CN101563227A - 刮刀 - Google Patents
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Abstract
刮刀，特别是用于计量雕刻表面的油墨和涂层的刮刀，具有平坦的长形基体(1a)和刀片区(1c)，刀片区(1c)带有形成于该基体(1a)的纵向侧部的其中一个处的刀刃(5)。该刀片区(1c)至少部分地由塑料材料(3，4)制成，而刀刃(5)由塑料材料(3，4)形成。该基体(1a)由增强塑料材料(2，3，4)制成。该基体(1a)的相对的主外表面由第一材料制成的塑料层(3，4)构成，而在所述塑料层(3，4)之间提供了由具有比第一材料更高的刚度的第二材料制成的至少一个内层(2)。因此该刮刀(1)结合了不同刚度的结构构件，其中提供了塑料刀刃(5)。这种刮刀(1)同时是刚性和非研磨性的。磨损碎屑对介质无害且刮刀(1)提供密封性能。由于该刮刀(1)的主外表面由塑料材料构成这一事实，刮刀(1)不会生锈或氧化且对于使用者而言提高了安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种刮刀，特别是用于计量雕刻表面(engraved surface)的油墨和涂层的刮刀，该刮刀具有平坦的长形基体和刀片区，该刀片区带有形成于基体纵向侧部其中之一处的刀刃。本发明还涉及用于制造刮刀的方法。
背景技术
在印刷工业中，刮刀特别地用于计量雕刻表面(即，印刷滚筒的表面)的油墨和涂层：在油墨覆盖滚筒的凹入单元之后，刀片必须在其到达印刷辊隙(nip)之前擦去过量油墨。在凹版和苯胺印刷中，刮刀的正确应用是关键的。
刮刀为耗材。它们被周期性地替换。因此如果刮刀具有成本效益且如果刮刀的处置尽可能地安全，则会是有利的。
目前，刮刀主要有两种形式，即金属刮刀和聚合物(非金属)刮刀。通常由碳钢制成的金属刀片提供以下益处：
-它们在薄部段具有优良的刚度；
-即便需要遵守精密公差，它们也易于制造；
-它们能支承非常薄的边缘；
-它们提供干净的刮擦(锐利且干净的擦除)；
-它们具有优良的平坦度；以及
-它们并不呈现任何记忆效果。
但是，与非金属刀片相比，金属刀片还具有以下不利因素：
-它们与待刮表面的摩擦更高；
-它们研磨相对的表面；
-它们在磨损时形成尖锐边缘，这是潜在的危险点；
-它们会氧化并因此生锈；
-刮刀磨损所造成的碎屑会污染介质；
-它们自身不具有任何密封性质；以及
-材料并不易于获得。
因此，非金属刀片提供以下益处：
-它们与待刮表面的摩擦较低；
-它们比金属刀片更安全；
-它们在磨损时并不形成尖锐边缘；
-它们是非研磨性的；
-它们的碎屑对介质无害；
-材料易于存货供应；
-材料具有固有的密封性质；以及
-不存在氧化。
但非金属刮刀也具有不利性质：
-它们比钢更为昂贵；
-它们在薄部段具有较低的劲度模量，这会导致刀片变形，这种变形妨碍对刮擦过程的精确控制；
-它们具有较差的平坦度并倾向于波状；
-它们在产生优选边缘方面引入了额外的制造挑战；
-它们不能良好地支承薄边缘；
-由于所需要的材料厚度，干净的刮擦受到限制；以及
-材料保持记忆。
使用金属刀片的主要原因是它们的刚度和平坦度。然而，使用金属刀片意味着要容忍安全问题以及其本身与待刮表面的研磨。相应地，非金属刀片的使用者关注安全性和低研磨性，却要忍受刀刃的低刚度和较差的平坦度。
取决于待执行的任务来优选金属刮刀或者非金属刮刀。因此，已提出修改刀片保持架以容纳金属刀片和非金属刀片两者，从而可依据要执行的具体任务来灵活地使用金属刀片或非金属刀片。
近来的发展和设计已试图通过向刀片涂覆涂层和利用不同材料(铬和陶瓷)制造辊子的表面来解决这两种类型刀片的不利方面中的某些方面。这些措施延长了构件寿命并使得可以有低摩擦值。为了它们的润滑性质及防止氧化，还向介质中引入添加剂。
