CZ20021368A3 - Rytý válec a způsob jeho výroby - Google Patents
Rytý válec a způsob jeho výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20021368A3 CZ20021368A3 CZ20021368A CZ20021368A CZ20021368A3 CZ 20021368 A3 CZ20021368 A3 CZ 20021368A3 CZ 20021368 A CZ20021368 A CZ 20021368A CZ 20021368 A CZ20021368 A CZ 20021368A CZ 20021368 A3 CZ20021368 A3 CZ 20021368A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cylinder
- oxide
- ceramic coating
- outer layer
- engraving
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 claims description 18
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N buta-2,3-dienenitrile Chemical compound C=C=CC#N IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 claims description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QMMOXUPEWRXHJS-UHFFFAOYSA-N pent-2-ene Chemical group CCC=CC QMMOXUPEWRXHJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 17
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010053317 Hydrophobia Diseases 0.000 description 1
- 206010037742 Rabies Diseases 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007774 anilox coating Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007647 flexography Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical group 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
- B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
- B41F13/08—Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
- B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces
- B41N3/03—Chemical or electrical pretreatment
- B41N3/034—Chemical or electrical pretreatment characterised by the electrochemical treatment of the aluminum support, e.g. anodisation, electro-graining; Sealing of the anodised layer; Treatment of the anodic layer with inorganic compounds; Colouring of the anodic layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/024—Anodisation under pulsed or modulated current or potential
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
- B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces
- B41N3/03—Chemical or electrical pretreatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Printing Plates And Materials Therefor (AREA)
- Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Oblast techniky
Tento vynález se týká oblasti výroby vysoce přesných válců s tytým reliéfním povrchem, které se používají v tiskárenských zařízeních, v textilních provozech, při výrobě tapet a při nanášení laků, klihů nebo suspenzí na listové materiály, tkaniny, atd. Vynález se zejména týká rastrových (aniloxových) válců pro flexografícký a ofsetový litografický tisk, kteiý má nejjemněji rytý reliéfní povrch.
Dosavadní stav techniky
Na rastrový povrch válce, s pravidelně rozloženými vyhloubenými jamkami, se při tisku nanáší vrstva barvy. Přebytek barvy se odstraňuje stěrkou. Jamky tak přijmou dávkovaný objem barvy, který se pak přenáší na povrch tištěné plochy, nebo barvícího válce. K získání vysoké kvality tisku se vyžaduje vysoká přesnost rozmístění jamek na válcovém povrchu rastru a také vysoká přesnost tvaru a hloubky samotných jamek. Hloubka jamek se pohybuje od 10 do 50 pm. Stálý styk stěrky, zhotovené z tvrzené oceli, způsobuje opotřebení poyrchu rastru. Mechanický proces opotřebování je umocňován korozním působením barev, obsahujících roztoky solí, organická rozpouštědla, atd., které omezující životnost rytého válce.
V praxi se nejěastěji používají rastrové válce, zhotovené z nástrojové oceli. Jamky jsou naválcovány na cylindrický povrch válce pomocí válce lýhovacího (vyrobeného s řádově vyšší přesností než je přesnost jamek rastrového válce) a jeho malá pevnost vyžaduje používat pomalé, nenáročné válcovací režimy, což způsobuje nízkou produktivitu procesu.
Ke zvýšení odolnosti proti opotřebení a korozi jsou ocelové válce pochromované. Příklad takového válce je možno nalézt v US 3 613 578. Tloušťka chromové vrstvy by měla být větší než několik mikrometrů (maximálně 15 pm ), jelikož vzrůstající tloušťka plátování mění geometrii a objem jamek rastrového povrchu. Velký přítlak stěrky na povrch válce během provozu, vede k rychlému opotřebení slabé chromové vrstvy a ke značnému omezení použitelné životnosti válce.
Modernější způsob zvyšování odolnosti proti opotřebení a korozi rastrového povrchu ocelových válců, je proces iontového nitridování, popsaný v US 5 514 064 a 5 662 573.
