DE2257962A1 - In schichten aufgebauter druckfilz - Google Patents

Description

Dr.W.P.Radt ■ ." ¹

Dipl.-Ing. W. Ernesti

Patentanwälte . Dayco Corporation

463 Bochum -, ■ m . >,ir-1,r\\λ

Heinrich-König-StraEeK DaytOH, OMO 45401

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Telegrammadresse; Radtpatent Bochum U W Ja.

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WPE/US

In Schichten aufgebauter Druckfilz

Die Erfindung betrifft einen in Schichten aufgebauten Druckfilz und ein Verfahren zur Fertigung eines solchen Druckfilzes. Der Druckfils soll zusammendrücktar und in erster Xdnie zur Benutzung "beim Qffset-Steindruck geeignet sein, ist aber auch auf anderen Gebieten der Drucktechnik verwendbar. .

Die beim Offset-Steindruek verwendeten Druckfilze haben primär die Aufgabe, die Druckerfarbe von der Druckplatte auf das Papier zu übertragen«, Druekfilze müssen so beschaffen sein, daß ihre Oberfläche nicht durch den mechanischen Eingriff anderer Seile der Druckerpress.e Beschädigungen erleidet oder durch die Bestandteile der Druckerfarbe chemisch angegriffen xtfird« Sie müssen also sehr sorgfältig hergestellt werden«, Durch die ständigen Kontakte wird der Druckfila immer wieder zusammengedrückt, dieses Zusammendrücken muß sich in bestimmten Grenzen halten und es darf keine bleibende Verformung des Druckfilzes eintreten, damit eine getreue Bildwiedergabe gewährleistet istο Tor allem muß der Druckfila, wenn er zusammengedrückt wird, nach dem Aufhören des Druckes in seine ursprüngliche Form zurückkehren % er soll, eine "' gleichförmige Bildwiedergabe unabhängig von der Dauer seiner Benutzung sicherstellen,=

Ein weiterer Umstand, der zu beachten ist, besteht, da-30 9 824/08Ί 1

rin, daß während der fertigung eines Druckfilzes aus mehreren lagen geringe Abweichungen der Dicke vom Mittelwert an verschiedenen Stellen der Oberfläche auftreten. Das kann zur ungleichen Wiedergabe an einzelnen Stellen des Druckfilzes führen.

Druckfilze haben gewöhnlich eine Garundschicht, die ihm eine gewisse Stabilität verleiht, und durch Weben hergestellte Stoffe werden für diese Grundschicht bevorzugt. Diese Basis eines Druckfilzes kann aus einer, aus zwei, aus drei oder mehr Lagen eines Gewebes bestehen· Die Arbeitsfläche, d.h. die Oberfläche, auf die dl ; Farbe aufgetragen wird, besteht gewöhnlich aus einer elastomeren Lage, die aus natürlichem Gummi oder synthetischem Gummi besteht und auf die Grundschicht aufgetragen wird. Dies geschieht gewöhnlich durch Auf streichen oder Aufwalzen des Gummis in mehreren dünnen Lagen, bis eine genügende Dicke der Gummischicht erreicht ist} danach erfolgt die notwendige Verfestigung durch Erwärmung. Ein in dieser bekannten Weise hergestellter Druckfilz mag für manche Druckverfahren durchaus brauchbar sein, für andere fehlt ihm die erforderliche Zusaaiiendrückbarkeit. Es besteht daher ein allgemeiner Wunsch nach Druckfilzen, die man stärker zusammendrücken kann.

Es ist schwierig, eine solche erhöhte Zusammendrückbarkeit mit dem geschilderten Aufbau zu erreichen, weil das Gummi, da es hochelastisch ist, nicht in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche zusammengedrückt werden kann, ohne daß es verzerrt wird oder nach der Seite ausweicht. Wenn Ungleichmäßigkeit en auftreten bei der Druckplatte, bei den Pressen oder bei dem Papier, dann wird der Druck, dem der Druckfilz ausgesetzt ist, während des Arbeitens schwanken.

