DE102009007678B4

DE102009007678B4 - Hülse als Tiefdruckform

Info

Publication number: DE102009007678B4
Application number: DE200910007678
Authority: DE
Inventors: Volkmar Zschage; Michael Mäser; Lutz Dr. Engisch
Original assignee: Sachsische Walzengravur GmbH; SAECHSISCHE WALZENGRAVUR GmbH
Current assignee: Sachsische Walzengravur GmbH; SAECHSISCHE WALZENGRAVUR GmbH
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: DE102009007678A1

Abstract

Hülse als Tiefdruckform, die eine konische Innenmantelfläche und eine zylindrische Außenmantelfläche aufweist und aus einer Grundhülse, einer Schicht aus geschäumtem Kunststoff, einem Geflecht aus elektrischen Leitern, einer Schicht aus einem leitfähigen Kunststoff, einer strukturierten Kupferschicht und einer Hartstoffschicht in der angegebenen Reihenfolge besteht.

Description

Die Erfindung betrifft Hülsen als Tiefdruckformen.
Ein Hauptaugenmerk bei der Realisierung von Tiefdruck- oder Prägeformen gilt dem Materialeinsatz und dem Gewicht der eingesetzten Achszylinder.
So ist durch die Druckschrift DE 690 12 605 T2 (Verfahren zur Herstellung von Kunststoffzylindern zum Drucken, insbesondere zum Rakeltiefdruck und Flexodruck und der so erhaltene Zylinder) ein Kunststoffzylinder mit einem steifen Innenrohr und einer darauf aufgebrachten Kunststoffbeschichtung, das an der Oberfläche mit einem leitfähigen Material bestrichen und anschließend galvanisiert ist, bekannt. Die Mehrfachbeschichtung des Innenrohres ist nicht leicht realisierbar. Es ist vor allem nur für kleine Zylinderumfänge auslegbar.
Durch die Druckschrift DE 602 02 670 T2 (Herstellung von Druckzylindern) ist ein Druckzylinder bekannt, wobei ein massiver Walzenkörper aus Polyurethan um eine in eine Form eingelegte Stahlachse gespritzt wird. Die Kunststoffoberfläche wird mittels Leitlack für die galvanische Beschichtung vorbereitet und anschließend verkupfert oder verchromt. Die angewandte Metall-Kunststoff-Matrix ist nicht optimal auf die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien ausgelegt. Bei unterschiedlichen Temperaturen sind qualitative Einschränkungen des Druckbildes in Form von Verzerrungen zu verzeichnen. Um die Druckform galvanisieren zu können, muss die Kunststoffoberfläche leitfähig gemacht werden. Das erfolgt über den Leitlack, der aber nicht ohne Weiteres mit gleichbleibender Schichtdicke aufbringbar ist. Weiterhin weist dieser eine geringe Leitfähigkeit auf. Aus der Druckschrift DE 20 2008 009 068 U1 ist eine Tiefdruckform als Sleeve oder Zylinder bekannt, die sich insbesondere durch eine einfache Herstellung auszeichnet. Dazu sind nacheinander eine Funktionsschicht entweder aus oder mit einem leitfähigen Polymer und eine strukturierte Schicht aus einem galvanisch aufgebrachten Metall angeordnet. Die Tiefdruckform ist durch Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Kunststoffs auf eine Grundhülse, Aufgalvanisieren einer Kupferschicht darauf, Strukturieren der Kupferschicht durch Ätzen, elektromechanische Gravur oder Laserstrahlung und Aufbringen einer harten Chromschicht darauf hergestellt.
Druckhülsen-Systeme sowohl mit zylindrischer als auch mit konischer Innenmantelfläche werden bekannterweise eingesetzt.
Durch die Druckschrift US 4,301,727 A ist eine Druckform und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Bei einem Druckzylinder ist ein Basiszylinder aus einem Kunststoff vorhanden, der sich zwischen zwei Hülsen aus Messing oder Bronze befindet. Auf dem Basiszylinder ist eine strukturierbare Kupferschicht aufgebracht. Damit ist eine elektrische Verbindung zwischen der Kupferschicht und einem Titanschaft gegeben.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Hülsen als Tiefdruckformen mit einer konischen Innenmantelfläche einfach zu realisieren.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Hülsen als Tiefdruckformen mit einer konischen Innenmantelfläche zeichnen sich durch ihre einfache Realisierung aus. Damit können derartige Hülsen ökonomisch günstig bereitgestellt werden.
Dazu weist die Hülse eine konische Innenmantelfläche und eine zylindrische Außenmantelfläche auf. Weiterhin besteht die Hülse aus einer Grundhülse, einer Schicht aus geschäumtem Kunststoff, einem Geflecht aus elektrischen Leitern, einer Schicht aus einem leitfähigen Kunststoff, einer strukturierten Kupferschicht und einer Hartstoffschicht in der angegebenen Reihenfolge.
