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Die Erfindung betrifft ein Schleifverfahren für Druckformen im Flexo- oder Hochdruckbereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist seit langem bekannt, die Dicke von Drucktüchern für den Offset-Druck mittels Schleifprozessen einzustellen. Auch werden elastomere Flexodruckformen zu diesem Zweck auf Rundschleifmaschinen geschliffen; der Abtrag des elastomeren Materials findet hier z.B. mittels eines Schleifsteins statt. Bei derartigen Maschinen wird ein Schleifstein oder eine Schleifscheibe eingesetzt. Hierdurch erfolgt, auf die Breite des Schleifsteins bzw. der Schleifscheibe bezogen, ein punktueller Abtrag des Materials durch Schleifen. Das Schleifen wird dabei stets nach der Vulkanisation der Mischung des elastomeren Materials vorgenommen, damit ist diese ausreagiert und kann spanabtragend bearbeitet werden. Das Schleifen kann in einem oder mehreren Arbeitsgängen durchgeführt werden.
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Nachteilig ist hierbei, dass es bei harten, rußgefüllten elastomeren Gummimischungen (Schwarzen Mischungen) z.B. aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer oder auch Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) mit einer Shore-A-Härte von über ca. 45 ShA durch die sehr hoch vernetzte Mischung immer wieder zu Schwingungen in der Schleifmaschine kommt. Diese Schwingungen können sich aufschaukeln und verstärken und zeigen sich dann als Rattermarken oder auch Schwingungsstreifen im Schliffbild, d.h. auf der Oberfläche der Druckform. Dieses inhomogene Schliffbild ist im Lack und im Farbübertrag sichtbar und stellt damit einen Qualitätsmangel dar.
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Bei sehr weichen Mischungen z.B. aus SBR (Styrene Butadiene Rubber oder auch Styrol-Butadien-Kautschuk) mit einer Shore-A-Härte von unter ca. 45 ShA ist die Maßhaltigkeit beim Schleifen aufgrund der extrem weichen Mischung immer wieder problematisch.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schleifverfahren der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, mit dem Flexo- bzw. Hochdruckformen mit sowohl einer harten, rußgefüllten laserbaren (Shore-A-Härte von über ca. 45 ShA) als auch einer weichen (Shore-A-Härte von unter ca. 45 ShA) Oberfläche aus Elastomermaterial gleichermaßen mit einer geringen Toleranz, vorzugsweise von ca. +/–0,015 mm über die komplette Breite möglichst wirtschaftlich auf ein gleichmäßiges Schliffbild geschliffen werden können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Schleifverfahren für Druckformen im Flexo- oder Hochdruckbereich, vorzugsweise mittels einer Band- oder Zylinderschleifmaschine, welches sich dadurch auskennzeichnet, dass der Schleifabtrag über ein Schleifband oder Schleifpapier erfolgt und sich das Schleifband oder Schleifpapier mit einer wenigstens fünfmal höheren Geschwindigkeit bewegt als der Vorschub des zu schleifenden Materials.
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Im Flexo- oder Hochdruckbereich ist das Schleifen von Oberflächen der Druckformen mittels Schleifstein bzw. Schleifscheibe, d.h. mittels punktuellen Abtrags, üblich und bekannt. Jedoch erfolgt dieser Abtrag bisher nicht flächig, z.B. mittels eines Schleifbandes oder mittels Schleifpapier. Auch wird die Durchführung des Schleifprozesses durch eine ganze Reihe von Parametern und Randbedingungen bestimmt, die sich auf das Ergebnis des Schleifprozesses, nämlich im Wesentlichen die Oberflächenbeschaffenheit der zu schleifenden Oberfläche nach dem Schleifprozess, auswirken.
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Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass eine aufgabengemäße Oberflächenbeschaffenheit eben gerade durch die Verwendung eines flächigen Abtrags in Kombination mit einem bestimmten Verhältnis von Vorschubgeschwindigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapiers oder dergleichen zur Vorschubgeschwindigkeit des zu schleifenden Materials erreicht werden kann.
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Somit wird erfindungsgemäß das Schleifband oder Schleifpapier mit einer wenigstens fünfmal höheren Geschwindigkeit bewegt als der Vorschub des zu schleifenden Materials. Auf diese Weise wird sowohl bei einer harten, rußgefüllten laserbaren (Shore-A-Härte von über ca. 45 ShA) als auch bei einer weichen (Shore-A-Härte von unter ca. 45 ShA) Oberfläche aus Elastomermaterial ein gleichmäßiges Schliffbild erzeugt, welches eine geringe Toleranz von vorzugsweise ca. +/–0,015 mm aufweist. Hierdurch kann ein gleichmäßiger homogener Flächenausdruck mit einer guten Farbübertragung und einem geringen Farbaufbau auf der Gummioberfläche der Druckform erreicht werden.