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Um eine zusätzliche Zusammendrückbarkeit "bei Druckfilzen zu erreichen, hat man schon Schaumgummi, !Dextilf asern, besondere öewebelagen oder Filz eingearbeitet. Alle diese Bemühungen haben aber aus den folgenden Gründen nicht zum Erfolg geführt: ^ . ·

1. die verwendeten Werkstoffe haben keine aus geschlossenen Zellen gebildete einheitliche Struktur und die Zusammendrückbarkeit ist daher nicht an allen Stellen des Druckfilzes die gleiche;

2. Druckfilze, bei denen Zwischenschichten offene Hohl·- räume haben, sind den Zerstörungen ausgesetzt, die durch die verwendeten Farbstoffe und Lösungsmittel verursacht werden· Derartige Stoffe greif en den Druckfilz an und verkürzen seine Lebensdauer. Derartige Schichten sind auch nicht sehr widerstandsfähig;

3. Schaumgummischichten, bei deren Herstellung Blähmittel verwendet werden, welche während der Erwärmung und Härtung ausgetrieben werden, führen nicht zu befriedigenden Ergebnissen, weil durch ein solches Herstellungsverfahren eine gleichförmige Zellstruktur nicht zu erzielen ist j

4. der Gebrauch von Fasern, Filzteilen oder Geweben führt zu keinem gleichförmigen Gefüge und ergibt keine gleichförmige Zusammendrückbarkeit während der Benutzung des Druckfilzes, weil hierbei der Werkstoff an einzelnen Stellen zerstört wird. Solche Werkstoffe werden auch zu steif,weil in sie teilweise das Gummi eindringt.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckfilz und ein Fertigungsverfahren für einen solchen anzugeben, bei dem eine hohe Zusammendrück-

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barkeit des Druckfilzes durch senkrecht auf die Oberfläche wirkende Kräfte gegeben ist, die absolut reversibel ist und auch bei längerer Betriebsdauer nicht zu einer Formänderung des Filzes führt, und bei dem ferndr ein Aufbau aus einzelnen Schichten möglich ist, der eine weitgehend gleichmäßige Sicke des Filzes über seine gesamte Fläche ergibt.

Gemäß der Erfindung besteht der in Schichten aufgebaute Druckfilz aus einer oder mehreren Gewebegrundschichten, einer Oberflächenschicht und einer zusammendrückbaren Zwischenschicht mit aus geschlossenen Zellen aufgebauter Zellstruktur.

Die Zellstruktur ist gemäß der weiteren Erfindung aus gleichförmig in der Zwischenschicht verteilten, nicht untereinander in Verbindung stehenden Hohlräumen aufgebaut. Die Zwischenschicht besteht aus einem elastomeren Grundstoff, und in den Grundstoff eingebrachte Mikrokapseln bilden die Hohlräume. Vorzugsweise sind dabei in 100 Gewichtsteilen des Grundstoffes der Zwischenschicht 5 bis 25 Gewichtsteile derartiger Mikrokapseln enthalten. Die Zwischenschicht soll so aufgebaut sein, daß der Druckfilz unter einen Druck von 8
bis 0,28 mm zusammendrückbar ist.

Druckfilz unter einen Druck von 8,65 kg/cm um 0,1 mm

Die zum Aufbau der Zwischenschicht verwendeten Mikrokapseln sollen dünne elastische Wandungen haben. Sie sollen aus einem Stoff bestehen, der den Grundstoff der Zwischenschicht nicht angreift und von solcher Art ist, daß durch Erwärmung der Mischung des Grundstoffes mit den Mikrokapseln eine Bindung zwischen dem Stoff der Mikrokapseln und dem Grundstoff zustandekommt.

Um eine starke Zusammendrückbarkeit zu ermöglichen, sol-30982A/0Ö11

len die Mikrokapseln ein Gas enthalten. Sie sollen im allgemeinen Kugelgestalt haften und dabei einen Durchmesser zwischen 10 und 100 Mikron» Der Mittelwert des Durchmessers der Mikrokapseln soll bei JO Mikron liegen.

Die Fertigung des neuen, in Schichten aufgebauten Druckfilzes umfaßt folgende Yerfahrensschrittes

eine Vielzahl von Mikrokapseln wird in einen elastomeren Grundstoff eingebracht,

die zubereitete Mischung wird auf eine Gewebegrundschicht aufgetragen,

auf die die Mikrokapseln enthaltende Schicht wird eine Oberflächenschicht aufgebracht,

das so entstandene Gebilde wird erwärmt und härtet dabei.