• · · · • ·
Chemická konverze ocelového povrchu v nitrid železa vytváří tvrdou (Hv 700 až 1000), dobře vázanou ochrannou vrstvu. S touto metodou je však spojen vážný problém, jmenovitě vysoká teplota nitridování, vedoucí k distorzi válce, způsobené tepelnou deformací, což znamená, že na válci se musí provádět korigující operace. Kromě toho, použití vysoce chromové oceli pro tento proces činí drážkování rastru obtížnějším a snižuje životnost drážkovacích nástrojů. Pokusy zvýšit odolnost rastrovaného válce vůči opotřebení aplikací silnějšího keramického povlaku provedeného plazmovým nástřikem na rastrovaný povrch (US 4 009 658, 4 601 242 a 4 912 824) byly neúspěšné. Příliš jemný keramický povlak totiž nechránil válec proti předčasnému opotřebení, zatímco aplikace silnějšího povlaku značně zaplnila jamky rastru a významně omezila jejich velikost.
Značnou nevýhodou při používání ocelových válců je jejich velká hmotnost. Válec délky kolem jednoho metru váží asi 70 kg. To působí obtíže při montáži a výměně válců, vyžadující speciální zkušenosti a nástroje. Přitom existuje vysoká pravděpodobnost poškození rastrového povrchu.
Kromě toho, během používání válců při relativně vysokých otáčkách, způsobuje mírná nevyváženost ocelových válců jejich dynamické vibrace a chvění, což má nepříznivý vliv na kvalitu tisku.
Použití lehkých válců z hliníkových slitin, které jsou stejně pevné jako ocel, má velké výhody. Hliníkové slitiny se snadno strojně obrábějí při vysokých řezných rychlostech a s vysokou přesností. Díky své vysoké přesnosti a nízké hmotnosti, má válec z hliníkové slitiny malou dynamickou setrvačnost a nízkou dynamickou nevyváženost. To umožňuje, aby se válec otáčel v provozu rovnoměrněji a snižoval nebo eliminoval vibrace a chvění.
Jsou známé procesy výroby rastrových válců s ochranným povlakem (US 5 411 462 a 5 548 897), při kteiých probíhá následující sled operací:
- vyrobení vysoce přesného válce z hliníkové slitiny;
- vytvoření ochranné keramické vrstvy na vnějším cylindrickém povrchu, odolné proti korozi a opotřebení,
- konečná úprava cylindrické plochy válce leštěním;
- rytí jamek rastru v keramickém povrchu pomocí laserového paprsku.
Návrh zahrnuje dva způsoby ochranného povlaku. První způsob se skládá z vrstvy oxidu chrómu nebo hliníku o tloušťce 200 až 250 pm, nanesené plazmovým nástřikem. Druhým způsobem je vytvoření vrstvy oxidu hliníku o tloušťce 25 až 50 pm, na cylindrické ploše válce anodizací v kyselině sírové jako elektrolytu. V tomto případě hloubka jamek rastru, • · · · • · ·
rytých laserovým paprskem, by neměla převýšit tloušťku povlaku, vytvořeného anodickou oxidací.
Hlavní problém laserového lycího (vypalovacího) procesu je to, že vyžaduje použití velmi nákladného zařízení pro automatické ovládání laseru. Kromě toho, jamky, vyryté laserovým paprskem, nemají vždy správný tvar. Rozdíly v hrubosti stěn a dna jamek vedou k zadržování jistého objemu barvy a k jeho náhodnému uvolňování, což zhoršuje kvalitu tisku.
Avšak bez ohledu na to, použití „keramických“ válců na ocelových a hliníkových tělesech je stále častější v důsledku toho, že není jiná alternativa, která by zajistila při provozu válců jejich vysokou odolnost proti opotřebení a životnost. „Keramické“ válce vydrží 5 až 10 krát déle, než válce chromované, ale stojí 4 až 6 krát více.
Anodicky oxidované povlaky jsou složené hlavně z amorfních fází oxidů hliníku, a proto jejich pevnost a mikrotvrdost není vysoká. Povlaky jsou do značné míry hydratované (jejich obsah vody převyšuje 10 %), a také obsahují 10 až 20 % aniontů elektrolytu, vytvářejících část struktury povlaku. Jestliže se válec při provozu zahřeje, složky elektrolytu a voda se ze struktury povlaku uvolňují, což vede ke štěpení a praskání oxidované vrstvy a k degradaci její ochranné vlastnosti.
