DE1187643B - Aufzugsbogen fuer Druckzylinder - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B41n

!Deutsche Kl.: 151-8/03

Nummer: 1187 643

Aktenzeichen: G 37308 VIb/151

Anmeldetag: 20. März 1963

Auslegetag: 25. Februar 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft elastische, kompressible und gegenüber mechanischer Beanspruchung widerstandsfähige Bogen oder Blätter, die in der Drucktechnik und insbesondere als Unterlage auf Druckzylindern beim Buchdruck oder beim Auftreten äußerst starker Drucke verwendet werden können.

In der belgischen Patentschrift 599 219 ist ein als Drucktuch oder Druckunterlage geeignetes kompressibles Blattmaterial beschrieben, welches durch Im- " prägnieren einer stark porösen, verfilzten Faserbahn mit einem elastomeren Material hergestellt wird. Dieses Material ist wegen seiner Porosität »volumenkompressibel«, d. h., es kann ohne wesentliche Vergrößerung seiner seitlichen Abmessungen zusammengedrückt werden. Diese imprägnierten Bogen besitzen zahlreiche, gleichmäßig verteilte, miteinander verbundene, kleine Poren oder Hohlräume, welche von einer festen, verstärkten Faser-Kautschuk-Struktur umgeben sind, und müssen eine Mindest- ao porösität von 37% besitzen, um beim Drucken als gutes Unterlagmaterial oder Drucktuch zu dienen; d.h., in dem Bogen muß nach dem Zusammenpressen um 0,01 mm (der normalerweise beim Druckverfahren auftretenden Kompression) mindestens noch eine Porosität von etwa 37% verbleiben. Diese Eigenschaft des Bogens wird auch als »Restporosität nach einem Zusammendrücken um 0,01 mm« bezeichnet. Diese erwähnten kompressiblen Bogen oder Blätter sind beim Drucken und insbesondere als Offset-Drucktuch oder als Unterlagematerial für Druckzylinder beim Buchdruck gut geeignet.

Derartige Drucktücher müssen ferner einen bestimmten Festigkeitsgrad oder Kompressionswiderstand besitzen, damit der zum Drucken notwendige starke Druck ausgeübt werden kann. Die Festigkeit des imprägnierten Faserbogens kann gemäß der belgischen Patentschrift 599 219 verstärkt werden durch Aushärten des elastomeren Imprägnierungsmittels oder durch Zugabe eines verstärkenden Harzes zum Elastomeren, welches mit dem Elastomeren gewöhnlich durch Vernetzung beim Erwärmen der Mischung chemisch reagiert. Hierfür können alle normalerweise zum Verfestigen oder Verstärken von elastomeren Polymeren benutzten Harze eingesetzt werden, wie z.B. Phenolharze, Aminoharze, Harze mit hohem Styrolgehalt und Epoxyharze.

Das in der belgischen Patentschrift 599 219 beschriebene, stark poröse, imprägnierte Bogenmaterial ergibt als Unterlagsmaterial beim Buchdruck ausgezeichnete Ergebnisse. In vielen Fällen ist die Druck-Aufzugsbogen für Druckzylinder

Anmelder:

W. R. Grace & Co., Cambridge, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. J.-D. Frhr. v. Uexküll,

Patentanwalt,

Hamburg-Hochkamp, Königgrätzstr. 8

Als Erfinder benannt:

John C. Gale, Lexington, Mass.;

William C. Ross, Winchester, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 29. März 1962 (183 367)

qualität erheblich besser als bei Verwendung von herkömmlichen Aufzugsbogen oder von Aufzugsbogen, die aus einem kunststoffbeschichteten Papier bestehen; das Material hat eine wesentlich längere Lebensdauer als gewöhnliche Einsteckbogen und ergibt mehr als 50 Millionen ausgezeichnete Abzüge, bevor die Unterlage oder der Aufzug erneuert werden muß. Ferner ist das Zurichten nicht mehr nötig, und das Material kann die meisten Erschütterungen und Vibrationen der Rotationsdruckmaschinen absorbieren. Einer der auffallendsten Vorteile des neuen Buchdruckaufzugsmaterials besteht darin, daß die Papierbahn während des Drückens nicht mehr reißt, was bislang bei einem plötzlichen Druckanstieg durch einen zwischen die Druckwalzen gelangenden Fremdkörper, z. B. ein Klümpchen aus Überzugsmaterial oder ein kleines Papierteil, erfolgte. Dieses führte zu häufiger Standzeit der Druckmaschinen, zu Papierverlusten und oft zu einer Zerstörung der Druckplatten. Wegen seiner Kompressibilität kann das poröse imprägnierte Bogenmaterial den beim Durchtritt des Fremdkörpers zwischen den Walzen verursachten, zusätzlichen Druck aufnehmen und einen plötzlichen Druckanstieg sowie eine Beschädigung der Papierbahn verhindern.

