DE102009010080A1

DE102009010080A1 - Tiefdruckform als Sleeve oder Zylinder mit einer ablösbaren Schicht

Info

Publication number: DE102009010080A1
Application number: DE200910010080
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: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-08-19

Abstract

Die Erfindung betrifft Tiefdruckformen als Sleeve oder Zylinder mit einer ablösbaren Schicht. Diese zeichnen sich durch ihre einfache Realisierung aus, so dass diese ökonomisch günstig bereitstellbar sind. Dazu sind auf einem Träger nacheinander eine Zwischenschicht und eine Trennschicht sowie eine strukturierte Hartstoffschicht angeordnet. Die strukturierte Hartstoffschicht besteht aus einer binären oder ternären Nickelbasislegierung mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner. Weiterhin ist die Trennschicht eine zum Entfernen der darauf angeordneten Hartstoffschicht dienende Trennschicht, wobei die Hartstoffschicht eine Ballardhaut ist.

Description

Die Erfindung betrifft Tiefdruckformen als Sleeve oder Zylinder mit einer ablösbaren Schicht.
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.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tiefdruck- oder Prägeform als Sleeve oder Zylinder einfach und ökonomisch günstig bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Tiefdruckformen als Sleeve oder Zylinder mit einer ablösbaren Schicht zeichnen sich durch ihre einfache Realisierung aus, so dass diese ökonomisch günstig bereitstellbar sind.
Dazu sind auf einem Träger nacheinander eine Zwischenschicht und eine Trennschicht sowie eine strukturierte Hartstoffschicht angeordnet. Die strukturierte Hartstoffschicht besteht aus einer binären oder ternären Nickelbasislegierung mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner. Weiterhin ist die Trennschicht eine zum Entfernen der darauf angeordneten Hartstoffschicht dienende Trennschicht, wobei die Hartstoffschicht eine Ballardhaut ist.
Die Härte der Tiefdruckform wird durch die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner bestimmt.
Diese Schicht ist vorteilhafterweise als entfernbare Ballardhaut ausgebildet. Die Trennschicht gewährleistet das leichte und einfache Entfernen dieser Ballardhaut, die nach dem Drucken manuell abziehbar ist. Der Träger bleibt erhalten und kann nach Entfernen leicht mit einer neuen Trenn- und Hartstoffschicht versehen werden.
Der Träger kann damit für mehrere Druckvorgänge auch mit verschiedener Bebilderung eingesetzt werden. Die Struktur entspricht dabei der jeweiligen Bebilderung.
Vorteilhafterweise kommt darüber hinaus zur Herstellung der Tiefdruckform kein Chrom zum Einsatz, so dass insbesondere Chrom(VI) entfällt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 angegeben.
Die strukturierte Hartstoffschicht ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 eine durch Beaufschlagung entweder mit Laserstrahlen wenigstens eines Lasers im cw- oder Puls-Betrieb oder mit Elektronenstrahlen strukturierte Hartstoffschicht. Die Strukturierung der Hartstoffschicht erfolgt vorteilhafterweise durch einen direkten Abtrag mittels der energiereichen Strahlung des Lasers oder den energiereichen Teilchen in Form der Elektronen. Dabei werden insbesondere konturscharfe Strukturen durch den direkten Abtrag erzeugt, wobei Hilfsstoffe zur Strukturierung nicht notwendig sind. Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, dass verschiedene Tiefen der Strukturen einfach realisiert werden können. Damit sind die Tiefdruckformen ökonomisch günstig realisierbar.
Die strukturierte Hartstoffschicht ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 eine durch chemisches oder elektrochemisches Ätzen strukturierte Hartstoffschicht.
Die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4

– eine galvanisch aufgebrachte oder
– eine thermisch gespritzte oder
– eine chemisch reduktiv abgeschiedene oder
– eine durch Nutzung von PVD- oder CVD-Verfahren, wobei PVD für Physical Vapour Deposition und CVD für Chemical Vapour Deposition steht, aufgebrachte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner.

