine, völlig formfrei. Der klassische Laser(seiten)drucker wäre zu den elektronischen Flachdruckverfahren zu rechnen. Er hat durch die Abbildung des Druckbildes auf der Tonertrommel wiederum eine Form, wenn auch eine temporäre.
•Beim Thermodruck findet ein temperaturempfindliches Spezialpapier Verwendung, welches sich bei Erhitzung schwärzt. Häufig in Registrierkassen und früher auch in Faxgeräten eingesetzt.
•Thermoretransferdruck Der Thermoretransferdruck ist die Weiterentwicklung des Thermodrucks vor allem im Bereich der CD und DVD-Bedruckung. Auch hier für wird ein spezieller Drucker verwendet. Durch Erwärmung des Druckkopfes wird die Farbe von einer farbtragenden Polyesterfolie („Ribbon“) abgelöst und auf ein spezielles Übertragungsband („Retransferband“) übertragen. Von diesem Retransferband wird dann eine Folie auf das zu bedruckende Medium aufgeschmolzen. Durch diese Zwischenübertragung ist eine hohe Auflösung möglich und der Druck kann in Vollfläche erfolgen. Daher können auch kleine Stückzahlen in fotorealistischer Qualität bedruckt werden.
•Thermosublimationsdruck Der Thermosublimationsdruck hat seine Wurzeln ebenfalls beim Thermotransferdruck. Der Unterschied ist, dass die Farbe von der Trägerfolie auf das Papier durch Sublimation übertragen wird. Da die Farbe kurz gasförmig ist, lassen sich echte Tonwertabstufungen ohne Rasterung erzeugen - eine Schwäche des Thermotransferdrucks bei Fotoausdrucken konnte dadurch beseitigt werden. Allerdings sind die Verbrauchskosten (Transferfolien) sehr hoch, so dass sich diese Geräte auf dem Markt nicht halten konnten. In jüngster Zeit etabliert sich das Druckverfahren wieder bei kleinformatigen Fotodruckern als Zubehör für Digitalkameras.
Alle thermischen Druckverfahren eignen sich gut für den Textildruck, da sie besonders wasserabweisend und in hohem Maße lichtecht sind.
Der Anteil der einzelnen Druckverfahren zu Gesamtumsatz in der Druckindustrie setzt sich wie folgt zusammen: Hochdruck: 4% Siebdruck: 6% Digitaldruck: 8% Tiefdruck: 12% Flachdruck: 70%
Druckfarbe
Druckfarben werden je nach dem gewählten Druckverfahren ausgesucht. In allen Flachdruckverfahren und im Buchdruck (historisch bestand Buchdruckfarbe im wesentlichen aus Leinöl und Ruß) werden pastöse und hochviskose Farben verwendet. Im Flexodruck und Tiefdruck hingegen werden niedrigpastöse, dünnflüssige Farben benutzt. Im Siebdruckverfahren sind die gewählten Farben und ihre Eigenschaften von dem jeweiligen Verwendungszweck abhängig.
