DE2308285A1 - In schichten aufgebauter druckfilz - Google Patents

In schichten aufgebauter druckfilz

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DE2308285A1
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Wayne William Easley
Billy Pryor
Thomas C Rhodarmer
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Description

Dipl.-Ing. E. E. Finkener
Dipl.-Ing. W. Ernesti DAYOO COEPOEATIOIi
Patentanwälte DAYTON, Ohio - USA
463 Bochum
Heinridl-König-Straße 12 Fernsprecher 4 15 50, 4 23 27 Telegrammadresse: Radtpafent Bochum
73 112
WE/GN
In Schichten aufgebauter Druckfilz
Die Erfindung "betrifft einen zusammendrückbar en, in Schichten aufgebauten Druckfilz, der wenigstens eine Gewebegrundschicht, eine Oberflächenschicht und eine Zwischenschicht enthält, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckfilzes. Dieser Druckfilz ist in erster Linie für eine Verwendung beim Offset-Steindruck vorgesehen, eignet sich aber ebensogut auch für andere Druckverfahren.
Die Verwendung von Druckfilzen bei Offset-Steindru'^-Verfahren ist bekannt. Die Druckfilze haben hjerbei primär die Aufgabe, den zum Drucken verwendeten Farbstoff von der Druckplatte auf das Papier zu übertragen„ Sie müssen so beschaffen sein, daß ihre Oberfläche durch den mechanischen Kontakt mit den Teilen der Druckmaschine keine Beschädigungen erleidet oder durch Bestandteile der Druckfarbe chemisch angegriffen wird. Dies erfordert eine sorgfältige Herstellung der Druckfilze.
Bei seiner Verwendung wird der Druckfilz bei den wiederholten Kontakten um einen bestimmten Betrag zusammengedrückt, wobei sich das Zusammendrücken in vorgegebenen Grenzen halten muß, so daß keine bleibenden Verformungen entstehen, um eine getreue Bildwiedergabe zu gewährleisten. Es ist also wichtig, daß der Druckfilz nach dem Zusammendrücken in seine Ausgangsform mit der ursprünglichen Dicke zurückkehrt. Dies ist erforderlich, um eine gleichbleibend gute
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Bildwiedergabe unabhängig von der Dauer der Benutzung des Druckfilzes sicherzustellen.
Zusätzlich, zu den bei der Benutzung in der Druckmaschine hervorgerufenen Beanspruchungen kann es vorkommen, daß während der Herstellung eines Druckfilzes geringe Abweichungen in der Dicke des Druckfilzes entstehen. Unebenheiten, d.h. Erhöhungen oder Vertiefungen an einzelnen Stellen des Druckfilzes führen zu einer ungleichen WMergabe auf dem fertigen Druckerzeugnis.
Druckfilze dieser Art enthalten gewöhnlich eine Gn:-;lschicht aus einem durch Weben hergestellten Stoff, die dem Druckfilz die erforderliche Stabilität gibt. Diese Grundschicht kann aus einer, zwei, drei oder mehr Lagen eines Gewebes bestehen. Die Arbeitefläche, d.h. die Oberfläche, die mit dem Farbstoff in Berührung kommt, besteht normalerweise aus einer Scnicht «ines elastomeren Materials, da;-i aus na^jrlichem Gummi oder synthetischem Gummi besteht und auf die Grundschicht aufgetragen wird« Dies geschieht gewöhnlich durch Aufstreichen oder Aufwalzen des Gummi in mehreren dünnen Lagen, bis die gewünschte Dicke der Gummischicht erreicht ist. Der so vorbereitete Druckfilz wird danach einer abschließenden Härtebehandlung unterzogen.
Wenn auch ein in dieser Weise hergestellter Druckfilz für manche Druckverfahren zufriedenstellend anwendbar ist, so ist dennoch festzustellen, daß er für viele andere Druckverfahren nicht die erforderliche Zusammendrückbarkeit besitzt ο Es besteht daher ein allgemeines Bedürfnis, einen Druckfilz so auszubilden, daß er wesentlich stärker zusammendrückbar ist als die bisher bekannten Druckfilze.
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Es ist sehr schwierig, bei einem Druckfilz mit dem vorstehend erwähnten Aufbau eine höhere Zusammendrückbarkeit zu erreichen, weil das Gummi infolge seines hochelastischen Verhaltens nicht in einer Richtung senkrecht zur
5 OLerflache zusammengedrückt werden kann, ohne daß es verzerrt wird oder Spannungen in dem Druckfilz verursacht. Wenn Ungleichmäßigkeiten in der Druckplatte, bei den Pressen oder im Papier auftreten, dann wird der Druck, dem der Druckfilz ausgesetzt ist, während des Druckverfahrens schwanken.