Je známý také proces výroby hliníkového rastrového válce pro litografický tisk, navrhovaný v US 4 862 799. Do přesného cylindrického povrchu válce se nejprve diamantovou jehlou vyryjí (vypichováním) jamky rastru. Tento povrch se pak anodízuje za vytvoření slabé, relativně tvrdé vrstvy, 1 až 3 pm silné, a nakonec se na povrch anodické vrstvy aplikuje relativně měkká vrstva mědi, 5 až 8 pm silná. To se provádí proto, aby rastrový povrch získal vlastnosti požadované pro litografii, tj. přitahoval olej (lipofilie) a odpuzoval vodu (hydrofobie).
Problémem tohoto procesuje malá tloušťka vrstvy oxidu mědi na rastrovém povrchu válce. Tato vrstva není schopna odolávat mechanickým a chemickým silám, vyskytujícím se v korozním prostředí při firikčním styku rastru s ocelovou stěrkou. Zvětšení tloušťky anodicky oxidované vrstvy na 15 až 20 pm vede k nepřijatelným změnám tvaru a rozměrů jamek rastrového povrchu. To souvisí s tím, že při anodické oxidaci více než 50 % tloušťky oxidované vrstvy se dostává ven z opracovávaného povrchu válce. Uváží-li se tloušťka měděného povlaku, naneseného na povrch anodizované vrstvy, je prakticky nemožné dosáhnout přijatelného objemu jamek rastru. O existujících problémech se samotnými anodizovanými vrstvami bylo jíž referováno výše.
• · · · • · · · · · • · • · ····
Podstata vynálezu
Hlavním cílem tohoto vynálezu je vytvořit lehký a relativně levný rytý válec, prakticky bez setrvačnosti a s dlouhodobou životností, který by se dal použít v různých systémech pro dávkovaný přenos kapalin a suspenzí.
Jiným cílem tohoto vynálezu je vývoj účinného procesu výroby tytého válce, který zahrnuje vysoce přesné a vysoce produktivní postupy vytváření jamek rastru, a dále vývoj moderní technologie vytvrzování rastrového povrchu, vytvořením povlaků odolných proti opotřebení a korozi, bez významných změn objemů a tvarů jamek rastru.
Tyto a další cíle tohoto vynálezu budou objasněny při jeho podrobném popisu.
Rytý válec, navrhovaný v tomto vynálezu, je zhotoven ve formě vysoce přesného základního cylindru z tvárné hliníkové slitiny. Na pracovním (vnějším) cylindrickém povrchu se vyrývá rastr v podobě vyhloubených jamek, jejichž tvar a objem je definovaně uspořádán. Na rastrovém povrchu válce se metodou plazmové elektrolytické oxidace vytvoří tvrdý oxidokeramický povlak o tloušťce 15 až 50 pm, odolný proti opotřebení, o mikrotvrdosti 700 až 1500 Hv. Oxidová vrstva se pevně váže na hliníkovou bázi a je nanesena v rovnoměrné tloušťce, přesně kopírující konfiguraci rastru. Aby rastrový povrch získal různé funkční vlastností, dále zlepšení pevnosti a odolnosti povlaku vůči korozi, a také dosáhl hladšího povrchu, ze kterého se barva snadno smývá, aplikuje se na porézní oxido-keramický povrch jemná vrstva (1 až 5 pm) kovových nebo organických materiálů. A nakonec, k vytvoření hladkého vnějšího rastrového povrchu, skládajícího se z mezních hřebenů mezi jamkami, maximálně symetrického k centrální ose válce, se tento povrch podrobí konečnému opracování - jemnému kruhovému leštění, s tolerancí 2 až 10 pm na každé straně.
Ačkoliv proces plazmové elektrolytické oxidace (PEO) je známý, nikdy nebyl použit k výrobě rytých válců. Proces PEO umožňuje vyrobit povlaky rovnoměrné tloušťky na složitě tvarovaných plochách, a tak na rozdíl od anodizace, větší část povlaku (80 až 90 %), vyrobeného procesem PEO, vystupuje z vnitřku k povrchu.
Výběr optimálních oxidačních režimů pro rastrový povrch válců zaručuje výrobu tvrdého, relativně slabého povlaku, kteiý je postačující pro dlouhodobý provoz.
Oxidace se provádí v ekologicky bezpečných, slabě alkalických elektrolytech, za teploty 15 až 55 °C. Na součásti se přivádí impulzní napětí 50 až 1000 V (amplitudové hodnoty). Frekvence pulzů je 50 až 3000 Hz. Proudová hustota je od 2 do 100 A/dm2.
