CN1076672C - 各向异性的环形印刷元件 - Google Patents

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Abstract

一种各向异性的印刷元件包括外印刷表面层和被经向地位于该外层下面、包括含有合成纤维加强薄层的一整体呈螺旋形加强的可压缩管结构，该薄层圆周地围绕着管结构的长轴呈螺旋形缠绕至少两整圈，从而在沿径向的内缠绕薄层部分上确定一内管表面和在沿径向的外缠绕的薄层部分上确定一外管表面，管结构另包括一有空隙弹性体，该弹性体被安排在被缠绕片部分限定着的内外管表面之间，该含空隙弹性体从而对管结构提供径向可压缩性并在管结构内整体呈螺旋形。并且公开了制造本发明印刷元件的典型方法。

Description

各向异性的环形印刷元件
本发明涉及使用在印刷和胶印设备上的印刷橡皮布，尤其涉及到一种具有整体呈螺旋形的、加强的可压缩管结构的新颖的各向异性的环形印刷元件和制造该件的方法。
ROSS(US3467009)的印刷辊具有体积可压缩性即一种在厚度上可压缩而在横向尺寸上无实质性增加的性能，该辊是通过把一弹性体浸透入由纸或棉毛短纤维构成的粘结织品中制成的。
与印刷辊比较，首先通常所说的印刷″橡皮布″是因为它们按毡的方式使用了片层，橡皮布的端部被夹进一个轴向园筒的缝隙中，并在将之紧固在底层或下一层上，例如Duckett等人(US4093764)的印刷橡皮布使用了带有弹性体的短压缩纤维交叠层，Rodriguez(US4303721)和O′Rell等人(US4812357)的印刷橡皮布使用了单独的发泡层和稳定硬弹性体层以提高织物送进特性和动态稳定性。
圆周上无缝即″环形″的印刷橡皮布连同无缝滚筒一起业已开发。本发明人相信，环形橡皮布会优于在有缝滚筒上使用的现有技术橡皮布。这是因为它们许可在整个外表面上印刷，并有助于把在高旋转速度时的振动减至最小。然而，它们的多层结构需要多个制造步骤和精确的配合公差，例如Gaffney等人(Can.Pat.App.2026954)的橡皮布使用单独的发泡，硬橡胶及任选的纤维层。Bresson(US5205213)的橡皮布在印刷和发泡层之间使用一种稳定硬弹性体。Vrotacoe等人(EP No.92810364.7)的橡皮布公开一种具有许多层丝绕的，弹性体无缝橡皮布。因此在本领域中已呈现出了具有同轴的、单独的、成层复合体结构的趋势。
本发明提供了一种新颖的各向异性的环形印刷元件和用于制造该元件的方法。
作为这里使用的术语″各向异性″意指印刷元件在垂直于管状印刷元件的旋转轴方向上许可径向压缩并可恢复原状，而同时在结构上提供加强件，以阻止其沿围绕旋转轴的圆周方向上的伸展和变形，由此而提供该元件的动态稳定性。
由于使用了一个″整体呈螺旋形的″加强的，可压缩管结构，本发明的环形印刷元件取得上述的各向异性特性而不是使用围绕着旋转轴分别形成同心管的单独压缩层和加强层(如纤维、硬弹性体等)。典型的整体呈螺旋形结构包括一围绕着旋转轴绕至少两整圈的加强薄层和含空隙的弹性体，最好，该薄层是由任意取向的长或短(指纤维长度)纤维形成有孔和空隙的三维基体的一种无纺织物层，含空隙弹性体被安置在呈螺旋形缠绕的薄层限定的外和内筒壁表面之间。在另一典型实施例中，含空隙弹性体被置于无纺织物薄层的三维基体之内，薄层绕缠物之间或既在薄层缠绕物之内又在薄层缠绕物之间。
本发明的一个目的是提供极好的动态稳定性，这样使表面印刷层的圆周或角速度在通过印刷元件和一对置筒或板之间的辊隙时不改变印刷表面通过辊隙时的速度一致性对控制卷筒纸(即印刷材料相对旋转的橡皮布不打滑)和对在旋转期间取得好的图像清晰度(即，在印刷元件表面不变形即无模糊图像)是重要的。
本发明的另一个目的是提供圆环形印刷元件及其包含最少组装步骤的制造方法。
本发明的再一个目的是在整体呈螺旋形的结构中同时兼备径向可压缩性和沿圆周的耐变形两种特性(如膨胀、起皱等)。
本发明的一个典型印刷元件包括无缝外印刷层和至少一个整体呈螺旋形的加强的可压缩的管结构，该管结构被沿经向置于外层的下面并由具有合成纤维和含空隙弹性体的一薄层组成，所述薄层沿管状结构的长轴以螺旋形式缠绕至少两整圈，从而在沿径向的内缠绕薄层部分上确定一内管表面和在沿径向的外缠绕薄层部分上确定一外管表面。管结构还包括被安排在由被缠绕的薄层部分限定的内、外管表面之间的一个含空隙的弹性体，因此含空隙弹性体是在呈螺旋形的整体管状结构内从而使管状结构具有径向可压缩性。
