DE60202670T2

DE60202670T2 - Herstellung von druckzylindern

Info

Publication number: DE60202670T2
Application number: DE60202670T
Authority: DE
Inventors: Michael Chester KEATING
Original assignee: Starbase AG
Current assignee: Starbase AG
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2022-11-16
Also published as: WO2003047873A3; ATE287334T1; DE60202670D1; JP2005511351A; WO2003047873A2; US20040113310A1; AU2002343028A1; GB0128469D0; EP1379394A2; EP1379394B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Druckzylindervorläufern, Verfahren zur Herstellung von Druckzylindern, Druckzylindervorläufer und Druckzylinder an sich.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Druckzylindervorläufer können aus einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallen und Kunststoffen, hergestellt werden. Metalldruckzylinder, wie Aluminiumdruckzylinder zeigen einige vorteilhafte Eigenschaften, wie Festigkeit und Zähigkeit, können jedoch teuer in der Herstellung sein und, einmal beschädigt, schwierig zu reparieren sein. Andererseits sind Kunststoffzylinder billig herzustellen, und irgendwelche durch Beschädigung oder durch den Herstellungsprozess verursachten Fehler können leicht und billig repariert werden.
Es gibt viele Verfahren zur Herstellung von Kunststoffdruckzylindern. Ein bekanntes Verfahren ist der Spritzguss eines härtbaren Kunststoffmonomers in einen Zylinderbehälter, wobei das Monomer gehärtet wird zur Herstellung eines massiven Kunststoffzylinders, der dann gebohrt werden muss zur Schaffung von Verankerungspunkten zur Verbindung mit einer geeigneten Druckvorrichtung. Die Notwendigkeit zum Bohren des massiven Zylinders in einer gesonderten Vorrichtung und der nachfolgende Verlust an den gebohrten Materialien machen dieses Verfahren verhältnismäßig teuer.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Formen es Druckzylindervorläufers besteht im Spinnen einer äußeren Zylinderschicht aus Kunststofffaser und im Aufbauen ausreichender Schichten zur Bildung des Vorläufers. Die Anwendung der Faserspinntechnologie ist wiederum verhältnismäßig teuer. Nur gewisse Kunststoffmaterialien haben die innewohnenden physikalischen Eigenschaften, die zum Spinnen zu Fasern und Überzügen erforderlich sind.
Ein drittes bekanntes Verfahren zum Formen eines Druckzylindervorläufers, insbesondere eines Tiefdruckzylindervorläufers ist in US 4197798 beschrieben. Dieses beschreibt die Herstellung eines Kunststoffzylinders durch Gießen von Polypropylen in eine Gießform von gewünschter Gestalt, die einen konischen Stopfen aufweist zur Schaffung einer Keilnutlagerbohrung. Der konische Stopfen ermöglicht die Herstellung einer Bohrung, die einen Angriffspunkt für eine Verbindungseinrichtung einer Druckvorrichtung ergibt, mit der ein aus dem Vorläufer gebildeter Druckzylinder verbunden wird. Da der Zylindervorläufer vollständig aus Kunststoff gebildet ist, sind spezielle Techniken nötig, damit eine Galvanisierung des Vorläufers mit Kupfer oder einem anderen Metall den endgültigen Zylinder bilden kann, da in dem oder auf dem Vorläufer keine elektrisch leitende Oberfläche vorhanden ist.
WO-A-00/59 727 offenbart einen Kunststoffzylinder mit einem durch den Zylinder hindurchgehenden Dorn. Jedoch ist der Dorn nicht unbeweglich.
Ein Ziel von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist daher die Überwindung und Abmilderung wenigstens eines Problems des Standes der Technik, ob hier ausdrücklich offenbart oder nicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Tiefdruckzylindervorläufer vorgesehen, der einen Kunststoffzylinder umfasst, in dem ein unbeweglicher Dorn festgelegt ist, wobei der Kunststoffzylinder um den Dorn geformt ist und wenigstens ein Teil der Außenfläche des Dorns ein Haftmittel aufweist, das es in Funktion dem Kunststoffzylinder ermöglicht, an dem Dorn zu haften.
Der Dorn umfasst vorzugsweise ein zylindrisches Element, vorzugsweise ein hohles zylindrisches Element. Das hohle Element ist zweckmäßig an seinen beiden Enden offen.
Der Dorn umfasst vorzugsweise an jedem Ende ein Endelement, wobei wenigstens ein Teil jedes Endelements einen Durchmesser hat, der größer als derjenige des Dorns ist. Zweckmäßig sind die Endelemente im Wesentlichen kegelstumpfförmig oder trichterförmig und verjüngen sich nach innen zum Dorn hin.
