DE19808149C2 - Druckwalze und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Druckwalze und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Druckwalze und ein Verfahren zu ihrer
Herstellung gemäß den Oberbegriffen des ersten und des zehnten
Patentanspruchs.
Herkömmliche Druckwalzen zur Druckfarbenübertragung von einer
Klischeewalze auf einen zu bedruckenden Stoff bestehen unter anderem
aus einem herkömmlichen EPDM-Material. Solche Druckwalzen sind in
ihrer Herstellung sehr Zeit- und arbeitsintensiv und weisen in ihren me
chanischen Eigenschaften in Bezug auf Abrieb und bleibende Deformati
onen sowie in der Reißfestigkeit und eventuellen Lufteinschlüssen wesent
liche Nachteile auf. Weiterhin ist der zentrische Lauf und eine gleichblei
bend hohe Oberflächenqualität, welche das Druckergebnis maßgeblich
bestimmt, nur durch aufwendige Fertigungsprozeduren zu erreichen.
Es ist weiterhin eine Druckwalze zum Übertragen von Heißkleber mit
einem Walzenbelag aus Silikonkautschuk bekannt, DE 39 37 942 A1,
welcher ausdrücklich als silikonölfrei beansprucht wird, der sich bei ei
nem Walzenbelag zur Farbübertragung jedoch als unbrauchbar heraus
gestellt hat, da sich die Druckfarbe dann nicht vollständig von der
Druckwalze löst und diese ein unsauberes Druckergebnis liefert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckwalze zur Verfügung zu stellen,
deren mechanische Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Gummi
walzen wesentlich verbessert sind und die über ihren Umfang eine iden
tische hohe Oberflächenqualität aufweist, die exakt zentriert ist und eine
verbesserte Druckfarbenübertragung ermöglicht. Aufgabe der Erfindung
ist es weiterhin, ein Verfahren zur Herstellung einer Druckwalze zur Ver
fügung zu stellen, das weniger Zeit- und arbeitsintensiv abläuft und da
bei eine Druckwalze höherer Qualität und Haltbarkeit erzeugt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffs
merkmalen erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen
der Patenansprüche 1 und 10 angegebenen technischen Lehren
vermittelt.
Die erfinderische Druckwalze zur Druckfarbenübertragung von einer
Klischeewalze auf einen Bedruckstoff besteht dabei aus einem zylindri
schen Walzenkern mit einer Drehachse und einer elastischen Umfangs
schicht aus Silikongummi, welche auf den Walzenkern aufgegossen ist
und einen Anteil freier Silikonöle aufweist.
Durch diese Art der Herstellung in einer Gießform ist gewährleistet, daß
die elastische Umfangsschicht absolut zentrisch auf dem zylindrischen
Walzenkern aufgebracht werden kann, wobei die Qualität der Oberflä
che, welche wesentlich von der Oberflächenqualität des Formmantels
der Gießform mit bestimmt wird, über die gesamte Oberfläche der
Druckwalze identisch ist, so daß eine hohe Druckqualität gewährleistet
werden kann. Der variable Anteil freier Silikonöle im Silikongummi führt
dazu, daß sich das freie Silikonöl durch die beim Drucken radial auf die
auf die elastische Umfangsschicht aufgebrachte Druckkraft bis zur Sätti
gungsgrenze an der Grenzschicht der Druckwalze anreichert und so die
Abgabe der Druckfarbe an den zu bedruckenden Stoff erleichtert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Zugabe von Silikonöl von bis zu 50 Gewichtsprozent können
bei unterschiedlichen Viskositäten des Silikonöls bestimmte Eigenschaften
der Elastomermatrix eingestellt werden. Bei Ölen niedriger Viskosität
(z. B. 50-200 mm2/s) wird die Härte des Basismaterials reduziert, wobei
die freien Öle aus einer solchen Mischung des Silikongummis nicht aus
bluten. Bei Ölen hoher Viskosität (z. B. 100.000-200.000 mm2/s) sind die
mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die Weiterreißfestigkeit wesentlich
verbessert, jedoch können die freien Öle einer solchen Silikongummimi
schung ausbluten.
Das bevorzugte Mischungsverhältnis der elastischen Umfangsschicht der
erfinderischen Druckwalze besteht aus einer Elastomer-Mischung aus
einer gießfähigen Silikon-Grundkomponente und einem Härter in einem
Gewichtsverhältnis von etwa 100 : 9,5 bei einer Zugabe von 9 Gewichts
prozent eines Silikonöls mit einer Viskosität von 50 mm2/s.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Gegenstandes der
Erfindung weist einen Walzenkern auf, dessen Oberfläche eingebrachte
Nuten oder Stege aufweist, die zur Oberflächenvergrößerung und einer
verbesserten mechanischen Verankerung des Silikongummis auf dem
Walzenkern dienen. Diese Oberflächenvergrößerung kann insbesondere
durch das Aufbringen eines rauhen Gewindes mit 1,5 mm Steigung aus
geführt sein.
