DE1259359B

DE1259359B - Offset-Drucktuch

Info

Publication number: DE1259359B
Application number: DEG31765A
Authority: DE
Inventors: William C Ross
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1958-10-16
Filing date: 1961-03-06
Publication date: 1968-01-25
Also published as: FR1277728A; NL262963A; BE583653A; GB936206A; DE1242643B; US3147698A; CH426903A; GB947602A; FR1239519A; CH467169A; NL244435A

Description

BONDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B41n

Deutsche KL: 151-8/03

Nummer: 1259 359

Aktenzeichen: G 31765 VIb/151

Anmeldetag: 6. März 1961

Auslegetag: 25. Januar 1968

Die Erfindung betrifft ein Drucktuch aus einer partiell mit elastomerem Material imprägnierten, reversibel volumenkompressiblen Faserbahn mit einer gleichmäßig verteilten Porosität gemäß Patentanmeldung G 28126 VIb/151, welches insbesondere für Offset-Drucktücher und als Packungs- und Unterlagematerial geeignet ist.

Beim Offsetdruck wird mit einem auf seiner Umf angsfläche mit einer Druckplatte versehenen Plattenzylinder, einem mit einem Gummidrucktuch be- ίο spannten Offsetzylinder und einem Andruckzylinder gearbeitet, wobei die Zylinder so angeordnet sind, daß das zu druckende Bild von der eingefärbten Druckplatte zunächst auf das Drucktuch und von diesem auf das zwischen dem Offsetzylinder und dem Andruckzylinder hindurchgeführte zu bedruckende Material übertragen wird. Der Abstand zwischen dem Offsetzylinder und dem Andruckzylinder wird normalerweise so eingestellt, daß das Drucktuch beim Durchführen durch die Zylinder eine Dickenverminderung oder Kompression um etwa 0,05 bis 0,1 mm erfährt. Dies ist erforderlich, um Unebenheiten im Papier, der Druckplatte und den Zylindern auszugleichen und die gesamte Oberfläche des Drucktuches gleichmäßig an das zu bedruckende Material anzudrücken. Sowohl die Dicke der Drucktücher als auch ihre Kompression im Betrieb werden durch die Konstruktion der modernen Offsetdruckpressen bestimmt. Je nach Art der Presse liegt die Dicke des Drucktuches normalerweise zwischen 1,4 und 1,9 mm. Die Kompression ist bei allen Druckpressen einheitlich und liegt zwischen etwa 0,05 und 0,1 mm.

Zur Erzielung guter Abdrucke muß das Drucktuch mit einem bestimmten Mindestandruck gegen die Druckplatte und das zu bedruckende Material angepreßt werden. Beim modernen Offsetdruck wird üblicherweise mit einem Arbeitsdruck zwischen 2,8 und 7,1 kg/cm² gearbeitet. Die obere Grenze soll möglichst nicht überschritten werden, da höhere Drücke Verzerrungen des Druckes und übermäßige Abnutzung der Druckplatten und des Drucktuches bewirken.

Eine der Hauptschwierigkeiten beim Offsetdruck ist die Einhaltung eines während des Druckvorganges über den gesamten Bereich des Drucktuches gleichmäßigen Druckes, da andernfalls ungleichmäßige, verzerrte und minderwertige Druckerzeugnisse erhalten werden.

Das Offset-Drucktuch soll die Druckfarbe von der Druckplatte auf das zu bedruckende Material übertragen. Hierzu muß das Drucktuch eine farbannehmende, gegen die Bestandteile der Druckfarbe bestän-Offset-Drucktuch

Zusatz zur Anmeldung: G 28126 VI b/151 Auslegeschrift 1242 643

Anmelder:

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

Vertreter:

Dr. rer. nat. J. D. Frhr. v. Uexküll, Patentanwalt,

2000 Hamburg-Hochkamp, Königgrätzstr. 8

Als Erfinder benannt:

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

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. November 1960
(70125)

dige Oberfläche besitzen, bei normalen Andrucken eine Kompression um 0,05 bis 0,1 mm zeigen und hinreichend elastisch sein, um nach dem Durchtritt durch die Zylinder rasch seine ursprüngliche Dicke wieder anzunehmen.

Wie in der Hauptpatentanmeldung ausführlich dargelegt wurde, sind die bisher verwendeten Drucktücher mit einer Unterlage aus festem, nicht dehnbarem Gewebe und einer darauf aufgebrachten Schicht aus weichem Gummi zwar elastisch und wenig dehnbar, ergeben jedoch wegen der mangelnden Volumenkompressibilität der Gummischicht lokal unterschiedliche Drücke und infolge des bei der elastischen Verformung des Gummis eintretenden seitlichen »Kriechens« Verschmierungen des Druckbildes.

