CZ20013619A3 - Profil pláątě válce - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká profilu pláště válce podle předvýznakové části patentového nároku 1.

Dosavadní stav techniky

Takový profil pláště válce je znám z DE 42 07 119 C2, přičemž má dotlačovací nebo vodící válec archů povrchovou vrstvu broušenou paralelně k ose dotlačovacího válce. Profil pláště válce je vytvořen z válcovitých vyvýšenin uspořádaných kolmo k ploše pláště válce. Délka válečků činí 20 až 200 pm a jemnost rastrování 400 až 10000 rastrových bodů/cm². Přitom má dotlačovací válec chrómovou povrchovou vrstvu, která je do profilu pláště válce zapravena leptáním. Toto vše je vytvořené z jednotlivých statisticky rovnoměrně rozdělených vyvýšenin. Nevýhodou přitom jsou vysoká povrchová energie chrómu 78 mN/m pro s touto spojenými problémy znečištění, případně rozmazání čerstvě potištěného povrchu a rovněž vysoké výrobní náklady.

U tiskařských válců je všeobecně známé nanášení protiadhezivní vrstvy, například z teflonu nebo silikonu, s typickou tloušťkou vrstvy přibližně 20 pm. Přitom je zejména nevýhodná touto vrstvou podmíněná silná změna struktury povrchu tiskařského válce a s tím spojené zhoršování výsledků tisku. Dále vzniká nízká odolnost této protiadhezivní vrstvy proti opotřebení a nízká chemická stálost vůči čistícím a tiskařským chemikáliím. Také mohou zejména takto upravené tiskařské válce držet při tisku arch pouze nedostatečně.

Všeobecně známé jsou různé technologie protiadhezivních vrstev s velmi nízkou povrchovou energií. Zejména se způsobem CVD nebo PVD vylučují amorfní, diamantu podobné uhlíkové vrstvy při typických tloušťkách vrstev od 1 do 10 pm. Přitom se mohou realizovat proti opotřebení odolné protiadheziví vrstvy s nízkou povrchovou energií nebo povrchovým napětím (typ. 20 až 40 mN/m) pro zušlechtění povrchu například nástrojů.

Technologie Colloid je novou technologií nanášení protiadhezivní vrstvy na povrchy při tloušťkách vrstvy 100 nm až 10 pm. Tato technologie využívá komplexotvornost polyelektrolytů s tensidy fluoru. Ven exponovaná vrstva tensidů, která sama je silná pouze až 1 nm, se vyznačuje extrémní hladkostí a krajně nízkým povrchovým napětím (11 až 16 mN/m).

S anorganicky-organickými hybridními polymery se mohou vestavbou funkčních skupin například perfluorovaných sloučenin sílánu do základní kostry silikátu vytvářet vrstvy s protiadhezívními vlastnostmi, které nejsou jen vodu odpuzující (hydrofobní) ale také olej a tuk odpuzující (oleofobní), a proto dosahují zlepšené ochranné působení. Dosažené vlastnosti povrchů mají za následek snížené přichycování částeček nečistot a proto dobré podmínky pro čištění.

V procesu Sol-Gel se může jako vrstva pro jednoduché čištění například rozprašováním nebo máčením vytvořit fluorovanými organickými skupinami na základě anorganicky-organických nanokompozitů vrstva s nízkou volnou povrchovou energií (asi 19 mN/m) a vysokou odolností proti poškrabání a otěru.

Dále je známá realizace povrchové vrstvy fotolitografickým způsobem, přičemž vrstvy mají periodické struktury s rozměry v oblasti lpm až lOOnm.

Také použitím systému plasmopolymerových tenkých vrstev se mohou realizovat povrchy s dobrými vlastnostmi čištění.

Dále je známý takzvaný Lotus-efekt pro samočisticí povrchy a zejména z EP 0 772 524 B1 je znám samočisticí povrch, který má umělou strukturu povrchu z vyvýšenin a prohloubenin. Přitom je ··· · · ··· ·· ···· ··· ··· ·· ··· odstup mezi vyvýšeninami v oblasti 5 až 200 pm a minimálně vyvýšeniny jsou tvořené hydrofobními polymery z trvanlivě hydrofobovaných materiálů, přičemž se nedají vyvýšeniny odloupnout vodou nebo vodou s detergenty.

Podstata vynálezu

Je úkolem předloženého vynálezu zmenšit stávající problémy vedení archů při lícovém a rubovém tisku, zejména zlepšit čistící chování profilu pláště válce.

Tento úkol se řeší profilem pláště válce se znaky podle: nároku 1.