本发明的另一典型管状结构中，通过圆周地围绕着长旋转轴螺旋形缠绕至少三整圈来产生一个分层的整体呈螺旋形的管结构，层制品包括加强薄层和一层弹性体，该弹性体或含空隙或者被发泡，这样使它在处理(固化，下同)之后含空隙。因此分层的管状加强压缩结构可由两个层状整体呈螺旋形的结构制作。
本发明的典型方法包括下述步骤：提供一种包括筒、心轴或托架套的件，通过使一个合成纤维薄层圆周地围绕着该管件的长轴、呈螺旋形地缠绕至少两整圈来成形整体呈螺旋形的加强的可压缩管结构，螺旋形缠绕物在所述薄层的沿径向的内缠绕部分上确定一内管表面和在该薄层的沿径向的外缠绕部分上确定一外管表面，把弹性体安排在由内、外螺旋形缠绕部分所确定的内、外管表面之间，并处理所述的弹性体，以使其处理的该弹性体含有空隙并在管结构中整体呈螺旋形。
下面讨论本发明的另一种典型像皮布和方法。
当通过举例方式结合附图研究下面详细说明时，本发明的进一步的特征和优点将变得更加明显，其中
图1是围绕着滚筒安装的本发明的一典型各向异性环形印刷元件的剖面图；
图2是图1的典型印刷元件的局部放大图；
图3是本发明的一典型整体呈螺旋形，加强的可压缩管结构的剖面图；
图4是本发明另一典型整体呈螺旋形、加强的、可压缩管结构的截面图，其中呈螺旋形缠绕的弹性体层与一呈螺旋形的加强薄层缠绕在一起；
图5-8是本发明另一典型印刷元件的局部剖面图；
图9-11是用弹性体注入无纺织物薄层的典型方法图；及
图12-13是本发明一典型各向异性发泡层的放大照片；
图1示出了围绕着一任选筒体16安装的本发明一典型各向异性环形印刷元件10。为说明起见，图1中示出的筒体可以是实心或空心的。作为这里所讨论的径向压缩力，即那些用箭头A表示的指向管状印刷件旋转轴的力。围绕印刷元件10旋转轴的圆周力用箭头B表示。
正如图2的局部图所示，该印刷件10包括一外印版即印刷表面层12，至少一整体呈螺旋形、加强的、可压缩的管结构14及用16表示的一任选筒体，心轴或管状托架，整体是螺旋形的管结构14同时许可径向压缩力(箭头A)和加强抵抗同一结构14中的圆周变形(箭头B)，下面会进一步讨论的管状托架也可以位于整体呈螺旋形的结构14和筒体16之间。
无缝外印板即印刷表面层12可以构成像个套形，正如在平板印刷和印刷技术中公知的一样，该套由例如天然或人造橡胶等适当材料组成，最好外表面层12具有0.05至0.6毫米的径向厚度，不过最佳范围是0.1至0.4毫米，表面层12最好是无孔隙的。
图3示出一典型整体呈螺旋形的加强可压缩的管结构14，它在附加外层12(图1和2)之前制造。结构14由含人造纤维的薄层18组成，该层18圆周地围绕着管结构的长轴成螺旋形地被缠绕至少两整圈，从而在沿径向薄层的内缠绕部分18A上确定一内管表面14A和沿径向薄层的外缠绕部分18B上确定一外管表面14B，管结构14还包括一在内管表面14A和外管表面14B之间的、含有孔隙的弹性体，它在整体呈螺旋形的结构14中提供径向可压缩性。
含空隙的弹性体可位于薄层部分18A/18B之内和/或之间，如果含空隙的弹性体位于薄层18(如多孔纺织布或无纺布)的内部，薄层部分18A和18B彼此成物理接触。如果把弹性体注入薄层中，这样使弹性体可以扩展超出薄层的厚度，然后，这些薄层显然可以被分开或分成为单个层。
另一典型印刷元件10包括一成层的整体呈螺旋形的增强的可压缩管结构14。如图4所示其中的薄层18沿圆周围绕着管结构的长轴成螺旋形地被缠绕至少三整圈，最好是5至15圈或更多(这取决于最后希望的厚度)。因此确定了径向最内的薄层部分18A、径向最外的薄层部分18B和至少一个径向地位于所述最内的18A和最外的18B薄层部分之间的中间薄层部分(或者圈)以及被安排在最内的部分18A、至少一个中间部分、和最外的薄层部分18B之间的含空隙的弹性体20，从而形成分层的整体呈螺旋形的管结构14。
典型的薄层18可以由含合成纤维或丝的纺织或无纺结构组成(这里所用的术语″纤维″和″丝″属同义语)，最好是长纤维。合成材料最好具有高弹性系数并可由聚酯、聚酰胺、芳香聚酰胺、聚烯烃、聚氯乙烯、聚氯乙烯共聚物、人造丝、1，1-二氯乙烯、芳族聚酰胺、石墨、玻璃、金属或上述的混合物组成。