Vorteilhafterweise wird bei einer gespritzten Schicht die Schicht unmittelbar aus dem Ausgangsstoff erzeugt.
Die galvanisch aufgebrachte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 vorteilhafterweise eine Nickel-/Kobalt-Schicht, wobei diese aus einem Nickelsulfatelektrolyten mit Zugabe von Kobaltsulfat realisiert ist.
Die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phos phor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 günstigerweise aus bis zu 95% Nickel, 0 bis 50% Kobalt, 0 bis 15% Phosphor, 0 bis 50% Molybdän oder 0 bis 50% Wolfram.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 befinden sich in der binären oder ternären Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner die Verschleißfestigkeit steigernde Partikel. Dadurch wird die Standfestigkeit der Tiefdruck- oder Prägeform erhöht. Die Partikel sind dabei Bestandteile der Hartstoffschicht. Derartige Partikel bestehen beispielsweise aus Siliziumkarbid, einem Kunststoff beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen), einem Metalloxid, einer Keramik beispielsweise einer Aluminiumoxidkeramik oder einem weiteren Hartstoff.
Die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 weiterhin Bor auf. Borsäure stabilisiert den galvanischen Prozess.
Die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 eine getemperte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner. Durch das Tempern wird vorteilhafterweise die Härte gesteigert.
Der Träger ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ein Zylinder, eine Trägerwalze, ein Rohr oder eine Sleeve-Grundhülse, wobei der Träger aus Stahl, einem Faserverbundwerkstoff, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Nickel, einer Nickellegierung, einem Kunststoff oder einem geschäumten Metall besteht.
Der Träger wirkt dabei als Tragstruktur.
Besonders leichte und damit einfach handzuhabende Tragstrukturen können durch den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen oder geschäumten Metallen realisiert werden.
Günstigerweise besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 die Zwischenschicht aus Kupfer.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.
Eine Tiefdruckform als Sleeve oder Zylinder besteht im Wesentlichen aus einem Träger mit einer Zwischenschicht, einer Trennschicht und einer strukturierten Hartstoffschicht.
Dazu sind dem Träger nacheinander die Zwischenschicht und die Trennschicht sowie die strukturierte Hartstoffschicht angeordnet.
Der Träger ist ein Zylinder, eine Trägerwalze, ein Rohr oder eine Sleeve-Grundhülse, wobei der Träger aus Stahl, einem Faserverbundwerkstoff, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Nickel, einer Nickellegierung, einem Kunststoff oder einem geschäumten Metall besteht.
Die Zwischenschicht ist eine Kupferschicht.
Durch die Trennschicht kann die darauf angeordnete Hartstoffschicht einfach manuell entfernt werden, so dass die Hartstoffschicht eine Ballardhaut ist.
Die strukturierte Hartstoffschicht besteht aus einer binären oder ternären Nickelbasislegierung mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner. Das ist

– eine aus einem Nickelsulfatelektrolyten mit Zugabe von Kobaltsulfat galvanisch aufgebrachte oder
– eine thermisch gespritzte oder
– eine chemisch reduktiv abgeschiedene oder
– eine durch Nutzung von PVD- oder CVD-Verfahren aufgebrachte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner. Diese besteht aus bis zu 95% Nickel, 0 bis 50% Kobalt, 0 bis 15% Phosphor, 0 bis 50% Molybdän oder 0 bis 50% Wolfram.

Die strukturierte Hartstoffschicht ist eine durch Beaufschlagung entweder mit Laserstrahlen wenigstens eines Lasers im cw- oder Puls-Betrieb oder mit Elektronenstrahlen strukturierte Hartstoffschicht. Diese direkt wirkenden Abtragsverfahren sind bekannt. In einer Ausführungsform ist die strukturierte Hartstoffschicht eine durch chemisches oder elektrochemisches Ätzen strukturierte Hartstoffschicht.
In einer weiteren Ausführungsform befinden sich in der binären oder ternären Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner die Verschleißfestigkeit steigernde Partikel.
Die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner ist in einer weiteren Ausführungsform eine getemperte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 69012605 T2 [0003]
- DE 60202670 T2 [0004]

Claims

Tiefdruckform als Sleeve oder Zylinder mit einer ablösbaren Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Träger nacheinander eine Zwischenschicht und eine Trennschicht sowie eine strukturierte Hartstoffschicht angeordnet sind, dass die strukturierte Hartstoffschicht aus einer binären oder ternären Nickelbasislegierung mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner besteht und dass die Trennschicht eine zum Entfernen der darauf angeordneten Hartstoffschicht dienende Trennschicht ist, wobei die Hartstoffschicht eine Ballardhaut ist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Hartstoffschicht eine durch Beaufschlagung entweder mit Laserstrahlen wenigstens eines Lasers im cw- oder Puls-Betrieb oder mit Elektronenstrahlen strukturierte Hartstoffschicht ist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Hartstoffschicht eine durch chemisches oder elektrochemisches Ätzen strukturierte Hartstoffschicht ist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner eine galvanisch aufgebrachte oder eine thermisch gespritzte oder eine chemisch reduktiv abgeschiedene oder eine durch Nutzung von PVD- oder CVD-Verfahren aufgebrachte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner ist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanisch aufgebrachte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt eine Nickel-/Kobalt-Schicht ist, wobei diese aus einem Nickelsulfatelektrolyten mit Zugabe von Kobaltsulfat realisiert ist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner aus bis zu 95% Nickel, 0 bis 50% Kobalt, 0 bis 15% Phosphor, 0 bis 50% Molybdän oder 0 bis 50% Wolfram besteht.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der binären oder ternären Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner die Verschleißfestigkeit steigernde Partikel befinden.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner weiterhin Bor aufweist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner eine getemperte binäre oder ternäre Nickelbasislegierungsschicht mit wenigstens Kobalt, Phosphor, Molybdän, Wolfram oder einer Kombination daraus als Legierungspartner ist.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Zylinder, eine Trägerwalze, ein Rohr oder eine Sleeve-Grundhülse ist, wobei der Träger aus Stahl, einem Faserverbundwerkstoff, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Nickel, einer Nickellegierung, einem Kunststoff oder einem geschäumten Metall besteht.
Tiefdruckform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus Kupfer besteht.