Die Endelemente können einstückig mit dem Dorn ausgebildet sein. Die Endelemente sind aber vorzugsweise mit dem Dorn verbunden, vorzugsweise auch mit dem Dorn lösbar verbunden.
Die Endelemente sind vorzugsweise hohl.
Der Dorn besteht vorzugsweise aus Metall (einschließlich einer Legierung), insbesondere aus Stahl, Aluminium, Bronze oder Kombinationen hiervon. Bei einer besonders nützlichen Ausführungsform der Erfindung besteht der Dorn aus Stahl und hat aus Bronze gebildete Endelemente.
Alternativ kann der Dorn aus Kunststoff oder einem Verbundmaterial gebildet sein, etwa aus gewebtem oder gesponnenem Glasfasermaterial.
Der Dorn kann durch jedes geeignete Verfahren, wie zum Beispiel Druckguss, hergestellt werden.
Bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann der Dorn einen vorhandenen Druckzylindervorläufer oder Druckzylinder an sich umfassen.
Der Außendurchmesser des Dorns schwankt auf der ganzen Länge des Dorns um höchstens 10 μm vorzugsweise höchstens 5 μm.
Der Kunststoffzylinder enthält zweckmäßig Polyurethan.
Die Dicke der Zylinderwand beträgt zweckmäßig wenigstens 5 mm, vorzugsweise 10 mm und besser wenigstens 15 mm. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Dicke der Zylinderwand wenigstens 20 mm.
Zweckmäßig umfasst das Haftmittel einen aufgerauten Teil des Dorns. Das Aufrauen des Dorns kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren erfolgen, etwa Reiben mit einem Schleifmittel oder, falls der Dorn aus Metall ist, Elektrogranulieren der Oberfläche des Dorns.
Es wurde gefunden, dass nur durch Versehen des Dorns mit einem Haftmittel auf gewissen Abschnitten des Dorns optimale Haftung und gleichförmige Spannungsverteilung für den Druckzylindervorläufer erzielt werden können. Somit umfasst der Dorn vorzugsweise ein Haftmittel auf Teilen seiner Oberfläche angrenzend an ein Ende des Dorns und wahlweise im Wesentlichen zentral am Dorn.
Zweckmäßig erstreckt sich jeder der drei Abschnitte auf im Wesentlichen 10% der Länge des Dorns. Das Haftmittel auf der Oberfläche des Dorns neben einem seiner Enden kann ferner wenigstens einen Teil der Endelemente des Dorns bedecken.
In Bereichen, die kein Haftmittel enthalten, umfasst zweckmäßig die Oberfläche des Dorns ein Trennmittel, das bei Gebrauch das Haften des Kunststoffzylinders am Dorn in diesen Bereichen verhindern soll. Geeignete Trennmittel enthalten R525B Bulk Release Agent und Acmos 82-2405, verkauft durch ECL Chemicals Limited, UK.
Während des nachfolgenden Galvanisierens des Druckzylindervorläufers mit Kupfer (oder einem anderen Metall) zur Erzeugung eines Tiefdruckzylinders, wurde durch die Anmelderin gefunden, dass die während des Galvanisierungsprozesses erzeugte Wärme manchmal den Dorndurchmesser an beiden Enden um einen nicht annehmbaren Betrag (im Allgemeinen 750 μm) ausdehnen kann, was den Kunststoffzylinder herausdrückt. Wenn der Galvanisierungsprozess beendet ist, kann sich der Dorn abkühlen und sich auf seine ursprüngliche Größe zusammenziehen, was der Kunststoffzylinder nicht kann. Das Ergebnis ist eine Durchmesserzunahme des Kunststoffzylinders an den Zylinderenden.
Zur Überwindung dieses Nachteils hat der Dorn vorzugsweise an wenigstens einem Teil seiner Oberfläche ein zusammendrückbares Material. Zweckmäßig ist das zusammendrückbare Material im Bereich von einem oder beiden Enden des Dorns festgelegt und kann auf einem Teil des Dorns im Wesentlichen in dessen Mitte festgelegt sein. Zweckmäßig dient das zusammendrückbare Material auch als Haftmittel, und ist vorzugsweise festgelegt, wie oben für das Haftmittel beschrieben.
Zweckmäßig umfasst das zusammendrückbare Material Bitumen oder polymerisiertes Bitumen.
Das zusammendrückbare Material hat vorzugsweise eine Dicke von wenigstens 100 μm, vorzugsweise von wenigstens 200 μm und am besten von wenigstens 300 μm.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das zusammendrückbare Material eine Dicke von im Wesentlichen 500 μm.