Um eine zusätzliche Zusammendrückbarkeit bei Druckfilzen zu erzielen, ist bereits vorgeschlagen worden, Schaumgummi, Textilfasern, besondere Gewebelagen oder Filz einzuarbeiten. Die Hinzufügung dieser Produkte hat aber aus den folgenden Gründen nicht zu einem zufriedenstellenden Ergebnis geführt:
1. Die verwendeten Materialien haben keine aus geschlossenen Zellen gebildete einheitliche Struktur, so daß auch die Zusammendrückbarkeit nicht gleichförmig ist.
2. Druckfilze mit faserartigen Zwischenschichten mit offenen Zellen haben den Nachteil, daß sie sich mit den verwendeten Farbstoffen und Lösungsmitteln durchsetzen. Diese Stoffe greifen den Druckfilz an und verkürzen seine Lebensdauer. Derartige Schichten sind deshalb nicht sehr widerstandsfähig.
3. Andererseits ist eine Schicht, die durch einen während der Härtung auftretenden Blasvorgang gebildet wird, deshalb wenig geeignet, weil durch ein solches Herstellungsverfahren eine gleichförmige Zellstruktur nicht zu erreijjG ohen ist.
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4. Die Verwendung von Fasern, Filzteilen oder Geweben führt ebenfalls nicht zu einem gleichförmigen Gefüge und ergibt daher auch keine gleichförmige Zusammendrückbarkeit während der Dauer der Benutzung des Druckfilzes, weil bei diesen Werkstoffen die Tendenz zum Aufsaugen von Flüssigkeit besteht» Außerdem sind Schichten aus diesen Werkstoffen infolge des Eindringens von Gummi zu steif.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckfilz so auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden und der insbesondere eine Zusammendrückbarkeit besitzt, die allen Anforderungen der Drucktechnik gerecht wird, der widerstandsfähig ist und eine im wesentlichen einheitliche Struktur besitzt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Druckfilzes anzugeben.
Die erste Teilaufgabe wird bei einem Druckfilz in der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenschicht flexibel ist und eine aus geschlossenen Zellen bestehende Zellstruktur mit etwa gleichmäßig verteilten, untereinander nicht verbundenen Hohlräumen und in den Hohlräumen enthaltenen zusammendrückbaren Teilchen aufweist.
Die Teilchen bestehen in weiterer Ausbildung der Erfindung aus Schaumgummi. Sie haben erfindungsgemäß eine Dichte von weniger als 0,052 g/cnr und einen mittleren Durchmesser von etwa 135 Mikron. Die Hohlräume sind erfindungsgemäß etwas größer als die darin enthaltenen Teilchen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zwischenschicht aus einem Elastomer besteht und die Teilchen in einem Verhältnis von etwa 200 Gewichtsteilen
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pro 100 Teilchen des Materials der Zwischenschicht vorhanden sind. Vorzugsweise ist in jedem Hohlraum nur ein einziges Teilchen enthalten, das mit der Wandung des Hohlraumes nicht in Verbindung steht.
Die Zusammendrückbarkeit des Druckfilzes liegt bei einem
Druck von 8,8 kg/cm zwischen 0,1 und 0,275 mm· Der Begriff "Zusammendrückbarkeit", der in der in der Drucktechnik üblichen Art benutzt wird, bezieht sich auf die Fähigkeit des Druckfilzes, nach dem Zusammendrücken sofort in seine Ausgangslage zurückzukehren, ohne daß Verzerrungen in seitlichen Eichtungen auftreten.
Das Verfahren zur Herstellung eines Druckfilzes dieser Art besteht erfindungsgemäß darin, daß ein Schaur .,..<■,'mikörper in feine Teilchen zerkleinert wird, diese j.. ilctien mit einem elastomeren Werkstoff gemischt werden, den 'ich diese Mischung auf eine Gewebegrundschicht aufgetragen und auf dieses Gebilde eine elastomere Oberflächenschicht aufgebracht wird und daß das so entstandene Gebilde einem Härtevorgang unterzogen wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Teilchen in dem elastomeren Werkstoff sich nicht verbinden und innerhalb des elastomeren Werkstoffes Hohlräume hervorrufen, die etwas größer als die darin enthaltenen Teilchen sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise 30 ausgeführt, daß etwa 200 Gewichtsteile der Teilchen mir 100 Gewichtsteilen des noch nicht erhärteten elastomeren Werkstoffes und einem Lösungsmittel vermischt werden imc daß das überschüssige Lösungsmittel vor dem Aultragtn der Kischung entfernt wird.
