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Die Erfindung betrifft eine Silikonkautschuk-Zusammensetzung umfassend Silikonkautschuk und thermisch leitfähige Füllkörner gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1. und eine Verwendung einer solchen Silikonkautschuk-Zusammensetzung.
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Silikonkautschuk wird in einer Vielzahl von Gebieten verwendet, da sie leicht zu formen und wärmeleitfähig ist. Allerdings verfügt Silikonkautschuk lediglich über eine Wärmeleitfähigkeit von wenigen W/mK. Fügt man dem Silikonkautschuk zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit eine erhebliche Menge eines wärmeleitenden Füllstoffs hinzu, so nimmt das Fließvermögen ab. Diese Füllstoffe sind oft Metallpartikel, welche beispielsweise einer Korrosion unterliegen oder nicht aushärtend sind. Dünnere Schichten sind nur sehr schwer herstellbar und oftmals nicht für die Anwendung in Feuchträumen, wie sie beispielsweise bei Druckmaschinen vorkommen, geeignet. Ein Silikonkautschuk mit wärmeleitenden Füllstoff wird auch Wärmepaste genannt.
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Beispielsweise beschreibt die
EP 1 788 031 A1 eine hochwärmeleitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung, umfassend (A) 100 Gewichtsteile einer hitzehärtbaren Polyorganosiloxan-Zusammensetzung und (B) 10-2,000 pbw eines Pulver von metallischem Silicium mit einer mittleren Teilchengröße von 2-100 µm. Diese weist eine hohe thermische Leitfähigkeit, geringe Druckverformung und Stabilität bei erhöhter Temperatur auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Silikonkautschuk-Zusammensetzung und eine Verwendung einer Silikonkautschuk-Zusammensetzung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 10 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine verbesserte Silikonkautschuk-Zusammensetzung, insbesondere für Feuchträumen, bereits gestellt werden kann.
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Allgemein weisen Silikonkautschuke eine Dichte von 1,1 bis 1,3 g/cm3 auf und sind von -60°C bis 200°C elastisch. Silikonkautschuke sind in den gummielastischen Zustand überführbare Massen, welche als Grundpolymere Polyorganosiloxane enthalten und welche die für Vernetzungsreaktionen zugängliche Gruppen aufweisen.
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Die Silikonkautschuk-Zusammensetzung umfasst Silikonkautschuk und thermisch leitfähigen Füllkörner.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mindestens 95% der Füllkörner einen kleineren Durchmesser als 20µm aufweisen.
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Durch die Ausgestaltung der thermisch leitfähigen Füllkörner ist es möglich, sehr große Mengen an Füllkörnern zuzugeben, um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen. Dabei dient das Silikonkautschuk als Bindemittel. Mit der Ausgestaltung der Füllkörner ist es möglich, dass sehr dünne Schichtdicken aus Silikonkautschuk-Zusammensetzung zwischen 10 bis 150 µm erzielt werden können bei gleichzeitig hoher Wärmeleitfähigkeit. Durch die Ausgestaltung ist eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 50 W/mK möglich. Die thermisch leitfähige Zusammensetzung ermöglicht einen schnellen Abtransport von Wärme. Vorteilhafterweise kann die Silikonkautschuk-Zusammensetzung als zumindest teilweiser flexibler Klebstoff in feuchten Räumlichkeiten verwendet werden. Solche Feuchträume sind beispielsweise bei Druckmaschinen vorhanden. Auch können bevorzugt alle Füllkörner einen kleineren Durchmesser als 20 µm aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Füllkörner gleichmäßig im Silikonkautschuk verteilt. Dadurch kann ein sicherer und gleichmäßiger Wärmeabtransport gewährleistet werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Mischverhältnis von Silikonkautschuk zu Füllkörner 1:2 bis 1:20, insbesondere 1:3 bis 1:10, das heißt auf ein Gewichtsanteil Silikonkautschuk kommen drei bis zwanzig Gewichtsanteile Füllkörner. Insbesondere bevorzugt beträgt das Mischverhältnis von Silikonkautschuk zu Füllkörner 1:7, das heißt auf ein Gewichtsanteil Silikonkautschuk kommen sieben Gewichtsanteile Füllkörner. Durch dieses Mischungsverhältnis kann eine sehr hohe Korn-zu-Korn-Berührung erzielt werden, wobei eine Korn-zu-Korn-Berührung der Füllkörner untereinander in dem Silikonkautschuk bedeutet. Dadurch lässt sich eine hohe Wärmeleitfähigkeit über die gesamte Schicht aus Silikonkautschuk-Zusammensetzung erzielen.