作为一实例，公开JP 4-296556(Toppan Printing Co.Ltd.)涉及涂覆有油墨趋避材料薄涂层的刮刀，油墨趋避材料为诸如硅树脂、氟树脂、含长链丙烯酸基的聚合物、聚烯烃、醇酸树脂、紫胶、含氟的硅树脂等。
此外，已经提出了包括由金属制成以及由塑料材料制成的结构元件的某些刮刀设计。
DE 28 23 603(Max
&Co.)描述了一种刮刀设置，其包括具有塑料包层的金属刮刀。该包层构成刮刀的外表面且在基体区牢固地连接到刮刀。在刮刀被夹持到刮刀保持架上之前以及当使用者在印刷机中安装刮刀时，该包层主要用作保护刮刀的包装。在刮刀已被夹持到刮刀保持架上后，该包层的可移除的部分被移除以曝露金属刀刃。在刮刀操作期间，该包层的其余部分用于阻尼刮刀的振动。
US 2,052,679(Wainwright等人)涉及一种用于刮擦凹版滚筒或板的刮刀。这种刮刀具有由诸如合成树脂或纤维素衍生材料的塑料材料制成的工作刀片。整个刮刀可由塑料材料制成，但有利地，塑料材料在刀刃的短距离内被金属增强物增强。金属增强物为设置于塑料刀片主体的主外侧其中之一上的金属层。
然而，这些设计仅分别减轻了金属和/或非金属刮刀的某些具体缺点。
发明内容
本发明的目的在于形成一种属于最初提到的技术领域的刮刀，这种刮刀组合了金属刮刀与非金属刮刀的优点同时减少或消除了二者的不利方面。
本发明的解决方案由权利要求1的特征来规定。根据本发明，刀片区至少部分地由塑料材料制成，刀刃(即刮刀的与待刮表面接触的区域)由塑料材料形成，而基体由增强塑料材料制成。基体的相对的主外表面由塑料层和设于所述塑料层之间的至少一个内层构成，该塑料层由第一材料制成，该至少一个内层由具有比第一材料更高的刚度的第二材料制成。
因此，刮刀结合了不同刚度的结构构件，而提供了塑料刀刃。可构成刮刀芯部的刚性内层容纳于塑料层之间，刮刀的外表面由塑料材料构成。由此提供了一种同时为刚性且非研磨性的刮刀。磨损碎屑对介质无害且刮刀提供了密封性能。由于刮刀的主外表面由塑料材料构成这一事实，刮刀不会生锈或氧化且对于使用者而言提高了安全性。
优选地，内层为金属，例如由钢制成。或者，内层可由非金属刚性材料制成，例如，诸如玻璃纤维或碳纤维。
优选地，刀片区的厚度小于基体厚度。这允许提供带有平坦刀片区的刚性刮刀。
有利地，整个刀片区由塑料材料形成，即，内层并不延伸到刀刃而是存在邻近完全由塑料材料制成的刀刃的刮刀区。这允许提供非金属的刀刃，其具有已知的非金属刀刃的所有优点且其可类似于已知非金属刮刀的刀刃来形成和制造。
或者，内层基本上延伸到刀刃区内，即，刀刃由直接受刚性内层的相应区域支承的塑料材料构成。刀片区以这样的方式来设计，使得刀刃总是由塑料材料构成，即使在刮刀磨损之后。
优选地，内层牢固地附着到塑料层上。这就使得刮刀能够具有高的刚度以及高的耐久性。由于牢固附连，作用于外塑料表面上的所有力可传递到刚性基体。或者，内层并不附连到塑料层上而是由于塑料层的几何形状而保持于塑料层内，即塑料层以这样的方式形成-使得形成基体保持于其中的保持空间。制造结合了这种塑料层保持形式以及内层到塑料层的牢固附连的刮刀是可行的。
为了将内层牢固地附连到塑料层上，这些元件有利地附着在一起。这允许在层之间具有较大的附连表面且因此允许最佳地分配将要在层之间传递的力。可使用备选附连机构，诸如铆钉，或者塑料层以及金属基体具有相对应的形式配合表面，例如，相互作用的榫形轮廓。
在本发明的一个优选实施例中，塑料层突伸超过基体的与工作刀片相邻的纵向侧部且塑料层的突伸区连接在一起。这允许容易地制造具有塑料刀片区以及金属基体的刮刀。
优选地，突伸、连接的塑料层构成带刀刃的刀片区。由此，整个刮刀可基本上由三个构件来构建，即长形刚性内部主体(芯部)以及塑料的两层相同的延伸部分，该两层具有比内部主体的基部区更大的基部区，且共同延伸地设于内部主体的两个相对的主表面，这样就使得塑料层的某区域突伸超过内部主体的纵向侧部。在连接塑料层的突伸区之后，形成刀片区，可通过磨削而在刀片区容易地形成塑料刀刃。
