DE2050663C3

DE2050663C3 - Druckzylinder für eine Stahlstichdruckmaschine und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2050663C3
Application number: DE2050663A
Authority: DE
Inventors: Daniel Lausanne Beaune (Schweiz)
Original assignee: De la Rue Giori SA
Current assignee: KBA Notasys SA
Priority date: 1969-10-27
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2066558A5; CH497283A; US3691949A; DE2050663B2; DE2050663A1; CA920426A; AT306747B; GB1310276A; JPS5134322B1; SE377778B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckz\ linder •jemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckzylinders.

Es ist bereits ein fur die Anwendung in Rotationstiefdruckmaschinen bestimmter Druckzylinder bekannt, der aus einem zylindrischen Kern und einem Mantel besteht, welcher die Form eines den Kern spannungsfrei umgebenden Hohlkörpers aus dichtem Polyurethan-Kunststoff mit einer Härte von SfS bis 98"* Shore A aufweist. Durch diese Ausbildung des Druckzylinders soll das Ausdrucken der das Druckbild ergebenden Vertiefungen im Umfang des Formzylinders verbessert und gleichzeitig sollen dem Druckbild abträgliche Friktionserscheinungen sowie der Nachteil des Auftretens unterschiedlicher Geschwindigkeiten der Papierbahn von Druckwerk zu Druckwerk behoben werden. In einer Abwandlung dieser bekannten Anordnung ist vorgesehen, daß der Hohlkörper aus Polyurethan-Schaumstoff auf eine herkömmliche Walze mit elastischem Überzug aufgeschoben isi, wobei der Innendurchmesser des Hohlkörpers großer als der Außendurchmesser der Walze ist und daher der Hohlkörper gegenüber der Walze ein radiales Spiel aufweist. Über die Dicke des bekannten Hohlkörpers, welcher vorzugsweise in einer mit uroßer Drehzahl umlaufenden Schleuderform hergestellt werden soll, werden keine Angaben gemacht, ebensowenig über die bevorzugte Dicke und Härte des elastischen Überzugs der herKömmlichen Walze. Hei bisher üblichen Druckzylindern mit einem Gummiuhcrzug hat jedoch dieser im allgemeinen eine Härte von ungefähr 98" Shore A.

Ferner sind bereits mannigfache Walzen für Druckmaschinen bekannt, bei denen ein Kern mit einer einheitlichen homogenen Polyurethanschicht umgössen wird, welche nach dem Aushärten Shore-Härten zwischen 10" und30' bzw. 10" und 100° aufweisen. Eine spezielle Anwendung dieser bekannten Walzen als Druckzylinder in einer Stahlstichdruckmaschine wird jedoch nicht empfohlen.

Für die Qualität eines im Stahlstichdruckverfahren hergestellten Erzeugnisses ist u. a. die Oberflächenbeschaffenheit des Druckzylinders ausschlaggebend. Das zu bedruckende Papier muß nicht nur unter starker Pressung gegen die Stichdruckplattc gedrückt werden, wozu eine hinreichende Härte der Oberflächenschicht de:» Druckzylinders erforderlich ist, sondern gleichzeitig muß das Papier während der Bedruckung in die mit Farben gefüllten Sttchgruben

hineingewölbt werden, damit die Farbe aus den Stiehgruben vollständig herausgehoben wird; aus diesem Grunde muß die Oberflächenschicht des Druckzylinders eine hinreichende elastische Nachgiebigkeit, haben. Diese beiden an sich widersprechenden Forderungen sind mit den bisher bekannten Druckzylindern nur unvollkommen zu erfüllen, wobei zu berücksichtigen ist, daß der im Stuhlsiichdruek erforderliche Anpreßdruck bis zu 1000 kp je cm Mantellinie, d. h. also Berührungslinie /.wischen Druckzylinderumfang und Papier, betragen kann. Da ferner aus diesem Grunde die Druckzylinderoberflüche einer sehr hohen Belastung unterliegt, sitellt die Wahl eines geeigneten Materials für die Oberflächenschicht des Druckzylinders, auch im Hinblick auf eine wirtschaftliche Lebensdauer des Druckzylinders, ein kritisches Problem dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckzylinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art so auszubilden, daß seine Oberflächenschicht den beschriebenen Anforderungen für die Erzeugung eines optimalen Druckbildes genügt, daß seine Oberflächenschicht auf verhältnismäßig einfache Weise, beispielsweise vom Benutzer der Stahlstichdruckmaschine selber, hergestellt werden kann und daß die Lehensdauer dieser Oberflächenschicht größer als die bisher bekannter Druckzylinder ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Druckzylinder nach der Erfindung durch diejenigen Merkmale charakterisiert, die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben sind. Dadu· ;h wird erreicht, daß die äußere Deckschicht des Druckzylinders eine im Vergleich mit der bisher für Druckzylinder tmpfol 'enen Härte verhältnismäßig geringe Härte ui.d dank eine hinreichende elastische Nachgiebigkeit aufweist, während das darunterliegende, die Deckschicht tragende Material eine größere Härte zur Erzielung einer guten Stabilität aufweist. Infolge der relativ geringen Härte der Deckschicht werden beim Druck auch kleinere Unregelmäßigkeiten in der Papierdicke ausgeglichen, welche bisher die Qualität des Druckbildes beeinträchtigt haben.