Dieses kompressible Buchdruckaufzugsmaterial besitzt jedoch den Nachteil, daß es unter dem hohen

509 510/276

Druck und den wiederholten Stoßen ständig seine Dicke verringert oder sich ständig »setzt«. Infolgedessen müssen die Druckmaschinen relativ häufig angehalten werden, besonders wenn zum Ausgleich der Dickenverringerung weiteres Aufzugsmaterial auf den Druckzylinder aufgelegt wurde. Außerdem erfolgt in gewissem Ausmaß eine lokale Verdichtung oder Prägung des Drucktuches.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das stark poröse, kompressible imprägnierte Bogenmaterial derart abzuwandeln, daß dessen Widerstandsfähigkeit gegen das ständige Setzen, Abflachen oder Prägen durch die ständigen plötzlichen Belastungen beim Drucken verstärkt wird.

Es wurde nun gefunden, daß die Widerstands-Fähigkeit eines stark porösen, imprägnierten Bogenmaterials gegen ständige Verdichtung und Prägung unter starkem Druck erheblich gesteigert werden kann durch innerhalb bestimmter Grenzen erfolgende Einstellung der Gesamtmenge an Imprägnierungsmittel im Bogen, der Menge an verstärkendem Harz und der Porosität des imprägnierten Bogens.

Es wurde gefunden, daß das fertige Material, bezogen auf das Gewicht der Fasern in der Bahn, mindestens 25 Gewichtsprozent verstärkendes Harz, z. B. Phenolharz, Aminoharz, Harz mit hohem Styrolgehalt oder Epoxyharz enthalten soll und daß der Gesamtfeststoffgehalt an Imprägnierungsmittel aus Elastomerem und unverstärkendem Harz mindestens 100 Gewichtsprozent der Fasern in der Bahn betragen muß, damit das Produkt die notwendige Widerstandsfähigkeit für ein einwandfreies Arbeiten unter den bisher hohen Drücken beim Buchdruckverfahren besitzt. Ferner darf die Porosität oder das Porenvolumen des imprägnierten Bogens nicht 54% des Volumens des nicht komprimierten Bogens übersteigen.

Das verstärkende Harz kann entweder in Mischung mit dem elastomeren Imprägnierungsmittel in die Bahn eingebracht werden oder in einem getrennten Imprägnierungsschritt, und zwar vor oder nach dem Imprägnieren mit dem elastomeren Material. Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Bahn erst mit dem elastomeren Material imprägniert, getrocknet und dann die getrocknete Bahn mit einem verstärkenden Harz imprägniert wird.

Das erfindungsgemäße Material besteht daher aus einer porösen, verfilzten Faserbahn oder einem Wirrfaservlies mit geringer Dichte, welche mit einem elastomeren Material und einem verstärkenden Harz imprägniert ist, wobei die Gesamtmenge an festem Imprägnierungsmittel in der Bahn mindestens 100 Gewichtsprozent der Fasern in der Bahn und die Menge des verstärkenden Harzes mindestens etwa 25 °/o des Gewichtes der Fasern in der Bahn beträgt und die Porosität der fertigen imprägnierten Bahn nicht größer als 54% ihres Gesamtvolumens ist. Vorzugsweise enthält der stark poröse Faserbogen zwei Schichten aus imprägnierenden Feststoffen, wobei die erste Schicht aus einem elastomeren Material besteht und die zweite Schicht aus einem verstärkenden Harz besteht und innerhalb der gesamten Bahn über der ersten Schicht liegt.

Die erste Schicht kann auf Wunsch bereits etwas verstärkendes Harz in Mischung mit dem elastomeren Imprägnierungsmittel enthalten, um das elastomere Imprägnierungsmittel zu härten.

Die Porosität des imprägnierten Bogens kann in einem ziemlich weiten Bereich schwanken, darf jedoch nicht 54% des Bahnvolumens überschreiten; sie kann jedoch erheblich niedriger sein, solange der Bogen eine genügende Kompressibilität aufweist, um die hohen Drücke während des Drückens und insbesondere die raschen Druckschwankungen zu absorbieren, die durch die Ungleichmäßigkeit der Druckplatten oder -walzen oder durch Papierfalten oder Fremdkörper auf der Papierbahn verursacht werden. Es wurde gefunden, daß die Porosität der fertigen, imprägnierten Bahn ohne wesentliche Beeinträchtigung der Kompressibilität bis zu 40% verringert werden kann.