Wesentlich ist weiterhin, daß die Oberfläche des Walzenkerns mit einem
Haftvermittler geprimert ist, der bevorzugterweise aus einer Organosilan
lösung besteht.
Als Werkstoff für den Walzenkern wird ein Stahl verwendet, der keinen
Bleianteil aufweist sowie frei von Aminen, Schwefel oder Organozinn-
Verbindungen ist, die bei der Herstellung der Druckwalze unerwünscht
sind, da diese Chemikalien die Vernetzungsreaktion von Haftvermittler
und/oder Silikongummi inhibieren können.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Druckwalze in einer Seitenansicht und
Fig. 2 eine Gießform mit Druckwalze im Schnitt.
Die Druckwalze 1 besteht aus einem Walzenkern 2, der eine Zentrier
bohrung aufweist und aus einem Silikongummi 3 als elastischer Um
fangsschicht. Auf der zylindrischen Oberfläche des Walzenkerns 2, die
mit einem rauhen Gewinde 4 versehen ist, ist ein Haftvermittler aufge
tragen.
Die Druckwalze 1 wird bevorzugterweise in einer Gießform 10 gegossen,
die aus einem Formmantel 6 mit einem Formboden 7 und einem Formdeckel
5 besteht, der mit Entlüftungsbohrungen 9 zum Anlegen eines
Vakuums versehen ist und die eine Zentrierwelle 8 für den Walzenkern 2
aufweist.
Bei der Herstellung der erfinderischen Druckwalze 1 wird dabei ein Sili
kongummi 3 verwandt, der aus dem Gießformenbau (z. B. Gips-Repro
duktionstechnik) bekannt ist. Er besteht aus einer fließfähigen Silikon
gummi-Grundkomponente und einem passenden Härter oder Katalysa
tor. Bei der Vernetzung der Komponenten wird zwischen zwei Grundsys
temen unterschieden, der Kondensationsvernetzung und der Additions
vernetzung. Der Silikongummi 3 der erfinderischen Druckwalze 1 ist
durch eine Additionsreaktion vernetzt, was durch das Mischen der
Grundmasse und des Härters in einem Gewichtsverhältnis von 100 : 9,5
bei Raumtemperatur erzielt wird. Die erfindungsgemäße Druckwalze 1
liefert durch den Anteil an freiem Silikonöl eine verbesserte Druckfar
benabgabeeigenschaft und damit eine Zunahme der Druckqualität.
Die mechanischen Eigenschaften des Elastomers sind herkömmlichen
EPDM-Systemen in Bezug auf Abrieb und bleibenden Deformationen
sowie der Reißfestigkeit weit überlegen. Aufgrund der Herstellungsweise
in einer Gießform 10 sind die Druckwalzen 1 absolut zentrisch und ha
ben eine konstant hohe Oberflächenqualität. Weiterhin weist der Sili
kongummi 3 gegenüber modernen Druckfarben und Lacksystemen, z. B.
UV-Farben und UV-Lacken über längere Zeit eine erhöhte Resistenz auf.
Zudem sind die Herstellungszeiten einer solchen Druckwalze 1 wesent
lich kürzer als bei herkömmlichen Gummiwalzen.
Das erfinderische Verfahren zur Herstellung einer solchen Druckwalze
besteht aus den folgenden Verfahrensschritten:
Im ersten Verfahrensschritt wird eine fließfähige Silikongummi-Grund komponente mit einem Härter oder Katalysator unter Zugabe von Additi ven in einem ersten Schritt verrührt, das Gemisch in einem zweiten Schritt unter Vakuum entgast, in einem dritten Schritt in eine vorbereitete Gießform 10 gegossen oder gespritzt, in einem vierten Schritt wird die befüllte Gießform 10 evakuiert und in einem fünften Schritt über eine für die Vernetzung erforderliche Reaktionszeit in der Gießform 10 gehalten, wonach die Druckwalze 1 in einem sechsten Schritt außerhalb der Gieß form 10 über eine Ruhezeit gelagert wird und in einem siebten Schritt wird die Oberfläche der Druckwalze 1 mit einem Gemisch aus Propanol- 2 und Dimethylketon für die Aufnahme von Druckfarben aktiviert.