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Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die elastischen Teilchen in einer gleichmäßigen Verteilung in der Zwischenschicht eingebettet sind, so daß ein Körper mit einheitlicher Zellstruktür entsteht. Die Hohlräume, in denen die Teilchen enthalten sind, stehen untereinander nicht in Verbindung und können sich auch nicht zu größeren Hohlräumen zusammenschließen. Eine in dieser Weise aufgebaute Zwischenschicht hat eine ungewöhnliche Elastizität, so daß sie den schnellt O len^ Zusammenpressungen und Ausdehnungen während der hohen Arbeitsgeschwindigkeiten auf der Druckmaschine ohne nachteilige Folgen auch während längerer Benutzungsdauer voll gewachsen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Zusammenpressen des Druckfilzes durch Krafteinwirkungen in einer Richtung senkrecht zu seiner Oberfläche keinerlei Verzerrungen in dem Druckfils auftreten.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellcexi Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Abschnittes eines Druckfilzes gemäß der Erfindung, in der die einzelnen Schichten abgebrochen dargestellt sind und
Fig. 2 einen stark vergrößerten Querschnitt der zusammendrückbaren Schicht des Druckfilzes.
Der in Fig. 1 wiedergegebene Druckfilz ΛΛ besteht aus eine.r Gewebegrundschicht, die sich in diesem Fa^l aus zwei Gewebeschichten 12 und 14 zusammensetzt. Ξε ,χ üblich, jeweils eine, zwei, drei oder mehr Schieb.*;-3rt für den Aufbau der Gewebegrundschicht zu verwerdsn, ue .nach der Art des
3C gewünschten Erzeugnisses. Die Herste? It4-Ug der Gewebe für
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diese Schichten erfolgt in der bei der Fertigung von Druckfilzen bekannten Weise. Bei den einzelnen Schichten handelt es sich im allgemeinen um schwachgedehnte Gewebe, beispielsweise bestimmte Arten von Baumwolle, Kunstseide
5 oder Glas. Bei den üblichen Herstellungsverfahren werden die einzelnen Schichten in Form langer Gewebebänder herge- · stellt. Die nach dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Schichten 12 und 14 sind durch eine Klebeschicht 13, beispielsweise in Form eines Neoparenklebers oder eines anderen geeigneten Materials, miteinander verbunden.
Die zusammendrückbare Zwischenschicht 15 ist nach einem bei der Gummifertigung üblichen Verfahren hergestellt und besteht im wesentlichen aus einem synthetischen elastomeren Werkstoff, wie beispielsweise Butadien-Acrylsäurenitril-Gummi mit üblichen Härte- und Farbzusätzen. Die Zusammendrückbarkeit der Schicht 15 wird erreicht durch Beimischung von etwa 200 Gewichtsteilen einzdner Teilchen, die in Fig. 2 nit 16 bezeichnet sind, für jeweils 100 Teile des elastomeren Grundmaterials. In dieser Mischung sind außerdem etwa 100 Teile eines aromatischen Lösungsmittels und kleine Mengen der vorgenannten Härter und Farbstoffe eingeschlossen. Die verschiedenen Bestandteile werden gründlich gemischt und über die Gewebeschicht verteilt und soweit erhitzt, daß das Lösungsmittel zum größeren Teil verdampft. Die Dicke der Zwischenschicht 15 liegt zwischen etwa 0,25 und 0,375 mm.
Auf die Zwischenschicht wird eine weitere Gewebeschicht 17, die ähnlich den Schichten 12 und 14 ist, aufgebracht. Die letzte Stufe des Herstellungsganges ist das Auftragen der Oberschicht 18 aus Gummi nach einem üblichen Streichverfahren, das solange wiederholt wird, bis die gewünschte Dicke der Oberschicht, etwa 0,25 mm, erreicht ist. Danach
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werden die üblichen Erwärmungs- bzw. Härteverfahren angewendet, um aus den einzelnen Schichten das Endprodukt zu erzeugen. Der fertige Druckfilz soll überall eine Dicke von etwa 1,625 mm habeno Falls dies erwünscht ist, können zusätzliche Klebemittelschichten, ähnlich wie die Schicht 13, zwischen der Zwischenschicht 15 und den Gewebeschichten 14 und 17 eingefügt werden.