Die bisher bekannten volumenkompressiblen Drucktücher mit einer Schwammgummischicht oder einer Unterlageschicht aus Löschpapier sind zu weich und ergeben wegen zu geringer Elastizität nur ungenügende Drücke. Die ferner bereits vorgeschlagenen Drucktücher mit an der Drucktuchunterseite angeordneten Gumminäpfen sind zu aufwendig und er-

709 720/345

1 259 395

3 4

geben keine hinreichende gleichmäßige Druckver- Faserbahnen, d. h. solche mit größerer Dicke des

teilung. Papiers, noch bei unter 49 Volumprozent liegender

In der Hauptpatentanmeldung wurde zur Über- Anfangsporosität gute Druckergebnisse liefern,
windung der vorstehend beschriebenen Schwierig- Insgesamt wurde festgestellt, daß das beste Krikeiten und zur Erzielung weiterer Vorteile ein Druck- 5 terium für die Eignung einer bestimmten, partiell tuch vorgeschlagen, welches als volumenkompressible imprägnierten Faserbahn in der nach einer Kompres-Schicht eine partiell imprägnierte, reversibel volumen- sion um 0,1 mm verbleibenden Restporosität besteht, !compressible Faserbahn mit gleichmäßiger Porosität Die kritische Grenze der Restporosität ist dabei von aufweist und dadurch die Unebenheiten sowohl der Unterschieden im Gewicht, der Dicke, dem Imprä-Druckplatten, der Presse und des zu bedruckenden io gnierungsgrad und der Anfangsporosität der Faser-Materials als auch des Drucktuches selbst bei den bahn unabhängig, und es werden immer dann ausüblichen Druckwerten ohne lokale Druckabweichun- gezeichnete Druckergebnisse erhalten, wenn die imgen ausgleicht, das »Kriechen« der Druckoberfläche prägnierte Faserbahn zur Kompression um 0,05 mm und damit ein Verschmieren der Druckfarbe ver- einen Druck von mindestens 0,7 kg/cm² erfordert meidet und bei niedrigeren Drücken verwendbar ist. 15 und nach Kompressionserhöhung auf 0,1 mm die

Die in der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagenen gleiche Restporosität aufweist wie die in der Haupt-Drucktücher, welche zur Kompression um 0,05 mm Patentanmeldung beschriebenen Materialien. Wenn einen Druck von mindestens 1 kg/cm² und zur Korn- dagegen eine imprägnierte Faserbahn nach Kompressionserhöhung von 0,05 mm auf 0,1 mm eine pression um 0,1 mm eine im Vergleich zu den in der Drucksteigerung von höchstens etwa 2,5 kg/cm² er- 20 Hauptpatentanmeldung beschriebenen Materialien fordern, bestehen aus einer an ihrer Oberseite mit erheblich geringere Restporosität besitzt, werden auch einer dünnen Farbübertragungsschicht und an ihrer nur weniger gute und ungleichmäßigere Druckerzeug-Unterseite fest oder lösbar mit einer im wesentlichen nisse erhalten.

nicht dehnbaren Unterlageschicht verbundenen, par- Die vorstehend als wesentliche Kenngröße er-

tiell mit elastomerem Material imprägnierten, rever- 25 wähnte Restporosität ist definiert durch die folgende

sibel volumenkompressiblen Faserbahn mit einer Gleichung:

gleichmäßig verteilten Porosität von mindestens γ _ y _ γ

49 Volumprozent. Wie in der Hauptpatentanmeldung — — · 100 = Restporosität in Prozent,

weiter ausgeführt wurde, soll der zur Erzielung einer "-¹

Kompression um 0,05 mm erforderliche Druck für 30 in der V_Oil das Gesamtvolumen der Faserbahn nach

das gesamte Drucktuch mindestens 1 kg/cm², für die Kompression um 0,1 mm, V_P das Gesamtvolumen

kompressible Faserbahn allein dagegen mindestens der Fasern und V₁ das Gesamtvolumen des Imprä-

0,7 kg/cm² betragen. gniermittels darstellt.

Umfangreiche weitere Versuche mit derartigen Es wurde nun gefunden, daß die erfindungsgemäpartiell imprägnierten, reversibel volumenkompres- 35 ßen, partiell imprägnierten, volumenkompressiblen siblen Faserbahnen und Drucktüchern der in der Faserbahnen zur Erzielung der in der Hauptpatent-Hauptpatentanmeldung beschriebenen Art haben nun anmeldung beschriebenen hervorragenden Druckgezeigt, daß die dort als erfindungswesentlich ange- ergebnisse eine Restporosität von mindestens etwa gebenen Kenndaten für die Porosität und die zur 37 % aufweisen müssen. Faserbahnen mit einer Rest-Kompressionserhöhung von 0,05 mm auf 0,1 mm er- 40 porösität von über 37% ergeben sowohl in Offsetforderliche Druckerhöhung nicht den gesamten Be- Drucktüchern mit einer oberen Farbübertragungsreich der die erfindungsgemäßen Vorteile aufweisen- schicht und einer unteren Unterlageschicht als auch den Materialien umfassen. beim direkten Aufziehen unmittelbar auf den Druck-

Bei ausgedehnten Untersuchungen wurde fest- zylinder ausgezeichnete Druckerzeugnisse, da sieh gestellt, daß die erfindungsgemäß verwendete, partiell 45 die partiell imprägnierte Faserbahn dabei zum Ausimprägnierte, volumenkompressible Faserbahn zur gleich von Erhebungen in den Druckplatten, dicken Erzielung einer hinreichenden Festigkeit zwar ent- Stellen im zu bedruckenden Papier, Dickenuntersprechend den Angaben in der Hauptpatentanmel- schieden im Drucktuch oder der Faserbahn selbst dung zur Kompression um 0,05 mm einen Druck von ohne Erzeugung störender Andruckungleichmäßigmindestens 0,7 kg/cm² erfordern muß und weichere 50 keiten anpaßt. Drucktücher und imprägnierte Faser-Materialien keine hinreichenden Andrucke ergeben, bahnen mit einer Restporosität von unter 37% erder geeignete Bereich der zur Erhöhung der Korn- geben dagegen beim Zusammendrücken vielfach lokal pression von 0,05 mm auf 0,1 mm erforderlichen überhöhte Andrucke.