图5是展示另一个带有任选管状托架16的典型印刷元件10的剖视图，整体是螺旋形的、加强的可压缩结构14可以包括一无纺织物薄层18(正如在下文中所述的)，该薄层包括含有空隙的弹性体(标明为18/20)，这样以可使含空隙的弹性体20被位于管最内的薄层部分即绕缠物14A和最外的薄层部分即缠绕的14B之间，插入层如粘结剂层、纤维层、泡沫层和弹性体可放置在表面层12、整体呈螺旋形的结构14和托架16之间。
参看图5时，可注意到一典型托架16可以由一种被注入不含空隙弹性体的编织、纺织或无纺织物薄层组成，在另外的典型实施例中，加强可压缩结构14的薄层18可以是一个连续绕制呈螺旋形片、充满无孔弹性体沿径向最内的薄层缠绕部分以及充满含空隙的弹性体和/或被一含空隙的弹性体隔开的最外薄层缠绕部分的其中一部分。
图6叙述了另一典型印刷元件10，其中整体呈螺旋形的、加强的可压缩管结构14由一种纺织布18(如尼龙织品)组成，该布片18与一层弹性体20一起围绕管印刷件的旋转轴螺旋形地缠绕，而弹性体20含有空隙或发泡剂，发泡剂在处置期间被激活产生空隙，不管图6中示出的薄层20是一种薄纺织布带还是一种多孔无纺布，该弹性体层20均可以叠放在薄层18的任一侧上，例如图6示出了布18在螺旋缠绕中的最外边，这样以致外薄层部分18B被径向定位在有空隙的弹性体的外表面上，薄层18和弹性体层20的各自长度可以不同。例如如果使用一种较长的布片，它可首先被缠绕，这样使加强可压缩管结构14即在它的内管表面上有一薄层部分(标明为19)又在它的最外管表面上有一薄层部分18B。
图7再说明一个典型的印刷元件10，在该图中一典型整体呈螺旋形的结构14由一种含有带空隙的弹性体20的无纺织物薄层18组成(两个在一起表示为18/20)，也就是说与一种含有空隙的弹性体20一起呈螺旋形缠绕，还示出一种任选的插入层(如一种未加固橡胶)13。
图8说明了另一个具有两个整体呈螺旋形、加强的可压缩层14和14′的典型印刷元件10。例如，径向最外管结构14′可以包括一种高于内结构14空隙含量的弹性体。相反，结构14可以比如靠具有较硬的弹性体(如高碳黑含量)而具有较强刚度。整体呈螺旋形的结构14和14′由同样多的绕成螺旋形的薄层制作。
例如可以把一种含有预定量发泡剂的弹性体层叠在一个薄层片的第一部分上，把含有较大量发泡剂的弹性体层叠在该薄层的第二后面部分上，然后将薄层开始与第一部分一起缠绕，随后处理以激活发泡剂。
最佳的加强薄层片18最好由任意取向的人造丝的无纺织物材料(纤维)组成，以构成一种有孔和空隙的高含孔率的三维基体，该多孔的结构应是可把弹性体含空隙的弹性体装在装在该三维基体中，无纺织物薄层片可包括短的(纤维长度)或长纤维(下文使用的词″丝″与″纤维″属同义语)，最好无纺织物是通过由将合成材料例如聚酯挤从″喷丝嘴″不规则挤压到达一移动托架上来制造。这种纤维单纱是长的并相对于移动托或皮带的方向是随意取向的，由这种方法生产的纤维它们的长度被着作任意取向和，但一般平行于移动托架、并被称为″粘纺的″或″喷网的″，因为它们是纺成的、铺成的和通常例如通过对彼此加热粘结的。另一种最佳的无纺织物(例如由芳族聚酰胺纤维制造的那些)是湿铺到一垫板上的并且纤维被机械交织或用粘接剂粘结在一起。长无纺织物因其强度和多孔性而具有意想不到的便利之处。
用于整体呈螺旋形的、加强的、可压缩结构14的最佳弹性体20包括天然橡胶、人造橡胶例如丁腈橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯—丁二烯共聚物和乙烯—丙烯共聚物、聚丙烯酸聚合物、聚氨基甲酸酯、表氯醇、氯磺化聚乙烯、硅橡胶、氟硅氧烷橡胶或其组合物。最好是丁腈橡胶，弹性体可掺合添加剂如填料、稳定剂、颜料、粘结剂、增塑剂、小孔或空隙成形剂、交联或硫化剂，其应用的技术、参数和设备对于所属技术领域的技术人员来说是公知技术例如，可见美国专利4303721和4812357，例如公知碳黑可以改善抗拉强度、而化学发泡剂在固化期间可用来产生弹性体中的空隙。
