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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Oberfläche für den Transport von Bedruckstoff mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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In bogenverarbeitenden Druckmaschinen werden die Bedruckstoffbogen von Transportzylindern geführt. Die jeweilige Oberfläche dieser Transportzylinder muss dabei so beschaffen sein, dass die Bogen sicher geführt werden und dass bereits auf dem Bogen befindliche Druckfarbe bzw. das Druckbild, insbesondere nach einer Wendung des Bogens, nicht beschädigt wird. Hierzu weisen bekannte Oberflächen zumeist eine raue Strukturierung auf, welche mit einer anti-adhäsiven Versiegelung versehen ist. Die Bedruckstoff führende Oberfläche kann dabei die Oberfläche des Mantels des Transportzylinders sein oder die Oberfläche eines Aufzuges auf dem Transportzylinder. Solche Aufzüge sind beispielsweise aus der
US 6,077,207 bekannt. Die dort beschriebene Strukturierung wird im thermischen Spritzverfahren hergestellt.
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Werden in der Druckmaschine UV-Farben verwendet, so werden sie üblicherweise mittels UV-Strahlung in der Druckmaschine gehärtet. Eine solche gehärtete Schicht von UV-Farbe, welche im Schöndruck erzeugt wurde, gelangt dann nach einer Wendung im Widerdruck auf die Oberfläche eines Transportzylinders oder dessen Aufzuges. Auch hier besteht das Problem, dass durch die Spitzen der strukturierten Schicht, das heißt durch den Traganteil, die bereits vollständig gehärtete UV-Farbschicht beschädigt werden kann.
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Weiterhin besteht das Problem, dass UV-Strahlung, welche zum Härten der UV-Farbe eingesetzt wird, auch auf die Oberfläche des Transportzylinders oder dessen Aufzuges gelangt und die dort befindliche Beschichtung beschädigt. Oftmals werden zur Versiegelung strukturierter Bogentransportoberflächen Silikonschichten eingesetzt, diese sind jedoch nicht UV-beständig und können daher durch die UV-Härtungsstrahlung beschädigt werden.
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Ein weiteres Problem besteht darin, dass die in Druckmaschinen verarbeiteten Papierformate immer größer werden und dass daher auch die Transportzylinder bzw. deren Aufzüge entsprechend den Papierformaten größer werden müssen. Dadurch wird auch das Herstellen von strukturierten Oberflächen für den Papiertransport zunehmend schwierig. Eine Schwierigkeit besteht zum Beispiel darin, bei der Herstellung von Zylinderaufzügen, sogenannten Jackets, ausreichend große Ausgangsflächen in exakt der benötigten Materialstärke zu bekommen. So kann es zum Beispiel zum Problem werden, wenn Bleche zwar in einer gewünschten Größe erhältlich sind, aber die Dicke des Materials entweder zu gering oder zu hoch ist.
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Aus der
DE 102 27 758 A1 ist weiterhin eine Druckmaschine bekannt, bei der Oberflächen von Transportzylindern für Bogen mit einer Beschichtungsflüssigkeit versehen werden können. Diese Beschichtungsflüssigkeit wird mit UV-Licht gehärtet. Auch aus der
WO 2013/166274 A2 ist eine UV-härtbare Beschichtung für einen Bedruckstoff transportierenden Zylinderaufzug bekannt.
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Die beiden vorgenannten Dokumente des Standes der Technik lehren zwar das UV-Härten einer Beschichtung, solche Beschichtungen müssen nach dem Aushärten jedoch nicht zwangsläufig UV-stabil gegenüber weiterer UV-Strahlung, z.B. anderer Wellenlänge, sein.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, eine Oberfläche für den Transport von Bedruckstoff herzustellen, welche ein sicheres und beschädigungsfreies Transportieren des Bedruckstoffs ermöglicht und zugleich den Einsatz im sogenannten UV-Druck bzw. entsprechenden Druckmaschinen erlaubt.
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Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe stellt das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 dar.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Oberfläche für den Transport von Bedruckstoff weist folgende Verfahrensschritte auf: Bereitstellen eines Trägers, Erzeugen einer strukturierten Schicht, Aufbringen einer die strukturierte Schicht zumindest teilweise versiegelnden Schicht aus UV-beständigem Lack bestimmter Dicke, wobei ein Traganteil der strukturierten Schicht eingestellt wird, und thermisches Behandeln zumindest der versiegelnden Schicht.
