CN102686411A - 布墨辊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可通过包含以下步骤的方法获得的刚性辊作为布墨辊或Rilsan辊的应用：提供辊芯；以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上。

Description

布墨辊
技术领域
本发明涉及制造刚性辊的方法、刚性辊及其应用。
背景技术
平版印刷仍然是印刷方法中的主流技术。该技术是用在报纸、杂志、目录和报纸印刷等中的间接印刷方法。在平版印刷中要制备印版，通常为一个薄的铝板。印版在张力作用下被固定值印版滚筒并且与印刷机的给墨和阻尼系统接触。印版的亲油区接受印刷油墨，而亲水区保持没有油墨。
印版从印版滚筒被转移到安装在橡皮布滚筒或印版滚筒上的印刷橡皮布上。橡皮布滚筒随后借助压印滚筒或另一个橡皮布滚筒将油墨转移至要印刷的介质上。
为了形成均匀的墨膜，油墨通过特定的加墨系统从墨池中被涂布。在加墨系统中，油墨通常通过多个辊被传输到墨辊磨（ink roller mill）上。刚性辊（布墨辊）和弹性辊（墨辊）在那里交替。
布墨辊通常由具有Rilsan涂层的钢芯构成，因此通常也被称作Rilsan辊。布墨辊通常通过下述方法制成：加热裸钢芯，随后引入（伴随旋转）到Rilsan粉末（特定类型的聚酰胺）浴中。Rilsan粉末一旦接触热的钢芯即熔化，因而提供相对均匀的涂层。涂层的表面质量远不能满足平版印刷的应用要求，因此必须通过例如磨光程序的处理。
这种方法的缺点包括成本高（昂贵的磨光程序和将之前涂布的材料剥离）和高的层密度。要得到低于约100μm的层厚度是非常复杂的。但是，如当今在许多印刷机中需要的，使用内部冷却的布墨辊是特别合乎需要的。太厚的涂层阻止了布墨辊的表面的有效散热。
EP0942833B1描述了一种墨辊，其中弹性涂层材料（例如聚腈/丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯和其他材料）被涂布到辊上。
DE102007062940描述了一种辊，其中涂层至少主要由氟化聚合物构成。
发明内容
本发明的目的在于提供克服了现有技术的上述缺点的制造辊的方法和辊。
本发明的目的是通过提供一种制造刚性辊的方法来实现的，所述方法包括以下步骤：
-提供辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和
-将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上；
其中所述辊的温度通过内部加热或冷却来控制。
因此，根据本发明，在第一步中提供辊芯。通常的辊芯由金属（特别是钢和铝）来制造。但是，它们也可以是非金属辊芯，例如由陶瓷、玻璃纤维增强塑料（GFRP）或碳纤维增强塑料（CFRP）制成。
本发明的辊芯用于形成具有内部加热或冷却功能的辊。具有内部加热或冷却功能的辊是一种其温度可通过传热介质控制的辊。传热介质可为液体，甚至是温度受控的空气。温度控制系统通常被用来实现冷却。相应的辊可从例如DE 93163324中获知。
在一个实施方式中，辊芯的粗糙度Rz可为0.1至100μm，优选为1至30μm。
液态涂布组合物被涂布至所述辊芯。该涂布组合物本质上包含聚酰亚胺预聚物或聚酰胺预聚物。聚酰亚胺是含有(C=O)-NR-(C=O)基团的聚合物。聚酰胺酰亚胺是由聚酰亚胺(C=O)-NR-(C=O)单元和聚酰胺(C=O)-NR2单元构成的共聚物。用于制备聚酰亚胺的起始材料优选为具有芳香族四羧酸二酐的芳香族和脂肪族二胺；二异氰酸酯也可被用来代替二胺。在第一步中形成了聚酰胺酸，其进一步反应以形成聚酰亚胺。相反，聚酰胺酰亚胺的起始材料优选为具有芳香族或脂肪族二胺或二异氰酸酯的芳香族三羧酸酐。
“预聚物”是指已部分（但未完全）反应以形成聚合物的活性单体的混合物。对于聚酰亚胺预聚物或聚酰胺酰亚胺预聚物，在涂布至辊芯后进行固化反应。固化通过加热实现或加速。
对于层厚度，原则上1至1000μm是合适的，优选为10至200μm或20至120μm。
