DE3336374C2 - Verfahren zur Herstellung der Oberfläche einer Farbübertragungswalze - Google Patents

Abstract

Farbübertragungswalze und Verfahren zu ihrer Herstellung, bei dem Vertiefungen (20a, b, c; 21a, b, c) eng benachbart reihenweise in die Oberfläche der Walze so dicht benachbart eingeprägt werden, so daß ein Grat (8a, b, c; 9a, b, c) sich in vorher geprägte Vertiefungen (20a, b, c; 21a, b, c) ausbildet und dieser Grat (8a, b, c; 9a, b, c) durch anodische Abtragung entfernt wird.

Description

von ca. 5 A/dm² durchgeführt wird. kupferte, Oberfläche nach dem Prägen mit einer Hart-

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprü- 40 chromschicht zur Verschleißverminderung elektrolyche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbübertra- tisch zu überziehen. Bei diesem Vorgang wird ein etwa gungswalze bei der anodischen Behandlung vertikal vorhandener Grat zusätzlich elektrolytisch verstärkt im Elektrolyten hängt oder horizontal, vorzugsweise und damit auch der gezeigte Nachteil der schlechten nur teilweise eintauchend im Elektrolyten gedreht Farbaufnahme und -entleerung erhöht Auch besteht wird, wobei die Oberflächengeschwindigkeit etwa 45 insbesondere hinter einem etwa vorhandenen Grat und 3—6 m/Min, beträgt. in Spalten zwischen Gratspitzen eine sehr geringen

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprü- Feldstärke, so daß an diesen Stellen keine geschlossene ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die anodisch be- Chromschicht entsteht und dort Korrosion einsetzt. Aus handelte Oberfläche gespült und in einem Neutrali- diesen Gründen wird einer überkragenden Gratbildung sierbad gereinigt wird. 50 durch Vermeidung zu schmaler steiler Stege vorbeugt.

7. Farbübertragungswalze mit pyramiden- oder Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schafpyramidenstumpfförmigen Vertiefungen (20a, 206, fen, nach dem Oberflächen von Farbwalzen mit feinem 20c; 21a, 216, 21c,) auf ihrer Oberfläche, die mit da- Raster mit einem erhöhten spezifischen Farbaufnahmezwischenliegenden Stegen (11) reihenförmig hinter- volumen hergestellt werden können, deren Farbaustra- und nebeneinander angeordnet sind, und deren 55 gung jedoch nicht durch einen Grat behindert und die Oberfläche (10) mit den Vertiefungen gehärtet oder eine geschlossene, vergütete Oberfläche trägt.

mit einem Hartchromüberzug versehen ist, dadurch Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil

gekennzeichnet, daß die Stege (11) eine Stegbreite des Hauptanspruches angegeben.
(Sa, Sb) kleiner als 10 μηι haben, das Verhältnis der Es ist ein Vorteil des Verfahrens, daß durch die anodi-

Stegbr?it? (S?.. Sb) zu einer Weite (W) der Vertie- fin sehe Abtragung, die vorzugsweise im sauren Medium fungspyramide höchstens ein Siebtel beträgt und die vorgenommen wird, die zerklüftete Struktur des Grals Stege (11) zu den benachbarten jeweils bereits frü- sehr stark abgetragen wird, hingegen die durch die Präher geprägten Vertiefungen (20a, 206, 20c; 21a 216, gung verfestigten Stege nur sehr geringem Angriff un-21 ς) hin gebogen sind, sie jedoch keinen überkragen- terliegen. Auch sind die Abtragungsfeldstärken an den den Grat (8a,86,8c;9a,96,9c)tragen. 65 Spitzen und Kanten des Grats besonders hoch vergli

chen zu den glatten und insbesondere den nach innen

steil abfallenden Stegflächen.

Soweit eine Verchromung anschließend eloklroly-

tisch aufgebracht wird, findet diese sehr gleichmäßig statt, da die Feldstärkeverteilung auf den glatten Flächen ohne Grat sehr homogen ist, und da sie auf den oberen Stegflächen am höchsten ist, ist dort, wo die Abriebfestigkeit am wichtigsten ist, die Aufwachsung am stärksten. Das Farbaufnahmevolumen nimmt durch die entsprechend geringere Zuwachsung im Inneren der Vertiefung demgemäß weniger ab.