Na rastrovém povrchu hliníkové slitiny se vytvoří, působením plazmo-chemických reakcí, mezikrystalická oxidová vrstva o mikrotvrdosti 700 až 1500 Hv, tloušťky 15 až 50 pm. Oxido-keramický povlak, vytvořený na povrchu hliníkových částí, se skládá hlavně z kompozice razných krystalických fází oxidů hliníku (alfa, beta, gama, atd.). Proto, nehledě na jejich velkou tvrdost, získávají tyto povlaky jistou plasticitu, a ve srovnání s povlaky keramickými, vytvořenými plazmovým nástřikem, jsou méně náchylné k tvoření mikrošupinek a odlupování povlaku („mikro-chipping and flaking“) na povrchu.
Porézní struktura oxidových povlaků vytváří ideální matrici pro kompozitní povlaky plněním těchto matric materiály, které mají specifické íunkční vlastnosti.
K tomuto účelu tento vynález používá různé kovové a organické sloučeniny (v závislosti na požadovaných funkčních vlastnostech).
Takové materiály, které pronikají do pórů a kapilár a vytvářejí na povrchu film tloušťky 1 až 5 pm, chrání oxidové povlaky, přičemž prakticky nemění objem jamek rastru a uhlazují jejich hrubý povrch. Neimpregnované oxido-keramické povlaky absorbují barvu tak intenzivně, že při změně barvy v systému vznikají obtíže s omýváním válců.
Silně rozvinutý povrch porézní struktury oxidové vrstvy má vynikající adhezi mezi touto vrstvou a impregnující složkou, a tím se následně získává značná kohezní síla pro celou kompozici.
Oxidové válce, impregnované jedním z kovů ze skupiny Ni, Cr, Mo nebo sloučeninou jednoho z těchto kovů soxidy a karbidy, se úspěšně používají v systémech pro knihtisk, hlubotisk a flexografii, tj. v takových případech, ve kterých jsou přenášeny kapaliny na vodné, olejové nebo syntetické bázi.
V systémech ofsetového litografického tisku, kde se používají barvy na olejové bázi za přítomnosti vody, se vyžaduje takový povrch rytých válců, aby přitahoval olej (lipofilní) a odpuzoval vodu (hydrofobní). Je známo, že takovou povahu má měď. Proto se v litografii účelně používají ryté válce s oxido-keramickými povlaky impregnovanými mědí.
Aplikace slabých ochranných vrstev z kovových sloučenin se provádět chemickým nebo elektrochemickým srážením z vodných nebo organických roztoků, chemickým srážením z plynné fáze, nebo fyzikálními srážecími metodami.
Organické látky pro impregnaci mikroporézní struktury oxido-keramického povlaku musí mít dobrou přilnavost ke keramickým povrchům, nebo musí být při nejmenším zachyceny dutinami v keramickém povlaku. Během reakčního procesu (zahřívám, ozařování UV paprsky, atd.) tyto látky vytvářejí tvrdou, hladkou vrstvu, odolnou proti korozi.
* ··♦· • 99 9
Jelikož organické látky musí pronikat co možno nejhlouběji do porézní struktury keramického povlaku, používají se přednostně nízko viskózní zředěné roztoky nebo ultra disperzní suspenze.
K nanášení organických materiálů se používají jednoduché technologie ponořování rotujících válců do kapaliny, nástřik roztoku pomocí rozprašovače a způsob srážení z plynné fáze. Kromě odolnosti proti korozi, mají mít organické vrstvy speciální vlastnosti (lipofilní, hydrofilní nebo hydrofobní) a podle toho se mohou využívat v různých tiskařských systémech.
Pro impregnační prostředky jsou nejvhodnější všeobecně známé samovulkanizující elastomery: hutadien-styren, butadien-nitril, akrylonitril, a také párově regulované epoxydové a formaldehydové pryskyřice a modifikované elastomery.
Mohou se používat i jiné materiály: polymethylmethakrylát, chlorsulfonovaný polyethylen, elastomer ethylen-propylen, apod.