Bei der Herstellung der Zwischenschicht werden 5 bis 25 Gewichtsteile der Mikrokapseln zu etwa 100 Gewichtsteilen des noch nicht erwärmten elastischen Grundstoffes gege- ■ ben und damit vermischt unter Zusatz eines aromatischen Lösungsmittels, dessen Überschuß vor dem Auftragen der Mischung durch vorsichtige Erwärmung daraus entfernt wird»·

Wie bereits erwähnt, sollen die Mikrokapseln dünne elastische Wandungen aus einem Stoff haben, der den Grundstoff der Zwischenschicht nicht angreift? die Erwärmung des zusammengedrückten Gebildes soll so durchgeführt werden, daß nicht untereinander in Verbindung stehende Hohlräume gleichförmig in der Zwischenschicht verteilt sind.

Auf der anliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des neuen Druckfilzes dargestellte

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IPigur 1 zeigt in perspektivischer Daxstellung einen Ausschnitt aus einem Druckfilz gemäß der Erfindung, wobei einzelne Teile abgebrochen sind,

Figur 2 ist ein stark vergrößerter Querschnitt der zusammendrückbaren Schicht.

Der Druckfilz 11, der in Figur 1 dargestellt ist, besteht aus einer Gewebegrundschicht, welche in diesem falle gebildet ist aus den beiden Gewebeschichten 12 und 14. Es ; ist üblich, jeweils eine, zwei, drei oder noch mehr Schichten als Gewebegrundschicht zu verwenden, «je nach der Art des gewünschten Erzeugnisses. Die Herstellung der Gewebe für diese Schichten erfolgt in der bei der Fertigung von Druckfilzen bekannten Weise. Die einzelnen Schichten sind gewöhnlich Gewebe, die nicht stark gedehnt sind, wie gewisse Arten von Baumwolle, Kunstseide oder Glas. Bei der Fertigung werden die einzelnen Lagen aus einem langen Band des Gewebes herausgeschnitten» Die Schichten 12 und 14

werden durch eine Klebeschicht 13 miteinander verbunden, die aus Neopren-Zement oder einem anderen geeigneten Material besteht.

Die zusammendrückbare Schicht 15 wird nach den bei der Gummifertigung üblichen Verfahren hergestellt und besteht im wesentlichen aus einem synthetischen elastomeren Werkstoff, wie Btitadien-Acrylsäurenitril-Gummi, üblichen Härterzusätzen und Farbbeigaben. Die Zusammendrückbarkeit wird erreicht durch Vermischung mit 5 his 25 Gewichtsteilen Mikrokapseln, gerechnet auf' 100 Teile des elastomeren Grundstoffes. Eingeschlossen in die Mischung sind auch etwa 100 Teile eines aromatischen Lösungsmittels und kleine Mengen der vorerwähnten Härter und Farbstoffe. Die Stoffe werden gründlich gemischt und über die Gewebeschicht verteilt und soweit erhitzt, daß das Kisungsmit-

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tel zum größeren Teil verdampft. KLe Dicke dieser Zwischen-*· schicht liegt zwischen 0,25 mm und 0,28 mm. Eine weitere Geweb e s chi cht 17, di e ähnlich, den Schichten 12 und 14 i s t, wird über die Lage aufgebracht. "Der letzte Arbeitsgang der Fertigung ist das Auftragen der Oberschicht 18 aas Gummimaterial, nach einem üblichen Streichverfahren, bis die Dicke der gewünschten Oberflächenschicht erreicht ist (gewöhnlich 0,25 mm Dicke)· Die üblichen Erwärmungs- und Härte verfahr en werden dann angewendet, um aus den verschiedenen Schichten und Lagen das fertige Gebilde zu erzeugen. Der Druckfilz soll überall eine Dicke von etwa 1,6. bis 1,7 mm haben. Man kann zusätzliche Klebemittelschichten ähnlich wie die !sage 13 zwischen der Lage 15 und den" Gewebelagen 14 und 17 einfügen. · .