如前所述，位于整体呈螺旋形的管结构14(如图5)的内壁14A和外壁14B之间的弹性体20可以被放置在薄层部分18A和18B之内和/或它们之间(如图6和7)，可以使用一些典型方法把含有空隙的弹性体20配置在薄层片18的三维基体中，虽然这些由无纺织物组成的薄层片最好具有长合成纤维，但下述方法也适用于粘结(短)纤维无纺织物。
一种把含空隙的弹性体放进无纺织物的三维基体中的这种典型方法包括下述步骤；提供一种无纺织物薄层片18、把该片在一种由弹性体(如带有硫化剂、增塑剂等的丁腈橡胶)组成的水基胶乳中浸透和挤压该浸透片以除掉一些浸渍剂。最好在仍然在湿的时候就将该浸透片呈螺旋形地围绕一管型如筒体16、心轴或管状托架绕制至少两整圈，并最好在3至15圈之间(这取决于最后希望的厚度)。干燥该被浸透过的缠绕结构，并通过公知方法，例如通过把该缠绕结构包裹在棉或尼龙带内并使用所属技术领域的技术人员公知的温度和压力把它放进硫化器(如干燥箱)或高压中来处理该弹性体。处理之后除掉棉或尼龙包装，处理的结构14包含孔、内连空隙，从而使整体呈螺旋形的管结构14是可压缩的，希望的空隙容积将取决于无纺材料的空隙体积和被挤压出作为过剩浸渍剂的胶乳量，并且该量可以按照要求变化。处理之后，所得到的整体呈螺旋形的加强的、可压缩结构14最好是磨过的以确保均匀圆度。此后，放上外印刷层12以及任选的插入层(如纤维、泡沫、硬橡胶等)。
图9示出了把一种含空隙的弹性体加进无纺织物薄层片18里的另一典型方法，该方法包括把片18和未硫化处理的弹性体片20(如一种带有被掺进橡胶中的处理和发泡剂的合成丁腈橡胶)压在一起的步骤。
在浸入到薄层18中之前，可把公知的发泡剂加进弹性体中，这样可以使弹性体在该三维的薄层基体中发泡。最好，发泡剂在约200-315°F时被激活。能产生氮或二氧化碳气的发泡剂比较好。可使用的发泡剂的实例是硫酸镁、水合盐、酰肼和碳酰胺。也可使用硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸氢盐和碳酸盐。一种由P，P′-oxybis(benzene sulfonyl hydrazide)组成的发泡剂可从UniroyalCheicals under the tradename CELOGENTMO.T得到并适用于这里所考虑的用途。
如图9所示通过使用对置的或压轧表面26使含有发泡剂的弹性体20被灌注入片18的孔或空隙中，加热的对置柱体、可转动辊、弯曲的或类似板状的表面被用来加热、软化弹性体材料20并把它挤入无纺织物材料中，灌注未经处理的弹性体片20有足够厚度，这样在把该无纺织物薄层片18呈螺旋形缠绕和处理之后，每一片部分(即绕缠物)的两侧均可充满弹性体，浸透过的无纺织物薄层片28最好在加热辊或板26之间通过2至4次以确保弹性体充满它的孔口和空隙。
可以使用图9的典型方法成形内连开口的孔隙以及成形断开的闭口孔隙，然而发明者已意外地发现该方法事实上特别合适于成形隔断的球空隙和适合于封闭薄层片在弹性体20内的纤维，这样就使空隙和纤维不重合。这些特性使该最终的整体呈螺旋形的结构14表现出高弹性和超耐久性。
本发明的另一典型整体呈螺旋形加强的、可压缩的管结构14包括一种弹性体，该弹性体封闭住无纺材料的纤维或丝(最好是长的)并含有成形在无纺织物薄层的三维基体内的、大体上隔断的球形空隙。
图12是本发明的一种典型″各向异性泡沫″层14(即具有含空隙弹性体的整体呈螺旋形无纺织物)的放大照片，其中空隙22大体上呈球形，并且是断隔的，这种泡沫层是(图5的管状整体呈螺旋结构14)通过螺旋形缠绕一用酰胺粘纺的、长纤维聚酯形成的(在截面图12和13中看该纤维是困难的、或许这是由于它们被封闭在弹性体中的原因)。把聚酯无纺织物用一种含最小量的发泡剂浸透，无纺织物(长纤维)的三维基体内具有一实际上大百分数(最好至少90％)的隔断的和通常球形的空隙被认为比具有内连空隙的可压缩层可增加耐久性和耐撞击(即，当特别厚的物体偶然被送到印刷元件和柱体之间时提供复原)以及可在印刷元件表面的横截面内提供更均匀的可压缩性。
图13是图12的典型的各向异性泡沫的另一放大照片，图中大体上是球空隙22是断开的，虽然它们似乎可能马上与另一个接触。