Im ersten Verfahrensschritt wird eine fließfähige Silikongummi-Grund komponente mit einem Härter oder Katalysator unter Zugabe von Additi ven in einem ersten Schritt verrührt, das Gemisch in einem zweiten Schritt unter Vakuum entgast, in einem dritten Schritt in eine vorbereitete Gießform 10 gegossen oder gespritzt, in einem vierten Schritt wird die befüllte Gießform 10 evakuiert und in einem fünften Schritt über eine für die Vernetzung erforderliche Reaktionszeit in der Gießform 10 gehalten, wonach die Druckwalze 1 in einem sechsten Schritt außerhalb der Gieß form 10 über eine Ruhezeit gelagert wird und in einem siebten Schritt wird die Oberfläche der Druckwalze 1 mit einem Gemisch aus Propanol- 2 und Dimethylketon für die Aufnahme von Druckfarben aktiviert.
Das Verrühren der Silikon-Grundkomponente mit dem Härter oder Kataly
sator wird bevorzugt gleichmäßig mit niedriger Drehzahl mit einem Flügel
rührer unter einem Vakuum von 27-53 mbar durchgeführt. Das anschlie
ßende Entgasen im zweiten Schrill findet wiederum unter Vakuum von etwa
1,333 mbar für ca. 1-2 Minuten statt, um evtl. Blasen zu beseitigen. Diese
Verfahrensschritte schließen das Entstehen selbst kleinster Blasen in der Sili
konmischung aus, die zu einer Störung in der Oberfläche der Druckwalze 1
führen könnten, was sich negativ auf das spätere Druckergebnis auswirken
würde. Das so behandelte Gemisch wird im dritten Schritt mit nur einem
sehr dünnen Strahl zur Vermeidung weiterer Lufteinschlüsse in die vorberei
tete Gießform 10 gegossen bzw. unter Druck eingespritzt. Die befüllte
Gießform 10 wird anschließend im vierten
Schritt noch einmal in einer Vakuumkammer für ca. 1 Minute bei 40
-80 mbar evakuiert.
Der fünfte Verfahrensschritt, während dessen die Gießform 10 über eine
für die Vernetzung erforderliche Reaktionszeit gelagert wird, kann bei
Raumtemperatur über einen längeren Zeitraum andauern, er kann je
doch auch durch die Zugabe eines entsprechenden Katalysators im er
sten Verfahrensschritt und/oder durch die Zuführung von Wärme be
schleunigt werden. Die blasenfrei gefüllte Gießform 10 wird dazu mit
einer Heizmanschette umlegt und das Gefäß ca. eine Stunde mit etwa
60°C ausgeheizt. Anschließend läßt man die Gießform 10 abkühlen und
drückt den Walzenkörper mit einer Spindelpresse aus der vorher geöff
neten Gießform 10. Der sechste Schritt zur Durchführung des Verfahrens
besteht in einer Lagerzeit von etwa 24 Stunden, während der eine weitere
Auskühlung und Endvernetzung des Silikongummis stattfindet. Im letzten
siebten Schritt wird die Oberfläche der Druckwalze 1 mit einem Gemisch
aus 70 Gewichtsprozent Propanol-2 und 30 Gewichtsprozent Dimethyl
keton für die Aufnahme von Druckfarben aktiviert.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt eine maximale Raumtempe
ratur von 18°-20°C, wobei die relative Luftfeuchte von 50% der umge
benden Raumluft nicht überschritten werden sollte.
Als Additive werden der noch fließfähigen Mischung aus Silikongummi-
Grundkomponente und Härter Additive in Form von 9 Gewichtsprozent
eines Silikonöls mit 50 mm2/s zugefügt.
Mit einer nach diesem Verfahren hergestellten Druckwalze 1 läßt sich
eine Druckfarbe von einer Klischeewalze abnehmen und mit einer be
stimmten Andruckkraft vollständig auf einen zu bedruckenden Stoff über
tragen. Das freie Silikonöl reichert sich aufgrund der Druckkraft bis zu
seiner Sättigungsgrenze an der Grenzschicht der Druckwalze an und
erleichtert so die vollständige Abgabe der aufgenommenen Druckfarbe.
Claims (26)
1. Druckwalze zur Druckfarbenübertragung von einer Klischeewalze
auf einen Bedruckstoff, mit einem zylindrischen Walzenkern mit einer
Drehachse und einer elastischen Umfangsschicht aus Silikongummi,
dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Umfangsschicht der
Druckwalze (1) aus einem Silikongummi (3) besteht, welcher einen
Anteil freier Silikonöle aufweist.
2. Druckwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Shore-Härte des Silikongummis (3) durch Zugabe von freien Silikon
ölen unterschiedlicher Menge und Viskosität zwischen 20 und 70
Shore A eingestellt ist.
3. Druckwalze nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die elastische Umfangsschicht aus einer Mischung
aus einer fließfähigen Silikongummi-Grundkomponente und einem
Härter im Mischungsgewichtsverhältnis von 100 : 9,5 besteht, der 9
Gewichtsprozent Silikonöl mit einer Viskosität von 50 mm2/s zuge
geben ist.
4. Druckwalze nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Walzenkern (2) als Drehteil ausgebildet ist
und aus bleifreiem Stahl besteht.