Die Hülsen werden dabei vorteilhafterweise direkt auf einem konischen Grundkörper und konischen Aufnahmedorn realisiert. Basis dafür ist die Grundhülse, die auf dem konischen Grundkörper in Form eines Dorns erzeugt wird. Die Abmessungen dieses Dorns bilden die Grundlage für die Abmessungen der konischen Innenmantelfläche der Hülse. Die Grundhülse lässt sich auf Grund ihrer geringen Wandstärke leicht vom Grundkörper entfernen. Der weitere Aufbau erfolgt auf dem konischen Aufnahmedorn, der vorzugsweise ähnlich einem bekannten Luftzylinder ausgeführt ist. Dadurch lässt sich die Grundhülse leicht aufziehen und die fertige Hülse leicht abziehen.
Die konische Innenmantelfläche muss damit nicht durch die Anwendung eines aufwändigen spanenden Verfahren hergestellt werden.
Zwischen der Schicht aus geschäumtem Kunststoff und der Schicht aus einem leitfähigen Kunststoff befindet sich vorteilhafterweise ein Geflecht aus elektrischen Leitern, das als Elektrode eingesetzbar ist, so dass leicht weitere Schichten galvanisch aufbringbar sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 angegeben.
An den Enden oder den Endenbereichen der Grundhülse ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 jeweils ein Stützring so angeordnet, dass diese Stützringe den Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Kunststoff oder den Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Kunststoff sowie dem geschäumten Kunststoff begrenzen. Die Stützringe können als elektrische Leiter eingesetzt werden.
Die Grundhülse ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 eine durch galvanisches Abscheiden von Nickel und/oder Kupfer auf einem konischen Grundkörper hergestellte Grundhülse. Damit besteht die Grundhülse aus Nickel und/oder Kupfer.
Die Grundhülse ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 durch thermisches Spritzen von Metallpartikeln auf einem konischen Grundkörper hergestellt, so dass eine metallische Grundhülse vorhanden ist.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 besteht die Grundhülse aus Metall schaum. Dazu werden der Raum zwischen einem konischen Grundkörper und einer äußeren Form mit dem Metallschaum versehen und die vorteilhafterweise aus Graphit bestehende Form von der Grundhülse gelöst.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 besteht die Grundhülse aus einer in sich geschlossenen Metallhülse, die eine Schweißnaht aufweist. Dazu ist vorteilhafterweise eine vorgeschnittene Metallplatte um einen konischen Grundkörper gebogen.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 ist faserverstärkter Kunststoff auf einem konischen Grundkörper gewickelt, so dass die Grundhülse aus gewickeltem faserverstärkten Kunststoff besteht.
Günstigerweise ist der faserverstärkte Kunststoff nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 ein glas- und/oder kohle- und/oder aramidfaserverstärkter Kunststoff.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ist ein Kunststoff durch Wickelextrusion auf einem konischen Grundkörper aufgebracht, so dass die Grundhülse aus dem Kunststoff besteht. Dieser Kunststoff ist günstigerweise ein elektrisch leitfähiger oder elektrisch nicht leitfähiger Kunststoff.
Zur Verstärkung der Grundhülse ist vorteilhafterweise nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 galvanisch Kupfer auf die auf dem konischen Aufnahmedorn angeordnete Grundhülse aus Nickel und/oder Kupfer aufgebracht.
Der elektrisch leitfähige Kunststoff ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ein intrinsisch elektrisch leitfähiges Polymer, ein mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Füllstoff versehenes Polymer oder eine Kombination davon.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 sind das entweder leitfähige Füllstoffe auf Kohlenstoffbasis oder Füllstoffe in Form von Metallpartikeln.
Eine günstige Hartstoffschicht ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 eine Chrom-Schicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.
Eine Hülse als Tiefdruckform mit einer konischen Innenmantelfläche und einer zylindrischen Außenmantelfläche besteht aus einer Grundhülse, einer Schicht aus geschäumten Kunststoff, einer Schicht aus einem leitfähigen Kunststoff, einer strukturierten Kupferschicht und einer Hartstoffschicht. Zwischen der Schicht aus geschäumten Kunststoff und der Schicht aus einem leitfähigen Kunststoff befindet sich ein Geflecht aus elektrischen Leitern.
Eine derartige Hülse als Tiefdruckform mit einer konischen Innenmantelfläche ist durch die Schritte