虽然涂布组合物本质上基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物来使用，但它可含有另外的成分，特别是填料、添加剂、着色剂等。优选地，所述涂布组合物包含聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物作为其主要成分（≥ 50 wt%）。
在一个实施方式中，所述涂布组合物仅含有聚酰亚胺预聚物作为所述预聚物。
在另一个实施方式中，所述涂布组合物含有聚酰亚胺预聚物和聚酰胺酰亚胺预聚物。
另一个实施方式提供的辊，其涂布组合物含有聚酰亚胺预聚物，涂布组合物中额外含有聚酰胺或聚酰胺酰亚胺。
另一个实施方式提供的辊，其涂布组合物含有溶解的聚酰亚胺，而不是酰亚胺预聚物。
在一个实施方式中，所述涂布组合物额外含有聚酰胺或聚酰胺预聚物。优选地，聚酰亚胺预聚物与聚酰胺+聚酰胺预聚物的比率为10:0至10:9。
特别地，涂布组合物也可含有溶解的聚酰胺酰亚胺。
涂布液态涂布组合物的合适方法特别包括喷雾、刮刀涂布、薄膜旋凃或环涂（ring coating）。
涂布后，液态涂布组合物将通过固化程序来凝固，即，进行进一步的反应来形成聚合物。如果预聚物含有溶剂，凝固则配套进行溶剂的干燥/蒸发。根据本发明，被涂布的材料优选具有均匀且高质量的表面，使得固化后不需磨光涂布组合物。 
这种方法导致产生低层厚度以实现有效的散热以及低制造成本。另外，本发明的辊具有用于印刷过程的极好性质：高耐磨性、高耐化学性、良好的油墨接收性、良好的油墨释放性和良好的清洁性。这些性质也是由于表面未被磨光的事实导致的，由于表面未被磨光，因此没有任何孔洞，因而可耐受印刷过程中的沉积物。
本发明还涉及可通过本发明的方法获得的具有内部加热或冷却功能的刚性辊。本发明的辊的特征在于辊芯以及其上的凝固且优选未磨光的涂层，该涂层基于聚酰亚胺且层厚度为1至1000μm。
本发明的辊的涂层的弹性模量为0.5至500 MPa。
在一个实施方式中，辊芯的粗糙度Rz为0.1至100μm，优选为1至30μm。涂层组合物的涂布可导致粗糙度的降低。作为一个原则，凝固的涂层的粗糙度低于辊芯的粗糙度。
本发明还涉及调整辊的预定粗糙度的方法，其中具有确定粗糙度的辊芯被涂布以获得具有涂布组合物的确定粗糙度的辊。
特别地，本发明的辊适合用作具有内部加热或冷却功能的辊和/或串墨辊。具有内部加热或冷却功能的辊被用来在滚动过程中散热，因而提供均匀的印刷条件。“串墨”是指在操作过程中（即在转动条件下）辊轴向往复运动从而实现改善的墨膜均匀度。
但是，具有基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺的涂层的辊不仅作为具有内部加热或冷却功能的辊是有利的，而且作为没有加热或冷却功能的辊也是有利的。另一方面，其制造因为表面不需磨光而变得方便。特别地，涂层的粗糙度可通过选择辊芯的粗糙度和涂层的厚度来设置。
因此，本发明还涉及可通过包含以下步骤的方法获得的刚性辊作为布墨辊或Rilsan辊的应用：
-提供辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和
-将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上。
本发明进一步涉及包含刚性布墨辊和弹性辊的加墨系统，其中至少一个刚性辊是可通过包含以下步骤的方法获得的辊：
-提供辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和
-将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上。
本发明的辊特别适合用作布墨辊或Rilsan辊。它们优选的应用领域是平版印刷。
本发明通过以下实施例来描述。
附图说明
图1显示了一个加墨系统，其具有墨斗辊1、输墨辊2、布墨辊3、传递辊4和着墨辊5。
具体实施方式
实施例1
通过薄膜旋凃法将聚酰胺酸的溶液涂布至钢芯。在旋转条件下加热材料，使得大部分溶剂蒸发。这使得涂布组合物在旋转结束后仍保持稳定。随后，辊在最高250°C时退火。利用这种辊进行的印刷实验提供了非常好的结果。
实施例2