Das zusammendrückbare Material kann mit einer oder mehreren Lagen aus Aluminiumfolie, zweckmäßig mit einer Dicke von im Wesentlichen 20 μm, beschichtet sein. Die Aluminiumfolie kann mit einer oder mehreren Lagen aus Polyester mit vorzugsweise einer Dicke von etwa 15 μm bis etwa 20 μm überlagert sein. Die Aluminium- und/oder Polyesterlagen sind zweckmäßig aufgeraut oder anderweitig behandelt, um als Haftmittel des Dorns zu dienen.
Ein Vorteil eines Druckzylindervorläufers der Erfindung mit einem Kunststoffzylinder, in dem ein unbeweglicher Dorn angebracht ist, besteht in der Eigenschaft, dass der Zylinder bei Bedarf durch einen Drucker auf einen unterschiedlichen Durchmesser abgedreht werden kann. Der Drucker kann den Vorläufer an sich abdrehen oder einen aus dem Vorläufer hergestellten Druckzylinder abdrehen somit den Zylinder und/oder den Vorläufer wieder verwenden, was Kosten, Rohstoffe und Zeit erspart. Der unbewegliche Dorn gestattet dem Kunststoffzylinder ein Abdrehen durch Vorsehen von Festigkeit gegen den mit dem Drehvorgang verbundenen Druck, was den Druck auf den Kunststoffzylinder erleichtert und somit die Wahrscheinlichkeit des Reißens oder Abscherens des Zylinders verhindert. Der hieraus hergestellte Vorläufer- und/oder Druckzylinder kann auch bis zu einer größeren Abmessung gegossen werden, und wiederum den Druckern gestatten, Vorläufer und Zylinder wieder zu verwenden.
Ein zweiter Vorteil der Verwendung eines unbeweglichen Dorns innerhalb des Kunststoffzylinders besteht darin, dass die durch den Dorn bewirkte erhöhte Festigkeit die Herstellung von Vorläufern von viel größerer Länge ermöglicht, als es sonst ohne Dorn möglich wäre. Während des Herstellungsvorgangs gestattet ein unbeweglicher Dorn das Haften des Kunststoffmaterials des Zylinders, so dass der Zylinder beim Entfernen aus der Herstellungsvorrichtung am axialen Knicken oder Biegen gehindert wird. Hierdurch wird ein mögliches Reißen oder Abscheren des Kunststoffmaterials verhindert.
Ein leitender Metalldorn bildet auch eine elektrisch leitende Oberfläche, die zum Galvanisieren der Oberfläche des Vorläufers zur Bildung eines Tiefdruckzylinders verwendet werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Tiefdruckzylinder geschaffen mit einem Druckzylindervorläufer des ersten Aspekts der Erfindung, auf dem eine verformbare Metallschicht (einschließlich einer Legierung) aufgebracht wird.
Die verformbare Metallschicht eignet sich somit zum Ätzen durch herkömmliche Tiefdruckverfahren.
Zweckmäßig ist die Metallschicht Kupfer.
Vorzugsweise enthält der Tiefdruckzylinder eine leitende Metallschicht zwischen der Vorläuferoberfläche und der verformbaren Metallschicht. Geeignete leitende Metalle enthalten zum Beispiel Nickel und leitende Legierungen hiervon.
Der Druckzylindervorläufer kann in einer Formvorrichtung zur Herstellung eines Druckzylindervorläufers hergestellt werden, die einen zylindrischen Formbehälter aufweist mit einem Einlass für den Eintritt des Formmaterials, wobei der Behälter ferner einen entfernbaren Dorn aufweist, der zentral im Formbehälter angebracht ist.
Der Behälter enthält vorzugsweise eine Luftabzugseinrichtung, die einen Luftauslass umfassen kann. Zweckmäßig gibt es eine Mehrzahl von Luftabzugseinrichtungen.
Der Behälter umfasst vorzugsweise eine Austrittseinrichtung für Formmaterial, die einen Auslass für Formmaterial umfassen kann. Vorzugsweise gibt es eine Mehrzahl von Austrittseinrichtungen für Formmaterial.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Luftabzugeinrichtung und die Formmaterialaustrittseinrichtung dieselbe Einrichtung.
Der Behälter umfasst zweckmäßig ein Dornanbringungselement, das bei Gebrauch die Festlegung des Dorns im Wesentlichen zentral im Behälter ermöglicht. Das Dornanbringungselement umfasst vorzugsweise ein langgestrecktes Element, das sich zwischen beiden Enden des Zylinders auf der zentralen Achse des Zylinders erstreckt. Das langgestreckte Element kann ein Stab oder eine Stange sein und ist vorzugsweise ein Gewindestab oder eine Gewindestange.