Vergleichende Versuche mit Stichdruckplatten, die besonders tief graviert waren, haben gezeigt, daß mit dem Druckzylinder nach der Erfindung nicht nur eine einwandfreie Übertragung der Druckfarben auf das Papier erhalten wird, sondern auch ein außerordentlich scharfes, reliefartigcs Druckbild, welches alle Feinheiten auch der tiefgravierten Bereiche der Stichdruckplatte wiedergibt. Eine derartige Bildqualität ist insbesondere bei Banknotendrucken zur Sicherheit gegen Fälschungen wesentlich.

Das Verfahren zur Herstellung eines Druckzylinders nach der Erfindung ist durch diejenigen Merkmale charakterisiert, die im Patentanspruch 5 angegeben sind. Der Haupt vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß eine lagenweise Aufbringung der Schichten wesentlich einfacher als ein Gießen des Druck/ylindermantels ist und vor allem eine wesentlich genauere Konzentrizität der Oberflächenschicht gewährleistet. Die Verwendung des gleichen Polyurethans sowohl für die Deckschicht als auch für die darunterliegende Trägerschicht, denen lediglich unterschiedliche Härten verliehen werden müssen, vereinfacht und verbilligt ebenfalls das Herstellungsverfahren.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Herstellungeines Druckzylinders nach der Erfindung kann man derart vorgehen, daß man die Oberfläche eines auf einer Drehbank montierten Stahlzylinders zunächst mit Trichloräthylen entfettet und dann eine dünne Schicht aus einem Bindemittel auf Polyesteir-Basis aufträgt, welches für eine gute Haftung der später aufzubringenden Elastomerschicht dient. Man läßt das Bindemittel bei Raumtemperatur 2 bis 3 Stunden trocknen und trägt dann eine Kunststoffmasse auf Polyurethan-Basis in mehreren dünnen Lagen von ungefähr 0,2 mm Dicke nacheinander auf. wobei man jede Lage vor Aufbringung der nächsten wenigstens teilweise härten läßt. Die Gesamtdicke des aufzubringenden Kunststoffes beträgt vorzugsweise 0,8 mm. Anschließend unterzieht man die Druckzylederoberfläche einer mechanischen Bearbeitung, um cinu vollkommen glatte, zylindrische LJmfangsfläche zu erzielen, wobei die Schichtdicke um etwa 2 mm verringert wird.

Man kann andererseits auch derart vorgehen, daß man die Kunststoffschicht in der beschric';.«..:-:; Weisr auf einem Stahlblech aufbringt, dann die Oberflache mechanisch bearbeitet und das so verkleidete Stahlblech auf dem Wischzylinderumfang befestigt.
Für Zwecke nach der Erfindung geeignete Polyure-

²S lhan-Kunstsioffe sind handelsüblich. Man kann dazu beispielsweise den unter dem Handelsnamen Adiprene bekannten Kunststoff der Firma Dupont oder auch den unter dem Handelsnamen Vulkollan der Firma Bayer verwenden. Ebenso sind die Anwendungsvorschriften für derartige handelsübliche Kunststoffe bekannt Hinsichtlich der Zusammensetzung und Anwendung bekannter Polyurethan-Kunststoffe wird beispielsweise auf das »Chemie-Lexikon« von Hermann Römpp. Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, 5. Auflage, verwiesen, und zwar insbesondere auf die Stichworte »Elastomere«, Seite 1352. »Polyurethan-Herstellungsverfahren«, Seite 4018. sowie »Vulkollan«, Seite 5515. wo auch weitere Literaturangaben zu finden sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens verwendet man für die unteren Kunststofflagcn eine Kunststoffmasse, welche nach der Aushiartungeine Härte zwischen Shore DX0° und D 90". vorzugsweise D 85"'. hat und welcher außerdem zur Verringerung der Nachgiebigkeit des Materials fein verteilter Ruß oder verteiltes Kalziumkarbonat mit einem Anteil zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent beigemischt ist, während für die Decklage ein Kunststoff gleichen Typs verwendet wird, welcher jedoch nach der Aushärtung infolge seiner anderen Komponenten-Zusammensetzung, insbesondere auf Grund seines geeignet gewählten Anteils an Weichmacher, eine Härte zwischen Shore D 40" und D 60 . insbesondere D 50", aufweist. Hierbei wird die Dicke der unteren Kunststofflagen zu je ungefähr 0,2 mm und die Dicke der Decklage mit etwas geringer;r Härte zu ungefähr 0.4 mm gewählt, da bei der anschließenden mechanischen Endbearbeitung von die scr Decklage eine Außenschicht von ungefähr 0.2 mm