Die Mikrokapseln 16 sind ungefähr kugelförmig in der Gestalt uitd haben einen Durchmesser zwischen 10 und 100 Mikron, bei einer durchsclmittlichen !Eeilchengröße von ungefähr 30 Mikron. Diese ,Kapseln werden hergestellt mit einer dünnen elastischen thermo.lastischen Hülle, die aus einem Vinyliden-Ohloridacrylnitril-Mschpolymer oder einem ähnlichen Werkstoff besteht, der das Material nicht angreift, aus dem die Grundmasse besteht» Die Kapseln können mit einem Gas gefüllt sein, damit ihre Gestalt erhalten bleibt. Durch das Mischverfahren werden die Kapseln .16 gleichförmig und gründlich über die elastomere Grundmasse verteilt, und nach dem Erwärmen und Härten haften die Wandungen 19 der Kapseln an dem sie umgebenden Werkstoff. Dadurch bleiben die Hohlräume 20 völlig in* dem Werkstoff eingehüllt, so daß die Hasse eine geschlossene Zellstruktur bekommt. Die Elastizität der Wandungen bringt es mit sich, daß sich die Kapseln 16 unter Druck biegen und die Schicht sich stark zusammendrücken HSt. Dabei ist es nicht einmal erforderlich, daß die Wandungen 19 unverletzt bleiben. Selbst wenn sie brechen oder bei.

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dem Härtevorgang schmelzen, bleiben die Hohlräume erhalten und voneinander getrennt. Der fertige Druckfilz, wenn er einem Druck von 8,65 kg/ cm unterworfen wird, der rechtwinklig auf die Oberfläche ausgeübt wird, kann eine Verminderung der Dicke um ungefähr 0,1 bis 0,28 mm erfahren, was sich beim Gebrauch als hervorragend günstig erwiesen hat.

Nachfolgend sind drei Beispiele für die Herstellung von Druckfilzen gemäß der Erfindung angegeben*

Beispiel 1i

Zwei Gewebelängen von 0,38 mm Stärke wurden aus einer Bahn von Baumwollsegeltuch ausgeschnitten, welches vorher einer Streckung unterworfen wurde, um spatere Lageänderung en auszuschließen. Diese Längen wurden mit einem Neopren-Zement zusammengeklebt und auf eine übliche Druckfilzfertigungsmaschine gebracht. Die Oberfläche der zweiten Schicht wurde mit einem Klebstoff bestrichen, 15 Teile von Mikrokapseln mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 Mikron wurden gründlich geaisclit mit 100 Teilen Toluol und 100 Teilen einer Batadianr· Acrylsäurenitril-Gummiware, in die vorher kleine Mengen von Zinkoxyd, Ruß und ein Beschleuniger gegeben wurden· Die Mischung wurde auf das Gewebe verstrichen und auf einer Temperatur von 38⁰O gehalten, um den größten Teil des Lösungsmittels zum Verdunsten zu bringen, worauf eine Schicht von ungefähr 0,25 mm Stärke zurückblieb. Eine dritte Gewebelänge eines wpe mit einem Klebemittel bestrichenen Baumwolltuches wurde über die aufgestrichene Lage gebracht, das Ganze wurde dann durch die Streichmaschine geführt und eine übliche Oberfläche schicht, die vorwiegend aus einem Acrylnitril-Butadien-Gummi bestand, in mehreren .Arbeitsgängen aufgebracht, bis eine Schicht

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iron 0,25mm aufgebaut war. Das gesamte Gebilde wurde gehärtet bei einer Iemperatnr ¥on 144-⁰G und hatte eine Dicke von 1,65 mm.

Beispiel 2s

Der Druekfilz dieses Beispiels wurde hergestellt durch, dieselben Verfahrenssehritte und aus denselben Rohstoffen wie in dem vorhergehenden Beispiel, ^jedoch wurden jetzt 25 Seile Mikrokapseln zu 100 Seilen des aromatischen Lösungsmittels und 100 Teilen Butadien-Acrylsäurenitril-Gummis gegeben»

Beispiel 3 s

33er Druckfilz dieses Beispiels wurde mit den gleichen Verfahrenssehritten und aus denselben Werkstoffen wie bei Beispiel 1 gefertigt mit dem Unterschied, daß die Zwischenschicht eine Stärke von 0,38 mm hatte anstatt 0,25 mm-

Es sollte beachtet· werden, daß bei einem elastomeren Material, das eine gegebene Weichheit und Nachgiebigkeit hat, die Zusaimendrückbarkeit erhöht wird, wenn man das Gesamthohlraumvolumen entsprechend dem Volumen des Grundstoffes erhöht. Das Hohlraumvolumen kann man erhöhen durch eine Erhöhung der Menge der Kapseln oder auch des Durchmessers der Kapseln oder' durch beide Maßnahmen. Die Zusammendrüekbarkeit wird auch - bei gleicher Beschaffenheit der elastomeren Grundmasse und gleichbleibendem Hohlraumvolumen der Zwischenschicht - erhöht durch Erhöhung der Dicke der Zwischenschicht. Verschiedene elastomere Grundmassen können benutzt werden. Man kann sie auch kombinieren^ um verschiedene Grade von Weichheit und Nachgiebigkeit zu erzielen.