Geschichtlicher Überblick der wichtigsten Erfindungen aus dem Druckbereich
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Jahr
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Erfindung
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Erfinder
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Anwendungsbereich
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770
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Holztafeldruck
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entwickelt während der Sui-Dynastie
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Druck von Blockbüchern
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1040
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Druck mit beweglichen Lettern (gebrannter Ton)
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Bi Sheng
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Buchdruck
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1234
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Druck mit beweglichen Lettern (Holz, Kupfer, Blei oder Messing)
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vermutlich entwickelt während der Goryeo-Dynastie in Korea
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Buchdruck
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1400
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Erfindung des Holzschnitts
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Buchdruck
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1440
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Druck mit beweglichen Lettern (Blei)
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Johannes Gutenberg
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Buchdruck
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1446
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erster nachweisbar datierter Kupferstich
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Peter Zamudio
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Einblattdruck, Buchillustration
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1457
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erste Datierung einer Verlagsangabe in einem gedruckten Buch
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--
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Buchdruck
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1469
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ältestes Druckprivileg
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J. von Speyer
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Buchdruck
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1573
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erste deutsche Buchdruckerordnung
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in Frankfurt am Main
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Buchdruck
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1780
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Kopierpresse
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James Watt
|
Kopieren
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1797
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Steindruck (Lithographie)
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Alois Senefelder
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Einblattdruck, Buchillustration
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1798
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Papiermaschine
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Nicholas-Louis Robert
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Papierherstellung
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1800
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erste ganz aus Eisen gefertigte Handpresse, die Stanhope-Presse
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Lord Stanhope
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Buchdruck
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1812
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Zylinderdruckmaschine (Schnellpresse)
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Friedrich Koenig
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hohe Auflagen von Büchern, Zeitungen und Zeitschriften
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1816
|
Schön- und Widerdruckpresse
|
Friedrich Koenig
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Buchdruck
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1822
|
erstes Patent auf eine Setzmaschine
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William Church
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Satzherstellung
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1830
|
Tiegeldruckpresse (Bostonpresse)
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Isaac Adams
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Buchdruck
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1830
|
Stereotypie
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Firmin Didot
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Klischeeherstellung
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1837
|
Chromolithografie (Farbdruck)
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Godefroy Engelmann
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Buchdruck, Kunstdruck
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1838
|
Galvano
|
Moritz Hermann von Jacobi
|
Klischeeherstellung
|
|
1838
|
Fotografie
|
Louis Daguerre
|
Illustrierte, Foto-Bildbände, Postkarten
|
|
1840
|
Strichätzung
|
Blasius Höfel
|
Klischeeherstellung
|
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1843
|
Rotationsdruck
|
Richard March Hoe
|
hohe Auflagen von Büchern, Zeitungen und Zeitschriften in kurzer Zeit
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1844
|
Patent auf Papierfabrikation aus Holz
|
Friedrich Gottlob Keller
|
Papierherstellung
|
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ca. 1850
|
Lichtdruck (Phototypie)
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Louis-Alphonse Poitevin
|
hochwertige Faksimiles
|
|
ca. 1850
|
Boston-Tiegelpresse stehendes Prinzip
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J. Golding
|
Buchdruck
|
|
1851
|
Falzmaschine
|
James Livesey
|
Falzen
|
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1862
|
Komplettgießmaschine
|
Johnson und Atkinson
|
Satzherstellung
|
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1863
|
Rollen-Rotationsdruckmaschine
|
William Bullock
|
Massenauflagen von Büchern, Zeitungen, Zeitschriften mit kurzfristigem Erscheinungstermin
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1867
|
Schreibmaschine
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Christopher Latham Sholes
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Büroarbeit aller Art
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1873
|
Mimeograph
|
Thomas Alva Edison
|
Kopieren
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|
1879
|
Hektograph
|
Kwaisser und Husak
|
Kopieren
|
|
1881
|
Autotypie
|
Georg Meisenbach
|
Klischeeherstellung
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1886
|
Setzmaschine (Linotype)
|
Ottmar Mergenthaler
|
Satz
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1897
|
Monotype
|
Tolbert Lanston
|
Satz
|
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1907
|
Offsetdruck
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Ira W. Rubel/Caspar Hermann
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Druck auf Papier, Folie, Blech
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nach 1920
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Schapyrograph
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??
|
Kopieren
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1930
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Serigraphie/Siebdruck
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Carl Zigrosser/Anthony Velonis
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Plakate, Druck auf unterschiedlichste Materialien
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1930
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Lichtsetzmaschine (Uhertype)
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Edmund Uher
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Satz
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1938
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Elektrofotografie
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Chester Carlson und Otto Kornei
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Fotokopieren
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1948
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Rotofoto-Lichtsatzapparatur
|
George Westover
|
Satz
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1962
|
EDV-Einsatz bei Satzherstellung
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--
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Satz
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1982
|
Einführung von PostScript
|
Adobe
|
Satz
|
|
1990
|
Einführung von PDF
|
Adobe
|
Satz
|
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