Die Gesamtmenge an Imprägnierungsmittel kann ebenfalls schwanken und reicht von dem Mindestwert von 100% der Fasermenge bis zu 130 oder 140 Gewichtsprozent und mehr. Die Höchstmenge der Imprägniermittel wird nur von praktischen Erwägungen und der Notwendigkeit bestimmt, die Porosität des imprägnierten Bogens innerhalb der angegebenen Grenzen zu halten. Die auf das Fasergewicht bezogene Harzmenge reicht von dem Mindestwert von 25 bis zu 50 oder sogar 60 Gewichtsprozent, wobei der Höchstwert im wesentlichen durch die Porosität des imprägnierten Bogens und durch praktische Erwägungen bestimmt wird, wie z. B. die Sprödigkeit des fertigen Bogens, die unter bestimmten Druckbedingungen die Handhabung erschwert.

Die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bogens verwendete verfilzte Faserbahn muß eine hochporöse offene Struktur, d. h. eine niedrige Dichte besitzen, so daß der imprägnierte Bogen die gewünschte hohe Porosität besitzt. Die Dichte der Faserbahn wird im folgenden angegeben durch das Riesgewicht in Kilogramm (das Gewicht von 500 Bogen der Größe 61,4 · 92 cm dividiert durch die Dicke in Millimeter. Im allgemeinen sind Faserbahnen mit einer Dichte von 57 bis 75 kg Riesgewicht je Millimeter Dicke geeignet; es können auch Bahnen mit höherer Dichte von z. B. 88,5 oder 104 kg/mm verwendet werden, wenn eine zu starke Verdichtung der imprägnierten Bahn sorgfältig vermieden wird. Man kann auch Bahnen mit geringerer Dichte von z. B. 53 kg/mm verwenden, solange man die sehr schlaffen Bahnen noch handhaben und sättigen kann. Das Gewicht der Faserbahn kann innerhalb eines relativ großen Bereiches variiert werden. Da bei einer gegebenen Dichte die Dicke des Bogens seinem Riesgewicht direkt proportional ist, kann man durch Veränderung des Riesgewichtes der Faserbahn die Änderung der Dicke und der Porosität des fertigen imprägnierten Bogens regeln. Für die meisten Druckzwecke und für die heute üblichen Maschineneinstellungen wird ein Riesgewicht zwischen etwa 50 und 54 kg bevorzugt, obwohl man auch mit einem Riesgewicht von 36 oder 108 kg annehmbare imprägnierte Bogen herstellen kann. Es ist wesentlich, daß die Faserbahn eine einheitliche, gleichmäßige Struktur besitzt.

Zur Herstellung des erfindungsgemäß kompressiblen Materials können Wirrfaservliese der Faserbahnen aus den üblichen Fasern verwendet werden, wie z.B. aus natürlichen Fasern, wie Holz oder Baumwolle, aus regenerierter Zellulose wie Rayon oder aus Kunstfasern wie Polyamid oder Acrylnitril-Vinylchlorid-Copolymer oder aus geeigneten Faser-

kombinationen. Außer den normalerweise mit Wasser verfilzten Faserbahnen können auch mit Luft verfilzte Produkte verwendet werden, sofern sie die notwendige niedrige Dichte und gleichmäßige Struktur besitzen.

Als elastomeres Imprägnierungsmittel können beliebige kautschukartige Polymere in Lösung oder in wäßriger Dispersion verwendet werden, z. B. natürlicher Kautschuk oder ein beliebiger bekannter synthetischer Kautschuk, wie z. B, Isopren, Butadienpolymere oder Copolymere, ein Produkt, das von der Fa. E. J. du Pont de Nemours unter der ihr geschützten Bezeichnung »Neopren« vertrieben wird, oder Polyacrylate. Das kautschukartige Polymere muß zur Erhöhung seiner Festigkeit, Elastizität und Lösungsmittelbeständigkeit entsprechend modifiziert sein, z. B. durch Zusatz bekannter Vulkanisier- oder Vernetzungsmittel. Wenn jedoch ein verstärkendes Harz mit dem Elastomeren vermischt wird, genügt meist die beim Erhitzen der Mischung eintretende ao Reaktion bzw. das sogenannte »Härten«, um dem elastomeren Imprägnierungsmittel die gewünschte Festigkeit, Elastizität und Lösungsmittelbeständigkeit zu verleihen.

Als verstärkende Harze können übliche zur Ver-Stärkung und Verfestigung von kautschukartigen Polymeren benutzte Harze verwendet werden, z. B. Formalformaldehydharze, Aminoharze, d. h. Kondensationsprodukte von Harnstoff, Thioharnstoff, Anilin oder Melamin mit Formaldehyd, Copolymere mit hohem Styrolgehalt, wie z. B. Styrolbutadiencopolymere mit einem Styrolgehalt von mehr als 50%, Styrol sowie Polystyrol und Epoxyharze. Das verstärkende Harz kann entweder in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder in Wasser oder organischer Flüssigkeit dispergiert eingesetzt werden. Wenn das Harz mit dem Elastomeren zusammen zugegeben wird, muß es natürlich in einer mit der Lösung oder Dispersion des verwendeten Elastomeren verträglichen Form vorliegen.

