DE3905679C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine positive Urform zur
galvanoplastischen Abformung von Metallfolien als Aufzug für
bogenführende Zylinder und/oder Trommeln von
Rotationsdruckmaschinen, wobei die eine Fläche der Urform
glatt und die gegenüberliegende Fläche strukturiert
ausgeführt ist, sowie die Verwendung der Urform.
Bekannte Metallfolien dieser Art gemäß der DE-AS 26 05 330
bestehen vorzugsweise aus massivem Nickel und besitzen eine
Oberflächenstruktur, die im wesentlichen dem für gleiche
Zwecke ebenfalls vorbekannten Glasperlentuch entspricht. Dies
resultiert daraus, daß die galvanoplastische Abformung der
Metallfolien von einer Negativform erfolgt, die ihrerseits
von einer positiven Urform abgeformt ist, welche aus einer
Trägerfolie mit aufgebrachter Gummischicht besteht, in die
teilweise aus der Oberfläche herausragend Glaskugeln
eingebettet sind. Vorteilhaft an diesen Metallfolien ist die
Tatsache, daß die Oberflächenstruktur weitgehend
reproduzierbar ist. Das ist wichtig für den zügigen Einsatz
im Druckbetrieb, beispielsweise für den kontrollfreien
Austausch einer beschädigten Metallfolie gegen eine neue.
Nachteilig an diesen Metallfolien ist jedoch, daß keine
optimale Oberflächen-Topographie im Hinblick auf verschiedene
Arbeitsanforderungen vorliegt.
Die gleichen Nachteile treten bei einer anderen vorbekannten
Lösung gemäß der EP-PS 00 17 776 auf, bei der die
bogenführende Folie als Aufzug für Gegendruckzylinder von
Rotationsdruckmaschinen für Schön- und Widerdruck auf der
einen Fläche glatt ausgebildet und auf der gegenüberliegenden
Fläche mit statistisch gleichmäßig verteilten, gleich hohen
Kugelkalotten versehen ist und bei welcher die Folie von
einer Trägerschicht und einer Deckschicht gebildet wird, die
Trägerschicht aus Nickel oder Kunststoff mit hohem
Elastizitätsmodul, z. B. Polyamid oder PVC, besteht, wobei
auf die Kugelkalotten-Seite eine deren Mikrorauheit
ausgleichende, dünne Chromschicht als Deckschicht
aufgebracht ist. Der Ausgleich nur der Mikrorauheit verändert
die beabsichtigte, sehr gleichmäßige
Kugelkalotten-Topographie der Oberfläche nicht.
Im Hinblick auf einen über die Rauhheit zu erreichenden
Kompromiß schlägt die DE-PS 12 58 873 Oberflächenstrukturen
eines Gegendruckzylinders bzw. einer diesem zuzuordnenden
Aluminiumfolie vor, die als Chromoberfläche mit einer
Rauhheit (RMS) zwischen 2 und 7,5 µm gestaltet ist. Dadurch
sollten zwei Grenzbedingungen im Kompromiß optimal erfüllt
werden, nämlich, daß die Rauhheit einerseits genügend groß
ist, um einen gewissen (dort behaupteten) Farb-Abstoßeffekt
zu verwirklichen, beispielsweise um ein Schmieren des frisch
bedruckten Bogens an seiner Rückseite beim Widerdruck zu
verhindern, andererseits die Rauhheit aber auch so klein wie
möglich sei, um den optimalen Traganteil für die
Auflagefläche des Bogens sicherzustellen. Einerseits wird
dieser Kompromiß, wie gefunden wurde, nicht optimal erreicht.
Andererseits ist an dieser Lösung nachteilig, daß sie
hinsichtlich der Oberflächenstruktur nicht reproduzierbar
ist. Selbst wenn man die Bemessung der Rauhheit (im
entsprechenden Mittel über die gesamte Folie betrachtet) mit
vertretbarer Toleranz reproduziert, so weicht die
Oberflächenstruktur insgesamt jeder Folie wieder sehr
erheblich von der anderen Folie bzw. jede Zylinderoberfläche
von der nächsten Zylinderoberfläche ab. Auch ist die
reproduzierbare Strahlbehandlung solcher dünnen
Aluminiumfolien problematisch, ferner deren
Benutzungsstabilität. Alle diesbezüglich vorbekannten
Produkte mit strahlgerauhter Oberfläche stellen demgemäß
Unikate dar.