在实施例1的方法中，使用粗糙度Rz为15μm的钢芯。在根据实施例1以80μm的厚度进行涂布后，在表面上保持了约2.2μm的Rz。在以30μm的厚度进行涂布后，Rz约为5μm，即涂层的粗糙度可通过选择涂层厚度来调节。

Claims (20)

1. 一种刚性辊作为布墨辊或Rilsan辊的应用，所述刚性辊能通过包含以下步骤的方法获得：
-提供辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和
-将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上。
2. 根据权利要求1所述的应用，其中所述应用为平版印刷。
3. 根据权利要求1或2 所述的应用，其中所述刚性辊包含辊芯和凝固涂层，所述凝固涂层基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺且层厚度为1至1000μm。
4. 根据权利要求1至3的任何一项所述的应用，其中所述辊芯的粗糙度为0.1至100μm，优选为1至30μm。
5. 根据权利要求1至4的任何一项所述的应用，其中所述涂层组合物还含有聚酰胺、聚酰胺预聚物或聚酰胺酰亚胺、填料、添加剂、着色剂和/或它们的混合物。
6. 根据权利要求1至5的任何一项所述的应用，其中所述层厚度为10至200μm，优选为20至120μm。
7. 根据权利要求1至6的任何一项所述的应用，其中所述液态涂层组合物的涂布是通过喷雾、刮刀涂布、薄膜旋凃或环涂来进行的。
8. 根据权利要求1至7的任何一项所述的应用，其中涂布组合物的所述凝固是通过固化预聚物来实现的，任选地所述固化与干燥溶剂一起进行。
9. 根据权利要求1至8的任何一项所述的应用，其中所述涂布组合物在凝固后不被磨光。
10. 根据权利要求1至9的任何一项所述的应用，其中凝固的涂布组合物的弹性模量为0.5至500 MPa。
11. 根据权利要求1至10的任何一项所述的应用，其中所述辊芯的粗糙度高于凝固的涂布组合物的粗糙度。
12. 根据权利要求1至11的任何一项所述的应用，其中所述辊是内部加热或冷却的辊和/或串墨辊。
13. 一种制造刚性辊的方法，其包括以下步骤：
-提供辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和
-将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上；
其中所述辊的温度通过内部加热或冷却来控制。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述液态涂布组合物的涂布是通过喷雾、刮刀涂布、薄膜旋凃或环涂来进行的。
15. 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述涂布组合物的所述凝固是通过固化预聚物来实现的，所述固化任选地与干燥溶剂一起进行。
16. 根据权利要求13至15的任何一项所述的方法，其中所述涂布组合物在凝固后不被磨光。
17. 根据权利要求13至16的任何一项所述的方法，其中所述涂布组合物还包含聚酰胺、聚酰胺预聚物、聚酰胺酰亚胺、填料、添加剂、着色剂和/或它们的混合物。
18. 一种具有内部加热或冷却功能的刚性辊，其能通过权利要求13至17的任何一项所述的方法获得。
19. 一种加墨系统，其包含刚性布墨辊和弹性辊，其中至少一个刚性布墨辊是能通过包含以下步骤的方法获得：
-提供辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；和
-将所述液态涂布组合物凝固在所述辊芯上。
20. 一种调节辊的粗糙度的方法，其包含以下步骤：
-提供具有确定粗糙度的辊芯；
-以1至1000μm的层厚度涂布基于聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺预聚物的液态涂布组合物；
其中涂层厚度被选择用来实现辊的预定粗糙度。
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