Wie erwähnt, werden besonders günstige Ergebnisse erzielt, wenn das Wirrfaservlies erst mit dem gewöhnlich als wäßrige Dispersion oder als Latex vorliegenden Elastomeren und dann mit dem verstärkenden Harz imprägniert wird. Der zweite Imprägnierungsschritt kann erfolgen, indem man den mit dem Elastomeren imprägnierten Bogen entweder durch ein Bad mit der Harzlösung oder Harzdispersion durchführt oder die harzhaltige Flüssigkeit auf die Oberseite des Bogens aufbringt und in die noch verbliebenen Hohlräume oder Poren eindringen läßt. Der Bogen kann nach der ersten Imprägnierung teilweise oder vollständig getrocknet werden, um das erste Imprägnierungsmittel besser zu verfestigen und das zweite Imprägnierungsmittel schneller im Bogen aufzunehmen.

Der mit dem Elastomeren imprägnierte Bogen kann vor dem Aufbringen des zweiten Imprägnierungsmittels auf Wunsch teilweise ausgehärtet werden, obwohl man im allgemeinen bei dieser Verfahrensstufe das Material nur so weit erhitzt, daß es trocknet und relativ gering ausgehärtet wird. Das vollständige Aushärten des elastomeren Imprägnierungsmittels erfolgt, wenn das Material zur Aushärtung des beim zweiten Imprägnierungsschritt aufgebrachten Harzes erhitzt wird. Während des Aushärtens kann zur Erzielung der gewünschten Porosität in dem fertigen Bogen gegebenenfalls ein leichter Druck angewendet werden. Es ist häufig wünschenswert, das imprägnierte Material vor dem Aushärten entweder zwischen den Imprägnierungen oder anschließend an die zweite Imprägnierung zu kalandrieren, um eine möglichst gleichmäßige Stärke des Materials zu erzielen und die gewünschte Endporosität zu erreichen. Es muß jedoch dafür gesorgt werden, daß weder beim Kalandrieren noch beim Härten unter Druck unerwünscht hohe Drücke angewendet werden, um eine übermäßige Verdichtung des Bogens und eine Herabsetzung der Porosität unter etwa 40% zu vermeiden.

Obwohl der endgültige Test für die Widerstandsfähigkeit eines imprägnierten Bogens gegen Verdichtung und Prägung unter hohem Druck in seinem Verhalten als Aufzugsmaterial auf einer Buchdruckmaschine besteht, hat es sich als notwendig erwiesen, einen Laboratoriumstest für die Schlagfestigkeit zu entwickeln, um die Materialproben vor der Untersuchung unter praktischen Bedingungen zu beurteilen. Aus diesem Grunde wurde ein Schlagfestigkeitstest entwickelt, welcher dem wirklichen Verhalten des Aufzugsmaterials unter Druckbedingungen bei hohen Drücken ausgezeichnet entspricht und deutlich die Auswirkung einer Mengenänderung an Imprägnierungsmittel und Änderung der Porosität des fertigen imprägnierten Bogens zeigt.

Schlagfestigkeit

Ein viereckiges Metallführungsrohr mit einem Innendurchmesser von etwa 21,2 mm wurde senkrecht in einen starken Metallrahmen eingebaut, so daß das Rohr über jeden beliebigen Bereich des zu untersuchenden Bogens gebracht werden konnte. Das Führungsrohr hatte auf einer Seite einen senkrechten Schlitz, durch welchen ein kleiner waagerechter Zapfen eingeschoben war. Dieser Zapfen diente als Auflage für ein durch das Rohr von oben eingeführtes zylindrisches Gewicht. Der Zapfen konnte in senkrechter Richtung verschoben werden, um die Höhe des Gewichtes über der Probe einzustellen, und konnte dann zurückgezogen werden, so daß das Gewicht durch das Rohr frei herabfiel und den zu testenden Bogen traf.

Das zur Untersuchung des Buchdruckaufzugsmaterials verwendete zylindrische Gewicht war 17,9 cm lang, hatte einen Durchmesser von 21,2 mm, wog 453 g und hatte eine 2,2 mm hohe Aufprallfläche mit einem Durchmesser von 19,2 mm.

Die Eignung verschiedener imprägnierter Bogen als Unterlage oder Aufzugsmaterial beim Buchdruck wurde auf folgende Weise bestimmt:

Man ließ das Gewicht durch das Führungsrohr aus einer Höhe von 30,6 cm zehnmal in rascher Folge mit der Aufprallfläche nach unten jedesmal auf die gleiche Stelle des Probebogens fallen. Unmittelbar danach wurde die Dicke des Bogens gemessen und die Dickenminderung in Prozent gegenüber der ursprünglichen vor dem Versuch gemessenen Dicke berechnet. Zahlreiche Laboratoriums-Schlagfestigkeitsversuche und das Verhalten der kompressiblen imprägnierten Bogen beim Drucken zeigten, daß die nach dem oben beschriebenen Test gemessene Dickenminderung unter Schlageinwirkung ein gutes Maß für die Eignung des Materials als Buchdruckaufzugsoder -Unterlagmaterial ist.