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Gleichzeitig ist das erfindungsgemäße Schleifverfahren wirtschaftlich, da bei einem derartigen Geschwindigkeitsverhältnis das Verfahren vergleichsweise zügig durchgeführt werden kann. Hierdurch können die Kosten für erfindungsgemäß geschliffene Druckformen gering gehalten werden.
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Vorzugsweise beträgt die Geschwindigkeit des zu schleifenden Druckmaterials wenigstens ca. 1 m/min, vorzugsweise maximal ca. 6 m/min, und die Geschwindigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapieres wenigstens ca. 10 m/s, d.h. ca. 600 m/min. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapiers wenigstens ca. 600 Mal höher als der Vorschub des zu schleifenden Materials.
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Besonders bevorzugt beträgt die Geschwindigkeit des zu schleifenden Druckmaterials ca. 1 m/min, vorzugsweise maximal ca. 6 m/min, und die Geschwindigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapieres wenigstens ca. 20 m/s, d.h. ca. 1.200 m/min. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapiers wenigstens ca. 1.200 Mal höher als der Vorschub des zu schleifenden Materials.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können nicht nur Vollmaterialien aus Elastomermaterial sondern auch kompressible elastomerhaltige Materialien gleichmäßig geschliffen werden. Zu diesen zählen z.B. Druckformen für den Flexo- und Hochdruck, die wenigstens eine Festigkeitsträgerlage und bzw. oder wenigstens eine kompressible Lage aufweisen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Körnung des Schleifbandes oder Schleifpapieres wenigstens ca. 240 Mesh.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass bei einer derartigen Körnung ein guter Abtrag und die erforderliche Oberflächenqualität erreicht werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schleifbreite größer als ca. 0,5 mm und kleiner als ca. 20 mm.
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Unter der Schleifbreite, auch Nippbreite genannt, oder Kontaktfläche wird die Breite verstanden, in der sich das Schleifband oder Schleifpapier im Eingriff mit dem Material befindet. Ausgehend von einer Rollenbreite des zu schleifenden Materials von z.B. ca. 2.000 mm, d.h. ca. 2 m, ergibt sich über das Maß der Zustellung von Schleifband bzw. Schleifpapier zu Material die Nippbreite. Diese Nippbreite multipliziert mit der Rollenbreite ergibt die Kontaktfläche. Die Nippbreite sollte größer als ca. 0,5 mm und kleiner als ca. 20 mm sein, vorzugsweise gleich oder größer als ca. 1 mm und kleiner oder gleich ca. 10 mm. Durch die Nippbreite werden die Schleifdicke und die Oberflächenqualität wesentlich mitbestimmt.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass sich bei einer derartigen Schleifbreite der Spanhub und damit die Schmirgelwirkung auf eine größere Breite verteilt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Schleifen unter einer Winkeleinstellung von größer als ca. 0° und kleiner als ca. 40° durchgeführt.
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Unter der Winkeleinstellung wird das folgende verstanden: Geht man davon aus, dass das zu schleifende Material waagerecht verläuft, dann ist der Wickel, mit dem das Schleifband oder Schleifpapier in das Material eintaucht bzw. das Material verlässt, wesentlich mitbestimmend für die Oberflächenqualität. An der tiefsten Stelle des Schleifbandes oder Schleifpapieres ergibt sich dann die Schleifdicke. Diese Winkeleinstellung kann für unterschiedliche Gummimischungen (Härten) unterschiedlich sein. Als vorteilhaft hat sich ein Winkel von größer als ca. 0° und kleiner als ca. 40° erwiesen, vorzugsweise von größer als ca. 0° und kleiner als ca. 20°.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass sich mit dieser Winkeleinstellung die aufgabengemäßen Schleifergebnisse weiter verbessern lassen. Es lassen sich auf diese Weise Rauigkeiten von unter ca. 10 ym Rz erzeugen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Schleifen der Gegendruck mittels einer weichen oder kompressiblen Walze erzeugt.
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Als vorteilhaft haben sich kompressible Schleifwalzen erwiesen, um Vibrationen bzw. Anregungsfrequenzen aus der Schleifmaschine nicht auf das zu schleifende Material zu übertragen. Sie wirken somit als Dämpfungselement.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Schleifen mit einem ersten Schritt und einem zweiten Schritt durchgeführt, wobei die Geschwindigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapieres bei dem ersten Schritt größer ist als beim zweiten Schritt, und bzw. oder die Rauigkeit des Schleifbandes oder Schleifpapieres bei dem ersten Schritt größer ist als beim zweiten Schritt.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass das Schleifmaß bzw. die Oberflächenqualität in zwei Schleifdurchgängen festgelegt wird. Hierbei wird ein Vorschliff mit einer schnellen Geschwindigkeit und einem rauen Schleifpapier von wenigstens ca. 240 Mesh vorgenommen und dann ein Feinschliff (auch Endschliff genannt) mit einer langsamen Geschwindigkeit und feinen Schleifpapier von wenigstens ca. 600 Mesh. Durch den Vor- und Feinschliff wird eine Dicke von wenigstens ca. 0,02 mm bis ca. 0.1 mm abgeschliffen, vorzugsweise von wenigstens ca. 0,5 mm bis ca. 0.1 mm, besonders bevorzugt von wenigstens ca. 0,8 mm bis ca. 0.1 mm.