有利地，塑料层包括定向聚酯薄膜。具有合适厚度的相对应的薄膜可以以相对较低的成本在市场上购买到。它们在尺寸上稳定，呈现高的抗拉强度且尤其很适于被层压。
或者使用其它的塑料材料，例如用纤维(诸如碳纤维或玻璃纤维)增强的塑料材料。
优选地，塑料层中各个塑料层的厚度至少达到内层的厚度。塑料层不仅是金属芯部的覆层而且也是它们自身的结构元件。特别地，塑料层中各个层的厚度在0.1至0.5的范围，特别地在0.15至0.4mm的范围，而内层的厚度在0.05至0.3mm的范围，特别地在0.1至0.25mm的范围。这些层厚度允许产生同时为刚性且平坦的刮刀。如果刀片区由两个相连接的塑料层构成，那么给定厚度允许形成具有最佳操作性质的刀刃来计量雕刻表面的油墨和涂层。
对于特殊的目的，可改变层厚度以及层厚度的比例。
根据本发明的刮刀可通过以下方法制造：
a)提供具有至少一个内层的平坦长形芯部；
b)以这样的方式在该芯部的相对的主表面上设置两个塑料层，使得塑料层突伸超过芯部的纵向侧部；
c)将塑料层牢固地附着到芯部上；
d)在突伸区中将塑料层附着在一起。
芯部可由具有增强刚度的单个整体元件或由复合元件构成，该复合元件包括能够向芯部提供额外机械稳定性的至少一个增强层。
优选地，塑料层和内层(或芯部)层压在一起，即步骤c)和d)通过层压工艺来执行，即，在层之间提供粘合层且随后使用压力和热将这些层连接在一起。这有利地通过使未层压的材料运行经过一组加热压板、加热辊子和/或带有封闭热源的辊子来进行。层压是具成本效益的工艺，其允许相邻层牢固附连以及允许有高的生产率。
或者，可使用可在有待彼此附连的表面上散布的喷胶、环氧树脂或者加压压煮(autoclaving)处理技术。
通过下文的具体实施方式和整个权利要求书，将得到其它有利的实施例和特点的组合。
附图说明
用于解释实施例的附图如下：
图1A是根据本发明的刮刀的第一实施的截面图；
图2是根据本发明的刮刀的第二实施例的截面图；
图3A至图3C是用于制造刮刀的本发明方法的示意图。
在附图中，为相同的构件赋予了相同的附图标记。
优选实施例
图1示出根据本发明的刮刀的第一实施例沿着垂直于该刮刀的纵向延伸部分的平面的截面图。该图为示意性的；尺寸未按照比例。刮刀1包括由钢制成的芯体2以及设置于芯体2两侧上的两个塑料层3、4。芯体2具有细长形式，其长度对应于刮刀1自身的长度。应当指出的是可提供给定长度或固定长度(例如，在100m卷上)的刮刀1，该给定长度适于刮刀将用于其中的机器，固定长度用于切断合乎需要的长度。
芯体2的宽度(即，垂直于纵向延伸沿着刮刀的主平面的延伸)为大约40mm；其厚度为大约0.15mm。塑料层3、4的长度对应于芯体2的长度，即整个刮刀1的长度。它们的宽度为大约45mm，即，略大于芯体2的宽度。塑料层3、4由定向聚酯所制成的箔构成。在其朝向彼此及芯体2的内侧上，该箔设有粘合剂涂层3a、4a。塑料层3、4的厚度为大约0.18mm，涂层3a、4a的厚度为大约0.05mm。因此，在基体1a区域中所测量的刮刀的厚度为大约0.61mm。
沿着塑料层3、4的宽度，它们突伸超过芯体2的两个纵向侧部。层3、4的突伸部分在芯体2两侧彼此连接。塑料层3、4到芯体2以及到彼此的附连由粘合剂涂层3a、4a实现，其已与刮刀1的其他元件一起经历层压工艺(参看下文，图3A至图3C)。
在芯体2的一侧上，以这样的方式磨削塑料层3、4，使得形成薄层区1c，薄层区1c提供斜刀刃5。为此目的，在最前部，塑料层3的厚度显著减小，使得薄层区1c的厚度(边缘厚度)达到大约0.30mm。另一塑料层4以这样的方式被斜切：即使得其宽度在与另一层3的接触面处最大。斜刀刃5与刮刀1的主平面之间的角度为大约50°。薄层区1c的宽度(边缘宽度)为大约1.5mm。总之，刮刀1具有三个不同厚度区，即基体1a，邻近基体1a的过渡区1b和薄层区1c，基体1a带有夹在两个塑料层之间的金属层且具有第一厚度，过渡区1b由两个相邻的塑料层构成且具有小于第一厚度的第二厚度，薄层区1c也由这两个相邻的塑料层构成，其中这些层中的一个层的厚度减小，薄层区1c具有还小于第二厚度的第三厚度。