成形大体上断开的球空隙22可通过在与一超多孔无纺片结合的弹性体中使用小百分数的发泡剂取得。采用每100份(以重量计的份数)弹性体(如丁晴橡胶)可使用1.5至3.5份(重)发泡剂(如CELOGENTMO.T.)最好每100份弹性体使用大约2.5-3.0份发泡剂。最佳的粘纺无纺织物具有产生一种最有益于成形大体上是圆泡22途径的长丝结构。在灌注弹性体之前，无纺织物18具有30-70克/米2的密度和1-75d登尼尔(denier)较好，最好应具有50克/米2的密度和50d的登尼尔。涂有便于把纤维或丝粘结在一起的酰胺的聚酯无纺织物也比较好。这些可由Akzo under the tradenameColback50得到。当用一种弹性体如丁腈橡胶灌注时，灌注过的无纺材料的密度将大约为500克/米2，泡沫弹性体的球状空隙容积最好约为5-25％并最好约为15-20％。
图10示出了把一含空隙的弹性体加进片18中的另一典型方法，一种加热软化了的弹性体20(如一种含有硫化处理剂和发泡剂的合成丁腈橡胶)在相互对置的辊31和32之间被挤压成片21，片21然后被挤压进无纺织物18中并被强制通过相对所置的辊32和33。如果希望弹性体应充分地密闭住纤维，柱体31和32之间的缝隙距离应当大约和辊32和33之间的气隙距离是一样的。灌注过的片28最好在两辊之间通过2-4次。这个过程可以用来把橡胶灌注到包括无纺、纺织或针织纤维的薄层片18中。
图11说明了把含空隙的弹性体放置到无纺织物片18中的又一典型方法。弹性体20通过使用一种溶剂被软化并被通进到两开口和两对置的水平地对准的圆筒即辊34和35之间的无纺织物片18孔及缝隙中。浸渍过的薄片层随意向下绕过一导引辊36、通过干燥箱或区38并被绕在辊30上，把薄层片18向下输送通过对置的圆筒34和35。弹性体20和溶剂保留在对置的辊34和35之间槽中。使用足够量的公知的溶剂如甲苯/甲基氯可以使弹性体20能被压进到薄层片18中，灌注过的片28可在两辊之间被压2-4次，以确保弹性体已完全充满薄层片18。
这样，成形本发明一典型印刷元件的典型方法包括以下步骤：提供一管形件如圆筒、心轴或托架，把已饱和或浸透过弹性体的一无纺织物薄层片18(如通过任何上述方法)呈螺旋形缠绕至少两整圈。围绕着呈螺旋形缠绕的、浸渍过弹性体的片18包上棉或尼龙带，然后例如通过一种压热器和适当温度和压力处理包上的薄层18而使含发泡剂的弹性体20起泡。除掉包装，最好磨一下外表面以确保组合成整体呈螺旋形的加强的可压缩管结构14的均匀圆度。
如上所讨论的，另一典型印刷元件具有已分层成具有相互交叠的加强薄层18和含空隙弹性体层20的整体呈螺旋形的加强的可压缩结构14，与应用许多涂复、处理和/或研磨步骤的现有技术中印刷橡皮布和方法相比，使用最少的步骤(如通过使用一或两层具有被控厚度的螺旋形缠绕物)就可获得本发明的成层结构，而且还可以使构成物具有相对精确的尺寸公差。
制造本发明各向异性的圆环形印刷元件10的一种典型方法包括下述步骤：(1)提供一种包括筒16、心轴或托架套在内的管形件；(2)通过圆周地围绕所述管件的长轴呈螺旋形缠绕至少两整圈构成一整体呈螺旋形的、加强的可压缩性管结构14，含合成纤维的薄层片18从而在经径向向内缠绕的薄层部分18A上确定一内管表面14A和在径向向外绕的部分18B上确定一外管表面14B，并在向内和向外呈螺旋形缠绕的部分14A和14B所限定的内和外管表面18A和18B之间放置可起泡的弹性体20；(3)(硫化)处理弹性体20使之起泡并与管结构14成整体呈螺旋形的；(4)用任选方式磨该管结构以提供同心度；(5)覆上外印刷表面层12；(6)(硫化)处理外表面层12；及(7)用任选方式磨和/或抛光该外表面层12。
另一个用于整体呈螺旋形的、加强的、可压缩管结构14的典型方法包括下述步骤：圆周地围绕着旋转轴、用至少3个并最好用4-15(取决于最后希望的厚度)整圈、螺旋形缠绕一层状制品、该层状制品由含有合成纤维和一层未经处理的，可发泡弹性体的加强薄层片18组成，从而构成一分层的整体呈螺旋形的多层结构；此后处理该弹性体，而使弹性体被起泡与加强的，可压缩性管结构形成整呈螺旋形的整体。最好纺织物薄层使用在经纱和纬纱向上具有长纤维的尼龙纤维，而无纺织物薄层最好使用粘纺聚酯。