Druckerhöhung jedoch von der Dicke und dem Im- Dementsprechend wird erfindungsgemäß ein kom-

prägnationsgrad der Faserbahn abhängt. Während 55 pressibles Schichtmaterial für Druckzwecke, be-

die in der Hauptpatentanmeldung angegebenen Be- stehend aus einer partiell mit elastomerem Material

reiche für die Porosität und die Kompressionserhö- imprägnierten, reversibel volumkompressiblen Faser-

hung für partiell imprägnierte Faserbahnen mit den bahn mit einer gleichmäßig verteilten Porosität ge-

in der Hauptpatentanmeldung offenbarten Werten maß Patentanmeldung G 28126 VIb/151 vorgeschla-

für die Dicke, das Gewicht und den Imprägnations- 60 gen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der

grad der Faserbahn durchaus richtig sind, trifft dies zur Kompression der Faserbahn um 0,05 mm erfor-

bei erheblichen Abweichungen von den in der Haupt- derliche Druck mindestens etwa 0,7 kg/cm² beträgt

Patentanmeldung offenbarten Gegebenheiten nicht und die Faserbahn nach Kompression um 0,1 mm

immer zu. So wurde beispielsweise festgestellt, daß noch eine Restporosität von mindestens 37Volum-

bei leichteren imprägnierten Faserbahnen, d. h. sol- 65 prozent besitzt.

chen mit geringerem Papiergewicht oder geringerem Das erfindungsgemäße kompressible Schichtmate-

Imprägnationsgrad, die Mindestporosität noch über rial kann vorzugsweise auf einer Fläche mit einer

49 Volumprozent liegen kann, während schwerere Farbübertragungsschicht und auf der gegenüber-

liegenden Fläche fest oder lösbar mit einer im wesentlichen nicht dehnbaren Unterlageschicht verbunden sein und in dieser Form als Offset-Drucktuch Verwendung finden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das erfindungsgemäße kompressible Schichtmaterial unmittelbar auf den Zylinder aufgebracht oder als Unterlage- oder Packungsmaterial beim Buchdruck verwendet werden.

Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung ausgeführt wurde, kann eine Kombination aus einer erfindungsgemäßen, partiell imprägnierten Faserbahn mit auf einer Seite aufgebrachter Farbübertragungsschicht als Ersatzeinheit für die entsprechenden Schichten eines abgenutzten oder beschädigten Off set-Drucktuches verwendet werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein zu 100% aus merzerisierten Baumwoll-Linters bestehendes Naturfaserpapier mit einem Papiergewicht von 187 g/m² und einer durchschnittlichen Dichte von etwa 0,58 g/cm³ wurde mit solchen Mengen eines melaminharzmodifizierten Nitrilkautschuklatex imprägniert, daß die imprägnierte Faserbahn, bezogen auf das Gewicht der Fasern, insgesamt 80 Gewichtsprozent Kautschuk und Harz enthielt. Die imprägnierte Faserbahn wurde heiß kalandriert, mit einer 0,1 mm starken Farbübertragungsschicht aus Nitrilkautschuk beschichtet, unter Druck zu einer Dicke von 0,62 mm ausgehärtet und auf der der Farbübertragungsfläche gegenüberliegenden Seite mit einer 0,05 mm starken druckempfindlichen Klebstoffschicht auf der Basis von Acrylnitrilkautschuk beschichtet. An der so erhaltenen Austauscheinheit wurde in der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Weise ermittelt, daß zur Erzielung einer Kompression um 0,05 mm ein Druck von 2,53 kg/cm² und zur Kompressionserhöhung von 0,05 mm auf 0,1 mm ein Druck von 5,62 kg/cm² erforderlich war. Die in der Austauscheinheit enthaltene, partiell imprägnierte Faserbahn war 0,58 mm dick und besaß eine Anfangsporosität von 59%. Durch Aufbringen dieser Austauscheinheit auf eine Unterlageschicht wurde ein Drucktuch erhalten, das zur Kompression um 0,05 mm einen Druck von 1,6 kg/cm² und zur Kompressionserhöhung von 0,05 mm auf 0,1 mm eine Drucksteigerung auf 3,6 kg/cm² erforderte. Das so erhaltene Drucktuch lieferte beim Offsetdruck ausgezeichnete Druckergebnisse.

Beispiel 2

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Austauscheinheit hergestellt, wobei jedoch jetzt ein merzerisiertes Baumwoll-Linters-Papier mit einem Gewicht von 195 g/m² und einer Dichte von etwa 0,58 g/cm³ verwendet wurde. Die kompressible imprägnierte Faserbahn war 0,61 mm dick, besaß ebenfalls eine Anfangsporosität von 59% und erforderte zur Kompressionserhöhung von 0,05 mm auf 0,1 mm einen Druck von 4,43 kg/cm². Die so erhaltene Austauscheinheit wurde ohne Unterlage direkt auf den Drucktuchzylinder einer Offsetpresse aufgebracht und lieferte bei ausgedehnten Druckversuchen ausgezeichnete Druckergebnisse. Das Drucktuch zeigte dabei keine Neigung, sich während des Drückens zu verschieben oder vom Zylinder abzulösen. Die in den vorstehenden Beispielen verwendeten kompressiblen Faserbahnen ergaben unter den verschiedensten Arbeitsbedingungen und auch bei den bei bestimmten Offsetdruckverfahren erforderlichen hohen Andrucken ausgezeichnete Ergebnisse. Unter der Einwirkung der verhältnismäßig großen Andrucke wird es überraschenderweise nicht deformiert, sondern ergibt eine klare und scharfe Bildübertragung mit ausgezeichneter Wiedergabe der durchgehenden Farbflächen. Im Gegensatz dazu verformen sich die bisher verwendeten Gummidrucktücher sehr stark und ergeben keine brauchbaren Andrucke.

is Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß die erfindungsgemäß für Drucktücher verwendeten, partiell imprägnierten Faserbähnen zwar einerseits unbedingt ein Kompressionsverhalten zeigen müssen, bei welchem zur Erzeugung einer Kompression um 0,05 mm ein Druck von mindestens 0,7 g/cm² erforderlich ist, andererseits aber der in der Hauptpatentanmeldung angegebene Grenzwert für den zur Erhöhung der Kompression von 0,05 mm auf 0,1 mm maximal erforderlichen Druck kein durchgehend gültiges Kriterium zur Unterscheidung von erfindungsgemäß geeigneten und ungeeigneten imprägnierten Faserbahnen darstellt.

Beispiel 3

Ein Papier aus merzerisierten Baumwoll-Linters mit einem Papiergewicht von 127 kg/m² und einer Dichte von etwa 0,5 g/cm³ wurde mit einer solchen Menge melaminmodifiziertem Nitrilkautschuklatex imprägniert, daß, bezogen auf das Fasergewicht, 80 Gewichtsprozent Polymeres vorlagen. Die so imprägnierte Faserbahn wurde unter Druck zu einer Dicke von 0,37 mm gehärtet und besaß eine Anfangsporosität von 55 % und eine Restporosität nach Kom- pression um 0,1mm von 38%. Das erhaltene Material ergab als kompressible Schicht in einem Offset-Drucktuch ausgezeichnete Druckergebnisse.

Eine aus dem gleichen imprägnierten Papier unter Druck auf eine Dicke von 0,33 mm gehärtete Faserbahn mit einer Anfangsporosität von 50 % und einer Restporosität nach Kompression um 0,1 mm von 28% lieferte dagegen infolge ungleichmäßiger Bildübertragung nur schlechte Druckergebnisse.

Beispiel 4

Ein Baumwoll-Linters-Papier mit einem Gewicht von 195 g/m² und einer Dichte von etwa 0,58 g/cm³ wurde ebenfalls mit 80 Gewichtsprozent melaminmodifiziertem Nitrilkautschuklatex imprägniert und zu einer Dicke von 0,44 mm ausgehärtet. Die erhaltene, partiell imprägnierte Faserbahn besaß eine Anfangsporosität von 43% und eine Restporosität bei Kompression um 0,1 mm von 26 % und lieferte nach dem Aufziehen auf den Metallzylinder einer Offsetdruckpresse ungleichmäßige und schlechte Abzüge. In einem Parallelversuch wurden zwei Schichten des vorstehend beschriebenen Materials zu einem Schichtgebilde vereinigt, welches ebenfalls eine An-

fangsporosität von 43%, jedoch eine Restporosität bei Kompression um 0,1 mm von 36% aufwies. Dieses Material ergab nach dem Aufziehen auf den Metallzylinder einer Offsetdruckpresse nur sehr geringe

Anzeichen für eine ungleichmäßige Bildübertragung, so daß die Druckqualität als noch ausreichend bezeichnet werden konnte.

Die in den Beispielen der Hauptpatentanmeldung beschriebenen, partiell imprägnierten Faserbahnen besitzen durchweg bei einer Kompression um 0,1 mm noch eine Restporosität von über 37%. So besitzt das Material gemäß Beispiel 1 der Hauptpatentanmeldung bei einer Anfangsporosität von 60,5 % nach Kompression um 0,1 mm eine Restporosität von 52,5 °/o und lieferte dementsprechend ausgezeichnete Druckergebnisse. Das Material gemäß Beispiel 2 der Hauptpatentanmeldung besitzt zwar eine noch höhere Restporosität, ist jedoch zur Erzielung einer zufriedenstellenden Druckqualität zu weich. Das Material gemäß Beispiel 4 der Hauptpatentanmeldung, das aus einem relativ dicken Papier mit einem Papiergewicht von 294 g/m² hergestellt worden war, ergab trotz seiner mit 49,2 % an der unteren Grenze liegenden Anfangsporosität entsprechend seiner Restporosität bei Kompression um 0,1 mm von 40,7 % ausgezeichnete Abzüge. Wie die folgende Tabelle zeigt, wiesen auch die übrigen in den Beispielen der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Materialien eine Restporosität von mehr als 37% auf. Die Tabelle enthält ferner die Daten der vorstehenden Beispiele 3 und 4 sowie weiterer Versuche A bis F₃ wobei Bahnen mit verschiedener Restporosität als kompressibles Schichtmaterial in Offset-Drucktüchern verwendet wurden. Die Zahlenwerte der Tabelle zeigen, daß die wesentlichste Eigenschaft der partiell imprägnierten Faserbahnen nicht ihre Anfangsporosität, sondern ihre

ίο Restporosität nach Kompression um 0,1 mm ist. Bei schwereren Faserbahnen verringert sich die Dicke und Porosität bei Kompression um 0,1 mm nur um einen relativ geringeren Anteil, so daß derartige Faserbahnen auch noch bei einer etwas geringeren Anfangsporosität gute Ergebnisse liefern. Die leichteren Faserbahnen müssen dagegen umgekehrt eine etwas größere Anfangsporosität aufweisen, um die relativ größere Verringerung ihrer Dicke und ihrer Anfangsporosität bei Kompression um 0,1 mm auszugleichen. Die Restporosität nach Kompression um 0,1 mm ist daher eine geeignete Kenngröße zur Kennzeichnung der Druckeigenschaften einer Faserbahn, unabhängig von ihrem Gewicht und ihrer Dicke.

