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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Flexo-Druckwalze,
wobei ein Walzenkörper bereitgestellt wird, der einen Walzengrundkörper
aufweist, der an seiner Mantelfläche mit einer Elastomerschicht
beschichtet ist, wobei in die dem Walzengrundkörper abgewandte
Oberfläche der Elastomerschicht mindestens eine Gravur
eingebracht wird, indem bereichsweise Material von der Elastomerschicht
abgetragen wird. Dabei wird unter einer Flexo-Druckwalze auch ein
sogenannter Sleeve verstanden, also ein mit einer Elastomerschicht beschichteter
hohlzylindrischer Walzengrundkörper, der axial auf eine
Trägerwalze einer Rotations-Hochdruckmaschine aufgeschoben
werden kann.
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Ein
Verfahren der eingangs genannten Art ist aus
DE 196 25 749 C2 bekannt.
Dabei wird zunächst ein Walzengrundkörper aus
Stahl bereitgestellt, auf dessen Mantelfläche eine Elastomerschicht
aufgebracht und verfestigt wird. Dann wird die Elastomerschicht
an ihrem Außenumfang geschliffen, um einen Walzenkörper
mit vorbestimmten Abmessungen und einem genauen Rundlauf zu erhalten.
Der so erhaltene Walzenkörper wird dann an seiner Mantelfläche graviert,
indem mit Hilfe eines Bearbeitungswerkzeugs bereichsweise Material
von der Elastomerschicht abgetragen wird, so dass eine Druckform
mit einer Oberfläche entsteht, die zum Übertragen
von Farbe auf einen zu bedruckenden Gegenstand erhabene Stellen
und Vertiefungen aufweist.
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In
der Praxis kommt es jedoch vor, dass im Bereich der Gravur Rückstände
des abgetragenen Elastomerwerkstoffs an der Oberfläche
der Elastomerschicht haften bleiben, insbesondere im Bereich der
Vertiefungen, wo beim Gravieren der meiste Elastomerwerkstoff abgetragen
wird. Die Rückstände können dazu führen,
dass die Grauwerte auf einer mit der Flexo-Druckwalze bedruckten
Materialbahn nicht richtig wiedergegeben werden. Derartige Fehler bei
der Grauwertwiedergabe treten insbesondere bei lichten Grauwerten
auf.
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Es
ist zwar bereits bekannt, die Flexo-Druckwalze nach dem Gravieren
mit einem Hochdruckwasserstrahl abzuspritzen, um die beim Gravieren
zurückgebliebenen Fertigungsrückstände
von der Oberfläche der Flexo-Druckwalze zu entfernen. Es hat
sich jedoch gezeigt, dass durch diese Maßnahme die Druckqualität
der Flexo-Druckwalze nur bedingt verbessert werden kann, weil sich
beim Abspritzen mit dem Wasserstrahl ein Schmierfilm an der Oberfläche
der Elastomerschicht bildet, der nicht vollständig entfernt
werden kann.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten
Art zu schaffen, das es ermöglicht, eine Flexo-Druckwalze
herzustellen, die an ihrer Mantelfläche weitestgehend frei
von Fertigungsrückständen und dergleichen Verschmutzungen
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die dem Walzengrundkörper abgewandte Oberfläche
der Elastomerschicht mit gerundeten Festkörperpartikeln
gestrahlt wird, deren größte Abmessung kleiner
als 100 μm ist.
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Überraschenderweise
hat sich herausgestellt, dass bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Geschwindigkeit und/oder die Dichte, mit der die Festkörperpartikel
beim Strahlen auf die Elastomerschicht auftreffen, derart gewählt
werden kann, dass eventuelle, beim Gravieren der Elastomerschicht
an deren Oberfläche zurückgebliebene Fertigungsrückstände
nahezu vollständig entfernt werden, ohne dass die Gravur
durch den Beschuss mit den Festkörperpartikeln beschädigt
wird. Durch das Verfahren kann die Druckqualität insbesondere
beim Drucken lichter Farbtöne verbessert werden, also an
Stellen, an denen beim Gravieren derart Material von der Elastomerschicht
abgetragen wird, dass radiale Vorsprünge mit geringem Querschnitt
entstehen.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegen die Abmessungen
der Festkörperpartikel im Bereich von 10–50 μm,
insbesondere im Bereich von 15–40 μm und bevorzugt
im Bereich von 20–30 μm. Die Flexo-Druckwalze
kann dann beim Drucken die einzelnen Grauwerte noch genauer wiedergeben.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn die Festkörperpartikel perlenförmig
ausgestaltet sind, vorzugsweise kugelförmig. Durch diese
Maßnahme wird eine besonders schonende Reinigung der gravierten Elastomerschicht
ermöglicht.