典型整体呈螺旋形、加强的，可压缩性层14在圆周方向上的拉伸模量tensile modulus为50-2000Megapasca1s。最好拉伸模量(见图1和2的箭头B)的范围是100-400Megapascals(正好按照ASTMD 638方法测定)。在径向方向上(见箭头A)垂直于层平面的压缩模量modulus of compression为5-50Megapascals较好，最好是10-20Megapascals(如按照ASTMD 638方法测定)。
如上述所讨论的，本发明的典型印刷元件10包括一外印刷层12和整体呈螺旋形的加强可压缩性层14，由浸透弹性体的薄层构成的该层14围绕着一管托架安装。该托架可由围绕着心轴呈螺旋形缠绕一浸满了弹性体的薄层制作并在处理之后，将之从心轴上取下。该薄层和弹性体的材料可与上述的那些材料相同。管托架在转动的圆周方向上(ASTMD 638)应具有至少100Megapasca1s的模量比较好，最好至少200Megapascals。
这样，可以把一典型整体呈螺旋形的加强可压缩性层14/托架组件直接安装在一柱体上而不用例如在平板印刷工业上公知的管状金属托架那样的附加托架。也可使用复合材料托架。
然而应当了解，某些整体呈螺旋形的加强的，可压缩性层14本身可具有足够的刚度，如圆周方向上的拉伸模量范围为100-400Megapascals或多些，最好至少为200Megapascals(ASTMD 638)，这样以致不需要另外的托架或管子来用作把环形印刷元件10直接围绕安装的圆柱。
可以把本发明的典型印刷元件与橡胶板印刷工业上通常使用类型的金属管托架结合使用，这些托架可以是镍、钢镍合金、钢、铝、黄铜或其它金属，典型金属托架壁厚应当最好具有0.01-5.0mm或多些的厚度范围。
本发明的一典型方法包括；提供一种如镍形成的金属托架管，把托架管固定在一心轴上，并在固定托架上成形整体呈螺旋形的结构14和外表面12及任何附加层。
金属托架表面最好首先磨(如喷砂、砂磨、抛光等等)以取得无光泽的光洁度，然后用溶剂(如1，1，1三氯乙烷、二氯甲烷、异丙醇等等)脱脂，表面可先打底子以增加橡胶附着力，可使用能大批供应的底漆进行(例如Chemosil211 from Henkel Chemosilof Dusseldorf，Germany；ChemlockTM205E from from lordCorp.Erie，Pennsylvania)，继之以一层或多层的粘合剂例如被溶解在适当溶剂(如甲苯和二氯甲烷)中的丁腈橡胶。
本发是明的典型环状印刷元件10可以同样使用于非金属托架或在非金属托架上制造。这样，典型托架可由硬塑料材料如非增塑聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯聚苯醚聚砜、尼龙、聚酯或其混合物制造，另外的典型托架由热固性材料如环氧树脂、酚醛树脂、交联聚酯、密胺甲醛或其混合物组成，还一种典型托架由弹性体如胶木、硬橡胶、丁腈橡胶、氯磺化橡胶或其混合物组成，托架可任意用包括碎纤维、无纺或纺织织物、丝绕线或其结合物的纤维质材料加强，加强纤维最好包括高模量材料例如玻璃、金属、芳族聚酰胺纤维或碳纤维。
本发明另一典型印刷元件/托架可以具有由预拉伸、热-可收缩材料组成的托架。这种材料可包括如聚乙烯、聚丙烯或类似的，托架可以作成一由层或多层多层交联的热-可收缩材料组成的一根管构成，之后在热状态下拉伸并淬火(如冷却以保持拉伸直径)，当围绕一柱体放置时，可以加热管托架从而收缩以围绕柱体得到紧压缩装配。
与本发明印刷元件结合使用的典型托架管应最好与橡皮滚筒相压配合，以便防止打滑和以后的配对不准确或叠印。托架的内直径应等于或稍小于其上将安装托架的滚筒轴的直径，套应最好能抗蠕变和抗应力减弱。为便于安装在滚筒上，例如可预热金属托架以增加它的有效直径，安装之后可冷却以围绕支撑轴形成紧配合，使任何可能的振动或轴向的和/或旋转运动减至最小。托架管的任意一端可具有相应于在滚筒轴上成形的凸块、凸起、键槽或其它锁定特征的凹槽、键槽或类似特征，以便于驱动、所安装的印刷元件的托架并防止打滑。最好将套的内表面和心轴或滚筒的外表面之间作用的气压用来暂时扩张套，使套能在滚筒或心轴上面滑动或被拉动。
在本发明的另一典型印刷元件/托架组件中，托架管的长度比上覆的印刷元件10的长度长些，为的是托架能轴向伸出环绕的印刷元件的一端或两端。这样滚筒上的夹紧装置、键或锁定装置可以用于以机械方式贴靠住托架管的轴向伸出部分，以防止印刷元件/托架组件相对于廻转滚筒滑动。