Beispiel	Papiergewicht g/m²	Imprägnierung %	Anfangsdicke mm	Anfangsporosität Vo	Restporosität Vo	Druckergebnis
1(5)*	195	72	0,61	60,5	52,5	ausgezeichnet
3*	212	60	0,61	65	58	ausgezeichnet
4*	294	72	0,71	49,2	40,7	ausgezeichnet
6*	190	82	0,57	55,6	46	ausgezeichnet
3a	127	76	0,36	55	38	ausgezeichnet
3b	127	76	0,33	50	28	schlecht, ungleich
4a	195	80	0,44	43	26	schlecht, ungleich
4b	319	80	0,89	43	36	Grenzwert
A	190	80	0,62	60	52,2	ausgezeichnet
B	190	80	0,48	48	34	schlecht, ungleich
C	190	137	0,81	55	48,5	ausgezeichnet
D	130	76	0,45	65	55	ausgezeichnet
E	128	76	0,34	49	27	schlecht, ungleich
F	319	80	1,02	50	44,6	ausgezeichnet

* Beispiele aus der Hauptpatentanmeldung.

Das erfindungsgemäße kompressible Schichtmaterial besitzt im Gegensatz zu den vorbekannten Gummidrucktüchern eine echte Volumenkompressibilität, da in der partiell imprägnierten Faserbahn zählreiche, gleichmäßig verteilte winzige Hohlräume vorhanden sind, in welche das Material aus der Umgebung beim Zusammendrücken des Bogens hineingedrängt werden kann. Die Porosität des Bogens vermittelt, wie oben gezeigt, dem Material die äußerst wichtige Eigenschaft der Kompressibilität. Die Faserund Kautschukbestandteile des Bogens vermitteln dem Material andererseits Festigkeit und Biegsamkeit. Die verfilzten, miteinander verbundenen Fasern, welche durch das kautschukartige Imprägnierungsmittel wie zahlreiche kleine, fast mikroskopische Federn wirken, welche gegen die Druckplatte oder das Papier drücken, ermöglichen die Aufnahme und das Übertragen der Farbe. Diese Federn müssen stark genug sein, um einem Druck zu widerstehen, der kleiner als der gewünschte Druck beim Druckvorgang ist; sie müssen andererseits genug Federkraft besitzen, um beim Nachlassen des ausgeübten Druckes schnell zurückzuspringen. Der besondere Vorteil der mit Fasern verstärkten Struktur des erfindungsgemäßen Materials liegt an der großen Federkraft, welche mit der Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformung, Zerstörung und permanenter Verformung auch bei längerem Gebrauch kombiniert ist.

Die Faserbahn, aus welcher das erfindungsgemäße Material hergestellt wird, muß sehr gleichmäßig ausgebildet sowie äußerst porös sein und eine offene Struktur, d.h. eine niedrige Dichte besitzen, damit ein imprägnierter Bogen von gewünschter Porosität hergestellt werden kann.

Obwohl vorzugsweise Faserbahnen mit einer Dichte von 0,5 bis 0,65 g/cm³ (Flächengewicht in Gramm pro Quadratmeter) verwendet werden können, lassen sich auch dichtere Bahnen, beispielsweise mit einer Dichte von 0,72 g/cm³ oder sogar 0,85 g/cm³, verwenden, solange eine zu starke Verdichtung der imprägnierten Bahn vermieden wird. Es können auch weniger dichte Bahnen mit beispielsweise einer Dichte von 0,43 g/cm³ oder noch weniger verwendet werden, wobei die praktischen Schwierigkeiten bei der Handhabung und Sättigung der sehr schwachen Bahnen mit geringer Dichte von selbst den Grenzwert bestimmen. Demzufolge können Faserbahnen innerhalb eines sehr großen Dichtebereiches zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials verwendet werden, solange nur die fertige imprägnierte Bahn die ge-

i 259

ίο

wünschten Eigenschaften besitzt, nämlich eine Restporosität bei 0,1 mm Kompression von mindestens 37%.

Das Gewicht der Faserbahn kann ebenfalls in recht weitern Bereich variiert werden, wie es durch die vorhergehenden Beispiele gezeigt ist. Da die Dicke des Bogens bei einer gegebenen Dichte direkt von dem Flächengewicht abhängt, stellt eine Änderung des Flächengewichies der Faserbahn ein Verfahren zur Veränderung der Dicke und Porosität des fertigen imprägnierten Bogens dar. Obwohl für die meisten Druckzwecke und für die heutzutage gebräuchlichen Vorrichtungen Flächengewichte von 175 bis 200 g/m² bevorzugt werden, können auch gute imprägnierte Bogen mit Flächengewichten von nur 125 g/m² und andererseits bis herauf zu 400 g/m² hergestellt werden. Es können sogar noch höhere Flächengewichte hergestellt werden, indem zwei oder mehr Schichten einer Faserbahn mit niedrigerem Flächengewicht vereinigt werden. Wie bereits erwähnt, müssen die leichteren Bogen eine außergewöhnlich große Anfangsporosität besitzen, um die für gute Druckergebnisse notwendige Restporosität zu behalten. Wenn Bogen mit einem Flächengewicht von sehr viel weniger als 125 g/m² verwendet werden, so würde das Material so dünn sein, daß es kaum noch eine wirkliche abpuffernde Wirkung beibehält. Wenn andererseits sehr viel dickere Bogen mit einem Flächengewicht von mehr als 400 g/m² benutzt werden, so würden beim Drucken mit den bestehenden Vorrichtungen Schwierigkeiten auftreten, da bei Ausübung eines beim Druckvorgang üblichen Druckes eine erheblich größere Kompression als die üblichen 0,1 mm auftreten würde. Demzufolge ist die Auswahl einer Faserbahn mit genauem Flächengewicht von praktischen Erwägungen bestimmt, und es sind erhebliche Schwankungen so lange möglich, wie die Porosität des erhaltenen imprägnierten Bogens innerhalb der obenerwähnten Grenze liegt.