Desweiteren ist aus der DE 28 20 549 A1 eine metallische
Bogenführungsfolie bekannt, die aus mindestens zwei Schichten
besteht. Die Trägerfolie wird mittels Strahlbehandlung
aufgerauht. Anschließend an diesem Arbeitsgang folgen dann
ein oder zwei galvanoplastische Veredelungsprozesse, und zwar
werden entweder zwei Nickelschichten unterschiedlicher Härte
oder eine Chromschicht aufgetragen. Bei diesen
Veredelungsprozessen vergrößert sich erfahrungsgemäß die
Rauhigkeit insofern, als vorhandene Hinterschnitte eine
verstärkte Ausgestaltung erfahren. Die auf dieser Weise
hergestellten metallischen Bogenführungsfolien sind Unikate.
Wegen der vorhandenen Hinterschnitte in der strukturierten
Oberfläche sind diese Unikate auf galvanischem Wege nicht
reproduzierbar und können somit als Urform keine Verwendung
finden.
Schließlich beschreibt die DE 35 37 483 C1 ein
galvanoplastisches Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl
plattenförmiger Mikrostrukturkörper aus Metall. Hierbei
handelt es sich ausschließlich um gradflächige Körper, so daß
Hinterschneidungen, die einer Reproduzierbarkeit im Wege
stehen könnten, nicht auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
gattungsgemäße Urform so auszugestalten, daß bei optimaler
Anpassung der Oberflächenstruktur an die Funktionsbedingungen
der damit herstellbaren Metallfolie zum abschmierfreien
Führen von Bogen eine stets identische Reproduzierbarkeit
derselben gegeben ist.
Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß
die strukturierte Oberfläche der Urform 1 durch
Strahlbehandlung gerauht und zur Eliminierung von
Hinterschnitten 2′ mit einer einebnenden Galvanoschicht 5 aus
Glanznickel überzogen ist.
Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine Metallfolie als Aufzug
für bogenführende Zylinder und/oder Trommeln von
Rotationsdruckmaschinen herstellbar, deren
Oberflächenstruktur grundsätzlich das Duplikat einer durch
Strahlrauhung erzeugten (und danach von Hinterschnitten
befreiten) Oberfläche darstellt, und dadurch einerseits
jederzeit eindeutig höchstgradig genau reproduzierbar ist und
andererseits optimale Bedingungen bezüglich einer
Abschmierverhinderung bringt. Diesbezüglich wurde gefunden,
daß die Struktur einer strahlgerauhten und entsprechend
eingeebneten Fläche sowohl direkt (als Positiv-Profil) wie
auch mit deren Negativ-Profil den günstigsten Kompromiß
bietet, insbesondere hinsichtlich Traganteil, Waschbarkeit
der Metallfolie und der Abschmierverhinderung. Alles zusammen
bringt optimale Benutzungsbedingungen. Dabei ist das
Wesentliche der Erfindung die Erkenntnis, daß man diese
Optimierung erreicht, wenn man die durch Strahlbehandlung
erzeugten Rauhigkeitserhebungen der Oberfläche der Urform
einebnet und dabei von allen etwaigen Hinterschnitten
befreit, so daß also die abgeformte fertige Metallfolie keine
Vertiefungen besitzen kann, die sich zur Tiefe hin erweitern
bzw. keine Erhöhungen mit einem Überhang. Die
Strahlbehandlung zur Rauhung der Oberseite der Urform kann
durch bekannte Blas- oder Strahl-Verfahren erfolgen, z. B.