Die Teilchen 16, die die Hauptbestandteile zur Bildung der zusammendrückbaren Schicht darstellen, sind vorzugsweise Schaumgummiteile. Für die Herstellung dieser Teilchen können übliche Schaumgummi-Platten oder -Blöcke, wie sie beispielsweise für Matratzen, Polster oder Kissen bekannt sind, verwendet werden. Schaumgummimaterial dieser Art hat eine Dichte, die weniger als 0,052 g/cnr beträgt und besitzt somit die gewünschte Zusammendrückbarkeit. Teile dieses Schaumgummimaterials werden in einer Hammermühle, einer Zerkleinerungsmaschine oder einer ähnlichen Einrichtung so lange zerkleinert, bis die entstehenden Teilchen einen mittleren Durchmesser von 153 Mikron haben; diese Teilchen sind leicht zusammendrückbar.
Die Teilchen aus Schaumgummi werden, wie bereits erwähnt, mit der elastomeren Grundmasse zur Bildung der Zwischenschicht gut vermischt und der vollständige Druckfilz wird zum Schluß vulkanisiert bzw. der vorgenannten Härtebehandlung unterzogen» In dem erzielten Endprodukt sind die Teilchen innerhalb der elastomeren Grundmasse derart eingebettet, daß ein Hohlraum 19 um jedes einzelne Teilchen herum entsteht, so daß in der Schicht eine Anzahl untereinander nicht verbundener Hohlräume in gleichmäßiger Verteilung enthalten sind. Die Zwischenschicht 15 hat somit eine Zellstruktur mit einzelnen in sich geschlossenen Hohlräumen oder Zellen. Jeder Hohlraum ist etwas größer als das darin enthaltene Teilchen. Dies hängt damit zusammen, daß 309836/0438
die Teilchen, bevor sie in die elastomere Grundmasse eingebettet werden, bereits ausgehärtet sind und deshalb während der Vulkanisierung des Druckfilzes mit den Wänden des Hohlraumes nicht reagieren. Mit anderen Worten: die Teilchen gehen mit der Wandung der Hohlräume keine Verbindung ein, vielmehr hat die Wandung die Tendenz, sich von den Teilchen zurückzubewegen. Wie aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 2 hervorgeht, ergibt sich eine Zellstruktur mit einer Anzahl von Hohlräumen, in denen jeweils ein etwas kleineres zusammendrückbares Teilchen 16 aus Schaumgummi enthalten ist.
Wenn bei der Benutzung des Druckfilzes die Zwischenschicht 15 zusammengedrückt wird, ermöglichen die Hohlräume eine erste Stufe des Zusammendrückens und die zusammendrückbaren Teilchen 16 eine weitere Stufe der Zusammendrückbarkeit. Wird der gesamte Druckfilz einem Druck von 8,8 kg/cm rechtwinklig zu seiner Oberfläche ausgesetzt, so ergibt sich eine Nachgiebigkeit bzw. Verminderung der Dicke von etwa 0,1 bis 0,275 mm» was sich für die Benutzung des Druckfilzes als außerordentlich günstig erwiesen hat.
Nachfolgend werden drei Beispiele für die erfindungsgemäße Herstellung von Druckfilzen angegeben.
Beispiel 1:
Es wurden zwei Gewebebahnen aus Baumwolle in einer Stärke von 0,375 mm verwendet, die einer Streckung unterworfen wurden, um spätere Längenänderungen auszuschließen. Diese Bahnen wurden mit einem NeopÄrenkleber zusammengeklebt und auf eine gebräuchliche Maschine zur Herstellung von Druckfilzen gebracht. Die Oberfläche der zweiten Bahn bzw. Schicht wurde mit einem Klebstoff bestrichen. Danach wur-
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den 15 Teile fein zerkleinerte und einer Härtebehandlung unterzogene Schaumgummiteilchen in einer mittleren Größe von 153 Mikron gründlich gemischt mit 100 Teilen Toluol und 100 Teilen einer Butadien-Acrylsäurenitril-Gummimasse, in die vorher kleine Mengen von Zinkoxid, Ruß und ein Beschleuniger gegeben wurden. Diese Mischung wurde auf der .Gewebebahn verstrichen und auf eine Temperatur von 380C gebracht, um den größten Teil des Lösungsmittels zum Verdunsten zu bringen, wonach eine Schicht von etwa 0,25 mm Dicke zurückblieb. Danach wurde eine dritte Bahn eines mit einem Klebemittel bestrichenen Baumwolltuches auf die auf gestrichene Schicht gelegt, das ganze durch die Streichmaschine geführt und eine übliche Oberflächenschicht, die vorwiegend aus einem Acrylnitril-Butadien-Gummi besteht, in wiederholten Arbeitsgängen aufgebracht, bis eine Shicht von 0,01 mm vorhanden war. Das gesamte Gebilde wurde anschließend bei einer Temperatur von 1440C gehärtet; nach dieser abschließenden Behandlung hatte es eine Dicke von 1,625 mm.