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Erfindungsgemäß wird die versiegelnde Schicht aus einem UV-beständigen Lack erzeugt. Solche Lacke sind beispielsweise als sogenannte „Anti-Graffiti“-Lacke im Handel erhältlich. Solche Lacke können auch UV-stabilisierte und/oder lösungsmittel- und chemikalienbeständige Lacke sein. Die Dicke der versiegelnden Lackschicht liegt bevorzugt im Bereich zwischen 5 µm und 35 µm, insbesondere bei etwa 20 µm. Das Aufbringen dieser versiegelnden Schicht erfolgt bevorzugt durch Aufsprühen, alternativ durch Aufrakeln.
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Durch Einstellen der Lackschichtdicke kann zudem die Gesamtdicke der Beschichtung und auch die Gesamtdicke des Aufzuges auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Auf diese Weise ist es zum Beispiel in vorteilhafter Weise möglich, dünnere als die gewünschten Bleche zu verwenden und durch die Einstellung der Lackschichtdicke die beschichteten Bleche auf die erforderliche Dicke zu bringen.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Traganteil der strukturierten Schicht eingestellt. Der Traganteil der strukturierten Schicht ist derjenige Anteil, welcher von der versiegelnden Schicht nicht überdeckt ist. Mit anderen Worten entspricht der Traganteil der strukturierten Schicht den Spitzen, die durch die versiegelnde Schicht hindurch hervortreten, und das sichere Führen des Bedruckstoffes unterstützt. Dieser Traganteil kann zum Beispiel mit einer Prozentangabe dargestellt werden: Dabei wird der Flächeninhalt der unversiegelten, strukturierten Schicht zum Gesamtflächeninhalt der strukturierten Schicht ins Verhältnis gesetzt. Bevorzugt ist ein Traganteil von etwa 1%. Alternativ kann z.B. ein Traganteil bis etwa 20% eingestellt werden.
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Das thermische Behandeln zumindest der versiegelnden Schicht erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 80 und 90° Celsius und für eine Dauer von bevorzugt 30 bis 45 Minuten.
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Eine erfindungsgemäß erzeugte Oberfläche, also z.B. ein erfindungsgemäß beschichtetes Blech, bietet folgende Vorteile: einfache, prozesssichere und wirtschaftliche Herstellung (insbesondere bei geringen Stückzahlen ), UV-Beständigkeit, mechanische Stabilität, keine Markierung (Beschädigung) des (Schön-)Drucks und leichte Reinigung bei gering eingestelltem Traganteil.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass als Träger ein Metall-Blech, insbesondere ein Edelstahl-Blech, eine Metall-Folie oder ein Zylinder bereitgestellt wird. Bevorzugt wird eine Edelstahl-Blech mit einer Dicke von etwa 0,400 mm oder 0,450 bereitgestellt. Ein bevorzugtes Format ist 1244 mm auf 1634 mm.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass auf dem Träger eine Haftvermittler-Schicht für die versiegelnde Schicht aufgebracht wird, insbesondere eine Nickel-Chrom-Schicht als Plasmaspritzschicht. Die Dicke der Haftvermittler-Schicht liegt bevorzugt im Bereich von etwa 10 µm bis etwa 30 µm, besonders bevorzugt bei etwa 20 µm.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die strukturierte Schicht galvanisch erzeugt wird oder durch thermisches Spritzen, insbesondere durch Plasmaspritzen von Aluminiumoxid/Titanoxid. Die beim Plasmaspritzschichten erzeugte Schicht hat bevorzugt eine Dicke zwischen etwa 10 µm und etwa 40 µm, besonders bevorzugt von etwa 25 µm. Sie weist bevorzugt einen RZ-Wert im Bereich zwischen etwa 20 und etwa 40 auf. Bei der galvanischen Ausführung kann als strukturierte Schicht eine Kombinationsschicht aus einer (unteren) galvanisch abgeschiedenen, strukturierten Nickel-Schicht (galvanisch Nickel) und einer (oberen) Chrom- oder chemisch Nickel-Schicht (NiP) erzeugt werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die strukturierte Schicht mit einer auf die Dicke der versiegelnden Schicht abgestimmten, bestimmten Dicke erzeugt wird. Durch das Abstimmen der strukturierten Schicht und der versiegelnden Schicht bzw. ihrer jeweiligen Dicken aufeinander, ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine Beschichtung bzw. eine Bedruckstoff fördernde Oberfläche mit einer gewünschten Gesamtschichtdicke zu erzeugen. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Trägerblechen mit einer geringeren als gewünschten Dicke von Vorteil.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein Zwei- oder Drei-Komponenten-Lack, insbesondere gegenüber Druckfarbe antiadhäsiv wirkender Lack, aufgebracht wird. Die oben bereits erwähnten, im Handel befindlichen sogenannten „Anti-Graffiti“-Lacke können bevorzugt solche Zwei-Komponenten-Lacke sein.