durch Kugelstrahlen. Die diesbezüglich erzeugte Oberfläche
kann zusätzlich - auch zur Stabilisierung und Verlängerung
der Lebensdauer - mit einer Chromschicht versehen sein. Eine
solche Chromschicht, aufgebracht auf eine durch Strahlung
erzeugte und dann galvanisch eingeebnete
Oberflächen-Topographie, verbessert den Oberflächenausgleich
noch weiter, weil z. B. wegen der fehlenden
Hinterschneidungen keine elektrolytisch bevorzugten
Kanten und/oder Spitzen vorliegen. Die der Urform entsprechende
Metallfolie kann auch als Bespannung für den Druckzylinder
einer Rotationsdruckmaschine eingesetzt werden. Dabei sind
die Kuppen bestens geeignet, den Reibwert der
Zylinderoberfläche zu erhöhen, so daß die Papierzugkräfte für
die Greifer geringer bemessen sein können; ein Herausziehen
des Bogens aus den Greifern ist dann trotzdem verhindert. Die
Ausbildung der Kuppen (spitz oder flach, hoher oder geringer
Traganteil) kann dem jeweiligen Anwendungsfall (z. B. erster
Umführzylinder, dritter Umführzylinder, Druckzylinder oder
Auslagetromel angepaßt werden. Trotz
relativ dünner Struktur ergibt sich eine sehr haltbare
Bauform. Die bogenberührende Oberfläche ist auch
reinigungsoptimal. Die eingeebneten Flanken der Erhöhungen
vermeiden Nester zur Farbansammlung bzw. Resten eines
etwaigen Reinigungsmittels. Über das jeweilige
Strahlverfahren zur Rauhung der Oberseite der Urform kann
eine wesentlich weitergehende Anpassung an den späteren
Einsatzzweck der Metallfolie erreicht werden, als dies bei
den bis dahin in Kugelkalotten-Struktur galvanisch
abgeformten Metallfolien möglich war. Wegen der optimalen
Traganteile, die eine solche Topographie mit sich bringt, ist
eine solche Metallfolie auch bestens geeignet, um auf einem
Zylinder durch Unterlegen der Folie eine sehr feine Anpassung
an unterschiedliche Papierstärken vorzunehmen. Es ergibt
sich, wie gefunden wurde, wegen der speziellen Bedingungen
bezüglich Traganteil der Fläche, Tragflächengestalt,
Material, Verteilung der Traganteile, Höhendifferenz und
deren Verteilung, Gestalt der Kuppen und Tälern, insbesondere
deren Flanken, eine Lösung, die einsatztechnisch sowohl den
mikrogeglätteten, gleichhohen und gleichmäßig verteilten
Kugelkalotten überlegen ist als auch den strahlgerauhten
(plus verchromten) Zylinderflächen (mit Hinterschneidungs-
Nestern). Durch die Bemessung der aufzubringenden
Glanznickel-Masse ergibt sich dabei noch eine gute
Möglichkeit, die obigen Faktoren zu beeinflussen.
Der Gegenstand der Erfindung ist auf den beiliegenden
Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen skizzenmäßig
dargestellt.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Ausschnitt aus der Oberseite der
Urform als Teilquerschnittsdarstellung. Diese Urform kann
insgesamt die Form eines Zylinders besitzen, der vorzugsweise
aus Aluminium besteht. Er weist die Oberseite 0 auf, welche
oberflächenstrukturiert ist, wobei die Oberflächenstruktur
durch Strahlbehandlung, z. B. Kugelstrahlen erzielt ist, so
daß die Erhebungen 2 mit den Hinterschneidungen 2′ und die
Vertiefungen 3 entstanden sind. Diese strukturierte
Oberfläche wird anschließend galvanisch mit einer
Chromschicht 4 überzogen. Wie erkennbar, verändert die
Chromschicht 4 an den Stellen 4′, also vor exponierten
Punkten der Erhöhungen 2 die Topographie der Oberfläche,
z. B. bei 4′′, jedoch mehr so, daß die Hinterschneidungen
sich vergrößern. Es ist ein wesentliches Element der
Erfindung, erkannt zu haben, daß solche Hinterschneidungen
die Ursache dafür sind, daß die strahlgerauhte Oberfläche in
vieler Hinsicht ungünstiger erscheint als z. B. eine
Kugelkalotten-Topographie. Beseitigt man die
Hinterschneidungen, erweist sich - wie gefunden wurde - die
strahlgerauhte Fläche allen anderen Oberflächenstrukturen
gegenüber überlegen. Diese Chromschicht 4 wird anschließend
mit einer Glanznickelschicht 5 überdeckt. Diese ebnet die
Oberfläche und insbesondere die Flanken der
chromschichtüberdeckten Erhebungen/Vertiefungen völlig ein,
so daß keinerlei Hinterschnitte/Hinterschneidungen mehr