图2示出根据本发明的刮刀的第二实施例的截面图。而且，该视图为示意性的且尺寸未按照比例。第二实施例的基本构造对应于上文关于图1的所讨论的第一实施例。第二实施例的类似构件用对应于图1的附图标记加上10的附图标记来标注。
刮刀11包括由钢制成的芯体12以及设置于芯体12两侧的两个塑料层13、14。芯体12具有细长形式，其长度对应于刮刀11自身的长度。芯体12的宽度(即，垂直于纵向延伸，沿着刮刀的主平面的延伸)为大约40mm；其厚度为大约0.15mm。塑料层13、14的长度对应于芯体12的长度，即整个刮刀11的长度。其宽度为大约45mm，即，略大于芯体12的宽度。塑料层13、14由定向聚酯制成的箔构成。在其朝向彼此和芯体12的内侧上，该箔设有粘合剂涂层13a、14a。塑料层13、14的厚度为大约0.18mm，涂层13a、14a的厚度为大约0.05mm。因此，在基体11a的区域中所测量的刮刀的厚度为大约0.61mm。
沿着塑料层13、14的宽度，它们突伸超过芯体12的纵向侧部，而层13、14的突伸部分在芯体12两侧上彼此连接。塑料层13、14到芯体12以及到彼此的附连由已与刮刀1的其他元件一起经历了层压工艺(参看下文，图3A至图3C)的粘合剂涂层13a、14a实现。
在芯体12的一侧上，塑料层13、14均被斜切从而形成楔形刀刃15。楔角达到大约30°。总之，刮刀11具有基体11a、邻近基体11a的过渡区11b和斜切边缘区11c，基体11a具有夹于两个塑料层之间的金属层，过渡区11b由两个相邻的塑料层构成且具有小于基体11a厚度的厚度，且斜切边缘区11c也是由这两个塑料层构成，其具有变化的厚度。
图3A至图3C提供了用于制造刮刀的本发明方法的示意图，考虑(例如)上文所述的第二实施例。首先，如图3A所描绘，长形金属芯体12夹于两个塑料箔(层13、14)之间。在它们朝向芯体12的内侧，箔设有粘合剂层13a、14a。箔的宽度超过芯体12的宽度且层13、14被设置成使得它们突伸超过芯体12的两个纵向侧部。
之后，芯体12以及塑料层13、14被层压在一起。它们运行穿过具有一组加热压板、加热辊子和/或具有封闭热源的辊子。传送速度在0.35kg/cm2的压力下达到每分钟30cm。温度适应于所用材料以及待层压的层的尺寸，例如大约150℃。在层压工艺中，两个层13、14的突伸部分以这样的方式对称地变形，使得它们接近彼此直到它们设有粘合剂层13a、14a的内表面在较大区域中彼此接触(参看图3B)。在层压过程中，层13、14由此紧密地附连到芯体12上以及彼此附连。
最后，通过磨削来加工由两个塑料层13、14所构成的层压工件的外部的其中一个。两个塑料层13、14被斜切从而形成楔形刀刃15(参看图3C)。磨削(或削尖)过程的结果是用以抵靠印刷滚筒的很直的且平滑的刀刃。
应当指出的是，前文的描述涉及根据本发明的刮刀的仅两个实例。但是，刮刀的各种性质或特点可选择为不同于这些实例的情形。举例而言，可改变绝对尺寸以及相对尺寸(宽度、厚度等)以使刮刀适应特定应用。刮刀的形式，尤其是边缘区的形式也可适应于具体应用。同样，刮刀的内部构件和外部构件两者的材料可做出不同选择。取决于所用材料和它们的尺寸，需要改变表征上述层压工艺的参数。甚至可使用将塑料层附连到芯体上和附连到彼此上的另一类型的工艺。
如果例如要将这些层中一个层的密度或硬度选择成不同于另一层的相应参数，两个塑料层可由不同材料构成。此外，采用额外的塑料或金属层也是可行的，尤其是在基体区中。
总之，应当指出的是，本发明形成了一种刮刀，该刮刀组合了金属刮刀和非金属刮刀两者的益处，同时减少或消除了二者的不利方面。
Claims (14)