Für das erfindungsgemäße kompressible Material können alle Fasern verwendet werden, welche allgemein zur Herstellung von offenen, porösen, verfilzten Bogen von gleichmäßiger Ausbildung verwendet werden. Beispielsweise können natürliche Fasern, wie Holz oder Baumwolle, regenerierte Zellulosefasern, oder künstliche Fasern, wie Nylon oder eine Acrylnitril- Vinylchlorid-Mischpolymerfaser oder jede geeignete Faserkombination verwendet werden. Obwohl die in den obigen Beispielen erwähnten Faserbahnen mit Wasser gelegte Vliese darstellen, können ebenso auch mit Luft gelegte Vliese verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die notwendigen Eigenschaften, wie niedrige Dichte und gleichmäßige Ausbildung, besitzen.

Selbstverständlich ist bekanntlich bei jedem zum Drucken benutzten Unterlegmaterial eine große Nachgiebigkeit notwendig. Dieses Material muß zusätzlich zu der Kompressibilität in der Lage sein, schnell wieder seine ursprüngliche Dicke zurückzuerlangen oder nachzufedern, damit beim Drucken ein gleichmäßiger Druck ausgeübt werden kann. Die Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes muß schnell genug erfolgen, so daß das Material bereit ist, bei jeder Drehung der Druckwalze einen neuen Eindruck zu übertragen, und zwar auch bei den heutzutage übliehen hohen Geschwindigkeiten von etwa 500 U/min.

Art und Menge des Imprägniermittels sind bei der Herstellung des kompressiblen Materials der vorliegenden Erfindung wichtig, da diese in großem Maße für die Elastizität und geringe bleibende Zusammendrückung des Materials verantwortlich sind.

Als Imprägniermittel kann jedes kautschukartige Polymer entweder in Lösung oder in wäßriger Dispersion verwendet werden, wie beispielsweise natürlicher Kautschuk oder jeder beliebige bekannte synthetische Kautschuk, wie Isopren- oder Butadienpolymere oder Mischpolymere, Neopren, Alkylpolysulfidkautschuk oder Polyacrylate. Das kautschukartige Polymer muß gewöhnlich vulkanisiert oder durch Zugabe von harzartigem Material modifiziert sein, um die Festigkeit, Elastizität und Lösungsmittelfestigkeit zu vergrößern. Zum Modifizieren oder Verstärken des kautschukartigen Polymers sind Phenolharze, Harnstoffharze, Melamin- und Epoxyharze am besten geeignet. Die Menge des zugesetzten Harzes hängt von der Natur des verwendeten Kautschuks und des Harzes und von dem gewünschten Festigkeitsgrad des betreffenden Materials ab. Der Zusatz von zu großen Harzmengen vergrößert jedoch die Sprödigkeit des Bogens. Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung der notwendigen Elastizität des imprägnierten Faserbogens die kombinierten Kautschuk-Harz-Massen im wesentlichen Kautschukeigenschaften besitzen müssen. Bei den in den obigen Beispielen aufgeführten bestimmten Kautschuksorten und Harzen liegt die obere Grenze des Harzzusatzes, welcher dem Gemisch ohne Zerstörung des Kautschukcharakters zugesetzt werden kann, anscheinend etwa bei 30%, bezogen auf das gemeinsame Gewicht von Kautschuk und Harz. Den Imprägniermitteln können noch weitere Modifiziermittel oder Vernetzungsmittel zugesetzt werden, um deren Elastizität zu vergrößern, man kann auch Polymere verwenden, welche ohne weitere Modifikation äußerst fest und elastisch sind.

Die Menge des verwendeten Imprägnierungsmittels bestimmt sich im wesentlichen durch die gewünschte Porosität und Elastizität des fertigen imprägnierten Bogens und durch praktische Überlegungen des Fachmannes. Es wurde festgestellt, daß die notwendige Rückstellkraft bei den zur Zeit erhältlichen Ausgangsstoffen erzielt werden kann, wenn das elastomere Imprägnierungsmittel, d. h. das kautschukartige Polymer, zusammen mit dem eventuell benutzten harzartigen Modifiziermittel in einem Anteil von etwa 60 Gewichtsprozent des festen Imprägniermittels, bezogen auf das Gewicht der Faserkomponente des Bogens, in dem imprägnierten Bogen vorhanden ist.