Der Formbehälter enthält vorzugsweise eine untere und eine obere Platte, die durch eine durchgehende Seitenwand im Abstand gehalten werden, wobei wenigstens eine der oberen und unteren Platten mit der Seitenwand lösbar verbunden ist.
Zweckmäßig befindet sich die Luftabzugseinrichtung in der oberen Platte. Die Formmaterialaustrittseinrichtung befindet sich vorzugsweise in der oberen Platte.
Das Dornanbringungselement ist mit der oberen Platte oder der unteren Platte, vorzugsweise der unteren Platte, fest verbunden.
Wenigstens eine der oberen Platte oder unteren Platte kann ein Dornverbindungselement aufweisen, das im Gebrauch mit einem entsprechenden Verbindungselement am Dorn zusammenarbeitet. Das Dornverbindungselement umfasst vorzugsweise ein eindringendes Verbindungselement, das von der oberen Platte und/oder der unteren Platte aus in den Behälter ragt und mit einem aufnehmenden Verbindungselement des Dorns zusammenarbeiten kann. Am besten enthält das Dornverbindungselement einen Zapfen, der mit dem aufnehmenden Verbindungselement des Dorns in Form einer Ausnehmung zusammenarbeiten kann.
Zweckmäßig ist der Dorn so beschaffen, wie er für den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben ist.
Die Endelemente umfassen vorzugsweise ein Formbehälter-Verbindungselement, das bei Gebrauch mit einem entsprechenden Dornverbindungselement am Formbehälter antriebsmäßig zusammenarbeitet.
Vorzugsweise ist die Innenfläche des Formbehälters im Wesentlichen glatt, noch besser mit einem Trennmittel überzogen, das bei Gebrauch das Formmaterial am Haften an der Innenfläche der Form hindert. Geeignete Trennmittel enthalten R525B Bulk Release Agent und Acmos-82-2405, verkauft durch ECL Chemicals Limited, UK.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil der Außenfläche des Dorns aufgeraut zur Bildung eines Haftgrunds für Formmaterial, das bei Gebrauch der Formvorrichtung in den Formbehälter eingespritzt wird. Die Außenfläche des Dorns kann durch irgendein geeignetes Verfahren aufgeraut werden, etwa durch Reiben mit einem Schleifmaterial, wie zum Beispiel Schmirgelpapier. Wenn der Dorn aus einem Metall besteht, kann das Aufrauen des Dorns durch Elektrogranulieren seiner Oberfläche erfolgen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffdruckzylindervorläufers vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Aufbringen eines Kunststoffmaterials auf einen Dorn derart, dass der Dorn innerhalb des Kunststoffmaterials des Zylindervorläufers unbeweglich festgelegt ist.
Das Kunststoffmaterial kann auf den Dorn durch ein beliebiges geeignetes Verfahren aufgebracht werden, etwa durch Spincoating, Spritzguss oder Platzieren des Dorns in einem zylindrischen Formbehälter und durch beispielsweise Einführen von Kunststoffformmaterial in den Behälter vor dem Aushärten des Materials.
Zweckmäßig sind der Dorn und das Kunststoffmaterial wie für den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffdruckzylindervorläufers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

(a) Vorsehen einer Formvorrichtung mit einem zylindrischen Formbehälter mit einem Einlass für den Eintritt von Formmaterial, wobei der Behälter ferner einen entfernbaren, zentral angebrachten Dorn innerhalb des Behälters aufweist;
(b) Bewirken eines Durchtritts eines Formmaterials durch den Einlass, um den Formbehälter im Wesentlichen mit Formmaterial zu füllen;
(c) Bewirken des Härtens des Formmaterials im Behälter derart, dass das Formmaterial um den zentral angebrachten Dorn härtet; und
(d) Entfernen des Zylindervorläufers mit dem gehärteten Formmaterial und dem Dorn.

Der Formbehälter kann eine Entlüftungseinrichtung aufweisen, und das Verfahren kann den Austritt von Luft durch die Entlüftungseinrichtung aufweisen, wenn der Behälter mit Formmaterial gefüllt wird.
Der Formbehälter kann eine Formmaterialaustrittseinrichtung aufweisen, wobei das Verfahren das Überfüllen des Behälters mit Formmaterial aufweisen kann derart, dass ein Teil des Formmaterials durch die Formmaterialaustrittseinrichtung ausgestoßen wird, um ein vollständiges Füllen des Behälters zu gewährleisten.
Vorzugsweise sind der Formbehälter, der Dorn, die Entlüftungseinrichtung und die Formmaterialaustrittseinrichtung so, wie für den ersten Aspekt und oben beschrieben.
Das Formmaterial umfasst zweckmäßig ein warmhärtbares Material, ein durch Strahlung härtbares Material oder ein durch Wärme und Strahlung härtbares Material.