Podle vynálezu se povrch válce opatří povrchovou strukturou. Přitom není rozhodující, zda se struktura povrchu vytváří nanášením na povrch válce, nebo na vrstvu případně plášť nanesený na válec. Zejména může býti válec opatřen strukturovaným povrchem postřikem, tryskáním nebo formováním. Přídavně se předvídá na strukturovaném povrchu taková tenká a nízkoenergetická snadno čistitelná vrstva, aby strukturu povrchu v jeho rozměru podstatně ovlivnila.

Je výhodné předvídat nanášení snadno čistitelné vrstvy na strukturovanou chrómovou vrstvu. Vzhledem k nepatrné síle se může snadno čistitelná vrstva po několika otáčkách tiskařského válce v oblasti kontaktu na vyvýšeninách sedřít. Vytváření protitlaku přebírá pak vrstva chrómu, zatímco tiskařská barva na prohloubeninách profilu pláště téměř nelpí nebo se z prohloubenin profilu pláště dá vzhledem k snadno čistitelné vrstvě snadno odstranit.

Podle upředostněného způsobu provedení je profil pláště válce opatřen vyvýšeninami a/nebo prohloubeninami ve tvaru kulového vrchlíku. Tím se dá realizovat snadná čistitelnost povrchu, přičemž se také dá docílit dostatečný protitlak v průběhu tisku. Mimoto se dá na takto tvarovaný povrch bez hran

a stupňů nanášet vrstva jednoduše a rovnoměrně. Alternativně se však mohou na povrchu předvídat i vyvýšeniny ve tvaru pyramidy, válce, komolého kužele, kulového vrchlíku nebo nepravidelně strukturovaných vyvýšenin. Také se podle vynálezu může použít směs různých tvarů struktur.

Strukturovaný povrch se znaky podle kombinace patentových nároků 1 až 3 může podle vynálezu vést arch bez prokluzování nebo poškrabání a současně se pouze nepatrně opotřebovávat. Na opotřebení snižující vrstvu chrómu nanesená nizkoenergetická vrstva slouží tomu, aby se v oblastech, ve kterých nemá arch přímý kontakt s profilem pláště válce, zachytilo co nejméně barvy nebo žádná barva. Není-li snadno čistitelná vrstva dostatečně odolná proti opotřebení, unáší se během provozu v kontaktních To však není problematické, protože čistitelná vrstva má své působení oblastech archem papíru, nizkoenergetická snadno rozvíjet pouze mezi dosedacími body archu.

Přehled obrázků na výkrese

V následném bude pomocí schematických znázornění na obrázcích popsán příklad provedení profilu pláště válce podle vynálezu. Obrázky ukazují:

Obr.l silně zjednodušeně tiskací soustavu a

Obr.2a schematicky, silně zvětšený, v řezu znázorněný úsek profilu pláště válce před zprovozněním, jakož

Obr.2b po několika otáčkách tiskového válce při tisku.

Příklady provedení vynálezu

U ofsetového stroje se podle obrázku 1 předvídá deskový válec 10, na kterém je upevněná tiskařská deska, která je opatřená informací určenou k tisku. Poté co byla nanesena tisková barva na deskový válec 10, přenesou se k tisku určené oblasti na válec s pryžovým obložením 12. Do tiskové mezery mezi válcem

• · · · · ··· · ·· ·· · · * s pryžovým obložením 12 a tak zvaným tiskařským nebo dotlačovacím válcem 14 se zavádí arch 16 papíru nebo pás papíru. Profil povrchu dotlačovacího válce 14 je tvořen několika vrstvami (obr.2a). Přitom se jako základní vrstva předvídá nejdříve vrstva 18 niklu, s povrchem provedeným do tvaru kulových vrchlíků, která je opět zakrytá tenkou vrstvou 20 chrómu. Alternativně může býti vrstva 18 niklu realizována i s rovinným povrchem, přičemž nanesena je pouze vrstva 20 chrómu ve tvaru kulových vrchlíků s rovnoměrně rozděleně uspořádanými vyvýšeninami a prohloubeninami (neznázorněno). Typické odstupy mezi vyvýšeninami činí přibližně mezi 20 a 100 pm, typická tloušťka vrstvy 20 chrómu dosahuje 5 až 10 pm. Nad strukturou kulových vrchlíků vrstvy 20 chrómu je jako snadno čistitelná vrstva 22 uložená zdrsněná mikrostruktura , jejíž tloušťka leží upřednostněné mezi 10 nm až 2 pm, která se vykazuje všeobecně známým Lotus-efektem, kterým se dosahuje známé samočisticí působení (obr. 2a) . Tato vrstva 22 se může například připravit jako amorfní vrstva uhlíku koloidní technikou nebo jako lak Sol-Gel. Rovněž je možné vytvořit vrstvu vyloučením z plynné fáze například plasmopolymerací, plazmy podporovaným chemickým vyloučením z plynné fáze (PE-CVD) nebo podobnými způsoby.