auftreten, seien es die Hinterschneidungen aus der
Strahlbehandlung oder solche aus dem galvanischen Aufbringen
der Chromschicht 4. Diese durch die einebnende
Galvanoschicht 5 (Glanznickelschicht) erzeugte Oberseite der
Urform 1 wird nun benutzt zur galvanoplastischen Abformung
der Metallfolie 7 gemäß Fig. 2. Deren Material besteht
vorzugsweise aus Nickel. Ihre mit dem Bogen in Berührung
tretende Seite besitzt dabei das Negativ-Profil des durch
Strahlbehandlung erzeugten Strukturprofiles, dies jedoch ohne
jegliche Überhänge an den Flanken 8 ihrer Erhebungen 9, was
sie nicht nur druckfunktionstechnisch optimiert, sondern auch
reinigungstechnisch verbessert und Nester zur langfristigen
Korrosion vermeidet. Diese Metallfolie 7 kann unmittelbar die
erfindungsgemäße Metall-Folie sein oder die Negativ-Form N
zur Herstellung einer Metallfolie 7′, dargestellt in
Fig. 3. Sowohl bei der Metallfolie 7 wie 7′ handelt es sich
stets um materialhomogene Duplikate der entsprechenden
Urformoberfläche, wobei für die Positiv-Version gemäß 7′ sehr
wichtig ist, daß die unterschiedlich hohen Auflageflächen
(Bergspitzen) relativ weit verstreut vorgesehen und
hinsichtlich ihrer Lage und Ausbildung beeinflußbar sind,
wobei die Faktoren der Materialhomogenität und das Fehlen
jeglicher Hinterschneidungen an diesen gemeinsam zur
Benutzungsoptimierung beitragen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann die Metallfolie 7 nach der
galvanischen Abformung noch mit einer dünnen Chromschicht
10 überzogen sein, was nicht nur die Stabilität, sondern auch
das abschmierverhindernde Verhalten optimiert. Das gleiche
gilt, wie in Fig. 5 dargestellt, für die Metallfolie 7′, bei
der also das Positiv-Profil der Urform mit dieser dünnen
Chromschicht 10′ ausgestattet ist.
Jedesmal liegt eine Rauhigkeitsstruktur vor, bei welcher die
Oberflächenstruktur einschließlich der Flanken der durch
Strahlbehandlung erzeugten Rauhigkeitserhebungen eingeebnet
ist. Die Rauhigkeit liegt bei 30-60 Rz; der Traganteil TP
ist in den einzelnen Tiefen:
TP bei Tiefe von 10,0 µm = 15%
TP bei Tiefe von 20,0 µm = 50%
TP bei Tiefe von 30,0 µm = 84%
TP bei Tiefe von 20,0 µm = 50%
TP bei Tiefe von 30,0 µm = 84%
Die Dicke der Chromschicht 4 liegt vorzugsweise bei 40-50 µm,
diejenige der Glanznickelschicht bei 10-15 µm. Die Dicke der
Chromschicht 10 bzw. 10′ liegt bei 10 µm.
Claims (5)
1. Positive Urform zur galvanoplastischen Abformung von
Metallfolien als Aufzug für bogenführende Zylinder
und/oder Trommeln von Rotationsdruckmaschinen, wobei die
eine Fläche der Urform glatt und die gegenüberliegende
Fläche strukturiert ausgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die strukturierte Oberfläche der Urform (1) durch
Strahlbehandlung gerauht und zur Eliminierung von
Hinterschnitten (2′) mit einer einebnenden Galvanoschicht
(5) aus Glanznickel überzogen ist.
2. Positive Urform nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Wege der galvanoplastischen Abformung von der
Urform gewonnene Negativform zur Herstellung von
Metallfolien dient.
3. Positive Urform nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die für die galvanoplastische Abformung vorgesehene
Fläche der positiven Urform (1) unter Einsatz eines
Strahlverfahrens aufgerauht ist und die aufgerauhte
Fläche mit einer Chromschicht (3) sowie einer die
Hinterschnitte einebnenden galvanischen Schicht (5)
überzogen ist.
4. Positive Urform nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch Strahlung erzielte Rauhigkeit zwischen 30
und 50 Rz liegt und die Traganteile nach Aufbringung der
Chromschicht (4) und der Glanznickelschicht (5) von etwa
15% bei einer Tiefe von 10 µm ansteigen auf 85% bei
einer Tiefe von 30 µm.
5. Verwendung der positiven Urform zur Herstellung von
Metallfolien nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die strukturierte Fläche der aus Nickel bestehenden
Metallfolie (7) nach dem Abformen mit einer dünnen
Chromschicht (10) überzogen ist.
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