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Zweckmäßigerweise
enthalten die Festkörperpartikel einen mineralischen und/oder
synthetischen Werkstoff und sind vorzugsweise als Glasperlen ausgestaltet.
Derartige Festkörperpartikel lassen sich kostengünstig
in größeren Mengen herstellen und können
sogar mit einem herkömmlichen Strahlkopf zum Erzeugen eines
Hochdruckwasserstrahls auf die Elastomerschicht aufgesprüht
bzw. gestrahlt werden.
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Die
Elastomerschicht wird bevorzugt derart mit den Festkörperpartikeln
gestrahlt, dass diese im Wesentlichen normal zur Rotationsachse
des Walzenkörpers auf die Elastomerschicht auftreffen.
Auf diese Weise kann die Elastomerschicht besonders gleichmäßig
gereinigt werden. Insbesondere wird vermieden, dass bestimmte Bereiche
der elastomeren Oberfläche durch beim Gravieren erzeugte
Vorsprünge gegen die Festkörperpartikel abgeschattet werden.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Festkörperpartikel mit Hilfe eines Strahlkopfes
aufgetragen werden, und wenn der Stahlkopf und der Walzenkörper
während des Strahlens in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung
des Walzenkörpers relativ zueinander bewegt werden. Dadurch
ist es möglich, Flexo-Druckwalzen nahezu beliebiger Größe
auf einfache Weise gleichmäßig zu reinigen, indem
die Flexo-Druckwalze beispielsweise um ihre Längsachse
rotiert und der Stahlkopf parallel zur Längsachse entlang
der Flexo-Druckwalze verschoben wird.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Gravur
mit einer Vielzahl von Drucktürmchen in die Elastomerschicht
eingebracht. Dabei weisen die einzelnen Drucktürmchen bei
einer Flexo-Druckwalze für eine Hochdruckmaschine an ihren freien
Enden jeweils eine zur Übertragung von Farbe auf einen
zu bedruckenden Gegenstand geeignete Fläche auf.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn die Gravur durch Bestrahlen der Elastomerschicht
mit mindestens einem Laserstrahl erzeugt wird. Die Elastomerschicht
kann dann berührungslos graviert und ein eventueller, bei
der Laserbestrahlung an der Oberfläche der Elastomerschicht
zurückbleibender Niederschlag, kann durch das Strahlen
mit den Festkörperpartikeln leicht entfernt werden.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
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1 eine
Aufsicht auf eine Vorrichtung zum Gravieren und Reinigen einer Flexo-Druckwalze,
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2 einen
Teillängsschnitt durch die Mantelfläche einer
Flexo-Druckwalze, die eine Gravur mit erhabenen Stellen aufweist,
zwischen denen Fertigungsrückstände angeordnet
sind, und
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3 einen
Teillängsschnitt durch die Oberfläche nach dem
Entfernen der Fertigungsrückstände.
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Bei
einem Verfahren zum Herstellen einer Flexo-Druckwalze wird ein in 1 im
Ganzen mit 1 bezeichneter Walzenkörper bereitgestellt,
der einen zylindrischen Walzengrundkörper 2 aufweist,
der an seiner Mantelfläche mit einer Elastomerschicht 3 beschichtet
ist, beispielsweise einer Gummischicht. Der Walzengrundkörper 2 kann
beispielsweise aus Stahl bestehen. Die Elastomerschicht 3 kann
auf den Walzengrundkörper 2 aufvulkanisiert oder
auf diesen aufgegossen sein. Nach dem Aufbringen der Elastomerschicht 3 wird
diese an ihrer Außenmantelfläche auf ein vorbestimmtes
Durchmessermaß geschliffen.