Es ist ohne weiteres möglich, diese Menge wesentlich zu verringern, wenn neuere festere Polymere entwickelt werden. Nach Wunsch kann auch eine größere Menge an Imprägniermittel verwendet werden, um die Elastizität des Bogens zu vergrößern. Die obere Grenze der Imprägniermittelmenge wird nur durch die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung einer großen Porosität im Bogen und durch die praktischen Grenzen beim Imprägnieren selbst bestimmt. Wie bereits erwähnt, wurden Stoffe mit einer geeigneten Porosität hergestellt, in welchen das Imprägniermittel in einer Menge von etwa 140 Gewichtsprozent des Fasergewichtes im Bogen vorhanden war. Dieser Anteil kann nach Wunsch weiterhin vergrößert werden, solange die Restporosität des Bogens über dem kritischen Bereich von 37% gehalten wird.

Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung ausgeführt, hängt die Porosität des fertigen imprägnierten

709 720/345

Bogens ebenfalls von der Größe des Druckes ab, welcher beim Trocknen oder Härten auf den Bogen ausgeübt wird. Aus diesem Grund muß sorgfältig während des Härtens ein leichter Druck ausgeübt werden, und es muß eine Überverdichtung des imprägnierten Bogens vermieden werden.

Wie bereits in den obigen Beispielen und in den experimentellen Ergebnissen in der Tabelle gezeigt ist, wurde das erfindungsgemäße kompressible Material erfolgreich als abfedernde Unterlage in einem Drucktuch beim Flachdruck eingesetzt. Es ist als Ersatzteil für ein Drucktuch außerordentlich gut geeignet, und es kann weiterhin direkt ohne jede Unterlage auf den Zylinder einer Druckpresse aufgeklebt werden und ergibt selbst bei langem Gebrauch ausgezeichnete Ergebnisse.

Wegen seiner Volumenkompressibilität erleidet das neue Material wenig oder gar keine seitliche Verformung, wenn es zwischen den Walzen einer Druckpresse durchgequetscht wird. Diese fehlende Verformung ermöglicht die Übertragung eines deutlichen und genauen Bildes, und zwar sogar beim Drucken mit so hohem Andruck, daß bei üblichen Gummidrucktüchern nur ein verzerrtes oder verschmiertes Bild erhalten wird. Die Verzerrung oder Verformung kann durch eine mikroskopische Untersuchung der Punkte oder Rasterpunkte gemessen werden, welche von einer Halbtonrasterplatte auf das zu bedruckende Papier übertragen werden, sowie durch einen direkten Vergleich der Größe und Form der Punkte auf der Platte. Bei einem anderen Verfahren zur Messung der Verformung wird eine kleine Probe eines Materials mit bekannten Abmessungen zwischen zwei Glasplatten gepreßt, welche derart angeordnet sind, daß eine Oberflächenänderung der Probe mit steigendem Druck gemessen werden kann. Die Flächenänderung einer Materialprobe bei gegebener Kompression kann als Maß für dessen Verformung benutzt werden. Es wurde mit einer derartigen Untersuchungsmethode festgestellt, daß das erfindungsgemäße Material nur etwa 10% der seitlichen Verformung eines üblichen Gummidrucktuches erleidet, welches einer beim Bedrucken üblichen Kompression ausgesetzt wird. Eine Steigerung der Kompression des Drucktuches durch Verwendung weiterer Extraschichten an Unterlagsmaterial, was unter gewissen Druckbedingungen erwünscht ist, hat keine nachteilige Wirkung auf das mit dem erfindungsgemäßen kompressiblen Material erzeugte Druckbild. Wenn die Kompression des Gummidrucktuches vergrößert wird, so steigt die Verformung jedoch stark bis zu dem Punkt an, wo der Abdruck völlig unbrauchbar ist.

Der Widerstand des erfindungsgemäßen Materials gegenüber einer Verformung hat noch einen weiteren wichtigen Vorteil beim Flachdruckverfahren. Die Oberflächen der beim Flachdruck verwendeten Platten werden sehr schnell durch die Reibwirkung des Gummidrucktuches zerstört, welche durch das seitliche Kriechen oder Verformen des Kautschuks entsteht. Das erfindungsgemäße Material verformt sich jedoch nicht, sondern es wird zusammengedrückt; dadurch kann keine Reibwirkung auf die Platten ausgeübt werden, wodurch wieder die Lebensdauer der Platten erheblich verlängert wird. Das erfindungsgemäße kompressible Material kann weiterhin die während des Drückens in senkrechter Richtung auf das Material ausgeübten Drucke absorbieren, so daß keine umlaufenden Druckwellen entstehen, was ein charakteristischer Fehler bei den Gummidrucktüchern darstellt.

Der Widerstand gegenüber der Verformung während des Drückens ist somit eine Eigenschaft, welche die vorliegenden kompressiblen und dieses neue Material enthaltenden Materialbogen und Drucktücher von den bisher bekannten üblichen festen Gummidrucktüchern unterscheidet.

ro Der Widerstand gegenüber einer Verformung, die Ausbildung von ebenen gleichmäßigen Druckwerten beim Drucken und die Fähigkeit des Materials, die beim Drucken auftretenden Ungleichmäßigkeiten zu kompensieren, haben zu einer weiteren wichtigen Verwendung des neuartigen Materials geführt, nämlich seine Verwendung als Unterlage auf dem Andruckzylinder beim Buchstabendruck oder Buchdruck. Der Buchdruck ist in vieler Hinsicht dem Flachdruck ähnlich, da in beiden Fällen ein gleichmäßiger Andruck absolut notwendig ist, um hochwertige Druckbilder zu erzielen. In beiden Fällen werden also Unregelmäßigkeiten der Zylinder, der Platten und beim Papier auftreten. Die Wirkung dieser Unregelmäßigkeiten muß irgendwie ausgeglichen werden, und zwar entweder durch das Zurichten oder Verwendung eines elastischen Unterlagmaterials.