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Die hohe Zusammendrückbarkeit der neuen Druckfilze beruht auf dem !Anstand, daß die Kapseln eine geschlossene Zellstruktur ergeben mit Hohlräumen, die nicht untereinander in Verbindung stehen. Diese Hohlräume sind außerordentlich elastisch und lassen eine große und immer wieder zurückgehende Volumenänderung zu, ohne daß der strukturelle Aufbau der Zwischenschicht sich ändert.

Pat entansprüche

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Claims (12)

Pat ent ansprüche .

1. In Schichten aufgebauter Druckfilz, bestehend aus einer oder mehreren Gewebegrundschichten (12, 14), einer Oberflächenschicht (18) und einer zusammendrückbar en Zwischenschicht (15) ^d.* aus geschlossenen Zellen (16) aufgebauter Zellstruktur.

2. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er unter einem Druck von
0,28 mm zusammendrückbar ist.

daß er unter einem Druck von 8,65 kg/cm um 0,1 mm bis

3. Druckfilz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellstruktur aus gleichförmig in der Schicht verteilten, nicht untereinander in Verbindung stehenden Hohlräumen (20) aufgebaut ist. \

4. Druckfilz nach einem der vorhergehenden insprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem elastomeren Grundstoff besteht¹ und daß in den Grundstoff eingebrachte Mikrokapseln die Hohlräume bilden. , "■

5. Druckfilz nach einem der vorhergehenden Insprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in 100 Gewichtsteilen des Grundstoffes der Zwischenschicht 5 bis 25 Gewichtsteile derartiger Mikrokapseln enthalten sind.

6. Druckfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln dünne elastische Wandungen (19) haben.%

7. Druckfilz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln aus einem Stoff besteh3n, der den Grundstoff der Zwischenschicht

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nicht angreift und von solcher Art ist, daß durch Erwärmung eine Bindung zwischen ihm und de» Grundstoff zustande kommt.

8. Druckfilz nach einem der Ansprüche 1 "bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln ein Gas enthalten.

9« Druckfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln im allgemeinen Eugelgestalt und einen Durchmesser zwischen 10 und 100 Mikron haben. ■

10. Druckfilz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert des Durchmessers der Mikrokapseln bei 30 Mikron liegt·

11. Druckfilz nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln dünne elastische Wandungen (19) haben, Gas enthalten, eine durchschnittliche Teilchengröße von 30 Mikron aufweisen und .in einem Verhältnis von 5 bis 25 Gewichtsteilen zu 1¹OO ϊβϋβΐι in der elastomeren Grundmasse enthalten sind·

12. Verfahren zur Fertigung eines in Schichten ,aufgebauten Druckfilzes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte1 eine Vielzahl von Mikrokapseln wird in einen elastomeren Grundstoff eingebracht,

die.. Mischung wird auf. eine Gewebegrundschicht auf getragen, . ■ ^;; ■ auf die 'die Mikrokapseln enthaltende Schicht wird eine Oberflächenschicht aufgebracht, · das so entstandene Gebilde wird erwärmt.

13· Verfahren nach Anspruch 12, 'dadurch gekennzeichnet, 309824/0811 ' ■

daß 5 "bis 25 Gewichtsteile der Mikrokapseln zu etwa 100 Gewiehtsteilen des noch nicht erwärmten elastomeren Grundstoffes gegeben und damit vermisehtwerden unter Zusatz eines aromatischen Lösungsmittels, dessen "Überschuß vor dem Auftragen der Mischung daraus entfernt wird. .

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln dünne elastische Wandungen aus einem Stoff haben, der ,den' Grundstoff der Zwischenschicht nicht angreift, und daß die Erwärmung des zusammengefügten Gebildes so durchgeführt wird, daß nicht untereinander in Verbindung' stehende Hohlräume gleichförmig in der Zwischenschicht verteilt sind.

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