Geeignete Formmaterialien umfassen Kunststoffmaterialien, wie zum Beispiel Polyurethan. Beispiele für geeignete Polyurethanmaterialien umfassen langsam reagierenden, mit Wasser geschäumten Polyurethanschaum oder mit Kohlendioxid (CO₂) geschäumten Schaum auf der Basis von MDI. Das Formmaterial kann auch das Kunststoffmaterial des vierten Aspekts der Erfindung umfassen.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise nach dem Schritt (d) das Drehen des Zylindervorläufers zum Entfernen jeglicher Fehlstellen in der Außenfläche des Vorläufers.
Das Verfahren kann nach dem Schritt (d) das Drehen des Zylindervorläufers umfassen zum Verringern des Durchmessers des Zylindervorläufers, um ein nachfolgendes Beschichten des Vorläufers bis zu seinem anfänglichen Zylinderdurchmesser zu ermöglichen.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Druckzylindervorläufer vorgesehen, der durch das Verfahren des dritten oder vierten Aspekts der Erfindung hergestellt wird.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zum Herstellen eines Tiefdruckzylinders aus einem Vorläufer des fünften Aspekts der Erfindung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(a) Beschichten des Vorläufers mit einem leitenden Metall (einschließlich Legierung); und
(b) Galvanisieren des metallbeschichteten Zylindervorläufers mit einem verformbaren Metall.

Zweckmäßig ist das verformbare Metall Kupfer.
Der Schritt (a) umfasst vorzugsweise das Auftragen einer Schicht aus elektrisch leitender Farbe, die aufgetragen werden kann durch Aufstreichen, Rollen, Spritzen, Tauchlackieren oder Bestreichen des Vorläufers mit der elektrisch leitenden Farbe. Zweckmäßig ist die Farbe eine elektrisch leitende Farbe auf Nickelbasis.
Alternativ kann der Schritt (a) das galvanische Aufbringen einer Schicht aus leitendem Metall, wie zum Beispiel Nickel oder Kupfer, umfassen.
Der Schritt (a) kann das Spinnen eines Überzugs aus Kupferband oder -Folie auf die Oberfläche des Vorläufers umfassen.
Der Schritt (a) kann das Kleben eines Kupferblechs auf den Vorläufer unter Verwendung irgendeines geeigneten Klebstoffs umfassen.
Der Schritt (a) kann das Spritzen eines Überzugs einer Metallschmelze auf den Vorläufer umfassen.
Der Schritt (b) umfasst vorzugsweise die Galvanisierung von Kupfer aus einem Kupfersalz. Zweckmäßig ist das Kupfersalz eine wässrige Lösung von Kupfersalz und ist vorzugsweise eine wässrige Lösung aus Kupfersulfat.
Der Schritt (b) kann das Eintauchen des Vorläufers in eine wässrige Lösung aus Kupfersalz und das Leiten von elektrischem Strom durch den elektrisch leitenden Überzug des Vorläufers umfassen.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung ist ein Tiefdruckzylinder vorgesehen, der durch das Verfahren des sechsten Aspekts der Erfindung hergestellt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der verschiedenen Aspekte der Erfindung und zum Zeigen, wie deren Ausführungsformen verwirklicht werden können, wird die Erfindung nun als Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Formvorrichtung der Erfindung, wobei der entfernbare Dorn zentral im Behälter angeordnet ist;
2 eine auseinander gezogene Schrägansicht des Formbehälters der Formvorrichtung von 1;
3 eine Seitenansicht des Dorns der Formvorrichtung von 1;
4 eine auseinander gezogene Schrägansicht eines Teils des Dorns von 3 mit Darstellung eines Endelements und eines Teils des Dorns;
5 einen Dorn einer zweiten Ausführungsform der Formvorrichtung von 1;
6 eine geschnittene Seitenansicht eines Druckzylindervorläufers der Erfindung, der in dem Formbehälter von 1 hergestellt wurde; und
7 eine geschnittene Seitenansicht eines Tiefdruckzylinders der Erfindung, der aus dem Druckzylindervorläufer von 5 hergestellt wurde.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Formvorrichtung 2 der Erfindung, zunächst nach 1, 2 und 3, umfasst einen Formbehälter 4 und einen entfernbaren hohlen Dorn 6.