entfernt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch die Dccklage des fertigen Kunststoffzylinders etwa 0,2 mm beträgt. Die Dicke der einzelnen Kunststofflager) kann jedoch auch zwischen 0,15 mm und 0,3 mm gewählt werden, wobei, wenn für die äußere Decklage ein Kunststoff anderer Zusammensetzung gewählt wird, diese Decklage jeweils mit Rücksicht auf die anschließende mechanische Bearbeitung um ungefähr 0,2 mm stärker zu machen ist als die ge

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iitihchie endgültige Dicke dieser Lage. schaltet werden. Außerdem bietet die lagenweise

Uurch das Aufbringen der Kunststoffschicht in Aufbringung des Kunststoffs die vorteilhafle Mög-

cnreren, verhältnismäßig dünnen Lagen wird er- lichkeit, für die DeckUigc einen Kunststoff anderer

eicht, daß nachteilige Effekte infolge einer Schrump- Zusammensetzung als für die unteren Lagen zu wüh-

Claims

Pateuitinsprüche:

1. Druckzylinder für cine Stahlstichdruckmaschine aus einem Slahlkern mit einer Oherflächenschie|)t aus einem wärmelüirtbaren Polyurethan und einer Shorehärle zwischen 10" und 100", dadurch ge ken η ze ich η et, daß die Gesamtschichtdicke 0,4 mm 'his 1 mm beträgt, wobei eine äußere Deckschicht eine Dicke von 0,15 bis 0,3 mm und eine Oberfläehenhürte zwischen Shore D 40° und D 60" aufweist und die darunterliegende, übrige Schicht eine Härte zwischen Shore D 80° his D 90" hat und wobei die heiden Materialien unterschiedlicher Härte aus dem gleichen Polyu- ·5 rethan bestehen.

2. Druckzylinder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens dem unterhalb der Deckschicht liegenden Polyurethan Ruß oder Kalziumkamonat heigemischt ist.

3. Druckzylinder nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß- oder Kalziuinkarhonatanteil /wischen 5 und 15 Gewichtsprozent beträgt.

4. Druckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht auf einem auf der Umfangsfläche des Zylinderkernes befestigten Stahlblech aufgebracht ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Druckzylinders nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß nach vorheriger Auftragung und wenigstens teilweiser Trocknung einer dünnen Schicht eines Bindemittels auf den Zylinderkern jede Teil- $chicht in mehreren Lagen aufgebracht wird, wobei man jede Lage vor Aufbringung der nächsten wenigstens teilweise härten läßt, und daß nach Härtung der zuletzt aufgebrachten Lage der Deckschicht die Umfangsflüche des Zylinders zur Erzielung einer glatten und zylindrischen Fläche mechanisch bearbeitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß füi die unteren Lagen einerseits lind für die äußeren Lagen der Deckschicht andererseits unterschiedliche Stoffzusammensetzungen des gleichen Polyurethantyps derart verwen-•let werden, daß die unteren Lagen nach der Aushärtung eine Härte zwischen Shore DHO und D 90" und die Dccklagcn eine Härte zwischen Shore D 40' und D (i0^J haben, und daß die unteren Lagen in einer Gesamtdickc zwischen 0,15 mm lind 0.3 mm aufgetragen werden, während die Gelamtdicke der Decklagen so stark gewählt wird, tlaß nach der mechanischen Endbearbeitung der Oberfläche die Dicke der Deckschicht ebenfalls !■.wischen 0.15 mm und 0,3 mm beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder (S. dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst eine Oberflächenschicht mit einer Gesamtschichtdicke von 0,5 mm bis I mm aufbringt!, worauf diese Dicke durch die anschließende mechanische Endbearbeitung um etwa 0.2 mm verringert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel ein Material auf Polyester-Basis verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens dem die unteren Lagen unterhalb der Deckschicht bildenden Polyurethan vorder Aufbringung Äuß oder Kalzi-

umkaibniuit beimischt. _

10. Verfahren nach Anspruch χ dadurch gekennzeichnet, daß das liindemitlel und anschließend die Schichtlagen auf einem unter Verwendung eines Lösungsmittels entfetteten Zylinderkern aufgebracht werden.

! 1. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel und anschließend die Schichtlagen auf einem entfetteten Stahlblech aufgebracht werden, welches auf der Umfangsfläche eines Zylinderkernes befestigt ist.