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Für den Vorschub des Materials haben sich für den Vorschliff (schnelle Geschwindigkeit) Geschwindigkeiten von über ca. 2 m /min, vorzugsweise von über ca. 4 m/min, besonders bevorzugt von über ca. 5 m/min und für den Endschliff (langsame Geschwindigkeit) von unter ca. 2 m/min, vorzugsweise von unter ca. 1 m/min bewährt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die geschliffene Oberfläche durch einen nachfolgenden Schritt poliert.
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Poliert wird durch einen negativen Schleifwinkel, bei dem das Schleifpapier, wie zuvor beschrieben, das zu schleifende Material langsam mit einem Winkel von weniger als ca. 20° verlässt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird wenigstens 80% der Rollenbreite in einem Arbeitsgang geschliffen.
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Hierbei ist unter der Rollenbreite die Breite des zu bearbeitenden Materials zu verstehen. Unter einem Arbeitsgang ist ein durchgängiger Prozess zu verstehen, bei dem das Schleifband bzw. Schleifpapier mit dem zu schleifenden Material in Eingriff kommt und mit einer Parameterkombination durchgängig bearbeitet wird. Vorteilhaft ist bei einer derart durchgehenden Bearbeitung, dass viel Material in kurzer Zeit bearbeitet werden kann. Auch kann durch die Konstanz der Parameter eine gleichbleibende Oberflächenbeschaffenheit über die derart bearbeitete Rollenbreite sichergestellt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend erläutert.
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Das erfindungsgemäße Schleifverfahren kann z.B. auf einer Zylinderschleifmaschine wie folgt umgesetzt werden:
In einem ersten Schritt wird das Schleifband oder Schleifpapier auf dem Schleifzylinder befestigt und die zu schleifende Druckform um den Gegendruckzylinder geführt., Wichtig ist hierbei, dass das Schleifpapier fest auf dem Schleifzylinder befestigt ist und das Material auf dem Gegendruckzylinder abrollen kann. Dabei kann ein Schleifpapier auch zum Schleifen mehrerer Druckformen verwendet werden können, so dass es nicht nach jedem Schleifprozess ausgetauscht werden muss.
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In einem zweiten Schritt wird der Schleifzylinder mit dem Schleifpapier auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt, Danach wird das Material auf dem Gegendruckzylinder vorgespannt und erst bei Erreichen der Geschwindigkeit des Schleifzylinders und bei Erreichen der Materialvorspannung auf dem Gegendruckzylinder werden die beiden Zylinder radial derart aufeinander zubewegt, bis das Schleifpapier mit der gewünschten und vorgegebenen Eingriffstiefe mit der Oberfläche des zu schleifenden Materials in Eingriff kommt. Dabei wird der Schleifzylinder erfindungsgemäß mit einer wenigstens fünffach höheren Geschwindigkeit betrieben als der Gegendruckzylinder (Aufnahmezylinder) mit der zu schleifenden Druckform.
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Während des Schleifprozesses können die beiden Zylinder weiter aufeinander radial zubewegt werden, bis die Druckform auf die gewünschte Dicke herunter geschliffen ist. Dabei können während des Schleifprozesses die Geschwindigkeiten sowohl des Schleifzylinders als auch des Gegendruckzylinder mit dem zu schleifenden Material verändert werden, sofern das erfindungsgemäße Geschwindigkeitsverhältnis eingehalten wird. Insbesondere kann der erstmalige Eingriff des Schleifpapiers in die zu schleifende Oberfläche bei einer anderen Geschwindigkeit, vorzugsweise bei einer geringeren Geschwindigkeit, erfolgen als der Schleifprozess selbst.
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Nach Abschluss des Schleifprozesses wird das Material aus dem Eingriff des Schleifzylinders wieder radial herausgefahren, angehalten und anschließend die Druckform vom Gegendruckzylinder entfernt.
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In einem weiteren Schritt kann die geschliffene Druckform in der gleichen Maschine oder auf einer anderen Maschine poliert werden. Hierzu wird vorzugsweise die Druckform samt Gegendruckzylinder (Aufnahmezylinder) von der Schleifmaschine in die Poliermaschine transferiert, um ein Entfernen der Druckform von einem Zylinder und das anschließenden Aufziehen auf den nächsten Zylinder einzusparen. Alternativ kann auch die gleiche Maschine zum Schleifen verwendet werden, indem der Schleifzylinder gegen einen Polierzylinder ausgetauscht oder das Schleifpapier auf dem Schleifzylinder durch ein feineres Werkzeug ersetzt wird.