Der Formbehälter 4 umfasst gemäß 2 eine zylindrische Seitenwand 8 und ein Oberteil 10 sowie Bodenplatten 12, die an der Seitenwand 8 lösbar befestigt sind. Die Bodenplatte 12 enthält einen zentralen Festlegungsbund 14, der so bemessen ist, dass er mit einem Ende der Seitenwand 8 verbunden ist. In der Mitte des Festlegungsbunds befindet sich ein überstehender Zapfen 16. Der überstehende Zapfen 16 ist im Wesentlichen halbkreisförmig, wobei der Umfang des Zapfens in nächster Nähe des Bunds 14 im Wesentlichen gleich dem Innenumfang des Dorns 16 ist, um eine dichte Abdichtung zu schaffen, wenn der Dorn 6 am Zapfen 16 montiert ist. Von der Mitte des Zapfens erstreckt sich ein Dornfestlegungselement in Form einer langen Stange 18, die an ihrem freien Ende mit Gewinde versehen ist.
Die obere Platte 10 enthält eine Entlüftungseinrichtung und eine Formmaterialaustrittseinrichtung in Form von Öffnungen 20, die beide Funktionen ausüben.
Die obere Platte 10 enthält auch eine Verbindungsöffnung 21, die im Gebrauch auf dem freien Ende des länglichen Schafts 18 angebracht ist.
Die Seitenwand 8 enthält auch eine Formmaterialeintrittseinrichtung in Form eines Einlasses 26, die an dem Ende der Seitenwand 8 angebracht ist, das bei Gebrauch an der unteren Platte montiert ist.
Gemäß 1, 3 und 4 enthält der entfernbare Dorn 6 einen Dornkörper 28, mit dessen Enden erste 30 und zweite 32 Endelemente mit im Wesentlichen trompetenförmiger Gestalt verbunden sind. Der Dornkörper 28 und die ersten und zweiten Endelemente 30, 32 sind alle hohl mit einer hindurchgehenden Bohrung 34.
Gemäß 4 enthalten die Endelemente 30 und 32 einen distalen, kegelstumpfförmigen Teil 36 und einen proximalen, scheibenförmigen Schulterteil 38. Vom Schulterteil 38 erstreckt sich eine Endelement-Verbindungseinrichtung in Form eines hohlen Zapfens 40, der bei Gebrauch eingepasst wird in die Bohrung 34 an einem Ende des Dornkörpers 28, bis der Schulterteil 38 des Endelements 30 oder 32 am Ende des Dornkörpers 28 anliegt.
Der Zapfen 40 ist so bemessen, dass er eine dichte Abdichtung mit der Bohrung des Dornkörpers 28 herstellt.
Der Gebrauch der Vorrichtung wird nun anhand von 1, 2, 3 und 4 beschrieben.
Die obere Platte 10 des Behälters 4 wird dadurch entfernt, dass zuerst die Mutter 22 und die Scheibe 24 von der langen Stange 18 entfernt werden und die Platte 10 abgehoben wird. Danach wird der Dorn 6 über der langen Stange 18 so abgesenkt, dass die Stange 18 sich innerhalb der Bohrung 34 des Dorns 6 befindet. Der Dorn 6 wird in den Behälter 4 so abgesenkt, dass das Endelement 22 auf dem erhabenen Zapfen 16 dicht sitzt, um den Dorn 6 an der Bodenplatte 12 des Behälters 4 gemäß 1 zu befestigen. Der Dorn 6 und/oder das Endelement 32 können O-Ringe enthalten, die eine dichte Abdichtung zwischen den beiden Bauteilen bewirken.
Wenn sich der Dorn 6 in seiner Position im Behälter 4 befindet, wird die obere Platte 10 auf das Oberteil des Behälters 4 zurückgelegt und werden die Mutter 22 und die Scheibe 24 auf die lange Stange 18 aufgeschraubt und festgezogen, um sicherzustellen, dass die obere Platte 10 am Behälter 4 abgedichtet ist.
Härtbares Formmaterial, wie Polyurethanschaum, wird dann in den Behälter 4 durch den Einlass 26 eingespritzt. Wenn das Formmaterial in den Behälter 4 eintritt, verdrängt es Luft im Behälter 4, die durch die Öffnungen 22 aus dem Behälter 4 herausgedrückt wird. Der Behälter 4 wird mit Formmaterial geringfügig derart überfüllt, dass etwas Formmaterial aus dem Behälter 4 durch die Öffnungen 20 herausgedrückt wird, um ein vollständiges Füllen des Behälters 4 sicherzustellen.
Da der Dorn 6 an den oberen 10 und unteren 12 Platten des Behälters 4 abgedichtet ist, kann kein Formmaterial in den Dorn eindringen und wird somit das Formmaterial gezwungen, den Dorn 6 zu umschließen.
Das Formmaterial wird dann gehärtet, und der Behälter kann minimal zwei Stunden lang stehen gelassen werden, um ein vollständiges Aushärten des Materials zu gewährleisten.
Die Aushärtetechnik und die Standzeit variieren in Abhängigkeit vom Formmaterial, sind aber dem Fachmann bekannt.