5. Druckwalze nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberfläche des Walzenkerns (2) zur Oberflä
chenvergrößerung und Verbesserung der mechanischen Veranke
rung des Silikongummis mit eingebrachten Nuten und/oder Stegen
versehen ist.
6. Druckwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche mit einem rauhen Gewinde (4) mit 1,5 mm Steigung
versehen ist.
7. Druckwalze nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberfläche des Walzenkerns (2) mit einem
Haftvermittler geprimert ist.
8. Druckwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Haftvermittler aus einer Organosilanlösung besteht.
9. Druckwalze nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die elastische Umfangsschicht in einer Gießform
(10) um den Walzenkern (2) gespritzt oder gegossen ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Druckwalze, dadurch gekennzeich
net, daß in einem ersten Schritt eine fließfähige Silikongummi-
Grundkomponente mit einem Härter oder Katalysator und Additiven
verrührt wird, das Gemisch in einem zweiten Schritt unter Vakuum
entgast und in einem dritten Schritt in eine vorbereitete Gießform
gegossen oder gespritzt wird, die befüllte Gießform (10) in einem
vierten Schritt evakuiert und in einem fünften Schritt über einer für
die Vernetzung erforderlichen Reaktionszeit darin gehalten wird, in
einem sechsten Schritt die aus der Gießform (10) entnommene
Druckwalze (1) über eine Ruhezeit gelagert wird und anschließend in
einem siebten Schritt die Oberfläche mit einem Gemisch aus Propa
nol-2 und Dimethylketon für die Aufnahme von Druckfarbe aktiviert
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mischvorgang im ersten Verfahrensschritt unter einem Vakuum von
27-53 mbar durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-11, da
durch gekennzeichnet, daß die Entgasung im zweiten Schritt unter
Vakuum von weniger als 1,333 mbar für 1-2 Minuten erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entgasung im vierten Schritt in einer Vaku
um-Kammer bei 40-80 mbar erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-13, dadurch
gekennzeichnet, daß der fünfte Schritt bei Raumtemperatur erfolgt.
15. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-13, dadurch
gekennzeichnet, daß der fünfte Schritt durch ein Ausheizen der
Gießform mit nachfolgender Abkühlung erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausheizen der Gießform (10) über eine Stunde mit 60°C erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-13, dadurch
gekennzeichnet, daß der fünfte Schritt durch Zugabe eines Katalysa
tors im ersten Schritt beschleunigt wird.
18. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhezeit 24 Stunden beträgt.
19. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-18,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zur Aktivierung der
Oberfläche der Druckwalze (1) aus 70 Gewichtsprozent Propanol-2
und 30 Gewichtsprozent Dimethylketon besteht.
20. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-19,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei Raumtemperatur
und einer maximalen relativen Luftfeuchte von 50% ausgeführt wird.
21. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-20,
dadurch gekennzeichnet, daß als Additive bis 50 Gewichtsprozent
Silikonöle unterschiedlicher Viskositäten zugefügt werden.
22. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-21,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein Mischungsgewichts
verhältnis von Silikongummi-Grundkomponente zu Härter von
100 : 9,5 aufweist und dem Gemisch 9 Gewichtsprozent Silikonöl mit
einer Viskosität von 50 mm2/s zugegeben werden.
23. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-22, da
durch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Gießform (10) mit
einem Trennmittel vorbehandelt wird.
24. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-23, da
durch gekennzeichnet, daß die zylindrische Oberfläche des Walzen
kerns (2) vor dem Einsetzen in die Gießform (10) mit einem Haft
vermittler geprimert wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Haft
vermittler eine Organosilanlösung verwandt wird.
26. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 10-25, dadurch
gekennzeichnet, daß für die elastische Umfangsschicht ein aus dem
Gießformenbau bekannter Silikongummi (3) verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998108149 DE19808149C2 (de) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Druckwalze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998108149 DE19808149C2 (de) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Druckwalze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19808149A1 DE19808149A1 (de) | 1999-09-09 |
DE19808149C2 true DE19808149C2 (de) | 2002-03-21 |
Family
ID=7859007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998108149 Expired - Lifetime DE19808149C2 (de) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Druckwalze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19808149C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3937942A1 (de) * | 1989-11-15 | 1991-05-16 | Nokia Unterhaltungselektronik | Verfahren zum bedrucken eines display-druckmustertraegers und druckwalze fuer ein derartiges verfahren |
-
1998
- 1998-02-27 DE DE1998108149 patent/DE19808149C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3937942A1 (de) * | 1989-11-15 | 1991-05-16 | Nokia Unterhaltungselektronik | Verfahren zum bedrucken eines display-druckmustertraegers und druckwalze fuer ein derartiges verfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19808149A1 (de) | 1999-09-09 |
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