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Der
Walzengrundkörper 1 hat an seinen Enden Lagerzapfen 4,
die auf einer gemeinsamen Rotationsachse 7 angeordnet sind.
An den Lagerzapfen 4 ist der Walzenkörper 1 an
einer Halterung 5 einer im Ganzen mit 6 bezeichneten,
eine Gravurvorrichtung und eine Reinigungsvorrichtung aufweisende Bearbeitungseinrichtung 6 um
die Rotationsachse 7 verdrehbar gelagert. Einer der Lagerzapfen 4 steht mit
einem ersten Positionierantrieb 8 in Antriebsverbindung,
mittels dem der Walzenkörper 1 in unterschiedlichen
Drehlagen relativ zu der Halterung 5 positionierbar ist.
Der erste Positionierantrieb 8 ist mit einer in der Zeichnung
nicht näher dargestellten Steuerung verbunden, welche den
ersten Positionierantrieb 8 entsprechend in einem Datenspeicher
abgelegten Positionsdaten ansteuert.
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Am
Umfang des Walzenkörpers 1 ist ein Gravurkopf 9 angeordnet,
der mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten
zweiten Positionierantriebs parallel zur Rotationsachse 7 relativ
zu dem Walzenkörper 1 verschiebbar ist. Der zweite
Positionierantrieb ist derart mit der Steuerung verbunden, dass
der Gravurkopf 9 entsprechend den in dem Datenspeicher
abgelegten Positionsdaten synchron zur Drehbewegung des ersten Positionierantriebs 8 relativ
zu dem Walzenkörper 1 verschoben wird. Dabei kann
entweder der Walzenkörper 1 ortsfest angeordnet
sein und der Gravurkopf 9 verschoben werden oder der Gravurkopf 9 ist
ortsfest und der Walzenkörper 1 wird verschoben.
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In 1 ist
erkennbar, dass der Gravurkopf 9 im Strahlengang eines
Laserstrahls 10 angeordnet ist. Der Laserstrahls 10 wird
mit Hilfe eines Lasers 11 erzeugt, der zum Verändern
seiner Strahlleistung eine in der Zeichnung nicht näher
dargestellte Modulationseinrichtung, wie z. B. einen akustooptischen Modulator
aufweist. Die Modulationseinrichtung ist mit der Steuerung verbunden.
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In
dem Gravurkopf 9 ist eine Fokussiereinrichtung, wie z.
B. eine Linsenoptik oder ein Hohlspiegel angeordnet, mittels welcher
der Laserstrahl 10 derart auf die Oberfläche der
Elastomerschicht 3 fokussiert wird, dass entsprechend einer
in die Oberfläche einzubringenden Gravur in Abhängigkeit
von der jeweils mit Hilfe der Positionierantriebe 8 eingestellten
Position des Walzenkörpers 1 und des Gravurkopfs 9 bereichsweise
Material von Elastomerschicht 3 abgetragen wird. Die Gravur
kann beispielsweise mehrere voneinander beabstandete Gravurbereiche 12 aufweisen,
die Motivelementen entsprechen, die mit Hilfe der Flexo-Druckwalze
auf einen Gegenstand aufgedruckt werden sollen.
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In 2 ist
erkennbar, dass die Gravurbereiche 12 jeweils einer Vielzahl
von seitlich zueinander beabstandeten Farbübertragungsvorsprüngen 13 haben,
die an ihren freien Enden jeweils mindestens eine Farbübertragungsfläche 14 aufweisen.
Die einzelnen Farbübertragungsvorsprünge 13 sind
jeweils etwa turmförmig ausgestaltet. In einem ersten,
am Fuß der Farbübertragungsvorsprünge 13 angeordneten
Abschnitt verjüngt sich der Querschnitt der Farbübertragungsvorsprünge 13 zum
freien Ende der Farbübertragungsvorsprünge 13 hin.
In einem zweiten, die Farbübertragungsfläche 14 aufweisenden freien
Abschnitt ist der Querschnitt der Farbübertragungsvorsprünge 13 jeweils
in etwa konstant.