Wenn das Formmaterial vollständig ausgehärtet ist, werden die Mutter 22 und die Scheibe 24 abgeschraubt und von der langen Stange 18 entfernt, und die obere Platte 20 wird vom Behälter 4 entfernt.
Der Dorn 6 ist nun gemäß 5 durch einen Zylinder aus ausgehärtetem Kunststoffmaterial 41 unbeweglich eingeschlossen und wird dann aus dem Behälter 6 herausgezogen. Der von Kunststoff umschlossene Dorn bildet einen Druckzylindervorläufer 42 der Erfindung mit einem unbeweglichen Dorn.
Der Druckzylindervorläufer wird dann bei Umgebungstemperatur mindestens 72 Stunden lang stehen gelassen, um das ausgehärtete Formmaterial zu stabilisieren.
Der kegelstumpfförmige Teil 36 jedes Endelements 30 und 32 hat einen größeren Durchmesser als derjenige der Schulterteile 38 und gestattet das Befestigen des Zylindervorläufers 42 an einer Vorrichtung mit einer variierend bemessenen Zylinderverbindungseinrichtung (nicht gezeigt).
Der Durchmesser des Vorläufers 42 wird dann durch Abschälen einer Schicht des gehärteten Formmaterials 41 verkleinert, damit ein anschließendes Beschichten und Galvanisieren den Durchmesser des Vorläufers 42 nicht über seinen ursprünglichen Durchmesser hinaus vergrößert.
Der Vorläufer 42 wird dann mit einem leitenden Metall beschichtet durch Aufstreichen mittels Rakel, Spritzen oder von Hand erfolgendes Aufstreichen einer elektrisch leitenden Farbe auf Nickelbasis zur Bildung eines leitenden Überzugs auf der Oberfläche des Zylindervorläufers 41, wie in 6 gezeigt.
Zur Herstellung eines Druckzylinders 44 gemäß 6 wird eine Verkupferungsschicht 48 auf dem leitenden Nickelüberzug durch galvanischen Niederschlag aus einer wässrigen Lösung von Kupfersulfat aufgebracht. Zum Verkupfern des Vorläufers 41 wird eine leitende Stange durch den Dorn 6 gesteckt, was einen elektrischen Kontakt mit der Oberfläche der leitenden Bohrung 34 oder mit den leitenden Endelementen 30 oder 32 herstellt. Danach werden Gummidichtungen auf den Endelementen 30 und 32 platziert, um zu verhindern, dass keinerlei Lösung in die Bohrung 34 eintritt. Der Dorn 6 wird dann in einen Kessel mit Kupfersulfatlösung abgesenkt, und es wird ein elektrischer Strom die Stange innerhalb der Bohrung hinabgeleitet, der durch den Dorn 6 auf den leitenden Überzug 46 fließt. Dann wird Kupfer auf dem leitenden Überzug 46 niedergeschlagen zur Bildung einer Verkupferungsschicht auf deren Oberfläche, vgl. 6.
Der Strom ist anfänglich niedrig (ungefähr 2–5 A/dm²) und wird erhöht, sobald sich ein dünner Überzug aus Verkupferung auf der leitenden Fläche 46 bis zu einem maximalen Strom von 20 A/dm² gebildet hat. Der Druckzylinder 44 wird dann aus der Kupferlösung entfernt, getrocknet und gereinigt, und ist bereit zur Verwendung als beispielsweise Tiefdruckzylinder der Erfindung.
Es sei nun auf 5 hingewiesen. Bei einer alternativen Ausführungsform der Formvorrichtung der Erfindung und eines Druckplattenvorläufers der Erfindung kann der Dorn 6 zusammendrückbare Teile 50 und 51 enthalten, die um die Oberfläche des Dorns 6 an jedem Ende des Dorns neben den Endelementen 30 und 32 und im Wesentlichen zentral um den Dorn angebracht sind. Die zusammendrückbaren Bereiche 50 und 51 können aus Bitumen gebildet sein und sind schichtweise aufgebaut mit Schichten aus Aluminium und Polyester. Die letztere hiervon ist aufgeraut zur Schaffung eines Haftmittels, damit der Polyurethanzylinder daran haften kann.
Die zusammendrückbaren Teile 50 und 51 gestatten dem Dorn ein Ausdehnen und Zusammenziehen während des Galvanisierens, ohne ein Ausdehnen des Polyurethanzylinders zu bewirken. Dies verhindert ein Lösen und eine Rissbildung des Zylinders während des Galvanisierens.