Beispiel 2:
Der Druckfilz dieses Beispiels wurde in derselben Weise und unter Verwendung der gleichen Materialien wie bei dem vorgenannten Beispiel hergestellt. Es wurde jedoch das Verhältnis der Bestandteile geändert, und zwar wurden 25 Teile Schaumgummiteilchen zu 100 Teilen des aromatischen Lösungsmittels und 100 Teilen Butadien-Acrylsäurenitril-Gummi gegeben.
Beispiel J>\
Der Druckfilz dieses Beispiels wurde in derselben Weise und unter Verwendung der gleichen Materialien wie beim
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Beispiel 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß die Zwischenschicht eine Stärke von 0,375 mm anstelle von 0,25 mm hatte.
Es ist darauf hinzuweisen, daß bei einem elastomeren Material, das eine gegebene Weichheit und Elastizität hat, die Zusammendruckbarkext zunimmt, wenn das gesamte Hohlraumvolumen pro Volumeneinheit der Zwischenschicht erhöht wird. Das Hohlraumvolumen kann durch eine Erhöhung der Anzahl
von Teilchen, der Größe der Teilchen oder durch eine Kombination beider Maßnahmen vergrößert werden. Die Zusammendruckbarkext nimmt auch - bei konstanter Weichheit und
Elastizität des Elastomers und gleichbleibendem Gesamthohlraumvolumen - mit zunehmender Vergrößerung der Dicke der
Zwischenschicht zu. Es können im übrigen verschiedene EIastomere benutzt und miteinander kombiniert werden, um
unterschiedliche Grade von Weichheit und Elastizität zu erzielen· Schließlich kann auch durch eine Verringerung der Dichte der Teilchen die Zusammendrückbarkeit der Zwischenschicht gesteigert werden.
Die hohe Zusammendruckbarkext des neuen Druckfilzes beruht darauf, daß die Teilchen eine Zellstruktur mit geschlossenen Hohlräumen ergeben, die untereinander nicht in Verbindung stehen. Diese Hohlräume und die darin enthaltenen
Teilchen sind hochelastisch und lassen ein wiederholtes
Zusammendrücken zu, ohne daß sich der strukturelle Aufbau der Zwischenschicht ändert.
Patentansprüche
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Claims (11)

Patentansprüche
1. In Schichten aufgebauter Druckfilz, der wenigstens eine Gewebegrundschicht, eine Oberflächenschicht und eine Zwischenschicht enthält, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenschicht flexibel ist und eine aus geschlossenen Zellen bestehende Zellstruktur mit etwa gleichmäßig verteilten, untereinander nicht verbundenen Hohlräumen und in den Hohlräumen enthaltenen zusammendruckbaren Teilchen aufweist.
2. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus Schaumgummi bestehen.
3. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Teilchen weniger als 0,052 g/cnr beträgt.
M-. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen einen mittleren Durchmesser von etwa 153 ^J--krön haben.
5. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume ein wenig größer als die darin enthaltenen Teilchen sind.
b. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem Elastomer besteht und daß die Teilchen in einem Verhältnis von etwa 200 Gewichtsteilen pro 100 Teilen des Materials der Zwischenschicht vorhanden sind.
7. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiclmet, daß in jedem Hohlraum ein einziges Teilchen enthalten ist und daß dieses Teilchen mit der Wandung det> Hohlraumes nie ti t in Verbindung steht.
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8. Druckfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Zusammendrückbarkeit bei einem Druck von 8,8 kg/cm
zwischen 0,1 und 0,275 nun liegto .
9· Verfahren zur Herstellung eines Druckfilzes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaumgummikörper in feine Teilchen zerkleinert wird, diese Teilchen mit einem elastomeren Werkstoff gemischt
werden, danach diese Mischung auf eine Gewebegrundschicht aufgetragen und auf dieses Gebilde eine elastomere Oberflächenschicht aufgebracht wird und daß das so entstandene Gebilde einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen mit dem elastomeren Werkstoff sich nicht verbinden und innerhalb des elastomeren Werkstoffes Hohlräume hervorrufen, die etwas größer als die darin enthaltenen
Teilchen sind.
11. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß etwa 200 Gewichtsteile der Teilchen mit 100 Gewichtsteilen des noch nicht erhärteten elastomeren Werkstoffes und
einem Lösungsmittel vermischt werden und daß das überschüssige Lösungsmittel vor dem Auftragen der Mischung entfernt wird.
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