Vnější povrch rastru, skládající se z vyčnívajících výstupků (hřebínků) mezi jamkami, se podrobuje jemnému kruhovému leštění na přesné kruhové leštičce. Hloubka leštění je 2 až 10 pm. Cílem operace je zajištění maximální symetrie vnějšího povrchu, vzhledem ke středové ose válce, a hladký provoz tiskařského systému. Kromě toho, jemné leštění eliminuje možnou vibraci ocelové stěrky na oxido-keramickém vnějším povrchu válce v úvodní pracovní fázi, a tím intenzivní opotřebovávání.
Přehled obrázků na výkresech
Tento vynález se může využít ke zhotovení rytých válců z tvárné hliníkové slitiny, různých rozměrů a provedení, aje blíže objasněn na následujících výkresech, které představují:
Obr. 1: Vyobrazení malého rytého válce délky až 500 mm. Monolitické těleso 1 je celé vyrobeno z tyčoviny z hliníkové slitiny.
Obr. 2: Vyobrazení řezu válců střední velikosti délky až 1000 mm s otvory 3, provedenými do koncových čel, ve kterých jsou zalisovány čepy (dříky) 2 z hliníkové slitiny nebo oceli. Obr. 3: Vyobrazení řezu velkého rytého válce délky přes 1000 mm, sestávající se z tlustostěnného hliníkového pouzdra 5, nalisovaného na válec (jádro) 4 z tvrzené oceli.
Obr. 4: Vyobrazení řezu rastrového povrchu hliníkového válce 1 s rytými standardními jamkami 6, stanoveného tvaru a objemu.
Obr. 5: Vyobrazení řezu stejného válce jako na obr. 4, s oxido-keramickým povlakem 7, vytvořeným na rastrovém povrchu.
·· · • · ··* 9
9
· ♦
9999
Obr. 6; Vyobrazení řezu stejného válce jako na obr. 5, s vrstvou 8 kovové nebo organické sloučeniny, nanesené na povrch oxido-keramické vrstvy 7.
Obr. 7: Vyobrazení řezu stejného válce jako na obr. 6, po dokončovací operaci kruhového leštění.
Obr. 8: Fotografie při 1000-násobném zvětšení rastrového povrchu flexografického válce po plazmové elektrolytické oxidaci.
Hrubý povrch oxido-keramické vrstvy na rozhraní (výstupků) jamek jsou jasně viditelné.
Válce z hliníkových slitin jsou snadno strojně obrobitelné. Proto se dají zhotovit vysoce přesné válce, s vnějším povrchem těsně se cylindricky i koaxiálně přibližujícím středové ose válce, za použití přesných kovoobráběcích strojů,. Takové lehké, dynamicky vyvážené válce s nízkou setrvačností, nevyžadují po jejich vyrobení další vyvažování.
Válce však musí být dostatečně pevné a tuhé, aby se zabránilo deformacím vlivem sil, vznikajících během jejich provozu hydrodynamickým tlakem v barevném klínu mezi válcem a tiskovou formou.
V závislosti na požadovaných rozměrech válce ( průměru a délce) a na předem vypočítané pevnosti, se vybírají odpovídající konstrukce válců a druhy hliníkových slitin.
Malé válce délky do 500 mm (obr. 1) se obrábějí v jednom kuse (monoliticky) z válcované tyčoviny z tvárných hliníkových slitin značky SAE 5000 sérií (5082, 5086, 5056, 5356),
6000 sérií (6061, 6063, 6067, 6082), 2000 sérií (2021, 2024, 2018, 2618) a 7000 sérií (7075,
7175, 7475). Válce střední délky do 1000 mm (obr.2) se vyrábějí po částech z hliníkového cylindru s hlubokými otvory 3, zhotovenými koaxiálně do koncových čel, do kteiých jsou nalisovány čepy (dříky) 2 z ocele nebo z hliníkové slitiny. Velké válce délky přes 1000 mm se zhotovují také po částech (obr. 3). Skládají se z vysoce přesně vyrobeného tlustostěnného pouzdra 5 z hliníkové slitiny, nalisovaného na vysoce přesně vyrobený válec (jádro) 4 z tvrzené oceli.
Při výrobě válců středních nebo velkých rozměrů se používají pouze vysoce pevné, tepelně zpracované hliníkové slitiny sérií 2000 nebo 7000.