托架厚度应足以承受得位由于印刷元件和安装模式或所使用的如气压固定、可膨胀心轴、端夹或端轴颈等等装置的运动时施加上的应力。可使用公知方法和装置来安装本发明的典型印刷元件和印刷元件/托架组件。一般的镍托架管的厚度可以大约为0.12mm，而钢管厚度大约为0.15mm，硬质塑料托架(如未增塑的PVC)和硬弹性体托架(如胶木)，可在0.5-2.0mm范围内，并最好应具有至少200Megapasca1s的弹性模量。
应了解，围绕着滚筒可使用填充层以建立滚筒的厚度，但是不可把这些填充层误作本发明的便于印刷元件的安装和拆卸的典型管托架。
这里，本发明的印刷元件或托架的单个件在制造期间(如通过湿着涂复、湿着施加或一起在压热器中被处理)并不粘结在一起，可以把它们用公知粘结剂粘到另一个件上，这些公知粘结剂通常在把弹性体粘到金属、硬塑料、纤维及粘到其它弹性体(如环氧树脂)上时使用。在印刷元件的托架或滚筒之间、或在托架和滚筒之间，也可以使用粘结剂层。
典型粘结剂包括使用合成弹性体(如丁腈橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯和一种二烯单体的嵌段共聚物、丁苯聚合物、聚丙烯酸)的溶剂基的体系；厌氧粘结剂(如当被限制在靠近的配合部分之间时在不加热或没有催化剂的缺氧情况下变硬的粘结剂)如丙烯酸丁酯和通常的C2-C10烷基丙烯酸酯；环氧树脂，例如1-部分树脂粘结剂体系，如双氰胺(氰基胍)，或使用一种多功能胺或一种多功能酸作为固化剂或使用一种腈基丙烯酸脂的2-部分体系；或一种热熔粘结剂例如聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、烃树脂、树脂材料和蜡。
在整体呈螺旋形的，加强的可压缩管状结构14的内表面上或在围绕筒体安装的托架管的内表面上可以使用的一种典型粘结合剂层可以包括一种确保易装和易拆的压敏粘结剂。这样一种粘结剂可以是，例如，一种水-基丙烯酸酯/弹性体粘结剂，这种粘结剂当干到厚度直至200微米时觉得发粘并对压力敏感。这种粘结剂(from3M，under the tradename Scotchgrip4235)能大批供应。另一种典型粘结剂是由在滚筒上或在可压缩层或托架内表面上喷射和固化的聚异氰酸酯、弹性体多元醇和二醇构成的聚氨基甲酸乙酯层(实例；粘结剂配方；Desmodur VL(Bayer)100pbw，Capa200(Interox Chemicals Ltd.)300pbw，Bis phenol A40 pbw)。
也可以粘结剂以将囊状形式灌封装在涂料里，这样能使橡皮布和/或托架方便的滑到滚筒或芯上并且当断裂、压碎、溶化或换句话说被破坏时，这样能提供粘性从而使橡皮布的转动滑移量在工作期间最小，以囊状形式封装有粘结剂的涂料可以包括，例如蜡、朊、橡胶、聚合物、弹性体、玻璃或其混合物。
粘结剂可以是一连续层，或轴向排列在条或泡中(如间距2-5mm，)一旦橡皮布的有效寿命完结，该轴向安排便于橡皮布从滚筒或托架管上拆卸下来，滚筒以及托架、尤其它们是金属时，往往会价格高，故希望它们能在后续作业中重复使用而无需共消费昂贵的准备性工作。
              实施例
用0.25mm厚的喷网无纺织物(如COLBACKTM50)制作一种典型整体呈螺旋形的、加强的、可压缩结构，把以重量计的丁腈橡胶100份、碳黑50份、一种发泡剂2.8份(CelogenTMOT)和适量增塑剂、防氧化剂、抗臭氧剂和固化剂在混合器中混合得到一种弹性体浸渍剂、加热该弹性体直到它达到一种浆糊状稠度后轧制成片，然后将该片与无纺布一起在两个对置辊之间辗压，从而强制弹性体进入到无纺布中。浸渍过的无纺布被辗压3次以上，以确保该无纺布完全充满弹性体。把浸渍过弹性体的无纺布围绕一滚筒至少缠绕6整圈，并依次围绕该无纺布包裹上棉带，把滚筒放进一压热器中处理并让该弹性体起泡，把含有球空隙的固化了并发泡的弹性体磨至1.46-1.48毫米厚。
然后对整体呈螺旋形结构和含短纤维素纤维和任意形内连气体囊(Po1yfibron Tloo)的传统可压缩层进行压缩试验，两个试件在对置的两平板之间承受20巴(bars)的压力5个压缩周期，每周期试件在全压缩负载下保持2分钟，在刚试验之后、试验之后30分钟和24小时以后测量厚度，结果所述周期时的相应厚度表示如下；