Eine Dickenminderung unter Schlageinwirkung von weniger als etwa 6 %> zeigt, daß der imprägnierte

Bogen eine zufriedenstellende Widerstandsfähigkeit gegen Verdichtung und Prägung besitzt, während eine Dickenminderung von 4 bis 5 % ein Material mit überlegener Schlagfestigkeit anzeigt. Diese Werte wurden ebenso wie die der folgenden Beispiele und Tabellen an nicht beschichteten Bogenmaterialien erhalten. Buchdruckaufzugsmaterialien oder Unterlagblätter werden normalerweise mit einem festen, lösungsmittelbeständigen Polymeren überzogen. Das beschichtete Material ist gegen Verdichtung etwas widerstandsfähiger als das unverdichtete und würde bei dem vorstehend geschilderten Test einen etwas geringeren Schlagverlust zeigen.

Im folgenden soll die Erfindung durch Beispiele erläutert werden, wobei alle Mengenangaben Gewichtsangaben sind.

Beispiel 1

Ein merzerisiertes Papier aus Baumwoll-Linters mit einem Riesgewicht von 54,5 kg und einer Dichte ao von 69 wurde mit einer Latex aus Butadien-Acrylnitril-Copolymerem, zu welchem 20 Gewichtsteile Melaminharz je 100 Teile Copolymerfeststoff zugesetzt waren, imprägniert. Der Gesamtfeststoffgehalt der Imprägniermischung betrug 34,5 %. Die überschüssige Latex wurde aus dem Bogen abgequetscht; die verbliebene Feststoffmenge an Imprägniermittel betrug 83 % des Fasergewichtes und bestand aus 12,5 °/o Melaminharz, 62,2 % Copolymerem und 8,3% Stabilisatoren, Antioxydantien und wärmeempfindlichem Koagulationsmittel. Der imprägnierte Bogen wurde dann getrocknet, zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke leicht kalandriert und 4 Minuten auf 159° C erhitzt, um die Mischung aus Harz und Copolymeren teilweise auszuhärten.

Eine Äthanollösung einer ungehärteten Epoxyharzmischung aus 50 Teilen Diglycidyläther-Epoxyharz und 50 Teilen Polyamidharz mit freien Aminogruppen als Härtungsmittel mit einen! Feststoffgehalt von 15 % wurde mit einer Rakel auf die Oberfläche des imprägnierten Bogens aufgetragen, worauf man die Lösung vollständig in den Bogen eindringen ließ. Nach Entfernung des Lösungsmittels wurde auf eine Seite des doppelt imprägnierten Bogens eine 0,125 mm starke Schicht aus in Toluol gelöstem, härtbarem Acrylnitrilkautschuk aufgebracht und der beschichtete Bogen 10 Minuten in einer Presse unter leichtem Druck bei 149° C ausgehärtet, wobei alle Bestandteile des Bogens endgültig ausgehärtet wurden und die Dicke des Bogens einschließlich der Beschichtung von 0,77 auf 0,74 mm abnahm.

Der imprägnierte Bogen enthielt, bezogen auf das Fasergewicht, 26 °/o Epoxyharz, welches gleichmäßig im gesamten Körper der Bahn als zweite Imprägnierungsmittelschicht über der ersten Schicht aus kautschukartigem Butadien-Acrylnitril-Copolymerem verteilt war. Der Gesamtgehalt des Bogens an Imprägnierungsmittel als Ergebnis beider Imprägnierungen betrug 109 % des Fasergewichtes, und der Gesamtharzgehalt aus Melamin und Epoxyharz betrug 38,5 %>. Die Porosität des fertigen imprägnierten Bogens wurde zu 50 % bestimmt.

Die Dickenminderung bei wiederholter Schlageinwirkung wurde nach dem beschriebenen Mehrfachschlagtest zu 3,9 °/o bestimmt. Ein nach dem gleichen Verfahren hergestellter, aber unbeschichteter Bogen mit gleicher Imprägnierungsmittelmenge zeigte eine Dickenminderung von etwa 5 %. Der beschichtete imprägnierte Bogen zeigte eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Verdichtung und ergab ausgezeichnete Drucke bei Verwendung als Unterlage oder Aufzugsmaterial auf dem Druckzylinder einer Rotationspresse.

Beispiel 2

Der erste Imprägnierungsschritt des Beispiels 1 wurde wiederholt, das Material anschließend getrocknet und in der Presse gehärtet. Die im Bogen vorhandene Gesamtmenge an Imprägnierungsmittel betrug 83 % des Fasergewichtes und der Gesamtharzgehalt 12,5 %. Die Porosität des Bogens betrug 56«/».