Weiterhin besteht der Vorteil, daß die Chromschicht, weil die Flächen glatt sind, sehr dicht aufwächst und bei späterer Verwendung eine höhere Korrosionsfestigkeit und eine geringere Gefahr des Abblätterns gegeben ist, was andererseits bei der geringen Stegbreite besonders wichtig ist

Die geprägte Oberfläche wird zweckmäßig vor der anodischen Behandlung einem mechanischen Poliervorgang unterzogen werden, bei dem bereits grobe Gratspitzen gebrochen werden.

Anhand der Fig. 1—3 wird ein mit der. Verfahren hergestelltes Produkt beispielhaft beschrieben.

F i g. 1 zeigt ausschnittweise einen vergrößerten Querschnitt einer Farbwalzenoberfläche, F i g. 2 zeigt eine Aufsicht zu F i g. 1,

F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt eines mikroskopischen Oberflächenbildes einer Farbübertragungswalze.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Oberfläche einer Farbübertragungswalze, die aus einem Trägerkörper 9 aus Stahl mit einem .Kupferüberzug 10 besteht, in den aufeinanderfolgend kegelstumpfförmige Vertiefungen 20a, 206, 20c reihenweise eingeprägt sind. Das Raster beträgt z. B. 140 pro cm.

Die Weite W der Basis der Vertiefung beträgt etwa das 8fache der Breite Sa der Stege 11. Die Tiefe Γ beträgt etwa die Hälfte der Gesamtpyramidentiefe, und der Neigungswinkel « beträgt ca. 25°. Aus den dargestellten Verhältnissen ergibt sich rechnerisch eine spezifische Farbaufnahme von 15 cmVm², was bei dem recht feinen Raster weit über dem üblichen Wert von etwa 5 cmVm² liegt. Durch die geringe Stegbreite bildet sich jeweils bei den bereits vorher in der Reihe geprägten Vertiefungen ein Grat 8a, b, caus, und ebenso bildet sich bei der Prägung jeweils der folgenden Nachbarreihen 21a, b, c ein Grat 9a, b, c aus, wie aus F i g. 2 zu ersehen ist. Bis zu einem gewissen Maß biegt sich der ganze Steg 11 etwas aus und darüber hinaus entsteht der zerklüftete sehr dünne übergebogene Grat.

Die nach außen überstehenden Gratspitzen können durch einen mechanischen Poliervorgang zu einem gewissen Teil entfernt werden, jedoch biegt sich zusätzlich ein Teil des Grates dabei über die gewollte Kante nach innen. Insbesondere durch den überkragenden Grat wird das Ein- und Austragen der Farbe stark behindert.

Die nachfolgende anodische Abtragung dient zur Beseitigung dieses Grates. Für das Verfahren wird, da die Oberfläche aus Kupfer besteht, ein Phosphorsäurebad verwandt, das in bekannter Weise nach Art eines elektrolylischen Glänzbades aufbereitet ist. Um einen gleichmäßigen Angriff des Bades und der Feldstärke zu bewirken, empfiehlt es sich, die Walze senkrecht in das Bad zu hängen oder horizontal rotierend mit jeweils ei hui 11 Teil uci Oberfläche 111 das Bau reichend einzuiauchen. Durch die Oberflächenbewegung mit etwa 3—6 m/Min, werden zusätzlich abbröckelnde Gratpartikel beseitigt. Die Stromdichte soll etwa 5 A/dm2 betragen, also an der unteren Grenze der Stromdichte, die bei einem Glänzbad üblich ist, liegen, damit die Abtragung im wesentlichen an den Gratzonen auftritt. Sobald der Grat abgetragen ist, treten die Stege bei mikroskopischer Betrachtung klar hervor. F i g. 3 zeigt eine Nachzeichnung einer Mikroskopaufnahme. Es zeigen sich die sehr schmalen Stege deutlich. Sie sind jeweils leicht ausgebogen zu den vorher geprägten Vertiefungen; dabei sind diese aber völlig ohne Grat Auch in Tiefenrichtung ist eine völlige Einebnung des Grats festzustellen.

Die gratfreie Walze wird nun in einem Neutralisaiionsbad gespült und dann in das Verchromungsbad gegeben, wo auf der Oberseite 12 der Stege wegen der dort auftretenden höchsten Feldstärke die Verchromung am intensivsten stattfindet.

Sofern die Oberfläche aus anderem Material z. B. Stahl besteht, können entsprechend geeignete andere bekannte Badzusammensetzungen gewählt werden. Die optimale Stromdichte, Temperatur und Behandlungszeit läßt sich für die verschiedenen Materialien und Prägearten leicht ermitteln, indem bei neuen Kombinationen in geeigneten Zeitabständen die Oberseite 12 der Stege mikroskopisch geprüft wird und der Gratabbau beobachtet wird.