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In einer weiteren bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung sind als Füllkörner zumindest teilweise Graphit vorgesehen. Auch können die Füllkörner vollständig aus Graphit sein. Dadurch unterliegt die erfindungsgemäße Silikonkautschuk-Zusammensetzung keiner Korrosion und ist zudem aushärtend ausgestaltet. Diese Silikonkautschuk-Zusammensetzung weist vorteilhafterweise eine elektrische Leitfähigkeit auf.
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In vorteilhafter Ausgestaltung sind als Füllkörner zumindest teilweise Kohlenstoffnanoröhrchen vorgesehen. Kohlenstoffnanoröhren sind kleine röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoff. Die Kohlenstoffnanoröhren können auch in Form von Nanofasern und/oder von Bündeln vorliegen, wodurch die thermische Leitfähigkeit der Silikonkautschuk-Zusammensetzung verstärkt wird. Die Kohlenstoffnanoröhrchen können einwandig, doppelwandig und/oder mehrwandig ausgestaltet sein.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist als Füllkörner zumindest teilweise Diamantenpulver vorgesehen. Natürliche Diamanten weisen keine elektrische Leitfähigkeit auf und können für entsprechende Anwendung in der Druckmaschinen verwendet werden. Die Wärmeleitfähigkeit von Diamant ist zudem sehr hoch. Auch können in der Silikonkautschuk-Zusammensetzung sowohl Graphit als auch Kohlenstoffnanoröhren oder/und Diamantenpulver oder/und andere nicht der Korrosion unterliegende wärmeleitende Materialien als Füllkörner vorgesehen sein.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Verwendung der Silikonkautschuk-Zusammensetzung nach der vorhergehenden Beschreibung bei Druckköpfen, insbesondere zur Kontaktierung von Druckköpfen, in einer Druckmaschine. Die Silikonkautschuk-Zusammensetzung kann die in der Druckmaschine entstehenden Wärme trotz der hohen Feuchtigkeit, welche im Druckbetrieb entsteht, sicher abführen. Dadurch können Wärmestaus vermieden oder reduziert werden.
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Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Rollendruckmaschine;-
- 2 eine Schnittansicht einer Silikonkautschuk-Zusammensetzung.
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Eine Druckmaschine 01 weist beispielsweise zumindest eine Bedruckstoffquelle 100, eine erste Druckeinheit 200, einen ersten Trockner 301 und eine zweite Druckeinheit 400 und bevorzugt zumindest einen zweiten Trockner 331 und eine Nachbearbeitungsvorrichtung 500 auf. Die Druckmaschine 01 ist hier beispielsweise als Rollendruckmaschine ausgebildet. Die Druckmaschine 01 kann jedoch auch als Rotationsdruckmaschine, als Rollen-Rotationsdruckmaschine, als Rollen-Rotations-Tintenstrahldruckmaschine oder anderweitig ausgebildet sein. Im Fall einer Rollen-druckmaschine ist eine Bedruckstoffquelle 100 beispielsweise als Rollenabspulvorrichtung ausgebildet. Im Fall einer Bogendruckmaschine oder Bogen-Rotationsdruckmaschine ist die Bedruckstoffquelle 100 als Bogenanleger ausgebildet. In der Bedruckstoffquelle 100 wird bevorzugt zumindest ein Bedruckstoff 02 ausgerichtet, bevorzugt bezüglich zumindest einer Kante dieses Bedruckstoffs 02. Der Bedruckstoff 02 ist beispielsweise zumindest ein bahnförmiger Bedruckstoff, also eine Bedruckstoffbahn, beispielsweise eine Papierbahn oder eine Textilbahn oder eine Folie, beispielsweise eine Kunststofffolie oder eine Metallfolie. Nach einem Passieren der zumindest einen ersten Druckeinheit 200 durchläuft der Transportweg des Bedruckstoffs 02 den ersten Trockner 301, um die aufgetragene Tinte und/ oder Druckfarbe zu trocknen. Unter Tinte und/oder Druckfarbe ist im Vorangegangenen und im Folgenden allgemein ein Beschichtungsmittel zu verstehen, insbesondere