Podstatnou výhodou tohoto vynálezu je skutečnost, že jamky rastrového povrchu se mohou snadno íýhovat za nízkého specifického tlaku s vysokou produktivitou a přesností. To zajišťuje dlouhodobou životnost rýhovaného válce. Ale nejlepší výsledky pro přesnost rastru a produktivitu výrobního procesu, se dosahují vysokorychlostním, elektronicky řízeným tytím diamantovou jehlou (asi 3000 jamek za minutu).
·· ·** 4 • 4 · • ♦ · • * *··· ··· .:. : ·..* · ·· ····
Jinou výhodou tohoto vynálezu je možnost vypočteného vyššího objemu jamek, o 10 až 25 %, než je nutný jejich konečný objem ve zhotoveném cylindru. To je nezbytné pro kompenzaci určitého zmenšení objemu jamek během oxidace, impregnace a konečného zpracování rastrového povrchu.
Korozní zkoušky v chlorovodíkové mlžné komoře vzorků hliníkové slitiny, oxidované metodou PEO, ze kteiých se mohou vyrobit tyté válce bez dodatečné impregnace ukázaly, že zaručená doba do objevení stop koroze byla: u vzorků slitin SAE 5082 a 6082 - více než 2000 hodin; u stejné slitiny 7085 - asi 700 hodin; a u stejné slitiny 2024 - asi 200 hodin.
Příklady provedení vynálezu
Níže uvedený příklad objasňuje praktické provedení tohoto vynálezu. Vysoce přesný válec 165 mm dlouhý o průměru 38,6 mm byl zhotoven tepelným zpracováním slitiny SAE 6082. Rastrový povrch s objemem jamek převyšujícím požadovaný objem o 20 %, byl vytvořen na válcovém pracovním povrchu diamantovou rycí metodou. Lineatura (hustota) rastru byla 100 linek na centimetr. Válec byl pak podroben plazmové elektrolytické oxidaci. Byl umístěn do lázně vodného roztoku alkalického elektrolytu (pH 11,5) za teploty 30 °C. Režimy elektrolýzy: frekvence pulzů 1000 Hz, hustota proudu 40 A/dm2, amplitudová hodnota napětí na konci procesu - anoda 900 V, katoda 250 V. Doba oxidace 15 minut. Tioušťka oxido-keramického povlaku na rastru a dříku byla 25 ± 2 pm. Zvětšená fotografie fragmentu oxidovaného rastru je ukázána na obr. 8. Válec takto vyrobený byl následně podroben chemickému poniklování, nanesením rovnoměrné niklové vrstvy o síle 2 až 3 pm na oxidovaný povrch. Válec byl pak leštěn na kruhové leštičce, s ubráním v toleranci 2 pm na stranu.
Válec se upevnil do flexografické tiskárny pro potisk balících materiálů. Tento válec vykazoval výbornou kvalitu tisku. Tisk po 3 000 000 kopiích a 6 000 000 kopiích byl prakticky stejný.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Rytý válec, vyznačující se tim, že zahrnuje:- základní cylindr, zhotovený zcela nebo do značné míry z tvárné hliníkové slitiny, s četnými vyhloubenými jamkami na válcovém povrchu, vytvářející tak rastrový povrch, tvrdý oxido-keramický povlak o rovnoměrné tloušťce, odolný proti opotřebení, vytvořený na rastrovém povrchu, vnější vrstvu sloučeniny kovu nebo organického materiálu, nanesenou přímo na zmíněný oxido-keramický povlak.
- 2. Rytý válec podle nároku 1, vyznačující se tím, že tloušťka oxido-keramické vrstvy je 15 až 50 pm, mikrotvrdost 700 až 1500 Hv.
- 3. Rytý válec podle nároku 1, vyznačující se tím, že tloušťka vnější vrstvy je 1 až 5 pm.
- 4. Rytý válec podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější vrstva, nanesená na oxidokeramický povlak, má hydrofilní a lipofilní vlastnosti a je zhotovena nejméně z jedné sloučeniny kovu, vybraného z následujících kovů: Ni, Cr, Mo, nebo ze směsi jednoho z těchto kovů s karbidy nebo oxidy.
- 5. Rytý válec podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější vrstva, nanesená na oxidokeramický povlak, má hydrofobní a lipofilní vlastnosti a je zhotovena z mědi.