1.一种刮刀，其特别地用于计量雕刻表面的油墨和涂层，所述刮刀(1；11)具有平坦的长形基体(1a；11a)，带有在所述基体(1a；11a)的纵向侧部的其中一个处形成的刀刃(5；15)的刀片区(1c；11c)；所述刀片区(1c；11c)至少部分地由塑料材料(3，4；13，14)制成，所述刀刃(5；15)由所述塑料材料(3，4；13，14)形成，且所述基体(1a；11a)由增强塑料材料(2，3，4；12，13，14)制成，其特征在于，所述基体(1a；11a)的相对的主外表面由第一材料制成的塑料层(3，4；13，14)构成，在所述塑料层(3，4；13，14)之间设有由具有比所述第一材料更高的刚度的第二材料制成的至少一个内层(2；12)。
2.根据权利要求1所述的刮刀，其特征在于，所述第二材料为金属。
3.根据权利要求1或2所述的刮刀，其特征在于，所述刀片区(1c；11c)的厚度小于所述基体(1a；11a)的厚度。
4.根据权利要求1或3所述的刮刀，其特征在于，整个所述刀片区(1c；11c)由所述塑料材料(3，4；13，14)形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的刮刀，其特征在于，所述内层(2；12)牢固地附着到所述塑料层(3，4；13，14)上。
6.根据权利要求5所述的刮刀，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)附着到所述内层(2；12)上。
7.根据权利要求6所述的刮刀，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)和所述内层(2；12)层压在一起。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的刮刀，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)突伸超过所述基体(1a；11a)的与所述工作刀片(5；15)相邻的所述纵向侧部，且其中所述塑料层(3，4；13，14)在所述突伸区中连接在一起。
9.根据权利要求8所述的刮刀，其特征在于，所述连接的塑料层(3，4；13，14)构成带有所述刀刃(5；15)的所述刀片区(1c；11c)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的刮刀，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)包括定向聚酯。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的刮刀，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)中各个塑料层的厚度至少为所述内层(2；12)的厚度。
12.根据权利要求11所述的刮刀，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)中各个塑料层的厚度在0.1至0.5mm的范围内，特别地在0.15至0.4mm的范围内，且所述内层(2；12)的厚度在0.05至0.3mm的范围内，特别地在0.1至0.25mm的范围内。
13.一种用于制造刮刀(1)的方法，其包括以下步骤：
a)提供具有至少一个内层的平坦长形芯部(2；12)；
b)以这样的方式在所述芯部(2；12)的相对的主表面上设置两个塑料层(3，4；13，14)，使得所述塑料层(3，4；13，14)突伸超过所述芯部(2；12)的纵向侧部；
c)使所述塑料层(3，4；13，14)牢固地附着到所述芯部(2；12)上；
d)在所述突伸区中使所述塑料层(3，4；13，14)附着在一起。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述塑料层(3，4；13，14)附连到所述芯部(2；12)上，而且通过层压而连接在一起。
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