Alternativně může býti snadno čistitelná vrstva 22 provedená jako zcela hladká mikrostruktura s volnou povrchovou energií 10 až 50 mN/m. Tloušťka snadno čistitelné vrstvy 22 je volená tak malá, aby se právě v tu dobu potřebné požadavky na optimalizaci profilu povrchové vrstvy 20 chrómu dotlačovacího válce 14 nezměnily nevýhodně, případně se nezfalšovaly. Přitom není nutné předvídat mikrostrukturu na vyvýšeninách struktury kulových vrchlíků, protože se na těchto místech vyžaduje celkem hladká protitlaková plocha. Proto je dostačující, když se mikrostruktura, případně snadno čistitelná vrstva 22 vyskytuje pouze v prohloubeninách profilu pláště válce, kde vykonává své samočisticí působení.

• 4

4444

Nanášení snadno čistitelné vrstvy 22 pouze do prohloubených oblastí by se dalo aplikační technikou řešit jen velmi nákladně. Proto se snadno čistitelná vrstva 22 nanáší na celou plochu vrstvy 20 chrómu se strukturou kulových vrchlíků (obr. 2a) a pouhým použitím dotlačovacího válce 14 se po několika otáčkách setře mechanickým kontaktem s archem 16 papíru (obr. 2b). Struktura povrchového profilu pláště se přitom nezmění nebo se změní tak nepatrně, že nevznikají při následném tisku žádné nevýhodné efekty.

Výsledkem je, že tedy již po několika otáčkách dotlačovacího válce 14 je k dispozici povrch dotlačovacího válce 14, který je opatřen strukturu kulových vrchlíků s přídavnou mikrostrukturou snadno čistitelné vrstvy 22. Strukturou kulových vrchlíků je zajištěno, že náhodně případně nežádoucně na dotlačovací válec 14 nanesené částečky barvy mohou zatékat do prohloubenin kulových vrchlíků a proto se při vytváření protitlaku na arch 16 papíru na tento nepřenášejí, protože na arch 16 papíru tlačí pouze vyvýšeniny chrómové vrstvy 20 se strukturou kulových vrchlíků. Tvarování povrchu strukturou kulových vrchlíků se zajistí, že se tisková barva působením snadno čistitelné vrstvy 22 co možná nepřijímá, a že se zamezí přilnutí barvy na dotlačovací válec 14, a současně se zajistí dostatečně velký protitlak proti opotřebení odolnou povrchovou plochou z vrstvy 20 chrómu (obr. 2b).

Vynález byl sice popsán ve spojitosti s dotlačovacím válcem. Je však jasné, že může býti používán i u jiných papír vodících válců.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Archy vodící profil pláště dotlačovacího válce (14) nebo válce na přenášení archů v rotačních tiskových strojích, přednostně pro stroje na archový tisk s lícním a rubovým tiskem, s vyvýšeninami opatřenými povrchovou vrstvou, vyznačující se tím, že povrchová vrstva je provedená jako snadno čistitelná vrstva (22) s tloušťkou vrstvy menší než 5 pm, zejména přibližně 1 pm, a povrchovou energií menší než 50 mN/m.
2. 2. Profil pláště válce podle nároku 1, vyznačující se tím, že snadno čistitelná vrstva (22) je nanesená na proti opotřebení odolnou vrstvu, zejména na vrstvu (20) chrómu.
3. 3. Profil pláště válce podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že profil pláště válce je proveden ve válcovitém, kuželovitém tvaru, ve tvaru pyramidy, kulového vrchlíku a/nebo nepravidelně strukturovaných vyvýšenin a/nebo prohloubenin.
4. 4. Profil pláště válce podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že snadno čistitelná vrstva (22) má mikrostrukturu, která vykazuje Lotus-efekt.
5. 5. Profil pláště válce podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že snadno čistitelná vrstva (22) je na vyvýšeninách přerušená.
6. 6. Profil pláště válce podle jednoho z nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že snadno čistitelná vrstva (22) se předvídá pouze v prohloubeninách.
7. 7. Způsob výroby snadno čistitelné vrstvy (22) na profilu pláště válce podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nanáší s tloušťkou vrstvy menší než 5 pm, zejména s tloušťkou 1 pm, a povrchovou energií menší než 50 mN/m.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že snadno čistitelná vrstva (22) se nejdříve nanese na celou plochu a následně se z vyvýšenin opět odstraní.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se vrstva během tisku odstraní kontaktem s dotlačovacím válcem.
10. 10. Tiskový stroj, vyznačující se válcem s povrchem pláště válce podle jednoho z nároků 1 až