- 6. Rytý válec podle nároku 3, vyznačující se tím, že vnější vrstva, nanesená na porézní oxido-keramický povlak, se skládá nejméně z jedné organické sloučeniny, vybrané ze skupiny sloučenin, zahrnujících: butadien-styren, butadien-nitril, akryl-nitril, epoxydové a fenolformaldehydové elastomery, polymethylmethakrylát, chlorsulfonovaný polyethylen a ethylpropylenový elastomer.
- 7. Způsob výroby rytého válce, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:- zhotovení základního cylindru zcela nebo hlavně z tvárné hliníkové slitiny,- rytí vyhloubených jamek do vnějšího povrchu cylindru,- vytvoření oxido-keramického povlaku na rytý povrch cylindru způsobem plazmové elektrolytické oxidace,- naneseni vnější vrstvy sloučenin kovu nebo organických materiálů na zmíněný oxido-keramický povlak, • •44 ***♦- konečné mechanické zpracování vnějšího povrchu cylindru.
- 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že během íytí povrchu cylindru jsou vytvořeny jamky o objemu převyšujícím požadovaný konečný objem o 10 až 25 %.
- 9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že plazmová elektrolytická oxidace se provádí ve slabě alkalickém elektrolytu za teploty 15 až 55 °C, za proudové hustoty 2 až 100 A/dm2, frekvenci pulzů 50 až 3000 Hz a amplitudových hodnot napětí impulzu 50 až 100 V.
- 10. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že konečné zpracování povrchu cylindru se provádí kruhovým leštěním, hloubka leštění je 2 až 10 pm na stranu.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU1999/000407 WO2001030572A1 (fr) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Arbre grave et procede de fabrication correspondant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20021368A3 true CZ20021368A3 (cs) | 2003-01-15 |
Family
ID=20130409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20021368A CZ20021368A3 (cs) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Rytý válec a způsob jeho výroby |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1232861A1 (cs) |
| JP (1) | JP2003512208A (cs) |
| KR (1) | KR20020070975A (cs) |
| CN (1) | CN1374905A (cs) |
| AU (1) | AU2703100A (cs) |
| BR (1) | BR9917546A (cs) |
| CA (1) | CA2389097A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ20021368A3 (cs) |
| MX (1) | MXPA02004222A (cs) |
| NO (1) | NO20021819L (cs) |
| WO (1) | WO2001030572A1 (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101838832B (zh) * | 2010-03-12 | 2011-07-20 | 北京工业大学 | 一种柔印陶瓷网纹辊的制备方法 |
| KR101776303B1 (ko) * | 2011-01-27 | 2017-09-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 그라비아 롤 및 이의 제조 방법 |
| DK178658B1 (da) * | 2015-02-04 | 2016-10-17 | Tresu As | Kammerrakel |
| CN110281651A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 上海运城制版有限公司 | 一种采用阴网点的陶瓷网纹辊 |
| CN112077401A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-15 | 常州市平晖机械制造有限公司 | 花辊电解刻花方法 |
| CN112658829B (zh) * | 2020-12-17 | 2023-10-20 | 台州奔田机电制造有限公司 | 一种铁棒打磨刻纹一体式的设备 |
| CN113459648A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 广东省科学院新材料研究所 | 一种版辊及其加工方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1601678A (cs) * | 1968-03-13 | 1970-09-07 | ||
| US3631578A (en) | 1969-11-20 | 1972-01-04 | Anthony Shangler | Apparatus for erecting shelving |
| US4009658A (en) | 1974-04-26 | 1977-03-01 | Pamarco Incorporated | Fluid metering roll and method of making the same |
| DE3046757C2 (de) * | 1980-12-12 | 1985-09-12 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Tiefdruckzylinder |
| US4601242A (en) | 1985-02-04 | 1986-07-22 | Rockwell International Corporation | Copper and ceramic composite ink metering roller |
| US5514064A (en) | 1987-08-20 | 1996-05-07 | Della Torre; Renato | Process and means for making metal inking rolls |