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Zwischen
den Farbübertragungsvorsprüngen 13 sind
Vertiefungen angeordnet, in denen beim Gravieren Fertigungsrückstände 15,
wie z. B. Kondensat, zurückbleiben. Auch auf den Farbübertragungsflächen 14 können
sich beim Gravieren Fertigungsrückstände 15 ablagern.
In 2 sind die Fertigungsrückstände 15 nur
schematisch dargestellt.
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Nachdem
die Gravurbereiche 12 in die Oberfläche der Elastomerschicht 3 eingebracht
wurden, wird an der Mantelfläche der so erhaltenen Flexo-Druckwalze
ein Strahlkopf 16 positioniert. Der Strahlkopf 16 ist
mittels einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten,
mit der Steuerung verbunden dritten Positionierantriebs parallel
zur Rotationsachse relativ zu dem Walzenkörper 1 verschiebbar.
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Der
Strahlkopf 16 ist über eine erste Zuleitung 17,
die beispielsweise ein Schlauch sein kann, mit einem Vorratsbehälter 18 verbunden,
in dem Festkörperpartikel 20 angeordnet sind,
die vorzugsweise als Glasperlen ausgestaltet sind. Der Durchmesser
der Festkörperpartikel 20 ist kleiner ist als 100 μm
und somit wesentlich kleiner als der seitliche Abstand zwischen
zueinander benachbarten Farbübertragungsflächen 14.
In der Zuleitung 17 ist eine Pumpe 19 angeordnet,
welche die Festkörperpartikel 20 von dem Vorratsbehälter 18 zu
einem ersten Anschluss 21 des Strahlkopfs 16 fördert.
Der erste Anschluss 21 ist an der der Flexo-Druckwalze
abgewandten Rückseite des Strahlkopfs 16 angeordnet. An
seiner der Flexo-Druckwalze zugewandten Vorderseite hat der Strahlkopf 16 eine Öffnung,
an der die Festkörperpartikel 20 in Richtung auf
die Elastomerschicht 3 austreten. Dabei ist die Hauptabstrahlrichtung
der Festkörperpartikel 20 etwa normal zu Mantelfläche
der Flexo-Druckwalze angeordnet.
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Wie
in 3 erkennbar ist, sind die Geschwindigkeit, mit
der die Festkörperpartikel 20 auf die Oberfläche
der Elastomerschicht auftreffen, und die Masse der Festkörperpartikel 20 derart
gewählt, dass die Fertigungsrückstände 15 nahezu
vollständig von der Oberfläche abgelöst.
werden, wobei die Geometrie der Farbübertragungsvorsprünge 13 im
Wesentlichen erhalten bleibt. Durch das Strahlen mit den Festkörperpartikel 20 wird
also praktisch kein Material von der Elastomerschicht 3 abgetragen.
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Der
Rand der Öffnung ist an die zylindrische Form der Flexo-Druckwalze
angepasst und derart an deren Mantelfläche positioniert,
dass er im Wesentlichen gegen die Mantelfläche abdichtet.
Der Strahlkopf 16 hat seitlich einen zweiten Anschluss 22,
der über eine Rückleitung 23 mit dem
Vorratsbehälter 18 verbunden ist. Über
die Rückleitung 23 werden die von der Elastomerschicht
zurückreflektierten Festkörperpartikel 20 in
den Vorratsbehälter 18 rückgeführt.
Es ist also ein geschlossener Partikelkreislauf gebildet, der von
dem Vorratsbehälter 18 über die Pumpe 19 zu
dem Strahlkopf 16 und von diesem zurück zu dem
Vorratsbehälter 18 verläuft.
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Während
des Strahlens rotiert die Flexo-Druckwalze um die Rotationsachse 7,
während der Strahlkopf 16 parallel zur Rotationsachse 7 verschoben
wird.
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Erwähnt
werden soll noch, dass die Pumpe 19 auch in der Rückleitung 23 angeordnet
sein kann oder dass zusätzlich zu einer in der Zuleitung 17 vorgesehenen
ersten Pumpe 19 eine zweite Pumpe in der Rückleitung 23 angeordnet
sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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