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Traganteil durch Aufbringen einer Lackschicht bestimmter Dicke eingestellt wird. Durch das Aufbringen bzw. Vorsehen einer versiegelnden Lackschicht mit bestimmter Dicke kann die Anzahl der Spitzen der strukturierten Schicht, welche bedeckt bzw. nicht überdeckt werden, genau gesteuert werden. Auf diese Weise können sowohl glatte Oberflächen als auch schwach, mittel oder stark „griffige“ Oberflächen für den Bedruckstofftransport erzeugt werden. Glatte Oberflächen bieten auch den Vorteil, leicht zu reinigen zu sein.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster bestimmter Traganteil eingestellt wird, wobei alle Spitzen der strukturierten Schicht um mindestens 2 µm von der Lackschicht überdeckt werden. Eine solche Oberfläche ist eine im Wesentlichen „glatte“ Oberfläche und bietet den Vorteil, dass UV-gehärtete Farbschichten auf dem Bedruckstoff kaum oder gar nicht beschädigt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass (alternativ) ein zweiter bestimmter Traganteil eingestellt wird, wobei weniger als etwa 20 % der Spitzen der strukturierten Schicht nicht von der Lackschicht überdeckt werden. Diese nicht überdeckten Spitzen ragen aus der versiegelnden Lackschicht hervor und bilden den Traganteil der Oberfläche. Dieser Traganteil ist durch das erfindungsgemäße Verfahren daher in vorteilhafter Weise sehr exakt einstellbar. Auf diese Weise können Bedruckstoff fördernde Oberflächen für sehr spezifische Anwendungen, wie beispielsweise den UV-Druck, erzeugt werden. Dabei kann nicht nur eine Oberfläche mit einem Traganteil Null (völlige Überdeckung) erzeugt werden, sondern auch eine Oberfläche mit einem nur sehr geringen Traganteil und daher einem nur sehr geringen Potential, gehärtete Farbschichten zu beschädigen. Gleichzeitig kann die sogenannte „Griffigkeit“ der Bedruckstoff fördernden Oberfläche durch die Traganteile ebenfalls sehr exakt eingestellt werden.
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Zur Erfindung gehört ebenfalls ein Oberfläche für den Transport von Bedruckstoff, welche nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, sowie eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine, insbesondere Druckmaschine oder Drucker, welche wenigstens eine solche Oberfläche umfasst.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug zu 1 beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäß hergestellten Oberfläche für den Transport von Bedruckstoff.
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Eine Druckmaschine 1 weist einen Bedruckstoff transportierenden Zylinder 2 auf. Auf dem Mantel des Zylinders 2 ist ein Zylinderaufzug 3 angeordnet, welcher eine Oberfläche 4a, (alternativ) 4b oder (wieder alternativ) 4c für den Transport eines Bedruckstoffs 5 aufweist. Der Bedruckstoff wurde bereits im Schöndruck bedruckt und liegt nun im Widerdruck mit der Druckfarbe 6 auf der Oberfläche 4a, 4b oder 4c des Zylinderaufzugs 3.
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Das Herstellverfahren umfasst zunächst das Bereitstellen eines Trägers 7, insbesondere eines Edelstahlblechs. Weiterhin umfasst das Herstellverfahren (optional) das Aufbringen einer Haftvermittler-Schicht 8 der Dicke D8 auf der Oberfläche des Trägers. Die Haftvermittler-Schicht 8 wird bevorzugt durch Plasmaspritzen von Nickelchrom (NiCr) erzeugt.
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Weiterhin umfasst das Herstellverfahren das Aufbringen einer strukturierten Schicht 9 mit einer Dicke 9, bevorzugt auf der Haftvermittler-Schicht 8. Die strukturierte Schicht 9 wird bevorzugt galvanisch oder durch thermisches Spritzen, insbesondere durch Plasmaspritzen von Aluminiumoxid/Titanoxid (AL2O3/TiO2), erzeugt und weist an ihrer Oberfläche eine raue Struktur mit Spitzen auf.
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Weiterhin umfasst das Herstellverfahren den Schritt des Aufbringens einer versiegelnden Schicht 10, bevorzugt direkt auf der strukturierten Schicht 9. Die versiegelnde Schicht 10 umfasst dabei einen UV-beständigen Lack, welcher in einer bestimmten Dicke D10 aufgebracht wird. Die bestimmte Dicke D10 der versiegelnden Schicht 10 wird bevorzugt im Voraus unter Kenntnis der Dicke D7 des Trägers 7 und der zu erreichenden Gesamtdicke D3 des Zylinderaufzugs 3 bestimmt, das heißt in ihrem Wert festgelegt und der Verfahrensschritt des Aufbringens derart durchgeführt, dass die zuvor festgelegte bestimmte Dicke innerhalb akzeptabler Toleranzen erreicht wird. Bei dem Erzeugen der Schicht 10 mit bestimmter Dicke D10 wird zugleich ein Traganteil T1, (alternativ) T2 oder (weiter alternativ) T3 der strukturierten Schicht 9 eingestellt.