– Erzeugen einer Grundhülse aus einem Metall oder einem Kunststoff durch Auftragen von wenigstens einen Stoff oder einen Körper auf einen konischen Grundkörper,
– Lösen und Abziehen der Grundhülse,
– Aufziehen der Grundhülse auf einen konischen Aufnahmedorn,
– Beschichten der Grundhülse mit einem elektrisch leitfähigen Kunststoff,
– Abtragen von elektrisch leitfähigem Kunststoff, so dass durch den Abtrag eine Basishülse mit einer zylindrischen Außenmantelfläche entsteht,
– galvanisches Abscheiden einer Schicht wenigstens aus Kupfer auf die Außenmantelfläche, wobei die Kupferschicht eine strukturierbare Schicht ist,
– Strukturieren der Schicht durch Ätzen, elektromechanische Gravur oder Beaufschlagen mit Laserstrahlen und
– Aufbringen einer Hartstoffschicht

Die Grundhülse besteht dabei aus

– galvanisch abgeschiedenem Nickel und/oder Kupfer,
– thermisch aufgespritzten Metallpartikeln,
– einem Metallschaum,
– einer vorgeschnittenen, gebogenen und geschweißten Metallplatte in Form einer in sich geschlossenen Metallhülse,
– einem gewickelten faserverstärkten Kunststoff,
– einem durch Wickelextrusion aufgebrachten Kunststoff.

Zur Verstärkung der Grundhülse ist galvanisch Kupfer auf die auf dem konischen Aufnahmedorn angeordnete Grundhülse aus Nickel und/oder Kupfer aufgebracht.
Vorzugsweise ist der elektrisch leitfähige Kunststoff ein intrinsisch elektrisch leitfähiges Polymer, ein mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Füllstoff versehenes Polymer oder wenigstens eine Kombination davon. Die Füllstoffe basieren auf Kohlenstoff oder sind Metallpartikel.
Die abschließende Hartstoffschicht ist vorzugsweise eine Chrom-Schicht.
In einer Ausführungsform der Hülse ist an den Enden oder den Endenbereichen der Grundhülse jeweils ein Stützring so angeordnet, dass diese Stützringe den Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Kunststoff oder den Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Kunststoff sowie dem geschäumten Kunststoff begrenzen.

Claims

Hülse als Tiefdruckform, die eine konische Innenmantelfläche und eine zylindrische Außenmantelfläche aufweist und aus einer Grundhülse, einer Schicht aus geschäumtem Kunststoff, einem Geflecht aus elektrischen Leitern, einer Schicht aus einem leitfähigen Kunststoff, einer strukturierten Kupferschicht und einer Hartstoffschicht in der angegebenen Reihenfolge besteht.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden oder den Endenbereichen der Grundhülse jeweils ein Stützring so angeordnet ist, dass diese Stützringe den Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Kunststoff oder den Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Kunststoff sowie dem geschäumten Kunststoff begrenzen.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse eine durch galvanisches Abscheiden von Nickel und/oder Kupfer auf einem konischen Grundkörper hergestellte Grundhülse ist.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse eine durch thermisches Spritzen von Metallpartikeln auf einem konischen Grundkörper hergestellte metallische Grundhülse ist.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse aus Metallschaum besteht.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse aus einer in sich geschlossenen Metallhülse besteht, die eine Schweißnaht aufweist.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse aus einem auf einen konischen Grundkörper gewickelten faserverstärkten Kunststoff besteht.
Hülse nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff ein glas- und/oder kohle- und/oder aramidfaserverstärkter Kunststoff ist.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse aus einem durch Wickelextrusion auf einen konischen Grundkörper aufgebrachten Kunststoff besteht und dass der Kunststoff ein elektrisch leitfähiger oder elektrisch nicht leitfähiger Kunststoff ist.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhülse eine mit galvanisch aufgetragenem Kupfer verstärkte Grundhülse aus Nickel und/oder Kupfer ist.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Kunststoff ein intrinsisch elektrisch leitfähiges Polymer, ein mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Füllstoff versehenes Polymer oder eine Kombination davon ist.
Hülse nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe entweder leitfähige Füllstoffe auf Kohlenstoffbasis oder Metallpartikel sind.
Hülse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht eine Chrom-Schicht ist.