Die Dickenminderung des Bogens nach dem Schlagfestigkeitstest betrug 8,2 %. Der Bogen wurde mit einer dünnen Schutzschicht aus Acrylnitrilkautschuk beschichtet und als Aufzugsmaterial auf dem Druckzylinder einer Rotationspresse verwendet.

Obgleich die Kompressibilität und das Dämpfungsverhalten ausgezeichnet waren, zeigte der Bogen unter der ständig wiederholten Schlagbeanspruchung beim Drucken eine starke und zunehmende Verdichtung.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde mit einem Papier mit einem Riesgewicht von 53 kg, einer Dichte von 69 kg/mm und einer Latex mit einem 50%igen Feststoffgehalt an Butadien-Acrylnitril-Copolymerem, welcher einen Katalysator zur Beschleunigung der Vernetzung beim Erhitzen enthielt, wiederholt. Nach dem einzigen Imprägnierungsschritt enthielt die Bahn eine Gesamtmenge von 110 % des Fasergewichtes an kautschukartigem Polymerem. Es war kein Harz vorhanden. Die Porosität des gehärteten imprägnierten Bogens betrug 52 %. Der Schlagfestigkeitstest ergab eine Dickenminderung von 10,6 °/o.

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels 3 wurde wiederholt, wobei jedoch jetzt die Latex mit 30 Teilen Melaminharz auf 100 Teile Copolymer-Feststoffe vermischt wurde. Die Gesamtmenge der in dem einzigen Imprägnierungsschritt auf den Bogen aufgebrachten Imprägnierungsfeststoffe betrug 115 % des Fasergewichtes und die Harzmenge im Bogen 26 % des Fasergewichtes. Die Porosität des fertigen Bogens betrug 52%. Beim Schlagfestigkeitstest ergab sich eine Dickenminderung von 4 %.

Beispiel 5

Für die erste Imprägnierungsstufe wurde das Verfahren des Beispiels 4 befolgt, wobei 94% Elastomerfeststoffe in den Bogen eingebracht wurden. Danach wurde der getrocknete imprägnierte Bogen durch eine 35%ige wäßrige Melaminharzlösung geführt und erneut imprägniert. Der Bogen wurde getrocknet und gemäß Beispiel 1 in der Presse gehärtet. Der zweifach imprägnierte Bogen hatte einen Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel von 130 % des Fasergewichtes und einen Harzgehalt von 36 %. Die Porosität betrug 47 % und die Dickenminderung im Schlagfestigkeitstest 3,4 %.

Beispiel 6 Beispiel 9

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit einem Papier mit einem Riesgewicht von 53 kg und einer Dichte von 69 kg/mm wiederholt. Bei der zweiten Imprägnierung wurde der Bogen durch eine wäßrige Phenolformaldehydharzlösung mit einem Feststoffgehalt von 20 % durchgeführt. Nach dem Trocknen und Aushärten in der Presse hatte der imprägnierte Bogen, bezogen auf das Fasergewicht, einen Phenolharzgehalt von 31 %, einen Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel von 114 % und einen Gesamtharzgehalt aus Melamin- und Phenolharz von 43,5 %. Die Porosität des Bogens betrug 44% und die Dickenminderung im Schlagfestigkeitsversuch 5,8 %.

Beispiel 7

Ein Papier aus Baumwoll-Linters mit einem Riesgewicht von 53,2 kg und einer Dichte von 69 kg/mm so wurde in zwei gleich große Bogen geteilt. Der Bogen A wurde in einem Bad aus einer Äthanollösung einer ungehärteten Epoxyharz-Polyamid-Mischung mit einem Feststoffgehalt von 15% imprägniert und hatte, bezogen auf das Fasergewicht, 17,5 °/o Harzfeststoffe aufgenommen. Nach dem Trocknen und teilweise Aushärten des Epoxyharzes wurde der Bogen in einem Bad aus der Latex-Melamin-Mischung des Beispiels 1 imprägniert, wobei 93,5 % Feststoffe aufgenommen wurden, von denen 14 % Melaminharz waren. Der imprägnierte Bogen wurde getrocknet und in der Presse ausgehärtet. Der Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel im zweifach imprägnierten Bogen betrug 111 %, der Gesamtharzgehalt 31,5 %, die Porosität 53% und die Dickenminderung im Schlagfestigkeitstest 6,1 %.

Der Bogen B wurde zunächst im Latex-Melamin-Bad imprägniert, getrocknet und dann durch die Epoxyharzlösung geführt und dabei erneut imprägniert, dann getrocknet und gehärtet. Der Bogen hatte bei der ersten Imprägnierung einen Feststoffgehalt an Imprägnierungsmittel von 97 % aufgenommen, von denen 14,5 *% Melaminharz waren. Durch die zweite Imprägnierung wurden, bezogen auf das Fasergewicht, 12% Epoxyharz aufgebracht. Der Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel betrug 109%, der Gesamtharzgehalt 26,5%, die Porosität 52% und die Dickenminderung im Schlagfestigkeitstest 5,5 %.