Statt der Aufbringung einer Hartchromschicht kann bei einer Stahloberfläche auch ein anderes Härteverfahren z. B. eine Nitrierung angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Patentansprüche: ' der Oberfläche einer Farbübertragungswalze, bei dem vorzugsweise pyramiden- oder pyramidensiumpfförmi-

1. Verfahren zur Herstellung der Oberfläche einer ge Vertiefungen reihenförmig mit hinter- und nebenein-Farbübertragungswalze, bei dem vorzugsweise py- 5 ander durch aufeinanderfolgende Einzelprägungen in ramiden- oder pyramidenstumpfförmige Vertiefun- die Oberfläche einen in die vorher geprägten Vertiefung gen (20a, 206, 20c; 21a, 21 6, 21 c) reihenförmig hinter- weisender Grat bildend eingebracht werden und die und nebeneinander durch aufeinanderfolgende Ein- Oberfläche mit den Vertiefungen gehärtet oder auf sie zelprägungen in die Oberfläche einen in die vorher- ein abriebfester Oberzug, vorzugsweise aus Hartchrom, geprägte Vertiefung weisender Grat bildend einge- io aufgebracht wird.

bracht werden und die Oberfläche mit den Vertie- Es ist bekannt, Farbübertragungswalzen herzustellen,

fungen gehärtet oder auf sie ein abriebfester Ober- in dem in eine Stahlwalzenoberfläche, die im allgemei-

zug, vorzugsweise aus Hartchrom, aufgebracht wird, nen mit Kupfer elektrolytisch beschichtet ist, durch

dadurch gekennzeichnet, daß die Vertie- Rändelung oder eine elektronisch gesteuerte Prägung

fungen (20a, 206,20c; 21a, 216,21c^mit einer derart 15 mit einem Diamanten geeigneten Schliffs Vertiefungen

geringen Stegbreite (Sa, Sb) und einem derart spit- in Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfs

zen Winkel (cc) und mit einer solchen Tiefe (T) ge- einzubringen. An die Walzenoberfläche werden für eine

prägt werden, daß sich die Stege (11) zu den benach- gute Farbübertragungseigenschaft verschiedene sich

barten jeweils bereits geprägten Vertiefungen (20a, widersprechende Anforderungen gestellt Einerseits

206, 20c; 21a, 2i6, 2ic) hin verbiegen und sich dabei 20 wird ein möglichst großes spezifisches Farbaufnahme-

der Grat (8a, Sb, 8c; 9a, 9b, 9c) an den verbogenen vermögen gewünscht, das bei einem groben Raster bes-

Stegen (11) jeweils zu den bereits geprägten, be- ser erreicht wird, und andererseits wird zur Vermeidung

nachbarten Vertiefungen stärker überkragend aus- von Interferenzmustern mit dem Raster der Druckplat-

gebildet und danach die Oberfläche mit anodischer ten ein möglichst feiner Raster gefordert

Abtragung so lange behandelt wird, bis der überkra- 25 Um nun bei einem möglichst feinen Raster eine rela-

gende Grat (8a, Sb, 8c; 9a, 9b, 9c) entfernt ist und die tiv hohe Farbaufnahme zu ermöglichen, werden die

Stege (U) jedoch relativ wenig angetragen sind. Vertiefungen möglichst nahe aneinander, d.h. mit

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schmalen dazwischenliegenden Stegen, und mit mögzeichnet, daß die geprägte Oberfläche vor der anodi- liehst steilen Flanken, so daß noch eine gute Entleerung sehen Abtragung mechanisch poliert wird. 30 bei der Übertragung der Farbe erfolgt eingeprägt. Die

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprü- minimale Stegbreite und der minimale Pyramidenwinche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche kel sind dadurch begrenzt daß bei deren Unterschrei-(10) aus Kupfer besteht und mit einem Polierbad- tung eine Verbesserung der Farbaufnahme nicht mehr elektrolyten aus Phosphorsäure anodisch behandelt möglich ist, da bei einem Prägen der Vertiefungen mit wird. 35 sehr schmalen Stegen diese in die bereits vorher ge-

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- prägten benachbarten Vertiefungen gratartig eingezeichnet, daß eine anodische Behandlung bei einer drückt werden.

Stromdichte mit einer minimalen Polierfeldstärke Weiterhin ist es üblich, die relativ weiche, z. B. ver-