Die heutzutage am meisten verwendete Unterlage oder Packung wird dadurch hergestellt, daß man auf den Andruckzylinder mehrere Papierschichten auflegt, welche den Aufschlag der Type gegen das zu bedruckende Papier abfedern und den notwendigen Druck zur Übertragung der Farbe entstehen lassen. Eine derartige Unterlage hat jedoch nicht genügend Elastizität, um die im allgemeinen auftretenden Unregelmäßigkeiten der Type und des Zylinders der Presse usw. auszugleichen, so daß man bestimmte Bereiche entsprechend aufbereiten muß, indem man ein gesondertes Unterlagmaterial unter die Unterlagebogen legt. Dieses langwierige Verfahren, daß sogenannte »Zurichten«, soll nach Möglichkeit vermieden werden. Darüber hinaus verlieren die Unterlagebogen im Gebrauch sehr schnell ihre Elastizität und müssen im allgemeinen nach etwa 1 bis 2 Millionen Druckvorgängen ausgewechselt werden. Es wurde bereits versucht, ein elastisches Material, wie beispielsweise feste Gummidrucktücher, für diesen Zweck zu verwenden. Wegen ihrer Verformbarkeit sind sie jedoch nicht in der Lage, das Papier quadratisch gegen die Type zu pressen, ohne daß eine rollende Druckwelle entwickelt wird. Aus diesem Grund war die Verwendung dieser Tücher erheblich beschränkt.

Das erfindungsgemäße kompressible Material, welches eine Beständigkeit gegenüber einer Verformung mit einer sehr großen Elastizität und einer niedrigen permanenten Verfestigung verbindet, hat sich als ein ausgezeichnetes Material zur Verwendung als Packung oder Unterlage für den Druckzylinder einer Buchdruckpresse gezeigt. Das Zurichten entfällt also dadurch. Es werden auch nach längerem Gebrauch ausgezeichnete Druckergebnisse erzielt, wobei mit dem erfindungsgemäßen Material bis zu 50 Millionen Andrucke gemacht werden konnten, ohne daß das Drucktuch ausgetauscht werden mußte.

Erne weitere verblüffende, sehr wesentliche Wirkung bei Verwendung des erfindungsgemäßen Materials ist dessen Fähigkeit, die Vibration zu unterbrechen, welche bei bestimmten Rotationspressen auftritt, und

einen ruhigen, geräuschfreien Lauf der Pressen zu ermöglichen.

Das kompressible Material kann durch mechanische Vorrichtungen, z. B. durch Klammern auf dem Druckzylinder, befestigt oder mit jedem geeigneten Klebstoff auf den Zylinder geklebt werden. Besonders erfolgreiche Ergebnisse wurden erzielt, wenn, wie oben beschrieben, Austauschelemente benutzt werden, welche auf einer Seite des kompressiblen Materials eine Schicht eines druckempfindlichen Klebstoffes tragen.

Die Restporosität bei 0,1 mm Kompression hat sich als wesentlicher Kontrollfaktor für die Wirksamkeit des neuen kompressiblen Materials auch beim Buchdruck herausgestellt. Bei einer Restporosität bei 0,1 mm Kompression von mehr als 37% ergibt das Material die oben beschriebenen ausgezeichneten Ergebnisse. Wenn die Porosität jedoch unter diesen Wert absinkt, so besitzt das Material nicht genügend Federkraft, um die beim Drucken auftretenden Unregelmäßigkeiten zu kompensieren, und das Material nähert sich in seinem Verhalten den sogenannten Tympanbogen, bei welchem das übliche Zurichten erforderlich ist.

Claims

25 Patentansprüche:

1. Kompressibles Schichtmaterial für Druckzwecke, bestehend aus einer partiell mit elastomerem Material imprägnierten, reversibel volumenkompressiblen Faserbahn mit einer gleichmäßig verteilten Porosität gemäß Patentanmeldung G28126VIb/151, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Kompression der Faserbahn um 0,05 mm erforderliche Druck mindestens etwa 0,7 kg/cm² beträgt und die Faserbahn nach Kompression um 0,1 mm noch eine Restporosität von mindestens 37 Volumprozent besitzt.

2. Kompressibles Schichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn mit einer wäßrigen Dispersion von elastomeren und gegebenenfalls harzartigen Polymeren imprägniert ist.

3. Kompressibles Schichtmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn auf einer Fläche mit einer Farbübertragungsschicht verbunden ist.

4. Kompressibles Schichtmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn auf der gegenüberliegenden Fläche fest oder lösbar mit einer im wesentlichen nicht dehnbaren Unterlageschicht verbunden ist.

5. Verwendung eines kompressiblen Schichtmaterials gemäß Anspruch 1 und 2 als Unterlageoder Packungsmaterial beim Buchdruck.

6. Verwendung eines kompressiblen Schichtmaterials gemäß Anspruch 3 als untermittelbar auf den Zylinder aufgebrachtes Drucktuch.

7. Verwendung eines kompressiblen Schichtmaterials gemäß Anspruch 3 als Ersatzeinheit für ein Drucktuch mit abtrennbarer kompressibler Zwischenschicht.

8. Verwendung eines kompressiblen Schichtmaterials gemäß Anspruch 4 als Off set-Drucktuch.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 750 834.