Ein Vergleich der Bogen A und B zeigt, daß durch Einführung der zusätzlichen Menge an verstärkendem Harz beim zweiten Imprägnierungsschritt eine etwas größere Schlagfestigkeit im imprägnierten Bogen erzeugt wird. Der Bogen A, bei dem das Epoxyharz zuerst eingeführt wurde, hatte eine wahrnehmbar geringere Schlagfestigkeit, obwohl sowohl sein Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel als auch sein Harzgehalt etwas höher lagen als beim Bogen B.

Beispiel 8

60

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch jetzt ein Papier mit einem Riesgewicht von 50,8 kg und einer Dichte von 69 kg/mm verwendet wurde. Der Gesamtgehalt an Imprägnierungs- 6g mittel betrug 118%, der Gesamtharzgehalt 44%, die Porosität 52% und die Dickenminderung im Schlagfestigkeitstest 5,3 %.

Ein Holzzellstoffpapier mit einem Riesgewicht von 36,2 kg und einer Dichte von 76,1 kg/mm wurde in einem Acrylnitril-Latex-Bad, welches zum Aushärten noch Zinkoxyd enthielt, bis zu einem Latexfeststoffgehalt von 62 % imprägniert. Der getrocknete und teilweise gehärtete Bogen wurde in einer wäßrigen Lösung einer Harzmischung aus 100 Teilen Epoxyharz, 50 Teilen Melaminharz und 8 Teilen Zinkfluoroboratkatalysator mit einem Feststoffgehalt von 37 % erneut imprägniert. Dabei wurden, bezogen auf das Fasergewicht, 58% Harz aufgenommen. Der imprägnierte Bogen wurde getrocknet und in der Presse gehärtet. Der fertige Bogen hatte einen Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel von 120%, einen Harzgehalt von 58 %, eine Porosität von 42 °/o und eine Dickenminderung im Schlagfestigkeitstest von 5,2%.

Beispiel 10

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit einem Baumwoll-Linterspapier mit einem Riesgewicht von 53 kg und einer Dichte von 65,5 kg/mm wiederholt. Das Papier wurde mit einer Neopren-Latex-Mischung mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 32%, welche einen Stabilisator, ein Antioxydans und Zinkoxyd als Härter enthielt, imprägniert. Der imprägnierte Bogen wurde getrocknet, leicht kalandriert und durch ein Äthanolbad mit ungehärteter Epoxyharzmischung gemäß Beispiel 1 mit einem Feststoffgehalt von 24 % geleitet und dabei erneut imprägniert. Nach dem Trocknen und Aushärten in der Presse betrug der Gehalt an Neoprenfeststoffen, bezogen auf das Fasergewicht, 70% und an Epoxyharz 33,5%, so daß der Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel 103,5 % ausmachte. Die Porosität des Bogens betrug 50 % und die Dickenminderung im Schlagfestigkeitstest 5,1 %.

Diese Beispiele zeigen, daß sowohl der Gesamtgehalt an Imprägnierungsmitteln als auch der Harzgehalt des porösen imprägnierten Bogenmaterials einen entscheidenden Einfluß auf die Schlagfestigkeit des fertigen Bogens besitzt. Das verstärkende Harz kann mit der Latex oder in einem eigenen Imprägnierungsschritt vorzugsweise nach der Imprägnierung mit dem Elastomeren zugegeben werden. Das verstärkende Harz kann auf Wunsch die üblichen VuI-kanisiermittel in dem elastomeren Imprägnierungsmittel ersetzen, oder das elastomere Imprägnierungsmittel kann zusätzlich zu der Wirkung des verstärkenden Harzes gehärtet oder vernetzt werden.

Es wurde die Schlagfestigkeit bei mehreren porösen imprägnierten Bogen mit verschiedenem Gesamtgehalt an Imprägnierungsmittel und Harzgehalt bestimmt. Die Proben unterschieden sich erheblich, und zwar je nach dem verwendeten verstärkenden Harz, dessen Aufbringung in Mischung mit dem elastomeren Imprägnierungsmittel oder in einem gesonderten Imprägnierungsschritt und schließlich durch die Porosität des fertigen Bogens. Trotz dieser Unterschiede war deutlich, daß der Bogen, bezogen auf das Fasergewicht, einen Gesamtgehalt an festen Imprägnierungsmitteln von etwa 100% und einen Harzgehalt von mindestens 25 % aufweisen muß, um die gewünschte geringe Dickenminderung unter Schlageinwirkung von weniger als etwa 6 % zu er-