| US5662573A (en) | 1988-08-18 | 1997-09-02 | Torre; Renato Della | Metal inking roll for use in flexographic printing |
| DE3900281A1 (de) * | 1989-01-07 | 1990-07-12 | Saueressig & Co | Tiefdruckzylinder, insbesondere fuer den illustrationsdruck |
| US4912824A (en) | 1989-03-14 | 1990-04-03 | Inta-Roto Gravure, Inc. | Engraved micro-ceramic-coated cylinder and coating process therefor |
| GB9205704D0 (en) | 1992-03-16 | 1992-04-29 | Connaught Lab | High molecular weight membrane proteins of non-typeable haemophilus |
| US5411462A (en) | 1993-08-30 | 1995-05-02 | Link; Terry G. | Lightweight ink transfer roll |
-
1999
- 1999-10-29 KR KR1020027005507A patent/KR20020070975A/ko not_active Withdrawn
- 1999-10-29 EP EP99968820A patent/EP1232861A1/en not_active Withdrawn
- 1999-10-29 JP JP2001532958A patent/JP2003512208A/ja active Pending
- 1999-10-29 MX MXPA02004222A patent/MXPA02004222A/es unknown
- 1999-10-29 WO PCT/RU1999/000407 patent/WO2001030572A1/ru not_active Ceased
- 1999-10-29 CZ CZ20021368A patent/CZ20021368A3/cs unknown
- 1999-10-29 BR BR9917546-0A patent/BR9917546A/pt not_active Application Discontinuation
- 1999-10-29 CA CA002389097A patent/CA2389097A1/en not_active Abandoned
- 1999-10-29 CN CN99816992A patent/CN1374905A/zh active Pending
- 1999-10-29 AU AU27031/00A patent/AU2703100A/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-04-18 NO NO20021819A patent/NO20021819L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2703100A (en) | 2001-05-08 |
| JP2003512208A (ja) | 2003-04-02 |
| EP1232861A1 (en) | 2002-08-21 |
| CA2389097A1 (en) | 2001-05-03 |
| BR9917546A (pt) | 2002-10-29 |
| NO20021819L (no) | 2002-06-20 |
| NO20021819D0 (no) | 2002-04-18 |
| EP1232861A9 (en) | 2002-12-04 |
| MXPA02004222A (es) | 2002-10-17 |
| WO2001030572A1 (fr) | 2001-05-03 |
| CN1374905A (zh) | 2002-10-16 |
| KR20020070975A (ko) | 2002-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5411462A (en) | Lightweight ink transfer roll | |
| DE69705080T2 (de) | Hülse für eine Flüssigkeitsübertragungsrolle und Herstellungsverfahren dafür | |
| KR960003334B1 (ko) | 증착된 중합체 보호막을 가지는 액체 전달용품 | |
| US4862799A (en) | Copper coated anodized aluminum ink metering roller | |
| JP5015991B2 (ja) | 印刷用ロールおよびその製造方法 | |
| US4567827A (en) | Copper and nickel layered ink metering roller | |
| EP1598138A1 (en) | Method for providing surface texturing of aluminium sheet, substrate for lithographic plate and lithographic plate | |
| US4993320A (en) | Inking roller and method for the production thereof | |
| CZ20021368A3 (cs) | Rytý válec a způsob jeho výroby | |
| US8991050B2 (en) | High wear durability aluminum gravure cylinder with environmentally safe, thermally sprayed pre-coat layer | |
| JP5695043B2 (ja) | 湿し水部用ローラ | |
| US4036130A (en) | Intaglio printing plate manufacture | |
| JPH04269546A (ja) | アニロックスローラの製造法 | |
| US6877423B2 (en) | Method to produce a printing form for rotogravure, printing form for rotogravure and their use | |
| EP0573988A2 (en) | Process for producing support for lithographic printing plates | |
| JPH1034875A (ja) | 腐食防止層を有する印刷機胴及びこれを製作する方法 | |
| WO2002087883A1 (de) | Aufzug für einen bogenführungszylinder in einer verarbeitungsmaschine | |
| EP0520022B1 (en) | Screen roller with a pattern layer in an electroplated top layer, and roller body for such a roller | |
| JPH01150584A (ja) | インキ計量ローラー | |
| US20020119269A1 (en) | Cylinders and processes for making cylinders | |
| FI96827B (fi) | Menetelmä vesihanojen kovapintaisten säätöosien valmistamiseksi | |
| EP0737594B1 (en) | Improved process for the surface treatment of lithographic printing plate precursors | |
| Katzer et al. | Anodic Inner Cylinder Surface Coating | |
| WO1989005731A1 (en) | Improved rollers | |
| JP2006167979A (ja) | 印刷用刷版、印刷用刷版の再利用方法 |