Die Oberflächenbereiche 52 und 55 des Dorns neben den zusammendrückbaren Teilen, die kein zusammendrückbares Material enthalten, werden in einem Trennmittel beschichtet, um das Haften durch den Polyurethanzylinder zu verhindern. Dies gestattet eine gleichmäßigere Ausübung von Druck auf den Dorn während des Galvanisierens und verhindert das Ausdehnen des Dorn und des Zylinders neben und an den Endelementen 30 und 32.
Alle in dieser Beschreibung offenbarten Merkmale (einschließlich einiger begleitender Ansprüche, Zusammenfassung und Zeichnungen) und/oder alle Schritte irgendeines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses können in beliebiger Kombination kombiniert werden, mit der Ausnahme von Kombinationen, wo wenigstens einige dieser Merkmale und/oder Schritte sich gegenseitig ausschließen.
Jedes in dieser Beschreibung (einschließend irgendwelcher begleitenden Ansprüche, Zusammenfassung und Zeichnungen) kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die demselben, äquivalenten oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht anderweitig ausdrücklich festgestellt. Sofern nicht ausdrücklich anderweitig festgestellt, ist somit jedes offenbarte Merkmal nur ein Beispiel für eine gattungsmäßige Reihe von äquivalenten oder ähnlichen Merkmalen.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der obigen Ausführungsform(-en) beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf jegliches neuartiges Merkmal oder auf jegliche neuartige Kombination der in dieser Beschreibung (einschließlich irgendwelcher begleitenden Ansprüche, Zusammenfassung und Zeichnungen) offenbarten Merkmale oder auf irgendeinen neuartigen Schritt oder irgendeine neuartige Kombination der Schritte irgendeines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses.

Claims

Tiefdruckzylindervorläufer, umfassend einen Kunststoffzylinder, in dem ein unbeweglicher Dorn festgelegt ist, wobei der Kunststoffzylinder um den Dorn geformt ist und wenigstens ein Teil der Außenfläche des Dorns ein Haftmittel aufweist, das es in Funktion dem Kunststoffzylinder ermöglicht, an dem Dorn zu haften.
Vorläufer nach Anspruch 1, wobei der Dorn ein Endelement an jedem Ende des Dorns umfasst und wenigstens ein Teil jedes Endelementes einen Durchmesser hat, der größer als derjenige des Dorns ist.
Vorläufer nach Anspruch 2, wobei die Endelemente mit dem Dorn lösbar verbunden sind.
Vorläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dorn aus Metall hergestellt ist.
Vorläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Dorn ein vorhandener Druckzylindervorläufer oder ein Druckzylinder an sich ist.
Vorläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dorn auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des Dorns ein zusammendrückbares Material aufweist.
Vorläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kunststoffzylinder Polyurethan umfasst.
Tiefdruckzylinder, umfassend einen Druckzylindervorläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, auf dem eine verformbare Metallschicht aufgebracht ist.
Druckzylinder nach Anspruch 8, umfassend eine leitende Metallschicht zwischen der Vorläuferoberfläche und der verformbaren Metallschicht.
Verfahren zur Herstellung des Kunststoff-Tiefdruckzylindervorläufers nach Anspruch 1, wobei das Verfahren Auftragen eines Kunststoffmaterials auf den Dorn derart umfasst, dass der Dorn innerhalb des Kunststoffmaterials des Zylindervorläufers unbeweglich fixiert ist.
Verfahren zur Herstellung des Kunststoff-Tiefdruckzylindervorläufers nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: (a) Vorsehen einer Formvorrichtung, die einen zylindrischen Formbehälter umfasst, der einen Einlass für den Eintritt von Formmaterial umfasst, wobei der Behälter ferner einen entfernbaren zentralen Dorn innerhalb des Behälters umfasst; (b) Bewirken von Durchtritt eines Formmaterials durch den Einlass, um dem Formbehälter mit Formmaterial im Wesentlichen zu füllen; (c) Bewirken des Härtens des Formmaterials innerhalb des Behälters derart, dass das Formmaterial härtet zur Bildung eines Kunststoffzylinders um den zentralen Dorn; und (d) Entfernen des Zylindervorläufers bestehend aus dem gehärteten Formmaterial und dem Dorn.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Formbehälter eine Formmaterial-Austrittseinrichtung umfasst und das Verfahren umfasst: Überfüllen des Behälters mit Formmaterial derart, dass ein Teil des Formmaterials durch die Formmaterial-Austrittseinrichtung ausgestoßen wird, um ein vollständiges Füllen des Behälters sicherzustellen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Formmaterial Polyurethan umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Tiefdruckzylinders aus einem Vorläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Beschichten des Vorläufers mit einem leitenden Material; und (b) Plattieren des mit Metall beschichteten Zylindervorläufers mit einem verformbaren Metall.