509 510/276

zielen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

	Beispiel	Gesamtgebalt	Gesamtgehalt	Dicken
		an Im	an Harz	minderung
V Cl 3 UVrIl Mr		prägnierungs		unter Schlag
lrtl.	3	mittel	in «/ο	einwirkung
	2	in Vo	0	in°/o
1	—	110	12,5	10,6
2	—	83	10,5	8,2
3	—	101	26	6,9
4	7B	96	33	6,7
5	—	87	26,5	6,6
6	8	109	45	5,5
7	9	115	44	5,4
8	10	118	58	5,3
9		120	33,5	5,2
10		103,5	42	5,1
11	■	114	34	4,9
12	4	110	50	4,1
13	5	110	26	4,0
14	115	36	4,0
15	130	3,4

Die Porosität des fertigen imprägnierten Bogens hat ebenfalls einen bedeutenden Einfluß auf seine Schlagfestigkeit. Die Porosität des Bogens ist von vielen Faktoren abhängig, einschließlich der Dichte der verfilzten Faserbahn, der Menge des in die Bahn eingeführten Imprägnierungsmittels und dem Ausmaß der Verdichtung der Bahn während des Härtens. Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Bogen mit hoher Schlagfestigkeit zusätzlich zu den geforderten Gehalten an Harz und Gesamtimprägnierungsmittel eine Porosität innerhalb eines engen und wohl-.'definierten Bereiches aufweisen müssen. Die beste Schlagfestigkeit wird erhalten, wenn die Porosität der Bogen zwischen etwa 40 und 52 % des Gesamtvolumens des fertigen Bogens beträgt. In einigen Fällen kann die Porosität diese Zahlen überschreiten, ohne die Schlagfestigkeit ungebührlich herabzusetzen. Bogen mit einer Porosität von 53% und sogar geringfügig darüber ergaben zufriedenstellende Ergebnisse. In keinem Fall war es jedoch möglich,

,einen Bogen mit einer Porosität von mehr als 54 °/o herzustellen, der eine zufriedenstellende Schlagfestigkeit aufwies.

Die erfindungsgemäßen porösen imprägnierten Bogen, in denen der Gesamtgehalt an Imprägnie-

:rüngsmitteln der Harzgehalt und die Porosität in der !vorstehend beschriebenen Weise geregelt sind, erweisen sich bei der Verwendung als Aufzugsmaterial oder Unterlage auf den Druckzylindern von Buchdruckpressen als ausgezeichnet. Sie sind besonders geeignet für die in der Drucktechnik zunehmend an 'Bedeutung gewinnenden Rotationsdruckverfahren mit ,besonders hohen Drücken.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Aufzugsbogen für Druckzylinder, gekennzeichnet durch eine mit einem Elastomeren und einem verstärkenden Harz imprägnierte, poröse, verfilzte Faserbahn mit geringer Dichte, welche, bezogen auf das Fasergewicht, etwa 25 bis 60 % Harz und insgesamt mindestens etwa 100 Vo Imprägnierungsmittel enthält und ein Porenvolumen von etwa 40 bis 54 % aufweist.

2. Bogenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkende Harz ein , Phenolharz, ein Aminoharz, ein Epoxyharz oder ein Harz mit hohem Styrolgehalt ist.

3. Bogenmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere und das Harz in der imprägnierten Bahn innig gemischt sind.

4. Bogenmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkende Harz ein Melaminharz ist.

5. Bogenmaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere als

ao erste Imprägnierungsschicht in der gesamten Bahn von einer zweiten Imprägnierungsschicht aus verstärkendem Harz überlagert ist.

6. Bogenmaterial nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere in der ersten Schicht eine Mischung aus Elastomeren (kautschukartigen) und harzartigen Polymeren ist.

7. Bogenmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere in der ersten Schicht eine Mischung aus Butadien-Acrylnitril-Copolymerem und einem Melaminharz und das verstärkende Harz in der zweiten Schicht ein Epoxyharz ist und daß, bezogen auf das Fasergewicht, etwa 25 bis 50 % Harz und insgesamt etwa 100 bis 130 Vo Imprägnierungsmittel vorhanden sind und das Porenvolumen etwa 40 bis 52 % beträgt.

8. Verfahren zur Herstellung von imprägniertem Bogenmaterial für Druckzwecke gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse verfilzte Faserbahn mit geringer Dichte in getrennten Stufen mit einem Elastomeren und mit einem Harz imprägniert und zur Härtung der beiden Imprägnierungsmittel erwärmt wird, wobei, bezogen auf das Fasergewicht, etwa 25 bis 60 % Harz und insgesamt mindestens 100 Vo Imprägnierungsmittel eingebracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere in der ersten Stufe eingebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in der ersten Stufe eingebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn nach der ersten Stufe wenigstens teilweise getrocknet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn nach der ersten Stufe unter teilweiser Härtung des Imprägnierungsmittels erwärmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn nach der ersten Stufe kalandriert wird.

509 510/276 2.65 © Bundesdruckerei Berlin