             短纤维层           整体呈螺旋形开始厚度        1.13-1.14mm         1.46-1.48mm刚试验之后      1.08-1.10mm         1.45-1.47mm试验后30分钟    1.11-1.12mm         1.46-1.48mm试验后24小时    1.11-1.12mm         1.46-1.48mm
正像通过厚度测量所表示的，具有任意形内连空隙和短纤维层呈现出从压缩试验中没完全恢复，相反整体呈螺旋形层在压缩试验后迅速呈现出非常有弹性的恢复并在试验后30分钟内完全恢复。
很显然，对所属本技术领域的技术人员来说这里所公开的内容仅是说明性示例，而提供的实施例的改进或变形是显而易见的。本发明的范围是由所属权利要求限定的。

Claims (14)

1.一种各向异性环形印刷元件包括：
一个无缝外印刷表面层；和
一个位于所述外层下面的整体呈螺旋形、加强的、可压缩管结构，所述整体呈螺旋形的管结构包括一含合成纤维的薄层，所述薄层圆周地围绕着所述管结构的长轴呈螺旋形缠绕至少两整圈，从而所述的螺旋形圈在所述薄层的径向的内缠绕部分上确定一内管表面并在所述薄层径向的外缠绕部分上确定一外管表面；以及所述的管结构还包括具有空隙的弹性体，所述含空隙的弹性体安排在由所述的缠绕片部分确定的所述内和外管表面之间，因而所述的含空隙弹性体在所述管结构内是整体呈螺旋形的并对所述管结构提供了径向可压缩性。
2.按照权利要求1的印刷元件，其特征在于所述管结构的所述薄层包括一形成一种有孔和空隙的三维基体的任意取向纤维的无纺织物层。
3.按照权利要求2的印刷元件，其特征在于所述的含空隙弹性体置于在所述三维基体的所述孔和空隙之内。
4.按照权利要求3的印刷元件，其特征在于所述的含空隙弹性体置于所述三维基体的所述孔和空隙之内，并由此而以囊状形状包封所述纤维。
5.按照权利要求4的印刷元件，其特征在于位于在所述三维无纺织物基体内的所述弹性体具有分布在整个由所述被包封纤维隔开的位置中的大致呈球形的空隙。
6.按照权利要求4的印刷元件，其特征在于所述无纺织物包括一种由聚酯、涂有一种酰胺的聚酯、聚烯烃、芳族聚酰胺、聚氯乙烯、人造丝、聚氯乙烯共聚物、1，1-二氯乙烯、一种芳族聚酰胺、石墨、玻璃和金属组成的组中所选出的材料。
7.按照权利要求1的印刷元件，其特征在于还包括一个托架套或无缝筒。
8.按照权利要求7的印刷元件，其特征在于所述的托架套或无缝筒是通过由从合成弹性体、厌氧粘结剂、环氧树脂、热熔粘结剂、压敏粘结剂或以囊状形式密封的粘结剂中选出的一种粘结剂粘结到所述的印刷元件上的。
9.按照权利要求1的印刷元件，其特征在于另外包括一分层整体呈螺旋形的、加强的、可压缩管结构件，其中的所述薄层圆周地围绕着所述管结构的长轴呈螺旋形缠绕至少三整圈，从而确定一径向最内的薄层部分、位于所述最内薄层部分沿径向外边的至少一中间薄层部分和位于所述至少一种中间薄层部分沿径向外边的一最外薄层部分；以及所述的含空隙弹性体被安排在所述最内薄层部分、所述至少一中间薄层部分，和所述最外薄层部分之间，从而形成分层的整体呈螺旋形管结构。
10.按照权利要求9的印刷元件，其特征在于所述管结构的所述薄层包括构成一具有孔和空隙的三维基体的任意取向丝的无纺织物层，所述无纺织物还包括有安置在所述三维基体内的一种弹性体。
11.按照权利要求10的印刷元件，其特征在于安置在所述三维基体内的所述弹性体含有空隙。
12.按照权利要求10的印刷元件，其特征在于所述的薄层圆周地围绕着所述管结构的长轴缠绕至少5整圈，从而确定至少5个薄层部分，所述的管结构包括被置于缠绕的各薄层部分之间的含空隙的弹性体层。
13.按照权利要求9的印刷元件，其特征在于所述薄层是一层制品、它围绕着所述管结构的长轴呈螺旋形缠绕至少5整圈，所述呈螺旋形绕制的层制品包括在经向和纬向上有长纤维的纺织纤维层。
14.按照权利要求9的印刷元件，其特征在于进一步包括一托架套或无缝筒。
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