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Die in 1 gezeigte Ausführungsform weist eine Dicke D10 der versiegelnden Schicht 10 auf, welche zu einer Oberfläche 4a mit erstem Traganteil T1 führt. Bei diesem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Traganteil der strukturierten Schicht 9 gleich Null, das heißt keine Spitzen der strukturierten Schicht 9 treten durch die versiegelnde Schicht 10 hindurch. Mit anderen Worten: Der Bedruckstoff 5 kontaktiert lediglich die versiegelnde Schicht 10, nicht jedoch die strukturierte Schicht 9.
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Wird die Dicke D10 der versiegelnden Schicht 10 geringer gewählt, so kann beispielsweise eine Oberfläche 4b mit zweitem Traganteil T2 eingestellt werden. In 1 ist erkennbar, dass die Oberfläche 4b so zu liegen kommt, dass einige Spitzen der strukturierten Schicht 9 durch diese Oberfläche hindurch treten und den Traganteil der strukturierten Schicht 9 bilden. Der Bedruckstoff 5 käme dann auf der Oberfläche 4b zu liegen und würde neben der versiegelnden Schicht 10 auch den Traganteil, das heißt die Spitzen der strukturierten Schicht 9 kontaktieren.
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Entsprechendes gilt für die in 1 gezeigte Oberfläche 4c mit drittem Traganteil T3. Diese Oberfläche 4c kommt dabei so zu liegen, dass mehr Spitzen die Oberfläche durchdringen als im Beispiel der Oberfläche 4b. Daher ist der Traganteil der strukturierten Schicht in dem Beispiel mit der Oberfläche 4c größer als in dem Beispiel mit der Oberfläche 4b.
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Es sei der Klarheit wegen hier bemerkt, dass beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren nur eine der drei Oberflächen 4a bis 4c und einer der drei Traganteile T1 bis T3 tatsächlich erzeugt werden.
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Um die Dicke des Zylinderaufzugs D3 bzw. die Dicke der Beschichtung D11 exakt auf einen gewünschten Wert einzustellen, kann erfindungsgemäß bei deren Herstellung die Dicke D8 der Haftvermittlerschicht, die Dicke D9 der strukturierten Schicht und/oder die Dicke D10 der versiegelnden Schicht auf einen jeweils bestimmten Wert eingestellt werden.
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1 zeigt des Weiteren Vorrichtungen 12, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise Auftragsvorrichtungen, wie Sprüheinrichtungen, um den UV-beständigen Lack aufzutragen. Weiterhin kann es sich bei den Vorrichtungen um Einrichtungen zum Erzeugen eines thermisch gespritzten Plasmas handeln. Schließlich kann es sich bei den Vorrichtungen auch um Einrichtungen zum thermischen Behandeln zumindest der versiegelnden Schicht 10 handeln.
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Erfindungsgemäß erzeugte Oberflächen werden bevorzugt in (z.B. Offset-)Druckmaschinen eingesetzt. Alternativ können solche Oberflächen auch in Digitaldruckmaschinen oder Druckern, z.B. Tintenstrahl-Einrichtungen, für den Bedruckstofftransport eingesetzt werden. Bevorzugter Bedruckstoff ist Papier, alternativ Karton oder Kunststofffolie.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Zylinder
- 3
- Zylinderaufzug
- 4a
- Oberfläche mit erstem Traganteil
- 4b
- Oberfläche mit zweitem Traganteil
- 4c
- Oberfläche mit drittem Traganteil
- 5
- Bedruckstoff
- 6
- Druckfarbe
- 7
- Träger
- 8
- Haftvermittler-Schicht
- 9
- strukturierte Schicht
- 10
- versiegelnde Schicht
- 11
- Beschichtung
- 12
- Vorrichtungen
- D3
- Dicke des Zylinderaufzugs
- D7
- Dicke des Trägers
- D8
- Dicke der Haftvermittler-Schicht
- D9
- Dicke der strukturierten Schicht
- D10
- Dicke der versiegelnden Schicht
- D11
- Dicke der Beschichtung
- T1
- erster Traganteil
- T2
- zweiter Traganteil
- T3
- dritter Traganteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6077207 [0002]
- DE 10227758 A1 [0006]
- WO 2013/166274 A2 [0006]