auch ein Lack. Bevorzugt ist der erste Trockner 301 Bestandteil einer Trocknereinheit 300. Innerhalb der ersten Druckeinheit 200 ist zumindest ein erstes Druckwerk 211 angeordnet. Das zumindest eine erste Druckwerk 211 ist bevorzugt in Rotationsrichtung des ersten Zentralzylinders 201 und damit entlang des Transportwegs der Bedruckstoffbahn nach dem ersten Presseur 206 bevorzugt auf den zumindest einen ersten Zentralzylinder 201 einwirkend und/oder einwirkfähig und/oder ausgerichtet und/oder ausrichtbar angeordnet. Das zumindest eine erste Druckwerk 211 ist bevorzugt als ein erstes Tintenstrahldruckwerk ausgebildet genannt. Das zumindest eine erste Druckwerk 211 weist bevorzugt zumindest einen Düsenbalken 213 und weiter bevorzugt mehrere Düsenbalken 213 auf. Das zumindest eine erste Druckwerk 211 und damit die zumindest eine erste Druckeinheit 200 weist bevorzugt den zumindest einen ersten Druckkopf 212 auf, der bevorzugt als Tintenstrahldruckkopf ausgebildet ist. Bevorzugt weist der zumindest eine Düsenbalken 213 jeweils zumindest einen Druckkopf 212 und bevorzugt jeweils mehrere Druckköpfe 212 auf.
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Jeder Druckkopf 212 weist bevorzugt eine Mehrzahl von Düsen auf, aus denen Beschichtungsmitteltropfen, insbesondere Tintentropfen und/oder Druckfarbetropfen ausgestoßen werden und/oder ausstoßbar sind. Die Düsen enden bevorzugt in Düsenöffnungen einer als Düsenfläche ausgebildeten Fläche des jeweiligen zumindest einen Druckkopfs 212. Eine Düsenfläche ist bevorzugt eine Mehrzahl von Düsen, insbesondere Düsenöffnungen von Düsen aufweisende Fläche des zumindest einen Druckkopfs 212. Der zumindest eine Druckkopf 212 arbeitet zur Erzeugung von Beschichtungsmitteltropfen bevorzugt nach dem drop-on-demand-Verfahren, bei dem Beschichtungsmitteltropfen bei Bedarf gezielt erzeugt werden, insbesondere in wählbarer Tropfengröße (Amplitudenmodulation).
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Klebstoffe werden in vielen Druckmaschinenbereichen, wie hier der Druckmaschine 01 und gerade im Bereich des Druckkopfs 212 eingesetzt. Dabei müssen die Klebstoffe jedoch dünn auftragbar sein und zudem zum Einsatz in feuchten Räumlichkeiten ausgestaltet sein. Zudem müssen sie im Bereich des Druckkopfes 212 wärmeleitend ausgestaltet sein.
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2 zeigt eine Schnittansicht einer Schicht 600 aus einer Silikonkautschuk-Zusammensetzung wie sie zur Verwendung in der Druckmaschine 01 (1) geeignet ist. Die Schicht 600 besteht aus Silikonkautschuk 601 als Bindemittel. Zudem umfasst die Schicht 600 Kohlenstoffnanoröhrchen 602 und Graphit 603 als Füllkörner. Mindestens 95% der Füllkörner weisen einen kleineren Durchmesser als 20 µm auf. Das Mischverhältnis von Silikonkautschuk 601 zu Füllkörner beträgt 1 zu 7 Gewichtsanteilen, das heißt es werden 7 Gewichtsanteile Füllkörner pro 1 Gewichtsanteil Silikonkautschuk 601 verwendet. Dadurch lässt sich eine hohe Korn-zu-Korn-Berührung erzielen und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Die Silikonkautschuk-Zusammensetzung lässt in jede beliebige Druckmaschinen einsetzten.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Druckmaschine
- 02
- Bedruckstoff
- 100
- Bedruckstoffquelle
- 200
- Druckeinheit, erste
- 201
- Zentralzylinder
- 206
- Presseur
- 211
- Druckwerk, erstes
- 212
- Druckkopf, erster
- 213
- Düsenbalken
- 300
- Trocknereinheit
- 301
- Trockner, erster
- 331
- Trockner, zweiter
- 400
- Druckeinheit, zweites
- 500
- Nachbearbeitungsvorrichtung
- 600
- Schicht
- 601
- Silikonkautschuk
- 602
- Kohlenstoffnanoröhrchen
- 603
- Graphit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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